（概率论与数理统计专业论文）可靠性理论在物流配送中的应用研究.pdf

a p p l i c a t i o n sa b o u tr e l i a b i l i t yt h e o r y i nl o g i s t i c sd i s t r i b u t i o n s y s t e m h u z u n g u o b s ( c h a n g s h ac o l l e g e ) 2 0 0 8 at h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e r e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fs c i e n c e p r o b a b i l i t ya n ds t a t i s t i c s l n c h a n g s h au n i v e r s i t yo fs c i e n c e & t e c h n o l o g y s u p e r v i s o r p r o f e s s o rl i a n gx i a o l i n a p r i l ，2 0 1 1 长沙理工大学 学位论文原创- 陛声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 作者签名： 匈萼l 匐日期沙f j 年乡月y 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到 中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名：翻旁习 导师签名： 魂，p 粕 弦 。 日期：z 纠f 年夕月矽e t 日期：枷f | 年j 月落日 摘要 本文运用可靠性理论对物流配送系统的有关问题进行了探讨。根据我国物流 业的定义，将物流配送过程分为“配”与“送”两个有机组成成分，将配送视为 系统的单元，即配送系统的可靠性通常取决于配货与送货时间内的可靠性状态； 在理想状况下配货与送货时间服从指数分布，然而现实是非指数分布占主要部 分，本文针对这种非指数的情况探讨配送系统的可靠性问题。 根据已有的可靠性数学的一些基本理论及指标体系，分析配送系统的可靠 性评价通常使用的是可用度这一指标。传统的研究有关物流可靠性评价研究，通 常假设配货与送货服从指数分布，利用马尔可夫过程理论建立配送模型；本文对 其进行概括和总结和推广得到广义马尔可夫过程的配送系统模型。结合物流 配送与马尔可夫过程的相关理论，定义配送系统的状态，引进l a p l a c e 变换得到 这个新模型的主要可靠性指标，包括可用度，可靠度等。本文研究了一般化的物 流配送可靠性模型及其拓广应用问题，为大型复杂的现代物流配送企业系统提供 理论支持，并为其提高经济效率提供了参考依据，具有较强的实用价值。本文所 使用的理论方法是随机过程及其马尔可夫更新理论；并将传统的数学规划与经济 学，管理学相结合；但是如何使用精确的数学方法恰如其分地刻画具有意识微观 主体的行为，是我们处理配送服务可靠性所面临重大难题；这也是我们将要进一 步研究的专题。 关键词：物流配送；m a r k o v 更新过程；l a p l a c e 变换；可用度；可靠性 a b s t r a c t i nt h i sp a p e r , t h er e l i a b i l i t yt h e o r yo fl o g i s t i c sd i s t i l b u t i o ns y s t e mi s s t l e sw e r e d i s c u s s e d a c c o r d i n gt o t h ed e f i n i t i o no fc h i n e s el o g i s t i c si n d u s t r y , 1 0 9 i s t i e sa n d d i s t r i b u t i o np r o c e s sw i l lb ed i v i d e di n t o ”p i c k i n g ”a n d ”d e l i v e r y ”t w oo r g a n i c c o m p o n e n t s ，也ed i s t r i b u t i o nu n i t ，a sas y s t e m ，t h a tu s u a l l yd e p e n d so nt h er e l i a b i l i t y o fp i c k i n gt i m ea n dt h er e l i a b i l i t yo fd e l i v e r yt i m e ：i nt h ei d e a lc a s ep i c k i