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物流配送网络优化分析及最短路径算法

发布时间: 2022-10-30 19:00:05 来源:网友投稿

摘要:文中根据物流配送网络问题的特点和要求,对物流配送网络的目标决策、约束条件、绩效测度,配送网络中Excel优化模型进行了探讨,并对常见的单源有多条线路可以选择的单个用户配送需求问题构建了最短路配送网络模型,然后应用Excel建模并对最短路问题给出了求解算法。

关键词:配送网络 优化探讨 最短路 算法

中图分类号:F713.32 文献标识码:A

一、前言

随着世界经济的快速发展和现代科学技术的进步,物流业作为国民经济中的新兴产业正在全球范围内迅速成长。物流业的发展程度已经成为衡量一个国家现代化程度和综合国力的重要标志之一,被喻为促进经济增长的“加速器”和“第三利润源泉”。配送作为物流系统的重要组成部分,从开发顺序和开发程度上都占有重要的地位,是物流业中最具潜能、最富活力、最有前景的发展领域。

二、配送网络中Excel优化模型的本质

Excel作为Office办公软件的套件之一。Excel除了应用在机关办公日常的报表处理外,还有另外一个强大的功能就是Excel软件包在企业管理中的管理决策和优化决策应用。

线性规划问题的建模与结果分析有助于配送中心的管理者作出决策,这就意味着建立的模型不只是找到问题的解,更主要的是必须准确地从管理的角度出发,从管理角度说明问题、反映问题。搜寻的模型参数,确定的绩效测度和约束条件都是现实、客观的,是管理者实用和适用的,是管理视角的反映。这样的求解结果才能符合配送活动的实际,具有操作性,使得Excel软件在配送系统中真正实现它的价值,为配送中心创造效益。

三、最短路问题描述及算法

在物流配送活动中,主要是把一批货物从配送中心或者仓库运送到一个或多个非固定客户的接货处。这些客户坐落的地点、配送时间和需求的数量大多不尽相同。通常配送中心或者仓库与客户之间有多条运输路线可以选择。如果配送中心不进行运输路线的合理规划,往往会出现不合理运输现象,如迂回运输、重复运输、重复装卸等。不合理运输会造成运输成本上升,还会导致服务水平的下降。因此确定合理的配送路线,从而使运输成本降低的同时使服务水平得到改善是物流配送管理工作的一项重要内容。

假如某客户急需一些货物,从配送中心到用户的距离较远,且有多条路线可以选择,从配送中心到该客户的各条路线和相互之间距离如图1所示。则配送中心需要作出的决策是如何选择配送路线使得总运输距离最短,同时既能满足客户对时间的需求,又能满足配送中心节约成本的要求。下面对最短路问题进行假设和描述。

图2-1给出了最短路问题的网络模型。图中圆圈表示配送网络的节点,即A、B、C、D、E、F、G、H表示路线节点;O是“源”,在这里表示仓库;T是“目标地”,表示用户所在地。在网络图中,连接节点的连线叫做“边”,表示行进可以朝着两个节点之间的任一方向。连线旁边的数字表示两个节点间的距离,单位为公里。

对上述网络最短路问题求解的算法很多,目前公认的最好算法是E.W.Dijkstra于1959年提出的,Dijkstra算法的主要特点是以起始点为中心向外层层扩展,直到扩展到终点为止。

该网络的最短路问题可以理解为配送中心是源,产生流量为1的流,代表此次行程的开始;客户所在地是目的地,吸收流量为1的流,代表此次行程的结束。可变单元格若出现了流量1,表示了对应的路线被选中;反之,0则此路线表示没有被选中。

首先建立模型,确定约束条件和绩效测度。 Excel表格1

其次规划求解,点击工具栏中“规划求解”按钮,输入相应的选项。在“等于”选项中点击“最小值”;限制条件:节点(F2:F11)=供给需求(I2:I11);因为这是一种特殊的线性规划问题,在选项中选择“线性规划”和“非负”条件,点击“确定”即可得出Excel表格2所示的优化结果:Excel表格2

结果显示:从Excel表格2可以看出,此次配送任务选择的路线是:配送中心—A—B—E—F—用户,此时配送路径最短,最短距离为19公里。

作者单位:河南交通职业技术学院

参考文献:

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