軍事物流基地配送策略優化方法研究

田堯 朱濤玉 李昂 盧義成 都東

摘? 要：配送策略是軍事物流的關鍵。基于典型的軍事物流基地配送網絡，分析軍事物流基地、部隊、運輸工具的相互作用關系，提出運輸工具運載容量限制、物流基地儲備容量限制等約束條件，構建了軍事物流基地配送策略優化模型，并結合算例進行求解，得到了優化的配送方案。結果表明，所建立的模型能夠有效提升物資配送效益，為首長決策提供輔助支撐。

關鍵詞：策略優化;物資配送;物流基地;整數規劃

中圖分類號：E246? ? 文獻標識碼：A

Abstract： Distribution strategy is the key of military logistics. Based on the typical distribution network of military logistics base， this paper analyzes the interaction among military logistics base， army and means of transportation， puts forward the constraints such as the carrying capacity limit of means of transportation and the reserve capacity limit of logistics base， constructs the optimization model of distribution strategy of military logistics base， and solves it with an example to obtain the optimized distribution scheme. The results show that the established model can effectively improve the efficiency of material distribution， and provide auxiliary support for the decision-making of the head.

Key words： strategy optimization; material distribution; logistics base; integer programming

0? 引? 言

軍事物流基地配送，是軍事物流的重要環節，是將部隊所需軍用物資派發送達的關鍵。不同的配送策略，經濟效益和運輸效率有高有低，會對部隊的戰斗力產生重要影響。如何確定合理的配送方案，選擇合適的運載工具、合理的輸送路線、準確的配送目標等，以實現更高的配送效益，是配送策略優化的關鍵。

軍事物流基地配送是典型的線性規劃問題。文獻[1]以最小化單個產品配送成本、最大化滿意度為目標，建立模糊時間窗下的物料配送數學模型;文獻[2]運用B連關聯度—TOPSIS方法，將需求滿足度最大作為目標建立基于公平性的應急物資配送模型;文獻[3]以配送時間和需求緊迫度的乘積最小為目標函數，建立滿足車輛最大裝載量約束的物資配送數學模型。

上述研究從不同視角，對物資配送優化等進行了分析，取得了良好效果，但仍存在一些不足：對運輸量、儲備量有限的情況考慮不夠充分;物資未滿足時，懲罰費用沒有納入模型;模型并未兼顧配送的效率性、經濟性、公平性等。本文針對上述研究現狀的不足，對研究軍事物流基地的配送策略優化問題展開研究。問題的目標是最小化配送過程中所產生的各種成本，以優化配送的策略方案。

1? 問題描述

現代軍事物流中，物流基地和部隊并不是單點對單點的線性服務關系，而是多點對多點的復雜網絡作用關系。應當從系統角度，綜合考慮各個基地間的協同配合和基地與部隊間的作用關系，對軍事物流基地配送策略進行優化調整。

考慮一種典型的軍事物流基地配送網絡，有4個物流基地（L～L），6個部隊用戶（M～M），如圖1所示。該配送網絡的運行過程為：在初始時間，物流基地計算選擇要服務的部隊用戶，將一定的軍用物資配送至該用戶，經規定的時間完成一次配送服務后，自動計算選擇下一個要服務的部隊用戶，直至自身儲備的軍用物資全部用完，該物流基地停止配送服務，等到所有部隊用戶物資需求全部被滿足，軍事物流基地體系完成配送任務。

軍事物流基地配送策略優化的最終目的，是為了在滿足部隊用戶物資需求的基礎上，合理分配各個物流基地的配送任務，使物流體系運輸效率最高、產生的各類費用最低，提升物資運輸調度規劃的科學性。在建立模型時要重點分析以下幾個方面：（1）配送關系，網絡中每個物流基地均可向任意部隊用戶配送軍用物資;單個物流基地可以服務多個部隊用戶;單個部隊用戶可以從多個物流基地獲得軍用物資。（2）配送條件與能力，每次物流基地向部隊用戶的配送物資量有限制，需要多次配送才能完成運輸任務。（3）費用產生，主要有物流基地向部隊用戶運送物資產生的物資配送費、物流基地儲備物資產生的物資儲備費和部隊用戶的物資需求在單位時間內未得到滿足的物資補償費。

2? 模型建立

2.1? 模型假設

（1）軍事物流基地、部隊用戶的位置已知，相互間的配送距離折算為配送費用;

（2）軍事物流基地單位時間向外配送的物資量有上限值;

（3）部隊用戶的物資需求量已知;

（4）部隊用戶的物資需求要在規定的時間內得到滿足。

2.2? 模型參數

模型參數如表1所示。

2.3? 模型構建

根據上述模型假設和參數設定，構建軍事物流基地運輸策略優化模型：

s.t. minθC+μS+ζR? ? l∈L， m∈M， t∈T? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

