基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的整車(chē)物流裝載方案優(yōu)化研究

吳海洋　程國(guó)建 　趙坤鵬　何田

摘要：論文對(duì)整車(chē)物流中的乘用車(chē)裝載問(wèn)題進(jìn)行了研究。以物流成本最小為目的，基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，首先對(duì)采用一種轎運(yùn)車(chē)裝載兩種不同乘用車(chē)的方案進(jìn)行優(yōu)化，然后對(duì)采用兩種轎運(yùn)車(chē)的方案進(jìn)行了分析，提出了一種基于矩陣運(yùn)算的最小費(fèi)用優(yōu)化方法。最后通過(guò)一個(gè)算例驗(yàn)證了模型的可行性。

關(guān)鍵詞：整車(chē)物流；乘用車(chē)裝載；動(dòng)態(tài)規(guī)劃；優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）33-8046-05

Abstract： Passenger cars loading in vehicle logistics is studied in this paper. Based on dynamic programming， this study aims to minimize the costs of logistics. First， transport plan that passenger cars loading apply one kind of car transporter is optimized， then the plan using two kinds of car transporter is analyzed， finally a minimum costs optimization method based on matrix operation is proposed. The feasibility of the model is verified by an example in the end of the paper.

Key words： vehicle logistics； passenger cars loading； dynamic programming； optimization

1 概述

近年來(lái)我國(guó)汽車(chē)消費(fèi)需求增長(zhǎng)迅速，同時(shí)汽車(chē)產(chǎn)量顯著增長(zhǎng)，也促進(jìn)了汽車(chē)運(yùn)輸?shù)膶?zhuān)業(yè)化。在成本控制變得越來(lái)越重要的今天，如何降低物流成本已成為整車(chē)物流業(yè)關(guān)注的問(wèn)題。由于裝載車(chē)和被裝載車(chē)有多種規(guī)格等原因，很多物流公司通常依賴(lài)調(diào)度人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)制定運(yùn)輸計(jì)劃，當(dāng)遇到復(fù)雜的運(yùn)輸任務(wù)時(shí)，通常效率較低，運(yùn)輸成本控制不理想。因此對(duì)乘用車(chē)裝載方案的研究具有重要的實(shí)際意義。

汽車(chē)行業(yè)在國(guó)外的發(fā)展要早于國(guó)內(nèi)，在整車(chē)物流配送的研究中也要早于國(guó)內(nèi)。Deardorff（2001）基于局部均衡框架構(gòu)建了配送方案的比較收益分析模型[1]。Henderson等人研究了物流運(yùn)輸成本，指出運(yùn)輸成本在貿(mào)易和收益中扮演著重要的角色[2]。Whybark（1971）研究了如何測(cè)量運(yùn)輸成本，提出了一種“All-unit”（全單元）的數(shù)量折扣計(jì)劃，結(jié)果證明能夠很好的處理貨物成本[3]。另外，D.Maddison、D.Pearce和O.Johansson等人（1995）對(duì)如何認(rèn)識(shí)道路運(yùn)輸成本方面做了大量研究，他們?cè)凇兜缆愤\(yùn)輸?shù)恼鎸?shí)成本》（The True Costs of Road Transport）中探討了構(gòu)成道路運(yùn)輸成本的各項(xiàng)因素[4]。

汽車(chē)業(yè)在國(guó)內(nèi)的迅速發(fā)展使得整車(chē)物流成本控制及配送方案日益成為研究熱點(diǎn)，楊立娟[5]研究了汽車(chē)整車(chē)物流成本控制與績(jī)效評(píng)價(jià)，將Delphi模型與AHP-TOPS IS模型相結(jié)合，并以長(zhǎng)春一汽四環(huán)運(yùn)達(dá)物流公司為實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證，建了汽車(chē)整車(chē)物流成本控制績(jī)效評(píng)價(jià)體系。沈貴林[6]等人研究了物流裝備更新問(wèn)題的多階段決策問(wèn)題，建立了進(jìn)行物流裝備更新的動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型。張義珂[7]研究了大件運(yùn)輸方案，將其抽象成組合最優(yōu)化問(wèn)題，以運(yùn)輸成本最小化為目標(biāo)建立了優(yōu)化模型，并提出了針對(duì)大件貨物運(yùn)輸方案組合優(yōu)化選擇的交叉嫡算法。李浩[8]研究了多式聯(lián)運(yùn)方式下大件物流運(yùn)輸方案選擇及優(yōu)化，建立了同時(shí)進(jìn)行運(yùn)輸路徑選擇和運(yùn)輸方式選擇的0-1混合整數(shù)規(guī)劃模型，并采用遺傳算法求解。王靚靚[9]研究了制定工程物流運(yùn)輸方案的原則和步驟，應(yīng)用決策網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)及不確定理論建立了用于國(guó)際工程物流運(yùn)輸方案選擇的優(yōu)化模型。吳小珍[10]等人研究了安吉整車(chē)物流現(xiàn)有的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，以成本最低為目標(biāo)函數(shù)建立了運(yùn)輸路線(xiàn)及運(yùn)輸方式的優(yōu)化模型，并運(yùn)用改進(jìn)SPFA算法編程求解。

