CN107038543A - 一种农资连锁经营配送中车辆调度模型优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农资连锁经营配送中车辆调度模型优化方法，涉及农资电子商务技术领域，包括如下步骤：分析农资连锁经营特征；分析农资连锁经营物流特征；分析农资连锁经营物流配送中车辆调度特征及构成要素；假设条件说明；数学建模。本发明通过详细分析了农资连锁经营、农资连锁经营物流、农资连锁经营物流配送中车辆调度特征，总结出农资连锁经营中车辆调度的构成要素，根据假设条件得出优化后的模型。

Description

一种农资连锁经营配送中车辆调度模型优化方法

技术领域

本发明涉及农资电子商务技术领域，具体涉及一种农资连锁经营配送中车辆调度模型优化方法。

背景技术

农资是农业生产重要的农业投入品，为现代农业的发展提供了重要的物资保障和基础。农资连锁经营是目前农资企业的主要经营方式，但是目前针对农资连锁经营的物流配送理论的研究却十分落后。物流配送水平的滞后成为制约连锁经营在农资领域顺利发展的瓶颈，建立完善的农资连锁物流体系，有利于提高农业经济效益。

在我国社会普遍物流运作水平偏低,物流成本较高的大环境下,农资产品的物流成本也很高。通过从物流配送环节节约成本可以在保证农民购买农资产品的能力的同时使得农资公司能有更好的收益，达到双赢的效果。

而要得到较好的配色方案，首先需要一个好的数学模型，所以本发明具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种农资连锁经营配送中车辆调度优化，提供了更符合农资连销实际情况，为得到更好的配送方案做准备。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种农资连锁经营配送中车辆调度模型优化方法，所述方法包括如下步骤：

S1、分析农资连锁经营特征；

S2、分析农资连锁经营物流特征；

S3、分析农资连锁经营物流配送中车辆调度特征及构成要素；

S4、假设条件说明；

S5、数学建模。

优选的，所述步骤S1中所述农资连锁经营特征包括：农资连锁经营的方向、农资的特性、季节特性、地域特性以及信息水平。

优选的，所述步骤S2具体包括：

S21、建立连锁经营物流配送中心；

S22、建设农资配送信息化设施。

优选的，所述步骤S3中农资连销经营物流配送车辆调度构成要素包括：农资产品、运输车辆、配送中心、村镇销售网点、运输网络、约束条件和目标函数。

优选的，所述约束条件包括农资产品的种类、农资产品的型号、农资产品的数量、发到时间、车辆的载货量以及车辆的运营时间中的一种或多种。

优选的，所述目标函数包括配送总里程最短、综合费用最低、准时性最高、使用车辆数最少中的一种或多种。

优选的，所述步骤S4的所述假设条件包括如下条件：

g、配送层级为二层配送层级，仅考虑单配送中心，多网点单向货物配送情况，不考虑反向物流车辆调度优化；

h、配送中心有多台车，车辆型号、载重量相同，受配送中心统一调度，且车辆均由配送中心出发，完成任务后要返回配送中心；

i、将农资连锁经营配送的特点转化为模型中需求变化、时间窗、超越最大行驶距离附加成本和配送失败惩罚的形式体现在模型中，并且暂不考虑车辆出发后发生故障或交通事故的情况；

j、各需求点固定，且各点初始路径上需求量之和均小于等于配送车辆最大载重量；

k、配送中心与众网点形成完整网络，网络节点与节线的集合为已知，路网均无方向性；

l、农资货物可以混装，即一辆车可以同时载运多种农资产品，且假设散装农资产品均具有较好包装。

优选的，所述步骤S5中数学建模为：

∑_i,j∈Sx_ijk＝|S|-1,其中

x_ijk,y_ik＝0或1，i,j＝0,1,...,n；k＝1,2,...,m (9)

其中，式(1)表示目标函数；式(2)表示初始路径上各需求点总量不超过配送车总容量限制；式(3)表示每个配送点一定有一辆车提供服务；式(4)和(5)表示两个变量之间的关系；式(6)表示车辆到达需求点，仍从该点离开；式(7)表示每辆车工作时间不超过每日最长工作时数；式(8)中S表示点集的任意子集；避免一车辆重复经过某网点；式(10)表示违反时间窗限制的惩罚函数不同时间段取值；决策变量取值，为了严格满足时间约束条件，应有M→∞，考虑到计算机处理的不便，M可取一适当大的正数。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：本方法提供了更符合农资连销中车辆调度实际情况的模型构建方法，详细分析了农资连锁经营配送车辆的构成要素，优化了模型，有利于得到更好的配送方案，从而节省配送成本。

