【《农村物流动态联盟多任务协同优化模型构建案例分析》5900字】

·目录TOC\o"1-3"\h\u24336农村物流动态联盟多任务协同优化模型构建案例分析 1195061.1农村物流动态联盟多任务协同优化方法 1309521.1.1物流作业与资源的协同优化 156661.1.2多任务协同处理过程 254571.2农村物流动态联盟多任务协同优化模型问题描述 441871.2.1多任务协同优化模型描述 4322311.2.2多任务协同优化模型假设 4327571.3农村物流动态联盟多任务协同模型构建 696371.1.1多任务协同优化多目标函数模型构建 6197691.1.2线性加权法转化为单目标函数 10对于农村物流动态联盟多任务协同优化研究不仅涉及协同物流，也涉及作业调度的问题，即在物流网络环境下，通过科学的协同方法，把联盟接受到的配送任务，通过物流作业与资源的精准匹配，将物流任务合理分配给联盟内多个物流企业，而解决此问题对实现农村物流动态联盟企业之间资源共享、协同发展，提高物服务质量，改善农村物流现状有重要意义。因此，本章对多任务协同优化模型的构建进行探讨。1.1农村物流动态联盟多任务协同优化方法1.1.1物流作业与资源的协同优化开始执行配送任务前期，首先应针对农村配送联盟体系予以分析，并明确任务协作机制，制定多任务协同方案。以此实现物流中心所拥有的资源能够和具体的任务实现匹配，结合物流资源当中比较重要的部分，能够有效的提高联盟利用率和实际的控制水平，便于落实联盟运行机制。针对农村物流联盟多任务协同优化问题，其重中之重就是如何将分散异地的农村物流与全省的大量物流资源相统一，确保各项配送任务均能匹配到与之需求比较贴合的物流资源，进而实现多个企业的物流资源协同配送任务。因为不同物流任务的基本物流作业执行具有明显差异，且存在不同的约束与限制。与此同时，执行方的物流资源也存在明显的属性差异，因此必须整合农村物流联盟中各企业的不同物流资源，借助信息中心把这些物流资源再次进行分配。分别对双方的时间成本，服务质量等各项属性予以判断，经层层对比后，将最优的匹配方案予以选出。在协同匹配物流作业与物流资源的缓解，为了确保协同作业的准确性与效率能够得到显著提升，特征匹配这一环节具有着不可忽视的重要性。在本文中将协同过程划分为两个阶段，如图1.1所示。图1.1物流作业与资源协同过程物流任务对物流资源的需求为协同环节的重要因素，首先将物流企业的资源与物流任务进行匹配，以确定物流资源对物流作业的完成能力的情况予以判断，将与物流作业功能需求相符的物流资源予以选出，最后以成本时间及服务质量为依据，将最佳的物流作业分配方法予以抉择，从而获得最佳的物流作业执行流程，达到以物流成本、任务执行时间以及服务质量最优的目标。1.1.2多任务协同处理过程在划分农村物流订单的过程中，可以将其划分成计划任务和实时任务这两种类型。借助物流动态联盟的运营方式，可在具体配送工作中假定协同优化的模式，再根据配送任务的具体情况，对协同优化配送的任务分配环节进行设计。如图1.2和1.3所示。图1.2计划订单任务协同处理过程从全面的角度来提升计划订单的配送水平时，需要在优化的过程中从每个企业建立的信息中心开始，将物流订单信息向不同的物流企业分配任务。各大物流服务供应商通过抢单的方式来获取即时订单的配送任务。信息平台对比不同抢单企业的物流资源，若与订单要求相符则视为抢单成功反之则为失败。图1.3实时订单任务协同处理过程1.2农村物流动态联盟多任务协同优化模型问题描述1.2.1多任务协同优化模型描述明确各个不同环节物流任务的分配，以成本最低、时间最短、质量最优为目标协同优化。通过这些目标确定出不同物流企业所承担的物流作业任务。当不同物流企业物流任务的数量产生变化时，物流任务分配方案也会随之改变。可能有多个合作伙伴来共同承担某一项物流任务。为了对模型予以有效简化，对于一个物流作业任务，将多家物流企业的物流资源共同调配完成合作，通过单任务分配模型来进行各企业间的任务分配。简言之，将多环节物流任务分配模型转化为决策问题[61]。在针对农村配送联盟多任务协同优化问题展开研究时，可将其简述为：某一阶段内，物流动态联盟接到m个任务订单，通过对不同任务需求的分析，将不同配送任务拆分成多个子任务。其中物流动态联盟有n个物流中心，每个中心包含l个物流企业资源。m个物流订单中每个订单有r个物流活动。联盟中各物流中心其物流资源服务水平存在差异时，因此在执行各项任务所需的时间、成本、服务的优劣均存在较大差异。