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車輛限行條件下的生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策方法 版權(quán)信息
- ISBN:9787030701640
- 條形碼:9787030701640 ; 978-7-03-070164-0
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數(shù):暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>>
車輛限行條件下的生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策方法 本書特色
適讀人群 :物流管理、物流工程、管理科學(xué)與工程等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生、科研工作者以及從業(yè)人員本書借鑒序貫決策思想,以提高不確定環(huán)境下的生產(chǎn)配送決策水平為目標(biāo),提出生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策的二階段優(yōu)化方法。
車輛限行條件下的生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策方法 內(nèi)容簡介
我國霧霾問題頻發(fā),許多城市已經(jīng)頒布并實施重污染天氣下的機(jī)動車限行措施,嚴(yán)重影響了城市物流配送作業(yè)的按時完成。因此,在車輛限行條件下,物流配送企業(yè)如何對訂單分揀、包裝以及配送作業(yè)進(jìn)行聯(lián)合決策是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)界亟待解決的難題。本書以提高在不確定環(huán)境下生產(chǎn)配送決策水平為目標(biāo),提出了生產(chǎn)配送聯(lián)合決策的二階段優(yōu)化方法,將原問題分解為資源優(yōu)化和作業(yè)調(diào)度兩個相對獨立的結(jié)構(gòu)化子問題,并針對子問題結(jié)構(gòu)特點設(shè)計了相應(yīng)的隨機(jī)規(guī)劃和聯(lián)合調(diào)度算法,*終形成原問題的整體決策方案,得到可以使供應(yīng)鏈整體滿意的生產(chǎn)配送資源的優(yōu)化配置方案以及快速有效的日常生產(chǎn)配送作業(yè)計劃生成方法。 本書可供物流管理、物流工程、管理科學(xué)與工程等相關(guān)專業(yè)的學(xué)生、科研工作者以及從業(yè)人員參考。
車輛限行條件下的生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策方法 目錄
1緒論1
1.1研究背景與意義1
1.1.1研究背景1
1.1.2研究意義5
1.2國內(nèi)外相關(guān)工作研究進(jìn)展7
1.2.1二階段隨機(jī)規(guī)劃方法的研究進(jìn)展7
1.2.2生產(chǎn)-配送資源優(yōu)化問題的研究進(jìn)展17
1.2.3生產(chǎn)-配送作業(yè)聯(lián)合調(diào)度問題的研究進(jìn)展20
1.2.4車隊優(yōu)化配置的研究進(jìn)展23
1.2.5相關(guān)研究小結(jié)26
1.3本書主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)29
1.3.1主要內(nèi)容29
1.3.2本書結(jié)構(gòu)30
2車輛限行條件下生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策問題界定與決策分析34
2.1車輛限行條件下生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策問題界定34
2.2車輛限行條件下生產(chǎn)配送系統(tǒng)中的不確定性因素分析37
2.2.1客戶需求的不確定性因素分析37
2.2.2配送過程的不確定性因素分析38
2.3車輛限行條件下生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策過程分析41
2.3.1生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策原理分析41
2.3.2生產(chǎn)-配送資源優(yōu)化決策分析44
2.3.3生產(chǎn)-配送作業(yè)聯(lián)合調(diào)度決策分析45
