運籌學在物流管理中的應用運輸規劃問題

孔昊

（洛陽理工學院，河南洛陽 471934)

0 引言

運籌學作為一門實踐性科學，已被廣泛應用于工業、農業、商業、交通、民政、軍事決策等組織中，以解決受多種因素影響的復雜的大規模問題。目前，在物流領域的應用也相當普遍，解決了許多實際問題，取得了良好的效果。主要討論的是運輸規劃問題，其是規劃理論的一種應用。運輸問題可以用單純形法、圖運算法、表運算法求解，主要介紹前兩種方法。

1 運籌學與現代物流的概念

1.1 運籌學

運籌學既是一門古老又現代的科學。運籌學作為一門學科的出現一般被認為是在20世紀40年代，其起源于二戰期間英美兩國的軍事運籌學研究小組，主要用于研究軍事活動。

第二次世界大戰后，運籌學主要轉向對經濟活動的研究[1]。在運籌學解決實際問題時，最關鍵的一步是建立運籌學模型。該過程包括提出問題、構建模型、檢查和修改模型、實現模型。建模的根本目的是獲得解決實際問題的最佳治理手段，優化輸出和輸入。

1.2 物流學

物流作為一門學科也開始于第二次世界大戰期間。隨著經濟全球化進程和世界經濟的快速發展，現代物流作為“第三利潤來源”，已成為全球新興產業中充滿活力和巨大進步潛力的競爭力源泉。其進步水平已成為衡量一個工業企業綜合國力、經濟運行質量和企業競爭力的重要指標之一。物流工程技術、物流管理與信息技術的有機結合，從系統化、信息化、現代化和一體化的角度解決現代物流活動的技術與管理問題，為產品價值鏈的有效結合和企業核心競爭力的提升提供最佳的解決方案。

1.3 運籌學與物流學的關系

第二次世界大戰后，各國正轉向工業的快速復蘇和經濟的進步，而運籌學現在也轉向對經濟活動的研究，進入各個行業，取得了相當大的進展和廣泛的應用。運籌學作為物流學科體系的理論基礎之一，為物流系統優化提供技術和工具，是將系統論應用于物流的具體方法。物流運籌學研究就是利用運籌學的方法來解決物流過程中的優化管理問題。在運籌學方法的基礎上結合物流的特點[2]。

2 傳統物流管理的弊端

當前電子商務在我國的發展速度非常快，這也使得傳統物流管理方式發生了很大轉變。在人們的傳統理念中，物資流動的主體一般都是企業和企業之間，但是當前物流市場中，已經涌入了很多民營物流企業，并且其受眾群體的規模也在潛移默化地變化，從大規模的企業逐漸轉變為小規模企業和個人，這也促使傳統物流管理的弊端逐漸突顯出來。

2.1 服務管理不到位

在傳統物流管理中，專業的人才比較匱乏，這直接影響了物理行業的服務質量，此外由于基礎設備的嚴重不足，也造成管理滯后。實際上很多物流企業本身具備較為充足的資源，但是因為沒能制定系統化的調配資源機制，導致資源利用效率低，造成了大量人力、物力的浪費，這也使得各項服務工作比較被動。

2.2 資源設備和倉庫管理比較落后

在傳統的物流管理過程中，多數企業都是采用的分散管理模式，各個部門之間的工作相對比較獨立，缺乏一定的聯系，也正是因為這個原因，管理工作經常會出現重疊現象，有時甚至遺漏部分工作內容，造成物流管理水平較低。這一問題在倉庫管理上體現的尤為突出，因為各個部門之間的獨立性使得各項任務的執行力度較差，物流管理中所出現的問題不能及時解決，缺乏具體的責任認證，此外，不具備完善的管理體系，這進一步增加了企業的運營成本，阻礙了企業的進步與發展。

2.3 技術支持不夠

多數企業在物理管理中都缺乏先進的技術支持，在物品的出入庫管理中多數是機械化與人工結合的模式，這種方式比較落后，缺乏對于信息技術和先進軟件的應用，容易導致各種記錄出現混亂現象。在一些經濟比較落后的地區，甚至物流信息的跟蹤不及時，造成記錄與服務跟不上的現象，最終會給企業造成損失。

3 運籌學在物流問題中的應用概況

3.1 數學規劃論

數學規劃理論主要包括線性規劃、非線性規劃、整數規劃、目標規劃和動態規劃[3]。研究內容與生產活動中有限資源的配置有關，在組織生產的管理活動中，具有極其重要的地位和作用。它們所求解的問題有一個共同的特征，即在給定條件下，根據度量指標尋找最優解，求解約束條件下目標函數的極值（最大值或最小值）問題。具體來說，線性規劃可以解決物料分配和人員分配問題。整數規劃可以解決完成工作所需的人數、機器設備的數量、工廠和倉庫的選址等。動態規劃可用于解決最優路徑、資源分配、生產調度、庫存操縱、設備更新等問題。

3.2 存儲論

庫存保存在物流領域的所有節點，包括工廠、港口、配送中心、物流中心、倉庫、零售商店等。為了使物流活動的總成本最小化或利益最大化，大多數人都利用與倉儲理論相關的知識來輔助決策。并在各種情況下靈活應用相應的模型來解決，如常見的庫存控制模型分為一定庫存模型和隨機庫存模型，其中可分為不同意缺貨、一次性補貨；不同意缺貨，不斷補充；同意缺貨，一次性補貨；同意缺貨，不斷補充。隨機庫存模型又可以分為離散的一次性訂單隨機庫存模型和連續的一次性訂單隨機庫存模型。常見的庫存補貨策略也可分為以下四種基本情況: 連續檢驗、固定訂貨數量、固定訂貨點（Q、R）策略；固定訂貨點的連續檢驗，最大庫存（R、S）策略；定期檢驗（T、S）策略；全面庫存(T、R、S)策略。根據庫存物料的特點，通過選擇相應的庫存控制模型和補貨策略，開發出包括合理的倉儲容量、合理的倉儲時間、合理的倉儲結構和合理的XX 網絡倉儲系統。

