第一届全国物流设计大赛作品：安得物流供应链系统集成方案.pdf

安得供应链物流系统集成设计zinnTO摘 要当前我国的物流行业正处在蓬勃发展当中,第三方物流企业越来越多,安得 物流有限公司（以下简称安得公司）就是在该时期成长起来的第三方物流企业之。同时,很多生产制造企业和商业企业有意或者己经将本企业的物流业务外包 给第三方物流企业。第三方物流企业融入供取链集成管理是势在必行的,这也是 我国物流行业发展的趋势。但是由于我国现今的第三方物流企业大部分是由原来 的物流功能单的仓储、运输企业转变而来,很多的观念、管理方法和运作程序 跟不上新的发展,所以在第三方物流企业融入供应链集成管理的时候存在些问 题,妨碍了我国第三方物流和供应链集成管理的发展。本方案在认真分析安得公司案例背景的情况下,采取多方面资料查询、文献 检索收集、企业专家咨询等多种形式,广泛占有和收集研究资料。在此基础上,采川理论研究和实证研究相结合、定性与定量相结合的研究方法,将从:优化安得公司内部业务如:1、基于最小成本模型和遗传算法对W公司RDC设立的研究;2、在研究仓库静态和动态设计的基础上,对A经理担忧的仓储设计问题加 以解决;3、基于VRP模型和遗传算法对P公司共同配送的研究;4、在研究案例中的发车时刻表和对流时间寻找的基础上,从点对点对流运 输的实现推广到对多点对流运输的探索;5、在对ABC成本作业法的改进和对各种环境因素的分析的基础上,研究符 合安得公司业务实际的定价模型;6、利用人资源管理的知识对安得公司现存的些管理问题进行探讨;7、从信息系统开发外包和自主开发的利弊分析入手,利川决策分析树的方 法并结合大量的例子佐证,探讨是继续扩充开发团队,还是采川业务外 包?加强供应链上企业间的合作如:1、基于SW分析法对花城分公司的危机进行分析,帮其寻找重振旗鼓的合作 伙伴和新路子;2、将仓库平台供应链集成和供应链多级库存控制结合起来,建立供应链多 级库存控制模型,解决配送中心库存问题;3、基于混业经营的增值服务模式对安得公司的增值服务进行完善;-I-安得供应链物流系统集成设计zinnTO4、基于顾客全面满意模型对顾客满意度进行衡量,完善企业的个性化服务 和增值服务系统,以加强安得公司与客户的关系。两方面着手,针对案例中的问题深入研究,深入思考,希望能对安得公司的 管理者有所启发,有所帮助。本参赛小组从供应链物流系统集成的角度切入,在依据安得公司提供的实际 数据的基础上,对不确定因素进行适当的假设,准确的引用数学模型,适宜的选 川算法认真研究,针对以上提出的问题给出了一套系统的解决方案,并得到主要 结论有:1、选出RDC配送中心;2、自主设计软件模块让系统自动针对货物的属性选择托盘,实现了仓库的 优化设计;3、建立VRP共同配送的模型,实现车辆配送路线和车辆数的优化;4、实现两点对流运输并推广到多点;5、建立一个科学合理的定价模型;6、完善人资源管理体系;7、对信息系统自主开发还是外包进行利弊分析,并最终提出信息系统要继 续自主开发的建议；8、分析花城分公司现存的危机,找到其竞争的优劣势及新的机会,最终基 于成本考虑花城分公司发展的新路子;9、建立供应链多级库存控制模型,解决供应链多级仓库集成问题;10、完善安得公司的增值服务系统,提出安得应基于混业经营的增值服务模 式,向第四方物流公司靠拢的建议;11、利用应用增强型平衡计分法对安得供应链集成系统进行绩效评估。-II-安得供应链物流系统集成设计zinnTO目 录第一章绪论.21.I 本方案的选题背景及研究意义.21.1.1 选题背景.21.1.2研究意义.21.2本方案研究思路及架构安排.21.3 本方案创新之处.4第二章问题的提炼和理解.52.1 审题的过程.52.2 问题的提炼和理解.52.3行文主线和主要论点.7第三章问题解决.93.1优化安得公司内部部分业务.93.1.1 RDC配送中心选址模型及其求解.93.1.2解决A经理担忧的仓库设计问题.253.1.3 P公司实现共同配送的模型及其求解.403.1.4对流运输模型及其求解.553.1.5定价模型的设定.623.1.6改进安得公司人力资源管理的若干建议.833.1.7信息系统自主开发和外包的利弊分析.943.2加强供应链上企业间的合作.1003.2.1花城分公司的新路子.1003.2.2供应链多级库存集成控制.1083.2.3完善增值服务,强化客户关系.1193.2.4安得供应链集成系统绩效评估.126第四章 结论及其评价和改进.136第五章基于结论对安得公司发展的展望.141附 录.150参考文献.198致 谢.199-1-安得供应链物流系统集成设计zinnTO第一章绪论1本方案的选题背景及研究意义L 1.1选题背景21世纪的竞争不是企业和企业之间的竞争,而是供应链和供应链之间的竞 争。