2.4本章小結(jié)46
3車輛限行條件下生產(chǎn)-配送資源優(yōu)化的二階段隨機(jī)規(guī)劃方法47
3.1車輛限行條件下生產(chǎn)-配送資源優(yōu)化的二階段隨機(jī)規(guī)劃模型47
3.1.1問題描述與建模思路47
3.1.2模型假設(shè)及參數(shù)變量說明50
3.1.3二階段隨機(jī)規(guī)劃模型54
3.2模型特征分析與求解思路57
3.3改進(jìn)的隨機(jī)分支定界算法58
3.3.1算法框架58
3.3.2基于局部搜索的上界估計改進(jìn)算法64
3.3.3基于情景分組的上界和下界估計改進(jìn)算法69
3.4本章小結(jié)73
4車輛限行條件下包含裝配作業(yè)的生產(chǎn)-配送作業(yè)聯(lián)合調(diào)度方法75
4.1車輛限行條件下包含裝配作業(yè)的生產(chǎn)-配送作業(yè)聯(lián)合調(diào)度模型75
4.1.1問題描述與建模思路75
4.1.2模型假設(shè)及參數(shù)變量說明78
4.1.3生產(chǎn)-配送作業(yè)聯(lián)合調(diào)度模型81
4.2模型特征分析與求解思路85
4.3基于序貫調(diào)度的迭代啟發(fā)式算法87
4.4本章小結(jié)95
5基于某生鮮蔬果“農(nóng)-宅”在線零售企業(yè)的應(yīng)用研究96
5.1應(yīng)用問題描述及算例參數(shù)設(shè)置96
5.2方法驗證100
5.2.1車輛限行條件下生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策模型有效性驗證100
5.2.2改進(jìn)的隨機(jī)分支定界算法表現(xiàn)分析105
5.2.3基于序貫調(diào)度的迭代啟發(fā)式算法表現(xiàn)分析112
5.3管理啟示117
5.4本章小結(jié)119
6結(jié)論120
參考文獻(xiàn)123
附錄加工配送中心作業(yè)參數(shù)132
車輛限行條件下的生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策方法 節(jié)選
1 緒論 1.1 研究背景與意義 1.1.1 研究背景 生產(chǎn)與配送是供應(yīng)鏈中的核心環(huán)節(jié),具有很強(qiáng)的前后關(guān)聯(lián)性,同時又存在著不同的能力約束和利益目標(biāo),其運營管理的聯(lián)合決策具有高度復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性,是學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界共同關(guān)注的前沿性的難點。特別是按單生產(chǎn)(即以銷定產(chǎn))模式下訂單的生產(chǎn)和配送過程,客戶需求和配送要求具有很強(qiáng)的差異性,同時在整個供應(yīng)鏈中其創(chuàng)造的附加值*多,運作成本所占比例*高,服務(wù)水平直接影響到客戶滿意度,因此上述生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策是供應(yīng)鏈運營管理中*復(fù)雜也是*重要的決策。 我國是制造業(yè)大國,產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)的繁榮,但同時也誘發(fā)了霧霾等環(huán)境問題。為了緩解這一問題,我國許多城市開始頒布并實施機(jī)動車輛限行管理措施,根據(jù)空氣質(zhì)量狀況限制以汽油、柴油等傳統(tǒng)能源為動力的車輛(簡稱傳統(tǒng)能源車輛)在城市道路行駛,這給生產(chǎn)配送過程帶來了不確定性,為相應(yīng)的運營管理帶來了新的挑戰(zhàn)并增加了復(fù)雜性,誘發(fā)了一系列新的問題,這些問題如果得不到合理解決,將對我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成巨大影響。因此在車輛限行這一新背景下,研究生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策,既有理論意義又有實際價值,是學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界和政府共同關(guān)注的課題。 城市物流具有客戶規(guī)模大、密度高且配送作業(yè)頻繁的特點,配送車輛需要長時間行駛在市區(qū)路段并多次停車啟動。然而,我國物流業(yè)長期處于粗放型發(fā)展模式下,管理理念落后,配送車輛老舊,碳排放量超標(biāo),這使得城市中本就嚴(yán)峻的環(huán)境問題“雪上加霜”。