随机需求库存-路径问题最优策略及其算法-论文.pdf

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1、第17卷第5期管理科学学报V01．17No．52014年5月JOURNALOFMANAGEMENTSCIENCESINCHINAMav2014随机需求库存一路径问题最优策略及其算法①赵达，李军，马丹祥，李妍峰(1．海南大学经济与管理学院，海口570228；2．西南交通大学经济管理学院，成都610031；3．河北联合大学建筑工程学院，唐山063009)摘要：随机需求库存一路径问题(stochasticdemandinventoryroutingproblem，SDIRP)是典型的NP难题，也是实施供应商管理库存策略过程中的关键所在．文章研究了在直接配送策略、无车辆配送能力约

2、束的Milk—Run配送策略以及考虑该约束的Milk—Run配送策略下SDIRP的最优策略形式．首先，证明了前两类问题的最优库存策略为(S，S)形式，并在此基础上，通过引入固定分区策略将第三类问题转化为前两类问题进行研究；其次，针对前两类问题分析了最优库存策略的性质，给出了策略中各参数的上、下界，并提出了求解这两类问题最优策略的优化算法；最后，通过数值算例验证了文中算法的有效性，进而讨论了实际中常用的固定配送路径下(s，S)策略的适用范围．关键词：库存一路径问题；随机需求；(S，S)策略中图分类号：F253．4文献标识码：A文章编号：1007—9807(2014)05—0

3、014—110引言效实施VMI，降低供应链运行成本的关键所在．因此，对于该问题的研究具有很强的理论通常意义下库存一路径问题(inventoryrou—价值和现实意义．tingproblem，IRP)是指在供应商管理库存(yen—虽然针对确定需求IRP的研究已经十分成dormanagedinventory，VMI)策略下，无限(较长)熟，但对于随机需求IRP(stochasticdemandinven—计划期内，由一个供应商(配送中心)向多个客户toryroutingproblem，SDIRP)的研究却相对较少．提供补货配送服务，供应商需要确定每天的补货已有研究可以根据计划

4、期的长短分为以一天为周对象、补货数量以及车辆的行驶路径，在满足一定期、滚动周期以及无限周期3种类型，其中，的约束条件(客户库存能力，配送车辆能力等)Federgruen和Zipkin⋯利用启发式的分解算法，把时，使系统平均或折扣运行成本(库存持有成本，SDIRP看作是计划期为一天的库存分配问题与车缺货损失成本，配送成本等)最小⋯，其实质就是辆路径问题(vehicleroutingproblem，VRP)的组研究库存补充和配送之间的协调问题．完整的合．Tmdeau和Dorr【6采用滚动周期技术分析了短IRP策略由库存策略和相应的配送策略构成，前期决策对后续阶段的影响，将长期

5、的SDIRP转化者决定了每个决策阶段的补货对象及其补货数为若干个以周为单位的短周期问题，通过最小化量，后者决定了相应的配送路径，二者相互影响．上述变化带来的成本影响得到各客户的最优补货IRP是经典的NP．hard问题，尤其在客户需求不时间，并采用混合整数规划计算出最优配送路径．确定情况下，解决难度更大．同时IRP问题还是有此外，Reiman等运用排队理论分析了直接配①收稿日期：2011—11—15；修订日期：2012—07—10．基金项目：国家自然科学基金资助项目(71361006；71271178；71001005)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(SWJTU1

6、1CX087)；中西部高校综合能力提升计划资助项目；海南大学科研启动基金资助项目(KYQD1303)．作者简介：赵达(1980一)，男，河北易县人，博士，讲师．Email：zhaoda@hainu．edu．an第5期赵达等：随机需求库存一路径问题最优策略及其算法一15一送、固定路径以及混合路径情形下周期为的均保持不变，实际中可操作性更好，同时也更有利SDIRP．Bertazzi等_8以及Yu等则采用动态规于对最优策略进行分析．划、混合整数规划以及随机规划等数学规划方法研究两类滚动周期SDIRP．最后，赵达等、Adel—1问题描述[。。man、Kleywegt等“以及Min

7、kof均将SDIRP中的库存问题表示为无限阶段马尔可夫决1．1问题的基本描述策过程(MarkOVdecisionprocess，MDP)，从而通考虑采用VMI库存管理模式的物流系统：由过求解相应的线性规划问题得到优化的库存策1个配送中心为Ⅳ个已知地理位置的客户提供某略，并结合相应的路径问题算法给出以长期平均种产品，令C表示客户i到客户的最短距离(i，或折扣成本最小为目标的SDIRP优化策略．通过=0，1，2，⋯，Ⅳ)；其中0表示配送中心，并假设上述分析可以看出，对于SDIRP的研究方法主要不考虑配送中心的供应能力限制及其相应的