物流系统的数学模型（共9篇）
物流系统的数学模型 篇1
再生物流的出现和发展必然要求有相应的信息系统提供支持。再生物流活动的参与者数目多、地域广,且其数据格式各不相同,因此,参与各方向信息交互与共享十分必要。在整个再生物流活动过程中,信息共享、事务协调、决策支持以及资源的合理分配,都离不开信息系统的支持,物流信息技术在逆向物流中起着至关重要的作用。目前,回收物流所面临的重要问题是回收产品的数量不确定性和复杂性。因此,建立面向回收物流服务的信息系统,提供准确、充分的回收产品信息对再生物流的顺利完成是十分必要的。
1 回收产品再生物流信息系统集成的概念模型
再生物流处理的过程伴随着众多参与者,这些参与者可以大致分为政府层面、企业层面(包括核心制造企业和再生物流处理企业)和社会层面。政府层面对再生企业、制造商和消费者以及客户制定的相应的再生物流法律法规、税收政策及罚款条例、再生品质量监督部门相应制定的质量标准都直接影响再生物流的处理和运作;社会层面上的消费者、客户、竞争者、环保组织或协会和二手市场也会影响到再生物流处理和运作。
理想的物流信息集成平台应充分集成各参与方信息,不仅利用Intranet技术集成再生企业(或制造企业)内部的信息,同时利用Internet或Extranet集成再生供应链运作层面信息和再生供应链的外部信息,包括合作伙伴、政府、社会等层面的信息。平台允许再生合作企业访问和传递共享的信息,达到支持和优化再生物流管理的目的。整个平台的概念模型如图1所示。
(1)基于Intranet技术的面向再生企业的网络平台。该网络平台是再生企业的内部信息网络,主要面向再生企业内部再生处理、管理等活动。通过信息资源的共享,完成数据处理和企业管理的各项功能。让内部员工共享重要的程序和信息(包括传递回收产品种类、数量、库存、运输、利润以及公司重要新闻和其他信息等),增强员工之间的合作与交流,简化工作流程,降低信息传递中的内容误差以及时间滞后,让企业内部运作更有效。
(2)基于Intranet或Extranet技术的面向再生企业与再生供应链合作伙伴信息交流的网络平台。该网络平台是连接废旧产品回收、再生处理、废弃处理等活动的信息平台。再生企业通过集成这些信息,不但可以促使制造企业优化改进产品设计,还可以优化再生流程和再生决策。通过该平台,使得再生处理的各个环节更加协调一致,使分散的业务更加统一、合理,从而使资金流动、成本和服务等活动得到改善。
(3)基于Internet或Extranet技术的面向再生企业和外部政府、社会层面的信息交流平台。该网络是再生企业与外部政府、社会层面进行信息交流的平台,通过该平台,再生企业可以获取政府制定的再生物流方面的法律法规、税收政策及罚款条例,获取相关的市场动向和旧产品再生现状,获取环保组织的态度、二手原料市场行情、消费者的环保消费喜好和客户对再生物料的需求信息等;消费者可及时把寿命失效产品的信息反馈给再生企业,获取相关再生产品、新产品信息、使用寿命等。
2 回收产品再生物流信息系统集成的功能模型
再生物流信息平台在再生物流管理过程中起着神经系统的作用,再生物流信息系统是以采集、存储、分析处理、传递和显示再生物流信息为目标的信息系统,可以帮助使用者及时掌握再生物流信息,能够对再生物流及时做出处理决策,以达到对资源的有效配置和充分利用。在构造再生物流信息平台时还必须充分考虑以下因素,即再生物流活动的众多参与者在地理位置上具有分散性,组织管理上具有独立性,所使用的信息系统具有异构性。从系统需求角度来看,信息平台的功能应具有以下一些特质。
(1)集成性。要求再生企业集成内部和外部合作伙伴信息,保证再生物流参与者之间具有信息交换和信息共享的能力。
(2)保证再生物流参与者之间信息的一致性。再生物流参与者往往分布在不同地点,使用各自的数据库和信息系统。
(3)保持各合作伙伴已有系统的相对自主性。各伙伴享有充分的自主权,通过一套灵活的处理机制和模式,企业处理各自特殊规则和流程,通过公共协议建立协同工作机制,按照伙伴的信息流反映各自的规则,保证合作伙伴信息系统的独立性。
(4)满足合作伙伴之间异构平台的需要。各伙伴已有系统在计算机硬件、操作系统、数据库系统、应用系统等方面可能是异构的,为达到伙伴之间有效的数据交换和信息共享,平台必须使它们能够相互兼容。
(5)提供必要的安全机制。各独立的伙伴系统之间在必要的时候应该能够实现良好的互操作性。但在信息存取控制中,外部伙伴从本地单元存取信息要由本地单元通过用户鉴定、小组鉴定、建立防火墙、限制存取等措施进行控制,以保证各合作伙伴信息数据的安全。
再生物流信息系统还包括以下功能,如图2所示。
(1)采集功能。信息采集是再生物流信息系统的重要功能。再生物流的发展将产生大量关于再生物流的信息,再生物流信息系统要把这些信息记录下来,并要把它们转化成再生物流信息系统可以接收的形式,以供进一步的处理。
(2)存储功能。再生物流信息进入再生物流信息系统后将会保存在系统中,或永久保存,或作暂时之用,以供处理、检索、查询和共享。再生物流信息系统应该有强大的数据库支持。
(3)分析处理功能。再生物流信息系统可以根据存储在系统内的废旧回收产品处理清单对存储在系统内的信息进行分类整理,然后进行统计分析和分类加工,转换成具有参考价值的信息。这个功能可以用于支持再生管理决策,优化再生物流管理。如,对产品再生处理信息进行分析,得出再生物流处理过程中的主要问题,利用该信息改进再生流程优化设计,相应降低再生物流处理成本。
(4)传递功能。逆向物流信息系统可以将各种有价值的信息在系统间进行传递,将有关再生物流的情况,如:回收产品的类别、性质、状态、恢复可能、价值大小及与之有关的再生物流信息实现远距离共享和快速传递。
(5)显示功能。再生物流信息系统建立的目的就是为了方便人们对再生物流信息的利用,显示功能便于人们进行检索和查询,并以报表、文字和图形等直观的形式输出。
(6)系统维护子系统。主要保证信息平台的正常运转和安全使用,包括用户管理、使用权限管理、数据库维护、界面管理和平台运行管理等。
3 回收产品再生物流信息系统集成的体系结构
Internet技术和面向对象技术的发展使用企业信息系统结构发生了新的变化。两层结构的客户机或服务器(C/S)模式已难以满足日趋复杂的应用系统业务处理的要求,因而人们提出了三层结构的浏览或服务器(B/S)模式。这种新兴的计算模式将桌面端繁杂的工作转移到被集中管理的服务器上,终端用户只需要浏览器就可以轻松访问所有的应用。多层B/S服务体系结构,实现了应用处理功能分布在网络上,服务器端提供数据存储、数据处理能力,客户端提供用户服务,可以大大提高系统的效率和运行灵活性。因此采用B/S结构设计,基于Internet或Extranet的企业管理信息系统可以更好的在信息时代实现企业内部与企业之间信息的组织与集成。
基于B/S模式的制造商主导型再生物流信息集成平台的系统结构如图3所示。信息平台中再生企业起主导作用,它和再生物流合作伙伴的信息共享传送可以采用点对点管理和集中管理相结合方式,而它和消费者以及客户的信息共享可以采用集中管理方式。这种体系结构使得每个合作伙伴在信息管理方式上具有自主性,而信息集成平台是开放、动态分布的,伙伴可以自主加入或退出,保持了各伙伴企业的自主性、多样性和地埋位置上的分散性。
再生物流信息集成平台整个系统结构分为三层:数据层、功能层和用户接入层。
第一层为用户接入层,用户通过WWW浏览器可以登录系统,并进行相关再生物流信息的检索和查询。如,再生企业员工、再生物流处理合作伙伴、客户、环保组织、消费者等可以通过一定的工具合法登录系统。通过该层,再生企业和再生物流处理合作伙伴进行信息共享。但不同的用户拥有不同的接口和用户界面。
第二层为功能层,功能层是一个逻辑层,用于存放系统功能模块及应用程序,完成数据加工请求、结果返回及动态网页生成等工作。这一层是体系结构的核心和关键部分。具体负责处理再生信息的采集、存储、处理和传递,接受用户端指令申请,并对其做出处理并反馈给用户。
第三层为数据层。用户输入的所有再生物流信息都被存储在这里,数据库对其进行分布式集中管理,便于用户进行处理、传递、检索和查询操作。再生物流信息系统采用集中数据存储管理与B/S方式的应用模式,可以满足系统管理的实时性要求,而且在用户端工作站上不需要安装特制的软件,即可实现数据安全传输,便于维护和升级管理。
摘要：随着社会化大生产的发展,生产领域、流通领域和消费领域每时每刻都会产生大量的废旧物资。如何更好地对废旧物资进行回收、处理和再利用,是当前值得研究的重要课题。然后,再生物流的出现和发展必然要求有相应的信息系统提供支持。文中对再生物流信息集成平台进行了详细分析,探讨了平台的概念模型和功能模型,并基于Web技术和B/S网络模式,分析了信息集成平台的支撑体系结构。
关键词：回收产品,再生,物流信息系统,集成模型
参考文献
[1]杨汝梁.逆向物流的形成原因及价值分析[J].企业经济,2005,(3):25-27.
