Ilog在物流管理系统中对优化技术的应用

Ilog在物流管理系统中对优化技术的应用

物流是一种外延非常广泛II勺概念。商品从生产到送至顾客手中，要通过供应商、制造商、

仓库配送商、承运商直至零售商等多重环节，从而形成一种物流供应链。供应链上的各个企

业只有通过物流上的合作，才能提高效率，减少成本.在，共应链上流动的除了有形的物资外，

尚有大量的信息。现代物流U勺关键是怎样有效地运用信息，实现供应链11勺有效管理，从而提

高企业的关键竞争力。

物流供应链II勺两层需求：

基础层次+高级层次

根据物流口勺运作模式和管理方式，物流供应链上H勺企业对软件技术有两个层次的需求：

首先是基础层次需求，即实现物流供应链上的信息数字化和互连互通。目前在这个层次上，

数据库技术、网络技术、工作流技术等被大量地应用并且已相称成熟。另首先是高级层次R勺

需求，即实现对物流资源的优化调度、运用以及对业务H勺灵活应对。在这个层次上，我国H勺

诸多企业还在探索之中，虽然有些大专院校和研究机构在从事这方面H勺研究，但详细的应用

还处在起步阶段。由于这个层次直接影响到企业的关键竞争力，它已经不是可有可无内“奢

侈”技术，其中优化技术和业务规则技术是两个至关重要的技术。

一、优化技术

优化技术日勺角色定位：数学规划+约束规划

优化技术是物流供应旌管理中的关键技术，它直接决定了物流的效率和企业运作成本。

所谓优化技术，通俗地讲就是运用逻辑、分析、定量化的I措施，根据预先设定的优化目的

（如最小化成本、最大化利润等），在满足多种预设的约束条件下，对有限的昂贵资源进行

最合理的统筹安排。所谓的昂贵资源可以各不相似：对于运送企业，车（船、机）队也许是

昂贵资源；对于港口，码头和码头上的设备也许是昂贵资源；对于仓储企业，堆场、货架及

其设备也许是昂贵资源；对于某些服务企业，时间和人才也许是昂贵资源。

优化技术波及诸如运筹学、逻辑学和计算机科学等多种学科或专业。它的研究对象大体

可分为两大类，一类是在既有的人、财、物等资源条件下，研究怎样合理地计划、安排，使

得某个目的到达最大化，如产量、利润目的等。另一类是在任务确定后，怎样计划、安排、

使用至少的人、财、物等资源，去实现该任务，如使运作成本、费用至少等。这两类问题从

本质上说是相似口勺，它们都是在一组约束条件下，去实现某个目的的最优（最大或最小）。

现代优化技术来源于1947年。它的笫一种求解算法是线性规划中的单纯形算法（Primal

SimplexLinearProgramming）o伴随计算机技术11勺发展，优化算法不停完善，求解能力不停

提高,优化技术在物流领域的应用条件日臻完善。它成为了现代物流管理的一种重要的手段。

优化技术包括两种基本技术：一种是数学规划（MathematicalProgramming----MP）

技术，它是运用经证明的数学措施和模型来求解出最优的可行解。数学规划具有求解效率高、

成果可靠欧I特点，适合求解具有线性特性的优化问题。在物流行业中，中长期的计划、供应

链设计、仓储位置规划、预测等大多使用数学规划的方式求解。另一种优化技术是约束规划

（ConstraintProgramming----CP）技术,它脱胎于人工智能，通过在•组约束条件（或范

围）内，运用高效II勺“搜索”机制迅速找到优化的可行解。由于约束规划不在意求解问题与否

具有线性特性，因此比较适合处理详细运作方面日勺优化问题（详细运作问题，由于它波及时

约束条件非常复杂，展现非线性的特性，有时人们无法用数学方式描述和求解），如排程调

度、运送工具路线优化、资源优化配置等。

优化技术软件供应商1LOG提供的优化技术套装组件中，包括r著名的数学规划产品

——ILOGCPLEX和约束规划产品——ILOGSolvero此外，针对物流行业口勺某些详细特色,

在套件中还包括了某些垂直产品，如用于运载工具途径优化的产品——ILOGDispatcher,用

于排程调度的优化产品——ILOGScheduler等。

目前，ILOG的多种优化引擎已经大量使用在诸多世界著名的供应链厂商的系统中，如

Oracle,PeopleSoft,SAP,JDEdword等。应用U勺范围涵盖仓储管理、运送管理、库存管理、

资源安排、生产计划、分销计划、供应计划、网络设计和需求预测等方面。

业务规则管理崭露头角：实现业务的灵活性

在物流管理中有些管理功能（如订单管理、分销管理、库存管理等）会波及到对大量业

务规则和方略的应用。老式口勺处理规则的方式，由于把业务规则当作一种过程，软件工程师

们需要把它们写进程序代码当中，当需求发生变化，更改了某些业务规则时，只能对对应时

程序代码进行修改，并对系统进行重新测试和配置，从市导致系统的维护成本高昂，灵活性

