快速消費(fèi)品配送中心選擇優(yōu)化的模型與算法

摘要：在考慮商品回款時(shí)間延遲的基礎(chǔ)上，結(jié)合快速消費(fèi)品（FMCG）企業(yè)物流配送網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，建立了混合0-1整數(shù)規(guī)劃的配送中心選擇優(yōu)化模型。該模型是一種特殊形式的選擇—分配模型，具有NP難性質(zhì)。為求解上述模型，提出一種基于SVM（支持向量機(jī)）的在線算法。實(shí)例研究表明，該算法能高效求得模型的優(yōu)化解，是求解配送中心選擇這類(lèi)復(fù)雜優(yōu)化問(wèn)題的一個(gè)較好方法。

關(guān)鍵詞: 快速消費(fèi)品；配送中心；選擇-優(yōu)化；支持向量機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：F272文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1002-3100(2008)11-0060-04

Abstract：Based on the commodity feedback residual expenses delay and the distribution system characteristics of Fast Moving consumer Goods（FMCG）， a mixed 0-1 integer programming model is built for optimizing the location of distribution center. The model is in fact a special type of classic location-allocation models and has NP-hard complexity. To solve the above model， the on-line calculation method based on SVM （Support Vector Machine）is proposed. According to the example research， such a calculation method can get optimizing result for the model and it is the better method to solve such complicated problems for the distribution centers.

Key words: FMCG；distribution center；optimizing；support vector machine

0引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平不斷提高，快速消費(fèi)品（Fast Moving consumer Goods FMCG）的需求量越來(lái)越大。FMCG具有使用壽命較短、公眾生活必須、消費(fèi)速度快、消費(fèi)者可習(xí)慣性就近重復(fù)購(gòu)買(mǎi)等特點(diǎn)[1]。對(duì)于FMCG企業(yè)而言，合理選擇物流配送中心地點(diǎn)是物流系統(tǒng)優(yōu)化過(guò)程中一個(gè)具有戰(zhàn)略意義的問(wèn)題。物流配送中心是商品從供應(yīng)商（制造商）至零售商之間的中間儲(chǔ)存點(diǎn)，具有集中和分散物資、促進(jìn)商品迅速流轉(zhuǎn)的功能。基于配送中心及其位置選擇的重要作用，眾多專家、學(xué)者對(duì)這一問(wèn)題開(kāi)展了研究，并建立了一系列的選址優(yōu)化模型[2-6]。FMCG企業(yè)面對(duì)需求連續(xù)多批次、品種豐富、位置分散的眾多終端零售商，對(duì)配送中心的配送服務(wù)提出了定量、定點(diǎn)、定時(shí)、以及回款時(shí)間迅速等要求。然而，現(xiàn)有模型大多以配送中心與供應(yīng)商及零售商之間的運(yùn)費(fèi)、配送中心建設(shè)成本及其管理費(fèi)用作為優(yōu)化目標(biāo)，并沒(méi)有考慮商品回款時(shí)間延遲這一因素。基于以上考慮，本文建立了FMCG商務(wù)環(huán)境下的配送中心選擇優(yōu)化模型，并提出一種基于SVM（支持向量機(jī)）的在線算法對(duì)模型求解。

1問(wèn)題描述與模型

FMCG商務(wù)環(huán)境下配送中心選擇優(yōu)化模型的基本思想可描述如下：一個(gè)FMCG企業(yè)根據(jù)某個(gè)區(qū)域（如一個(gè)城市）在一個(gè)計(jì)劃期內(nèi)終端零售商對(duì)各類(lèi)商品的需求量和產(chǎn)地（下面通稱商品供應(yīng)點(diǎn)）的供應(yīng)量及其地理位置，從備選的配送中心中選擇一個(gè)或多個(gè)配送中心，使得整個(gè)配送系統(tǒng)的總成本最小。這里的總成本包括：商品供應(yīng)點(diǎn)到配送中心的運(yùn)輸費(fèi)用，配送中心的固定投資和管理費(fèi)用，商品在配送中心的流通加工費(fèi)用，以及配送中心到終端零售商的配送運(yùn)輸費(fèi)用，同時(shí)考慮到商品資金從終端零售商經(jīng)過(guò)配送中心到商品供應(yīng)點(diǎn)回款時(shí)間延遲引起的費(fèi)用。為了便于建立模型，作以下幾個(gè)基本假設(shè)：

假設(shè)1這里的商品供應(yīng)點(diǎn)僅指一個(gè)FMCG生產(chǎn)企業(yè)包括的幾個(gè)分開(kāi)的產(chǎn)地或商品供應(yīng)點(diǎn)；