[2]陈金志.再制造系统的优化理论研究[D].南开大学,2003,11-13.
[3]周三元.回收产品再生物流理论模型及协调机制[M],中国物资出版社,2009,9.
[4]谢家平,陈荣秋.绿色产品回收策略的优化模型及应用[J].系统工程理论方法应用,2004,13,(1):69-74.
[5]张静芳.我国废弃物物流的现状分析与研究[J].物流技术,2004,(9).
[6]姚卫新.再制造条件下逆向物流回收模式的研究[J].管理科学,2004.
物流系统的数学模型 篇2
飞机电源系统故障诊断数学模型的研究
在分析研究飞机电源系统经常出现的故障现象及故障原因的.基础上,利用极大极小化法,建立了飞机电源故障的极大极小化模型,缩短了排故时间,提高了工作效率.
作 者：袁昆 作者单位：中国人民解放军95927部队,河北沧州,061036刊 名：中国民航飞行学院学报英文刊名：JOURNAL OF CIVIL AVIATION FLIGHT UNIVERSITY OF CHINA年，卷(期)：“”(3)分类号：V2关键词：飞机 电源系统 故障诊断 数学模型
物流系统的数学模型 篇3
[关键词] 多Agent系统物流管理信息系统模型体系结构
一、引言
物流管理信息系统是从提高事务的处理效率、作业效率等物流活动的实际需要出发，进而支持整个物流活动，最终把生产和销售结合在一起而贯穿生产和经营全过程的信息系统。
分布式体系结构具有敏捷、灵活、实时的优点，它主要采用多Agent系统(MAS)的形式。由于MAS中每个智能体皆有一定的独立功能，而且智能体之间的结构关系是可动态调整的，因此由不同功能的Agent组成紧耦合的物流信息管理体系结构具有自适应、自组织和良好的协调性能，可以通过协调方式完成繁杂的整体运作，为传统上难以有效管理的复杂物流业务过程提供了一种新的解决办法。
二、Agent技术及其与企业信息系统的相适应性
Agent是一个具有目标、行为和领域知识的实体，能作用于自身和环境，并对环境作出反应。由消息处理模块、通讯模块、信息协调模块、决策模块以及数据库和任务表组成。消息处理模块和通讯模块负责与系统环境和其他Agent进行交互，任务表为Agent所要完成的功能和任务。信息协调模块负责对感知和接收到的信息进行初步加工、处理和存储，决策模块是赋予Agent智能的关键部件，它运用数据库的知识对信息协调处理所得到的外部环境信息和其他Agent的通讯信息进行进一步分析、推理，为进一步通讯或从任务表中选择适当的任务供执行模块执行作出合理的决策。
自治性Agent能够在没有人或其他外界因素的直接干预下运行，对自身的行为和内部状态有一定的控制权；反应性Agent可以感知环境并及时作出反应；社会性对于某些任务需要多个Agent的协调合作才能完成。Agent可以与其他Agent或人进行信息交换；能动性Agent能够能动地采取有目的的行为而不仅仅是简单地响应环境，可以作出基于目标的行为。
Agent的特性：适合于成员自然分布、主体自治、地理位置分散，成员间有灵活性交互需求，处于变化着的系统。显然物流管理信息系统属于此类系统，适合使用Agent模型描述。Agent的主动性、反应性使企业物流系统易于对环境变化作出及时响应，实现与企业变革的同步调整，提高企业经营管理的水平。
三、物流管理信息系统模型分析
物流信息由与企业生产经营相关的物流系统内部信息和外部信息组成。
内部信息是伴随物流活动而发生的信息，包括物料流转信息、物流作业信息、物流控制信息和物流管理信息。
外部信息是在物流活动以外发生，但提供给物流活动使用的信息。
基于多Agent技术的物流管理信息系统具有如下特点：
1．支持面向群体的多种工作模式
要求物流信息系统中的成员协同完成共同的任务。物流信息系统各个子系统的工作分散性和阶段性，决定在一般情况下采用灵活、高效、适应性强的异时(异步)工作模式，而对于紧急协调需要采用实时(同步)工作模式。
2.支持协同应用的多样性
为了便于各物流子系统之间进行必要的信息交流，物流管理信息系统提供多种数据的交换。
3．支持协作角色和冲突解决
物流信息系统在工作过程中，各个子系统之间的任务和权利不同，运作过程中难免出现矛盾和冲突。
4．支持不同权限的信息的共享
物流信息系统要解决的一个关键问题是有一定安全性的信息共享，实现各子系统之间不同层次数据、资源共享。
5．支持智能的协作时间和任务安排
物流管理信息系统的主要优势在于系统的灵活性和合理有效的调度。物流信息系统各个子系统都有自己的计划和任务描述来供系统和其他子系统感知。
四、基于多Agent的物流管理信息系统模型体系结构
在基于多Agent技术的物流管理信息系统中，Agent的体系结构主要包括资源管理模块、信息管理模块、通信管理模块、决策支持模块和推理模块，如下图所示。
资源管理模块用于对各种资源信息的管理，涉及企业生产需求和物流中心供应的各种资料，包括车辆、仓库、生产设备等的使用信息，如对新增加资源的注册，报废资源的注销，资源的使用登录、分配和管理等。接受来自Agent资源申请要求，对所有请求进行分解并重新组合，合理分配和使用资源，最后由资源管理Agent返回资源分配信息。本模块从企业全局进行考虑，对请求进行分解和再组合，确保资源请求的合理和资源支持的有效性。
物流MIS多Agent体系结构图
信息管理模块环境信息获取、处理及对信息进行分类、管理和控制，以及对相关Agent之间信息的交互和任务的协调管理。通信管理模块对信息采集、处理、存储和流通作出要求，并构筑由信息设备、通信网络、数据库、系统软件和支持性软件等组成的管理环境。该模块是Agent与其他Agent之间消息传递接口。
决策支持模块该模块将根据信息Agent传来的信息和任务源进行判断通过推理模块得出推理结果，并转变成Agent能够理解的语言格式。推理模块是Agent的核心，包括任务表、任务表管理、知识库、规则库及规则管理系统，为信息处理模块以及决策和智能模块提供信息和依据。
物流管理信息Agent组采用集中式Agent组织结构，系统通过多个Agent组相互协作，相互作用，完成某些Agent组提出的任务或目标。其中某个Agent要求任务的公布可以采用网上广播的方式进行。
五、结论
使用多智能Agent系统分析物流管理信息系统的体系结构，使物流管理信息系统具有模块化、分布性、重用性、实时性和可扩充性的特点。
物流系统的数学模型 篇4
关键词：MAS,物流信息系统,网络模型
一、传统系统结构分析
VMI的实施需要建立法律和市场环境下的合作框架协议,实现贸易伙伴之间的密切合作,共享利益,共担风险,共同制定各项计划[3]。要充分利用信息技术实现供应链上的信息集成,对订货要求、库存状态、缺货状况、生产计划、运输安排、在途库存、资金结算等数据信息通过标准化和格式化的形式,通过计算机网络进行自动处理,建立完备的物流系统,实现物料储存、分销、运输的综合管理。传统VIM系统供应商数据结构模型如图1所示:
二、成员Agent分析与设计
本文采用智能Agent的方法来进行供应链自动构建,将物流信息系统视为一个多主体系统(MAS),物流信息系统不同层次上的每一个实体都是一个Agent,能够跟其他的Agent进行信息的交流和协商。该框架能够根据每一个订单的特点,从物流信息系统网络中每级选出最合适的节点,构成完成订单任务的最优方案。通过图1所示VMI传统结构模型分析,结合物流管理系统的特点本文分析设计了模型的成员Agent。
①供应商Agent
状态(states):作为物流信息系统起点的供应商,具有的属性为:发货单(包括数量,物料的技术指标等参数),库存量(月,日最大的供应能力等)等。
