本發(fā)明涉及農(nóng)資電子商務(wù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種農(nóng)資連鎖經(jīng)營配送中車輛調(diào)度模型優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

農(nóng)資是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要的農(nóng)業(yè)投入品，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了重要的物資保障和基礎(chǔ)。農(nóng)資連鎖經(jīng)營是目前農(nóng)資企業(yè)的主要經(jīng)營方式，但是目前針對(duì)農(nóng)資連鎖經(jīng)營的物流配送理論的研究卻十分落后。物流配送水平的滯后成為制約連鎖經(jīng)營在農(nóng)資領(lǐng)域順利發(fā)展的瓶頸，建立完善的農(nóng)資連鎖物流體系，有利于提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

在我國社會(huì)普遍物流運(yùn)作水平偏低,物流成本較高的大環(huán)境下,農(nóng)資產(chǎn)品的物流成本也很高。通過從物流配送環(huán)節(jié)節(jié)約成本可以在保證農(nóng)民購買農(nóng)資產(chǎn)品的能力的同時(shí)使得農(nóng)資公司能有更好的收益，達(dá)到雙贏的效果。

而要得到較好的配色方案，首先需要一個(gè)好的數(shù)學(xué)模型，所以本發(fā)明具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種農(nóng)資連鎖經(jīng)營配送中車輛調(diào)度優(yōu)化，提供了更符合農(nóng)資連銷實(shí)際情況，為得到更好的配送方案做準(zhǔn)備。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種農(nóng)資連鎖經(jīng)營配送中車輛調(diào)度模型優(yōu)化方法，所述方法包括如下步驟：

s1、分析農(nóng)資連鎖經(jīng)營特征；

s2、分析農(nóng)資連鎖經(jīng)營物流特征；

s3、分析農(nóng)資連鎖經(jīng)營物流配送中車輛調(diào)度特征及構(gòu)成要素；

s4、假設(shè)條件說明；

s5、數(shù)學(xué)建模。

優(yōu)選的，所述步驟s1中所述農(nóng)資連鎖經(jīng)營特征包括：農(nóng)資連鎖經(jīng)營的方向、農(nóng)資的特性、季節(jié)特性、地域特性以及信息水平。

優(yōu)選的，所述步驟s2具體包括：

s21、建立連鎖經(jīng)營物流配送中心；

s22、建設(shè)農(nóng)資配送信息化設(shè)施。

優(yōu)選的，所述步驟s3中農(nóng)資連銷經(jīng)營物流配送車輛調(diào)度構(gòu)成要素包括：農(nóng)資產(chǎn)品、運(yùn)輸車輛、配送中心、村鎮(zhèn)銷售網(wǎng)點(diǎn)、運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)、約束條件和目標(biāo)函數(shù)。

優(yōu)選的，所述約束條件包括農(nóng)資產(chǎn)品的種類、農(nóng)資產(chǎn)品的型號(hào)、農(nóng)資產(chǎn)品的數(shù)量、發(fā)到時(shí)間、車輛的載貨量以及車輛的運(yùn)營時(shí)間中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述目標(biāo)函數(shù)包括配送總里程最短、綜合費(fèi)用最低、準(zhǔn)時(shí)性最高、使用車輛數(shù)最少中的一種或多種。

優(yōu)選的，所述步驟s4的所述假設(shè)條件包括如下條件：

g、配送層級(jí)為二層配送層級(jí)，僅考慮單配送中心，多網(wǎng)點(diǎn)單向貨物配送情況，不考慮反向物流車輛調(diào)度優(yōu)化；

h、配送中心有多臺(tái)車，車輛型號(hào)、載重量相同，受配送中心統(tǒng)一調(diào)度，且車輛均由配送中心出發(fā)，完成任務(wù)后要返回配送中心；

i、將農(nóng)資連鎖經(jīng)營配送的特點(diǎn)轉(zhuǎn)化為模型中需求變化、時(shí)間窗、超越最大行駛距離附加成本和配送失敗懲罰的形式體現(xiàn)在模型中，并且暫不考慮車輛出發(fā)后發(fā)生故障或交通事故的情況；

j、各需求點(diǎn)固定，且各點(diǎn)初始路徑上需求量之和均小于等于配送車輛最大載重量；

k、配送中心與眾網(wǎng)點(diǎn)形成完整網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與節(jié)線的集合為已知，路網(wǎng)均無方向性；

l、農(nóng)資貨物可以混裝，即一輛車可以同時(shí)載運(yùn)多種農(nóng)資產(chǎn)品，且假設(shè)散裝農(nóng)資產(chǎn)品均具有較好包裝。

優(yōu)選的，所述步驟s5中數(shù)學(xué)建模為：

∑i,j∈sxijk＝|s|-1,其中

xijk,yik＝0或1，i,j＝0,1,...,n；k＝1,2,...,m(9)

