车辆配载与调度方案设计.docx
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车辆配载与调度方案设计
第七章车辆配载与调度方案设计
本章学习目标
了解和掌握配送中心车辆[配置数量方案选择的方法和步骤;
掌握零担货物车辆配载方案选择的方法和步骤;
熟练掌握车辆配载动态方案选择的方法;
熟练掌握配送经营方案选择的决策。
车辆配载与调度的业务内容包括规划车辆配置数量,设计车辆的运行路线、运行区域、运行时间表等。
,调查运输任务的完成情况,以及分析车辆运行规律,优化路线等。
本章将通过车辆配置数量设计、配载方案选择以及配送经营方案选择决策等,来介绍车辆配载与调度的操作方法和内容。
7.1车辆配载与调度方案设计基本实验
7.1.1配送中心车辆配置数量方案选择
1.试验目的、类型和学时
(1)试验目的:
了解和掌握配送中心车辆配置数量方案选择的方法和步骤,在租车和自备车辆选择中,如何既保证配送的需要,又降低车辆的运营成本。
(2)试验类型:
设计研究。
(3)试验学时:
3课时。
2.实验条件准备
(1)计算机基本配置。
硬件:
2GB内存,320GB硬盘,15英寸液晶显示器,Pentium43.0GHzCPU;
软件:
WindowsXPSP2操作系统,Office系统。
(2)宽带上网。
(3)Excel软件、Access软件。
(4)投影仪。
3.实验知识点准备
(1)配送车辆数量频率累计数。
(2)内插法。
4.方案设计背景
根据某连锁超市配送中心过去一年的日常经营数据,统计出必要的车辆数量分析情况,如表7-1所示。
表7-1配送中心日常车辆分布表
车辆数量
(0,10)
(11,15)
(16,20)
(21,25)
(26,30)
(31,35)
(36,40)
出现频率/%
1
频率累计/%
1
100
已知条件如下:
自备车辆每天使用费用C1=500元,自备车辆每天闲置费用C2=300元,租用车辆每天费用C3=1000元。
5.方案设计要求
请为该配送中心设计一个方案,该配送中心应该配置多少车辆?
6.方案设计参考
(1)利用配送车辆数量频率累计数公式:
=(C3-C1)/(C3+C2-C1)
求得:
(2)根据频率累计数与表7-1对比,X取值范围在(21,25),进一步用内插法可以得到:
X=22(辆)。
结论:
配送中心最佳车辆配置数三22辆。
7.1.2零担货物配载方案选择
1.试验目的、类型和学时
(1)实验目的:
了解零担货物车辆配载方案选择的方法和步骤。
在充分保证货物质量和数量完好的前提下,尽可能提高车辆在容积和载重两方面的装载量,以提高运能运力的利用率,降低送货成本。
(2)试验类型:
设计研究。
(3)试验学时:
3课时。
2.实验条件准备
(1)计算机基本配置。
硬件:
2GB内存,320GB硬盘,15英寸液晶显示器,Pentium43.0GHzCPU;
软件:
WindowsXPSP2操作系统,Office系统。
(2)宽带上网。
(3)Excel软件、Access软件。
3.实验知识点准备
(1)车辆集装配载技术。
(2)装载质量最大化。
(3)装载容积最大化。
4.方案设计背景
某配送中心有五批货物,需要通过铁路装载运输,这五批货物的质量分别为20t、32t、18t、10t、32t,其相应的货物体积分别为:
30m3、24m3、22m3、15m3、60m3,用铁路棚车装运,该铁路棚车的最大装运质量是60t,即W0=60t,最大装运体积为120m3,即V0=120m3,分别按不同的优化目标配装。
5.方案设计要求
(1)以货车静载重最大为优化目标,如何装载?
(2)以货车装载容积最大为优化目标,如何装载?
(3)对比以上两种配载方式,那种方式更优?