n ga n d d e l i v e r yt i m e sa r ee x p o n e n t i a ld i s t r i b u t i o n ，b u tt h er e a le x a m p l ea c c o u n t sf o rt h em a i n p a r to ft h en o n - e x p o n e n t i a ld i s t r i b u t i o n t h i sp a p e ri st h ec a s ef o rt h i sn o n e x p o n e n t i a l t i m eo fr e l i a b i l i t yo fd i s t r i b u t i o ns y s t e m t h ed i s t r i b u t i o ns y s t e mr e l i a b i l i t ye v a l u a t i o nw o u l db ea n a l y z e do n 也eb a s i so f t h eg i v e nr e l i a b i l i t yo ft h em a t h e m a t i c sa n di n d i c a t o r sf o rs o m eo ft h eb a s i ct h e o r y a n do f t e nw eu s et h ea v a i l a b i l i t yo ft h e s ei n d i c a t o r s p r i o rt ot h i ss t u d yt h er e l i a b i l i t y e v a l u a t i o no fl o g i s t i c sd i s t r i b u t i o n ，t h ee x p o n e n t i a ld i s t r i b u t i o na b o u tt i n ei so f t e n a s s u m e da n di sb a s e do nm a r k o vp r o c e s si nt h ee x i s t i n gd i s t r i b u t i o nm o d e l ； i nt h i s a r t i c l e ，m a r k o vp r o c e s sd i s t r i b u t i o ns y s t e mm o d e lw i l lb eg e n e r a l i z e da n d s u m m a r i z e d g e n e r a l i z e dm a r k o vm o d e i 1 0 9 i s t i c sd i s t r i b u t i o na n dt h et h e o r yo f m a r k o vp r o c e s sw i l lb ei n t e g r a t e da n di i n k e d t h es t a t ed i s t r i b u t i o ns y s t e ma r e d e f i n e d t h er e l i a b i l i t yo fs o m eo ft h ek e yi n d i c a t o r sa r eu s e df o rn e wd i s t r i b u t i o n s e r v i c er e l i a b i l i t ym e a s u r e t h e o r e t i c a lm e t h o d so fm i sp a p e ri sr a n d o mp r o c e s sa n d m a r k o vr e n e w a it h e o r y , c o m b i n e dw i t ht r a d i t i o n a lm a t h e m a t i c a ip r o g r a m m i n ga n d e c o n o m i c s ，e v e nt h es u b j e c to fm a n a g e m e n t ；b u th o wt oa p p r o p r i a t e l yu s et h ep r e c i s e m a t h e m a t i c a lm e t h o dt od e s c r i b et h eb e h a v i o ro ft h et h o u g h t f u lh u m a nw i t has e n s e o ft h em i c r oi sag r e a tp r o b l e m w ed e a lw i t hd i s t