本文關鍵詞：包裹合并與時間窗口：一個改進包裹分發(fā)的兩階段優(yōu)化算法

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【摘要】：第1章引言1.1.主題的來源本文研究滿足物流網狀系統(tǒng)優(yōu)化需求的e-客戶(或電子客戶)商品遞送算法。類似的系統(tǒng)很復雜,并且計算復雜度在高級幾何級數增長,因此必須開發(fā)更好的運輸系統(tǒng)來支持電子商務的不斷發(fā)展,避免對社會潛在的有害效果,比如載運工具數量的過快增長及運費的過度浪費等。找出關于遞送的至關重要因素,能夠影響創(chuàng)新發(fā)展方式。此創(chuàng)新方式會有助于構建更有效、更可靠的遞送系統(tǒng),而這就是本文的主要目的。零售商和快遞公司的遞送過程需要擴大到僅僅出售與運輸商品之外。管理供應鏈在單獨、線性流動,現(xiàn)在供應鏈提供的廣泛、一系列復雜非線性任務將得到優(yōu)化。為此,將現(xiàn)在的方法需要調整,要把動力轉運與可用性,優(yōu)化遞送時間與變量范圍聯(lián)合起來。這些調整包括專門聯(lián)合遞送操作。讓這種聯(lián)合發(fā)生,需要不斷地重新調整業(yè)務流程與規(guī)格,采用運輸與分配資源的統(tǒng)一標準。進一步包裝再設計促進提高包裹運輸供應鏈,并提出有價值的機會降低運營成本以及提高滿足e-客戶的水平。本文提出并檢驗了四個遞送在網上購買的商品獨特情況,其中包括時間窗排序及轉運。商品從一輛運載工具轉運到另一輛的可能性加大了操作的靈活性。如果這個靈活性與優(yōu)化時間窗安排結合在一起,會建立支持系統(tǒng)執(zhí)行上的優(yōu)越條件,這樣將有助于提高綜合生產率。主要目標是通過使合并范圍、運輸距離以及包裹遞送時間增至最大限度的原型模型,測量每一個情況的效率。本論文是為滿足快遞公司優(yōu)化物流技術的需求增加而研究的。1.2.問題描述在數據中心,系統(tǒng)用兩個方式安排訂單:依據客戶賬戶或送貨地址。每一個訂單排好之后,開始供應排序,而效率涉及到輸入�！昂喜ⅰ边@個術語來表示分離的貨物將一起運輸到具體地點。以下的圖型描述研究的四種情況�，F(xiàn)實生活中的數據并不完全可用。各大快遞公司都受控于一些大的公司,生成的數據既是公司的商業(yè)機密又涉及用戶個人隱私。由于至關重要的是確定精確的概率分布,而且每一個過程適合它,它的參數有價值的,以及以擬合優(yōu)度檢驗為基礎的隨機變量正在生成為了支持模型的分析方法驗證。本文的后續(xù)研究會允許處理更大規(guī)模的數據集。1.3文獻綜述路徑規(guī)劃安排問題出現(xiàn)于許多交通科學領域中的物流系統(tǒng)中。它的優(yōu)化過程是尋找有時間表形式的任務,由從收集與遞送需求到載運工具組成,滿足定義的結束條件,并同時使部分費用函數最小化。本文研究的問題包括幾個正在學習過程當中的方法,盡管這種特殊方法在參考文獻尚未見過。該情況就是取貨及送貨問題之一,又是交通科學領域的物流系統(tǒng)中最關注研究的問題之一。這就是載運路徑問題安排中的一個特殊情況,也就是一套要求的路徑安排問題,使用載運工具從中央倉庫到一組位置。在本章提供關于取貨及送貨問題以及轉運及時間窗的參考文獻的廣泛研究;并介紹包裹合并的取貨及送貨問題以及時間表模型的優(yōu)化。本文擴展取貨及送貨問題來考慮到單獨、多種、隨機的及動力的轉運地點,在那里載運工具能交換、取貨或送貨到多種位置。1.4目標1.4.1.主要目標研究在網上購買的商品遞送中四個特殊情況的物流效率,通過優(yōu)化的轉運及時間窗排序,構建優(yōu)化合并范圍、運輸距離以及持續(xù)時間的原型模型。1.4.2.次要目標·提出包裹投遞范圍內的包裹合并概念;·基于現(xiàn)實數據樣本形成隨機變量;·通過使用數學模型的組合優(yōu)化技術,應用轉運、車輛共乘及時間窗的強弱測序的概念;·用解析和計算方法確認模式;·實驗評價不同情景與限制的系統(tǒng)原型;·找出問題來源與重要變量來改善送遞過程。1.5.主要貢獻·包裹合并收集與遞送問題的介紹及完整的數學表述;·通過強弱排序優(yōu)化安排時間窗的模型表述;·直連圖技術(取貨及送貨問題的解決,允許轉運到計算地點);·在遞送過程當中分析執(zhí)行多級階段模型的益處;在這情況下運用轉運及優(yōu)化時間窗安排;·計算機結果顯示模型執(zhí)行的益處;·參考關于取貨及送貨問題、時間窗以及轉運或傳輸的現(xiàn)代文獻。第2章取貨及送貨問題本文中的2章介紹帶轉運模式的取貨及送貨問題的完全數學表述。還開發(fā)并解釋此問題的解決如何能作為時間表的形式。另外,提出所有數學表述的模型分析與計算機方法驗證。研究的情況屬于取貨及送貨問題的特殊情況,因此事先需要正式定義一般性問題。