CN108197761B - 融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方法和系统，所述方法包括：获取供应商分布信息，以及各供应商零部件信息的调研数据；对供货商分布信息进行聚类分析，确定每个零部件的取货区域；以配送距离最短为目标函数，考虑循环取货和甩挂式配送两个阶段不同的路径约束、负载约束和时间约束，建立融合循环取货与甩挂式配送的车辆路径优化模型；根据主机厂订单需求，结合车辆路径优化模型，获取融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方案。本发明基于集循环取货和甩挂式配送于一体的汽车零部件入厂物流模式，考虑循环取货和甩挂式配送两个阶段的时间、负载和路径约束，获取的配送方案更具实用性、物流效率更高。

Description

融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方法和系统
技术领域
本发明属于物流配送方案优化领域，尤其是涉及一种融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方法和系统。
背景技术
我国汽车产业迅速发展，随之而来的是竞争也日益激烈，如何提高自身核心竞争力与价格优势成为汽车制造企业关注的焦点。目前大多数汽车企业都开始致力于物流系统的优化与持续改进。而入厂物流关系到主机厂上万种零件的供应，是主机厂生产连续稳定运行的重要保障。
传统物流模式的零部件入厂物流程序繁复、供应链库存大、车辆积载率低、需求响应性差，且送货可靠性得不到保障，不能满足汽车制造商小批量和定制化的生产需求，成为制约汽车工业发展的瓶颈之一。因此，汽车制造商开始探索使用循环取货(Milk run)模式实施零部件入厂物流。
循环取货模式是一种配合准时化(JIT)生产的物流模式，具有多频次(取货周期短)、小批量(取货批量小)、定时性(取货时间窗确定)和合拍性(取货计划与生产计划相吻合)的特点。然而，该模式仅在零部件供应商与主机厂距离较近时才能发挥出效果，这就迫使距离较远的供应商在主机厂附近设立仓库，维持较高库存以保证供应，造成供应链库存升高。并且，许多学者对于循环取货的路径优化提供了改善途径。
为了进一步提升汽车物流效率，探讨新型物流模式，制定更低碳、更高效的配送方案，仍是目前本领域技术人员的研究方向。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方法和系统，所述方法基于多个供应商-中央集配中心-主机厂这一新型物流模式，考虑循环取货和甩挂式配送两个阶段不同的路径约束、负载约束和时间约束，建立融合循环取货与甩挂式配送的车辆路径优化模型，根据路径规划和主机厂订单需求制定配送方案。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方法，所述融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流模式为：多个供应商与集配中心之间通过循环取货物流模式，集配中心与主机厂之间采用甩挂式配送模式；
所述入厂物流调度方法包括以下步骤：
获取供应商分布信息，以及各供应商零部件信息的调研数据；
对供货商分布信息进行聚类分析，确定每个零部件的取货区域；
以配送距离最短为目标函数，考虑循环取货和甩挂式配送两个阶段不同的路径约束、负载约束和时间约束，建立融合循环取货与甩挂式配送的车辆路径优化模型；
根据主机厂订单需求，结合车辆路径优化模型，获取融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方案。
进一步地，所述甩挂式配送模式为：在集配中心将零部件换装到拖挂车辆后，由一辆牵引车拖曳至主机厂，另一牵引车则挂上载有空料箱料架的挂车从主机厂返回。
进一步地，所述方法还包括对零部件信息进行统计分析，结合不同型号的车辆装载容量，选择配送车辆型号；所述零部件信息包括零部件规格、包装大小以及料箱料架规格。
进一步地，所述融合循环取货与甩挂式配送的车辆路径优化模型目标函数为：
Figure BDA0001565227410000021
其中，V＝{VH,VC,VS}，VH＝{0}表示主机厂，VC＝{1}表示中央集配中心， VS＝{2,3,4,...,n}表示供应商；E表示配送路径；dij表示i到j的距离；xij k为决策变量，
Figure BDA0001565227410000022
进一步地，所述路径约束包括：
循环取货阶段路径约束：起点和终点约束；每个供应商只能由一辆车服务；所有供应商均被遍历；进入与离开供应商的车辆相同；
甩挂式配送阶段路径约束：起点和终点约束；主机厂只能用一条路径服务。
进一步地，所述负载约束包括：
循环取货阶段负载约束：一条路径上的集货总量不得超过卡车负载能力；
甩挂式配送阶段负载约束：供应商供应量与主机厂需求量关系，牵引车负载能力约束。
进一步地，所述时间约束包括：
时间窗口约束；
循环取货阶段时间约束：服务时间顺序；
甩挂式配送阶段时间约束：牵引车车头到达中央集配中心要早于卡车集货的到达时间；牵引车到达集配中心的时间加上等待与处理和式配送时间不大于到达主机厂时间。
