考虑库存和运输成本的配送网络可靠性评估及优化方法技术

本发明专利技术涉及一种考虑库存和运输成本的配送网络可靠性评估及优化方法，属于物流技术领域。该方法在给定配送中心库存量下，寻找满足市场需求和成本约束的极小容量向量，然后利用不交和公式计算配送网络可靠性。在给定库存总量的条件下，为配送中心分配库存量并组成库存组合，再根据每个库存组合下的配送网络可靠性，寻找最优库存分配策略。本发明专利技术能够验证配送网络的服务效率和服务质量是否满足可靠性要求，并确定何种库存组合能够最大化配送网络的服务效率和服务质量，即能通过确定配送网络可靠性最大的最优库存分配策略。可靠性最大的最优库存分配策略。可靠性最大的最优库存分配策略。

【技术实现步骤摘要】
考虑库存和运输成本的配送网络可靠性评估及优化方法


[0001]本专利技术属于物流
，涉及一种考虑库存和运输成本的配送网络可靠性评估及优化方法。

技术介绍

[0002]物流配送网络是商品高效流通的重要支撑系统，它的失效将有可能导致某种商品供应链的中断甚至崩溃，这无疑将直接影响人们的日常生活。在现实的物流配送过程中，由于受不确定因素的影响，配送网络各条运输线路上的运输工具可能处于维护状态、部分失效状态、完全失效状态等多种状态。因此，配送网络各条运输线路的配送容量是随机的，从而导致整个配送网络的配送容量也是随机的。在理论研究中，配送网络常常被建模为一个多态网络模型，网络中每条边具有相互独立的、有限的、取非负整数的随机容量，因此也称随机配送网络。随机配送网络可靠性是指，网络能够把商品需求量d从各个货源地运输到市场的概率。
[0003]在商品配送过程中，配送中心在物品存储和流通方面具有重要作用。配送中心处在配送网络的中间位置，连接着配送网络的两端。配送网络能否顺利运行的关键是配送中心的库存存储量。一般来说，配送中心是配送网络中货源地和市场之间产品交付的集中点，库存在配送中心中发挥的基本作用是促进供求之间的平衡。采用良好的库存管理方法可以提高产能利用的效率，提高服务水平，缩短交货期。显然，库存是影响配送网络可靠性的一个重要方面，此外，运输成本也是衡量配送网络运行效率的一个重要方面，因此，在可靠性指标中引入库存和运输成本，能够更全面、更合理地评估配送网络的服务效率和服务质量。考虑库存和运输成本的配送网络可靠性是指，在考虑库存优先满足市场条件下，配送网络输送到市场的商品量能够满足需求d，且总的运输成本不超过运输成本约束B的概率，该可靠性指标用R来表示。
[0004]计算R最简单的方法是穷举法，该方法需要对容量向量空间中的每个容量向量逐一进行枚举，因此，时间复杂度很高，只适用于规模较小的配送网络。计算R的另外一种方法是利用极小容量向量。在给定的库存总量和运输成本条件下，如果网络在该容量向量下配送到市场的商品量能满足市场需求，且总的运输成本不超过给定的运输成本约束，而网络在任何小于该容量向量的其他容量向量下都不能同时满足这两个条件，则称该容量向量为极小容量向量。如果知道了网络所有的极小容量向量，则R就可以通过不交和公式计算得到。因此，寻找极小容量向量是该方法的核心目标。
[0005]根据给定的库存总量为配送网络中的配送中心分配库存量，不同的库存分配策略将影响配送网络的可靠性，所以需要确定使得配送网络可靠性最大的最优库存分配策略。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种考虑库存和运输成本的配送网络可靠性评估及优化方法，以验证配送网络的服务效率和服务质量是否满足可靠性要求，并确定何种
库存组合能够最大化配送网络的服务效率和服务质量。
[0007]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种考虑库存和运输成本的配送网络可靠性评估及优化方法，在给定配送中心库存量下，寻找满足市场需求和成本约束的极小容量向量，然后利用不交和公式计算配送网络可靠性。在给定库存总量的条件下，为配送中心分配库存量并组成库存组合，再根据每个库存组合下的配送网络可靠性，寻找最优库存分配策略。该方法具体包括以下步骤：
[0009]S1：用枚举法求解满足库存总量约束的库存组合向量；
[0010]S2：针对每个库存组合向量，用枚举法求解满足需求的流向量；
[0011]S3：验证流向量是否满足容量约束和运输成本约束；
[0012]S4：将所有的可行流向量转换为候选极小容量向量；
[0013]S5：从候选极小容量向量中找出极小容量向量；
[0014]S6：计算库存和运输成本约束下的配送网络可靠性R；
[0015]S7：确定最优库存分配策略。
