物流配送运输中确定梯队合理规模的数学模型

物流配送运输中确定梯队合理规模的数学模型

0物流配送运输车道规模的确定经济全球化导致的激烈市场竞争使全球商业部门制定了新的商业模式，提高了竞争力。有效的方法是将采购、存储、运输、销售和其他物流业务外包给具有强大和经验的专业公司，即第三方物流公司。公司通过补充效应建立战略合作伙伴关系，通过合作合作共同开展物流活动，使公司的生产和业务更快、更高效。现在，在汽车、高科技和服装制造领域，60%-80%的物流业务被外包给第三方物流运营商。在日本、美国和欧洲，第三方物流公司占其国内物流总量的80%以上。对1999年至2001年中国物流市场供求状况的三次抽样：在制造企业的成品物流中，第三方物流的比例为9.1%、16.1%和21%。这一变化直接导致了对可靠和高质量配送和运输的需求和依赖，促进了第三方物流市场的繁荣。物流是中国物流企业在新世纪发展的又一新领域和经济增长率。从整个国际物流的发展来看,物流配送经历了以企业自我服务为中心的企业内资源的节约和优化配置的过程,政府、零售业、批发业以及生产厂家积极投身于实现物流共同化、推动共同配送之中,专业化、社会化、国际化的共同配送显示了巨大的优势,最大限度地提高了人员、物品、资金、时间等物流资源的效率,取得了最大的效益.在服务理念上,改变了以前我能为用户提供哪些服务,而是更多地考虑客户需要提供什么样的服务,从原有的区域性配送服务逐渐扩展到提供长距离服务,从单一提供配送服务,发展到可以从事仓储、进出口业务的第三方物流公司.配送运输的服务对象多为同一区域相关行业的客户,根据客户的订货要求在配送中心进行货物配备,并以合理的方式按时送交客户,因此配送中心需要配备一定规模和结构的运输车辆来满足客户的服务要求.如何确定一个配送中心所需运输车队的适当规模,使它不仅要满足目前的需求,而且留有适当富余量以满足用户需求合理波动所产生的额外需求,同时还要尽量降低运输车队运营成本,确保运输车队所得利润最大,也就是如何合理地协调处理运输规模、运作成本与服务质量之间的关系就成了所要解决的问题之一,物流配送运输车队规模问题的研究也就应运而生了.1配送运输全流程再造配送运输作为物流中的一种特殊的综合活动,包含了物流中若干功能要素,其成本构成了物流总成本的主要部分,实现运输过程的优化管理、有效实施运输成本控制对整个物流成本的控制和降低具有决定性作用.运输时间的长短可以影响甚至决定供应链上其他企业的经营状况,如果产品运输速度太慢,高科技产品和其他生命周期较短产品的制造企业就会蒙受产品过时的沉重经济损失.除运输成本、运输速度外,运输一致性也在相当大程度上对物流服务质量产生重大影响.运输速度和运输一致性是运输时效性和可靠性的反映.运输缺乏时效性和可靠性就会产生严重的物流供应障碍,迫使加大安全储备存货量,增加物流成本、库存成本,增大了物流活动的风险性.因此,如何实现在最短的时间内以最低的成本提供最大的价值,对配送运输企业本身和供应链上的其他企业都是至关重要的,低成本地为多个企业提供准时、快速、安全优质的配送服务一直是配送运输企业孜孜以求的经营目标.因此科学规划配送中心的运输规模,实现快速响应和满足客户需求,顺畅供应链的流程,确保供应链的服务质量,增强客户对供应链的满意度,并且降低配送运输企业的运营成本和供应链总成本,才能更好地兼顾社会效益和企业经济效益.本文提出的配送运输车队规模问题是在合理配送路线、配送频率确定的基础上提出的.针对物流公司从一个配送中心向多个分散客户配送货物,探讨满足其客户库存需求的配送运输车队的最优规模和结构.2模型1:kr已知一个配送中心为若干个客户提供配送服务,所有为客户进行配送且不超载的配送路线的集合定义为路线集Г,该路线集Г与所有客户相对应,其中Φ代表为其中部分客户提供配送服务的路线子集,每一路线子集中有r条配送路线.通过以上对配送运输规模问题的描述,所建立的数学模型表达式为如下.