基于排序理论的生产和运输集成调度研究.pdf
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1、天津大学硕士学位论文基于排序理论的生产和运输集成调度研究姓名:刘道良申请学位级别:硕士专业:管理科学与工程指导教师:李波20090501中文摘要生产和运输配送是供应链管理的两个重要环节,要使供应链获得好的运作绩效,生产和运输这两个环节必须进行协调运作。在过去的2 0 年里,已经有大量的文献讨论了这种协调、集成性,不过研究的着眼点都是在战略层和战术层上,对于运作层面上的研究还是比较少,而现代管理讲究的是一种精细化管理,运作层面上的这种研究也非常重要。本文将传统的生产调度即排序问题引入到供应链管理中,与运输调度的车辆路径调度结合在一起,在供应链管理运作层面上来研究生产和运输的集成调度问题。该问题就
2、是有一系列的客户订单,订单先在工厂里加工,加工完成后由车辆运送到各自客户,目标是找到一个最优的生产排程和车辆调度解让客户服务水平和运输成本达到最优。客户服务水平是订单到达客户的时间函数,运输成本由固定成本和可变成本组成。本文的主要研究内容有:首先,研究了运输资源无约束下的生产和运输集成调度问题。针对该问题,改进了两个模型,即单机单客户和单机多客户的生产和运输集成调度模型,对这两个模型都给出了基于动态规划的求解方法,并都给出了时间复杂度分析。其次,研究了运输资源有限情形下的生产和运输集成调度问题。针对该问题,改进了两种模型:即单客户单车辆和单客户多车辆的生产和运输集成调度模型,对两个模型本章都给
3、出了基于动态规划的求解方法,并都给出了时间复杂度分析。最后,通过对生产和运输的集成调度与独立调度的比较,来研究生产和运输集成调度的优越性。针对第三章、第四章提到的四个模型用独立调度的方法进行了求解,并将得到的结果与集成调度得到的结果进行比较,通过比较可以验证集成调度的优越性。最后对这种优越性进行了仿真实验,通过大量的数据仿真可以得出随着权重口值、客户数量g、车辆容量c 的增大,这种集成调度的优越性更加明显的结论。关键词:生产和运输集成调度动态规划集成调度价值A B S T R A C TP r o d u c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o no p
4、 e r a t i o n sa r et h et w ok e yo p e r a t i o n a lf u n c t i o n si nas u p p l yc h a i n T oa c h i e v eg o o do p e r a t i o n a lp e r f o r m a n c ei nas u p p l yc h a i n,i ti sc r i t i c a lt oi n t e g r a t et h e s et w of u n c t i o n sa n dp l a na n ds c h e d u l et h e m
5、j o i n t l yi nac o o r d i n a t e dm a n n e r I nt h ep a s tt w Od e c a d e s,at r e m e n d o u sa m o u n to fr e s e a r c hh a sb e e nd o n eo nv a r i o u si n t e g r a t e dp r o d u c t i o n-d i s t r i b u t i o nm o d e l sa ts t r a t e g i ca n dt a c t i c a lp l a n n i n gl e
6、v e l s,b u tt h er e s e a r c ha tt h ed e t a i l e ds c h e d u l i n gl e v e li sf a i r l yl i t t l e M o d e mm a n a g e m e n ti sm o r ea n dm o r es c i e n t i f i c,t h i sr e s e a r c ha tt h ed e t a i l e ds c h e d u l i n gl e v e li sv e r yi m p o r t a n ta n dn e e d e d S o
7、i n t h i sp a p e r,w es t u d ya ni n t e g r a t e ds c h e d u l i n gp r o b l e mo fp r o d u c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o na tt h ed e t a i l e dl e v e l I nt h i sp r o b l e m,t h et r a d i t i o n a ls c h e d u l i n gp r o b l e mo fp r o d u c t i o ns c h e d u l i n gi s
8、i n t r o d u c e da n dc o m b i n e dw i t ht r a n s p o r t a t i o ns c h e d u l i n gv e h i c l er o u t i n gp r o b l e ma tt h ed e t a i l e dl e v e l T h i sp r o b l e mC a nb ed e s c r i b e da sf o l l o w:as e to fc u s t o m e ro r d e r sa r ef i r s tp r o c e s s e di nam a n
9、u f a c t u r i n gp l a n ta n dt h e nd e l i v e r e dt Ot h ec u s t o m e r sd i r e c t l yw i t h o u ti n t e r m e d i a t ei n v e n t o r y T h ep r o b l e mi st of i n daj o i n ts c h e d u l eo fp r o d u c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o ns u c ht h a ta l lo b j e c t i v ef u
10、 n c t i o nt h a tc o n s i d e r sb o t hc u s t o m e rs e r v i c el e v e la n dt o t a lt r a n s p o r t a t i o nc o s ti so p t i m i z e d C u s t o m e rs e r v i c el e v e li sm e a s u r e db yaf u n c t i o no ft h et i m e sw h e nt h eo r d e r sa r ed e l i v e r e dt ot h ec u s t
11、 o m e r s T h et r a n s p o r t a t i o nC O S to fad e l i v e r ys h i p m e n tc o n s i s t so faf i x e dc h a r g ea n dav a r i a b l ec o s t T I l em a i nw o r k sa r e:F i r s t l y,t h i sd i s s e r t a t i o ns t u d i e st h ei n t e g r a t e dp r o d u c t i o na n dt r a n s p o
12、r t a t i o ns c h e d u l i n gp r o b l e mu n d e rt h eu n c o n s t r a i n e dr e s o u r c e so ft r a n s p o r t a t i o n I nt h i sp r o b l e m,w ed e v e l o pt w om o d e l s o n ei st h ei n t e g r a t e dp r o d u c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o ns c h e d u l i n gp r o b l