减少,应用能力减弱。例如在分俏管理中常常提到的“返利”计算，由于“返利”种类多样并且

多变，大量系统一直以来都无法很好应对这种'业务变化。

为了能处理业务灵活性的问题，业务规则管理技术逐渐在物流管理系统中崭露头角。它

彻底根除“业务规则欧I不停变化，不停地修改程序代码”这种企业和软件开发者为之疲于奔命

的弊病。.业务规则管理技术的精髓在于：不再把.业务规则当作i种事务的处理过程来处理，

而是当作一种可管埋的对象在系统之外的规则库中被管理；规则库中的规则可以被业务人员

来查询、创立、修改和阅读；运用嵌入到系统中的规则引擎，业务规则可以被实时加载；业

务规则可以用通俗的规则语言，而不是技术脚本来体现。

由于业务规则管理技术可以使业务人员直接接触到规则、规则11勺定制和修改无需更改程

序、规则之间的关系可以在程序外被定义、规则可以被实时加载激活、规则可以被有效管理

(如权限、历史记录、查询等)，使得基于业务规则技术U勺系统具有非常强的灵活性，系统

的维护成本也大大减少。业务规则管理技术与数据库管理技术相似，在管理系统中处在比较

基础的位置。

实现了业务规则管理技术的系统被称为业务规则管理系统(BusinessRuleManagement

System——BRMS),它基本包括这样几种部分：规则库机制、规则语言机制、规则引擎和

规则管理界面工具等几种部分。目前，在国际上，BRMSI为发展非常迅猛。

伴随市场竞争的加剧，仅仅重视硬件设施改善和低价竞争的物流运作模式已经不符合市

场规定。在现代物流管理中，优化技术可以协助企.业实现物流规划和运作的效益最大化，业

务规则技术可以协助企业实现业务口勺灵活性。这两大技术正是企业急需日勺关键竞争技术。

RuleBuilder

WebEditor

在业务模型之上

戳五定文规则I

则是定文在系统之外礼—

(XMLortextfile)■门一一丁规则库

事件结果

BRMS构架示意图

Ilog的应用举例（安利科技配送管理信息系统，DMS）

需要优化并且使用ILOG框架。

ILOG路线计划及方案模块

安利科技认为线路计划及方案系统是整个配送系统的重要功能。安利科技采用了世界著名的

ILOG路线计划及SchedulingDelivery框架。

1.配货和发货

A）过程

发货可以包括车辆的I不一样尺寸及吨位。

目前所有日勺路线根据已存在的独立H勺若干个库房计划产生。车辆和司机构成了一种低效H勺资

源使用，使用ILOG的Dispatcher引擎，我们日勺目日勺是为所有的库房提供一种统•的J计划。

按照已知订单，路线计算可以在平常运行，不过由于大量的意外事件动态重计划也必今是也

许的。

要想到为每一种由于发货或拣货而容许司机停车考虑原则的时间缓冲。

B）全球功能

提议的实行将以处理通用的省市配送的运送方案问题为目的。

下列功能将被包括进所有的实行中：

/数据库存储及静态数据恢复和动态数据（订单，发货计划等）此功能将也能提供窗口输

入/修改数据。

/掌握路线/区域定义

/调度程序，它由重计划的能力（变化订单，顾客从跟踪系统输入反馈信息）

/运用跟踪系统反馈（延迟，送货失败，事故等）可视化的调度和微调。

/地图可视化接口

引擎将包括两种类型的约束：

'硬约束：它们必须在处理方案中强制实现。

■软约束：它们必须在处理方案中尽量实现，不过可以被违反。

--种硬约束的例子是大件口勺包装不适合小型的车辆，这意味着使用大型的I运送工具。软

约束实际上是参数选择，这将影响费用，它们被用来衡量处理方案的质量。

2.线路计划模块

功能特性

作为首要的模块，RMP将提供下列重要功能：

＞资源信息处理：浏览，添加，修改，删除车辆和司机的信息。

＞路线的构建和优化（包括在框架中）

＞处理位置和区域的顾客界面。

＞与引擎构造交互的顾客界面。（包括在框架中）

＞顾客修改确实认功能。（包括在框架中）

顾客界面

RPM体系

下图描述了提议书RPMH勺体系构造：

A

在此模块中，四个重要的子模块可以被确定：

•交互式图形化视图，

•商业对象模型，

•其他顾客接口组件(GUI),

•优化引擎。

地理信息系统(GIS)形成了另一种模块，在此不作描述，于GIS的交流将容许可以从其数

据信息库得到距离和位置，

ILOG拣货和发货框架的使用

框架满足这样FI勺约束：

•汽车运载能力：运载能力与汽车类型联络。

•站点约束：

交货时间：指定最早一最迟时间范围或者一种客户容许的延迟时间。

•发货间隔：当有几种送货在•段时间到同••种卸货地点，送货必须至少根据在卸货持续

时间间隔进行。

下列参数选择必须要被考虑进去：

•车辆：司机一般有他们偏好的，或常用的卡车。

•车辆应防止：某此司机不愿驾驶特定类型的卡车。

•工作负载平衡：