r i b u t i o np r o b l e mu s i n gt h er e l i a b i l i t y o fs e r v i c e s i nt h i sp a p e r ag e n e r a l i z e dl o g i s t i cd i s t r i b u t i o nr e l i a b i l i t ym o d e la n d e x t e n s i o no fa p p l i c a t i o np r o b l e m sw i l lb ei n c l u d e d w h i c hi sb e n e f i c i a lf o rl a r g ea n d c o m p l e xs y s t e mo fm o d e ml o g i s t i c sa n dd i s t r i b u t i o nc o m p a n i e st op r o m o t ee c o n o m i c e f f i c i e n c y , f u r t h e r m o r e t h e r ei s as t r o n gp r a c t i c a lv a l u ea sar e f e r e n c ew i t h d i s t r i b u t i o ns y s t e mr e l i a b i l i t ye v a l u a t i o n k e yw o r d s ：l o g i s t i c sd i s t r i b u t i o n ；m a r k o vr e n e w a lp r o c e s s ；a v a i l a b i l i t y ； r e l i a b i l i t y 目录 摘要i a b s t r a c t - i i 第一章绪论 1 1 可靠性数学的背景1 1 2 国内外物流配送过程发展的现状分析及其趋势3 1 2 1 现代物流配送的概念3 1 2 2 物流配送的作用5 1 2 3 中国的物流配送的现状与发展5 1 3 物流配送过程可靠性问题6 1 4 物流配送研究的内容概要与意义8 第二章配货过程具有一般分布的配送服务系统 2 1 可靠度l0 2 2 可用度l0 2 3 指数分布1 2 2 4l a p l a c e 变换和反变换1 2 2 5 更新过程以及m a r k o v 更新过程1 3 2 5 1 更新过程l3 2 5 2m a r k o v 过程以及m a r k o v 更新过程l3 2 6 基于m a r k o v 更新过程的物流配送系统可靠性度量“1 5 2 6 1 物流配送系统可靠| 生简介1 5 2 6 2 物流配送服务的可靠性与可用度1 5 2 6 3 物流配送系统的半m a r k o v 模型j 5 2 6 4 结论2 0 第三章送货都均具有一般分布的配送系统的可靠性分析 3 1 引言2l 3 2 假设与模型建立2 l 3 3 结束语2 6 第四章结论与展望“2 7 参考文献2 9 致谢一3 2 附录攻读学位期间所发表的学术论文3 4 第一章绪论 1 1 可靠性数学的背景 当今科技发展日新月异，全球化深入人心；现代技术的不断进步，为可靠性 理论的应用和发展提供了广阔的空间，直接促进了可靠性数学理论的日益完善。 1 9 世纪三十年代，可靠性数学理论运应而生。早期人们主要研究机器的维修问 题，其次就是更新理论应用于更换问题：可靠性数学指的是，运用概率统计和运 筹学的理论和方法对产品( 单元或系统) 的可靠性作定量研究。它是可靠性理论 的基础之一。可靠性指的是部件、产品或系统在规定的条件下和规定的时间内， 完成规定功能的能力，丧失功能称为失效。可靠性理论是以产品的寿命特征为研 究对象的。 可靠性研究不仅对单元做定量研究分析，也常常对系统做定量研究。 本论文所指的系统是非常广泛的，同时也是相对的。例如，物流配送可以 作为一个系统，其中的重要环节配送也可以看成系统。所谓可靠性系统在 一定条件下完成其预定功能的单元泛指元件、器件、部件、设备等。例如 人也可以作为一个单元完成指定的功能。单元或系统的功能丧失，无论其 能否修复，都称之为失效。而常常可修复的单元与不可修的单元带来系统 可靠性的影响是不同的。可靠性理论及其研究对象比较独特即以失效现象 为基础和参照：失效现象是社会存在的某种客观规律，有时具有不可控制 的因素。工程设计及科学、物理和化学分析机理失效、数据的收集和处理 不合理、可靠性的定量评定以及使用的不规范、维修和管理混乱等都可能 导致系统的失效现象的出现。可靠性问题的提出，源子大工业生产及第二 次世界大战中研制和使用复杂的军事装备的需要。在当时的条件下，单元 性能的可靠性已经有很大的提高，但是大型系统的出现，而且结构越来越 复杂，这样以来要求其完成的功能也变得非常的广泛，因此系统定量评定 和系统可靠性的不断改善已成为一个重要研究课题。