6.方案设计参考
(1)以货车装载质量最大为优化目标
将五批货物的质量按输入顺序赋予变量X1~X5,,配装模型为:
Maxz=20x2+32x3+18x3+10x4+32x5
20x1+32x2+18x3+10x4+32x5≤60
30x1+24x2+22x3+15x4+60x5≤120
Xi=0或1,i=1,2,3,4,5
运行结果:
选择的物品为物品2、物品3、物品4。
最优结果显示:
总体积61m3,总质量60t。
则最优解为:
X2=X3=X4=1,X1=X5=0,即选择质量为32t、18t、10t的货物装车,配成整零车的静载重为60t、体积为61m3。
(2)以货车装载容积最大为优化目标
建立模型:
将五批货物按体积由小到大排列,并赋予变量X1~X5,配装模型为:
Maxz=30x1+24x2+22x3+15x4+60x5
20x1+32x2+18x3+10x4+32x5≤60
30x1+24x2+22x3+15x4+60x5≤120
Xi=0或1,i=1,2,3,4,5
运行结果:
选择的物品为物品3、物品4、物品5。
最优结果显示:
总质量60t,总体积97m3。
则最优解为:
X3=X4=X5=1,X1=X2=0,即选择体积为22m3、15m3、60m3的货物装车,配成整零车的体积为97m3、静载重为60t。
(3)两种方案对比
一般来说,货物配装时优先考虐提高零担车静载重或载质量利用率是正确的。
但有时载质量相差不大,货车容积却能得到充分利用,则采用充分利用货车容积的方案才是合理的。
7.1.3车辆配载的动态规划模型
1.实验目的、类型和学时
(1)实验目的:
了解车辆配载动态规划模型的设计方法和步骤。
在装运很多种商品的情况下,提高尽可能根据商品特点和商品的价值系数安排车辆的装运,以提高车辆的装载价值量和运能运力的利用率,降低配送成本。
(2)实验类型:
设计研究。
(3)实验学时:
3课时。
2.实验条件准备
(1)计算机基本配置。
硬件:
2GB内存,320GB硬盘,15英寸液晶显示器,Pentium43.0GHzCPU;
软件:
WindowsXPSP2操作系统,Office系统。
(2)宽带上网。
(3)Excel软件、Access软件。
3.实验知识点准备
(1)车辆集装配载技术。
(2)动态规划模型配载方案
(3)装载价值最大化。
4.方案设计背景
某配送中心送货车辆的载质量为8t,现在需要运输四种机电产品,其质量分别为3t、3t、4t、5t,其价值系数分别也是3、3、4、5,如表7-2所示。
7-2配送货物内容
货物编号
质量/t
价值系数
1
3
3
2
3
3
3
4
4
4
5
5
5.方案设计要求
(1)请为公司设计一个合理的配载方案。
方案要能充分利用货车的运载能力。
(2)该配载方案货车的运载能力最大是多少吨?