进一步地，获取融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方案包括：
根据主机厂订单获取生产计划需要时间；
确定集配中心货物处理时间和配送计划时间，以及供应商集货处理时间和发货计划时间；
根据所述时间，结合车辆路径优化模型，制定物流调度方案。
根据本发明的第二目的，本发明还提供了一种融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现：
获取供应商分布信息，以及各供应商零部件信息的调研数据；
对供货商分布信息进行聚类分析，确定每个零部件的取货区域；
以配送距离最短为目标函数，考虑循环取货和甩挂式配送两个阶段不同的路径约束、负载约束和时间约束，建立融合循环取货与甩挂式配送的车辆路径优化模型；
根据主机厂订单需求，结合车辆路径优化模型，获取融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方案。
根据本发明的第三目的，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行：
获取供应商分布信息，以及各供应商零部件信息的调研数据；
对供货商分布信息进行聚类分析，确定每个零部件的取货区域；
以配送距离最短为目标函数，考虑循环取货和甩挂式配送两个阶段不同的路径约束、负载约束和时间约束，建立融合循环取货与甩挂式配送的车辆路径优化模型；
根据主机厂订单需求，结合车辆路径优化模型，获取融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方案。
本发明的有益效果
1、本发明建立了集循环取货和甩挂式配送于一体的汽车零部件入厂物流模式，在多个供应商和集配中心之间采用循环取货方式，集配中心和主机厂之间采用甩挂式配送方式，能够突破现有汽车零部件入厂物流模式的局限，体现更低碳、更高效的特点，对于提升汽车物流效率，推动汽车制造企业物流管理模式创新具有重要的价值。
2、本发明基于新的物流模式，建立基于循环取货和甩挂式配送协同的物流调度优化方法，考虑循环取货和甩挂式配送两个阶段的时间、负载和路径约束，使得生成的物流调度计划更符合实际特点，具有创新性和实用性。
3、本发明还建立了料箱料架RFID编码体系，在物流模式运行过程中实现料箱、料架以及零部件位置追踪，提高集配中心越库作业效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明零部件入厂物流模式示意图；
图2为本发明融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度实现流程图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，本发明所提出的新型汽车(新型能源汽车)零部件入厂物流模式的基本框架是：配送车辆按照预先设定的取货路线到各个供应商收取零部件，然后到达汽车制造厂集配中心，通过越库作业将零部件换装到拖挂车辆，由一辆牵引车拖曳至主机厂生产线，而另一牵引车则挂上载有空料箱料架的挂车从主机厂返回。
实施例一
本实施例提供了一种融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方法，如图2 所示，
步骤1：针对供应商进行调研，获取供应商分布，以及各供应商零部件规格、包装以及料箱料架等信息；
步骤2：对零部件规格、包装以及料箱料架进行统计分析，确定符合低碳配送要求的车辆型号；
零部件品种繁多且要求不一。通常一辆整车的零部件多达上万种，品种纷繁复杂，而且对于不同零部件其需求量也不同，如一般的通用件、标准件的需求量就较大；不同种类的零部件其供应周期也有不同，需求量大的零部件其供应周期较为频繁；有必要对零部件进行分类，并依据不同类别的零部件特性选择最为合适的零部件入厂物流方式。
由于零部件的体积大小不一导致其包装规格也有不同，而零部件的配送车辆具有不同的容量限制，为了提高车辆的装载率，需要对部分零部件实现集并式配送，对于包装后体积较小，使用车辆装载后还有大量空间剩余时，可以与其他零部件一起实现组合式配送。
步骤3：分析供货商的分布，确定取货区域，建立融合循环取货与甩挂式配送的车辆路径优化模型。
可选地，由于汽车零部件种类多，所以相应的配套的零部件供应商也数量众多，其分布范围不一定。可针对供应商进行聚类分析，对所有参与选择的供应商根据指标数据进行聚类分析。指标数据包括定性指标和定量指标，定性指标如服务、环境、柔性等，定量指标如时间、质量、成本等。定性指标例如供应零部件i 的供应商的相关地理位置数据、单位周期内每个供应商所供应零部件i的数量；定性指标例如服务等级和服务环境等。基于聚类分析，选择每种零部件相应的供应商。
其中，所述车辆路径优化模型以配送距离最短为目标函数，考虑配送时间窗约束，结合地理信息技术，获取道路交通特征。
具体地，融合循环取货与甩挂式配送的VRP(Vehicle routing problem)模型建立过程如下：