隨著綠色發(fā)展理念的不斷深化,改進(jìn)城市物流管理模式,實現(xiàn)低碳環(huán)保的綠色配送,已經(jīng)成為我國政府和物流企業(yè)面臨的重要課題。將能源利用率高且“零排放”的新能源車輛應(yīng)用于城市物流配送,優(yōu)化車隊配置,提高配送作業(yè)調(diào)度的環(huán)保性和科學(xué)性,也是目前實現(xiàn)城市物流綠色發(fā)展中*關(guān)鍵、*亟待解決的問題。 本書研究的“生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策”課題源自國家自然科學(xué)基金重大項目“新興電子商務(wù)重大基礎(chǔ)問題與關(guān)鍵技術(shù)研究”子課題3“面向服務(wù)的商務(wù)智能與知識管理方法研究”中的示范工程建設(shè)——有機(jī)蔬果直銷的“農(nóng)-宅”對接的移動商務(wù)平臺:通過將移動商務(wù)的技術(shù)應(yīng)用到蔬果網(wǎng)上直銷過程中,將農(nóng)戶與消費者直接連接起來,可以有效地縮短我國生鮮產(chǎn)品的供應(yīng)鏈,降低中間損耗與交易成本,提高農(nóng)民收入,同時也可以有效緩解城市居民所面臨的因通勤時間過長而難以及時購買蔬果的問題。然而在后續(xù)生產(chǎn)配送運營中,作者觀察到,受霧霾導(dǎo)致的車輛限行措施和交通擁堵影響,負(fù)責(zé)訂單裝配和物流配送的加工配送中心往往難以按時完成當(dāng)日作業(yè)任務(wù),導(dǎo)致庫存增長、日常運營成本急劇升高以及客戶滿意度急劇下降。根據(jù)Euromonilor數(shù)據(jù),2010年到2019年,中國居民生鮮購買渠道的市場總份額中,線上市場的份額從0.5%增至6.3%。根據(jù)艾瑞咨詢2021年8月發(fā)布的《2021年中國生鮮電商行業(yè)研究報告》,2020年的生鮮電商實際規(guī)模達(dá)到4585億元,預(yù)計2023年市場規(guī)模將達(dá)到萬億。但是,受到加工配送中心作業(yè)成本制約,多數(shù)企業(yè)難以盈利。因此,在車輛限行條件下進(jìn)行生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策以降低生產(chǎn)配送運營成本、提高作業(yè)效率,對于推動我國生鮮蔬果電子商務(wù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展、解決我國“三農(nóng)問題”、提高我國城市居民生活質(zhì)量有著重要的意義。 具體而言,政府實施車輛限行措施會導(dǎo)致物流企業(yè)車隊日常可用車輛數(shù)量變得不確定,影響日常生產(chǎn)配送任務(wù)的順利完成。此外,客戶需求(訂購產(chǎn)品數(shù)量和訂單要求送達(dá)時間)的波動和城市交通擁堵造成的配送時間波動,也使得完成生產(chǎn)配送作業(yè)所需要的設(shè)備和車輛數(shù)量變得不確定。在上述條件下,生產(chǎn)配送資源的可用性和需求量都變得不確定,因此在進(jìn)行生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策時,還需要同時考慮資源配置優(yōu)化和日常作業(yè)調(diào)度這兩個相互影響的決策問題,極大地增大了決策難度。此外,我國城市物流企業(yè)對于新能源車輛的采購還處于戰(zhàn)略規(guī)劃和探索階段,而日常作業(yè)調(diào)度通常是以*小化成本為目標(biāo)進(jìn)行決策。受到企業(yè)資金約束、電池續(xù)航能力和相關(guān)配套設(shè)施的制約,物流企業(yè)無法一次性將配送車輛全部更換為新能源車輛,因此在“綠色升級”的過程中,企業(yè)會逐步用新能源車輛替代傳統(tǒng)能源車輛,在這期間城市物流配送車隊中會包含多種能源(傳統(tǒng)能源、電動、油電混合、替代能源等)車輛,給車隊優(yōu)化配置和配送調(diào)度帶來了新的特征。 除了城市物流行業(yè)以外,在競爭日益激烈的制造業(yè)中,我國越來越多的企業(yè)開始提供客戶定制化的產(chǎn)品和訂單,以滿足客戶的個性化需求,從而提高競爭力。但是,當(dāng)前環(huán)境污染嚴(yán)重,越來越多的城市開始頒布和實施車輛限行管理措施,嚴(yán)重影響了此類企業(yè)的生存與發(fā)展。