CN112613807B - 一种用于成品卷烟发货调度的优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种成品卷烟调库数学模型，属于烟草物流领域，考虑计划车辆的配载合理性、发货路线的方向性、货物装载的先后顺序，通过搭建最小调库成本适应度函数、最小配送时间成本适应度函数、最小运送费用适应度函数来构造目标函数，建立了一种成品卷烟调库数学模型，设计一种引入模拟退火算法和Levy飞行策略的改进Hopfield神经网络算法(IHNN)作为全局优化算法，形成一种成品卷烟调库数学模型，同时结合应用订单池组合动态规划算法进行订单池配载优化和最优车辆选择规划算法选择配货车辆，实现多库点多方向动态调度。

Description

一种用于成品卷烟发货调度的优化方法

技术领域

本发明涉及卷烟物流运输，更具体的说涉及一种用于成品卷烟发货调度的优化方法。

背景技术

由于近年来烟草行业卷烟营销市场化取向改革的不断深化，成品卷烟仓储部门作为根据订单组织发货作业的物流生产部门，面临的订单不确定性日益增加，发货作业提前期较过去大幅缩短。基于已有订单的调度优化结果，动态的接收新到达订单并对已有调度结果进行再次优化，成为成品卷烟仓储部门调度优化的核心问题。

在中国烟草行业现产业结构下，卷烟工业企业的客户是市级烟草商业公司，烟草公司是按照地级市行政区划设置，每一个地级市拥有一个烟草公司。卷烟工业企业多数下辖多个卷烟工厂，而一个卷烟工厂一般还会拥有多个成品卷烟仓库，每一个仓库都是一个发货点。卷烟工业企业的销售部门会根据市场需求，制作下达成品卷烟发货计划订单，通常，这个订单与其他行业销售订单一样，包含销售配送所需的全部信息，同时由于市场需求的不确性存在，订单到达仓库是以日为单位，分批滚动下达。按照卷烟专卖管理的相关要求，所有订单都会有一个唯一的发货工厂，同一订单不可以越厂装运，但是在工厂内部的发货点间可以越库装运。当发货点库存结构与订单需求不匹配时，可以采用转储实现库存结构调整的方式，也可以通过越库的方式，实现需求和库存的匹配。每一辆货车可以承运总和不超过其装载量上限、不低于其装载量下限的多个订单，每一个订单只能有一辆承运车辆，不能同一订单分车装运，同时鉴于上游部门下达的计划订单已经考虑客户服务时效和仓库最大发货能力，因此，要求仓库当日计划当日全部完成。如何建立成品卷烟调库模型，这也是烟草工业企业成品物流仓储作业调度优化面临的核心问题。

发明内容

本发明通过一种用于成品卷烟发货调度的优化方法，梳理确定了装载量规则、拼车路线规则、省内发货点确定规则、拼车和发货点矛盾平衡规则、拼车和发运任务矛盾平衡规则、物流发货日期的确定规则、计划退回规则。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于成品卷烟发货调度的优化方法，结合应用订单池组合动态规划算法进行订单池配载优化和最优车辆选择规划算法选择配货车辆，实现多库点多方向动态调度，其特征在于：所述的a.搭建最小调库成本适应度函数，我们所需要优化的目标是，使调库所花费费用最少；

则有：

表示第k个生产发货点的第n个仓库

调库原则：

若有两座仓库，当k＝k'时，则两座仓库n、n'可以相互调库；当k≠k'时，则两座仓库n、n'之间不可以调库；

目标函数：

按照物流中心成品仓储科库间内部调拨运输单价0.4756元/万支，装卸作业费用单价0.72元/万支计算，2019年5月-2020年5月，共降低内部调拨费用超过100万元；