近几年来,为了迎接日益激烈的市场竞争的挑战,中国企业纷纷利川物流 外包来革新供应链。第三方物流的需求量逐渐增长,第三方物流企业的成长与整 个供应链发展的关系也成为研究的重点。如何对第三方物流企业内部系统进行优 化,协调其供应链上企业之间的各种合作关系成为能否提高它们竞争力量的关 键。国家的宏观政策在的变化、市场环境在变化、客户需求在变化,瞬息万变的 市场经济使得优胜劣汰的生存规律更加现实、使得不进则退的竞争原则更加真 切,各种变化和需求都迫使第三方物流企业要不断的提升自己的竞争力量.。面 对激烈的竞争对手,面对苛刻的市场要求,谁能够意识到当前的危机,分析企业 的优劣,扬长避短,不断创新企业的业务和服务。最后通过对成本的控制来提高 企业以及所在供应链的竞争力量,谁就能求得长久的发展。1.1.2研究意义本方案依据安得公司案例背景,选择从供应链物流集成系统的角度切入,正 确的顺应了当前这种竞争形式的变化。小组认真分析第三方物流企业在融入供应 链集成管理时潜在或者已出现的问题,多角度的思考和求证,通过建立科学的数 学模型,利用先进的解模算法,借助MATLAB软件实现,最终给出套系统的解 决方案。同时,安得公司是当前中国第三方物流企业的代表企业,其存在的问题 同样也具有一定的代表性,因此本方案还在广泛占有和收集研究资料的基础上,采川理论研究和实证研究相结合、定性与定量相结合的研究方法。对比安得公司 和第三方物流行业的独特性和一般性,从个别到般,推导出更为普遍的理论,希望使本方案更具有推广价值。1.2本方案研究思路及架构安排本方案首先通过介绍第三方物流和供应链集成管理的关系引入,在分析我国 物流行业发展的趋势即第三方物流企业融入供应链集成管理是势在必行的基础,肯定了第三方物流企业的成长和供应链的发展之间相互作用;然后,对安得 公司提供的背景案例进行仔细地分析,从中提炼出部分现成的问题,并对不确定-2-安得供应链物流系统集成设计zinnTO因素进行分析,适当的假设些潜在的问题;接着,在大量收集和研究资料的基 础上,对优化安得公司内部业务和加强供应链合作的两个环节上作了深入地研 究,并提出了科学的数学模型和准确的解模方法;最后,以数学模型和解模方法 的提出为基础,探讨了基于供应链物流系统集成的安得公司系列问题的解决。本 方案研究的思路及构架安排如图2-1所示:第一章选题背景及研究意义第二章问黝的提炼和理解第三章 从以下两个方面着手 对问题进行解决第五章基于结婚对安得公司 发展的展望解决问堰图1-2-1方案研究的思路及构架安排-3-安得供应链物流系统集成设计/innTO1.3本方案创新之处1、本小组自主设计了以Delphi 7.0为前台,SQL SERVER 2000为后台的托 盘选择软件模块,该系统可以自动针对货物的属性选择托盘。2、在实现点对点对流运输的基础上,继续探讨了多点对流运输的问题。这 样充分利用了点一点对流中较大的时间相差,挖掘出了更多可以实现对流的时间 点,从而提高了运输效率。3、在RDC选址问题中,编码时结合实际,利川“混合编码方式进行编码”，染色体利川0T编码简化了编程难度;针对常数交叉率的遗传算法搜索能力不强 的问题,本方案设计了随遗传代数余弦下降的自适应交叉率公式,利川其特性得 到了比较优化的结果。解决共同配送问题时,在求解模型的过程中也采川了基于 遗传算法的求解方法。4、方案中小组成员在增值服务环节,大胆的提出了一个新颖的想法:安得 公司可以鼓励司机在运输的过程中,对客户的反馈、需求等信息进行收集,并对 收集到有价值信息的司机给予奖励。从而,形成一个流动的信息采集点,这样有 三点好处:、安得公司可以大大减少因建设固定的信息采集节点而占川的资金;二、无形中提高了司机对相关信息关注的积极性,可为公司带来更多商机;三、在完善公司对司机员的薪酬制度和功效考核方面又多一个高质量的指标。-4-安得供应链物流系统集成设计zinnTO第二章问题的提炼和理解2.1 审题的过程刚拿到案例小组成员便怀着激动的心情决定一睹为快。认真研度以后,发现 本案例是以安得公司为背景,以刘部长的工作生活为线索审连整文,在大量事实 数据的基础上,根据公司目前的运作状况,提出了大量现实而具体的问题。