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          帶時間窗的生鮮農產品配送路徑優化模型構建

          來源:合肥工業大學 作者:王敏榮
          發布于:2020-12-19 共5090字

            摘 要
            

            隨著經濟的發展和消費水平的不斷提高,人們的生活理念也在逐漸轉變,市場需求也逐漸青睞提升生活滿意度的產品,尤其是生鮮農產品。而生鮮農產品具有不同于其他產品的特點,例如易腐爛、不易儲存等,因此生鮮農產品的物流配送就具有一些特殊性,它關系到不同位置的生鮮農產品是否能實現保證質量前提下的有效互通和共享。眾多學者和企業家認為合理規劃配送路徑是解決生鮮農產品配送過程中質量保障、運輸成本降低問題的有效方法。本文對生鮮農產品車輛路徑問題影響因素進行分析,建立帶時間窗的生鮮農產品車輛路徑優化模型,并通過遺傳算法進行求解。



          帶時間窗的生鮮農產品配送路徑優化模型構建
           

            
            論文首先綜述了國內外學者在生鮮農產品、生鮮農產品配送模式和配送路徑等方面的研究現狀。其次,分析了生鮮農產品配送特點和生鮮農產品配送時車輛路徑的影響因素,明確建模的約束條件,構建了帶時間窗的生鮮農產品配送顧客滿意度目標函數和生鮮農產品配送損耗目標函數,在此基礎上建立了帶時間窗的生鮮農產品配送路徑優化總模型。最后,應用遺傳算法對該模型進行求解,求解結果表明:建立的帶時間窗車輛路徑優化模型能夠使生鮮農產品配送總成本有效降低,且能夠維持生鮮農產品的新鮮度和質量;能使各車輛運輸時間相對平均,且各車輛運輸時間不長,保持在可接受范圍內。
            
            關鍵詞:   生鮮農產品配送;時間窗;配送路徑優化;遺傳算法。
            

            ABSTRACT

            
            With the development of economy and the continuous improvement of consumption level, people's life philosophy is gradually changing, and market demand is also gradually favoring products that improve life satisfaction, especially fresh agricultural products.Fresh agricultural products have different characteristics from other products,such as perishable, not easy to store, etc. Therefore, the logistics distribution of fresh agricultural products has some particularities, it is related to whether the fresh agricultural products in different locations can achieve the premise of ensuring quality Effective communication and sharing. Many scholars and entrepreneurs believe thatreasonable planning of distribution routes is an effective method to solve the problems of quality assurance and transportation cost reduction in the distribution of freshagricultural products. This paper analyzes the influencing factors of the fresh agricultural product vehicle routing problem, establishes a fresh window agricultural product vehicle routing optimization model with a time window, and solves it by genetic algorithm.
            
            The thesis first summarizes the research status of domestic and foreign scholars on fresh agricultural products, fresh agricultural products distribution mode and distribution path.Secondly, the characteristics of fresh agricultural products distribution and the influencing factors of vehicle paths during the distribution of fresh agricultural products are analyzed, the constraints of modeling are clearly defined, and the objective function of customer satisfaction of fresh agricultural product distribution with time window and the loss target of fresh agricultural product distribution are constructed Function, on this basis, a total model for the optimization of the distribution path of fresh agricultural products with time windows is established. Finally, the genetic algorithm is used to solve the model. The results show that the established vehicle path optimization model with time window can effectively reduce the total cost of fresh agricultural product distribution, and can maintain the freshness and quality of fresh agricultural products; The transportation time of vehicles is relatively average, and the transportation time of each vehicle is not long, and it remains within the acceptable range.
            
            Keywords:     Distribution of fresh agricultural product;Time Window; Distribution Path Optimization; Genetic Algorithm (GA)。
            

            第一章 緒論

            
            基于市場對于生鮮蔬菜、水果等生鮮農產品逐漸增高的需求,傳統的購買方式諸如去菜市場、大型超市等曾經人們挑選并購買日常生鮮農產品的重要渠道已經無法滿足人們對于生鮮農產品的日常需要,如今隨著不斷提高的生活水平和工作節奏,尤其對于上班族來說,抽出時間去市場挑選生鮮蔬菜、水果的機會更是少之又少,因而不僅生鮮農產品的消費量在整體消費中的占比愈來愈高,線上購買占比更是逐年提高,導致生鮮農產品的配送市場迅速擴大。
            