计算过程如下：

其中，表示第A辆车从第k个生产发货点的第n座仓库装载的货物吨数调往其他仓库的吨数，一箱有50000支香烟，一支香烟重1克；

所述的b.最小配送时间成本适应度函数，车辆A运送总时间T_A：

最小配送时间成本适应度函数T：

其中、i第i个发货点，j第j个收货点，ω_tj第j个收货点的第t中香烟的吨数，A_j为0或1的变量，表示第A辆车是否送j收货点，A_i为0或1的变量，表示第A辆车是否在i发货点始发，ωA_j第A辆车运往第j个收货点的货物吨数，ωA_i第A辆车从第i个发货点装载的货物吨数，tA_i第A辆车在第i个发货点的出货时间，tA_j第A辆车在第j个收货点的入库时间TA_ij第A辆车从第i个发货点到第j个收货点的路程时间，TA_jj'第A辆车从第j个收货点到第j’个收货点的路程时间，V_i表示第i个发货点的出货速度，L_ij表示从第i个发货点到第j个收货点的路径，L_jj'表示从第j个收货点到第j’个收货点的路径，M表示运送总费用，m_A表示车辆A在运送过程中的总费用，v表示车辆平均速度；

c.最小运送费用适应度函数，车辆A在运输过程中运费：

m_A＝u(wA_i×L_ij+∑(wA_i-∑wA_j)×L_jj') (4)

其中：

最小运送费用适应度函数：

其中、i第i个发货点，j第j个收货点，ω_tj第j个收货点的第t中香烟的吨数，A_j为0或1的变量表示第A辆车是否送j收货点，A_i为0或1的变量，表示第A辆车是否在i发货点始发，ωA_j第A辆车运往第j个收货点的货物吨数，ωA_i第A辆车从第i个发货点装载的货物吨数，tA_i第A辆车在第i个发货点的出货时间，tA_j第A辆车在第j个收货点的入库时间L_jj'表示从第j个收货点到第j’个收货点的路径，m_A表示车辆A在运送过程中的总费用；

所述的目标函数构建方法为，根据公式(3)和公式(6)

其中：

优化向量：

V-min(M,T) (8)

目标函数为：

其中、i第i个发货点，j第j个收货点，ω_tj第j个收货点的第t中香烟的吨数，A_j为0或1的变量表示第A辆车是否送j收货点，A_i为0或1的变量，表示第A辆车是否在i发货点始发，ωA_j第A辆车运往第j个收货点的货物吨数，ωA_i第A辆车从第i个发货点装载的货物吨数，tA_i第A辆车在第i个发货点的出货时间，tA_j第A辆车在第j个收货点的入库时间TA_ij第A辆车从第i个发货点到第j个收货点的路程时间，TA_jj'第A辆车从第j个收货点到第j’个收货点的路程时间，V_i表示第i个发货点的出货速度，L_ij表示从第i个发货点到第j个收货点的路径，L_jj'表示从第j个收货点到第j’个收货点的路径，M表示运送总费用，m_A表示车辆A在运送过程中的总费用，v表示车辆平均速度；

所述的目标函数约束条件为：约束条件：

车辆装载上下限约束，由车辆自身性能所决定：

w_min≤wA_i≤w_max (10)

发货点i的日出货上限，由仓库结构、工作人员、工作时间所决定：

准运证限制，由卷烟运输实行法定准运证制度所决定：

其中，T_j为车辆A从生产发货点i到商业客户公司j的准运证时效；

其中、i第i个发货点，j第j个收货点，ω_tj第j个收货点的第t中香烟的吨数，A_j为0或1的变量表示第A辆车是否送j收货点，A_i为0或1的变量，表示第A辆车是否在i发货点始发，ωA_j第A辆车运往第j个收货点的货物吨数，ωA_i第A辆车从第i个发货点装载的货物吨数，tA_i第A辆车在第i个发货点的出货时间，tA_j第A辆车在第j个收货点的入库时间TA_ij第A辆车从第i个发货点到第j个收货点的路程时间，TA_jj'第A辆车从第j个收货点到第j’个收货点的路程时间，V_i表示第i个发货点的出货速度，L_ij表示从第i个发货点到第j个收货点的路径，L_jj'表示从第j个收货点到第j’个收货点的路径，M表示运送总费用，m_A表示车辆A在运送过程中的总费用，v表示车辆平均速度。