这样 的行文使案例既实事求是又生动自然。同时,案例中隐臧的各种不确定因素,又 留给参赛队员们广阔的思索和发挥空间,从而在不同的选题角度和不同假设条件 下,得出的系统解决方案将会是仁者见仁、智者见智。因此,本小组在深入研究安得公司案例背景后,基于我们的选题角度,从中 抽出部分问题,并通过对第三方物流公司在供应链物流系统集成中所起作用的探 讨,逐渐把所提炼出的问题在适当假设的基础上,归结成为一系列有关联的问题。最终,通过各种解决方法,小组给出了一个系统的解决方案。从而,本小组开始 撩起了案例的神秘面纱,在其包罗万象的问题和不确定因素中找到了属于自己的 落脚点。2.2问题的提炼和理解基于选题的角度,按照案例讲述的先后顺序,本小组把与选题相关的问题进 行了筛选和思考,并针对案例中潜在的问题进行假设,现主要抽取和假设的问题 如下:1、物流信息系统:逼出来的自我开发能力案例的要求:随着业务不断壮大,安得现有的物流信息系统已满足不了现有 业务需求,针对物流信息系统的更新与升级,安得究竟是要选择继续扩大自己的 开发团队还是选择业务外包?问题归结为:信息系统自主开发和外包的利弊分析。2、川什么来支持定价案例的要求:市场部要求运营部配合市场部作关于D客户的投标工作,为市 场部的报价提供基础数据。公司对于所提供服务的定价,要求考虑因素包括:路 线、数量、货物类型（整车、零担）、网点分布、战略意义等。还要参考以往的 价格,经济社会环境、平均一担的台数、平均运输距离等。问题归结为:制定一个科学严谨的定价模型来支持定价环节。3、集思广益的P分公司共同配送案例的要求:P分公司为了有效的拓展利润空间,提高配送时效和客户满意 度,要在安徽省内实现共同配送,要求通过选择适当的车型,优化运输的量和路-5-安得供应链物流系统集成设计zinnTO线,来降低运输成本,以达到p公司在安徽省内的配送的路程最短,费用最少,时间尽量少,使川车辆尽量少等目的。问题归结为:针对安得公司实际情况解决一个车辆路径的问题。4、花城分公司路在何方案例的要求:全面应川信息系统,减少手工账;加强风险和成本的控制;解 决人员能力参差不齐的问题;加强企业文化和政策的宣贯工作;策划个协议建 仓、自建仓的方案,解决仓库资源问题。问题归结为:分析花城分公司现存的危机,寻找新的核心竞争力和合作伙伴,加强供应链的合作,提高以安得公司为核心的供应链的竞争力。5、A经理的担忧仓库设计案例的要求:Y分公司为T客户提供的仓库目前的状况是:等待时间太长,仓储作业效率太低。A经理提出了一个仓库优化设计的要求来解决以上问题,其 中包括路径的选择、设备的选型、资源的配置、托盘的尺寸、仓库的面积、流程 的设定、考核方法的完善等的设计,达到标准车（按40方计,即500台）装车 时间不超过45分钟,卸车时间不超过25分钟的要求,从而达到提高仓库的工作 效率和降低仓储成本的目的。问题归结为:仓库的优化设计。6、配送增值服务案例的要求:随着安得公司配送业务量的不断扩大,简单的从仓库到客户手 中的物流服务已不能满足客户的期望,客户向物流企业提出了更高层次的物流服 务需求,如何才能在未来的竞争中体现出安得的竞争力和自身价值?也就是说如 何才能为客户提供更多的增值服务?问题归结为:安得公司如何为客户提供更多增值服务问题。7、南京一杭州对流运输案例的要求:安得公司为了实现降低空载率,提高车辆使用效率,缩短车辆 找货等待时间,降低运营成本等目的。要求实现并满足以下条件:网点相距300 500公里;网点两头都要有充足的货源,且货量均衡,货物的季节性基本同步;两头货物对车型（载重、容量）的需求基本一致;两头对流车辆的在途信息要真 实、准确、及时的对流运输。问题归结为:如何实现网点对流运输,问题的关键是如何寻找对流点。8、W公司RDC到底应该设多少个案例的要求:（1 实现BtoC单台送货；（2 降低工厂直发经销商的比率；3 辐射半径在600公里左右;（4 车辆行驶时间不超过8小时;（5 RDC设立 大小按照区域销售量2000万,4000万或以工分别设立。-6-安得供应链物流系统集成设计/innTO问题归结为:从被选地点中选出定数量的点作为最佳配送中心,使包括从 供货点到配送中心的运输费川、配送中心到川户的运输费川、流经配送中心的产 品的管理费用以及配送中心的固定投资费川在内的总费川最少。