感知(perceptions):供应商接受客户的采购指令,同时反馈给客户自己的物料库存和供应能力。
行为(behaviors):在供应商决策性部门的调度指令下,对生产,库存,发货进行调整。
②配送与协调Agent
状态(states):控制与协商在物流信息系统中占有主导地位是系统的管理者,具有的属性为:原料需求供应计划和调度指令、财务资金计划和调度指令、运输计划和调度指令、原料库存报告等。
感知(perceptions):接受货物需求指令,发出任务指令对采购、财务、运输进行控制与协调。
行为(behaviors):供应商决策计划部门根据生产需求任务对货物供需信息综合处理,控制协调财务和运输部门的运行。构筑一条顺畅、高效的物流通道,为购买、供应双方提供高度集中的、功能完善的和不同模式的配送信息服务。
③运输Agent
状态(states):作为系统的服务环节,具有的属性为:运输能力报告、运输异常报告(如物资受损、道路故障等)、运输计划、运输指令。
感知(perceptions):运输部门在接受管理部门的运输指令,同时反馈给管理部门自己的运输能力以及对运输任务的执行报告。
行为(behaviors):规划运输的路线,形成最优的运输计划,尽量减少运输成本。系统支持全球定位(GPS)和地理图形系统(GIS),实现运输的最佳路线选择和动态调配。负责把适当的货物在适当的时间,以适当的方式送到适当的地点。
④财务Agent
状态(states):资金流是系统中一个重要组成部分,所以财务主体具有的属性为:经费使用报表、库存管理费用报表、运输费用报表。
感知(perceptions):动态的表示资金的流动情况。
行为(behaviors):计算各种类型运输和库存的费用,为决策提供支持。接受货物入库情况通知确定放款金额。
⑤库存Agent
状态(states):库存一直是物流管理中的一个难题,恰当库存不仅可以高效的保障客户需求,还可以节约很多开支。它具有的属性是:货物出入库通知单、货物管理费用报表、耗材统计报表等。
感知(perceptions):接受货物发放指令,反馈货物出入库通知给管理部门。
行为(behaviors):发放客户所需的货物以及接受运输部门供给的货物,并反馈给控制与协调部门物品库存情况。
三、Agent通用结构
本文设计的Agent的通用结构在供应链模型中的6个A-gent都可以通过修改通用结构来实现其业务处理。Agent间的通信主要通过消息传递,所有消息都是基于KQML封装。KQML是Agent间交换信息和知识的语言和协议,为消息的表达和处理提供标准格式,用于支持Agent间的实时知识共享。
Agent的具体组成结构如下:
①标识:是一个Agent区别于其它Agent的属性特征,包括Agent的名称、地址等。
②推理机:根据Agent的目标、规则和能力及最新信息进行推理和决策,作用于消息和业务处理等。
③学习机:从Agent运行中总结经验,为知识库增加新的知识,提高其适应能力。
④数据处理模块:主要用于计算,并存储调用数据库的数据
⑤业务处理模块:进行业务的处理,由业务处理方法构成,它是Agent实现目标的主体。
⑥通讯模块:负责Agent通讯,消息收发,传递任务和运行结果,实现知识共享。
⑦规则库:存放业务处理的推理规则和政策。⑧知识库:存放事实以及学习经验等等。
⑨数据库:存放业务相关数据。⑩用户界面:人机交互界面。
四、网络模型的结构设计
物流信息系统的作用主要包括,对各种物流数据进行采集、整理、传输、存储、统计和分析;对物流过程进行电子化管理;全方位管理客户关系及紧急事务处理等该文根据David J.Closs提出的物流信息需求模型[4]设计了一个分层结构的物流信息系统逻辑结构,如图3。
由逻辑结构图得到基于MAS的物流信息系统网络模型,如图4
该模型采用的混合式结构,一方面保证单元控制系统的柔性与自治性,另一方面简化了系统的结构。本文的MAS系统模型中Agent的应用主要侧重于利用其自治性、能动性和社会性。Agent作为信息处理工具和决策工具,能自行控制其状态和行为,能在没有人或其它程序介入时操作和运行。另外A-gent表现出目标驱动的行为,能自行选择适宜的行动。Agent可以在多Agent环境中协同工作,执行和完成一些相互受益且自身无法完成的复杂任务,实现整体目标和整个系统的优化。
总结
文章在移动Agent环境下,将物流活动的各功能实体抽象成多个Agent系统,建立了基于MAS的物流信息系统网络模型。该模型有以下特点:
响应速度快。该模型采用多Agent系统,将操作移动到数据地点,大大降低了网络中数据的传输量,提高了系统的响应速度。
抗网络故障能力强。某系统派出Agent后,即使网络联系中断,也不会影响任务的执行。通信恢复后,Agent会将工作结果返回。
扩展性能好。首先如果业务发生变化,只需增加或减少一些业务系统,不会对整个结构产生影响。其次若某业务流程或规则发生变化,只需更改该系统及其派遣Agent的模式,不必修改与其相关的业务系统。第二,图2可见该系统可以在Internet上也可以在Intranet中或是由Internet连接的多个Intranet系统中运行。
参考文献
[1]翟学魂：《物流信息系统的研究》[J]．物流技术与应用，2004(3)．
物流系统的数学模型 篇5
公、铁、水分配方案计算模型的建立
本文首先对全国31个地区进行编号, 号码为i;并对所有的中转库所在地编号为j。假设从始发地运输至地区i的汽车总运输量为Ni, 运输总成本为Cost (i) , 运输总时间为Ti m e (i) , 因此, 设F (i) =C os t (i) +Time (i) , 那么该模型的目标函数可以写为:
由于运输成本可有两种情况:通过二次运输, 首先由总库运送至中转库, 再从中转库运送至经销商;从总库直接运送至经销商。因此, 假设一次运输、二次运输、直接运输的运输成本为1st-Cost (j) 、2nd-Cost (j, i) 、D-Cost (i) , 那么, 运输总成本可以表示为:
同理, 总时间Time (i) 可以表示为:
由于各种运输方式的运输成本不同, 因此假设从始发地到地区i的距离为Distance (k, i) , 其中k表示运输工具;第k种运输工具的单价为Prize (k) , 那么总运输成本可以表示为:
同理, 设第k种运输工具的速度为Speed (k) 公里/天, 则总运输时间可以表示为:
由于铁路、水路的运力受限, 因此有约束条件:N (k, i) ≤max{N (k) }
从始发地发送至各个地区的货物应超过计划运送量, 因此有:
综上所述, 得出公、铁、水分配方案的计算模型为:
模型的优化及系统的构建
幂函数型的拟合度R2高达0.997, 而S型曲线的拟合度稍低, 因此选用指数型函数作为公路运输费用随时里程的变化函数。函数式为:
根据上式可以得到从出发点到目的地的总运费, 已知两地之间的距离和运输量, 那么总运费可以表示成:
结合数值分析的理论和上文的相关铺垫, 本文以公路和铁路为例, 求解在任意里程和运量下的普遍性结论。
公路运输总成本:;公路运输总时间:;铁路运输总成本:;铁路运输总时间:
综合考虑运输总成本和总时间, 即可得到如下结论:
由于目标函数取最小值时结果最优, 因此显然。这样就可以对目标函数化简得:
由于起点至终点的距离以及总运量已知, 因此该函数是一个只有一个未知量N1的一次函数, 期增减性取决于系数的正负性。因此可以得出结论:物流公司的年度运输计划分配只与运送目的地和运输量有关。
根据上文的探究与计算结果, 本文利用PowerBuilder软件, 对系统进行面对对象的软件开发。
