连锁经营企业物流配送系统集成规划模型及算法研究

论文摘要

物流配送是连锁经营的重要基础与保证,物流配送系统的运营状况将直接影响连锁经营企业的生存与发展。通过高效的物流配送,可实现连锁经营企业物流成本的降低以及物流效率和服务水平的提高。因此,对连锁经营企业物流配送系统进行科学合理的规划具有广阔的市场应用价值及现实意义。连锁经营企业物流配送系统规划主要包括四个方面的决策,即客户服务目标、战略层设施选址决策、战术层库存控制策略决策和作业层车辆路线决策,上述各决策要素之间密切相关,并存在着广泛的效益勃反关系。本文基于连锁经营企业物流配送系统的组织结构及运营的特点,针对当前连锁经营企业物流配送系统的设计及运作中存在的问题,从物流配送系统的选址、库存和车辆路线各决策要素集成规划的角度出发,在多个决策层面对连锁经营企业物流配送系统的集成规划建模及求解算法进行了较系统的研究。具体研究内容包括:1.连锁经营企业物流配送系统选址-库存集成规划问题研究研究了客户需求服从正态分布,由单个中心仓库、多个候选配送中心及多个候选门店所构成的三层连锁经营企业物流配送系统的设计问题。通过建立离散竞争性门店选址模型分析了门店所获市场份额,并基于二倍数多级库存控制策略详细分析了系统库存成本,建立了以企业利润最大化为目标,综合考虑门店选址、配送网络设计及多层库存控制的连锁经营企业物流配送系统选址-库存集成规划模型。提出了求解实际规模问题的基于次梯度优化的拉格朗日松弛启发式算法,并给出了各子问题的求解算法。通过算例仿真对模型及算法进行评价,并分析了模型参数变化对解的影响。2.考虑弹性需求和拥挤效应的多周期连锁经营企业物流配送系统选址-库存集成规划问题研究研究了动态市场竞争和需求环境下的多周期连锁经营企业物流配送系统的设计问题。考虑到客户的弹性需求及其概率性设施选择行为,采用双层规划理论描述了物流配送系统设计决策部门与客户之间的指导者-跟随者（Leader-Follower）关系,建立了多周期连锁经营企业物流配送系统选址-库存集成双层规划模型,其中上层模型为考虑模块化容量扩展的多周期设施选址模型,对配送中心和门店的开放、关闭及容量设置进行决策;下层模型为随机用户均衡分配规划模型,描述了拥挤效应下的弹性客户需求在各门店中的分配模式。设计了求解非线性混合整数双层规划模型的遗传算法,并通过算例仿真对模型与算法进行了分析与评价。3.连锁经营企业物流配送系统长期库存-车辆路线集成规划问题研究研究了客户需求平稳,由单个中心仓库、多个配送中心及多个分布在给定区域内的门店所组成的三层连锁经营企业物流配送系统的中长期配送计划制订问题。基于固定划分策略、二倍数多级库存控制策略及车辆多路线方式,建立了以系统中长期库存及运输成本最小化为目标的连锁经营企业物流配送系统长期库存-车辆路线集成规划模型,对配送区域划分、门店配送周期、配送中心订货周期、系统车辆数量及车辆路线进行决策。设计了求解配送区域划分的禁忌搜索算法及二倍数多级库存控制策略下的门店配送区域配送周期和配送中心订货周期求解算法,详细分析了可行策略下的模型成本下界,并通过算例仿真对模型与算法进行了分析与评价。4.连锁经营企业物流配送系统短期库存-车辆路线集成规划问题研究在中心仓库和配送中心的订货周期决策已作出的基础上,根据连锁经营企业的门店需求呈现周期性变化的特点,研究了由一个配送中心及多个门店所构成的连锁经营企业二层物流配送子系统的短期配送计划制订问题。给出了有效求解实际规模问题的两阶段启发式算法,在算法的两阶段中分别建立了集合划分模型和配送区域配送计划优化模型,并提出了有效求解算法。最后,通过算例对模型与算法进行分析与评价。5.连锁经营企业物流配送系统选址-库存-车辆路线集成规划问题研究研究了当车辆以非满载方式访问多个门店且系统设施选址成本与车辆运输成本具有一定可比性时,由单个中心仓库、多个候选配送中心及多个分布在给定区域内的门店所组成的三层连锁经营企业物流配送系统的设计问题。从战略层、战术层及运作层集成决策角度出发,建立了连锁经营企业物流配送系统选址-库存-车辆路线集成规划模型,对配送中心选址、库存控制策略及车辆路线进行决策。设计了适合求解实际规模问题外部拉格朗日松弛启发式算法,给出了两个子问题的求解算法,即求解考虑风险池效应的配送网络设计问题的拉格朗日松弛启发式算法和求解类似具有度约束及容量约束的最小生成森林问题的扩展拉格朗日松弛启发式算法。最后,通过算例仿真对模型与算法进行了分析与评价。论文研究成果可为连锁经营企业物流配送系统规划提供了更为充分的科学依据和决策支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 连锁经营企业物流配送系统概述