            1.1、 研究背景與意義。
            
            面對市場對于生鮮農產品的高需求,隨之而來需要解決的問題就是在生鮮農產品由配送中心配送至目的地的物流過程中,將自身的服務質量融合到生鮮農產品配送中,做到物資零時共享,并且在保障客戶滿意度的同時也要盡可能地減少物資配送過程中的運營成本。根據現有的研究與探索成果來看,生鮮農產品物流業前景廣闊但目前狀況仍然相對延后,有關生鮮農產品配送的相關物流行業發展仍不平衡,需要進一步完善探索。切實做好新型電子數據工具、物流行業的推進結合工作,進一步縮小物流間的差距,做好生鮮農產品的運輸配送工作,是各類生鮮農產品物流方存在的使命,因此對于生鮮農產品來說,不但要注重生鮮農產品“保質”和“保鮮”配送,還要充分利用信息通信技術以及互聯網平臺,讓互聯網與生鮮食品銷售進行深度融合。
            
            想解決生鮮農產品配送之間的各種難題,就需要從生鮮農產品配送之間的車輛路徑規劃著手,同時,做好生鮮農產品配送之間的路徑規劃對于當前城鄉之間物資共享、共生的阻礙解決也有十分重要的意義。
            
           。1)做好生鮮農產品配送工作,能夠與參與物流環節的各領域如供貨方、中轉方、收貨方等合理實現資源的規劃,達到配置最優化,更多的減少自身運輸工具、運輸平臺的損耗率,并融合各方優勢資源彌補設備不足及信息短缺的問題,將整體配送流程實現標準化、系統化,形成流程式作業,最終達到物流效率的提升。
            
           。2)做好生鮮農產品配送工作能夠在很大程度上節約時間成本,對于貨物配送,尤其是瓜果蔬菜、水產類的生鮮農產品來說,配送時間關系到產品的質量、口感、外觀、可能儲存時間以及最終收貨方的滿意度,因此,實現快速配送對于物流問題的解決是一大進步。同時,由于不同地區之間的差距導致不同訂貨單之間的需求量及要求不同,做好產品共同配送可以有效集約不同貨物配送訂單進行同時間多目的地的分發派送,可以減少運輸工具的空載率實現配送周期的最優化管理。
            
           。3)做好生鮮農產品配送有利于將城市與農村之間的物資實現共享互利,并且進行合適規整能夠在一定程度上解決運送成本過高的問題,同時,在整個過程中能夠有效實現最優規模效益進而降低運輸環節過程中的運營成本,從而進一步的做到最終服務質量的提升。同時,做好生鮮農產品配送工作對于整體城鄉物流系統的發展也具有極其重要的意義。我國物流起步較晚,相對來說農村由于地勢、差距等原因在物流配送方面的探索仍舊過少,而隨著國民經濟的發展及人民對物質和精神生活的追求,對此需求也變得愈加熱烈,對于當前空白領域來說,以此為接入點,能夠順利接入市場資源流向農村物流領域,帶動經濟發展的同時進一步完善好城鄉物流體系的發展。
            
           。4)做好生鮮農產品配送工作對于社會也有一定的積極意義。對于當前經濟迅速發展的社會而言,做好經濟提升帶動領域發展的同時也要兼顧好各領域協同平衡,比如廢氣排放、燃料消耗、路面承載、道路疏通等問題。解決好生鮮農產品配送工作,在一定程度上能夠實現各路徑互相配合,有序運送各訂單貨物,根據訂單需求進行合理分配,不會出現超載、空載等現象,給道路承受能力、使用壽命帶來相應好處;同時路徑規劃達到最優可以合理減少相應運輸工具,配置最優數量的車輛能夠減少行駛過程中的廢棄排放,而對于繁忙道路路段也能減輕一定的車輛擁堵狀況,提升道路空間利用率,解決一定的現實矛盾問題,形成良性循環。
            

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            1.2、國內外研究現狀
            1.2.1、國外研究現狀
            1.2.2、國內研究現狀
            1.2.3、研究述評
            1.3、主要研究工作及論文框架
            1.3.1、研究目的
            1.3.2、研究方法與思路
            1.3.3、論文框架
            
            第二章  相關理論綜述
            
            2.1、生鮮農產品
            2.1.1、生鮮農產品的定義
            2.1.2 、生鮮農產品的類別.
            2.1.3、生鮮農產晶的屬性
            2.2、生鮮農產品配送模式
            2.2.1、線下銷售的生鮮農產品配送模式
            2.2.2、線上銷售的生鮮農產品配送模式
            2.3、車輛路徑問題.
            2.3.1、車輛路徑問題的概念
            2.3.2 、車輛路徑問題的影響因素
            2.3.3、車輛路徑問題的分類
            2.3.4、帶時間窗的車輛路徑問題
            2.3.5、車輛路徑問題的求解算法
            
            第三章  生鮮農產品的配送路徑優化模型構建.
            
