基于客戶滿意度的多目標(biāo)貨物配裝問題研究

文/李小玲 吳愛萍

基于客戶滿意度的多目標(biāo)貨物配裝問題研究

文/李小玲 吳愛萍

本文在傳統(tǒng)的貨物配裝模型的基礎(chǔ)上引入客戶滿意度因素，從貨物配裝引起的貨損率對(duì)客戶滿意度的影響角度建立以貨損成本最小化以及車輛載重和容積利用率最大化為目標(biāo)的多目標(biāo)貨物配裝優(yōu)化模型。

貨損率；客戶滿意度；多目標(biāo)；貨物配裝優(yōu)化

引言

流通型配送中心主要是服務(wù)于商業(yè)企業(yè)的貨物配送，這種貨物配送往往屬于一對(duì)多的配送形式，即由一個(gè)配送中心將貨物配送個(gè)m個(gè)客戶。而貨物配裝是配送的一個(gè)必經(jīng)且重要的環(huán)節(jié)，學(xué)術(shù)上屬于相當(dāng)復(fù)雜約束條件的組合優(yōu)化問題，屬于NP～hard問題[1]。

在進(jìn)行貨物配裝的過程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)由于包裝、裝卸搬運(yùn)以及貨物放置位置不當(dāng)造成實(shí)際的貨物損壞，貨物損壞的程度直接影響了客戶對(duì)于物流企業(yè)的客戶滿意度。縱觀國內(nèi)外關(guān)于貨物配裝的模型，在貨物配裝的建模過程中，所考慮的約束條件比較少，大部分都只考慮貨物的體積和重量約束[2～4]。此外，可以發(fā)現(xiàn)關(guān)于貨物配裝的建模，都是從企業(yè)、車的角度設(shè)立目標(biāo)函數(shù)，沒有從客戶的角度如從客戶滿意度這個(gè)目標(biāo)出發(fā)建立模型。

本文即從貨物配裝引起的貨損率與客戶滿意度的背反效應(yīng)這個(gè)角度，以最大化客戶滿意度的目標(biāo)出發(fā)來研究多目標(biāo)的、考慮客戶滿意度的多車多品種貨物配裝問題。

1.貨損率與客戶滿意度關(guān)系

貨物配裝這一過程中，貨物損壞主要是來自包括裝卸搬運(yùn)不當(dāng)導(dǎo)致貨物在裝載工具內(nèi)堆碼方式不當(dāng)造成貨物擠壓、刺穿、撞擊、顛簸、倒塌或顛覆。

很明顯，貨損率與客戶對(duì)物流企業(yè)的滿意度呈負(fù)相關(guān)，貨損率越高，客戶滿意度越低，貨損率越低，相應(yīng)地，客戶滿意度就越高[7]。因此，本文用貨損率來衡量貨物配裝的客戶滿意度。客戶對(duì)收到的貨物完好程度在一個(gè)區(qū)間內(nèi)是可以接受的，超過這個(gè)區(qū)間，客戶對(duì)物流企業(yè)的滿意度就會(huì)下降。將這個(gè)區(qū)間定義為貨物配裝貨損率窗，如圖1所示：Smax表示客戶能夠接受的最大貨損率。貨損率在在[0，Smax]這個(gè)區(qū)間內(nèi)，則客戶對(duì)物流企業(yè)完全滿意，超出這個(gè)區(qū)間，客戶滿意度就為零[5]。

圖1 貨損率區(qū)間描述

2.模型構(gòu)建

2.1 問題描述

基于客戶滿意度的多車多品種貨物配裝問題可以描述如下：有一物流配送中心，l為配送中心車輛的集合，k為車輛的編號(hào)，k=1，2，…，l；n為配送中心待裝貨物的數(shù)目，j為貨物的編號(hào)，j=1，2，…，n；m為配送中心客戶的集合，i為貨物編號(hào)，i=1，2，…，m。配送中心在一定的貨損成本條件下，滿足客戶需求以及配送中心車輛載重和體積利用率最高的貨物配裝方案。

2.2 目標(biāo)設(shè)定

傳統(tǒng)的貨物配裝問題多以車輛的載重和容積使用率最高為目標(biāo)，本文結(jié)合顧客滿意度與傳統(tǒng)的目標(biāo)，同時(shí)考慮到顧客滿意度與貨損率的關(guān)系，可將基于客戶滿意度的多車多品種貨物配裝問題的目標(biāo)設(shè)定為如下3個(gè)：（1）貨損成本最小化；（2）車輛載重利用率最大化；（3）車輛容積利用率最大化，其中以貨損成本最小化為主要目標(biāo)。

2.3 客戶滿意度表示

前面已經(jīng)提到了在貨物配裝問題中客戶滿意度與貨損率之間的關(guān)系，因此客戶滿意度的最大化可用貨損成本最小化來來進(jìn)行定量表示。

當(dāng)客戶的貨物受到損壞，但實(shí)際貨損率小于客戶能夠容忍的最大貨損率Smax時(shí)，企業(yè)根據(jù)單位賠償價(jià)格和貨物損失總量賠償客戶的相應(yīng)損失，這是由于貨物配裝不當(dāng)而支出的成本，本文稱之為貨損成本。而貨損總量取決于貨物總量和總的貨損率[6]。以ai表示客戶收到的貨物的貨損率，ps為每單位貨物的賠償價(jià)格；di為客戶i的需求量，那么客戶i由于貨物配裝造成的貨損成本為psdiaixijk，模型基本假設(shè)：