9、安得公司供应链系统集成绩效评估问题背景:21世纪企业之间的竞争,不仅仅再是单个企业之间的竞争,已 渐渐演变为企业所在供应链之间的竞争,如何针对安得物流所在供应链进行考 核?问题归结为:供应链集成系统绩效评估问题。10、改进安得公司人力资源管理的若干建议案例潜在的要求:安得公司内部,存在种种因为管理不善造成的运作效率低 下,员出不出力等不良现象,如何改善现安得现有的人力资源管理现状,以 更加调动员的工作热情,提高整个公司运作效率?问题归结为:人资源管理问题。2.3行文主线和主要论点本方案从优化安得公司内部业务和加强其供应链上企业间的合作两方面着 手,目的是为了提高安得公司和其所在供应链的竞争力量。内部问题先后顺序的安排,是按照物流的结构战略层、战术层以及运作层 进行大致排列,使方案能够成为个更加完整的结构和系统。战略层战术层运作层选址设施规划,库存管理运输及车辆调度图2-3-1物流层次结构供应链间的问题先后顺序的安排,是按照供应链构建、合作、管理和考核进 行排列。具体到待解决的问题就是:花城分公司的新路子供应链多级库存集 成控制完善增值服务、加强客户关系安得供应链集成系统绩效评估。-7-安得供应链物流系统集成设计/innTO因此本方案解决问题的顺序和结构安排如图2-3-2：RDC的选址仓储优化设计=.实现共同配送实现对流运输制定定价模型人力资源管理信息系统的开发花城分公司的新路子完善增值服务.加强客户关系安得供应链集成系统 绩效评估提高安得公司及其供应 链的竞争力图2-3-2方案解决问题的顺序和结构安排-8-安得供应链物流系统集成设计zinnTO第三章问题的解决本章将从优化安得公司内部业务和加强其供应链上企业间的合作两个方面 着手对问题进行解决:3.1优化安得公司内部业务3.1.1 RDC配送中心的选择模型及其求解、安得现状分析RDC（区域配送中心）核心在于区域配送,仓库管理方面主要是整进散出,会 有些增值服务提供。运输方面主要是零担的区域配送。一个良好的供应链的标记 是其能以最低的费川和最隹的服务水平把最终产品送到顾客手中。作为供应链关 键组成部分的配送中心联系着供应链的供需两方,决定着供应链的流通费川和运 作效率。W公司全国有36个仓库,仓库分散,面积大小不一。仓库货物的补给均有 四大工厂进行补给,四大工厂的生产线各有侧重。各仓库的补货完全通过各地销 售公司根据市场预测来向各大工厂要货,仓库的出货主要是对大型经销商,出货 批量大批次小,单库单产品库存比较大,不能满足客户多品种的要货。二、区域配送中心选址1、选址的含义配送中心选址,是指在个具有若干供应点及若干需求点的经济区域内,选 个地址设置配送中心的规划过程。较隹的配送中心方案是使商品通过配送中心 的汇集、中转、分发,直至输送到需求点的全过程的效益最好。配送中心拥有众 多建筑物、构筑物以及固定机械设备,一旦建成很难搬迁,如果选址不当,将付 出长远代价。因而,配送中心的选址是配送中心规划中至关重要的一步加。2、选址的原则合理规划配送中心的规模与数目:物流费川的构成,商品由工厂到物流中心 的输送费、物流中心的营运费、配送费、在库维持费、收发货处理费等,在配送 中心的布局与选址问题上,本小组将总投资限额、总投资最低、营运成本最低、配送费川最低作为求解目标,建立数学模型或利川线性规划方法求得最优解.。在设置方案上,我们或设计出多种方案,采用决策最优化的原则,经过分析比较,选出最隹方案。3、选址流程和步骤-9-安得供应链物流系统集成设计/innTO图3-1-1-1 选址程序和步骤三、区域配送中心选址模型及其求解1、模型约束结合本案例实际情况,设立区域RDC,分解工厂CDC的压,将物流细化做 到终端配送(如图31-2),满足客户要求。同时我们要满足:(1)BtoC单台送货要求;(2)降低工厂直发经销商的比率;(3)辐射半径在600公里左右;(4)车辆行驶时间不超过8小时;(5)RDC设立大小按照区域销售量2000万,4000万或以上分别设立。-10-安得供应链物流系统集成设计/innTO图3-1-2商流与物流分离后多源多品种系统物流模式为了合理的设置区域配送中心,本小组求川最小的成本以获得最大的收 益,建立最少数量的RDC来解决现在公司面临的种种难题,为此我们可以将总投 资限额、总投资最低、营运成本最低、配送费川最低作为求解目标,建立数学模 型求得最优解。2、模型假设条件(1)下游需求一定,需求量往往被聚集在一定数量的点上,每个点代表分散 在一定区域内的众多顾客的需求总量。