车辆调度与优化

物流配送车辆调度问题是指：在给定运输任务的条件下，如何派车、组织循环运输，使空驶里程最少，运输成本最低。目前我国大多数的物流企业运输资源分配不均、配送路线安排不合理、运力资源浪费严重，而缺乏完善的物流配送车辆调度优化方案是造成此现象的重要因素之一。因此对物流配送车辆调度问题的研究具有重要的现实意义。

目前对单车场、封闭式物流配送车辆调度问题研究较多，而对多车场开放式物流配送车辆调度问题研究较少，但是多车场开放式物流配送车辆调度问题有很强的应用背景。本文针对此问题，建立了一种灵活的多目标组合优化模型，设计了适合多车场开放式车辆路径问题的通用染色体编码方案，并对遗传算法中的交叉变异操作做了详细说明。此模型可以方便的增减优化目标值，并通过测试用例验证了本文设计的优化模型和遗传算法在解决多车场多目标开放式物流配送车辆调度问题中的可行性。

自动化立体仓库出库端车辆调度策略的设计是物流配送车辆调度中的一个关键问题，好的调度策略可以大大缩短出库端的配货时间。为此本文引入动态优先级理论，并利用该理论对大型 AS/RS 出库口车辆调度问题进行了深入研究与分析，提出了基于动态优先级的 AS/RS 出库端车辆调度策略，并开发了相应的AS/RS 出库口发货资源监控系统，即 AS/RS 出库口车辆调度系统，优化了 AS/RS 出库端车辆调度策略，大大提高了物流配送当中的配货效率。

本文建立的多目标组合优化模型以及设计的遗传算法求解方案，可以有效的缩减物流配送中的送货时间；设计的 AS/RS 出库端车辆调度优化策略及开发的AS/RS出库端车辆调度系统，可以有效缩减车辆在出库端的配货时间。本文对以上两种物流配送中的车辆调度问题进行研究，大大提高了物流配送效率、减少了物流配送成本。

关键词：物流配送；车辆调度；多目标组合优化；遗传算法

第一章绪论

课题背景

物流(Logistics)：指在合适时间，将合适的物品以适当的数量准确地送到

顾客手中，它是供应链中最重要的组成部分。一般意义上是指在生产和生活中所涉及的各种物质实体由供给方向需求方的物理性转移过程。这一概念将物流定义在有用的物、供方、需方等几个基本因素之上。也就是说，我们通常所指的物流是指人们在生产和生活中发生的有意义的物流行为。整个物流过程是一个物理过程，只改变时间和空间的状态，不改变其使用价值。其中，时间状态的改变称之为仓储、流通加工等活动，空间状态的改变称之为运输、搬倒等活动。

物流配送是物流系统中的一个重要环节，它是指按客户的订货要求，在物流中心进行分货、配工作，并将配好的货物及时送交收货人的物流活动。配送成本直接关系到物流企业和部门的效益，目前我国的大多数的物流企业运输资源分配不均、配送路线安排不合理、运力资源浪费严重, 根据中国仓储协会对146个企业的调查显示，用于运输的费用占整个物流费用的比例分别为：在生产企业原料物流中占58%，在生产企业成品物流中占73%，在商业物流中占52%。所以物流配送车辆调度方案的合理优化，对于整个物流运输速度、成本、效益的影响至关重要。

运输是指“物”的长距离的移动，任何跨越空间的物质实体的流动，都可称为运输。运输是物流的中心环节之一，被称为国民经济的动脉和现代产业的支柱，从社会经济的角度讲，运输功能的发挥，缩小了物质交流的空间，扩大了社会经济活动的范围并实现在此范围内价值的平均化、合理化。在社会经济的发展中，运输的重要性己经被人们所确认，成为国民经济的命脉。

从物流系统的观点来看，运输作业的关键因素包括运输成本和运输速度两个方面。运输成本：是指为两个地理位置的运输所支付的款项，以及管理和维持转移中存货的有关费用，应采用能把系统总成本降低到最低限度的运输方式。运输速度：是指为完成特定的运输作业所需花费的时间。运输速度和成本的关系，主要表现在以下两个方面：首先，运输商提供的服务越快速，实际需要收取的费用也就越高。其次，运输服务越快，转移中的存货就越少，可利用的运输间隔时间越短。因此在选择最合理的运输方式时，至关重要的问题就是如何平衡其服务的速度和成本。运输主要目的就是要以最低的时间、财务和环境资源成本，将产品

从原产地转移到规定地点。同时，产品转移所采用的方式必须能满足顾客有关交付履行和装运信息的可得性等方面的要求。所以在物流系统中，必须精确地维持运输成本和服务质量之间的平衡。低成本运输和高质量服务是令人满意的。

物流配送车辆调度就是研究怎样合理运输的问题，所谓合理运输就是在实现物资产品实体从物流中心至消费地转移的过程中，充分有效地运用各种运输工具的运输能力，以最少的人、财、物消耗，及时、迅速、按质、按量和安全的完成运输任务。其标志是：运输距离最短、运输环节最少、运输时间最短和运输费用最省。据统计运输费约占整个物流费用的40%，占销售收入的%。物流配送车辆调度问题就是指在给定运输任务的条件下，如何派车、组织循环运输，使空驶里程最少，运输成本最低。车辆调度是物流管理最重要的部分，正确合理的调度可以有效减少车辆的空驶率，实现合理路径运输，从而有效减少运输成本，节约运输时间，提高经济效益。

课题研究的意义

物流产业的发展，将从整体上改变经济运行的方式，提高经济运行效率，对增强国际竞争力将起到巨大的推动作用。我国国民经济的发展呼唤物流的进一步发展，对物流的发展要求如下：

(1) 降低流通成本在 GDP 中的比重：在我国目前工业企业生产中，直接劳动成本占总成本的比重不到 10％，而物流费用占商品总成本的比重，从账面反映约为40％，全社会物流费用支出约占 GDP 的 20％，而其他发达国家一般在10%左右。这反映了我国物流系统落后，流通成本太高，反映了我国国民经济运行质量不高。通过发展现代物流业来促进物流合理化，降低流通成本在 GDP 中的比重，无疑将成为我国新的经济增长点。“十五”期间，如果我国物流费用降低到占 GDP 的 15％，每年将为社会直接节约 2400 亿元的物流成本。

(2) 减少企业流动资金占用：我国工业企业和流通企业由于物流基础设施、技术和管理的落后，原材料、半成品、成品积压严重，大量流动资金被占用，周转速度很慢，物流成本过高。据统，1992 年，国有独资、控股工业企业流动资金占用1 万多亿元，周转速度为次/年；1999 年，国有独资、控股工业企业