系统的优化与功能设计
第一, 计划编制的工作量大。首先, 客户的数量不断增长, 其次, 各个物流企业这些年也在全国范围内积极地开疆拓域, 完善物流网络的布点。同时, 从去年开始, 由于第三方物流普遍开始实行精细化管理, 对资源计划的工作的精度提出新的要求。
第二, 资源计划的不确定性大。不确定性主要由两方面引起:订单波动和运力波动。为了保证客户满意度, 计划编制时会根据客户销售计划安排充足运力。而客户年初销售计划往往与实际执行情况相差很大, 造成很多空放车, 导致成本增加。同样, 运输公司的实际运力有时也不能满足计划所安排的运力要求。这些都增加了计划编制的不确定性。
因此, 综上考虑, 本文从以物流网络的拓展与完善, 计划准确性的提升两个方面对现有物流模式进行优化。
设fkc表示衡量生产过程中可能会造成的利润损失程度, 该函数的函数值不仅需要表征库存成本的大小, 还需要客观体现出由于库存产生的风险概率大小。由于造成不同损失的概率不同, 因此根据概率论的知识, 本文用库存成本的大小、库存量以及造成该成本的概率的乘积来表示生产过程中的利润亏损程度, 即:
其中为生产商实际生产量, 表示生产商的库存成本, 为生产量为的概率大小, p为销售商订购量。
由于生产商的产量具有不确定性, 根据假设, 实际产量与计划生产量的关系为:满足在[0.85, 1.15]之间的均值为的正态分布规律, 根据客户需求量, 结合实际情况及市场规模, 可设定该正态分布的方差。
其中, f (x) 为正态分布概率函数为生产商计划生产量, p为销售商计划订购量, 为生产商实际生产量。
因此, 生产商因为库存过多导致的利润损失程度为:
设fqk表示衡量生产过程中可能会造成的利润损失程度, 该函数的函数值不仅需要表征缺货成本的大小, 还需要客观体现出由于缺货产生的风险概率大小。由于造成不同损失的概率不同, 因此根据概率论的知识, 本文用缺货成本的大小、缺货量与造成该成本的概率的乘积来表示生产过程中的利润亏损程度, 即:
原理同库存成本的计算, 造成缺货成本的概率同样可以表示成与正态分布相关的概率函数, 不过形成缺货的条件为生产商实际生产量小于销售商的计划订购量, 即:
因此, 生产商因为缺货导致的利润损失程度为:
结合收益与风险的相互比较, 本文选用利润的数学期望值来优化得出生产商的最优计划生产量, 即:
其中, E (Nsc) 为生产商的利润期望, Ws c、Wk c、Wk c为总利润值、库存情况下的利润值、缺货情况下的利润值。
物流系统的数学模型 篇6
关键词：灰色系统理论,中原地区,物流,预测模型,探析
1 引 言
随着社会物流需求的不断增大, 我国物流业已从起步阶段进入到快速发展阶段。尤其是拥有区位优势的中原地区, 截止到2006年底, 河南省物流企业法人单位数已达2652家, 物流产业活动单位数已达6350个①。这种态势使中原地区物流产业的市场规模迅速膨胀, 为使该新兴产业市场极早步入理性规范的轨道, 必须加大物流规划预测的力度。
“物流规划是在一定系统范围内对整个物流体系建设进行总体的战略部署。”②据新浪网2008年1月11日报道:1月10日举行的2008中外物流企业国际合作高峰论坛上, 中国物流与采购联合会会长陆江透露, 今年全国现代物流业发展的规划将会出台, 多项政策将加大对物流行业的支持。政策的出台需要有科学规划的支撑, 而科学规划又需以严谨的预测为前提。
由于物流产业毕竟是一个新兴产业, 对该产业的把握, 不可测因素干扰多, 既有已知信息, 又有未知信息, 符合本征性灰色系统的特征, 满足灰色系统理论模型的有关前提条件。所以, 本文将建立中原地区物流产业规划的灰色系统理论模型, 并以此为基础对中原地区物流产业经济做出科学预测。
2 基于灰色系统理论的物流预测模型
2.1 物流规划的基本元素
物流规划涉及面极其宽泛, 但总体来说可划分为宏观层次的物流规划和微观层次的物流规划。而宏观层面的物流规划又可细分全局性的物流规划和区域性的物流规划, 也可按行业物流予以划分。微观层面的物流规划又可细分为企业物流系统规划、物流园区规划与物流配送中心规划等。
物流规划的过程实际上是计划与决策的过程, 而成功的计划决策又取决于预测的准确程度。所以, 物流规划成功与否, 关键环节在于预测。物流预测, 就是“对物流的流向、流量、资金周转及供求规律等进行调查研究, 取得各种资料和信息, 运用科学的方法, 预计和推测一定时期的物流状态。”③在物流的流向、流量、资金周转及供求规律等元素中, 最核心、最基础的数据是流量的大小, 所以, 本文将以中原地区的货运量和货物周转量两组数据来对中原地区的物流状态进行预测, 应用的方法是20世纪80年代初邓聚龙教授创建的灰色系统理论模型④。
2.2 建立GM (1, 1) 模型
GM (1, 1) 模型是最常用的一种灰色模型 (Grey Model) , 它是一个只含一个变量的一阶微分方程预测模型, 是进行灰色预测的基础, 特别适用于时间序列的预测。肖筱南老师在其编著的《现代信息决策方法》一书中非常简练地概述了G (1, 1) 的建模步骤⑤。
第一步, 设原始数列为:
X (0) = (X (0) (1) , X (0) (2) , …X (0) (n) )
第二步, 对原始数列做一次累加生成, 得累加生成数列
X (1) = (X (1) (1) , X (1) (2) , …X (1) (n) ) ,
其中
对累加生成数列建立预测模型的白化形式方程:
式中a, μ为待定系数。
第三步, 利用最小二乘法求出参数a, μ的值:
[a, μ]T= (BTB) -1BTYn (3)
其中, 累加矩阵B (由累加生成数列构成) 为:
原始数据列矩阵为:
yn= (xx (0) (2) , xx (0) (3) , …, x (0) (n) ) T (5)
第四, 将求得的参数a, μ代入 (2) 式并求解此微分方程, 得GM (1, 1) 预测模型为:
第五步, 因为x (1) (1) =x (0) (1) , 将
一般地, 称G (1, 1) 模型中的参数-a为发展系数, μ为灰色作用量。-a反映了
2.3 利用残差修正偏差值
由于GM (1, 1) 模型有时既可以看成微分方程, 又可以看成差分方程, 而导数还原值与累减还原值往往并不一致, 所以, 为了减少往复运算造成的误差, 可以利用残差修正模型, 来消除误差。
记0阶残差为
其中
ε (0) =1n∑ni=1ε (0) i,
s2ε=1n∑ni=1 (ε (0) i-ε (0) ) 2 (8)
原始数据的均值和方差为:
x (0) =1n∑ni=1x (0) i,
s2x=1n∑ni=1 (x (0) i-x (0) ) 2 (9)
计算的后验差检验比值c和小误差p概率分别为
一般情况下, c越小越好, 一般要求c<0.35, 最大不能超过0.65;同时p越大越好, 一般要求p>0.95, 不能小于0.7。具体精度等级见下表。
若按x (1) (i) 建立的GM (1, 1) 模型经检验后不合格, 则可以再用残差建立GM (1, 1) , 对原模型进行修正。
2.4 中原地区物流预测的GM (1, 1) 模型
在各项物流活动中, 运输活动是一项最基本的因素。反映运输活动的主要指标又体现在货运量和货物周转量等数据上。所以, 一个地区的货运量和货物周转量在一定程度上代表着该地区的物流需求态势。因此, 利用货运量和货物周转量的有关信息来作为物流规划预测的基础一般是可行的。我们不妨以河南省最近十年的货运量、货物周转量为基础数据 (见表2) 来建立GM (1, 1) 模型。