目标函数:ΜΙΝ(CΙk⋅Τ2880+d0⋅Wk⋅Τ/30)⋅Ιk+∑klk∑i[cvk⋅ΤSΡ(Φr)⋅xkiΦr]MIN(CIk⋅T2880+d0⋅Wk⋅T/30)⋅Ik+∑k∑ilk[cvk⋅TSP(Φr)⋅xkiΦr]约束条件:∑Φ∑rtΦr≤∑klk∑i(Τ-Τ0)(1)xkiΦr⋅QΦr≤Wk(2)∑Φ∑r(xkiΦr⋅tΦr)≤Τ-Τ0(3)(xkiΦr⋅ΤBΦr-xkiGq⋅ΤEGq-Τ′)⋅(xkiΦr⋅ΤEΦr-xkiGq⋅ΤBGq)＞0(4)∑klk∑ixkiΦr=1(5)i∈Ιk,Φ∈Γ,G∈Γ,r∈Φ,q∈G(6)∑Φ∑rtΦr≤∑k∑ilk(T−T0)(1)xkiΦr⋅QΦr≤Wk(2)∑Φ∑r(xkiΦr⋅tΦr)≤T−T0(3)(xkiΦr⋅TBΦr−xkiGq⋅TEGq−T′)⋅(xkiΦr⋅TEΦr−xkiGq⋅TBGq)＞0(4)∑k∑ilkxkiΦr=1(5)i∈Ik,Φ∈Γ,G∈Γ,r∈Φ,q∈G(6)模型中有关参数及变量说明如下:xkiΦr={1k车型第i辆车在Φ路线子集r路线上进行配送运输0k车型第i辆车不在Φ路线子集r路线上进行配送运输,是决策变量;Ik为配送车队中k车型的车辆数,是决策变量;k为用于配送运输的待选载重量(车型);QФr为Φ路线子集第r路线的配送运输总量(t);CIk为k车型的投资成本(元);cvk为k车型百公里额定耗油量×油价(元/kg);TSP(Фr)为Ф路线子集r路线的最短配送距离(km);Wk为k车型的额定载重量(t);tФr为Ф路线子集r路线的持续时间(含往返运行和装卸时间)(h);T为路线集的配送周期,为路线集中所有路线子集配送周期的最小公倍数;T0为T周期中汽车必须闲置的时间(h);TФr为Ф路线子集r-1,r为两条配送路线发车的时间间隔,TФ1是T周期Ф路线子集最后一条路线与下一T周期的第一条配送路线发车的时间间隔(d);TBФr为Ф路线子集r路线发车时间(d),即ΤBΦr=r-1∑t=1(tΦr+ΤΦr)TEФr为Ф路线子集r路线结束时间(d),即ΤEΦr=ΤBΦr+tΦrT′为同一辆车在前后两次配送中,前一配送路线结束时间与后一配送路线发车时间之间留有的缓冲时间(h).模型的目标函数为配送车队运营成本最小,即一个配送周期的总成本最小,该成本是指配送周期内运输企业为完成预定的运输任务所支出的与车型相关的全部费用,通常可分为固定费用和变动费用两部分.固定费用指企业为组织运输生产必须支付的各项管理费用和业务费用.固定费用包括职工工资、办公管理费用、车辆折旧费等,不论车辆工作与否,企业均须支付的费用.由于办公管理费用、职工工资等费用与车型的选择无关,在目标函数中未加考虑,因此固定费用主要指车辆在配送周期内发生的折旧费用.变动费用指与车辆行驶有关的费用.变动费用包括运行材料(燃料、润滑油等)费、养路费、过路过桥费、与车辆行驶有关的杂项费用等.考虑到过路过桥费及其他与车辆行驶有关的杂项费用等因随路况、路线不同而各异,所发生的费用与车型无明显关联性且在费用中所占比重较小,目标函数中也未加考虑.约束条件分别表达了以下几个方面的条件限制:(1)是配送车队保证运输任务完成的约束;(2)是配送车辆运输能力的约束;(3)是配送车辆单车周期内运输时间约束;(4)是配送车辆相邻两次配送不冲突的时间约束,即配送汽车只有完成配送任务返回配送中心,停留时间T′后,才可开始下一次配送;(5)配送路线完成并且只能由一辆车完成的惟一性约束;(6)是变量要求.3配送运输规模模型配送运输业的发展对于物流系统的完善,流通企业和生产企业的发展,以及整个经济社会效益的提高,无不具有重要的作用.由于传统的运输企业多是隶属于某个生产企业,只为本企业提供运输服务,车辆得不到充分的利用,或者只拥有少数车辆,零散地提供运输服务,没有规模效益,这种以传统的依据经验投资的决策方法和原则组建配