以上學(xué)者在整車(chē)物流方面進(jìn)行了大量研究，取得了一定的研究成果，但整車(chē)物流成本優(yōu)化是一個(gè)多階段決策問(wèn)題，不僅需要考慮運(yùn)輸路徑等問(wèn)題，還需要對(duì)裝載方案進(jìn)行優(yōu)化。論文以乘用車(chē)物流為例，介紹了整車(chē)物流裝載方案，考慮了運(yùn)輸車(chē)輛的類(lèi)型、數(shù)量等約束條件，根據(jù)動(dòng)態(tài)規(guī)劃思想以成本最小為目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了優(yōu)化，提出了一種基于矩陣運(yùn)算的最小費(fèi)用優(yōu)化方法。相關(guān)結(jié)果對(duì)于乘用車(chē)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸有較大的參考價(jià)值。

2 問(wèn)題描述與模型假設(shè)

根據(jù)購(gòu)車(chē)訂單，乘用車(chē)生產(chǎn)廠家向物流公司下達(dá)任務(wù)，安排其運(yùn)輸乘用車(chē)到全國(guó)各地，物流公司便根據(jù)下達(dá)的任務(wù)制定運(yùn)輸計(jì)劃以配送乘用車(chē)。通過(guò)公路運(yùn)輸乘用車(chē)的專(zhuān)用運(yùn)輸車(chē)稱(chēng)為“轎運(yùn)車(chē)”。轎運(yùn)車(chē)有單層和雙層兩種類(lèi)型，雙層轎運(yùn)車(chē)又分為三種子型：上下層各裝載1列乘用車(chē)，故記為1-1型；下、上層分別裝載1、2列，記為1-2型；上、下層各裝載2列，記為2-2型。

由于轎運(yùn)車(chē)和乘用車(chē)類(lèi)型較多，大部分物流公司通常依靠經(jīng)驗(yàn)決策法制定運(yùn)輸裝載方案。在處理簡(jiǎn)單訂單時(shí)，這種決策方法靈活簡(jiǎn)便，但依賴(lài)于決策者的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，主觀性較大，遇到復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，方案的制定往往不理想，不利于成本的控制。論文擬基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃對(duì)乘用車(chē)運(yùn)輸方案進(jìn)行研究。

乘用車(chē)運(yùn)輸方案的確定要以其數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，根據(jù)乘用車(chē)運(yùn)輸?shù)膶?shí)際情況進(jìn)行以下假設(shè)：

1） “轎運(yùn)車(chē)”有單層和雙層兩種類(lèi)型，論文僅考慮1-1型和1-2型雙層轎運(yùn)車(chē)裝載I型和II型乘用車(chē)，且每種方案中1-2型車(chē)的使用數(shù)量不多于1-1型車(chē)的20%；

5 結(jié)論

論文基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法，首先對(duì)采用一種轎運(yùn)車(chē)裝載兩種不同乘用車(chē)的方案進(jìn)行優(yōu)化，然后對(duì)采用兩種轎運(yùn)車(chē)的方案進(jìn)行了分析。算例表明論文建立的模型可以較好的解決使用不同類(lèi)型轎運(yùn)車(chē)運(yùn)送不同類(lèi)型和數(shù)量乘用車(chē)的問(wèn)題。論文研究結(jié)果對(duì)于乘用車(chē)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸有較大的參考價(jià)值。但是物流配送系統(tǒng)十分復(fù)雜，影響物流成本的因素還有很多，如何在全面考慮其影響因素的前提下制定合適的配送方案，還有待于進(jìn)一步的研究。

參考文獻(xiàn)：

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