这样做可以减少模型中需求商的数量,有 利于模型的求解(2)静态选址假设,不考虑未来的收益与成本的变化加在单一品种的配送中心模型中,作如下的假设:每个客户由一辆车送货,货由一个配送中心送出,不存在多个配送中心为一个客户服务的现象(4)忽略不同地点选址可能产生的固定资产构建、劳动成本、库存成本等 成本差异(5)运输费率的线性假设(6)采川相同的运输车辆(7)配送中心之间不可以相互调济3、建立模型对于物流配送中心的选址问题,其模型及算法复杂,具有NP难性质,不宜 用线性模型来处理,采川离散形式来表示比较合适加。目标函数是从被选地点中 选出定数量的点作为最隹配送中心,使包括从供货点到配送中心的运输费川、配送中心到用户的运输费用、流经配送中心的产品的管理费用以及配送中心的固-11-安得供应链物流系统集成设计/innTO定投资费用在内的总费用最少。其数学模型可以用如下的表达式所示:/m m+t,ziFik=1/=1 i=l约束条件:mA-E wki 2 0,(k=1,21)/=1画一Z Wk；o,(，=i2，mk=1m X/y-Dy0,(/=l,25.9n)/=i,X-Z WM=。(=1,2,，n7)/=1 k=1(3-1)(3-2)(3-3)(3-4)(3-5)Wkj 2 0,X 2 0 k=1,2.，/;j=1，2,m；/=l,2.,n （3-6 式中:E总费用;1-供货点的个数;m-被选的配送中心的个数;n一一用户的个数;卬脳-从供货点k到配送中心i的运输量;X从配送中心i到用户j的运输量;Fi-配送中心i的固定投资费用（包括基本投资和固定经营费）;Ckj-从供货点k到配送中心i的单位运输费用;/-从配送中心i到川户j的单位运输费川;g一配送中心1流转产品的单位管理费川;Z厂一整数変量,当Zi=l时,表示配送中心1被选中,当Zi=0时,表示配送中 心i未被选中;-供货点k的供货能力;M被选配送中心i的建设容量;-12-安得供应链物流系统集成设计/innTO。广用户J的需求量;J mZ Ck/E Wk-供货点到物流配送中心的运输费用,即级运输费用;k=1/=1m n工 x.一物流配送中心到用户的运输费用,即三级运输费用;/=i/=1mE 45-一物流配送中的固定投资费用;另外:式(3-2)表示从供货点k发运到各配送中心的产品总量不能超过它的供货式(3-3)表示配送中心i所得到各供货点的供应总量不能超过它的建设容量式(3-4)表示从各配送中心向用户j供成的产品总量应该满足该用户的需 求;式(3-5)表示配送中心i的货物进出总量要平衡；式(3-6)表示了参数在实际应用问题的非负要求。4、案例选址分析(1)遗传算法的基本步骤如图3-1-1-3所示:-13-安得供应链物流系统集成设计/innTO（2 案例数据因为选择区域配送中心,本项目特别针对北方区域进行筛选。考虑到运输距 离、运输成本、区域半径、区域需求量、RDC存储能力等关系到选址结果的主要 因素,按权重大小进行排序,通过对地图的测量以及案例所给数据的挖掘,找出 每个备选点以及它们的覆盖范围,如图3-1-4,-14-安得供应链物流系统集成设计nro图3-1-1-4筛出的备选点覆盖情况对案例提供的数据进行整理与分析得下表:表3-1-1-1厂到备选点的供货能力备选点供货商济南天津石家庄青岛牡丹江厂4000250000200重庆厂6000300005000咸阳厂50008000300012000深圳厂12001200015000表3-1-2工厂到备选点的单位运费备选点供货商济南天津石家庄青岛牡丹江厂34.5325.933.5436.25重庆厂39.374537.546.78咸阳厂18.8124.1816.7920.15深圳厂34.1837.1834.7937.18表3T-3备选点到需求点的单位运费及需求-15-安得供应链物流系统集成设计/innTO销商 选、N淄博聊城东营邯郸天津济南烟台潍 坊济南511385101111天津14161894744石家庄1011352595青岛15139672102馬求量50042545047330003400750800表3-1-1-4备选点的固定投资费用备选点济南天津石家庄青岛固定投资费用26038/月1725/月22500/月16848/月3)分析过程对于上述的物流配送中心选址问题,结合31-3的算法步骤与流程框图,利川遗传算法进行求解,具体过程如下:编码方案对于本实例的选址问题,决策变量包括:步骤:选取哪个被选点作为物流配送中心,设变量为4(/=1,2,4)；步骤二:从各工厂到该被选中的物流配送中心的产品运输量为多少,设变为“步城三;加各被选中的物流配送中心到各川户的产品运输量为多少,设变量 为(j=1,2,.,4;/=1,2.,8)。