因此,在這一新形勢下,如何對生產(chǎn)配送進(jìn)行聯(lián)合決策以應(yīng)對系統(tǒng)中的不確定性并提高供應(yīng)鏈整體運營水平是供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域亟待解決的問題,也是學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界共同關(guān)注的焦點,因此本書的研究具有重要的理論意義和實際價值。 生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策包含“干什么”(生產(chǎn)配送任務(wù)是什么)、“怎么干”(由誰完成生產(chǎn)配送任務(wù))和“如何干”(如何完成生產(chǎn)配送任務(wù))三個問題。而本書研究對象是按單生產(chǎn)模式下訂單的生產(chǎn)與配送決策。具體而言,生產(chǎn)是指根據(jù)客戶需求對產(chǎn)品進(jìn)行揀選、裝配*終形成訂單包裹的過程,配送是指按照客戶指定的配送時間,將客戶訂單包裹送至指定配送地點的過程。在這一背景下,上述生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策的三個問題具有以下特點:**,按單生產(chǎn)使得每天的生產(chǎn)和配送任務(wù)是已知的;第二,車輛限行條件下生產(chǎn)設(shè)備和配送車輛的可用性和需求量變得不確定,因此需要對生產(chǎn)設(shè)備和配送車輛資源進(jìn)行優(yōu)化;第三,由于每天的可用資源數(shù)量和客戶需求不同,因此每天還需要根據(jù)具體的生產(chǎn)配送任務(wù)和可用資源生成作業(yè)調(diào)度。綜上所述,本書的生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策包含了資源優(yōu)化和作業(yè)調(diào)度兩個方面,且在本書的不確定條件下這兩個方面的決策相互影響。 在生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策領(lǐng)域,一些學(xué)者從日常作業(yè)調(diào)度角度出發(fā),對生產(chǎn)和配送作業(yè)調(diào)度建立一個整體的優(yōu)化模型,實現(xiàn)整體利益*大化或成本/工作時間*小化[1-2],同時也有一些學(xué)者從供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度出發(fā),研究工廠選址、產(chǎn)能計劃和配送方式選擇等戰(zhàn)略決策的聯(lián)合優(yōu)化問題[3],以提高供應(yīng)鏈整體運營表現(xiàn)。然而,在本書車輛限行條件下的生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策問題中,簡單地根據(jù)傳統(tǒng)思路依次對資源優(yōu)化和作業(yè)調(diào)度這兩個相互影響的問題分別進(jìn)行決策,難以得到使得供應(yīng)鏈整體表現(xiàn)*優(yōu)的解。這是因為,車輛限行導(dǎo)致的不確定性會影響車輛資源的可用性,客戶需求不確定也會影響對于包裝設(shè)備資源的需求,進(jìn)而影響后續(xù)日常生產(chǎn)配送作業(yè)的協(xié)同性,同時考慮整體成本再進(jìn)行資源配置決策也會受到不同資源約束下日常作業(yè)成本的影響。這些新的決策要求使得現(xiàn)有的研究成果很難直接用于本書關(guān)注的決策問題中。因此,車輛限行下的生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策是一個不確定條件下動態(tài)、非結(jié)構(gòu)化的復(fù)雜決策問題,難以用現(xiàn)有的決策模型和方法描述和解決。 本書針對車輛限行條件下生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策這一難題,借鑒序貫決策思想,提出二階段優(yōu)化方法,將上述決策分解為資源優(yōu)化和作業(yè)調(diào)度這兩個相對獨立又聯(lián)系緊密的結(jié)構(gòu)化的靜態(tài)問題。基于隨機(jī)規(guī)劃理論和聯(lián)合調(diào)度方法,提出生產(chǎn)-配送資源優(yōu)化的二階段隨機(jī)規(guī)劃方法和給定資源下的生產(chǎn)-配送作業(yè)聯(lián)合調(diào)度方法——在進(jìn)行資源優(yōu)化決策時考慮不確定條件下生產(chǎn)-配送作業(yè)成本,此后在日常作業(yè)過程中將上述資源優(yōu)化結(jié)果作為輸入進(jìn)行生產(chǎn)-配送作業(yè)聯(lián)合調(diào)度決策——從而化簡了原來的復(fù)雜決策難題,并從整體上對兩階段問題進(jìn)行優(yōu)化,得到使得供應(yīng)鏈整體滿意的資源配置和日常生產(chǎn)配送作業(yè)調(diào)度方案。