建立无向图G＝(V,E)，其中V＝{VH,VC,VS}，VH＝{0}表示主机厂，VC＝{1}表示中央集配中心，VS＝{2,3,4,...,n}表示供应商；E＝E1∪E2表示路径。
将循环取货与甩挂式配送过程分为两个阶段，设车辆集合(R1,R2)，R1为第一阶段的卡车，R2为第二阶段的牵引车。
所述目标函数为：
Figure BDA0001565227410000061
dij表示i到j的距离；xijk和yik为决策变量，
Figure BDA0001565227410000062
约束条件包括：
(1)路径约束
第一阶段：
Figure BDA0001565227410000063
确定起点与终点，形成网络；
Figure BDA0001565227410000064
确保各供应商只能一辆车服务；
Figure BDA0001565227410000065
确保所有供应商均被遍历；
Figure BDA0001565227410000071
确保进入与离开供应商的车辆相同。
第二阶段：
Figure BDA0001565227410000072
确定起点与终点，形成网络；
Figure BDA0001565227410000073
确保主机厂只能用一条路径服务。
(2)负载约束
设qi为供应商供应量，i∈VS，Q为主机厂需求总量；g1为卡车负载能力，g2为牵引车负载能力，fk2为取货频次。
第一阶段：
Figure BDA0001565227410000074
一条路径上的集货总量不得超过卡车负载能力；
第二阶段：
Figure BDA0001565227410000075
供应商与主机厂需求供给关系；
fk2g2≥Q牵引车负载能力约束。
(3)时间约束
tij表示从i到j的式配送时间，M是足够大的常数，Wr货物周转及装载半挂车厢时间；tarr.ik到达i时间，tdep.ik离开i的时间；ai表示i接受服务最早时间，bi表示i接受服务最晚时间
时间窗口约束：
Figure BDA0001565227410000076
分别表示到达时间应在接收服务时间段内、作业时间不超过接受时间段；
第一阶段：
Figure BDA0001565227410000077
服务时间顺序；
第二阶段：tarr.1k1≤tarr.k2牵引车车头到达中央集配中心要早于卡车集货的到达时间；
tarr.1k2+wr+t01≤tarr.0k2牵引车到达集配中心的时间加上等待与处理和式配送时间不大于到达主机厂时间。
步骤5：根据主机厂订单需求，编制循环取货——甩挂式配送协同调度方案。
调度方案即是结合上述模型及时间，并协同生产计划，从主机厂的生产计划开始时间，到中央集配中心的配送及处理时间，再到区域配送中心的集货及发货时间等，编制的类似时刻表的调度方案。
上述模型是结合了时间窗(时间约束)和成本最低(最短距离)的车辆路径配送模型。
所述时间约束是基于顾客和主机厂要求的时间：集货处理中心(集货处理时间、发货计划时间)、中央集配中心(货物处理时间、配送计划时间)、主机厂(生产计划需要时间)。
协同调度目标是根据主机厂生产计划，最快满足生产时间，协同中央集配中心和集配中心，共同制定配送计划。
步骤6：根据汽车制造企业状况，试运行所建立的集循环取货和甩挂配送于一体的汽车零部件入厂物流模式。
具体实现时，还建立了料箱料架RFID编码体系，通过ASN(自动周转通知) 和ERP(企业资源计划系统)进行自动数据通讯，实现料箱、料架以及零部件位置追踪，提高集配中心越库作业效率。
具体地，开发料箱料架管理系统，包括安装在料箱料架上的RFID标签、在式配送检查站或中转站设置的阅读器、集配中心员工配备的手持读写器以及数据库，所述RFID标签上存储有料箱料架信息、所述料箱料架上零部件的信息，包括类型、数量等，以及电子货运单。其中，所述RFID标签上的信息与数据库连接。在零部件式配送过程中，能够对料箱料架和零部件的位置进行追踪。将ASN(自动周转通知)提供给供应商并且整合到ERP(企业资源计划系统)中。通过ASN 和ERP进行自动数据采集，JIT(即时运货)过程变的更加准确。
实施例二
本实施例的目的是提供一种计算装置。
一种融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤，包括：
获取供应商分布信息，以及各供应商零部件信息的调研数据；
对供货商分布信息进行聚类分析，确定每个零部件的取货区域；
以配送距离最短为目标函数，考虑循环取货和甩挂式配送两个阶段不同的路径约束、负载约束和时间约束，建立融合循环取货与甩挂式配送的车辆路径优化模型；
根据主机厂订单需求，结合车辆路径优化模型，获取融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方案。
实施例三
本实施例的目的是提供一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行以下步骤：
获取供应商分布信息，以及各供应商零部件信息的调研数据；
对供货商分布信息进行聚类分析，确定每个零部件的取货区域；
以配送距离最短为目标函数，考虑循环取货和甩挂式配送两个阶段不同的路径约束、负载约束和时间约束，建立融合循环取货与甩挂式配送的车辆路径优化模型；