当这三类决策变量不 U，X旦确定,利川式(4-1)就可以求出在该决 策变量下总费川E。通过分析可知,上述的三类决策变量中,决策变量4与决策变量1/14、的 性质是完全不同的。其中,4表示的是“选中或不选中”的逻辑值类型,而叱,%表示的是“量为多少”的数值类型。对于决策变量4,根据其特点,采川。n的进制编码。当4二1时,物流配 送中心i被选中,当4二。时,物流配送中心i未被选中。对于决策变量W，”首先考虑其包含变量的总数。对于个具有1个厂,m个被选物流配送物流中心,n个川户的选址问题,决策变量包含变量的数 目为l*m,决策变量。包含变量的数目为m*n,本问题的规模并不算大,这两 类决策变量的数目也共有4*4+4*8=48个,根据这两种决策变量的特点,如果采 川二进制编码方案,当问题规模稍为增大,会引起算法搜索空间的急速膨胀;故 宜采用浮点数编码,这样编码串不会过长,且解码方便,可以提高运算效率。-16-安得供应链物流系统集成设计/innTO决策变量”表示工厂k到物流配送中心i的运输量,它不能超过物流配送 中心i的建设容量M以及工厂k的生产能力 A 其变化范围如下:0l/|fmn（4）3-7 决策变量看表示物流配送中心i到川户j的运输量,它不能超过川户j的需 求量q以及物流配送中心i的建设容量M其变化范围如下:0mn（）-9/l4）3-8 值得注意的是,决策变量4虽然与决策变量的W,性质不一样,但它们 并非是相互独立,互不相关的,4取值的变化决定了 W，%的变化。只有当4时,W，%所包含的变量有可能不全为0;当4二时,f,%的所包含的变量均为。实际的解释就是,只有某物流配送中心被选中,各工厂 有可能向该物流配送中心运输货物,它也有可能向各川户提供产品配送服 务。根据本问题决策变量的特点以及它们的相互关联性,采川以下的混合并行编 码方案:决策变量Zi采川二进制编码,决策变量W,可采川浮点数编码,并且使 得一个Zi的值对应现中的1 这里1=4 个变量以及%的中的n 这里n=8 个变量。编码意如下表3-1-1-5所。表 3-1-1-5Zi0101w0000W12W22W32W420000W14W24W34W44400.0X12.X18X42.X48由表3-1-5可以看出,编码时二进制与浮点数两种编码方法的结合运用体现 了“混合性”,各决策变量之间的彼此对应关系体现了“并行性”，“混合性”和“并行性”就是这种编码方式的两个主要特点,故称这种编码思想为“混合并行 编码”。这种编码方法的解码特别简单,所有变量个体基因型就是其个体表现型。解除约束与适应度函数根据公式（4-3 建立的约束条件,分别令:mrk.Z皿丸（k=1,2.）3-9/=1/S,二 M工%（1,2.,）（3-10）k-1-17-安得供应链物流系统集成设计/innTOmtj=Z X。（/=1，2,，）（3-11）n IPi=E xii-E 也（，=12，m）（3-12）i=l k=l这里 1=4,m=4,n=8 再令 max。与珠（牛L2.1+mb%=3-13、自（牛/+並1.J+2利用改进罚函数法,可得到罚函数P如下式所示:抖k2nrn 2r片Eq if满足约束条件2工0牛 1P=Y if不满足约束条件 3-14 式中:t-遗传代数;4初始系数,这里取1.5。则问题可转化为如下的无约束优化问题:eval=E+P 3-15 式中,E的含义同前,eval为评估函数。设其适应度函数为F,对其作这样的处理:预先设置个较大的值曦,并令-eval if eval CmaxFq0 else(3-16)这样,就能保证群体中较好的的个体 eval值较小者）总能有较高的适应度值,因 为个体越差,表明它不满足约束条件的程度越大,此时,对其惩罚度（即罚函数 P 也是较大的。遗传操作第一步:选择操作采用轮赌方法复制个体进入下一代,设群体大小为M,个体i的适应度为F,-18-安得供应链物流系统集成设计zinnTO则个体i被选中的概率匕为:pSj产,mZ巳(i=l,M)(3-17)复制时结合最优保存策略(Elitist Model),该方法是把群体适应度最高的个体 不参加操作而是宜接复制到下一代。其优点是搜索过程中某一代最优解可不被遗 传操作所破坏,但缺点是导致早熟而陷入局部解。