6.方案设计参考
(1)配载方案设计。
第一步:
分阶段计算。
第一阶段计算如表7-3所示。
表7-3第一阶段计算
W
0
1
2
3
4
5
6
7
8
X1
0
0
0
1
1
1
2
2
2
F(W)
0
0
0
3
3
3
6
6
6
第二阶段计算如表7-4所示。
表7-4第二阶段计算
W
X2
W-W2X2
P2X2+F1(W-W2X2)
F2(ω)
0
0
0
0+0
0
1
0
1
0+0
0
2
0
2
0+0
0
3
0
3
0+3=3
3
1
0
3+0=3
4
0
4
0+3=3
3
1
1
3+0=3
5
0
5
0+3=3
3
1
2
3+0=3
6
0
6
0+6=3
6
1
3
3+3=6
2
0
6+0=6
7
0
7
0+6=6
6
1
4
3+3=6
2
1
6+0=6
8
0
8
0+6=6
6
1
5
3+3=6
2
2
6+0=6
第三阶段计算如表7-5所示。
表7-5第三阶段计算
W
X3
W-W3X3
P3X3+F2(W-W3X3)
F3(ω)
0
0
0
0+0=0
0
1
0
1
0+0=0
0
2
0
2
0+0=0
0
3
0
3
0+3=3
3
4
0
4
0+3=3
4
1
0
4+0=4
5
0
5
0+3=3
4
1
1
4+0=4
6
0
6
0+6=6
6
1
2
4+0=4
0
0
7
0+6=6
7
1
3
4+3=7
8
0
8
0+6=6
8
1
4
4+3=7
2
0
8+0=8
第四阶段计算如表7-6所示。
表7-6第四阶段计算
W
X4
W-W4X4
P4X4+F3(W-W4X4)
F4(ω)
0
0
0
0+0=0
0
1
0
1
0+0=0
0
2
0
2
0+0=0
0
3
0
3
0+4=4
4
4
0
4
0+4=4
4
5
0
5
0+4
5
1
0
5+0=5
6
0
6
0+6=6
6
1
1
5+0=5
7
0
7
0+7=7
7
1
2
5+0=5
8
0
8
0+8=8
8
1
3
5+3=8
第二步:
寻找最优解方案。
寻找最优解方案的次序与计算顺序相反,由第四阶段向第一阶段进行。
在第四阶段计算表中,加之最大值F4(ω)=8,对应两组数据,其中一组中X4=0,另一组中X4=1。
当X4=1时,即第四种物品装入一件。
表7-6中第三列数字表示其余种货物的装载量。
当X4=1时,其他三种货物装载质量为3t。
按相反方向,在第三阶段计算表中,查W=3时得装载质量最大之F3(ω)=3,对应X3=0,查表7-5中第三列数字,当W=3时,其他两种货物装载质量为3t。
在第二阶段计算表中,查W=3时,F2(ω)=3,对应两组数据:
X2=0或X2=1,其余量为3或0,即其他(第一种)货物装载质量为3t或0。
再查第一阶段计算表,当W=3时,对应X1=1;当W=0时,对应X1=0。
因此得到两组最优解:
(A)X1=1,X2=0,X3=0,X4=1;
(B)X1=0,X2=1,X3=0,X4=1。
装载质量为:
F(X)=1ⅹ3+1ⅹ5=8(t)。
如果在第四阶段计算表中取X4=0,则余项W-W4X4=8;在第三阶段计算表中,查W=8一栏,F3(W)=8对应X3=2,因此得到第三组最优:
(C)X1=0,X2=0,X3=2,X4=0。
装载质量为:
F(X)=2ⅹ4=8(t)。
(2)结论:
装载质量为F(X)=2ⅹ4=8(t)。
7.1.4配送经营方案选择决策
1.实验目的、类型和学时
(1)实验目的:
利用决策模型解决配送方案选择问题。
(2)实验类型:
设计研究。
(3)实验学时:
3课时。
2.实验条件准备
(1)计算机基本配置。
硬件:
2GB内存,320GB硬盘,15英寸液晶显示器,Pentium43.0GHzCPU;
软件:
WindowsXPSP2操作系统,Office系统。
(2)宽带上网。
(3)Excel软件、Access软件。
(4)投影仪。
3.实验知识点准备
(1)非确定决策。
(2)乐观法。
(3)悲观法。
(4)最大后悔值法。
4.方案设计背景
某配送中心为实现其配送方案优化的决策目标,提出了四种配送经营方案
,即:
方案1为自营车辆配送;
