供应风险下的供应商选择和物流中心选址集成优化研究

发布时间：2020-10-08 19:57

　　根据规划,2022年冬奥会将在北京市、延庆区、张家口市布局赛区,由三地联合举办奥运赛事。以奥运蔬菜供应为例,其涉及从奥运生产基地采摘,到物流中心加工配送等环节。考虑到冬季潜在的恶劣天气环境,未来蔬菜供应商的供应能力和运输配送途中的道路通行能力充满着不确定性。因此,面对多地的奥运需求,在设计物流网络时,如何结合潜在的供应风险情境,科学合理地选择供应商和物流中心,并解决其中涉及的订单分配以及道路通行量分配等问题,用合理的成本投入制定好应急计划,以确保奥运期间的需求供应,无疑是奥组委关心的课题,也是本文研究中要解决的问题。由此,结合冬奥会背景,本文研究了基于“供应商-物流中心-需求点”三层级供应网络的供应商选择、物流中心选址,以及其中涉及的订单分配和道路通行量分配等多变量的集成优化问题。在构建不考虑供应风险的集成优化模型基础上,本文进一步结合供应风险和供应保障率要素,构建含带应急计划的两阶段随机混合整数规划模型。并结合遗传算法,贪婪算法和轮盘赌等机制,设计了遗传+贪婪的组合启发式算法。借助MATLAB,对比了 MATLAB+YALMIP+CPLEX环境下的分支定界精确算法和遗传+粒子群的启发式算法,测试表明本文算法能在较短时间内找到高质量解决方案。尤其在求解大规模问题方面,文本算法优势更为明显。最后,本文通过收集2022年冬奥会的相关资料和数据,模拟了奥运蔬菜物流网络规划场景。研究发现(1)考虑供应风险因素后,尽管会增加初期投入,但投入增幅远小于未来供应保障率的增幅。且考虑供应风险后,所得规划方案对需求波动呈现一定鲁棒性。(2)有时选择风险系数高的供应商反而有助提高供应保障率。提醒决策者在选择供应商时,要重点关注供应商之间的风险关联性,而非独立关注供应商本身的风险系数。(3)物流中心的选址数量对供应保障率,供应商选择以及订单分配的影响较小,但对运输时间的影响很大。具体到2022年冬奥会的物流网络规划,本文认为多物流中心协调配送的模式要优于单物流中心的统一配送模式。虽然本文是基于冬奥会背景,但所构建的两阶段随机混合整数规划模型及算法思路对解决企业的物流网络规划问题而言同样具有借鉴意义。对有供应风险管理需求的决策者而言,研究发现的上述3个结论同具参考性。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：F326.6;O221
【部分图文】：

技术路线图,供应链风险,供应商选择,风险

结论与展望。总结全文的研究工作和主要结论，启发后续研究思考。逡逑１．３．２研究技术路线逡逑全文技术路线如图１－３所示：逡逑供应风险下的供应商选择和物流中心选址逡逑集成优化研[傚义螻逡逑研究背景及意义逡逑１逡逑理论基础与研宄现状逡逑逦１逦￣￣逦Ｉ逦逡逑供应链风险管理逦Ｉ考虑供应链风险的供Ｉ考虑供应链风险的物流中逡逑相关理论基础逦应商选择研宄逦心选址研究逡逑Ｉ逦逦邋Ｉ逡逑逦邋N逦￣逦逡逑不考虑供应风险的决策模型一Ｈ供应商选择与物流中心选址集成优化研宄一考虑供应风险的决策模型逡逑逦邋＇￣逦N逦￣逦逡逑对照组１：邋ＣＰＬＥＸ精确算法邋Ｕ供应风险下的供应商选择和物流中心选址Ｕ逦、虫彳＃替社＋＾？林皆、ａ：逡逑对照组２：遗传＋粒子群算法—逦＿优化模型的算法与设＃逦—逦＆逡逑N逡逑２０２２年冬奥

启发式算法,智能,遗传算法

每种情境中的实际供应风险系数，倒推理论分配方案，包括分配给供应商的订单逡逑量和各节点间的预留道路通行量。最后计算分配方案费用，输出结果至流程Ａ２。逡逑上述算法思路汇总如图４－１所７ＪＫ。逡逑＃r戜出规会幗案P?逦逡逑｜逦￣逦ｉ逦｜逡逑流程Ａ４：交叉、变异操作＾Ｉ逡逑Ｉ邋４邋霍逦Ｊ邋！逡逑｜邋块异邋逦Ｉ逦邋逦逦逡逑法邋｜流程Ａ１：确定供应商和物邋｜流程Ａ２：计算规划方案的预期总逡逑！逦流中心的位置及容量逦费用并记录最优值逡逑Ｉ逦！逡逑ｊ邋Ｒ邋贪邋逦：：逦逦ｊ逡逑！植婪逦流程Ｂ１？？制定每种情境下＿＿＾流程Ｂ２：根据风险反推订单分配丨逡逑＝算逦应采取的应急方案逦方案及预留运输道路通行量逡逑Ｉ邋法逦｜逡逑！逦Ｉ逡逑图４－１本文智能启发式算法设计思路图逡逑Ｆｉｇ．邋４－１邋Ｔｈｅ邋ｉｄｅａ邋ｏｆ邋ｏｕｒ邋ｈｅｕｒｉｓｔｉｃ邋ａｌｇｏｒｉｔｈｍ逡逑４．１．１遗传算法设计思路逡逑不同于其他传统优化算法利用单个初始值迭代求最优的做法，遗传算法是从逡逑问题的解决方案群开始搜索，同时处理种群中的多个个体。由此，扩大搜索覆盖逡逑面积，实现并行化运算，利于全局择优。由于在遗传算法中，个体（染色体）常逡逑用０－１编码，与文本供应商和物流中心的决策变量形式一致，直观明了，易于解码。逡逑且该套编码方式在求解整数规划问题时具备的优势早已得到Ｙｅｈ和Ｃｈｕａｎｇ，逡逑Ｒａｈｍａｎｉ和Ｍｉｒｈａｓｓａｎｉ等多位学者证实。因此，本文选择遗传算法。逡逑此外，遗传算法在求解过程中，还可基于编者给定的规则，完成个体间的交逡逑叉和变异

示意图,交叉遗传,贪婪算法

图４－４变异遗传操作示意图逡逑Ｆｉｇ．邋４－４邋Ａ邋ｓａｍｐｌｅ邋ｏｆ邋ｍｕｔａｔｉｏｎ邋ｏｐｅｒａｔｉｏｎ逡逑４．１．２贪婪算法设计思路逡逑贪婪算法，又叫贪心算法，它是一种可以降低求解问题复杂度的算法。因为逡逑该算法不是从问题整体最优出发，而是先把求解问题拆解成若干个子问题，利用逡逑贪心的思想，在每一子问题中都做最有利的选择，最后把子问题的局部最优解合逡逑３７逡逑

【参考文献】