最优保存策略进化模型的具体 操作过程是:找出当前群体中适应度最 高与适应度最低的个体当前最佳替换原有最徃_最差个体_图3-1-1-5选择的操作流程第二步:交叉操作交叉率随遗传代数的自适应变化指的是交叉率P随遗传代数t的变化而取不 同的值,该P值在该遗传代数t下能有较优的求解效率和求解质量。从现阶段对 遗传算法自适应交叉率的研究来说,这种自适应变化是指交叉率P随遗传代数t 的增大而呈下降变化的关系。在设计自适应交叉率公式时,我们应该考虑到公式 应具有以下两个特点:(1)应该满足交叉率随遗传代数的增大而呈下降变化的自适应性。(2)满足交叉率在区间 0,1 的概率要求。考虑到交叉率随遗传代数的增大而呈下降变化,首先可以想到最简单的変化 关系,即交叉率几随相对遗传代数(t/T)直线下降。但简单的直线变化关系使得 交叉率P自始至终变化(下降)的快慢样(因为描述简单直线关系变化快慢的导 函数为常数),而我们希望交叉率P在迭代初期不要减小得太快,这样可以增 大搜索初期遗传算法搜索区域。余弦关系变化的函数能够做到在曲线变化的前期 以较缓慢的下降速度变化,而其变化的后期下降速度较快,并且余弦函数也能够 很好的保证其值在(0,1)之间变化的概率要求;又考虑交叉操作是遗传算法中最 主要的运算,因此,交叉率P不能过小以保证交叉操作能具有较高的使用频度,-19-安得供应链物流系统集成设计zinnTO本小组采用下面的自适应交叉率公式:PcminPc二5min(3-18)emax 最大交叉率Cmin-最小交叉率t 当前遗传代数T 最大遗传代数自适应交换率随相对遗传次数变化的曲线示意图如图3卜b5所示。从图中 不难看出,这种自适应交换率能够保证在迭代初期,交换率较大且下降缓慢,从 而可以造成足够的扰动,增强遗传算法的搜索能力,加快进化的速度,避免遗传 算法陷入迟钝状态;同时能够保证在迭代后期,交换率较低,并逐步减小,最后 为常量,从而可以避免破坏优良基因,加快收敛速度,增大找到全局最优解的 可能性。交叉率PC-20-安得供应链物流系统集成设计zinnTO图3-1-1-6交换率与相对遗传代数的关系交叉的具体操作流程如图:产生自适应的交叉概率随机选取两个个体*随机选择交叉切点_12_两个点的值进行交换图3-1-1-7交叉的操作流程第三步:变异操作-21-安得供应链物流系统集成设计/innTO图3-1-1-8变异操作流程遗传参数的确定群体规模-M=48；终止代数-T=400；交叉率-Pc二0.30；变异率-Pm=0.30；程序实现结合图3-1-1-7的遗传算法的总体流程框图以及上述各个模块的思想,利川 C语言实现求解选址模型的过程,该程序是基于遗传算法的程序。下面给出该程 序用到的主要结构体以及主函数,详细见附录中的程序。struct individualcen(char chrom4;/二进制变量编码*/double value;/记录个体目标函数值*/-22-安得供应链物流系统集成设计zinnTOdouble fitness;/记录个体适应度函数值/int zCENTER;/二进制变量值/double sPROVIDER+CENTER+USER;/记录不等式约束/double tCENTER;/记录等式约束/)；struct individualprocendouble chrom16;/*级运输变量编码串/double value;/记录个体目标函数部分值/double WPROVIDERCENTER;/*级运输中的变量/；struct individualcenusedouble chrom32;/二级运输变量编码串double value;/记录个体目标函数部分值double XCENTERUSER;/*二级运输中的变量/)；void main(void)/主函数/(generat ion=0;/初 代/GeneratelnitialPopulationQ;/产生初始群体/CalculateObjectVlue。;/*计算目标函数值*/CalculateFitnessValue();/计算函数适应度值/FindBestAndWorstIndividual();/*找出最优和最差个体/while(generationMaxGeneration)/*MaxGeneration 为终止代数/(一generation+;/下一代/SelectionOperator();/选择操作/CrossoverOperator。