一般来说，研究系统 的可靠性的惯例就是使用数学模型进行定量分析，并探讨它与系统性能、 经济效益之间的关系。从二十世纪三十年代可靠性数学理论诞生的不断完善的 过程里，其发展过程也是陆陆续续的，开始的数年里机器维修问题是其研究的主 要领域，在第二次世界大战前后，其得到了突破性的发展，尤其在军事领域而得 到了快速而又广泛的发展与应用。在新的世纪里，可靠性数学迎来了又一次新 的发展天地。经济全球化，社会和谐化，可靠性数学已经深入到军事、工程、管 理、经济等各个领域。在我国有关可靠性的研究和应用开始于上世纪六十年代， 在当时物质条件极为匮乏的情况下，从最开始的少数人的倡导系统可靠性工程理 论研究与实践而后发展到目前高校、有关科学研究院所参加的的一系列庞大的科 研队伍，并取得了不少惊奇的成果。更值得一提的是，二十世纪七、八十年代的 军用航空领域系统里，可靠性理论研究与实践取得了的飞速发展。目前，系统可 靠性研究成果不仅在航空、航天等军事工业得到了广泛应用，而且扩展到建筑、 电力、通信、家电等许多民用行业，其发展十分迅速，已发展成为一门独立成熟 的学科可靠性工程。 可靠性是度量工程、产品等质量的重要指标，从某种意义上说，工程可靠就 代表着工程质量优良。在商业竞争日益加剧的今天，物流配送管理在企业活动 中的地位日益突出，已经成为企业竞争优势的重要组成部分，如何分析和提高企 业物流的配送可靠性也变得日益迫切。物流的协调运行是建立在各个企业配送运 行可靠的基础之上，因此，有效的企业管理离不开对物流配送可靠性的评价和保 障若不进行可靠性的评价就不能了解到可靠性的高低程度也就无从着手进 行物流可靠性的保障，物流企业管理的效率和效益就体现不出来。 随着可靠性理论的发展及其广泛应用，从国内外近期的研究中我们可以看 到，越来越多的研究者开始关注多种条件下更加复杂的系统。尤其物流配送系统 受到学术界的广泛关注和重视。物流管理是随着全球制造的兴起以及适应客户需 求的快速变化而产生的一种新型管理技术，它已成为世界各国研究热点。在现代 供应链管理中，日益激烈的市场竞争使得越来越多的物流公司意识到，配送服务 质量对提高整个配送中心的效益具有重大意义。近年来，许多国内外的学者对供 应链及其部分环节的可靠性进行了较为广泛的研究，t h o m a s 3 首先提出将可靠 性工程应用到供应链中，并给出了供应链可靠性的定义，王建，张文杰 1 3 从单 级供应链可靠性分析出发，进行了基于m a r k o v 过程的多级供应链可靠性分析， 2 但所设计的缓冲库仅仅适用于链状供应链结构，陈国华等 4 提出了供应链的链 状模型以及网络模型，以节点企业的可靠性为基本单元分析供应链系统的可靠 性，张晓梅，吴捷 5 从配送服务的流程出发，对配送服务的可靠性进行了研究， 运用m a r k o v 过程的相关理论，提出了配送服务可靠性的评价方法，但他们的结 果是在假设配送过程中的状态的逗留时间均服从指数分布的条件下得到的，而现 实中的很多配送系统状态的停留时间的非指数分布形情缺乏系统的讨论。本文将 对非指数形情的配送系统进行研究。 可靠性、成本、货损和时间被认为是配送服务的最重要的四大因素。物资 在规定的时间内按要求到达目的地是我们配送服务的首要目标，然后在此基础上 才能有成本，货损的调整与控制 。因此，配送服务的可靠性显得尤为重要，随 着现代物流配送的不断发展，通过对配送中心的可靠性评价，找出服务的薄弱环 节，对改善服务质量，提高服务水平与提高配送服务中心的效益有着重大的现实 意义。 1 2 国内外物流配送过程发展的现状分析及其趋势 1 2 1 现代物流配送的概念 现代物流配送概念的认识，从微观经济学的角度看，配送是社会再生产过程 中实现资源最终配置的经济活动。它体现了资源的有效配置问题，同时也是一种 经济体制的形式。这种配置是接近顾客，体现了再运营中的至关重要的战略地位： 我们所强调的配货截然不同于传统意义上的配送，即以现代生产力，劳动手段作 为支撑，依靠科技进步，实现“配”和“送”的有机结合。一般意义上的送货是 一种自发的偶然行为，而配送是具有固定形态与组织，系统的装备和管理力量， 它是一种高层次的送货形式。随着经济的进一步发展，市场的变化，人们对配送 的理解与认识也随之深化，因此配送的内涵也在不断深化。 日本工业标准( j i s ) 将配送定义为“把货物从物流据点送到交货人处”，是 “从配送中心到客户之间物品的空间移动”。用通俗的话来讲既配又送。“配” 包括了货物的分拣和配货活动；而“送”则包括了各种运输方式和送货行为。据 我国国家标准物流术语中对配送的定义，配送是指“在经济合理区域范围 3 内，根据客户的要求对物品进行拣选，加工，分割，组配等作业，并按时送到指 定地点的物流活动。”按配送的主要功能进行划分，可将配送划分为配货( 拣选， 加工，包装，分割，组配等) 和送货( 装货，运输，卸货) 两大作业环节。