假設(shè)2在一定的備選配送中心中選取最優(yōu)配送中心；

假設(shè)3每個(gè)終端零售商對(duì)一個(gè)FMCG企業(yè)的系列品牌的品種有且僅有一個(gè)配送中心為之配送；

假設(shè)4計(jì)劃期內(nèi)終端零售商對(duì)各類(lèi)商品的需求量和供應(yīng)點(diǎn)的供應(yīng)量可預(yù)測(cè)得到；

假設(shè)5商品為多種類(lèi)商品，分別為各個(gè)供應(yīng)點(diǎn)生產(chǎn)。

其中假設(shè)3保證了每個(gè)終端零售商都可從其唯一對(duì)應(yīng)的配送中心一次性得到所需的各類(lèi)商品，這種配送服務(wù)能夠滿足終端零售商對(duì)企業(yè)物流配送提出的高要求，有利于提高終端零售商采購(gòu)商品的滿意度。

模型描述的配送系統(tǒng)可看成一類(lèi)二級(jí)正向運(yùn)輸和反向回款的綜合系統(tǒng)，如圖1所示。

下面給出FMCG企業(yè)配送中心選擇優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型：

模型中有兩類(lèi)符號(hào)，即模型的決策變量和模型參數(shù)。

目標(biāo)函數(shù)（1）表示整個(gè)配送系統(tǒng)總費(fèi)用最小。總費(fèi)用由6部分組成，分別為供應(yīng)點(diǎn)運(yùn)輸費(fèi)用、配送中心固定投資和管理費(fèi)用、配送中心商品流通加工費(fèi)用、配送運(yùn)輸費(fèi)用、終端零售商的回款時(shí)間延遲引起的費(fèi)用，以及配送中心的回款時(shí)間延遲引起的費(fèi)用。約束條件（2）表示從供應(yīng)點(diǎn)運(yùn)往配送中心的各類(lèi)商品數(shù)不超過(guò)其最大的供應(yīng)量；約束條件（3）保證每個(gè)配送中心各類(lèi)商品數(shù)出入平衡；約束條件（4）保證每個(gè)配送中心的配送量不大于其容量，這里的配送量是各類(lèi)商品量與其容量系數(shù)乘積的累加；約束條件（5）表示配送中心最多可建設(shè)個(gè)數(shù)；約束條件（6）保證每個(gè)顧客有且僅能由一個(gè)配送中心進(jìn)行配送；約束條件（7）保證每個(gè)配送中心回款資金量進(jìn)出平衡；約束條件（8）所需各類(lèi)商品只能從其所屬的配送中心發(fā)送。這是一類(lèi)選址—分配問(wèn)題，它與供應(yīng)鏈分銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的中心倉(cāng)庫(kù)的選址問(wèn)題有一定的相似之處[7]，自身有商品需求，其主要職能是商品存儲(chǔ)和對(duì)商品下級(jí)中間商的分銷(xiāo)。模型的形式為混合0-1整數(shù)規(guī)劃模型。

2模型的求解算法

對(duì)于經(jīng)營(yíng)系列商品的FMCG企業(yè)而言，他們擁有龐大的終端零售商。相應(yīng)地，上述模型的變量和約束亦非常多，因而模型屬于大規(guī)模的混合0-1整數(shù)規(guī)劃模型，且具有NP難性質(zhì)[8]。如果利用傳統(tǒng)優(yōu)化方法，如分枝定界法，很難在合理的時(shí)間內(nèi)求得模型最優(yōu)解。如果利用遺傳算法，它必須和其他算法結(jié)合，數(shù)據(jù)量非常大，而且編碼及交叉、變異則是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。為此，依據(jù)模型的特點(diǎn)，本文采用SVM（支持向量機(jī)）的在線算法求解上述模型的全局最優(yōu)解和對(duì)配送中心進(jìn)行聚類(lèi)得到最佳的配送中心。

算法設(shè)計(jì)如下：

3計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)

4結(jié)論

FMCG商務(wù)條件下物流配送中心的優(yōu)化選擇是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。本文在考慮商品回款時(shí)間延遲這一因素的同時(shí)，結(jié)合FMCG企業(yè)物流配送網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，建立了混合0-1整數(shù)規(guī)劃的配送中心選擇優(yōu)化模型，并提出基于SVM（支持向量機(jī)）的在線算法對(duì)模型求解。通過(guò)實(shí)例計(jì)算取得了滿意的結(jié)果。文中提出的數(shù)學(xué)模型和優(yōu)化算法為FMCG企業(yè)物流配送網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化選擇提供了一個(gè)可行的方法。

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