基于MMAS的配送线路规划研究与应用

基于MMAS的配送线路规划研究与应用

论文摘要

物流配送是现代化物流系统的重要环节。在企业内部,物流配送主要发生在区域配送中心(RDC)、前端配送中心(FDC)和中转站(CD)之间。在实际运作过程中,物流配送网络存在两种模式:一种是“一级配、一级送”模式(DSD);一种是“一级配、两级送”模式(TWD)。两种不同的模式下的路径规划,将造成不同的运输成本,同时将直接影响企业物流系统的总费用,因此车辆配送线路规划以及配送模式的选择对于降低运输成本具有重要的意义。在实际应用中,许多行业的迅速发展,受到了企业物流网络现状的制约,因此根据企业的资源现状、客户需求分布以及实际交通路网分布等情况,进行车辆路线规划(VRP),从而选取总成本较低的网络运输方案成为亟待解决的问题。DSD和TWD可分别抽象成具有容量限制的VRP(CVRP)和多车场VRP(MDVRP)两种模型,均为NP难题,随着客户数量的增加,可选的配送线路方案数量将以指数速度急剧增长。因此,用启发式算法求解该问题就成为人们研究的一个重要方向。本文针对实际应用中的中等规模网络布局问题相关特点,在不改变模型复杂程度的前提下采用一阶段法(整体法)进行求解,使得算法能够在更大的空间内进行解的搜索。在算法设计上采用最大-最小蚂蚁系统(MMAS),并根据求解问题的特殊性,对MMAS的初始蚁群的分布、信息素更新规则以及蚂蚁的转移方式进行了改进。为验证算法的有效性,选取具有代表性的F企业作为案例。通过案例中CVRP和MDVRP的求解,获得了较为满意的收敛时间和结果,并根据求解结果得到每个RDC在两种模式下的运输成本,对比后作出RDC模式决策,得到各RDC的最佳送货路线和车辆调配方案。仿真结果表明,采用一阶段MMAS可为F企业每年节约运输成本9.96%。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 符号说明
  • 第1章 引言
  • 1.1 课题意义
  • 1.2 VRP求解的国内外研究现状
  • 1.2.1 国外研究现状
  • 1.2.2 国内研究现状
  • 1.3 本文内容安排
  • 第2章 模型与算法
  • 2.1 两种配送网络模式
  • 2.2 车辆路径问题
  • 2.2.1 有容量限制的VRP模型
  • 2.2.2 多车场VRP模型
  • 2.3 最大最小蚂蚁系统
  • 2.3.1 生物界的蚂蚁觅食行为
  • 2.3.2 人工蚁的行为特征
  • 2.3.3 人工蚁群算法的实现过程
  • 2.3.4 最大最小蚂蚁系统
  • 第3章 基于MMAS的CVRP与MDVRP算法设计
  • 3.1 MMAS求解CVRP的算法设计
  • 3.2 MMAS求解MDVRP的算法设计
  • 3.3 信息素轨迹更新说明与限制
  • 第4章 F企业物流配送网络规划
  • 4.1 应用背景
  • 4.1.1 物流网络布局现状
  • 4.1.2 物流网络布局规划的必要性和可行性
  • 4.1.3 RDC定址与路线规划内容
  • 4.1.4 解决思路与相关技术
  • 4.2 基础数据的准备
  • 4.2.1 物流结点信息数据的获取与计算
  • 4.2.2 各网络结点需求数据
  • 4.3 CVRP求解DSD模式下配送路线规划
  • 4.3.1 福州RDC直接配送路线规划
  • 4.3.2 泉州RDC直接配送路线规划
  • 4.3.3 漳州RDC直接配送路线规划
  • 4.3.4 沙县RDC直接配送路线规划
  • 4.4 MDVRP模型求解TWD模式下配送路线规划
  • 4.4.1 漳州RDC两级配送路线规划
  • 4.4.2 福州RDC两级配送路线规划
  • 4.4.3 沙县RDC两级配送路线规划
  • 4.5 模式比较与选择
  • 4.5.1 福州RDC物流网络模式选择
  • 4.5.2 泉州RDC物流网络模式选择
  • 4.5.3 漳州RDC物流网络模式选择
  • 4.5.4 沙县RDC物流网络模式选择
  • 4.5.5 规划效果
  • 第5章 结论与展望
  • 5.1 论文内容总结和创新之处
  • 5.2 有待进一步研究的问题
  • 附录
  • 附录 1 MMAS求解CVRP的Matlab源程序
  • 附录 2 MMAS求解MDVRP的Matlab源程序
  • 附录 3 福州RDC所辖物流结点成本系数表
  • 附录 4 沙县RDC所辖物流结点成本系数表
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文目录
  • 学位论文评阅及答辩情况表
  • 相关论文文献

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