基于時間約束的單產品共同配送研究

摘要：隨著物流業的調整發展，提高物流效率、降低物流成本逐漸成為關注的焦點。有著發達物流業的國家，如德國、美國等的實踐已經證實，采用共同配送這一先進的配送模式，將能夠改善在物流效率、物流成本方面所凸現的問題。在我國，共同配送體系還不完善，加之客戶對于配送時間的要求也越來越高，滿足客戶時間要求的集約化、協同化配送就成為亟待解決的問題。文章針對這一問題，將“軟時間窗”和“硬時間窗”同時引入到共同配送中，建立模型并通過算例分析對理論研究進行了實證。

關鍵詞：時間約束；配送；共同配送；時間窗

中圖分類號：F724文獻標識碼：A

文章編號：1002-3100(2008)07-0114-03

Abstract: With the rapid development of the logistics industry， improving efficiency and reducing costs in logistics gradually become the focus. Some countries， which have developed logistics industry， such as Germany and the United States， have confirmed from the practice that the Common Distribution， a kind of advanced distribution model， will be able to improve the efficiency of logistics， logistics costs by highlighting the issue. In China， the common distribution system is not yet perfect， and the delivery time for customers is increasingly higg requirements than before， intensive and coordinated distribution have been a urgent problem to be solved to meet the time requirements of the customer time. In response to this problem， the paper introduces“soft time window”into common distribution as well as“hard time window”， and confirms theory study through the establishment of model and analysis of algorithms.

Key words: time constraints; distribution; common distribution; time windows

0引言

我國承擔商品物流配送的主體主要還是企業本身，專業物流公司及物流協作所占的比例還很小，物流共同化程度相當低。相比國內的現狀，國外物流共同化的比例往往達到80%以上，共同配送已逐漸成為德國、日本等一些發達國家采用較廣泛、影響面較大的一種先進的物流方式，它對提高物流效率、降低物流成本具有重要意義[1]。國外物流企業向集約化、協同化方向發展的一個具體形式就是物流企業之間的合作并建立戰略聯盟。我國學者在這一方面已進行了研究并取得了一定的成果[2-3]，但總體來看，效果還不明顯，仍需在這一方向上繼續努力。

除了配送的共同化問題，近些年出現的“消費個性化”趨勢使得客戶對配送時間的要求越來越高。一些學者在“基于時間競爭”領域取得了一定成果[4-7]，對于“允許延時”或“不允許延時”等“軟時間窗”或“硬時間窗”問題在一定程度上予以了解決。然而，將“軟時間窗”和“硬時間窗”同時考慮的問題還未得到解決，更無學者在共同配送領域中應用。本文正是針對這一問題，建立了“基于時間約束的單產品共同配送模型”，旨在對這種既要考慮合作又要基于時間約束的配送問題的解決做一些積極的探索，并為其它領域的時間約束問題提供參考。

1基于時間約束的單產品共同配送模型

1.1模型描述

本模型是單產品的配送模型，是在不考慮配送中心處理時間的前提下，在已有配送中心的基礎上選擇一個或多個配送中心作為共同配送中心，以此提高配送效率，降低成本。模型中考慮到了被選為共同配送中心的運營固定費用和可變費用以及未被選中的配送中心的維持固定費用，符合實際情況，并為進一步的配送中心整合奠定了基礎。

另外，本模型在處理時間約束問題上，引入0－1變量Γ，將“軟時間窗”和“硬時間窗”問題同時考慮到一個模型中，加大了模型的適用范圍。

1.2在單產品共同配送情況下，對模型做如下假設

（1）從現有的配送點內選擇配送中心；

（2）備選配送中心無容量和流量限制；

（3）配送中心處理時間為零。

1.3模型中的數學符號解釋如下

1.5模型解釋

在上述目標規劃中，目標函數（1）式包含四個部分：第一部分表述了產品從工廠到配送中心的運輸費用；第二部分表述了產品從配送中心到客戶的運輸費用；第三部分表述了配送中心運營費用，其中包括被選中配送中心1.6算法簡介

上述選址模型為典型的混合整數規劃問題，傳統求解混合整數規劃優化算法有Newton法、Lagrange法、Kelley法、共扼梯度法、單純形法、罰函數法等可以得到全局最優解的精確算法[4-5]。不過，他們對目標函數或變量的要求較嚴格，只有在目標函數滿足特定的限制條件下才可以保證求得全局最優化解。其中變量可以分為連續和離散之分；約束條件有等式和非等式之別；目標函數有線性、凸、可微和非線性、非凸、線性兩類。共同配送下的選址問題作為一個網絡工程問題是多約束、多變量的非線性規劃問題，一般情況下規模較小時，可采用較簡單的優化算法得到全局最優解或局部最優解。對于處理大規模多目標優化問題等開放復雜的系統最近越來越多地運用了遺傳算法、模擬退火算法和人工神經網絡等借助計算機的啟發式方法來解決[3]，因為他們對優化設計目標函數和約束條件的限制較少。

2算例

某市現有銷售同一產品的三個零售商，他們都各自擁有自己的配送中心，只供應自己的零售店。由圖1和表1不難看出，若想從工廠將產品運至零售店1至少需要2小時，不能滿足“1.9小時內運達且不能延時”的要求。若無此“硬時間窗”要求，可算得總配送費用為57 997.5元。在對業務進行分析和面臨越來越大的競爭壓力的情況下，他們決定彼此合作建立共同配送聯盟。現要求設計一個共同配送選址方案，在滿足時間及其它要求的前提下，使得總本例規模較小，采用一般優化方法在LINGO 10.0軟件中進行求解，其結果如表3所示。

由表3可知，應選配送中心C作為共同配送中心，此時目標函數為5 033.2元。既解決了零售商1的時間要求問題，又使得總的費用降低了7 660.3元。

3結束語

本文主要是對配送領域的共同配送問題進行的研究，因為物流共同化已成為德國、日本等一些發達國家采用較廣泛、影響面較大的一種先進的物流方式，它對提高物流效率、降低物流成本具有重要意義。本文在對配送中心整合問題進行進一步的研究的同時，針對配送中顧客對時間的要求，將“軟時間窗”和“硬時間窗”問題同時考慮到共同配送中，建立了“基于時間約束的單產品共同配送模型”，通過算例證實能夠解決具有一般時間要求的共同配送問題。

本文所考慮的配送領域僅局限于單產品問題，對于多產品的問題的配送問題未給出明確的解決方案，希望能在進一步的研究中予以解決。

參考文獻：

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