一 般来说配送在整个物流过程中的一种既包含集货，储存，拣货，配货，装货等一 系列狭义的物流活动，也包括输送，送达验货等送货上门为目的的商业活动，它 是商流与物流结合的一种综合性供应链环节，也是物流过程的关键环节。物流配 送直接面对的就是消费者，因此配送企业应当做到“用户至上”“质量第一”服 务标准。配送企业地位是服务地位而不是主导地位。 美国沃尔玛是世界上最大零售企业。目前，沃尔玛在全球1 5 个国家开 设了超过8 ，0 0 0 家商场，下设5 3 个品牌，员工总数2 1 0 多万人，每周光临 沃尔玛的顾客2 亿人次。它之所以成功在于它高度重视配送体系的建设和 完善，沃尔玛在7 0 年代建立第一个配送中心，在美国本土利用自己的连锁 商场配送商品。在其他国家一般采用第三方物流。沃尔玛的企业理念是最 低成本提供最高质量的服务，配送系统及时迅速为每个顾客和商场提供 各类服务，使得整个供应链“无缝”对接，顺畅运作。在配送中心，计算 机掌控着物流配送的一切活动。沃尔玛品牌之强很大部分源于其配送的精 准性，配送中心的高效率也往往以可靠作为根本的保障。在沃尔玛公司上 游的供货与下游商场的供应链中，确保进货产品与订货单，发货单惊人的 相互吻合，当货物进入商场无需再次检验。沃尔玛配送系统的配送的可靠 性，让他们确定商品数目和类别无失误的情况，这样一来企业的时间，人 员投入及其成本可以大大减低。沃尔玛的配送模式是，第一步，原产品供 应商将商品送达到指定的配送中心，责权明确的有职业技能素养的有关工 作人员对采购计划、商品检验等程序予以核对，第二步，将商品分别送到 货架的不同的指定位置存放。确保每一样商品储存进去时在指定的不同货 架相应位置存放，工作人员使用计算机设定的程序都会把商品的方位和数 量一一记录并有序的保存下来；第三步，如果任有一家商店提出要货计划， 计算机就会搜寻出这些所需商品的存放具体位置，并根据商店所规定代号 自动打印出印有相应标签，并供贴到商品上。第四步，有关人员将包装好 的商品将被直接放入传送带，零散的商品由工作人员取出后，也会被送上 4 传送带。这样以来，商品能在长达几公里的传送带上进进出出，秘诀就是 激光辨别上面的条形码，条形码的商品信息与存货信息的非常精准，足以 能够将他们送到所需要货物的地方去。据有关统计，传送带上一天输出的 货物可达2 0 万箱。对于零散的商品，传送带上有一些信号灯，有红的、有 黄的、有绿的，员工可根据信号灯的提示来确定商品应该被送往的商店， 来取这些商品，并将取到的商品放到一个箱子当中，以避免浪费空间。 1 2 2 物流配送的作用 在企业进行营销活动实现分配时，专业化的配送可以降低成本，提高效率， 这是由于每个企业的核心功能不同，配送环节的建立，为大型企业集团提供统一 的采购，集中库存创造了良好条件，会更加充分发挥其规模经济的效益；配送服 务满足了客户多样化的需求，减低了客户的工作量，节约开支，方便顾客；同时 高效率的配送系统避免了库存对企业的制约，尤其采用了准时库存之后，企业完 全可以依靠配送中心的准时配送而不需要自己持有库存作为应对策略。这样企业 可以从孜孜以求的“零库存”的思想包袱中解放出来，腾出大量的可利用资金， 提高盈利水平。避免了社会稀缺资源的浪费，显著地提高了社会总福利水平。 1 2 3 中国的物流配送的现状与发展 回顾历史，很多人认为配送是在仓库基础上发展起来的，仓库是几千年以 来作为保护物品的设施，早在大运河自南向北的粮食漕运时期，就已经出现了转 换职能为主要目的的仓库设施，新中国成立后，在计划经济的分配体制下，我国 出现了大量“中转仓库”，中转仓库的衔接流通能力加强，其后又出现有一定数 量规模的“储存仓库”。但是物流配送服务的社会化程度很低，区域分割，市场 分离，经营体制的陈l e l ，人员素质不高，远不能满足人们的需求。我国的储运业 缺少多功能，全方位的的服务：地区，行业沟通不畅，协调失灵。其次就是软件 投资不高，相关专业人才匮乏。目前使用的仓库简易缺乏长期的战略规划，有的 又重复建设，造成社会资源的浪费；我国的连锁行业多年来高速发展，全球商业 巨头竞相抢占中国市场，连锁企业必须审视度势，把握行业变化特点，及时精准 地提高配送工作。无论是自建配送中心，还是利用第三方物流，物流配送的优劣 直接决定着企业的存亡。在发达国家，一家连锁企业的成功可能会直接导致数家 传统零售商的倒闭。连锁企业之所以有很强的竞争力，其中重要因素就是完善而 有精准的配送系统。同世界发达国家比较，我国的物流配送系统十分的脆弱，在 物流配送处于起步阶段，同时又要参与全球化竞争，对我们的企业提出了严重的 挑战。在很长的一段时间内推动我们物流配送的发展是一个重要课题。 配送的发展通常伴随着经济环境的改变和市场条件的变化而变化。3 0 年来 的改革开放，市场机制逐步完善，价格机制在资源配置的调节作用日益体现；长 期以来供不应求的市场局面得以打破，国企的股份制以及现代产权制度的确定为 加强科学管理，发展高效率的配送中心提供了良好的外部环境。