首先, 建立货运量的GM (1, 1) 预测模型。
根据表2数据组成原始数列:
X (0) = (56113, 58150, 59218, 60678, 65191, 68397, 69689, 73796, 78827, 86608) , 按照2.2节中式 (1) 的方法, 可得出一次累加生成数列为:
X (1) = (56113, 114263, 173481, 234159, 299350, 367747, 437436, 511232, 590059, 676667) , 根据2.2节中的式 (4) 和式 (5) 建立矩阵B和Y10:
根据2.2节中的式 (3) , 求出发展系数和灰色作用量。
代入2.2节中的式 (6) , 即得到货运量的GM (1, 1) 预测模型为:
其次, 依据同样的道理可得出中原地区货物周转量的G (1, 1) 预测模型为:
3 中原地区物流前景预测
3.1 灰色预测数据的计算
现根据2.4节中的式 (11) 、式 (12) 和2.2节中的式 (7) 对中原地区相关物流数据进行灰色预测, 如表3所示。其中,
3.2 预测数据的后验差检验
对上述预测出的数据进行后验差检验, 为此利用2.2节中的式 (8) 、式 (9) 、式 (10) 可得出:
所以,
再对式 (12) 进行检验:
所以
3.3 残差尾段的建模
分析3.2节的后验差检测结果, 中原地区货物周转量的预测模型 (12) 为精确度2级的合格预测模型。而反映货运量的预测模型 (11) 则接近勉强使用线, 但误差较大。究其原因, 可能是报告期即第10期的原始数据与前面所有数据相比突然提高了增幅所致。
下面我们分析x (1) 的残差序列:设
ε= (ε (1) , ε (2) , ε (3) , ……, ε (10) )
= (0, -11046, -21024, -30913, -36288-, 39828, -42076, -41587, -36752, -24821)
所以存在K0=2, ∀k≥k0的符号一致, 且n-k0=8>4, 满足刘思峰教授定义下的可建模残差尾段的条件⑨。因此, 可以建模残差尾段。
为用残差尾段的G (1, 1) 模型对2.4节的原模型进行精度修正, 我们不妨取K0=6, 并记
ε (0) = (39828, 42076, 41587, 36752, 24821) ,
其一次累加生成数列为:
ε (1) = (39828, 81904, 123491, 160243, 185064)
从而其G (1, 1) 模型为:
将以上有关数据代入刘思峰教授笔下的残差修正G (1, 1) 模型⑩
确定正负号后得,
对修正模型 (13) 进行后验差检验后, 可看出模型 (13) 的预测精确度明显高于模型 (11) 。
同理, 我们可以对模型 (13) 的残差尾段再进行建模修正, 则会得到精确度更高的模型, 这里就不再推导计算。
3.4 中原地区重要物流量的预测
根据模型 (12) , 我们可以预测出中原地区2007年度至2010年度4个年份的平均货物周转量为:3089.45亿吨公里。同样根据模型 (13) , 我们可以预测出中原地区2007年度至2010年度4个年份的平均货运量为79331.5万吨。考虑到灰色预测的残差趋势, 可以设想2007年至2010年度每年货运量的误差幅度将在12000万吨左右浮动。因此, 对中原地区最近几年的货运量可以预测为90000万吨上下。
由于货物周转量和货运量是衡量整体物流规模的两个最重要的数据, 因此, 我们有理由根据上述数据对中原地区的物流设施、物流设备、物流网点、物流枢纽等进行科学规划, 对物流技术、物流人员进行合理的引进和培训, 以有效促进物流产业的发展。
4 结论和建议
本文应用灰色系统理论建立中原地区货物周转量、货运量的G (1, 1) 模型, 对未来几年的物流量数据进行了预测。通过后验差检验, 精确度比较可靠, 能够反映物流量的客观发展态势。但是, 由于中原地区最近几年经济的跨越式发展, 特别是高速公路的超常规建设, 使货运量的增幅大幅度攀升, 致使再建模过程中由于数据间变化规律的陡峭走高而使模型的精确度降低。这也反映出利用灰色系统理论研究高速发展的经济现象时, 必须对所建模型进行认真检测和科学修正。
纵观整个预测过程, 可看出中原地区物流产业发展的勃勃生机。为使这个朝阳产业能够快速走上科学发展、可持续发展的道路, 早日完成这一朝阳产业向支柱产业的演进, 特提出以下建议:
4.1 要进一步加大对物流枢纽和物流园区的布局和建设力度
新世纪, 物流产业的发展已经步入供应链管理阶段。供应链管理意味着现代物流企业已摆脱“纵向一体化”的管理模式, 实现了“横向一体化”的联合共赢的管理方式。非核心业务的外包使企业的决策者更加注重网链上各节点的建设。因此, 物流枢纽和物流园区的发展水平在一定程度上决定着中原地区物流产业的发展水平。
4.2 要进一步加大物流应用技术的推广、普及力度
现代化的物流, 规模上的扩张是低层次的, 物流产业的质的提高还在于其内涵的发展。物流效率取决于物流设施、设备的现代化, 标准化程度。细观中原地区现有的运输、配送、仓储等设备, 标准化、信息化程度还相对较低。当前物流应用技术的现代化程度已成为制约物流产业发展的一大瓶颈。所以, 如何在物流应用技术的研发、推普上加快创新步伐, 已成为能否推动中原地区物流产业高速发展的重要一环。
4.3 要进一步加大物流产业政策的制定和实施力度
产业一旦进入快速发展期, 必须有宽松的产业政策相配套, 才能保障该产业的持续发展。由于物流产业是人类倚重的继降低人工和材料成本、提高劳动生产率之后的新的利润源, 所以, 新利润源的开发必须有相应的法律、法规、政策等予以支持。而政策的制订必须有科学的规划、准确的预测相支撑, 因此, 如何规范建立物流产业发展的预测、决策机制已势在必行。
参考文献
[1].河南省统计局, 国家统计局河南调查总队.河南统计年鉴—2007[M].北京:中国统计出版社, 2007, (6) :15、409~410
[2].冯耕中.现代物流规划理论与实践[M].北京:清华大学出版社, 2005, (4) :14
[3].董千里等.物流工程[M].大连:东北财经大学出版社, 2007, (10) :74
[4].邓聚龙.灰色预测与决策[M].武汉:华中工学院出版社, 1986
[5].肖筱南.现代信息决策方法[M].北京:北京大学出版社, 2006, (10) :146~147、148
物流企业商业智能系统模型设计 篇7
一、物流企业商业智能系统需求分析
商业智能是一类由数据仓库、查询报表、数据分析、数据挖掘、数据备份和恢复等部分组成的、以帮助企业决策为目的的技术及其应用, 它允许用户查询和分析数据库或数据仓库, 进而得出影响商业活动的关键因素, 最终帮助用户做出更好、更合理的决策。物流企业商业智能系统模型设计必须考虑企业高层管理者、各部门主管、信息管理人员及信息分析等各方的需求。综观我国物流企业存在的问题:信息化程度不高, 缺乏对历史数据、海量信息进行分析的平台, 无法形成科学的分析结果;缺乏一套灵活的运输配送调度系统;缺乏良好的库存决策系统等。物流企业商业智能系统应具有解决上述问题的能力, 它是企业领导层通过信息技术, 对海量信息进行有效分析, 从而做出科学决策的平台, 能够为企业管理层、基层进行信息分析、综合决策提供一个方便科学的平台。因此, 物流企业商业智能系统应具有以下功能:第一, 基本的企业信息管理的功能, 企业信息管理一方面可以为企业提供电子信息管理平台, 实现企业管理的信息化;另一方面负责采集物流企业的各种信息, 为企业决策支持系统的建立提供必要的数据, 商业智能系统的建立也有赖于企业信息管理模块所收集到的数据, 如:客户信息管理数据、仓储库存管理数据、运输配送管理数据、财务管理数据等。第二, 高级的决策功能。如:顾客价值分析、库存优化决策、库位安排、智能配送等等。