本模块将重要基于ILOGDelivery框架，其重要的1功能如下图所示：

+规则编辑

+车队信息

一地理信息

+订单

一计划（输出）

一统计

卜一卡车

R+里程（总值+平均）।

.装载因素（根据卡车类型）」

匚工费用

，汽油

司机费用

处罚（迟，早，未发送）

—Dispacher操作

地图信息

一手工修改

后台日志

口统计一

重路由一重调度

+模拟

数据流原理

每一种模块存在于两个包中：一种前一端包和优化包，两个包将都被连接到可视化数据系统。

前一端包负责数据维护如车辆信息，卸货点等及每天也许发生变化的数据如司机卧J工作时

间，车辆的容量等。

引擎将根据从前-端包传给它口勺数据回产生单日口勺运货方案。

数据流图如卜.图：

包括ILOG产品

如上图所示，软件的重要模块将是一种优化引擎和顾客界面或GUI.

优化引擎由ILOGDispatcher和ILOGSolver构成，通过ILOGDBLink访问数据库，这

样，引擎将由C++编写。

GUI将使用ILOGJviews多种的模块来构建。

甘特图，图标表，这样，颐客界面将被用JAVA来编写，这样可以以便日勺在网络上移植。

3.计划模块（简称SM）

功能特性

第二个模块SM将提供下列功能：

＞将路线分派给司机和车辆，并保证分派是公正的。

＞动态调整路线的顾客界面。

＞修改后动态的路线重计划

＞产生工作单。

计划显示

本功能处理调度的显示并支持重计划的编辑,它将由基本的廿特图如显示每辆车的发货完毕

状况，容许重计划的交互，当汇报时显示实际的发货信息。显示面板口勺精确设计，与有关功

能如排序，查找和屏幕功能，应在规范编写阶段被定义。

汇报

此功能处理打印需要的文档与调度信息通信，目前确实定时所需的文档为：

•每辆车日勺每FI计划调度单，提供每日发货B勺详细信息。

•每辆车每日实际调度单，提供发货的实际完毕H勺详细信息。

SM体系构造

包括的ILOG产品

为任务（拣货和发货）的资源（车辆和司机）分派将使用ILOGScheduler及H,OGSolver,

它们的约束将迫使在司机旬工作负荷日勺公平分布，通过使用RPM,引擎日勺数据库连接可以通

过ILOG的DBLink来完毕，并且顾客界面可以通过ILOGJviews轻易R勺进行开发。

Scheduling

计划/再计划功能是系统内心脏。优化引擎有1天的时间为车辆和驱动程序生产一项任务,

覆盖所有日勺路线，并满足业务约束并且在司机中均衡日勺负载工作量。

再调度意味着在一部分变化后重新计算，它反应计算机不能变化人的I决定，或者处理过去

的事件（在交货日期间重计划安排）。

调度的哪•部分适合作编辑或冻结必须在阐明阶段被定义，对引擎模型和GUI界面上的影

响需要编辑计划。

生成功案例

企业已经为McDonald快餐店开发了一种拣货和发货H勺系统。

不一样的卡车通过不一样的承载能力被使用。某些卡车专门运送冰冻食品或附件（面包，货

其他保鲜食品），不过某些卡车由于有独立口勺冷冻和保险车厢容许混合运送。

Deliveryfrom9

GanttChartGraphLayout

系统要考虑的i某些时间约束为：

/发货的I时段。

,为供应商拣货的时段。

,由位置和时间决定时装/卸货时间。

/运转时间（日间时间，交通状况，天气状况）

,最大驾驶小时/最大工作小时

其调度引擎支持多种类蛰的事件：交通阻塞，事故，新订单，新路由。

该系统为McDonald企业节省了至少20%的成本，极大的提高了工作效率，有效的运用

了既有资源，同步对车辆和人员进行了公平合理的分派。

上海熙可储运有限企业是上海专业化的物流配送企业，并拥有i批专业化、高素质的

管理人员。于今年3月提供他们建立了一套完整的采用现代化技术手段的物流管理信息系

统-ExcelDMS（配送管理系统），该系统使用了全球领先日勺优化，互动图像界面及商业规

则应用领域日勺企业级软件组件供应企业iLog提供的优化引擎。整个现代配送商业处理方案,

提供了从制定订单，财务到整个供应链的管理，对熙可企业加以强化和优化控制。它有助

于熙可实现完全的电子商务集成，实现商务数据的无缝互换。

最终通过DMS系统的处理产生

送货单

C1Ho<।I:CrIcDELIVERYNOTE

联系人备注：

司机

联系电话

车辆信息：

车队|车辆类型|出发点|结束点出发持续时间

groupl顶棚贷车富民路43号富民路43号05-08-30-05-14-20

活动信息：

序号|订单号|客户名称|地址|类型|持续时间

1T0006C0001芳华路253弄g号取货05-12-30--05-12-40

sku^号|sku描述|sku类型|数量|重量|容量

sku_04普通普通