基于粒子群算法的烟草商业物流网络优化研究与实现

论文摘要

近年来,随着我国加入世贸组织和《烟草控制框架公约》（FCTC）的实施,我国烟草行业开始面临前所未有的竞争和挑战。面对这种不利局面,物流作为“第三利润源”,开始被逐渐引入我国的烟草行业。国家烟草总局也做出发展烟草现代物流的指示,并将其作为提升烟草商业企业市场竞争力的重要手段。现代物流网络优化是烟草商业企业现代物流建设的基础与核心。烟草商业物流具有极高的专业性和复杂性,上游连接烟草工业企业,下游连接卷烟零售商,是整个烟草供应链中起承接作用的关键环节,直接影响到卷烟营销网络的服务水平、效率以及运作成本。目前国内针对烟草商业物流网络优化的研究还相对薄弱,烟草行业尚未形成科学、高效、稳定的物流网络优化技术和方法,如何有效而稳定的实现卷烟物流网络优化是烟草行业亟待解决的问题。本文立足于烟草商业物流这一专业领域,研究了烟草商业物流配送网络的配送层级划分、配送中心选址和节点路径优化问题。对不同复杂度的网络拓扑结构进行了比较分析,在原有的烟草物流网络优化模型基础上,简化了模型复杂度,针对卷烟配送业务特点,建立了基于运输成本、仓储成本、服务水平三大指标的多因素制约的烟草商业物流网络优化数学模型,设计并实现了烟草商业物流网络优化决策系统。本文研究的优化数学问题属于NP-Hard问题,采用群智能算法对其求解,在对现有经典启发式算法的总结借鉴基础上,采取一种结合了遗传算法思想并以模拟退火算法控制收敛速度的混合粒子群算法。该算法以粒子群优化算法为主体,借助遗传算法中的变异算子,交叉算子,对陷入局部最优的粒子进行扰动,使得粒子群中的粒子跳出局部最小区域,再利用模拟退火算法控制粒子的更新,加速算法的收敛。最后,结合某具体烟草物流网络的实际业务数据进行了实证研究,对优化结果进行分析和评价,从而验证了技术的科学性和有效性。本文首先对物流决策理论和物流网络优化技术的国内外研究成果做了综述,归纳和总结了物流网络优化技术的模型和算法;接着分析了烟草物流网络优化存在的问题与挑战,提出了物流网络层级优化方法论,在原有的烟草物流网络优化模型的基础上进行了改进,确定了基于混合粒子群算法解决烟草物流网络优化问题的技术和路线;设计并实现了烟草商业物流网络优化决策支持系统,在实际项目中运行业务数据得到了令人满意的优化方案;最后,本文对研究过程及取得的成果进行了回顾总结,并分析了不足之处,提出了有待进一步深入研究的问题,并对今后的研究目标和方向做出了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 背景意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 研究内容与成果
• 1.3.1 主要工作与成果
• 1.3.2 本文的创新点
• 1.4 论文框架
• 第二章 物流网络优化技术分析
• 2.1 物流网络优化研究综述
• 2.1.1 物流决策理论研究综述
• 2.1.2 物流网络优化模型研究综述
• 2.1.3 物流网络优化算法研究综述
• 2.2 烟草物流网络优化存在的问题
• 2.3 本文研究的技术路线
• 2.4 相关理论和技术简介
• 2.4.1 遗传算法
• 2.4.2 模拟退火算法
• 2.4.3 粒子群优化算法
• 2.5 本章小结
• 第三章 烟草商业物流网络层级优化与模型设计
• 3.1 烟草商业物流网络的特点与配送模式
• 3.1.1 烟草商业物流网络的特点
• 3.1.2 烟草商业物流网络的配送模式
• 3.2 烟草商业物流网络层级优化方法论
• 3.2.1 配送网络的区域划分优化
• 3.2.2 配送网络的层级优化改进
• 3.3 烟草商业物流网络优化的改进模型
• 3.3.1 优化目标
• 3.3.2 运输成本
• 3.3.3 仓储成本
• 3.3.4 惩罚成本
• 3.3.5 目标函数
• 3.4 混合粒子群算法设计
• 3.4.1 混合粒子群算法设计思想
• 3.4.2 混合粒子群算法实现步骤
• 3.5 本章小结
• 第四章 烟草商业物流网络优化决策系统的实现与实证分析
• 4.1 总体架构设计
• 4.2 基本用例说明
• 4.3 系统实现与实例分析
• 4.3.1 实例问题概述
• 4.3.2 网点数据导入
• 4.3.3 算法参数设置
• 4.3.4 业务参数设置
• 4.3.5 优化结果导出
• 4.4 优化结果评价
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
• 攻读硕士学位期间所参与科研项目