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时间窗变动的车辆调度干扰管理模型与算法

运筹与管理 2017年第10期26卷 56-64页

作者：杨华龙叶迪张倩曾庆成大连海事大学交通运输管理学院辽宁大连116026 大连海事大学综合交通运输协同创新中心辽宁大连116026

针对客户时间窗变动对原物流配送车辆调度方案造成干扰的问题,运用干扰管理思想,分析干扰事件对路径、成本和服务时间三个方面的影响,对其干扰程度加以度量;以该干扰事件对原方案造成的广义费用偏离最小为目标,建立客户时间窗变动的干... 详细信息

针对客户时间窗变动对原物流配送车辆调度方案造成干扰的问题,运用干扰管理思想,分析干扰事件对路径、成本和服务时间三个方面的影响,对其干扰程度加以度量;以该干扰事件对原方案造成的广义费用偏离最小为目标,建立客户时间窗变动的干扰管理模型,通过判断客户时间窗变动对原方案是否产生影响进行干扰辨识,并基于该干扰辨识结果,设计基于禁忌搜索新的调度算法;算例不仅验证了模型和算法的有效性,而且,敏感性分析也验证了其对各种不同价值货物的适用性。实验结果表明,本文提出的干扰管理模型可以全面地刻画干扰对原方案的影响,干扰处理方法优于全局重调度方法,且能够在更短时间内生成满意的物流配送车辆调度调整方案。

关键词：管理工程车辆调度干扰管理时间窗变动禁忌搜索

考虑客户时间窗变动的易腐食品生产-配送问题研究

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考虑客户时间窗变动的易腐食品生产-配送问题研究

作者：杜尚成河北工程大学

学位级别：硕士

随着居民对保质期较短的易腐食品需求的不断增加,多数商家采取零库存的生产方式,即按照客户的订单需求进行生产并安排配送,以尽可能的降低产品在生产-配送环节的损失。然而在实际生产配送中常会突发不可测的事件使原计划受到干扰。因此... 详细信息

随着居民对保质期较短的易腐食品需求的不断增加,多数商家采取零库存的生产方式,即按照客户的订单需求进行生产并安排配送,以尽可能的降低产品在生产-配送环节的损失。然而在实际生产配送中常会突发不可测的事件使原计划受到干扰。因此,如何快速有效地应对干扰事件并尽量减少对整个生产-配送系统的扰动具有很大的现实意义。针对易腐品生产配送的特点,本文考虑时间窗变动这一干扰事件,首先从生产、配送中心、配送员和客户四个方面进行扰动分析,对时间窗变动的干扰程度进行辨识和度量,为扰动后的新方案提供依据;其次以干扰事件发生后的新方案与初始方案偏离最小为目标构建干扰管理模型,通过设计改进的蚁群算法求解出生产-配送的总成本最低的初始方案,其次设计基于禁忌搜索的混合蚁群算法求解干扰管理模型,生成对系统扰动最小的生产-配送方案;最后,结合A企业生产-配送实例,运用干扰管理模型和算法求解出新方案,随后将本文方法与重调度法进行对比,验证本文方法的优越性,为生产配送一体化的相关企业提供一定的决策支持用以解决时间窗变动的干扰问题。

关键词：易腐食品生产配送干扰管理蚁群算法时间窗变动

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客户时间窗变动的配送车辆调度干扰管理研究

客户时间窗变动的配送车辆调度干扰管理研究

作者：叶迪大连海事大学

学位级别：硕士

物流配送活动是整个物流体系中必不可少的业务环节,关系到物流企业的运营效益和效率。在实际的物流配送活动中,车辆配送系统往往会受到来自各方面的干扰,如交通拥堵、车辆故障、交通事故、天气突变等,其中有一类来自于客户的不确定性,... 详细信息

物流配送活动是整个物流体系中必不可少的业务环节,关系到物流企业的运营效益和效率。在实际的物流配送活动中,车辆配送系统往往会受到来自各方面的干扰,如交通拥堵、车辆故障、交通事故、天气突变等,其中有一类来自于客户的不确定性,主要表现为客户需求量的临时改变、时间窗的改变和收货地点的改变。随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快,时间的不确定性越来越高。因此,如何快速有效地应对客户时间窗的变动,尽量减少该变动对整个物流配送计划的扰动,已成为物流配送车辆调度中面临的一个重要问题。干扰管理是一种及时处理干扰问题的方法论,其目的是使干扰事件对原配送系统带来的扰动最小。本文运用干扰管理理论,针对有客户时间窗变动的物流配送车辆调度问题展开了研究,主要研究工作如下:(1)当客户发生时间窗变动时,判断了该变动是否对当前配送计划产生干扰,从时间窗提前和延后两个方面,详细分析并确定了造成干扰的时间窗变动辨识条件。从路径、成本和服务时间三个方面分析了时间窗变动的干扰程度,分别加以扰动度量,并详细分析了两种不同路径偏离情况下的扰动度量方法。(2)根据以上扰动度量,提出了广义费用偏离概念,以干扰事件对原计划造成的广义费用偏离最小为目标,构建了客户时间窗变动的干扰管理模型。通过设计改进的遗传算法求解出一个较好的初始配送方案。根据所建模型,设计了基于禁忌搜索的车辆调度算法,快速有效地应对时间窗变动的干扰问题,生成满意的车辆调度方案。(3)通过算例结果的对比分析,验证了本文干扰管理方法的优越性。另外选取了 Solomon标准测试库中的6组算例,对模型中的单位时间价值系数进行了敏感性分析,数据结果表明了所建模型对各种不同价值货物具有普遍适用性。本文提出的干扰管理模型和车辆调度算法,综合考虑了时间窗变动干扰事件对物流成本、服务时间和路径变动三个方面的影响,能够有效降低干扰对原配送计划的扰动,为物流企业应对时间窗变动的干扰问题提供一定的决策支持。