模型目标是将已获取的物流订单进行划分，并将划分后的多个作业将会分配到不同的物流资源当中，从而使物流任务的总时间、总服务质量与总成本达到最优。1.2.2多任务协同优化模型假设物流动态联盟能够根据接收到物流配送任务，将某一物流任务划分为多项物流子任务，且各项子任务间具有持续关系，以持续关系为依据，对于执行物流任务过程出现的某合作企业不能胜任分配的物流子任务时，可已将物流子任务分配给多个物流企业；在进行某项物流子任务时，各企业得到合作企业的各项指标信息。其中串并混合关系存在于各企业物流任务的执行环节中；若在各项物流子任务中没有冲突则不影响各企业间因任务交接，所造成的成本与货物损失等现象不在本次模型的考虑范畴内；各物流子任务的惩罚权重有所差异，具备不同的惩罚敏感度；不将突发事件纳入模型的考虑范畴内。具体符号说明如表1.1所示，具体假设条件如下：（1）物流企业的物流作业设备初始状态都处于未工作状态（2）不同物流活动执行过程固定（3）每项物流作业活动只执行一个物流作业流程（4）执行各项物流作业的资源配置在不同时间段进行不同物流任务（5）物流作业总时间为执行各物流活动的所有时间总和（6）通过信息平台计算各项物流作业执行时间（7）在物流运输过程中对车辆拥堵等原因不予考虑（8）农村物流动态联盟把各物流企业的资源进行有机整合并协同匹配表1.1基本符号说明符号含义m没有进行执行物流作业的物流任务总数物流任务中正在进行的物流作业n农村物流动态联盟中所拥有的物流中心总数物流中心中物流企业所拥有的资源数第n个物流中心处理第m个物流任务第个物流企业的资源对于物流作业予以处置第m个任务的物流作业在第个物流企业的单位处理成本第m个配送任务的第个作业的任务总数第个物流企业处理第m个任务的物流作业的单位时间第个物流企业处理第m个任务的物流作业的货差货损率货物的单价第个物流企业处理第m个任务的物流作业的开始时间第个物流企业处理第m个任务的物流作业的结束时间第个物流企业处理第m个任务的物流作业的最晚结束时间第+1个物流资源执行第m个任务物流作业最早开始时间QUOTE第个物流资源执行第m个任务的物流作业服务质量分数物流中心n的物流企业资源提供服务范围物流服务市场价格，其中不包含保价商品的类型和范围S为大量物流作业执行过程中发生错误的概率，0⩽s⩽1V为物流信息错误对物流配送服务产生的显著影响水平，V∈（0,1），若V趋于1，代表着物流信息的影响程度比较大，对成本造成的不利影响也更大。为执行物流配送任务预期成本为执行物流配送任务所需的配送时间为执行物流配送任务的整体服务水平标准1.3农村物流动态联盟多任务协同模型构建农村物流动态联盟多任务协同优化目的是协调联盟内不同物流企业的物流资源重新分配优化，得到物流联盟中各个子物流资源配合作业的时间顺序及协同模式。1.1.1多任务协同优化多目标函数模型构建多任务协同优化研究的目标函数是将任务的总成本、总时间以及总质量达到最优，即成本低、时间短、质量高。（1）各环节物流成本1）最低物流作业成本在物流企业配送执行过程包括运输、装卸、加工任务等物流任务，所消耗的成本称为最低物流成本。总成本是每个子任务的单位成本与运输货物数量的乘积累加。其公式为：（1.1）在式（1.1）中，为第m个任务的物流作业在第个物流企业的单位处理成本，为第m个配送任务的第个作业的任务总数，为第n个物流中心处理第m个物流任务，为第个物流企业的资源处理物流作业。2）货损货差成本货损货差成本指在物流运输过程中出现货损货差现象所造成的财物损失，同时这些损失也会对动态联盟中个物流企业的声誉产生直接影响从而造成经济损失。货损主要是由于物流作业中货物包装度不够以及暴力运输等导致货物造成挤压或在仓储过程中由于管理失职或不可抗力自然条件造成的货物损失。因此物流企业通过各种不同的方式来降低货损。货差指在完成物流任务是出现货物数量与订单数量产生偏差。货损货差的计算公式为：（1.2）在式（1.2）中，为第m个配送任务的第个作业的任务总数，为第n个物流中心处理第m个物流任务，为第个物流企业的资源处理物流作业，为货物的市场单价，表示货损货差率。3）信息成本由于数据过大，信息平台在处理大量信息过程中会出现延迟误差等现象，从而对配送任务产生影响，这种因信息平台产生的物流企业损失称为信息传递成本，其公式为：（1.3）在式（1.3）中，表示物流服务单价，S指信息损失率其值在0到1之间，S值由物流企业根据历史错误订单比确定，V值常用经验值。因此总成本函数为：（1.4）（1.5）（2）物流活动时间组成1）作业时间各个物流企业所拥有的物流资源执行物流作业水平均有差异，因此其不同物流作业所需的时间也不同。统一各个物流作业的时间单位以小时（h）为单位。