• 1.2.1 连锁经营
• 1.2.2 物流配送系统
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 设施选址问题研究
• 1.3.2 选址-库存集成规划问题研究
• 1.3.3 选址-车辆路线集成规划问题研究
• 1.3.4 库存-车辆路线集成规划问题研究
• 1.3.5 研究现状评述
• 1.4 研究意义与主要内容
• 1.4.1 研究目的及意义
• 1.4.2 研究思路及主要研究内容
• 第二章 连锁经营企业物流配送系统选址-库存集成规划模型及算法研究
• 2.1 引言
• 2.2 问题描述及模型的建立
• 2.2.1 问题描述及模型基本假设
• 2.2.2 模型的建立
• 2.3 模型的求解
• 2.3.1 门店配送周期和配送中心订货周期的求解
• 2.3.2 基于次梯度优化的拉格朗日松弛启发式算法
• 2.4 算例求解及分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 考虑弹性需求及拥挤效应的多周期连锁经营企业物流配送系统选址-库存集成规划模型及算法研究
• 3.1 引言
• 3.2 问题描述及模型的建立
• 3.2.1 问题描述及基本假设
• 3.2.2 双层规划模型的建立
• 3.3 算法描述
• 3.3.1 遗传算法设计
• 3.3.2 下层模型求解算法
• 3.3.3 客户服务时间分析
• 3.4 算例求解及分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 连锁经营企业物流配送系统长期库存-车辆路线集成规划模型及算法研究
• 4.1 引言
• 4.2 问题描述及模型的建立
• 4.2.1 问题描述及模型基本假设
• 4.2.2 库存-车辆路线集成规划模型
• 4.3 模型分析
• 4.3.1 车辆多路线方式下配送区域的配送周期分析
• 4.3.2 二倍数多级库存控制策略下的成本函数项分析
• 4.3.3 可行策略的模型成本下界分析
• 4.4 模型的求解
• 4.4.1 配送周期和订货周期求解算法
• 4.4.2 禁忌搜索算法
• 4.5 算例求解及分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 连锁经营企业物流配送系统短期库存-车辆路线集成规划模型及算法研究
• 5.1 引言
• 5.2 问题描述及基本假设
• 5.2.1 模型的基本假设
• 5.2.2 模型的主要参数和变量定义
• 5.3 集合划分模型及算法
• 5.4 配送区域的配送计划优化模型及算法
• 5.4.1 配送区域配送计划优化模型
• 5.4.2 配送计划优化算法
• 5.5 算例求解及分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 连锁经营企业物流配送系统选址-库存-车辆路线集成规划模型及算法研究
• 6.1 引言
• 6.2 问题描述及模型的建立
• 6.2.1 问题描述及基本假设
• 6.2.2 模型的建立
• 6.3 模型的求解
• 6.3.1 模型分解及次梯度优化算法
• 6.3.2 子问题一的求解
• 6.3.3 子问题二的求解
• 6.3.4 原问题可行解的求解
• 6.4 算例求解及分析
• 6.5 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 研究总结
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间已发表或录用的论文
• 攻读博士学位期间参与的科研项目
• 致谢