附图说明

附图用来提供对本发明的优选的理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为农资连锁经营配送方式；

图2为发明所采用的混合时间窗函数图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所述描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一种农资连锁经营配送中车辆调度模型优化方法，所述方法包括如下步骤：

S1、分析农资连锁经营特征

l)农资连锁经营主要方向是从城市到农村。农业生产资料自身的用途决定了几乎所有的农业生产资料都销往农村。

2)农资特性决定了农资连锁经营难度大特性。农业生产资料具有品种多、规格多、占地大、不易包装、陈列等特点,给商品的管理、仓储、运输、陈列、销售等环节带来很多挑战,增加了连锁经营的难度。

3)季节特性。农作物生长有着极强的季节性。尽管反季生产有了很大的发展,但不能代表整个农业生产情况。不同季节有完全不同的作物种类,因此病虫害的发生也有着极强的季节性,对土肥条件的要求也根据生长期的不同而不同。这些导致了农资产品销售集中,往往时间短暂,造成农资连锁经营也具有较强的季节特性。

4)明显的地域性。我国幅员辽阔,农村分布遍及平原、丘陵、山地等不同地域,不同地域有着不同的气候特征、不同的作物结构、不同的水肥条件,农民有着完全不同的种植和生活习惯。不同地域的种植结构不同,对种子、农药、化肥等的需求不同。导致农资连锁经营地域差异。

5)信息水平落后。农村因为通信较为落后,对市场信息的掌握很少,形成大量的信息无法到达农民手中,无法指导农民的农业生产。从而使农民对产品的技术性能、品质知之甚少,使用成本增加

S2、分析农资连锁经营物流特征

l)建立连锁经营物流配送中心，如图1。

2)建设农资配送信息化设施

S3、分析农资连锁经营物流配送中车辆调度特征及构成要素

农资产品(化肥、农药、农膜、种子、农用器具等)、运输车辆、配送中心(或物流中心)、村镇销售网点(或乡镇供销社)、运输网络、约束条件和目标函数。

农资配送车辆调度应满足的约束条件主要包括以下几条：①满足所有网点对农资产品种类、规格型号和数量的要求；②满足网点对产品发到时间窗要求；③车辆在配送过程中实际载货量不得超过车辆的最大允许载重量；④车辆一天或一次运输行驶里程不得超过每天最大行驶距离；或者车辆每天运营时间(一天当中车辆从一次配送任务开始到最后一次运输任务结束时间)不得超过每天允许最长运营时间。

物流配送车辆调度优化问题的目标函数具有多样性,可以是一个目标也可以是多个目标,经常选用的目标函数主要有：①配送总里程最短。配送里程与配送车辆的磨损程度、车辆油耗以及驾驶员的疲劳程度等直接相关,它与运输成本直接相关,对配送业务的经济效益有很大影响,其计算相对简便,是确定配送路线时用得最多的指标；②综合费用最低。降低物流配送中综合费用是实现配送业务经济效益的基本要求。在物流配送中,与车辆配送有关的费用包括：购置车辆费用、车辆维护和行驶费用、车队管理费用、货物装卸费用、相关人员工资费用等；③准时性最高。即满足客户时间窗要求；④使用车辆数最少。车辆调度问题除要考虑到满足以上要求外还应包括在满足各用户需求情况下,实现总调度成本最小化。

S4、假设条件说明

1)本研究所考虑的配送层级为二层配送层级，即配送中心与发生需求的需求网点。并仅考虑单配送中心，多网点单向货物配送情况，不考虑反向物流车辆调度优化。

2)配送中心有多台车，车辆型号、载重量相同，受配送中心统一调度，且车辆均由配送中心出发，完成任务后要返回配送中心。

3)根据对农资连锁经营配送的分析，得知其具有批量小、运输条件差、季节性强、网点分散等特点，本研究将以上特点转化为模型中需求变化、时间窗、超越最大行驶距离附加成本和配送失败惩罚的形式体现在模型中，并且暂不考虑车辆出发后发生故障或交通事故的情况。

