不确定环境下越库调度的模型及算法研究

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1、上海交通大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论本论文研究来源于国家自然科学基金资助项目《不确定环境下的基于循环取料与在线喂料的越库调度系统的建模与优化》（70771063）。本文以汽车零部件入厂物流为研究背景，针对直运与循环取料的运输模式，从模型及算法两个方面研究运输不确定环境下的越库调度问题，给出有效模型及高效算法，为入厂物流决策提供理论依据。1.1研究背景1.1.1入厂物流(InboundLogistics)制造企业的活动可以按区域划分为入厂物流（又称供应物流、采购物流），生产物流和出厂物流（

2、又称销售物流），随着近年来闭环供应链理论的发展，回收物流和备件物流也逐渐引起重视。在这些活动中，入厂物流是连接供应商与装备制造企业之间物流供应的物流活动，是企业生产连续稳定运行的重要保证[1]。关于入厂物流的具体定义，Porter[2]认为入厂物流是接受，存储并为生产提供资源的相关活动，包括物料的搬运和存储、库存控制、车辆调度及物料容器返回供应商等活动。蒋啸冰[3]认为汽车制造业零部件入厂物流是指以汽车制造企业为主导，将供应商的零部件从生产地运输到汽车制造企业指定的物流配送中心，以及将汽车零部件

3、从物流配送中心按照生产需求及时、准确地配送到生产车间，甚至生产工位的物流服务。入厂物流是汽车精益生产体系中的重要组成部分，被国际物流界公认为操作最复杂、技术含量最高的物流服务[3]。第1页上海交通大学硕士学位论文第一章绪论图1-1入厂物流示意图Fig.1-1inboundlogistics如图1-1所示，入厂物流一般采用直运(DirectDelivery，简称DD)及循环取料(MilkRun)两大运输模式。直运是指每车每次只运送一个供应商或客户的货物，将货物直接运输到供应商或客户。而所谓的循环取

4、料是指当某些供应商或客户的货物不够装满一车的情况下，一辆车经过多个供应商或客户的运输模式。当满载运输时，直运是经济可行的，但是当货物不满载时，循环取料运输则更加合理。总之，循环取料适合于多频次，小批量，多品种的运输，而直运更适合于少频次，大批量，少品种满载运输。1.1越库(CrossDocking)目前，对于越库的定义较多。文献[4]认为越库作业是以最少的停留时间将产品直接从接受站点运到发送站点的运输策略。文献[5]认为越库作业是通过直接将收到的产品运送给顾客而避免产品的搬运及减少库存的策略。通

5、常，我们所说的越库在直观上可以描述成图1-2所示的过程。货物从收货过程直接“流动”到出货过程，穿过仓库，其间用最少的搬运和存储作业，减少了收货到发货的时间，降低了仓库第2页上海交通大学硕士学位论文第一章绪论存储空间的占用。同时也降低了货物的保管成本。图1-2越库直观示意图Fig.1.2intuitivecrossdocking而如果将整个越库过程抽象化，我们可以将其描述成图1-3中的情形，即每个供应商的货物需要被运往多个工厂（大于等于1），而每个工厂又需要多个供应商的货物（大于等于1）。所有的供

6、应商的货物都必须先运送到配送中心(DistributionCenter)进行越库操作，然后才能将相应的产品运往各个工厂。越库中心操作的目的就是将原来各个供应商需要零担运输(LTL)到各个工厂的货物，通过合并装载将各个供应商需要运输到同一个工厂的货物整车运输(TL)到各个工厂处，从而提高了运输的装载率。第3页上海交通大学硕士学位论文第一章绪论图1-3越库抽象示意图Fig.1-3abstractcrossdocking1.1研究目的和意义不确定性是导致物流效率降低的主要因素。物流不确定性来自运输及需

7、求的不确定性。诱发运输不确定性的原因可以分为外在与内在因素。其中，外在因素包括交通拥挤、交通事故、道路维修与改建与天气状况等；内在因素包括供应商发货不及时、车辆故障与司机驾驶水平等。运输不确定性会导致运输本身的效率低下，从而会导致客户满意度的降低，影响企业的服务质量。本文主要面对汽车入厂物流，研究不确定性对入厂物流调度策略的影响，从而提出实际可行的优化调度方法。汽车入厂物流的需求是事先给定的，提前期1至3周不等，尽管需求也存在不确定性（如应急订单），但是与运输相比较，不确定性相对较小。经过入厂物

8、流获得的零部件有时会经过配送中心进行配送，如面向JIS(just-in-sequence)。但是，零部件在配送中心停留的时间一般不会超过48小时。库存费用相对较小，配送中心也不会出现超负荷满仓运作。因此汽车入厂物流中，运输是影响物流运作效率的主要因素。本文针对汽车入厂物流越库调度运输不确定性这一课题展开研究。第4页上海交通大学硕士学位论文第一章绪论1.1国内外研究现状由于国内外研究入厂物流越库调度算法或者模型的文章极少，而研究机器流水作业(flowshop)调度的文章则较多。所以为了更好的利用现