其中，式(1)表示目標(biāo)函數(shù)；式(2)表示初始路徑上各需求點(diǎn)總量不超過配送車總?cè)萘肯拗?；?3)表示每個(gè)配送點(diǎn)一定有一輛車提供服務(wù)；式(4)和(5)表示兩個(gè)變量之間的關(guān)系；式(6)表示車輛到達(dá)需求點(diǎn)，仍從該點(diǎn)離開；式(7)表示每輛車工作時(shí)間不超過每日最長工作時(shí)數(shù)；式(8)中s表示點(diǎn)集的任意子集；避免一車輛重復(fù)經(jīng)過某網(wǎng)點(diǎn)；式(10)表示違反時(shí)間窗限制的懲罰函數(shù)不同時(shí)間段取值；決策變量取值，為了嚴(yán)格滿足時(shí)間約束條件，應(yīng)有m→∞，考慮到計(jì)算機(jī)處理的不便，m可取一適當(dāng)大的正數(shù)。

本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：本方法提供了更符合農(nóng)資連銷中車輛調(diào)度實(shí)際情況的模型構(gòu)建方法，詳細(xì)分析了農(nóng)資連鎖經(jīng)營配送車輛的構(gòu)成要素，優(yōu)化了模型，有利于得到更好的配送方案，從而節(jié)省配送成本。

附圖說明

附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為農(nóng)資連鎖經(jīng)營配送方式；

圖2為發(fā)明所采用的混合時(shí)間窗函數(shù)圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所述描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的一種農(nóng)資連鎖經(jīng)營配送中車輛調(diào)度模型優(yōu)化方法，所述方法包括如下步驟：

s1、分析農(nóng)資連鎖經(jīng)營特征

l)農(nóng)資連鎖經(jīng)營主要方向是從城市到農(nóng)村。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料自身的用途決定了幾乎所有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料都銷往農(nóng)村。

2)農(nóng)資特性決定了農(nóng)資連鎖經(jīng)營難度大特性。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料具有品種多、規(guī)格多、占地大、不易包裝、陳列等特點(diǎn),給商品的管理、倉儲(chǔ)、運(yùn)輸、陳列、銷售等環(huán)節(jié)帶來很多挑戰(zhàn),增加了連鎖經(jīng)營的難度。

3)季節(jié)特性。農(nóng)作物生長有著極強(qiáng)的季節(jié)性。盡管反季生產(chǎn)有了很大的發(fā)展,但不能代表整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況。不同季節(jié)有完全不同的作物種類,因此病蟲害的發(fā)生也有著極強(qiáng)的季節(jié)性,對(duì)土肥條件的要求也根據(jù)生長期的不同而不同。這些導(dǎo)致了農(nóng)資產(chǎn)品銷售集中,往往時(shí)間短暫,造成農(nóng)資連鎖經(jīng)營也具有較強(qiáng)的季節(jié)特性。

4)明顯的地域性。我國幅員遼闊,農(nóng)村分布遍及平原、丘陵、山地等不同地域,不同地域有著不同的氣候特征、不同的作物結(jié)構(gòu)、不同的水肥條件,農(nóng)民有著完全不同的種植和生活習(xí)慣。不同地域的種植結(jié)構(gòu)不同,對(duì)種子、農(nóng)藥、化肥等的需求不同。導(dǎo)致農(nóng)資連鎖經(jīng)營地域差異。

5)信息水平落后。農(nóng)村因?yàn)橥ㄐ泡^為落后,對(duì)市場信息的掌握很少,形成大量的信息無法到達(dá)農(nóng)民手中,無法指導(dǎo)農(nóng)民的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。從而使農(nóng)民對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)性能、品質(zhì)知之甚少,使用成本增加

s2、分析農(nóng)資連鎖經(jīng)營物流特征

l)建立連鎖經(jīng)營物流配送中心，如圖1。

2)建設(shè)農(nóng)資配送信息化設(shè)施

s3、分析農(nóng)資連鎖經(jīng)營物流配送中車輛調(diào)度特征及構(gòu)成要素

農(nóng)資產(chǎn)品(化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜、種子、農(nóng)用器具等)、運(yùn)輸車輛、配送中心(或物流中心)、村鎮(zhèn)銷售網(wǎng)點(diǎn)(或鄉(xiāng)鎮(zhèn)供銷社)、運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)、約束條件和目標(biāo)函數(shù)。

