1. 研究目的与意义
初步掌握运输配送路线优化与运筹学相关基础知识。在配送路线选择中,能采取模型化方法进行路线确定。相关模型有Tabu Search算法、SOM方法、遗传算法、节约里程法等。以及运筹学包括的数学规划(又包含线性规划、非线性规划、整数规划、组合规划等)、图论、网络流、决策分析、排队论、库存论、模拟等。
本文着重解决物流路线中的热点问题。解决问题方法新,提出了一种更好的算法,对原算法有效率的提高,或能适用更普遍的问题。在应用上有新突破,将原有的算法在实际应用中进行了模型的优化、改进,解决了实际应用的问题。较为系统地研究了遗传算法理论。
2. 研究内容和预期目标
研究内容:
伴随着生产社会化、专业化,必然要求出现现代化的物流业,现代物流产业能促进物资流通、引导消费,进而推动经济发展。在物流产业中,物流配送扮演者举足轻重的角色,尤其是车辆路径优化,是物流系统优化的关键环节。配送方案的合理与否,对物流成本将产生直接的影响。科学合理的配送方案能有效连接生产与消费,提高商品流通速度,保证了生产按消费者需求进行,从而有助于商品价值和物流服务的实现。
从实践应用看,在当前物流产业快速发展的背景下,为了提高物流经济效益、实现物流合理化,就必然要求对配送车辆进行路径优化。对车辆路径优化理论与方法的系统研究是实现物流集约化发展的必然要求,也是经济发展的客观要求。通过对实际问题进行抽象,并基于一定的假设条件,建立起各种车辆路径问题的数学模型,通过对模型分析和求解,以制定出科学合理的车辆路径规划,从而提高整个物流运输速度,以有效的衔接生产和消费,解决其在空间上的矛盾,同时有助于企业降低配送成本,获得更大的经济效益。
3. 国内外研究现状
物流配送车辆路径问题(Vehicle Routing Problem,VRP),由Dantzig 和Ramser(1959)[1-2]率先提出,并引发学界的关注。来自应用数学、图论与网络分析、计算机科学、运筹学等领域的广大学者对此问题高度关注,使其很快成为研究的热点问题。主要集中在以下三个个方面:
旅行商问题(Traveling Salesman problem, TSP)。旅行商问题是指商人从自己所在城市出发,希望找到一条既能经过给定顾客所在城市,又能在回家前遍访每一个城市一次的最短路径[3]。TSP是VRP的特例,即当车辆容量足够大,使得所求解VRP问题只包含一条路径,此时VRP问题就退化成TSP问题[4]从TSP问题是较早研究的路径优化问题,针对此问题国内外学者运用不同的优化方法进行研究,并产生了大量研究成果。王剑文等[5]综述了求解TSP问题的各种算法;文献[6]研究了一种与真实蚂蚁系统更加贴近的信息素扩散算法,进一步真实地模拟了蚂蚁信息系统;文献[7]在路径选择时提出了一种不再考虑距离因素,仅考虑信息素强度的方法;文献[8-9]在信息素的局部更新规则和全局更新规则中增加了参数控制;文献[10]提出的KCC-Ants和ELU-Ants算法,使用了新的局部信息素更新规则;文献[11]采用了新信息素更新策略一内部更新系统。
带容量约束的车辆路径问题((Capacitated Vehicle Routing Problems, CVRP)[12-13]。设有若千个配送中心和客户节点,且配送中心与客户及客户与客户间的距离己知,各客户节点的需求量均小于车辆载重量,现要从配送中心出发,用若干台车辆向某区域范围内的若干客户节点提供配送服务。要求科学规划车辆出行路线,使得在保证完成配送任务的条件下车辆行驶里程最短,同时满足车辆容量和行驶距离限制。关于带容量约束的车辆路径问题的研究较早,如刘云忠等[14]对CVRP的研究进行了综述。
4. 计划与进度安排
研究方案:
调查法在论文选题和建立概念模型时,对我国物流配送的现状进行了较为深入的调查,如对申通公司湛江分公司的配送业务进行多次调研,使得论文的选题具有较强实际应用价值,使得建模具有客观基础。
文献研究法在选题,作者对当前国内外的相关研究文献进行全面的查阅,在充分了解已有研究成果的基础上提出研究课题,从而保证了选题的新颖性;在建模时,对已有模型进行了充分查阅和系统的分析,提出本文的概念模型,保证了模型既有一定理论基础,又有一定实际应用价值。
5. 参考文献
[1]Dantizi.G Ramser.J.The Truck Dispatching Problem [J]. ManagementScience 1959:81-89.
[2]延庆,李鹏飞等.求解TSP问题的改进最大最小蚁群算法[J].西安工程大学学报,2010(06):818-821.
[3]Oliver LM, Smith DJ, Holland JRC.A study of permutation CrossoverOperators on the Traveling Salesman Problem. Proceedings of the SecondInternational Conference on Genetic AlgorithmLawrence Erlbaum Associates1987,224-230.
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