二、物流企业商业智能系统体系结构设计
物流企业决策问题具有多元多层的目标体系、复杂而灵活的约束条件、事先无法确定的周围环境等, 物流企业商业智能系统应具有一定的知识处理或完成一定的思维活动的能力, 以便解决复杂的决策问题, 并能启发、引导用户根据问题特点构造解决问题的思路。对非结构化的问题, 应能运用专家的推理知识加以解决, 最终达到辅助决策者做出高质量的决策的目的。
根据以上要求, 物流企业商业智能结构概念模型如图1示。该框架基于传统决策系统的“六库”结构, 且将数据仓库和数据挖掘技术与“六库”有机地集合起来, 既有传统决策系统的辅助决策功能, 又可通过数据挖掘来提高系统的智能性。其中, 智能化的人机交互界面负责接收用户的各种请求, 并提供给用户需要的信息, 是商业智能系统能力表达和实现的窗口。它的使用情况直接影响着物流系统的可用性和实用效果。用户首先完成对决策问题的描述, 然后系统对问题进行分析/识别, 建立模型;用户通过交互手段进行模型选择/优化后实施模型的简化运行来对模型进行评价, 最后完成模型的求解输出结果, 整个决策过程结束。
三、物流企业商业智能系统的功能结构设计
物流企业商业智能系统主要由业务系统模块、数据仓库系统模块、数据挖掘系统模块、联机分析模块和决策支持系统模块组成, 如图2示。业务数据库是数据仓库数据的基础来源, 数据仓库通过一定的数据抽取、转换、清洗和加载工具, 通过元数据库保证数据的一致性、准确性、综合性和易用性, 且自动生成统一可靠的数据仓库。进而, 根据各个成员企业的决策需求, 对数据进行不同粒度、不同维度的组合, 将数据仓库转换成有关运输、仓储、配送、绩效评估、客户关系, 以及风险管理等具体业务领域的数据集市, 为各种多维分析和数据挖掘等决策支持方案提供整齐一致的数据。
使用数据挖掘模块, 基于人工智能、机器学习、统计分析等技术, 应用关联规则分析、序列模式分析、聚类/判别分析、人工神经网络、遗传算法、决策树方法、模糊逻辑, 以及公式发现等数据挖掘分析方法, 从大量的数据中挖掘出潜在的模式、规律或关系, 帮助企业的决策者调整市场策略, 预测客户的行为, 减少风险, 做出正确的决策。通过建立各类物流决策模型 (车辆路线模型、网络物流模型、分配集合模型、设施定位模型和全球定位系统模型等) 来实现对物流业务的互动分析, 提供物流一体化运作的合理解决方案。最后, 结合联机分析处理 (OLAP) 模块, 把能够真正为用户所理解的信息从当前及历史数据等原始数据中转化出来。这些信息能够真实地反映数据的维度特性, 帮助分析人员从多角度对数据进行快速、一致、交互地访问和分析, 以便管理人员可以对数据了解更深入。联机分析模块关键是对数据仓库中数据进行多维分析。多维分析是指对以多维形式组织起来的数据采取切片、切块、旋转等各种分析动作, 以求剖析数据, 使最终用户能从多个角度、多侧面观察数据库中的数据, 从而深入地了解包含在数据中的信息、内涵。OLAP系统功能主要由两部分组成:为客户提供的信息服务和为企业本身提供的统计分析, 这也是确定数据仓库主题的依据。
四、结论
本系统是针对一般物流企业的业务情况开发的, 有一定的通用性, 但每个企业的业务情况和管理方式都不一样, 设计时并没考虑这些情况, 因此, 它不是通用的商品软件。物流市场需求的个性化、多样化和集成化, 要求物流企业必须不断改进和优化企业的运作流程, 开发出具有针对性商业智能产品, 以适应物流市场发展的变化。商业智能系统将物流企业运营过程中产生的信息数据进行有效整合处理, 为物流企业合理定位、精确控制和准确决策提供依据, 它将成为现代物流企业提升自身整体竞争能力的必然选择。
参考文献
[1]况漠.物流决策支持系统开发研究[J].四川工业学院学报, 2003.2.
[2]张德海等.面向物流服务供应链的商业智能系统设计[M].管理学报, 2007.5.
成品油物流配送系统优化模型 篇8
1 理论基础
最小费用流是指人们在生产过程或生活中为达到某个目的,而选择一个“最优路径”方案或一组“得力”措施而取得“最佳”效果的宏观过程。而在成品油配送过程中,总是力求用最小流量、最低成本运送最多的成品油。
2 成品油物流配送的基本知识
2.1 成品油物流配送
2.1.1 配送流程
成品油配送是指配送中心根据用户的要求,把贮存的油品按时、按量送达到指定地点的物流服务活动。成品油配送是一个综合的活动形式,包括很多工作环节,其工作流程见图1。
由图1可知,进货首先是由成品油销售企业对油品资源调度控制部门提出进货申请,然后由相应的部门进行油品调度以及相关的资源账务结算等。装卸是按油品品种、标号,选择不同储油罐区和罐号对所进成品油安全贮存,以免在进油、发油过程中发生混装,损坏油品质量,其中包括化验和计量2个部分。库存有贮备和中转2种形态,它是进行配送的一个重要且必要的环节。提单审核指发油部门审核承运人员提单的有效性,确认是否发油。发货即根据配送单据以及提油单据提供的信息,从不同储油罐中选择顾客和加油站需要的品种和标号,对运输车辆罐装的过程。送货是将罐装好的油品依靠各种运输手段送达到目的地的一种运输活动,要提高送货的效率,需要科学合理地规划和确立配送地点的地理位置,而且要考虑客户的要求、送达的目的地以及运输线路、时间、工具等。交货即在油品送达目的地后,将油品交付用户,并向用户办理有关交接手续的一种活动,是配送活动的结束。
2.1.2 配送效率
成品油配送效率的提高要求各相关环节都提高效率,因此需要分析每个环节对运行的影响因素。
(1)划分基本配送区。
首先统计所有客户和加油站所在的具体位置并做整体划分,据此将每一客户包括在不同的基本配送区域之中。
(2)确定配送油库。
配送油库的确定应以综合配送成本最低为目标,以满足客户在数量、质量、服务等方面的要求为原则,在客户和加油站所在区域内合理的选择。
(3)确定配送顺序。
根据客户订单要求的送货时间以及加油站需求的紧急程度将配送的先后作业次序作一概括的预计,以保证送货时间,满足客户和加油站的需要,提高运作效率。
(4)配送车辆安排。
安排什么类型、吨位的车辆进行最后的送货,必须考虑车辆的容量和载重是否满足订货单上的信息要求,再根据车辆信息、人员信息进行选择。
(5)确定配送路线。
在确定配送油库、运送车辆、客户或加油站地理位置后,根据相关信息进行道路选择,以保证运送效率。
(6)确定配送时间。
在上述信息完全收集掌握后,根据配送中心调度指令通知中的配送油库、车辆、人员、客户和加油站在规定时间完成整个配送工作。
2.1.3 配送特点
成品油物流配送具有如下特点:
(1)在成品油配送过程中,用户或加油站处于主导地位,配送企业处于服务地位。整个配送活动是按用户和加油站需求进行的油品供应服务。
(2)成品油配送是以配送油库为中心,将油品接卸、贮存、送货等活动有机结合的整体,同时还与进货系统紧密联系,其功能是多样化的。
(3)先进的成品油配送全过程应用现代化技术和装备作保证,使配送在规模、水平、效率、速度、质量等方面远远超过以往的送货形式,从单纯的送货型转变为送货服务型,并使其整个物流过程达到增值。
(4)成品油配送也是一种专业化的分工方式,是大生产、专业化分工在油品流通领域的体现。
总体来说,成品油配送是成品油物流中的一种特殊、综合的活动形式,是对油品从炼油厂到终端用户实践的高度概括,它所反映的是事物运动的一般规律和本质特征。