農(nóng)資配送車輛調(diào)度應(yīng)滿足的約束條件主要包括以下幾條：①滿足所有網(wǎng)點(diǎn)對(duì)農(nóng)資產(chǎn)品種類、規(guī)格型號(hào)和數(shù)量的要求；②滿足網(wǎng)點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品發(fā)到時(shí)間窗要求；③車輛在配送過程中實(shí)際載貨量不得超過車輛的最大允許載重量；④車輛一天或一次運(yùn)輸行駛里程不得超過每天最大行駛距離；或者車輛每天運(yùn)營時(shí)間(一天當(dāng)中車輛從一次配送任務(wù)開始到最后一次運(yùn)輸任務(wù)結(jié)束時(shí)間)不得超過每天允許最長運(yùn)營時(shí)間。

物流配送車輛調(diào)度優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù)具有多樣性,可以是一個(gè)目標(biāo)也可以是多個(gè)目標(biāo),經(jīng)常選用的目標(biāo)函數(shù)主要有：①配送總里程最短。配送里程與配送車輛的磨損程度、車輛油耗以及駕駛員的疲勞程度等直接相關(guān),它與運(yùn)輸成本直接相關(guān),對(duì)配送業(yè)務(wù)的經(jīng)濟(jì)效益有很大影響,其計(jì)算相對(duì)簡便,是確定配送路線時(shí)用得最多的指標(biāo)；②綜合費(fèi)用最低。降低物流配送中綜合費(fèi)用是實(shí)現(xiàn)配送業(yè)務(wù)經(jīng)濟(jì)效益的基本要求。在物流配送中,與車輛配送有關(guān)的費(fèi)用包括：購置車輛費(fèi)用、車輛維護(hù)和行駛費(fèi)用、車隊(duì)管理費(fèi)用、貨物裝卸費(fèi)用、相關(guān)人員工資費(fèi)用等；③準(zhǔn)時(shí)性最高。即滿足客戶時(shí)間窗要求；④使用車輛數(shù)最少。車輛調(diào)度問題除要考慮到滿足以上要求外還應(yīng)包括在滿足各用戶需求情況下,實(shí)現(xiàn)總調(diào)度成本最小化。

s4、假設(shè)條件說明

1)本研究所考慮的配送層級(jí)為二層配送層級(jí)，即配送中心與發(fā)生需求的需求網(wǎng)點(diǎn)。并僅考慮單配送中心，多網(wǎng)點(diǎn)單向貨物配送情況，不考慮反向物流車輛調(diào)度優(yōu)化。

2)配送中心有多臺(tái)車，車輛型號(hào)、載重量相同，受配送中心統(tǒng)一調(diào)度，且車輛均由配送中心出發(fā)，完成任務(wù)后要返回配送中心。

3)根據(jù)對(duì)農(nóng)資連鎖經(jīng)營配送的分析，得知其具有批量小、運(yùn)輸條件差、季節(jié)性強(qiáng)、網(wǎng)點(diǎn)分散等特點(diǎn)，本研究將以上特點(diǎn)轉(zhuǎn)化為模型中需求變化、時(shí)間窗、超越最大行駛距離附加成本和配送失敗懲罰的形式體現(xiàn)在模型中，并且暫不考慮車輛出發(fā)后發(fā)生故障或交通事故的情況。

4)各需求點(diǎn)固定，且各點(diǎn)初始路徑上需求量之和均小于等于配送車輛最大載重量，各需求點(diǎn)之間距離dij已知，i＝0時(shí)表示配送中心與網(wǎng)點(diǎn)之間距離。

5)配送中心與眾網(wǎng)點(diǎn)形成完整網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與節(jié)線的集合為已知，路網(wǎng)均無方向性。

6)農(nóng)資貨物可以混裝，即一輛車可以同時(shí)載運(yùn)多種農(nóng)資產(chǎn)品，且假設(shè)散裝農(nóng)資產(chǎn)品均具有較好包裝。

s5、數(shù)學(xué)建模

∑i,j∈sxijk＝|s|-1,其中

xijk,yik＝0或1，i,j＝0,1,...,n；k＝1,2,...,m(9)

其中，式(1)表示目標(biāo)函數(shù)；式(2)表示初始路徑上各需求點(diǎn)總量不超過配送車總?cè)萘肯拗?；?3)表示每個(gè)配送點(diǎn)一定有一輛車提供服務(wù)；式(4)和(5)表示兩個(gè)變量之間的關(guān)系；式(6)表示車輛到達(dá)需求點(diǎn)，仍從該點(diǎn)離開；式(7)表示每輛車工作時(shí)間不超過每日最長工作時(shí)數(shù)；式(8)中s表示點(diǎn)集的任意子集；避免一車輛重復(fù)經(jīng)過某網(wǎng)點(diǎn)；式(10)表示違反時(shí)間窗限制的懲罰函數(shù)不同時(shí)間段取值；決策變量取值，為了嚴(yán)格滿足時(shí)間約束條件，應(yīng)有m→∞，考慮到計(jì)算機(jī)處理的不便，m可取一適當(dāng)大的正數(shù)。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。