本发明有益效果：

本发明通过建立用于成品卷烟发货调度的优化方法，梳理确定了装载量规则、拼车路线规则、省内发货点确定规则、拼车和发货点矛盾平衡规则、拼车和发运任务矛盾平衡规则、物流发货日期的确定规则、计划退回规则。

附图说明

图1为仓储科库容及日出库能力调查表。

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图及具体实施例进一步描述本发明的技术方案。

如图1中，表1所示，若有两座仓库，当k＝k'时，则两座仓库n、n'可以相互调库；当k≠k'时，则两座仓库n、n'之间不可以调库。

目标函数：

按照物流中心成品仓储科库间内部调拨运输单价0.4756元/万支，装卸作业费用单价0.72元/万支计算，2019年5月-2020年5月，共降低内部调拨费用超过100万元。

计算过程如下：

其中，表示第A辆车从第k个生产发货点的第n座仓库装载的货物吨数调往其他仓库的吨数，一箱有50000支香烟，一支香烟重1克。

我们所需要优化的目标是，使调库所花费费用最少，则有：

VRPTW模型构建：

表1符号说明

配送中心物流车辆调度优化问题是求解构建模型的最优解，通过优化运输线路和车辆分配，以此实现总运输时间最短和运输总费用最低的目的。根据调查，运输费用与运输重量和运输里程有关，而运输时间仅与运输里程有关。

车辆A在运输过程中运费：

m_A＝u(wA_i×L_ij+∑(wA_i-∑wA_j)×L_jj') (2)

其中：

运送总费用：

车辆A运送总时间T_A：

总运送时间T：

其中：

优化向量：

V-min(M,T) (8)

目标函数：

约束条件：

车辆装载上下限约束，由车辆自身性能所决定：

w_min≤wA_i≤w_max (10)

发货点i的日出货上限，由仓库结构、工作人员、工作时间所决定：

准运证限制，由卷烟运输实行法定准运证制度所决定：

其中，T_j为车辆A从生产发货点i到商业客户公司j的准运证时效。

上述用于成品卷烟发货调度的优化方法，能够给予后续的成品卷烟调度提供参考，为后续的卷烟调度系统设计提供设计基础。理确定了装载量规则、拼车路线规则、省内发货点确定规则、拼车和发货点矛盾平衡规则、拼车和发运任务矛盾平衡规则、物流发货日期的确定规则、计划退回规则。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种用于成品卷烟发货调度的优化方法，结合应用订单池组合动态规划算法进行订单池配载优化和最优车辆选择规划算法选择配货车辆，实现多库点多方向动态调度，其特征在于：建立成品卷烟调库模型，通过a.搭建最小调库成本适应度函数、b.最小配送时间成本适应度函数、c.最小运送费用适应度函数来构造目标函数；

所述的a.搭建最小调库成本适应度函数，我们所需要优化的目标是，使调库所花费费用最少；

则有：

表示第k个生产发货点的第n个仓库

调库原则：

若有两座仓库，当k＝k'时，则两座仓库n、n'可以相互调库；当k≠k'时，则两座仓库n、n'之间不可以调库；

目标函数：

按照物流中心成品仓储科库间内部调拨运输单价0.4756元/万支，装卸作业费用单价0.72元/万支计算，2019年5月-2020年5月，共降低内部调拨费用超过100万元；