2.2 成品油物流配送渠道分析
成品油配送渠道[2]是指产品从炼油厂传递至消费者手中所经过的通道,是配送模式的一个重要组成因素。设计合理的配送渠道网络对于降低成本和提高服务水平都是很有帮助的。
随着配送的发展情况可知,配送的渠道结构也向多层次化演进,配送渠道的基本成员一般包括炼油厂、销售企业、中间商、加油站和消费者。根据目前的发展,配送渠道层级已到三级,如图2所示。
由图2可知,根据目前的发展现状来看,零级渠道已经很少见了;一级渠道是现在石油销售企业主要的经营方式,即炼油厂把成品油直接交由销售企业,销售企业直接把油品送到消费者手中或通过自有加油站传递到消费者手中;二级渠道是中间商通过石油销售企业购进油品,直接销售给机构用户或通过自己的加油站卖给消费者的经营活动,主要靠赚取成品油批零差价为主要目的;三级渠道是中间商按批发价大批购进成品油后,一方面按高于购进价格、低于批发价格或零售价格销售,从中获利,另一方面由于某些企业可以获得增值税抵扣资格通过倒卖后获得增值税抵扣。
在一个配送渠道中,会存在很多个零售商和几个供应商,因此也会有不同的配送网络形式。企业应根据自身实际条件来选择适合自身的配送网络[3,4]。
2.2.1 通过配送中心配送
配送中心配送是指销售企业先将成品油运到配送中心油库,经贮存中转后再运到加油站。配送中心既具有货物保管的功能,又起到转运点的作用,可使供应链获取规模经济效益,其具体模式如图3所示。
2.2.2 通过配送中心使用巡回式线路的配送
巡回式线路配送是指配送中心根据客户的不同需求选择不同的运送车辆配送的一种方式。如果配送线路上客户多,但一次性需求有限时,配送中心采用专门的运送车辆,利用储油桶的贮存方式来进行配送;或为了提高车辆的运输效率,依据加油站一定周期需求的规律,利用运载量大的车辆在往返的线路上为不同加油站提供相同或不同的油品,具体模式如图4所示。
3 成品油物流配送路线优化模型的构建
3.1 优化的意义
配送线路的优化是配送的一个重要环节,有益于物流运动的合理化,有益于指导资源的合理配置,并能直接降低物流的成本[5]。当前我国在成品油配送运输方面存在着很多的问题,例如交叉运输、迂回运输、重复运输等,这一方面反映出在管理上的落后;另一方面也意味着我国在这方面有很大的节约空间。因此做好成品油的配送路线优化工作,具有重大意义,这可以从2个方面说明:
(1)对于成品油经营企业来说,优化配送路线,能够更有效地利用配送车辆,减少资源的闲置浪费,提高配送效率;提高效率也就意味着能够准时、快速地把货物送到客户的手中,能极大地提高客户满意度。因此,配送路线的优化对于企业提高效益是十分必需的。
(2)对社会而言,路线的优化可以节省运输车辆,缓解交通紧张状况,减少噪声、尾气排放等运输污染,起到保护环境的作用。
3.2 优化的原则
在选择最优的配送路线时,要根据一定的原则。对于成品油来说,一般应依据以下几个原则:
(1)配送利润最高或配送成本最低。实行成品油配送的最重要的一个目的是降低销售企业运营成本,因此经济最优化也就成为成品油配送体系建设最重要的一条原则。经济最优化主要体现在配送中心选址的合理性及运输方式的合理性。
(2)配送路线最短。当配送成本与配送路程的相关性较其他因素更强时,配送路线最短的实质就是配送成本最低。因此,配送路线最短是建设配送体系最重要的一个考虑因素。
(3)配送服务水平最优。配送作为保证销售网点和直销业务成品油供应的物流环节,其服务质量的好坏直接关系到消费者对整个成品油销售系统服务质量的认可程度,因此在实施配送制度过程中必须将提供优良的服务作为重要目标之一,为消费者提供“及时、准确”的配送服务。
(4)配送劳动量消耗最小。在许多情况下(如劳动力紧张、燃料紧张、车辆及设备较为紧张),可以考虑以配送所需的劳动力、车辆或其他有关资源作为目标值,力求物化劳动和活劳动消耗为最小。
总体来说,配送路线方案的目标实际上是多元的,但考虑到制定方案所选择的目标值应当容易计算,一般要尽可能选择单一化的目标值,这样容易求解,且实用性较强。
3.3 优化方案模型
在配送路线优化方面,一般方法中主要以旅行推销员问题和路由问题[6]较为常见。旅行推销员问题是指从一个配送中心发货到顾客那里,中心根据顾客要求,确定行进路线,并进行车辆调度。同时,每个顾客定货量不超过车的容量,若超过则先采取直接配送方式发送一定数量的货物,剩余不满整车的货物再进行巡回配送。路由问题是旅行员推销问题的重要扩展和延伸。它是对一组具有能力约束的车队进行调度和路线安排,使其在一个或各个配送网点上的一组顾客间配送货物,满足给出的顾客定货需求,最终确定这些车辆在完成所分配的任务时所要经过的路线,以求最终成本最低。
以上2种方法对于较多顾客的配送问题,并不能很好地解决。因此,本文将综合采用最短路模型和最小费用流模型进行分析。一般来说,从资源地到成品油用户的物流形式分为3种:资源地(m)—用户(n);资源地—油库(k)—用户;资源地—油库1(k1)—油库2(k2)—用户。下面针对第二和第三种物流形式建立优化方案模型。
3.3.1 资源地—油库—用户
设有i个资源地Am(m=1,2…i),j个用户Bn(n=1,2…j),其中资源地容量为am ,客户的需求量为bn,有q个配送油库Tk(k=1,2…q),具体情况如图5所示。
在这种形式中,用户可以从配送油库进油,也可以不经过配送油库而直接从资源地进油。因此针对费用最小化这个目标有以下约束:
undefined
在该问题中,除了运费外还有其他费用,如仓储费、损耗费等。鉴于研究是针对于路线的最优化考虑,重点在于运费的降低,因此涉及到的其他费用将设为已知,在模型中不做考虑。根据以上说明,该问题的目标函数为
F=CmkSmk+CknSkn 。
吨油运费:
undefined。
对于用户:
undefined。
式中:Cmk是配送油库从资源地进油的吨公里油运费;Ckn是配送油库向用户供油的吨公里油运费;Cmn是用户直接从资源地进油的吨公里油运费;Smk是资源地到配送油库之间的距离;Skn是油库到用户的距离;Sij是资源地到用户的距离。Dmk是资源地是否向油库供货上网决策变量;Dkn是油库是否向用户供货的决策变量。
3.3.2 资源地—油库1—油库2—用户
在这种情况下,与上述形式不同的是油库之间存在互相调运的情况。各设定值同上,具体情况如图6所示。
在这种情况下,同样只考虑运费,存在以下约束:
undefined
undefined
undefined
其目标函数为
F=Cmk1Smk1+Ck1k2Sk1k2+Ck2nSk2n 。
吨油费用:
undefined
对于用户:
undefined。
4 结束语
首先对成品油物流配送的涵义和特点进行了说明,并分析了成品油物流配送的渠道。在此基础上,介绍了成品油物流配送路线优化的意义和原则,并针对配送路线优化问题进行了建模,为成品油配送路线的选择提供了参考。
摘要：在简述成品油物流配送相关知识的基础上,根据成品油物流配送的特点及渠道分析,建立了物流配送线路优化模型,确定最优的成品油物流配送路线,以降低成品油成本,提高吨油盈利份额,增加企业的经济效益。
关键词：成品油,配送,优化模型
参考文献
[1]田景惠.加油站营销理论与实务[M].北京:石油工业出版社,2003.
[2]徐大兔.运输与配送[M].北京:中国物资出版社,2002.
[3]尹强,董黎民.成品油物流的合理化问题[J].中国石化,2002(3):37-39.
[4]夏良康.成品油市场营销[M].北京:中国石化出版社,2003.
[5]企业物流管理[M].王晓东,胡瑞娟译.北京:机械工业出版社,2002.
