基于雙層規(guī)劃模型的配送中心選址問題研究(圖文

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1、基于雙層規(guī)劃模型的配送中心選址問題研究(圖文論文導(dǎo)讀：配送中心是一種多功能、集約化、全方位服務(wù)的貨物配送設(shè)施。在物流系統(tǒng)中，配送中心居于重要的樞紐地位，較好的配送中心選址方案可以有效地節(jié)省費(fèi)用，促進(jìn)生產(chǎn)和消費(fèi)的協(xié)調(diào)與配合，保證物流系統(tǒng)的平衡發(fā)展。本文結(jié)合雙層規(guī)劃模型建立了配送中心選址模型，將配送中心選址涉及到的選址規(guī)劃者和客戶兩個(gè)具有明顯不同目標(biāo)的決策者聯(lián)系起來(lái)，還考慮到配送中心建成后遇到的競(jìng)爭(zhēng)問題，并且針對(duì)該模型引入遺傳算法，并通過實(shí)例分析，證明該算法的有效性。關(guān)鍵詞：雙層規(guī)劃，配送中心，選址1引言配送中心是一種

2、多功能、集約化、全方位服務(wù)的貨物配送設(shè)施。在物流系統(tǒng)中，配送中心居于重要的樞紐地位，較好的配送中心選址方案可以有效地節(jié)省費(fèi)用，促進(jìn)生產(chǎn)和消費(fèi)的協(xié)調(diào)與配合，保證物流系統(tǒng)的平衡發(fā)展。它一經(jīng)選定就將長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)營(yíng)，不僅與運(yùn)行費(fèi)用直接相關(guān)，而且對(duì)工作效率及物流控制水平會(huì)產(chǎn)生很大影響。因此，配送中心的合理選址就顯得十分重要?？萍颊撐??；谖锪髋渌椭行募捌湮恢玫闹匾饔?，科研人員建立了一系列的選址模型與算法，如重心法、數(shù)值分析法、線性規(guī)劃法和啟發(fā)式算法等。其中重心法和數(shù)值分析法主要用于單一配送中心選址模型；線性規(guī)劃法和啟發(fā)式算法主

3、要用于多個(gè)配送中心選址模型，但線性規(guī)劃法在解決選址問題時(shí)對(duì)目標(biāo)函數(shù)的線性要求嚴(yán)格，啟發(fā)式算法雖然克服了線性規(guī)劃的不足，但對(duì)規(guī)模較大的實(shí)際問題求解比較困難．近年從生物進(jìn)化機(jī)理中受到啟發(fā)而發(fā)展起來(lái)的一些智能計(jì)算新方法，如遺傳算法、蟻群算法等，常用于解決一些復(fù)雜優(yōu)化問題。當(dāng)前，由于顧客需求的日益多樣化和全球動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的逐漸形成，使企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。本文結(jié)合雙層規(guī)劃模型建立了配送中心選址模型，將配送中心選址涉及到的選址規(guī)劃者和客戶兩個(gè)具有明顯不同目標(biāo)的決策者聯(lián)系起來(lái)，還考慮到配送中心建成后遇到的競(jìng)爭(zhēng)問題，并且針對(duì)該模

4、型引入遺傳算法，并通過實(shí)例分析，證明該算法的有效性。2配送中心選址模型的建立本文建立了基于競(jìng)爭(zhēng)的配送中心選址雙層規(guī)劃模型。在現(xiàn)實(shí)中，有一部分客戶需求可能由已有配送中心提供，已有配送中心有自有型和社會(huì)公用型兩種，它們之間存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系?？萍颊撐?。2.1上層模型的建立本文上層規(guī)劃(U)可以描述為決策部門在允許的既定范圍內(nèi)確定最佳的新建配送中心的地點(diǎn)使總成本(包括固定成本和可變成本)最小。下層規(guī)劃(L)則描述了在多個(gè)配送中心存在的條件下，客戶需求量在不同配送中心之間的分配，它的目標(biāo)是使每個(gè)客戶的總費(fèi)用最低。具體模型如下所示

5、：式中：：j地的配送中心為第i個(gè)客戶提供服務(wù)所需支出的單位費(fèi)用；：第i個(gè)客戶在j地的配送中心獲得滿足的需求量；：在j地建配送中心的固定投資費(fèi)用；：在j地建配送中心時(shí)，此值為1，否則為O；：新建配送中心的總投資預(yù)算；：從工廠q到配送中心j的運(yùn)輸量；：從工廠q到配送中心j的運(yùn)輸單價(jià)；：工廠q的供應(yīng)能力；：配送中心i的供應(yīng)能力。上層目標(biāo)函數(shù)是從配送中心規(guī)劃者角度出發(fā)，使新建配送中心的費(fèi)用與滿足消費(fèi)者需求的費(fèi)用之和最小。(1)等式右邊第一項(xiàng)代表了為滿足客戶需求的總可變成本；右邊第二項(xiàng)代表新建配送中心總固定成本；第三項(xiàng)代表由

6、工廠至配送中心的運(yùn)輸成本；(2)式保證修建的配送中心費(fèi)用不超過其總投資額；(3)式保證至少新建一個(gè)配送中心；(4)等式保證從工廠發(fā)運(yùn)到各配送中心的貨物總量不超過它的供應(yīng)能力；(5)式表示保證配送中心i的貨物進(jìn)出總量相等；(6)等式意味著通過配送中心i的貨物進(jìn)出總量相等；(7)式為變量的O-l約束。需要指出的是U中由下層規(guī)劃[L]求得。在實(shí)際物流配送系統(tǒng)中，因?yàn)閱我豢蛻舻男枨罅坎皇怯赡硞€(gè)配送中心全部滿足的，還存在已有配送中心競(jìng)爭(zhēng)的影響。所以，下層目標(biāo)規(guī)劃中假設(shè)已有配送中心L個(gè)，這樣K個(gè)客戶是在n+1個(gè)配送中心中分配的

7、需求量。2.2下層模型的建立在現(xiàn)實(shí)配送系統(tǒng)中．由于單一客戶的需求量不是由某個(gè)配送中心全部滿足的，并且還存在已有配送中心競(jìng)爭(zhēng)的影響。所以在下層目標(biāo)規(guī)劃中假設(shè)已有配送中心L個(gè)，這樣K個(gè)客戶就是在n+1個(gè)配送中心中分配他們的需求量?？萍颊撐??？梢赃@樣描述下層問題：式中：：第i個(gè)客戶在k地點(diǎn)的配送中心得到滿足的需求量；：第i個(gè)客戶選擇k地點(diǎn)配送中心服務(wù)所需要支出的單位費(fèi)用；：第i個(gè)客戶總的需求量；：k地點(diǎn)配送中心總的供應(yīng)能力；：任意大的正數(shù)。下層規(guī)劃表示客戶選擇最優(yōu)配送中心，即各個(gè)用戶在各配送中心間分配需求量，使用戶的總支

8、出費(fèi)用最小。(9)式保證每個(gè)用戶的需求都能得到滿足；(10)式保證選擇配送中心的各個(gè)用戶的需求量之和不超過該配送中心總的供應(yīng)能力；(11)式保證需求量總是在已建的配送中心處分配；(12)式為變量的非負(fù)約束。3實(shí)證分析3.1案例說(shuō)明假設(shè)一家大型企業(yè)，在a地區(qū)建有一家分廠，產(chǎn)品將先運(yùn)至這一地區(qū)的配送中心，再由配送中心將產(chǎn)品運(yùn)送至分銷店。該企業(yè)在這一地區(qū)已有一家配