由于不同物流作业的时间差别相对较大，因此对时间进行无量纲化处理，作业时间公式为：（1.6）在公式（1.6）中，为第个物流企业处理第m个任务的物流作业的单位时间，为第n个物流中心处理第m个物流任务，为第个物流企业的资源对于物流作业进行处理。2）联接时间当物流资源处于作业期，物流资源供不应求时新增物流订单就会出现排队现象，从而造成排队等待时间，合理优化协同任务分配安排以减少任务订单的排队等待时间至关重要，排队等待时计算方法为：（1.7）在公式（1.7）中，通过的取值判断两项物流作业之间是否有联接，当为1时，两项物流作业联接，否则不相连。而为两项相互联接的物流作业之间最大的时间之差，即第l+1项物流开始作业与第l项物流结束作业间的时间之差。其时间函数为：（1.8）（1.9）在公式（1.9）中，为第个物流企业处理第m个任务的物流作业的最晚结束时间，为第+1个物流资源执行第m个任务的物流作业最早开始时间。（3）服务质量构成分析农村物流配送以贴近物流需求者为优势，服务质量的追求在现代物流占比中逐步提高。物流动态联盟通过历史订单信息的服务时间、服务质量以及客户评价等一系列指标进行综合服务质量评价。总服务质量函数为：（1.10）在公式（1.10）中，m为没有进行执行物流作业的物流任务总数，为物流任务中正在进行的物流作业，为第个物流资源执行第m个任务的物流作业服务质量分数。（4）多目标函数物流联盟在执行任务订单过程中，目标是使物流作业的综合效益达到最优。因此论文综合考虑农村物流动态联盟各个企业间实际物流作业的协同优化，使物流总成本（D）、物流总时间（T）以及服务总质量（W）均达到最佳效果。多个目标的目标函数可以表述如下：（1.11）（1.12）（1.13）（5）约束条件（1.14）（1.15）（1.16）（1.17）（1.18）在公式（1.14）中，当取值为1时，表示物流中心接受配送任务，取值为0时不接受；在公式（1.15）中，只有当取值为1时，物流企业才去执行物流中心分配的某项物流作业；公式（1.16）为指定某一物流企业完成物流中心分配的物流作业；公式（1.17）为物流企业执行某项作业的服务能力范围公式（1.18）为物流作业按照时间序列排序，只有前项物流活动执行后，后续物流活动进行操作。1.1.2线性加权法转化为单目标函数为得出最优多任务协同方案，当多种指标共同参与选择时，多目标优化模型能有效的提供出准确的选择方案，使不同指标协同参与决策。考虑到物流作业的实际情况，在共同一个物流作业任务时，通常难以协调各物流企业相互配合的时间，确保各物流企业服务质量相同导致物流成本难以控制，因此通过对算法求解得出最优多任务协同方案。由于多目标函数在求解过程中运算量较为庞大，学者们通常采用将多目标函数转换为单目标函数的方式进行求解，一般借助的转换方法为赋权法。常用的权值分配方法有主观赋权、客观赋权和组合赋权。按照已有经验基于研究者行为偏好，主要依赖于专家评判意见、对决策意见分层等方式，从而确定权重主观赋权法。客观赋权法是研究者以客观属性的视角下选取模型参数构建相应的数学模型，通常使用的包含PCA法、熵值法、离差法等方法。各方法之间的区别如表1.1所示。表1.1赋权法区别赋权法配送需求主观赋权法主观性较强，解释性强，客观性较差客观赋权法权重精确度高，存在与实际偏离现象组合赋权法既有客观赋权的精确又有主观的实际经验表1.1所包含的三种赋权法中，主观赋权法主要优势在于解释性强，但是其客观性和可靠性相较于客观赋权法较差，其更能有效的贴近实际情况，不同指标的权重也能符合现状。而客观赋权法则是通过数学计算求出不同指标间的权重。与主观赋权法相比，客观赋权法更加标准规范，但有时也会出现偏离实际的情况，从而忽略了一些主观信息。组合赋权法结合主观赋权法以及客观赋权法的优势，在客观精确的同时又符合现实情况，因此更具准确性。论文通过组合赋权法对多目标函数进行赋权转化为单目标函数。通过专家调查的方式确定个目标权重在采用离差法最终确定各目标函数的权重。最终将各个目标函数利用组合赋权法得出的权重进行线性组合。（1）主观赋权法主观赋权法中专家调查法是通过专家凭借对事物的经验以及实际情况对各指标权重进行确定。再将获取的权重你通过问卷调查的方式进行评分，最终取评分的中位数来选取权重。其中主观赋权向量为：（1.19）（2）离差法客观赋权本文采用离差最大的方式来确定权重向量。通过对物流任务协同分配方案的处理，使目标函数在各个分配协同方案的离差最大化。通过对比不同指标变化对物流任务协同方案的变化，得到不同指标对协同方案变化的影响大小，根据影响大小确定出赋予的权重