3.3 圖論

圖形網絡在物流中的應用也很明顯，其中最明顯的應用之一就是運輸問題，在物流配送與物流車輛調度、運輸路線選擇、配送中心配送、產品回收等逆向物流中的應用，利用圖論中的知識，找到運輸時間最短或成本最少的路線。此外,圖論的知識，也可以用來幫助決策者作出最優的安排，如在物流設施的選址上，可以選擇工廠、倉庫和配送中心等。

3.4 排隊論

排隊理論又稱隨機服務理論，主要研究各系統的隊列長度、等待時間、服務等參數，解決系統服務設施與服務水平之間的平衡問題，以較低的投入獲得較好的服務（見圖1）。排隊現象在現實生活中很常見，在物流領域也很常見，如工廠生產線上的產品等待加工，在制品和成品等待入庫作業，運輸站的車輛進出排隊，客服中心的電話排隊等待服務，商店顧客排隊等候付款等。

圖1 排隊論流程圖

3.5 對策論、決策論

物流決策是多種多樣、復雜而簡單的，根據不同的標準可分為多種類型，根據決策問題和目標的數量可分為單目標決策和多目標決策。單目標決策是一種簡單且有多種解的決策方法，如線性規劃、非線性規劃、動態規劃等。多目標決策比較復雜。例如，開發一塊土地來建設一個物流中心，需要考慮設施的兼容性、先進性以及投資的規模等。這些目標有時會相互沖突，因此應進行全面考慮。解決這類復雜的多目標決策問題，最有效的方法之一是層次分析法，這種方法主要是將定性和定量相結合，以此來將問題解決。

4 運籌學在物流管理中的應用運輸規劃問題

對于運輸問題，一般采用單純形法求解，具體方法和步驟未列出。經驗表明，當出發站和目的地超過5h 時，用其他方法求解比較困難或繁瑣，所以單純形法是最好的。利用線性規劃解決交通規劃問題，已有現成的計算軟件。在使用交通問題解決軟件時，只需要交通表格，不需要繁瑣的數學模型。

用圖上作業法解運輸問題對于比較簡單的物料輸送問題，可以使用地圖操作方法或表操作方法來解決，這里只介紹地圖操作方法。該方法可以將交通網絡轉換為樹形結構，便于交通網絡數據庫的建立，從而進一步進行路線規劃和車輛調度。

5 運籌學在物流管理中的應用

運籌學在物流管理中的工作過程，如圖2所示。

圖2 運籌學的工作過程

第一，將運籌學理論與物流實踐相結合。雖然運籌學的理論比較成熟，并在物流管理中有廣泛的應用，但物流管理人員不重視運籌學在物流管理中的應用，不能將運籌學的思想應用于物流實踐中，僅靠主觀判斷，沒有運用數學、運籌學工具進行分析和決策[4]。因此，要把運籌學知識教給物流活動的管理者，以充分利用運籌學思想指導工作。

第二，拓展運籌學在物流管理中的應用范圍。目前運籌學知識在物流管理中的應用主要集中在規劃理論、運輸問題、倉儲理論和排隊論等方面，運籌學是一門應用非常強的學科，應盡量將數字化、科學化問題在物流管理和運籌學中的應用進行優化，從而擴大了運籌學在物流管理中的應用范圍。

第三，運籌學軟件與物流管理軟件相結合，提高企業管理水平。通過軟件可以解決運籌學中的許多問題，不僅減少了繁瑣的計算過程，而且大大提高了工作效率。如果運籌學軟件能與物流管理軟件相結合，既能促進運籌學知識的普及，又能提高企業的管理水平。

第四，基于當前物流實際，完善運籌學理論的應用。運籌學理論，盡管已廣泛應用于物流管理，但是并在某種程度上，一些經典模型和公式，在一定條件下，往往存在隨機性和不確定性，因此在一定程度上,增加了問題的困難程度，所以不能得到準確的結果。因此，隨著理論的日趨成熟和對實際物流問題的認識，對不足之處的及時改進和完善顯得尤為重要。

第五，將運籌學的排隊理論運用到配送中心調配工作中，實現對于客戶的個性化服務。不同人群或者個人對于物流服務的要求會存在很大不同，因此應用排隊理論可以優化飛機運輸的跑到設計，也可以根據需要處理各個碼頭?？康拇唬斎灰舶煌蛻舻呢浳锕芾?，使得客戶的個性化需求得到滿足。

運籌學還能用于庫存控制中，比如制造商可以應用運籌學來確定生產產品的時間和數量，以夠慢充足的原材料，避免資源的浪費?？梢悦鞔_庫存多少，什么時候可以從新訂購原材料等，這也是運籌學運用的經典問題：經濟訂購批量問題。

圖3 經濟訂購批量

6 結語

綜上所述，隨著社會經濟的發展，運籌學的應用更為普遍，特別是在流通領域應用更為廣泛。與此同時，還創造了簡單易行的“圖上作業法”和“表上作業法”?，F在，物流領域正在大力開發和應用物流信息系統，許多企業把運籌學融合在管理信息系統中，增加了輔助決策功能，取得了明顯的經濟效益，提高了企業的管理水平，受到企業決策層和主管部門的重視。我們相信，運籌學與信息技術相結合，廣泛應用于物流管理，必將使我國物流管理上升到一個新的更高的水平。