方案2为租赁车辆配送;
方案3为与客户互用车辆配送;
方案4为外包给第三方物流配送。
配送中心还面临着未来市场自然状态的不确定性。
公司经研究把未来市场变化的状态划分为四个等级,即配送要求程度高、配送要求程度较高、配送要求程度一般、配送要求程度低。
公司把四种方案和四个自然状态的要求进行结合分析,估算出了各方案对应各自然状态下的效果损益值,有关资料如表7-7所示。
表7-7个方案效果值
效果矩阵
经营方案
自然状态
配送要求程度高
配送要求程度较高
配送要求程度一般
配送要求程度低
方案1自营车辆配送
2
1
4
8
方案2租赁车辆配送
-1
2
3
6
方案3互用车辆配送
3
4
5
2
方案4外包给第三方
4
-2
3
6
5.方案设计要求
要求运用非确定型决策方法中的乐观法、悲观法和最大后悔值发分别做出最优决策方案的选择。
6.方案设计参考
1)乐观法
求出各经营方案在各自然状态下的最大效果值。
MaxA1={2,1,4,8}=8
MaxA2={-1,2,3,6}=6
MaxA3={3,4,5,2}=5
MaxA4={4,-2,3,6}=6
求出各最大效果值的最大值为8,即8所对应的经营方案1为应选择的经营方案。
2)悲观法
(1)求出各经营方案在各自然状态下的最下效果值。
MinA1={2,1,4,8}=1
MinA2={-1,2,3,6}=-1
MinA3={3,4,5,2}=2
MinA4={4,-2,3,6}=-2
(2)求出各最小效果值的最大值为2,即2所对应的经营方案3为应选择的经营方案。
3)最大后悔值法
计算结果如表7-8所示。
表7-8各方案的后悔值
效果矩阵
经营方案
自然状态
配送要求程度高
配送要求程度较高
配送要求程度一般
配送要求程度低
方案1自营车辆配送
2
3
1
0
方案2租赁车辆配送
5
2
2
2
方案3互用车辆配送
1
0
0
6
方案4外包给第三方
0
6
2
2
方案1的最大后悔值是3;
方案2的最大后悔值是5;
方案3的最大后悔值是6;
方案4的最大后悔值是6。
因此选最下的最大后悔值3对应的方案1为最优方案。
7.2拓展训练
7.2.1车辆配载方案选择
1.试验目的、类型和学时
(1)试验目的:
了解车辆集装技术——配送车辆的装货问题。
在装运很多种商品的情况下,尽可能根据商品的质量和体积安排车辆的装运,以提高车辆的装载总量,从而提高运能运力的利用率,降低配送成本。
(2)试验类型:
设计研究。
(3)试验学时:
3课时。
2.实验条件准备
(1)计算机基本配置。
硬件:
2GB内存,320GB硬盘,15英寸液晶显示器,Pentium43.0GHzCPU;
软件:
WindowsXPSP2操作系统,Office系统。
(2)宽带上网。
(3)Excel软件、Access软件。
(4)投影仪。
3.实验知识点准备
(1)车辆集装配载技术
(2)装载总量最大化。
4.方案设计背景
某配送中心某次需运输水泥和玻璃两种货物,水泥质量体积为0.9m3/t,玻璃上1.6m3/t,计划使用的车辆的载重量为11t,车厢容积为15m3。
5.方案设计要求
如何装载可使车辆的载重能力和车厢容积都被充分利用?
7.2.2车辆调度方案选择
1.试验目的、类型和学时
(1)试验目的:
了解车辆调度方案选择的方法和步骤。
在有很多不同类型的车辆可以调度的情况下,尽可能提高车辆在容积和载重两方面的装载量,以提高运能运力的利用率。
(2)试验类型:
设计研究。
(3)试验学时:
3课时。
2.实验条件准备
(1)计算机基本配置。
硬件:
2GB内存,320GB硬盘,15英寸液晶显示器,Pentium43.0GHzCPU;
软件:
WindowsXPSP2操作系统,Office系统。
(2)宽带上网。
(3)Excel软件、Access软件。
3.实验知识点准备
(1)经验派车法。
(2)定额比派车法。
4.方案设计背景
某建材配送中心,某日需运输水泥580t,盘条400t,以及不定量的平板玻璃。
该中心有
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- 车辆 配载 调度 方案设计