C≥φ? ? ？坌m∈M? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）

C≤γ? ?？坌l∈L， ？坌t∈T? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）

C≤S? ? ？坌l∈L， ？坌t∈T? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （4）

S=η? ? ？坌l∈L， ？坌t∈T∩t=1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（5）

S=S-C? ? ？坌l∈L， ？坌t∈T∩t≥2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（6）

R=φ-C? ? ？坌m∈M， ？坌t∈T? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（7）

C，S，R≥0? ? ？坌l∈L， ？坌m∈M， ？坌t∈T? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（8）

目標函數（1）表示配送策略優化的目的是使產生的各類費用之和最小，包括的物資配送費用、物資儲備費用和規定時間內物資未滿足費用，其中物資配送費用約束對配送關系進行優化，物資儲備費用約束對配送條件進行限定，規定未滿足物資未滿足費用約束對配送時間進行規劃;約束函數（2）是所有物流基地對部隊用戶的物資配送量要超過部隊用戶自身的物資需求量，要求物流基地的配送任務一定要完成，部隊用戶的物資需求一定要被完全滿足;約束函數（3）表示單位時間物流基地向外的物資配送量不能超過自身的最大配送量;約束函數（4）表示單位時間物流基地向外的物資配送量不能超過自身的物資儲備量;約束函數（5）限定了物流基地初始時間的物資儲備量;約束函數（6）表示某時間物流基地物資儲備量等于上一時間物資儲備量與該時間向外物資配送量的差值;約束函數（7）計算物資未滿足量，表示某時間部隊用戶物資未滿足量等于截止至該物資需求累積量與截止到該時間配送到部隊用戶的累積物資配送量之間的差值;約束函數（8）是對變量為正數的限定。

3? 應用算例

3.1? 算例描述

某場戰役中，4個軍事物流基地L～L受上級后勤部門指揮，向作戰地域中5個部隊用戶M～M快速配送物資，滿足部隊用戶在10個時間節點T～T的物資需求。物流基地的初始物資儲備量在區間450，600隨機產生;單位時間物流基地向部隊用戶配送物資最高量在區間55，65隨機產生;不同時間節點部隊用戶的物資需求量服從正態分布N40，15;單位時間物流基地儲備單件物資費用在區間75，95中均勻隨機產生;部隊用戶單件物資未滿足時的懲罰費用服從正態分布N125，25;物流基地對部隊用戶的單件物資配送費用在區間25，45中隨機產生。

該軍事物流基地配送策略優化的目標是，在物流基地儲備能力、配送能力等限制條件下，最小化物資配送、物資儲備、配送懲罰等成本，滿足部隊用戶的時變物資需求。

3.2? 計算結果

通過建立數學模型，運用Lingo17編寫程序進行求解。經過208次迭代，占用內存99K，獲得全局最優解（Global Opt），目標函數最優解是1 038 570，模型變量286個，約束函數172，系數2 320個，求解器狀態如圖2所示。

如表2所示，除了極個別情況，部隊用戶在各時間點的物資需求累積量均得到良好滿足，證明本模型能夠有效調度與分配物資配送資源，優化物資配送策略。

如圖3所示，每個部隊用戶所依賴的物流基地較為集中，至多3個物流基地保障1個部隊用戶，部隊用戶2只有物流基地3保障，這是因為物流基地會自動規劃運輸線路，優先保障距離較近、配送費用較低的部隊用戶。同樣如圖4所示，物流基地所保障的部隊用戶較為集中，以2～3個為主。例外是物流基地2，保障共計4個部隊用戶，但其中的部隊用戶1、3的配送量很少，只是起到了補余的作用，仍可認為物流基地所保障的目標部隊用戶較為集中。這種集中高效的物流基地—部隊用戶物資配送接收關系，顯示出求解出的物資配送策略具有較高的效率和效益。

如圖5所示，不同物流基地的物資配送時變量呈現出不同特性，物流基地2、3的物資配送量較為穩定，其余兩個物流基地動態性較強，這是因為物流基地2、3是主要的配送單位，配送任務重，而物流基地1、4是配送協助單位，起到補充支援的作用，體現出物流基地之間相互配合完成的協同關系。如圖6所示，部隊用戶的物資接收量隨時間變化性較強，這是在部隊用戶時變物資需求量的基礎上，綜合物資懲罰成本、物流基地儲備物資成本、配送物資成本等多個因素計算出的結果，反映出物資配送的復雜性特征。

4? 結束語

針對軍事物流基地配送策略優化問題，考慮了基地為部隊用戶配送物資的全過程，考慮時間、物資儲備、物資配送、配送數量、懲罰成本、配送成本等因素，以配送費用、儲備費用、懲罰費用最低為優化目標，建立了數學規劃優化模型。仿真算例表明，由該模型所求的物資配送方案，在提升配送效率、優化配送資源、降低配送成本方面具有一定的優越性，對我軍提升物資配送策略具有一定的現實意義。

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