关键词：物流配送车辆调度干扰管理时间窗变动禁忌搜索

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考虑时间窗变动的集卡预约份额优化研究

考虑时间窗变动的集卡预约份额优化研究

作者：曹月大连海事大学

学位级别：硕士

在国际贸易量的快速增长和集装箱船型吨位增大的趋势下,集装箱码头的集港效率和服务能力亟需提高。但外集卡的到达随机性,码头与集卡公司的沟通不畅、信息不对称等问题导致码头拥堵现象严重,运行不畅,这阻碍了集港效率的提升也不利于绿... 详细信息

在国际贸易量的快速增长和集装箱船型吨位增大的趋势下,集装箱码头的集港效率和服务能力亟需提高。但外集卡的到达随机性,码头与集卡公司的沟通不畅、信息不对称等问题导致码头拥堵现象严重,运行不畅,这阻碍了集港效率的提升也不利于绿色港口的目标实现。同时,集卡排队拥堵现象延长了集卡在港时间,扰乱集卡公司的营运方案,降低其运作效率,妨碍了运输服务的准时性,致使客户满意度指标恶化,集卡公司的信誉受到严重质疑。为缓解集卡拥堵问题,码头预约机制应运而生,通过时间窗上限设定,强制改变送箱集卡到达规律,避免集卡集中到达。通过对现有的研究文献梳理发现,目前集卡预约机制多为码头单向制定集卡抵港份额,份额设定时仅考虑自身的堆场资源设备能力,忽略了预约机制对集卡车队的调配方案的影响,改变集卡预约期望时间窗,增加集卡车队额外运行成本。针对现有预约机制的不足,本文提出了基于集卡原有调配计划的预约反馈机制,打破短时间窗的预约上限,更改为码头方结合码头资源设施设置每天可预约份额总量,集卡车队可按原有调配计划预约期望时间窗。根据预约期望信息收集,以集卡在港排队时间及预约集港时间窗变动导致的集卡公司额外成本最小为目标构建送箱集卡预约份额优化模型,并设计遗传-蚁群融合算法对模型进行求解,得到各时间窗预约份额及相关集卡信息。在集卡预约时间窗份额设定时同时考虑码头方与集卡运营商的利益,有利于集卡预约系统的推进实行。最后选取天津港的实际数据作为算例对所构建模型及算法的有效性进行了验证。本文通过设置不同规模的算例,应用Matlab分别对算例进行了10次运行记录平均值,将求解结果与基本蚁群算法对比,验证了改进算法的有效性。再将本文预约机制求解结果与仅考虑在港时间预约机制下求解结果进行对比。结果表明,本文预约机制能在均衡集卡到达的基础上,降低集卡的调用数量与时间窗变更成本,减少集卡预约制度对集卡车队调度安排的影响,使集卡预约方案实现双赢。

关键词：集卡预约反馈机制时间窗变动集卡额外成本预约份额遗传-蚁群融合算法

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客户时间窗变动的电动配送车辆调度问题研究

客户时间窗变动的电动配送车辆调度问题研究

作者：彭益君南京农业大学

学位级别：硕士

2017年国家出台了“十三五”计划,低碳便成为了众多学者关注的新领域。物流行业属于高能耗行业,为推动传统物流企业转型,用电力车取代燃油车成为当前研究的热点,本文对低碳环境下的物流配送问题进行研究,以期能够给正在转型的相关企业... 详细信息

