基于时空网络的网上超市订单拆分合并及包裹配送优化研究

作     者：薛青青 

作者单位：南京农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：江亿平

授予年度：2019年

学科分类：12[管理学] 02[经济学] 0202[经济学-应用经济学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 020205[经济学-产业经济学] 08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：时空网络 订单拆分 订单合并 包裹配送 遗传算法 

摘      要：网上零售业的蓬勃发展成就了一批具有中国特色的大型网上超市。大型网上超市这一新型的电子商务模式,其便捷的购物方式和繁多的商品品目给消费者生活带来了极大的便利,但与此同时,其自身的运营发展也面临诸多挑战。网上超市具有规模庞大、分仓运作、一单多品、顾客收货时间多样性等属性,订单履行中心每天往往需要对数以万计的订单进行合理分配,而不合理的分配方式不仅会造成订单履行成本居高不下、配送多次扰民、包装冗余浪费等后果,还会导致顾客的收货周期变长,满意度下降。因此,科学高效地对消费者订单进行处理、合理有效地缩短包裹配送周期,已经成为新兴电子商务领域所关注的学术前沿问题。基于此,本文以大型网上超市为研究背景,以消费者在大型网上超市下达的电子订单为研究对象,以缩短大型网上超市订单履行周期为研究目标,以大型网上超市订单拆分与合并以及包裹配送为重点研究问题,以大型网上超市的仓库及订单的固有特征以及消费者满意度为切入点,围绕着网上超市订单履行“动态变化性、“时间效益性、“空间复杂性的内在要求,运用时空网络流方法论、遗传算法理论,开展了对大型网上超市订单拆分与合并及包裹配送的研究。本文研究具体包含以下两个方面的内容:（1）针对大型网上超市订单拆分与合并问题,通过分析影响该问题的仓库库存量、订单需求量等基本要素,从时间和空间两个维度,研究时空信息动态更新条件下的大型网上超市订单拆分与合并的具体方案。首先针对订单和包裹在履行过程中随着时间和地理位置变化的特性,运用时空网络流方法,以最小化包裹打包成本,最小化包裹配送成本,最小化时间成本为目标,考虑时空网络流中的打单流量、仓库配送流量和顾客需求等变量之间关系约束,构建了基于时空网络的网上超市订单拆分与合并联合优化模型;接着结合模型特点,采用遗传算法对模型进行求解;最后分别设计了小规模和大规模算例对模型进行仿真分析,验证了模型的正确性和算法的有效性。（2）针对大型网上超市包裹配送问题,通过分析包裹在配送过程中的车辆指派经济成本和顾客收货时间效益等,从时间和空间两个维度,研究时空信息动态更新条件下的大型网上超市包裹配送方案。首先针对网上超市每个时刻点所产生的包裹数量的庞大性,顾客对收货时间要求的急迫性,配送过程中要求车辆指派的经济性等,对本论文所研究的基于时空网络的网上超市包裹配送问题进行详细描述和界定,以最小化车辆指派成本和最小化时间成本为目标,建立了基于时空网络的网上超市包裹配送模型,详细阐述了模型目标函数及各个约束的联系与含义;接着结合模型特点,采用遗传算法对模型进行求解;最后结合实际情况设置了小规模算例和中大型规模算例对模型进行仿真分析,验证了模型的正确性和算法的有效性。本论文的研究工作为大型网上超市订单处理以及包裹配送作业提供了一种新的解决思路,所得到的基于时空网络的网上超市订单拆分合并及基于时空网络的网上超市包裹配送模型、遗传算法仿真结果,对形成更加完备、完善的电子商务领域大型网上超市订单履行理论研究体系,具有重要的促进作用,为大型网上超市运营决策人员及时、高效、科学得处理大批量、多品种的订单提供了科学决策依据,具有重要的理论意义及应用价值。