根据主机厂订单需求，结合车辆路径优化模型，获取融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方案。
以上实施例二和三的装置中涉及的各步骤与方法实施例一相对应，具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。术语“计算机可读存储介质”应该理解为包括一个或多个指令集的单个介质或多个介质；还应当被理解为包括任何介质，所述任何介质能够存储、编码或承载用于由处理器执行的指令集并使处理器执行本发明中的任一方法。
本发明的有益效果
1、本发明建立了集循环取货和甩挂式配送于一体的汽车零部件入厂物流模式，在多个供应商和集配中心之间采用循环取货方式，集配中心和主机厂之间采用甩挂式配送方式，能够突破现有汽车零部件入厂物流模式的局限，体现更低碳、更高效的特点，对于提升汽车物流效率，推动汽车制造企业物流管理模式创新具有重要的价值。
2、本发明基于新的物流模式，建立基于循环取货和甩挂式配送协同的物流调度优化方法，考虑循环取货和甩挂式配送两个阶段的时间、负载和路径约束，使得生成的物流调度计划更符合实际特点，具有创新性和实用性。
3、本发明还建立了料箱料架RFID编码体系，在物流模式运行过程中实现料箱、料架以及零部件位置追踪，提高集配中心越库作业效率。
本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方法，其特征在于，所述融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流模式为：多个供应商与集配中心之间通过循环取货物流模式，集配中心与主机厂之间采用甩挂式配送模式；
所述入厂物流调度方法包括以下步骤：
获取供应商分布信息，以及各供应商零部件信息的调研数据；
对供货商分布信息进行聚类分析，确定每个零部件的取货区域；
以配送距离最短为目标函数，考虑循环取货和甩挂式配送两个阶段不同的路径约束、负载约束和时间约束，建立融合循环取货与甩挂式配送的车辆路径优化模型；
根据主机厂订单需求，结合车辆路径优化模型，获取融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方案；
所述融合循环取货与甩挂式配送的车辆路径优化模型目标函数，具体为：
建立无向图G＝(V,E)，其中V＝{VH,VC,VS}，VH＝{0}表示主机厂，VC＝{1}表示中央集配中心，VS＝{2,3,4,...,n}表示供应商；E＝E1∪E2表示路径；
将循环取货与甩挂式配送过程分为两个阶段，设车辆集合(R1,R2)，R1为第一阶段的卡车，R2为第二阶段的牵引车；
所述目标函数为：
Figure FDF0000011335200000011
其中，V＝{VH,VC,VS}，VH＝{0}表示主机厂，VC＝{1}表示中央集配中心，VS＝{2,3,4,...,n}表示供应商；E表示路径；dij表示i到j的距离；xijk为决策变量，
Figure FDF0000011335200000012
所述甩挂式配送模式为：在集配中心将零部件换装到拖挂车辆后，由一辆牵引车拖曳至主机厂，另一牵引车则挂上载有空料箱料架的挂车从主机厂返回；
所述路径约束包括：
循环取货阶段路径约束：起点和终点约束；每个供应商只能由一辆车服务；所有供应商均被遍历；进入与离开供应商的车辆相同；
甩挂式配送阶段路径约束：起点和终点约束；主机厂只能用一条路径服务；
所述负载约束包括：
循环取货阶段负载约束：一条路径上的集货总量不得超过卡车负载能力；
甩挂式配送阶段负载约束：供应商供应量与主机厂需求量关系，牵引车负载能力约束；
所述时间约束包括：
时间窗口约束；
循环取货阶段时间约束：服务时间顺序；
甩挂式配送阶段时间约束：牵引车车头到达中央集配中心要早于卡车集货的到达时间；牵引车到达集配中心的时间加上等待与处理和式配送时间不大于到达主机厂时间；
获取融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方案包括：
根据主机厂订单获取生产计划需要时间；
确定集配中心货物处理时间和配送计划时间，以及供应商集货处理时间和发货计划时间；
根据所述时间，结合车辆路径优化模型，制定物流调度方案。
2.如权利要求1所述的融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方法，其特征在于，所述方法还包括对零部件信息进行统计分析，结合不同型号的车辆装载容量，选择配送车辆型号；所述零部件信息包括零部件规格、包装大小以及料箱料架规格。
3.一种融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-2任一项所述的物流调度方法。
4.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行如权利要求1-2任一项所述的融合循环取货与甩挂式配送的入厂物流调度方法。
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