4)各需求点固定，且各点初始路径上需求量之和均小于等于配送车辆最大载重量，各需求点之间距离d_ij已知，i＝0时表示配送中心与网点之间距离。

5)配送中心与众网点形成完整网络，网络节点与节线的集合为已知，路网均无方向性。

6)农资货物可以混装，即一辆车可以同时载运多种农资产品，且假设散装农资产品均具有较好包装。

S5、数学建模

∑_i,j∈Sx_ijk＝|S|-1,其中

x_ijk,y_ik＝0或1，i,j＝0,1,...,n；k＝1,2,...,m (9)

其中，式(1)表示目标函数；式(2)表示初始路径上各需求点总量不超过配送车总容量限制；式(3)表示每个配送点一定有一辆车提供服务；式(4)和(5)表示两个变量之间的关系；式(6)表示车辆到达需求点，仍从该点离开；式(7)表示每辆车工作时间不超过每日最长工作时数；式(8)中S表示点集的任意子集；避免一车辆重复经过某网点；式(10)表示违反时间窗限制的惩罚函数不同时间段取值；决策变量取值，为了严格满足时间约束条件，应有M→∞，考虑到计算机处理的不便，M可取一适当大的正数。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种农资连锁经营配送中车辆调度模型优化方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、分析农资连锁经营特征；

S2、分析农资连锁经营物流特征；

S3、分析农资连锁经营物流配送中车辆调度特征及构成要素；

S4、假设条件说明；

S5、数学建模。

2.根据权利要求1所述的一种农资连锁经营配送中车辆调度模型优化方法，其特征在于，所述步骤S1中所述农资连锁经营特征包括：农资连锁经营的方向、农资的特性、季节特性、地域特性以及信息水平。

3.根据权利要求1所述的一种农资连锁经营配送中车辆调度模型优化方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

S21、建立连锁经营物流配送中心；

S22、建设农资配送信息化设施。

4.根据权利要求1所述的一种农资连锁经营配送中车辆调度模型优化方法，其特征在于，所述步骤S3中农资连销经营物流配送车辆调度构成要素包括：农资产品、运输车辆、配送中心、村镇销售网点、运输网络、约束条件和目标函数。

5.根据权利要求4所述的一种农资连锁经营配送中车辆调度模型优化方法，其特征在于，所述约束条件包括农资产品的种类、农资产品的型号、农资产品的数量、发到时间、车辆的载货量以及车辆的运营时间中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的一种农资连锁经营配送中车辆调度模型优化方法，其特征在于，所述目标函数包括配送总里程最短、综合费用最低、准时性最高、使用车辆数最少中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种农资连锁经营配送中车辆调度模型优化方法，其特征在于，所述步骤S4的所述假设条件包括如下条件：

a、配送层级为二层配送层级，仅考虑单配送中心，多网点单向货物配送情况，不考虑反向物流车辆调度优化；

b、配送中心有多台车，车辆型号、载重量相同，受配送中心统一调度，且车辆均由配送中心出发，完成任务后要返回配送中心；

c、将农资连锁经营配送的特点转化为模型中需求变化、时间窗、超越最大行驶距离附加成本和配送失败惩罚的形式体现在模型中，并且暂不考虑车辆出发后发生故障或交通事故的情况；

d、各需求点固定，且各点初始路径上需求量之和均小于等于配送车辆最大载重量；

e、配送中心与众网点形成完整网络，网络节点与节线的集合为已知，路网均无方向性；

f、农资货物可以混装，即一辆车可以同时载运多种农资产品，且假设散装农资产品均具有较好包装。

8.根据权利要求1所述的一种农资连锁经营配送中车辆调度模型优化方法，其特征在于，所述步骤S5中数学建模为：

其中S∈N，

x_ijk,y_ik＝0或1，i,j＝0,1,...,n；k＝1,2,...,m (9)

其中，式(1)表示目标函数；式(2)表示初始路径上各需求点总量不超过配送车总容量限制；式(3)表示每个配送点一定有一辆车提供服务；式(4)和(5)表示两个变量之间的关系；式(6)表示车辆到达需求点，仍从该点离开；式(7)表示每辆车工作时间不超过每日最长工作时数；式(8)中S表示点集的任意子集；避免一车辆重复经过某网点；式(10)表示违反时间窗限制的惩罚函数不同时间段取值；决策变量取值，为了严格满足时间约束条件，应有M→∞，考虑到计算机处理的不便，M可取一适当大的正数。