            3.1、 生鮮農產品配送的特點和關鍵問題分析.
            3.1.1、生鮮農產品配送的特點
            3.1.2、生鮮農產品配送的關鍵問題.
            3.2、生鮮農產品配送的車輛路徑的影響因素分析.
            3.3、生鮮農產品配送的車輛路徑優化目標
            3.4、問題描述.
            3.5、模型約束條件.
            3.6、參數說明.
            3.7、目標函數構建.
            3.7.1、 顧客滿意度問題
            3.7.2、生鮮農產品損耗問題.
            3.8、總模型的建立
            
            第四章  基于遺傳算法的模型求解.
            
            4.1、算法設計.
            4.1.1、編碼設計.
            4.1.2、種群初始化.
            4.1.3、適應度函數.
            4.1.4、遺傳算子.
            4.1.5、算法流程
            4.2、算例分析.
            4.2.1、算例數據.
            4.2.2、算例結果
           

            第五章   總 結

            當前物流領域隨著經濟的迅速發展也在不斷擴大范圍,經濟水平和消費觀念的轉變讓市場消費的目光轉移到生鮮農產品的消費上,而物流領域也聚焦于生鮮農產品的采購與銷售。生鮮農產品的自身屬性特點是易腐爛、難儲存,這就給生鮮食品的物流領域發展帶來了一定挑戰,生鮮食品對于其自身物流運輸要求較高,需要合適的儲存溫度、合理的儲存空間、快速的配送速度等因素輔助,才能夠保證生鮮農產品的感官、形狀、新鮮度等特征,使整個配送服務質量達到客戶需求的滿意度。而基于生鮮配送的諸多特點和問題,更多的目光著力于解決如何實現生鮮農產品配送路徑優化的問題上。

            本文結合具體實際情況和相關文獻研究,經過一定程度的探索研究,做了以下幾點工作:

           。1)生鮮農產品由其自身的獨特屬性對于生鮮農產品的配送提出了極高要求,配送是否及時關系到最終的產品質量,也就關系到客戶對配送服務的滿意度。本文基于生鮮農產品的特點和當前國內關于生鮮農產品的配送模式,分析了當前生鮮農產品配送過程中的特點及其存在的關鍵問題,了解生鮮農產品在配送過程中的難點和矛盾點,使后續問題的解決更具針對性。

           。2)經分析當前關于生鮮農產品的配送方面的發展并不完善,存在產品損耗度高、冷鏈技術薄弱、配送不及時等問題,本文在此基礎上進一步分析了生鮮農產品配送的車輛路徑影響因素,基于此建立了帶時間窗的生鮮農產品車輛路徑優化模型。生鮮農產品損耗度在生鮮農產品車輛路徑問題研究中是一個重要因素,如果考慮時間窗滿意度的問題,可以減少生鮮農產品的損耗,但同時會給車輛配送的運營成本帶來負擔,而將整個配送過程控制在合理的時間范圍內,對車輛配送路徑進行最優規劃,在基于客戶對于時間窗滿意度的要求基礎上實現最短路徑配送,則能夠提升客戶對于整體配送服務的滿意度。

           。3)設計了遺傳算法來解決提出的問題,首先對遺傳算法的編碼進行設計使其符合本文的需求,并且使得模型中的一些約束天然有效減少了算法的復雜度,提升算法運行效率。對遺傳算法的種群初始化、適應度函數、選擇策略、交叉策略和變異策略都進行了相應的設計。然后對于帶時間窗情況下的生鮮農產品配送算例進行了求解分析。

           。4)結果表明,合理規劃車輛路徑的選擇,會減少產品配送總成本及車輛消耗率,節約配送時間保持生鮮農產品的新鮮度,增加客戶對于服務質量的滿意度。本文所構建的模型中,對生鮮農產品相關基本屬性及要求做了一定約束,考慮在客戶要求的時間段內進行生鮮農產品的分別配送,可以完整地保證客戶時間窗的滿意度,在保證生鮮農產品本身新鮮度持久地基礎上實現客戶對于配送服務地最大滿意度及配送成本降低,在一定程度上降低了車輛運輸時間及車輛損耗度,滿足對于生鮮農產品的配送要求,同時發現合適數量的車輛選擇也會影響到配送總成本的結果,這使得在保證客戶滿意度的基礎上可以進行車輛數目的安排達到更進一步的優化。

            參考文獻

          作者單位:合肥工業大學
          原文出處:王敏榮. 生鮮農產品配送路徑優化研究[D].合肥工業大學,2020.
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