為了實現(xiàn)此目標,首先提出取貨及送貨問題的一般性問題定義;然后解釋如何附件轉運讓此問題變成更有挑戰(zhàn)性。最后,插入模式將時間窗最優(yōu)化的安排。由于在研究的情況要檢查商品轉運到優(yōu)化短期停止,本文還解釋如何把取貨及送貨問題的解決可以提煉成時間表形式及可以優(yōu)化的多重目標函數形式。在基本取貨及送貨問題當中,單獨運載工具取貨之后,一路上把貨運輸到目的地。按本文中定義的問題,一輛運載工具會取貨,在計算地點遇到另外一輛運載工具后進行貨物交換或者簡直轉運或取貨。第3章時間窗排序以我校的時間窗研究團隊的工作為基礎,并使用強、弱排序算法。本節(jié)介紹模型的數學表述,使最優(yōu)化窗安排在取貨及送貨問題當中結合成為整體,以強弱排序技術為限制。首先應用把運載工具啟動與到達排序作為限制,然后介紹模擬決策變量來優(yōu)化管理時區(qū)。本人還介紹如何形成隨機數據并顯示結果可視化。第4章現(xiàn)實系統(tǒng)實驗四個研究情況是現(xiàn)實系統(tǒng)的一部分。本節(jié)包括的實驗主要目的如下:關于時間窗安排一體化的動態(tài)及物流方面的轉運提供更深的了解。如何執(zhí)行模型的二階段而顯示計算機結果。4.1二階段的模型執(zhí)行本節(jié)描述時間安排模型領域,并解釋輸出的重新安排如何把非有效時間變成有效的。隨后,本人提交二階段執(zhí)行模式。此模式之所以是有效的,主要是因為取貨及送貨問題優(yōu)化解決為規(guī)模大的問題中是不切實際的。因此下面幾節(jié)闡述圖搜索方式,盡管回到質量高的解決比其他優(yōu)化方式更快,輸出還并不優(yōu)化由于指數的搜索空間。此外,由于平均計算來源,時間安排模式會幫解決更大數量的任務。4.2.取貨及送貨問題解決的方式在這一節(jié)中本人廣泛地解釋我們的解決方法怎么區(qū)別于大多數其它參考文獻看到的方法,并且此解釋包含轉運有效的理由。因此,先進行模式實驗,建立一個沒有轉運的解決方法,其次從零開始建立基于圖表的帶轉運解決。此外,仔細解釋將隨機尋找轉運地點算法而帶轉運圖解決方法是怎么從零建立的。后來,解釋提出的方法怎么尋找每一個訂單的最好路線以及質量高的解決方法,盡管在計算方面它比參文獻中見到的方式慢一些。最后,圖解決建立之后,本人解釋最短期路徑算法軟件如何找出最優(yōu)化的時間安排。4.3結果可視化這一節(jié)中本人提出選定的實驗結果為顯示基于小型現(xiàn)實系統(tǒng)的解決時間表案例。此外,還進行更復雜的數據集的實驗,為了模型執(zhí)行的進一步驗證。我們安裝系統(tǒng)就可以測試四個研究的情況通過執(zhí)行開發(fā)的二階段優(yōu)化模型。最初,我們實現(xiàn)算法中的第一階段來決解不帶轉運和帶轉運的問題。我們成功地開啟第二階段來在不受限制的時候再安排任務排序。例舉正八角形的簡單網絡的例子,再找優(yōu)化的時間表。每一個快遞公司有一系列運載工具及要發(fā)給客戶的許多商品,并且每個商品、運載工具、任務及快遞公司財產都根據現(xiàn)實情況而是仿真的。本研究安裝的這種幾何系統(tǒng)中實驗有多種變化,后來變成直連圖。此模型的遞送各種不同境況都是四個研究情況的一部分。為了比較一下模型性能,我們解決帶轉運和不帶轉運問題。我們顯示應用模型的第一階段之后的全面結果,輸出以形成的有限圖為基礎的帶轉運的時間安排。所以,如果可以的話,我們應用算法的第二階段以便再安排任務排序。改善的安排通過一個任務調整而實現(xiàn),為最小化載運工具的非有效的時間。計劃時間跨度的持續(xù)時間及計劃完成時間表都被分析帶轉運和不帶轉運,然而排序算法只能應用在待轉運的時間表。開啟排序模型后,得到了積極的結果,而且計劃時間也減少了。最后,我們啟動模型在數據集比較大的范圍,結果很有效且令人滿意;并提供了現(xiàn)實遞送系統(tǒng)當中應用此模型的有效影響分析。結論本文定義并展示包裹合并取貨及送貨問題的完整數學表述,而且提出二階段的優(yōu)化算法建議來解決此問題。最重要貢獻是,為了連續(xù)任務的再安排,利用直連圖解決方法建立待轉運的遞送時間表與優(yōu)化模式。通過操作實施分為兩個階段,我們可以:(1)建立小型時間表,結合起來可以建立完整運營時間表;(2)可以最大化平時受硬時間窗約束的載運工具的有效運營時間。提供計算機結果來展示此模式的益處,通過執(zhí)行現(xiàn)實例子得到近似最優(yōu)化的解決方案。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：F252
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本文編號：1160092