计算过程如下：

其中，表示第A辆车从第k个生产发货点的第n座仓库装载的货物吨数调往其他仓库的吨数，一箱有50000支香烟，一支香烟重1克；

所述的b.最小配送时间成本适应度函数，车辆A运送总时间T_A：

最小配送时间成本适应度函数T：

其中、i第i个发货点，j第j个收货点，ω_tj第j个收货点的第t中香烟的吨数，A_j为0或1的变量，表示第A辆车是否送j收货点，A_i为0或1的变量，表示第A辆车是否在i发货点始发，ωA_j第A辆车运往第j个收货点的货物吨数，ωA_i第A辆车从第i个发货点装载的货物吨数，tA_i第A辆车在第i个发货点的出货时间，tA_j第A辆车在第j个收货点的入库时间TA_ij第A辆车从第i个发货点到第j个收货点的路程时间，TA_jj'第A辆车从第j个收货点到第j’个收货点的路程时间，V_i表示第i个发货点的出货速度，L_ij表示从第i个发货点到第j个收货点的路径，L_jj'表示从第j个收货点到第j’个收货点的路径，M表示运送总费用，m_A表示车辆A在运送过程中的总费用，v表示车辆平均速度；

c.最小运送费用适应度函数，车辆A在运输过程中运费：

m_A＝u(wA_i×L_ij+∑(wA_i-∑wA_j)×L_jj') (4)

其中：

最小运送费用适应度函数：

其中、i第i个发货点，j第j个收货点，ω_tj第j个收货点的第t中香烟的吨数，A_j为0或1的变量表示第A辆车是否送j收货点，A_i为0或1的变量，表示第A辆车是否在i发货点始发，ωA_j第A辆车运往第j个收货点的货物吨数，ωA_i第A辆车从第i个发货点装载的货物吨数，tA_i第A辆车在第i个发货点的出货时间，tA_j第A辆车在第j个收货点的入库时间L_jj'表示从第j个收货点到第j’个收货点的路径，m_A表示车辆A在运送过程中的总费用；

所述的目标函数构建方法为，根据公式(3)和公式(6)

其中：

优化向量：

V-min(M,T) (8)

目标函数为：

其中、i第i个发货点，j第j个收货点，ω_tj第j个收货点的第t中香烟的吨数，A_j为0或1的变量表示第A辆车是否送j收货点，A_i为0或1的变量，表示第A辆车是否在i发货点始发，ωA_j第A辆车运往第j个收货点的货物吨数，ωA_i第A辆车从第i个发货点装载的货物吨数，tA_i第A辆车在第i个发货点的出货时间，tA_j第A辆车在第j个收货点的入库时间TA_ij第A辆车从第i个发货点到第j个收货点的路程时间，TA_jj'第A辆车从第j个收货点到第j’个收货点的路程时间，V_i表示第i个发货点的出货速度，L_ij表示从第i个发货点到第j个收货点的路径，L_jj'表示从第j个收货点到第j’个收货点的路径，M表示运送总费用，m_A表示车辆A在运送过程中的总费用，v表示车辆平均速度；

所述的目标函数约束条件为：约束条件：

车辆装载上下限约束，由车辆自身性能所决定：

w_min≤wA_i≤w_max (10)

发货点i的日出货上限，由仓库结构、工作人员、工作时间所决定：

准运证限制，由卷烟运输实行法定准运证制度所决定：

其中，T_j为车辆A从生产发货点i到商业客户公司j的准运证时效；

其中、i第i个发货点，j第j个收货点，ω_tj第j个收货点的第t中香烟的吨数，A_j为0或1的变量表示第A辆车是否送j收货点，A_i为0或1的变量，表示第A辆车是否在i发货点始发，ωA_j第A辆车运往第j个收货点的货物吨数，ωA_i第A辆车从第i个发货点装载的货物吨数，tA_i第A辆车在第i个发货点的出货时间，tA_j第A辆车在第j个收货点的入库时间TA_ij第A辆车从第i个发货点到第j个收货点的路程时间，TA_jj'第A辆车从第j个收货点到第j’个收货点的路程时间，V_i表示第i个发货点的出货速度，L_ij表示从第i个发货点到第j个收货点的路径，L_jj'表示从第j个收货点到第j’个收货点的路径，M表示运送总费用，m_A表示车辆A在运送过程中的总费用，v表示车辆平均速度。