仓配装一体化产品生产、仓储和配送问题研究

1、仓配装一体化产品生产、仓储和配送问题研究仓配装一体化产品是企业为客户提供一站式仓储、 配送和安装效劳的一种新 型产品,并逐渐成为新的消费趋势。然而 , 随着中国经济增长的放缓 , 产业经过快 速扩张后正处于调整期 , 市场已从供少于求转变为供过于求 ,企业在供应侧改革 中也面临巨大的生存压力。另一方面, 在本钱上涨、利润下降的商业环境下 , 企业之间的竞争也愈发剧烈。 因此, 如何充分利用企业现有的资源 ,降低企业的运营本钱也成为行业内每个企 业需要思考的问题。在此背景下 ,众多企业从传统的商业模式向智能制造转型 , 在生产、仓储和配 送等环节发生深刻变革 ,并开始为客户提供一站式仓储、 配送

2、和安装效劳。 其中, 家居产品是仓配装一体化产品的典型代表。通过对家居行业龙头企业 A公司的实地调研，我们以家居产品为研究对象， 深入分析如何优化和改善企业现有的生产方案、仓库调度策略和配送效劳 , 以降 低A公司的运营本钱。本文的主要内容概括如下：(1)针对生产环节，研究了如何 设计合理的产品生产与产品交付方案，包括(i )确定产品的加工顺序,(ii)确定 产品交付到顾客的时间和方式。该问题的目标是最小化产品延误本钱、 库存本钱和交付本钱的加权之和。 我 们主要考虑了顾客数量任意和固定情况下对应问题的计算复杂度 , 证明了当顾客 数量任意时，此研究问题是强NP-hard的,而当顾客数量固定时

3、，此问题是一般 NP-hard 的。同时,针对顾客数量固定 ,我们在产品的规格大小相同、 产品的加工时间相同 和交付选用的交通工具运输能力无限制这三类特殊的情形下提出了伪多项式或多项式时间精确算法。 同时, 我们运用了企业实际数据 , 将算法与企业实际应用的 “先制定生产方案再制定交付方案的经验式决策方法作比照 , 数值结果显示算 法可有效地降低企业约 11%左右的本钱。(2) 针对仓储环节 , 研究了在高效率的自动化仓库中产品出入库的调度问题。 在生产环节中 , 半成品或者成品需要暂时存放在仓库中。针对一种在货架的底层有多个出口位置以供拣选人员做拣选任务新型自动化仓储系统 , 管理人员可以借

4、助此仓储系统将存储和分拣任务统一于一处,既提高了空间利用率 , 又降低了能源消耗。我们聚焦于出入库任务调度和出口位置分 配问题, 需要同时决策出入库任务的顺序以及出库任务与出口位置的匹配,目标是最小化堆垛机完成所有任务的总移动距离。我们建立了求解该问题的混合整数规划模型 , 并将问题分解成两个子问题：(i )确定出入库任务的顺序,(ii)在给定出入库顺序的情况下决定出库货物 释放到哪一个出库位置。其中 , 后一个子问题可以在多项式时间内求出最优解。根据此性质我们设计了基于遗传算法和指派问题的两阶段启发式算法。 我们 先通过产生随机的数据集来分析算法的性能 , 最后利用企业实际数据 , 与企业实

5、 际应用的“先到先效劳的经验式决策方法作比照 , 数值实验的结果说明了该模 型和算法的有效性 , 降低了超过 20%的运作时间。(3)针对配送环节，以A公司的配送和维护效劳为背景，研究了产品配送效劳 中技术人员路线选择和调度的问题 , 解决企业在将产品交付到不同地理位置分销 商或顾客时所面临的问题。我们从三个方面确定最优调度方案 :( i ) 技术人员与 团队的分配方案 ,( i ) 在满足任务请求和团队资质匹配的情况下团队与任务的分 配方案,(iii)团队执行各自任务的路线通过此方案要实现的目标是最小化运营本钱 ,包括旅行本钱 ,违反时间窗口的惩罚本钱和外包本钱。 我们结合自适应大邻域搜索算

6、法和禁忌搜索算法来寻找 初始可行解 , 并且提出了一种基于拉格朗日松弛的启发式算法。我们先通过随机产生数据集来分析算法的性能 , 然后利用企业实际数据 ,与 企业实际应用的“对任务聚类 , 用最近邻算法确定路线的经验式决策方法作对 比, 数值实验的结果说明了此算法能在合理的计算时间内找到高质量的解, 且有效地降低约 20%的总行驶距离。本研究融合整数规划理论、调度方法以及组合优 化理论,对家居企业在生产 -仓储-配送三方面的运作问题进行了探索 , 提供了新 的理论方法 , 研究成果有利于丰富生产、仓储和配送方面的理论与方法。从应用价值上，本研究成果帮助A公司解决产品在生产、仓储和配送等环节 中遇到的难题 , 在不影响顾客效劳质量的同时有效地降低企业本钱并