（1）客戶收到的貨物中損壞的部分是由于貨物配裝過程中裝卸搬運(yùn)不當(dāng)、貨物在車輛內(nèi)部堆碼方式不當(dāng)導(dǎo)致在運(yùn)輸途中損壞；

（2）貨物不經(jīng)過中轉(zhuǎn)，直接由配送中心送往最終客戶；

（3）由于貨物配裝造成的貨損率ai以及客戶所能容忍的最大貨損率Smax都是正態(tài)分布隨機(jī)變量。之所以這樣假設(shè)，是因?yàn)橥ㄟ^對(duì)以往客戶對(duì)貨損率要求和實(shí)際貨損率情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以得到關(guān)于貨損率的大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，再對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行合理地?cái)M合，就得到了貨損率的分布形式。由于正態(tài)分布的適用條件為：變量受多個(gè)微小的，獨(dú)立的隨機(jī)因素影響，而每個(gè)因素都不具有壓倒一切的主導(dǎo)作用。貨損率具有這一特點(diǎn)，因此這類變量服從正態(tài)分布的假設(shè)是成立的[6]；

（4）每個(gè)客戶所需貨物不能分割；

（5）只裝載車輛有載重量和體積的上限，所配送的貨物形狀標(biāo)準(zhǔn)，排除由于農(nóng)產(chǎn)品形狀各異而可能形成的空隙；

（6）不考慮裝入同一輛車車內(nèi)的貨物之間的相互影響，即產(chǎn)品之間都可以混裝。

2.4 變量定義

gij：表示客戶i的第j件貨物的重量；

vij：表示客戶i的第j件貨物的體積；

xijk：為{0，1}變量，等于1則表示客戶i的第j件貨物由車輛k裝載；否則；

yk：為{0，1}變量，等于1則表示車輛k被用來裝載貨物；否則；

Gk：為車輛k的載重量；

Vk：為車輛k的容積；

hi：為客戶i給定的服務(wù)水平

2.5 模型建立

建立基于客戶滿意度的多車多品種貨物的數(shù)學(xué)模型如下：

式中，式（1）～（3）中表示貨物配裝優(yōu)化問題的目標(biāo)；約束條件（4）表示客戶對(duì)貨損率限制的概率不小于給定的服務(wù)水平；約束條件（5）表示配送中心的貨物配送量不超過客戶的需求量；約束條件（6）表示每輛車裝載的貨物不超過車輛的載重量約束；式（7）表示每輛車裝載的貨物不超過車輛的容積約束；約束條件（8）表示每個(gè)客戶的貨物只裝一輛車的約束；約束條件（9）表示車輛被選中的約束。

2.6 算法實(shí)現(xiàn)

對(duì)于上述多目標(biāo)貨物配裝問題的求解，可以參考R.Cheng和M.Gen在解決模糊VRP問題的混合遺傳算法來實(shí)現(xiàn)。這個(gè)方法使用push～bump～throw過程來處理問題模糊特征的插入啟發(fā)式操作可以有效地求解與之類似的問題[7]。

3.結(jié)束語

本文從貨損率與客戶滿意度背反這一點(diǎn)出發(fā)，以貨損成本最小來代替客戶滿意度最大化目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上建立基于客戶滿意度的貨物配裝優(yōu)化模型，希望對(duì)貨物配裝問題的研究能夠起到一定的推動(dòng)作用。但本文還存在一些不足之處，由于個(gè)人能力的有限，還沒找到一個(gè)很好的算法來實(shí)現(xiàn)這個(gè)模型的求解，是文章下一步需要仔細(xì)探討的方向。

[1]曹明蘭．配送中心貨物優(yōu)化配裝問題的模型與算法研究[D]．武漢理工大學(xué)，2009：6～8．

[2]胡貴彥等．貨物配載方法最優(yōu)化研究[J]．物流技術(shù)，2009，28（8）：86～89．

[3]謝天保．物流配送中心配載車輛調(diào)度問題研究[J]．計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2010，46（36）：237～240．

[4]李江萍，但斌，陳軍．基于貨損約束的配送系統(tǒng)優(yōu)化模型[J]．工業(yè)工程，2006，9（6）：66～69．

[5]張建勇，郭耀煌，李軍．基于顧客滿意度的多目標(biāo)模糊車輛優(yōu)化調(diào)度問題研究[J]．鐵道學(xué)報(bào)，2003，25（2）．

[6]李江萍．基于貨損和時(shí)間約束的流通型配送中心配送作業(yè)管理研究[D]．重慶大學(xué)：23～25．

[7]Herrera F，Verdegay J． Genetic algorithms and soft computing[M]．Heidelberg：Physica～Verlag，1996．683～709．

廣東理工學(xué)院質(zhì)量工程項(xiàng)目，物流管理專業(yè)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)，項(xiàng)目編號(hào)CXSY2016004

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