;/交叉操作/MutationOperator。;/变异操作/Calculat eObject Value();CalculateFitnessValue。;/计算函数适应度值/F indBest AndWorstIndividual();/找出最优和最差个体/OutputTextR 印 ort();/*结果输出/if(generation%100=0)getch();/输出代数为100的整数倍暂停输出,按任意键后继续/)通过程序的运行,可得出以下的运算结果:表 3-1-1-6Generation400最优个体(RDC)1000在这些运算结果中,Generation表示终止代数,1000代表济南选中为北方区 域的配送中心(0为不选,1为选中),参见图3-1-1-9。-23-安得供应链物流系统集成设计/innTO图3-1-1-9 RDC的定位四、小结本节方案从实现供应链上各级企业共同配送的角度出发,合理分析了案例所 给出的数据,以成本最优为目标建立车辆路线模型,并通过改进的遗传算法进行 了求解。小组选择了济南作为北方的区域配送中心。算法上,本节方案在具体求解过程中,编码时结合实际,利川“混合编码方 式进行编码”,染色体利川0T编码简化了编程难度。针对常数交叉率的遗传算 法搜索能力不强的问题,本方案设计了随遗传代数余弦下降的自适应交叉率公 式,利用其特性得到了比较优化的结果。改进阶段,对遗传算法上进行修改时发现,基本遗传算法中交叉率采川常 数,但是对于交叉率是常量的情况,无论交叉率采川多大的常数,都不能很好 地适应不同个体的质量。当交叉率取值较大时,在迭代初期,个体的质量比较差（即个体的适应度值比较低）,这样,较大的交叉率就可以增强算法的搜索能力,但在迭代后期,个体的质量比较好（即个体的适应度值比较高）,这时,较高的交 叉率就反而可能使得优良基因被破坏的可能性增大;当交叉率取值较小时,情况 相反。由此可见,交叉率为常量时,不能很好地改善问题解的质量。交叉率只 有取随迭代次数变化的自适取值,才能保证遗传算法有较高的搜索能力。因此我 们的结果较前面的方案发生了变化,并通过地图直观的展示了本小组的筛选过程 以及最终的结果。-24-安得供应链物流系统集成设计zinnTO3.1.2解决A经理担忧的仓库设计问题、安得现状分析对安得案例的第十A经理的担忧仓库设计的分析,我们了解到由于仓 库规划设计的不是很合理,使得仓库运转的效率不高,管理困难。存在的问题:1、一年旺季的时候,客户:等待时间太长。司机:仓储作业效率太低;2、一年中出库量淡旺季比较明显,尤其是在重大节日的时候,作业量是平 时的23倍,同一个月中,出库量不均匀,月底高,下旬的出库量占50%。每 天出库量在时间上也不均匀,上午很少,平均为5%,下午占30%,晩上占65%；3、每次出入库行走的路程平均要80米。还有两个仓储由于货物分布问题,导致统时间段不能完成一次装卸,浪费时间;4、卸货过程采用流水作业方式；5、出库时,由于货物不在同一仓库需要依次到3仓和4仓装货,需要两次 排队,排队原则主要依次先后顺序;6、工人的管理和仓库现场协调问题。方案将从综合的考虑影响仓储优化涉及到的主要KPI,如仓容利川率、进出 货平衡问题、库内各种资源的合理配置以实现仓库整体工作效率的提高等主要指 标。以达到解决安得仓储优化、提高运作效率等问题的目的。但是,首先针对安得公司目前仓库的情况在优化设计时,小组认为解决当前 问题的关键点是,针对客户的货物品种和数量,有效的选择托盘的种类,使得需 要的存储面积尽量小,使得叉车等搬运工具行走的路程变短,提高仓库装卸货的 效率。以下是仓库设计规划的流程详细解释。二、仓库设计规划流程-25-安得供应链物流系统集成设计nnro图3-1-2-1仓库设计规划流程步骤1:由于货物数据量繁多的特点,要解决托盘选择问题,使得我们必须运用程序 设计来解决托盘选择问题。我们选择以Delphi 7.0为前台,SQL Server 2000为 后台进行托盘选择软件模块开发。代码详见附录程序二。由于案例中每种货物的数量没有给出,通过随机生成每种货物的数量（注:货物的总数量30要大于案例表!3中月平均期末库存,即货物的总数量为 795207/30=26507台）,然后进行托盘选择的软件模块开发,通过软件模块的运行 自动针对选择的托盘类型,对每种货物进行计算,得到堆码方案及托盘所需数目,最后得到总情况的相关数据:每种托盘所需数量、仓库可容纳的货物总台数、仓 储面积利川率、所需存储