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配送与连锁经营

  • 物流配送运输计算机调度系统设计研究

    www.jctrans.com 2005-3-5 10:56:27

  • 　　１ 引言

    　　配送运输调度的工作量大，技术性强，要使调度过程优化具有一定难度。尤其是用户数量多、用户需求变动大、对时间要求较高时，运输调度优化仅凭人工经验调度就显得相当困难，由此不仅造成配送效率和配送服务水平低下，也将造成配送成本高昂。因此，建立配送调度管理系统就显得非常必要。目前，国外在这方面非常重视并已开发出相应的系统。例如：美国美孚石油公司为了解决其１０个工厂仓库每天为几百个客户配送而出现的订单难以合并、车辆难以派遣、路线难以安排的困难，同Ｉｎｓｉｇｈｔ公司合作开发了重油产品的计算机辅助配送系统。这个系统利用订单、距离以及卡车运输的比例等信息能够生成详细的、较低成本的配送计划，该系统不仅使其配送调度工作效率大大增加，而且每年还可为其节省１００多万美元。目前国内物流配送的开展尚处于初期阶段，配送调度基本上处于人工经验阶段，无法适应大规模的集中配送、统一调度、低成本的要求。因此将实现调度问题归结为数学模型，用计算机解出优化方案，然后根据具体情况修正方案，用于调配车辆，达到最有效的提高配送效率具有重要意义。

    　　２ 系统设计的原则
    　　
    　　（１）灵活性强，适用度广。系统在总体设计要求上，应能够对不同配送业务类型和要求下的运输调度问题进行优化处理。

    　　（２）具有多种适用算法，能对不同条件和特征的问题加以择优使用。理论上针对各种约束下的车辆调度问题存在许多算法，如启发式算法、整数规划法、分支定界法、分区算法、模拟退火算法、遗传算法、禁忌搜索法、人机交互算法等。这些算法在不同条件下具备不同的精确度和收敛速度。所以，系统在算法方面应具有一定的算法选择机制，应根据算法特征和实际调度的各种条件和模式对多种算法进行选择或组合，制定可行的方案。

    　　（３）人－机结合，共同寻优。系统能将人的主观经验和知识加入进去，从而形成人、机相互结合，共同对复杂问题进行灵活处理。

    　　３ 系统算法结构设计

    　　系统算法结构应主要由数学模型、算法库、选择机制、数据库几大部分组成。系统的处理过程如下：

    　　首先，根据实际调度问题的约束和目标建立问题的数学模型，然后通过算法选择机制、依据数学模型的结构特点，从算法库中选择特定的算法或算法组合，结合数据库的数据求解问题，制定出方案。这个方案不能保证最佳，但应是一个“满意方案”。如果方案不可行，则重新选择算法求解，直至方案可行。如果有多个适合求解的算法均制定出“满意方案”，则从它们中择优输出。

    　　４ 系统运行结构设计

    　　５ 系统功能需求模块设计
    　
    　　其主要应由下列各主要功能模块组成：

    　　５．１ 编制配送网子模块

    　　该模块应分为编制用户间的距离表、节约量文件表两个大的功能程序。在实际运输中，联系用户间的路网存在多种连接路线选择，因此，用户间首先存在一个最短路径问题。在距离表编制程序中，可以根据网络参数，用最短路线探索法计算出各用户间的最短距离，然后用节约法算式将它制成节约量文件作为基础数据加以保存。此外，还应设计出一个图形软件，模拟地理信息，能将用户间的连接情况在地图上显示出来。

    　　配送网编制程序的输入参数有：作为配送网络中的节点的配送中心、用户；各节点间的各条路线的实际距离；发送车的平均速度；是否有单行道（造成两点间送返距离不等）；是否有特殊的行车速度限制；问题目标是发送距离最小还是时间最少。在实际应用中，当用户数量很多时，可把邻近的一些用户划为一个个小的区域。采用区域制可以提高计算效率。另外，在运算中可以采用一定步骤，以略去那些几乎没有正效果的节约量，这样可以提高计算效率。配送网络编制程序的输入数据形式是固定的。如果其中某些数据发生变化时，可以采用一些步骤进行局部更改。

    　　５．２ 约束处理子模块

    　　为方便进行计算机处理，对输入系统的原始数据应进行约束处理。对诸如用户需求数量、时间等约束根据特点应建立分类需求矩阵，对于车辆、道路状况、调度原则等表述性约束应转化为可处理的约束条件。

    　　５．３制定配送计划任务子模块

    　　该模块主要应根据集货子系统生成的配送用户表、配送货物表、以及根据车辆管理子系统中的车辆情况表为第二天计划执行的配送任务制定货物配送计划任务表。货物配送计划任务应包括任务号、配送形式、所需车型、车号、载重量、装载数量、运行趟数、用户个数、商品（货物）品种数、送货用户、送货品名和数量等。

    　　配送计划任务编制程序的输入参数应有发送车的数据（车种、最大装载量、车辆数）；用户需要量的数据商品种类、重量、容积、发送车的最大工作时间、对应于货物种类的指定的发送车种、向用户发送的指定时间、向特定用户追加送货的指定时间、向发送方向指定的发送车种、对货物的指定单位（重量或容积）、对发送车指定的多个巡回发送点、对发送车指定的始发和到达时间、发送车的速度修正、对某用户的货物指定的平均装卸时间、对每种货物指定的平均装卸时间、对发送车指定的某区域内的平均行驶时间、对发送车指定的一次运行的最大发送件数等。配送网编制程序是固定的。而配送计划编制程序却需要根据实际需要、实际发送业务和交通情况的变化随时修改。

    　　在具体操作中，我们应先将超过车辆载重量的大宗货物以直送方式由手工处理，将剩下不足一辆车载重量的部分转入配送方式，用计算机处理并生成优化调度方案。

    　　５．４ 配送计划输出模块

    　　根据配送计划任务制定模块的运行结果，打印出派车任务单和行车路线图，根据派车任务单调度车辆。

    　　作者：万凤娇 陈 宁

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