配送服务应该大 力使用现代信息技术和物流技术的高效结合，结合中国实际引进条码技术，计算 机信息关系技术等，国家本身也应该制定相关措施扶持该行业的发展，为配送提 供大量的相关人才支持。让人们的认识与观念逐渐改变，让更多的企业认识到“大 而全，小而全”是计划经济的产物，是不适应市场发展规律的，应该充分认识到 配送服务的可靠性和时效性，创造第三利润的重要性。配送中心的标准化，规范 化是提高整体的效益保证，配送中心投资巨大，包括土地，建筑，设备等硬件， 软件和人才都是投入相当大的，单单是中小企业建立的配送中心，往往成本巨大： 同时也面临分散经营所造成的设备，设施，人员浪费和闲置。为实现效益最大化 与提高可靠性，则必须考虑社会化，公共化建设。随着社会经济的进步，人们呈 现“”需求多元化，“消费差异化”的特点。人们往往在配送中心使用高频率， 多品种和小批量的配送，这样以来对配送的可靠性提出了更好的要求。 1 3 物流配送过程可靠性问题 1 3 1 物流配送过程工作绩效 物流配送过程工作绩效指的是在配送中心从顾客订货到商品送达交接的全 过程的效果衡量，其中很大程度决定于配送的可靠性。 ( 1 ) 配送的周期性，在订货开始一直到实际货物的达到的小周期。这个周 期差异性很大，在现代的便捷的通信和运输技术条件下，可能订，发货长则数月， 短则几小时。如果在较短的时间内，尽可能短的时间内配送作业完成的越可靠， 6 那么顾客所需的存货投资越小。 ( 2 ) 前后一贯性，指的是必须按照配送承诺或者有关商业契约履行配送义 务，即言行一致，它是物流配送中心作业的基本问题。 ( 3 ) 意外的灵活性，包括处理顾客特殊需要的紧急应变能力，妥善处理客 户的要求，例如：突如其来的意外订单，配送数目地点的变化。很大程度决定顾 客的“随机应变”能力。还有无论配送如何的先进完善。终究发生故障的情形 是客观存在的。 1 3 2 物流配送过程常见的问题以及原因 配送中心运营后，常常会出现这样或者那样的问题，会直接导致配送的失效， 配送过程的故障复杂多样，有的是外部因素不可以控制，意外的的自然灾害如地 震，泥石流等；有的则由于内部原因引起的，例如管理的滞后，人员责权不明确， 相互扯皮，这样就使得配送的低效率。具体来讲，常见的导致配送失效的原因 有： ( 1 ) 配送周期太长其起因送货的路程太远，运送工具与运输方式选取有欠 妥，配送作业的流程不合理，此外还包括承诺的时间太短，面对这样的情形，往 往需要适宜做出配送时间承诺，但也要保持时效快速的竞争力。对配送路径与流 程做出重新评估与规划，选择小型的运载工具，与其他配送中心进行共同配送。 ( 2 ) 配送时间欠准确送货时间的把握性不强，管理欠严格，人员和运载 工具的调配不当，都是导致配送失效的重要原因。这样最佳配送时间经验的把握， 严格的企业管理制度的确立会有效杜绝这类问题。解决这类问题的办法通常是送 货车辆和人员的调配合理化，也可以将送货服务外包出去。 ( 3 ) 配送中心的库存不合宜当出现订单时候，缺货现象的存在使得货物无 法及时跟进。对市场的有效需求预测欠准确，主页的商品菜单没有及时更新，脱 销的货物也没有明确的补充，这样以来配送就无从完成。上述问题的解决方案通 常是形成完整的市场需求预测方案，建立需求信息档案库，及时更新主页，提供 订货指导，与有关厂商建立良好稳定的战略合作关系。 ( 4 ) 配送中心的员工的职业素养低下配送管理制度的混乱，越俎代庖的现 象时有发生，有关岗位人员没有尽职职责，不遵循作业的流程规范；也可能导 7 致无法知道送货的具体信息，缺乏配送的跟踪信息系统。面对这样的情况，配送 企业，应当制定严格的配送管理规范知道和作业制度，加强岗位培训，明确岗 位的责任制，在主页中公布客户服务电话和投诉电话以及投诉程序。 1 4 配送可靠性研究的内容概要与意义 改革开放以来，随着我国商业和零售业的蓬勃发展，我国的物流配送中心得 到了长足发展，但较之国外先进物流配送业的发展水平以及我国零售业快速扩张 的需求而言，我国的物流配送中心在配送比例、物流成本、信息化水平、配送技 术等方面依然存在着明显不足。曾钟钟 1 i 等人使用熵法确定属性权数的方法专 门研究物流公司配送绩效评价模型。谭凌，高峻峻 1 0 研究了随机需求下连锁 零售企业的配送中心选址问题以此求的最优库存水平和最小成本；在供应链配 送中心的评价研究中，邹仲海，宋国防 9 克服了层次分析法( a h p ) 的缺点( 其只 能分析经过大量简化处理的树状结构或者其他理想结构) ，使用模糊网络分析法 ( f a n p ) 来分析配送中心评价指标；在涉及很少的度量供应链配送系统的可靠性的 研究中，2 0 0 6 年张旭梅，吴捷 5 等人首次对配送服务可靠性进行研究，从配送 作业服务的流程出发，运用马尔科夫的相关理论，提出了一种配送服务的可靠性 评价方面，然而，供应链配送系统是一个复杂的、随机的、模糊的系统是在空 间和时间上动态发展的系统，如果仅仅把配送过程的状态完全假设为指数分布， 显然与现实情况有所出入： t h o m a s 于2 0 0 2 年首次将可靠性工程应用到供应链中提出用可靠度来度量 供应链系统的可靠性。