2017年国家出台了“十三五”计划,低碳便成为了众多学者关注的新领域。物流行业属于高能耗行业,为推动传统物流企业转型,用电力车取代燃油车成为当前研究的热点,本文对低碳环境下的物流配送问题进行研究,以期能够给正在转型的相关企业提供一些理论指导。当下物流行业发展迅速,客户对物流服务水平的要求也越来越高,能否满足客户的个性化要求成了衡量企业物流服务水平的标准之一。在实际物流配送活动中,可能会出现各种不确定事件,对正在执行的物流车辆配送方案产生干扰,使配送车辆不能按照原计划正常配送。客户时间窗的变动便是配送过程中来自客户的不确定因素之一,物流配送活动为了满足客户临时变动的时间需求,可能会增加许多额外成本,但若不能满足客户时间需求,则会大大降低客户满意度,影响企业运营发展。因此,处理好物流配送中客户时间窗变动问题成为企业提升物流服务水平的关键。本文对传统的物流配送进行了改进,首先利用更经济环保的电动车辆取代高能耗高污染的燃油车,规划了合理的物流配送路线。其次,引入了干扰管理相关理论用以处理客户时间窗变动的问题,干扰管理是一种能够及时处理干扰问题的方法,其目的是使干扰时间对原配送系统带来的干扰最小。(1)当客户发生时间窗变动时,判断了该变动是否对当前配送计划产生干扰,从时间窗提前和延后两个方面,详细分析并确定了造成干扰的时间窗变动辨识条件。从路径、成本和服务时间三个方面分析了时间窗变动的干扰程度,分别加以扰动度量,并详细分析了两种不同路径偏离情况下的扰动度量方法。(2)根据以上扰动度量,提出了广义费用偏离概念,以干扰事件对原计划造成的广义费用偏离最小为目标,构建了客户时间窗变动的电动车辆配送干扰管理模型。同时为求解得到一个较好的结果,本文设计了一种改进的蚁群算法——根据所研究问题特性,对蚁群算法的启发式函数、更新策略等进行优化,优化了蚁群算法陷入局部最优等问题。最后,本文结合实际公司的数据,使用改进后的蚁群算法对问题进行求解,并与实际处理方案比较,验证了本文提出的模型和算法可以高效求解该类车辆调度问题。

关键词：车辆调度电动配送车时间窗变动干扰管理蚁群算法

天气变化情形下基于动态时间窗的收割机应急调度研究

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天气变化情形下基于动态时间窗的收割机应急调度研究

作者：闫子彤南京农业大学

学位级别：硕士

在以农业机械合作社为中心的小麦收获作业方面,我国目前主要通过人工经验调度收割机进行作业,但这种传统的调度方式会导致的收割机路径规划不合理、收割机调度成过高以及农户农田收割作业延迟等问题,这些问题不仅会给农机合作社和农户... 详细信息

在以农业机械合作社为中心的小麦收获作业方面,我国目前主要通过人工经验调度收割机进行作业,但这种传统的调度方式会导致的收割机路径规划不合理、收割机调度成过高以及农户农田收割作业延迟等问题,这些问题不仅会给农机合作社和农户带来巨大损失还会制约现代化农业的发展。此外,若小麦收获期遇到天气变化,仅凭人工经验调度是不能满足复杂的实际情况的,必须利用科学合理的调度方法才能达到降低农户损失的目的。因此,在个体农户小麦收获中,如何对收割机进行科学合理的调度成为目前我国急需解决的问题。农机调度问题实质上属于多目标优化组合问题。本文针对个体农户小麦收获中的农机调度问题进行分析,结合个体农户小麦种植的特点,提出了一种基于改进遗传算法的带时间窗的收割机调度方法,在此基础上,又提出了天气变化引起的时间窗变动的收割机调度方法。本文主要研究工作如下:通过收割机调度问题的研究,根据农户提交的农业作业时间窗、位置、面积等信息,合理调配出行收割机,及时、高效的完成作业任务,科学地规划收割机的最佳路线,解决收割机调度成本高、效率低、收割机资源缺口大等问题,实现收割机作业过程的优化配置,提高作业效率和收割机利用率。因此,本文以收割机作业成本、提前到达等待成本及农田延迟成本最小为目标,搭建了基于农机合作社的收割机调度模型,并针对此模型特点对遗传算法进行改进,采用了两级多段编码方式及单点交叉方式,使算法可以有效避免局部最优,能够很好的实现全局收敛。最后通过实例分析验证模型可行性及改进遗传算法的性能。此外,本文分析了天气变化引起的农田时间窗变动的应急收割机调度问题,在秋收时期,若遇到天气变化,小麦可收割时间窗会发生改变,若还按原调度方案,不采取及时高效动态调度方法,就会造成大量农户农田延迟收获,从而给农户带来巨大损失。因此本论文考虑了天气变化导致的农田时间窗变动的应急调度问题,将可作业时间和下雨时间有交集的农田重新根据应急度排序进行优先调度,避免或降低因天气变化给农户带来的损失。因此,本文建立了天气变化所引起的收割机应急调度模型,考虑了因天气变化造成的农田可作业时间窗缩短的实际情况,引入农田收割应急度函数,确定应急农田,接着基于改进的遗传算法设计一个应急收割机调度算法,动态改变原收割机路线,达到为应急农田优先提供收割机的目的,从而提高农机合作社服务能力与农户损失,最后引入一个实例来证明模型和算法的可行性。本文的研究结果表明,通过对个体农户小麦收割过程的具体情况进行分析,以及利用问题建模方法对小麦收割过程的描述并优化,可以提高小麦收割效率并降低农机合作社成本与农户损失,进而表明农业生产活动中,农机调度问题的解决是非常有必要的。

关键词：收割机调度应急调度时间窗变动天气变化