該決策方法克服了車輛限行導(dǎo)致的不確定條件下的生產(chǎn)配送決策難題,為此類包含長期戰(zhàn)略和短期運營的兩階段的不確定條件下的管理決策問題提供新的理論方法,為解決城市物流相關(guān)企業(yè)降低日常生產(chǎn)和配送成本、提高服務(wù)質(zhì)量、實施綠色配送提供決策支持。 1.1.2 研究意義 負(fù)責(zé)按單裝配和物流配送的加工配送中心作為供應(yīng)鏈中的核心部門,其生產(chǎn)和配送作業(yè)決策問題已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界共同關(guān)注的熱點與難點問題。特別是在車輛限行這一新形勢下,研究如何應(yīng)對生產(chǎn)配送系統(tǒng)中的不確定性,提高生產(chǎn)配送決策質(zhì)量、保障日常作業(yè)順利進(jìn)行,對于不確定型決策理論的深化和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展都具有重要意義。 理論層面上,本書提出了車輛限行條件下生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策的二階段優(yōu)化方法,將上述聯(lián)合決策問題分解為生產(chǎn)-配送資源優(yōu)化的二階段隨機(jī)規(guī)劃和確定性的生產(chǎn)-配送作業(yè)聯(lián)合調(diào)度這兩個結(jié)構(gòu)化的問題,以化簡原來的復(fù)雜決策難題,并通過序貫決策和隨機(jī)規(guī)劃實現(xiàn)對兩階段問題的整體優(yōu)化,為此類不確定條件下包含兩個階段(長期和短期)的多作業(yè)(生產(chǎn)和配送)聯(lián)合決策問題提供新的求解思路。與此同時,本書提出生產(chǎn)-配送資源優(yōu)化的二階段隨機(jī)規(guī)劃模型和求解算法以及包含裝配作業(yè)的生產(chǎn)-配送作業(yè)聯(lián)合調(diào)度整數(shù)規(guī)劃模型和求解算法,調(diào)度決策為求解解空間大、隨機(jī)參數(shù)波動劇烈且情景規(guī)模大的二階段隨機(jī)整數(shù)問題提供新算法,為描述和求解包含多個生產(chǎn)階段的生產(chǎn)-配送作業(yè)聯(lián)合調(diào)度問題提供新工具。這一成果有利于豐富多階段多作業(yè)聯(lián)合決策的理論與方法,同時延展了隨機(jī)規(guī)劃和聯(lián)合調(diào)度相關(guān)方法。 應(yīng)用層面上,結(jié)合某生鮮蔬果“農(nóng)-宅”直銷電子商務(wù)實踐,考慮實際運營中的不確定性,對此類按單生產(chǎn)加工配送中心的生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策問題提供科學(xué)有效的解決方法。針對不同車輛限行條件提出相應(yīng)的生產(chǎn)配送資源優(yōu)化策略,同時在給定資源決策下為企業(yè)提供快速有效的日常生產(chǎn)配送計劃生成方法。本研究可為我國按單生產(chǎn)模式下的相關(guān)企業(yè)在車輛限行這一新條件下的加工配送中心生產(chǎn)配送運營提供決策支持,為霧霾頻發(fā)情況下城市物流相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策難題提供科學(xué)有效的解決方案,有利于提高此類供應(yīng)鏈的決策水平和運營質(zhì)量以及城市物流企業(yè)服務(wù)水平。研究成果對于促進(jìn)我國生鮮蔬果電子商務(wù)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展、解決我國“三農(nóng)問題”,以及提高我國城市居民生活質(zhì)量有著重要的意義,同時對于我國類似的按單生產(chǎn)制造業(yè)和城市物流企業(yè)的生存和發(fā)展具有巨大促進(jìn)作用。
車輛限行條件下的生產(chǎn)-配送聯(lián)合決策方法 作者簡介
都牧,博士,大連理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院教師,研究方向為隨機(jī)規(guī)劃、數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策方法、智慧商務(wù)物流管理。
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