基于聚类方法的物流中心选址的双层规划模型.docVIP

基于聚类方法的物流中心选址的双层规划模型 以上介绍的这些选址模型都假定从设施点或物流中心到需求点（客户点）的配送是放射线状的，即从设施点出发的运输车辆每次访问一个客户后，就返回到该设施（见图1）。这样配送过程中的运输费用就表示成了这种直接返回的距离的函数。实际上，有些不满载的配送任务从物流中心到客户都是采用巡回线路的，即若干个需求量较小的客户在一条配送线路上（见图2）（Hokey，1998；Klose，1996；Srivastava，1993；Bramel和Simchi-Levi，1995；Hansen et al.，1994）。因此，传统的运输费用表示忽视了对车辆巡回线路的考虑，有可能造成对分销成本估计的不准确。 随着物质需求的多样性及贸易呈全球化趋势的发展，企业管理者希望协调好物流系统中的各个环节，即采用集成物流管理系统的概念。此概念认为在设施相对于客户的位置、货物的配送、运输货物车辆路线的安排之间存在相互依赖关系（Hokey，1998）。因此，对于某一物流中心服务于各个客户的费用不再是独立的，而是车辆路线安排的结果。 图 1放射线路 图 2 巡回线路 表示客户点； 表示建立的物流中心； 表示运输路线； 表示没建的物流中心 在国内，还未见到这方面有影响的研究成果，而国外学者如Hokey（1998）和Klose（1996）等在有关文献中对这类设施选址问题进行了研究，这些研究都是将设施选址和运输路线安排结合起来同时考虑的， 模型的目标： 找出最优的供应点的位置，同时还要使供应点到各个需求点的运输成本最小。这些模型在得出了最优配送路线的同时，也合理计算了每个客户的运输费用。 模型求解方式： 求解这类问题一般采用启发式算法，通常的求解模式：①先选址后安排线路；②先安排线路后选址；③基于聚类的算法等。但多数这类问题也是在单层规划的基础上解决，不能同时考虑规划人员和客户的利益。为克服现有此类模型的不足，我们在此也用双层规划来描述这类问题。 1 基于聚类方法的物流中心选址的双层规划模型 上层规划（U5）的描述： 决策部门在允许的固定投资范围内确定最佳的物流中心的地点用最小成本吸引最大的需求量。 下层规划（L5）的描述： 与前面的模型（L1）相同，描述了在多个物流中心存在的条件下，客户需求量在不同物流中心之间的分配模式，它的目标是使每个客户的费用最低。此模型也假定在新物流中心建立前不存在已有物流中心，也就是不考虑新旧物流中心之间的竞争。 具体模型： （U5） （25） 其中为第个客户由地点的物流中心提供服务的广义单位费用（,）； 为修建物流中心的总投资预算；为匹配投资费用与需求量单位的系数。其它符号与前面定义相同。 上层目标函数是从决策者的角度出发使其总的广义费用和客户需求量之差最小，表示既要最小化总费用，又要尽可能多的容纳客户需求量。第一个约束保证修建的物流中心费用不超过其总投资额；第二个约束保证至少建一个新的物流中心；第三个约束为变量的0-1约束。模型（U5）为0-1整数规划问题，可用分枝定界法求解。值得指出的是（U5）中由下层规划（L5）求得。 模型的分析： 由于在现实配送系统中，某个客户需求量的分配会受到所有客户分配需求量的影响，比如当系统中多个客户要求同一配送中心为其提供服务时，在这一配送中心处服务的广义费用就会增加，有些客户可能会选择其它配送中心，相应的在这一配送中心分配的需求量会减少，这是显而易见。为了反映这一现象，可以用一个需求函数来描述这种关系： （26） 式中为第个客户要求第个配送中心提供服务的最小费用。一般讲，所有客户的需求函数具有基本一致的形式，只是函数的参数不同（Sheffi, 1985）。 （L4.5） = （4.27） ， 其中为需求函数的反函数，其他相关符号的定义与前面相同。目标函数及其约束含义也与前面相同。 2 基于聚类的运输费用估计及求解算法 传统的运输成本是在假设从物流中心出发访问一个客户即返回的情况下的费用