[0016]进一步，步骤S1具体包括：将库存总量S分配至网络中每个配送中心t
g
，1≤g≤m，其中，m代表配送中心数量；找出所有库存组合向量Z＝(z1,
…
,z
g
,
…
,z
m
)，其中z
g
代表第g个配送中心的库存量，每个库存组合向量需满足下列约束条件：
[0017][0018]进一步，步骤S2具体包括：在库存组合向量Z＝(z1,
…
,z
g
,
…
,z
m
)下，找出所有满足市场需求d的流向量F＝(f1,
…
,f
k
,
…
,f
μ
)，1≤k≤μ，其中，μ代表网络中所有源点到汇点的极小路数；是通过极小路的流量；代表第k条极小路，且该极小路连接源点h和汇点；源点可以是配送中心t
g
(1≤g≤m)或货源地v
e
，1≤e≤o，其中，o代表货源地数量；汇点为市场T；由于配送中心库存优先满足市场需求d，因此，当S≥d时，任意满足下列约束条件的流向量F必定满足市场需求d：
[0019][0020][0021]其中，E(t
g
,T)代表从第g个配送中心t
g
到市场T的极小路集，同理，E(v
e
,T)代表从第e个货源地v
e
到市场T的极小路集；
[0022]当S<d时，满足下列约束条件的流向量F必定满足需求d：
[0023][0024][0025]进一步，步骤S3具体包括：容量向量X＝(x1,
…
,x
i
,
…
,x
n
)，1≤i≤n，n表示运输边数量，x
i
表示运输边a
i
当前的容量状态，并且x
i
取最小容量0到最大容量之间的整数值；
用表示网络的最大容量向量，每一单位商品流量消耗ω单位的容量，π
i
表示运输边a
i
的最大容量；运输边a
i
的运输成本是由通过a
i
的流量所消耗的容量决定，所有边的运输成本之和等于总的运输成本，用B表示运输成本约束；如果F满足如下的容量约束和运输成本约束，则称流向量F是可行流向量；
[0026]容量约束：
[0027]其中i＝1,2,...,n；
[0028]其中i＝1,2,...,n；
[0029]运输成本约束：
[0030][0031]其中，表示通过运输边a
i
的总商品流，表示通过运输边a
i
的商品流所消耗的容量；除此之外，c
i
表示运输边a
i
的单位容量运输成本，表示总运输成本，通过验证容量约束和运输成本约束条件求得所有的可行流向量。
[0032]进一步，步骤S4具体包括：根据如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑库存和运输成本的配送网络可靠性评估方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：S1：用枚举法求解满足库存总量约束的库存组合向量；S2：针对每个库存组合向量，用枚举法求解满足需求的流向量；S3：验证流向量是否满足容量约束和运输成本约束；S4：将所有的可行流向量转换为候选极小容量向量；S5：从候选极小容量向量中找出极小容量向量；S6：计算库存和运输成本约束下的配送网络可靠性R。2.根据权利要求1所述的配送网络可靠性评估方法，其特征在于，步骤S1具体包括：将库存总量S分配至网络中每个配送中心t
g
，1≤g≤m，其中，m代表配送中心数量；找出所有库存组合向量Z＝(z1,
…
,z
g
,
…
,z
m
)，其中z
g
代表第g个配送中心的库存量，每个库存组合向量需满足下列约束条件：3.根据权利要求2所述的配送网络可靠性评估方法，其特征在于，步骤S2具体包括：在库存组合向量Z＝(z1,
…
,z
g
,
…
,z
m
)下，找出所有满足市场需求d的流向量F＝(f1,
…
,f
k
,
…
,f
μ
)，1≤k≤μ，其中，μ代表网络中所有源点到汇点的极小路数；是通过极小路的流量；代表第k条极小路，且该极小路连接源点h和汇点；源点是配送中心t
g
或货源地v
e
，1≤e≤o，其中，o代表货源地数量；汇点为市场T；由于配送中心库存优先满足市场需求d，因此，当S≥d时，任意满足下列约束条件的流向量F必定满足市场需求d：≥d时，任意满足下列约束条件的流向量F必定满足市场需求d：其中，E(t
g
,T)代表从第g个配送中心t
g
到市场T的极小路集，E(v
e
,T)代表从第e个货源地v
e
到市场T的极小路集；当S<d时，满足下列约束条件的流向量F必定满足需求d：当S<d时，满足下列约束条件的流向量F必定满足需求d：4.根据权利要求3所述的配送网络可靠性评估方法，其特征在于，步骤S3具体包括：容量向量X＝(x1,
…

【专利技术属性】
技术研发人员：牛义锋，杨倩，徐秀珍，宋祎璠，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：