陈国华等人更进一步提出用可靠度和可用度两个指标度量 供应链系统的可靠性，而在我参考的有关资料中，物流配送定义有着统一的国家 标准，大量物流研究人员对配送中心的选址及其成本的优化得出了比较全面的的 结论，其次就是对物流配送中心的绩效评价进行了深入的探讨；另外对工程系统 的可靠性指标，有着严格而科学的计算方法，比如可用度、系统平均开工时间， 系统平均停工时间，系统平均周期；我相信利用这些指标，结合使用马尔科夫更 新过程或补充变量的工具，再结合前人对供应链相关可靠性研究的基础上能够找 到新的配送服务可靠性的度量方法，通过对配送中心的可靠性评价，找出服务的 8 薄弱环节，对改善服务质量，提高服务水平提高配送服务中心的效益有着重大的 现实意义。 9 第二章配货过程具有一般分布配送服务系统 2 1 可靠度 日常生活中我们所使用的产品寿命各不相同，除了产品所使用的材料，设计 和制作工艺等各种因素外，还包括产品在储存和运输使用的环境条件，当产品( 部 件或者系统) 丧失了规定的功能，即产品失效，它的寿命终止，显然同一产品在 相同的环境下使用，由于规定的功能不同，产品寿命也将不同。 通常非负随机变量x 描述产品的寿命，x 相应的分布函数为 f ( t ) = p x f ) ，t 0 ( 2 1 ) 有了寿命分布f ( t ) ，我们就知道产品在时刻t 以前正常的概率，即产品在时 刻t 的生存概率月( ，) = p x f = 1 - f c t ) ，r ( t ) 称为该产品的可靠度。 粗略地讲，由一些基本部件( 其中也可以包括人) 组成的完成某种指定功能 的整体，称之为系统，系统的概念是相对的，例如一个核电站可以看做一个系 统，其中的安全保护装置可以看成是它的一个部件：物流系统中可以将配货与送 货送作为其中的一个部件。 2 2 可用度 下面我们用一个二值函数来描述一个可修产品，我们假设它只有正常和故障 两种可能状态，对t 0 ，令 x ( f ) = 盛 ( 2 2 ) 产品在时刻t 的瞬时可用度定义为 彳( f ) - 尸 x ( ，) = l ( 2 3 ) 即时n t 产品处于正常的状态的概率，瞬时可用度爿( f ) 只涉及时刻t 产品是否正 1 0 常，对以前t 的产品是否发生过故障并不关心； 我们以瞬时可用度彳( f ) 为基础，来定义( o ，f ) 时间内的平均可用度 j = 寻【狮) d u ( 2 4 ) 若极限a = l i m a ( t ) 存在，则称么为极限平均可用度，若极限a = l i m a ( t ) 存 在，则称其为稳态可用度，若有稳态可用度彳存在，则极限平均可用度必存在， 且有 a = a ； 可用度是可修系统的重要指标，本文也主要以其作为系统可靠性指标之 一，值得注意的是在本文中更加偏重稳态可用度在物流配送可靠性的度量。根据 我国国家标准物流术语中对配送的定义，配送是指“在经济合理区域范围内， 根据客户的要求对物品进行拣选，加工，分割，组配等作业，并按时送到指定地 点的物流活动。 按配送的主要功能进行划分，可将配送划分为配货( 拣选，加 工，包装，分割，组配等) 和送货( 装货，运输，卸货) 两大作业环节。在日 常配送服务活动及其作业的各项环节中，通常可划分两种状态：配送正常与配送 出错，在一定时间内配送的各项环节均有发生故障的可能性。即各项作业环节向 出错转移，我们假定其转移状态是相互独立的且配送过程是可修复的。 根据可靠性的的定义，可靠性是指部件，元件产品或系统在规定的环境下， 规定的时间内，规定条件下无故障地完成功能的概率。衡量系统可靠性的指标有 很多，本文仅采用可用度这一指标，若用m u t 表示在一个周期内系统正常工作 的时间，m d t 表示一个周期系统处于故障的时间，通过已有的理论，系统的稳 态可用度 彳= 砀历m u 面t ，在供应链配送过程中，肘汀可以看做在一个周期 内配送系统处于配送正常的时间，m d t 可以看做在一个周期内配送系统处于配 送故障的时间。因此，可以将配送服务可用度定义为：在物流配送服务过程中， 大约有a 比例的时间配送服务处于正常工作状态 2 3 指数分布 非负随机变量x 有密度函数 f ( t ) = 加- , i t 名 o , t 0 ( 2 5 ) 则称x 服从参数为旯的指数分布，显然x 的分布函数是f ( t ) = l e ，t 0 均值和方差分别是e ( x ) = 万1 ，妇，= 嘉指数分布很好的描述电子元件的的 寿命问题；在物流可靠性分析中，配货与送货过程同样具有指数和非指数的情形， 指数分布中最重要的一种特征就是其“无记忆性”，即在t 时间过后，如果配送服 务的过程仍然是正常状态，则它在其后的时间内与最开始的配送过程具有完全一 样的可靠性。 