物流系统的数学模型 篇9
武器弹药、易燃易爆有毒有害化学品等军用危险品在我军军用物资中占有很大比重。这些军用危险品既是高危险品，又与我军现代化建设息息相关，一旦出现问题将直接威胁到官兵的人身安全。
相关管理部门对军用危险品的管理主要靠抽查和部队自查，通常行政手段较硬，但技术手段却比较软。具体表现在一方面对军用危险品的物流各环节有一套严格的相关标准;另一方面，由于缺少可靠的技术手段，许多军用危险品仍停留在原始、静态的管理上，安全隐患难以消除，许多管理措施因此无法真正得到落实。
因而目前迫切需要采用一种切实可行的先进技术，以加强对军用危险品的安全监察，落实相关政策，建立一个可视化的动态军用危险品安全管理系统。传统的打钢印、条码等技术手段都有一定的局限性，在军用危险品使用环境比较恶劣的情况下，难以满足安全管理的要求。通过建立“基于RFID的军用危险品物流管理系统模型”，可以对我军危险品物流实施动态监控管理，有效解决上述问题。
2. 基于RFID的军用危险品物流管理系统硬件模型
射频识别(RadioFrequency Ide ntification, RFID)技术是自动识别技术的一种高级形式。2004年初，美国有线新闻网公布了对人类生活产生巨大影响的10项技术，其中，RFID名列第三。
2.1 射频识别技术的工作原理
所谓RFID技术，就是利用无线电波来进行通信的一种自动识别技术。其基本原理是通过阅读器和粘附在被识别物体上的电子标签之间的电磁耦合或电感耦合来进行数据通信，以达到对标签物品的自动识别。有资料认为，如果说条码识别是自动识别技术的始祖，RFID则是自动识别技术的终极。
基于RFID的军用危险品物流管理系统硬件模型如图1所示，系统一般由两个部分组成，即电子标签(Tag)和阅读器(Reader)。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合;在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据的交换。
发生在阅读器和电子标签之间的射频信号的耦合类型有两种：
(1)电感耦合。变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律。
(2)电磁反向散射耦合。雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带回目标信息，依据的是电磁波的空间传播定律。
2.2 反向散射调制的能量传递
由图1可以看出，在射频识别系统的工作过程中，始终以能量为基础，通过一定的时序方式来实现数据的交换。基于传输距离及防碰撞算法的考虑，本模型采用反向散射调制，利用电磁波反射完成从电子标签到阅读器的数据传输，频率采用915MHz。下面讨论阅读器到电子标签的能量传输：
在距离阅读器为R的电子标签处的功率密度为：
式中：S为距阅读器R处的电子标签处的功率密度，kWm2;PTx为读写器的发射功率，kW;GTx为发射天线的增益，dBd;R是标签与读写器之间的距离，m;EIRP为天线有效辐射功率，是指读写器发射功率和天线增益的乘积，kW。
在电子标签和发射天线最佳对准和正确极化时，电子标签可吸收的最大功率与入射波的功率密度S成正比。可表示为：
式中：PTag为电子标签可吸收的最大功率，k W;S为入射波的功率密度，kW/m2;比例系数可表示为：
式中：?为射频波的工作波长，m, GTag为电子标签的天线增益，dBd。
把式(3)代入式(2)，可得：
无源射频识别系统的电子标签通过电磁场供电，标签功耗越大，读写距离越短，性能越差。通过分析式(4)，可以看出无源射频识别系统的识别距离R主要决定于射频工作波长、天线增益及发射功率等因素。本模型采用低功耗IC设计技术使电子标签本身的功耗降低。通过设计改进，本系统所采用的低功耗电子标签工作电压在1.2V左右，标签本身的功耗可以降至50?W，甚至5?W。这样，本系统采用的UHF无源电子标签的识别距离在无线电发射功率限制下，可以达到10m以上的识别距离。
3. 基于RFID的军用危险品物流硬件模型
本文通过对每个军用危险品安装射频识别电子标签，并对其进行编号和注册登记，赋予每个军用危险品唯一的身份识别码，军用危险品使用单位对本单位所有军用危险品建立电脑履历档案，相关监察部门建立辖区范围内所有军用危险品信息数据库，各单位将军用危险品履历档案信息和使用记录信息，检验单位将军用危险品定期检验信息通过网络上传到相关监察部门的军用危险品信息综合数据库，实现了军用危险品使用单位、检验单位和安全监察部门之间的信息资源共享，实现了全程信息化控制与管理。
基于RFID的军用危险品物流管理系统软件模型由以下三个子模型组成：
3.1 军用危险品监察信息子模型
军用危险品监察信息子模型是整个系统的核心部分，其主要功能包括：
(1)在相关的监督部门建立包括所有军用危险品履历档案、使用记录和定期检验数据信息的综合信息数据库。
(2)接收军用危险品使用单位的军用危险品履历档案、新增军用危险品、使用记录、送检军用危险品、报废军用危险品等数据信息。
(3)接收军用危险品检验单位的检验、接收、检返、在检、报废数据信息。
(4)相关权限用户可以通过上网查询，了解自己所用的每个具体军用危险品的安全状态信息。这样就使得基层具有了军用危险品安全信息的知情权。
(5)安全监察部门可以掌握军用危险品使用单位、检验单位的实时动态数据信息，可以分析判断所辖区域及所管辖单位的安全工作的实际情况，对使用单位的安全状况、对检验单位的检验质量作出评估，发现安全隐患可以及时制止。
3.2 军用危险品使用信息子模型
该模型建立了使用单位内部的军用危险品档案履历信息数据库，由于采用了电子标签为每个军用危险品进行注册登记编号，在现场操作时只要使用手持式阅读器就可以非常方便地对军用危险品进行自动识别和登记。由于手持式阅读器内部已经预置有各个军用危险品的相关特征信息，在现场操作的各相关环节，手持式阅读器均会自动对相关信息进行处理、分析和判断，对操作人员进行异常信息的提示或报警，防止了人工操作判断和记录极易发生的差错，减轻了操作人员的工作难度和工作量，实现了军用危险品安全管理的自动化和信息化。
该系统建立后，可以实现的主要功能有：
(1)实现了军用危险品履历档案的电脑化，档案信息的录入界面友好，档案录入方便、快捷、准确。大大减轻了档案录入工作的难度和工作量，提高了工作效率和质量。
(2)用户可以依据需要，随时对军用危险品履历档案信息进行查询、汇总和分析判断。使得军用危险品档案信息在安全管理和生产实践中真正发挥应有的作用。
(3)能有效地进行军用危险品作业的过程控制，对异常情况由操作人员使用的手持式阅读器自动给予提示和报警，可以及时、有效地发现过期报废军用危险品和检验超期军用危险品，避免了人工操作极易发生的判断失误，可以有效地减少或避免事故的发生。
(4)无需人工进行操作登记，由手持式阅读器和电脑程序自动完成所有的操作记录，可以事后追溯并查询到任何一个军用危险品的流转历史，以及当前状态下任何一个操作人员的操作情况，便于操作质量的分析与控制，事故原因及事故责任的分析与认定。
(5)可以及时将相关信息准确上报给军用危险品监察信息子系统，为安全监察部门的安全监察工作提供了可靠的技术支撑手段。
3.3 军用危险品检验信息子模型
将军用危险品检验的相关信息采用计算机辅助技术进行录入、计算和管理，包括如下内容：
(1)检验记录录入。将现场的检验数据信息录入计算机，录入界面友好，录入方便、快捷、准确。大大减轻了录入工作的难度和工作量，提高了工作效率和质量。
(2)检验数据的自动计算。现场的检验数据可以由电脑程序进行自动计算，并自动得出军用危险品的检验结论，自动生成检验报告，减少了人工计算极易发生的差错，提高了检验工作的效率和质量。
(3)检验信息上报。军用危险品检验信息全部可以上报给相关安全监察部门的信息数据库。
由以上分析可知，本系统模型如图2所示：
4. 结语
本文设计的基于RFID技术的军用危险品物流管理模型可极大改善目前我军军用危险品管理的现状，在当前安全形势严峻的情况下，可有效增强相关职能部门的监察能力。而且，只需对电子标签的数据结构和管理软件的相关部分稍作修改，本系统就可以应用于其它可视化管理系统。
摘要：军用危险品在我军军用物资中占有很大比重, 如何对其进行安全管理是提升我军后勤现代化水平所面临的重要课题。本文在分析我军军用危险品物流管理现状的基础上, 提出一种基于射频识别 (RFID) 技术的军用危险品物流管理系统模型, 可极大提高我军危险品物流管理的信息化水平。
【物流系统的数学模型】推荐阅读：
绿色物流系统的构建07-20
应急物流系统的建立08-29
物流系统的绿色度评价08-03
制造业物流系统的优化06-24
电子商务中的物流系统10-05
物流管理信息系统的读后感想范文09-01
物流机械系统05-20
铁路物流系统05-24
集成物流系统05-28
物流执行系统06-12