2 4 l a p l a c e 变换和反变换 设厂( f ) 为定义在 0 ，佃) 上的函数，则厂( f ) 的l a p l a c e 变换为 ，( p ) = 邝) 】= f 儿) e - p t d t 2 6 儿) = f 1 ，( p ) 卜芴1e ，( p ) e p 印刚。 ( 1 ) 线性性质l a i ；+ 口2 】= 三m 】+ 口2 】 ( 2 ) 微分性质l f ( f ) _ p l f ( t ) - f ( o ) l f ”( f ) 】= p “【厂u ) 卜( p “一1 ( 0 ) + p ”也( 0 ) + + 厂“( 0 ) ) ( 3 ) 卷积性质l a 宰 】- 互( p ) e ( p ) l - 1 互( p ) e ( p ) 】- ( f ) 幸 ( f ) = l - 1 五( p ) 】奉f 1 【疋( p ) 】 其中_ ( f ) 幸 o ) = j ： ( f ) a ( t - f ) a t 1 2 ( 2 7 ) ( 2 8 ) ( 2 9 ) ( 2 1 0 ) ( 2 1 1 ) ( 2 1 2 ) 2 5更新过程以及m a r k o v 更新过程 2 5 1 更新过程 更新过程定义：设置，五独立的同分布的非负随机变量序列，他们的分布 函数为e ( t ) ，均值为，且满足p = 0 ) 1 ，令 c ：= 五+ 五+ + 以，刀= 1 ，2 ( 2 1 3 ) 它们是这些随机变量的部分和，显然尸 c t _ f ( f ) ，咒= l ，2 其中f “( f ) 是f ( f ) 的盯卷积，令k ( t ) = s u p n ：e t ) k ( f ) ，t 0 是个取非负整数值的随机过程，我们称它由随机变量序列 五，鼍k 所产生的更新过程，称以为更新寿命，c 为再生点。，此外我们经 常将部分和过程 e ，n 0 ) 也称为更新过程。 在本文中常用到更新方程 ( f ) 2 9 ( t ) + j o h ( t 一“) d f ( “) ( 2 1 4 ) 即h ( t ) = g ( t ) + h ( t ) 木f ( t ) ( 2 1 5 ) 当f ( f ) 和g ( t ) 为非负的已知函数时，对h ( t ) = g ( f ) + ( f ) 掌f ( f ) 做l 变换 即得其解为h ( t ) = g ( f ) + m ( t ) 乖g ( t ) 其中膨( f ) = f ( f ) h i i 2 5 2m a r k o v 过程以及m a r k o v 更新过程 马尔可夫过程是概率论里一种非常重要的随机过程，在1 9 0 6 年俄国数学 家安德烈马尔可夫( a a m a r k o v ，1 8 5 6 1 9 2 2 ) 提出马尔可夫链。粗略说来， 所谓马尔可夫性可以用以下简单语言来描述：在已知系统目前的信息的条件 下，过去( 即当期以前的历史状态) 对于预测将来( 即当期以后的未来状态) 是无关的。也就是说，在已知“现在”的条件下，“将来 与“过去”无关， 具有这种特征的随机过程称为马尔可夫过程。 m a r k o v 过程更新过程定义：设随机变量见取值在s = 0 ，1 ，2 k 中，而 随机变量瓦取值在 0 ，o o 中，甩= o ，l ，2 ，其中0 = 瓦五瓦t 。 随机过程( d ，t ) = d ，瓦，n = o ，l ，2 称为s 上马尔可夫更新过程，如果对 所有的n = o ，1 ，2 ，都有p ( 乜+ 。= ，乙，1 一瓦 , i d o ，d i ，见，正，瓦瓦 = p 乜+ l = f ，乙+ l - r f 慨 ( 2 1 6 ) 若对所有f ，j s ，f 0 ，p 或+ l = f ，瓦+ ，一乙 f l 乜= f = g ( f ) 与n 无关，在称 ( z ，丁) 是时齐，称 q ，( f ) ，i ，j s ) 为半马尔可夫核。它们组成矩阵q ( f ) = ( g ( f ) ) 显然，除可能，l i r a 。q o ( t ) = 尸 或+ 2 - ，l q = f ) 2 弓小于1 外，g ( f ) 具有分布函数 所有的性质，易证， 弓o ，弓= l 引理1 见，刀o 是状态空间s 上具有转移概率p 的马尔可夫链，引进 郇) ：盟，伽s ，f o ( 当= o ，约定q ( f ) = 1 ) ，此时，对每对( f ，_ ，) ， 瓯( f ) = 尸 瓦+ i 一瓦 f l 见= f ，见+ i = j 定理对任意盯1 ， ，乞oo 厶0 有 p p i + l = f ，乙“一 f l d o ，q ，见) = g dd ( ) g d d ( 乞) g dd ( 厶) ， 就是说，指定马尔可夫链d o ，d l ，d ，的条件下， 独立，且瓦+ ，一瓦的分布仅仅依赖于或与d ，| + 。 如果给定x ( f ) = 或，当乙t 瓦+ i 时， q ( f ) 是一个分布