13、 e mo fs i n g l em a c h i n ea n ds i n g l ec u s t o m e r,t h eo t h e ri st h ei n t e g r a t e dp r o d u c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o ns c h e d u l i n gp r o b l e mo fs i n g l em a c h i n ea n dm u l t i p l ec u s t o m e r s F o re a c ho ft h em o d e ls t u d i e d w ep
14、r o v i d ead y n a m i cp r o g r a m m i n ga l g o r i t h ma n dt i m ec o m p l e x i t ya n a l y s i s S e c o n d l y,t h i sd i s s e r t a t i o ns t u d i e st h ei n t e g r a t e dp r o d u c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o ns c h e d u l i n gp r o b l e mu n d e rt h ec o n s t
15、r a i n e dr e s o u r c e so ft r a n s p o r t a t i o n I nt h i sp r o b l e m,w ed e v e l o pt w om o d e l s,o n ei st h ei n t e g r a t e dp r o d u c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o ns c h e d u l i n gp r o b l e mo fs i n g l ec u s t o m e ra n ds i n g l ev e h i c l e,t h eo t h
16、 e ri st h ei n t e g r a t e dp r o d u c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o ns c h e d u l i n gp r o b l e mo fs i n g l ec u s t o m e ra n dm u l t i p l ev e h i c l e s F o re a c ho ft h em o d e ls t u d i e d,w ep r o v i d ead y n a m i cp r o g r a m m i n ga l g o r i t h ma n dt i m
17、 ec o m p l e x i t ya n a l y s i s A tl a s t,w ea l s oi n v e s t i g a t et h ep o s s i b l eb e n e f i to fu s i n gt h ei n t e g r a t e dm o d e lr e l a t i v et oas e q u e n t i a lm o d e lw h e r ep r o d u c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o no p e r a t i o n sa l es c h e d u
18、l e ds e q u e n t i a l l ya n ds e p a r a t e l y T h r o u g ht h ec o m p a r i s o no fr e s u l t sb yt h et w ok i n d so fs c h e d u l i n gs o l u t i o nf o rt h em o d e lo fc h a p t e rt h r e ea n dc h a p t e rf o u r,t h ea d v a n t a g e so fi n t e g r a t e ds c h e d u l i n g
19、m o d e lC a l lb ev e r i f i e d A l s oc o m p u t a t i o n a lt e s t sa l ep e r f o r m e d T h es i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h r o u g ht h ev a l u eo fw e i g h t 口t h en u m b e ro fc u s t o m e r sg,a n dv e h i c l ec a p a c i t yci n c r e a s e s,t h ea d v a n t
20、a g e so ft h i si n t e g r a t e ds c h e d u l i n ga l em o leo b v i o u s K E YW O R D S:I n t e g r a t e ds c h e d u l i n go fp r o d u c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o n,D y n a n l l Cp r o g r a m m i n g,V a l u eo fi n t e g r a t i o n独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,
21、除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得苤壅盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:茜1 董莨签字日期:砂叼尹年 月z 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解苤壅盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权鑫鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名:知
22、1 煎衾签字日期:沙、,7 年月z 日导师签名:李激签字日期:劫夕年月二日第一章绪论1 1 问题背景及研究意义第一章绪论进入2 0 世纪9 0 年代以来,由于科学技术不断进步和经济的不断发展、全球化信息网络和全球化市场形成及技术变革加速,围绕新产品的市场竞争也日趋激烈。技术进步和需求多样化使得产品寿命周期不断缩短,企业面临缩短交货期、提高产品质量、降低成本和改进服务的压力。所有这些都要求企业能对不断变化的市场做出准确、快速、有效的反应,源源不断地开发出满足用户需求的、定制的“个性化产品”去占领市场以赢得竞争【l】。而随着全球经济一体化、市场国际化和电子商务的发展,市场竞争已由原来有形产品的竞争
23、、价格的竞争,转换为品种和服务的竞争,由单个企业之间的竞争转换为企业与企业之间的形成的供应链之间的竞争。2 1 世纪的市场竞争将不是企业和企业间的竞争,而是供应链和供应链之间的竞争,任何一个企业只有从供应链管理的角度来考虑企业的整个生产经营活动才能够取得竞争的主动权,逐步提升企业竞争力,传统的管理模式已经凸现出各种弊端,供应链管理应运而生。生产和运输配送是供应链管理的两个重要环节,要使供应链达到好的运作绩效,生产和运输这两个环节必须集成在一起进行协调运作。当今社会,有许多企业都采取了按订单生产m a k e-t o o r d e r(M T O)的商业模式,尤其是半导体,电子产品类企业,这类
24、企业采取了大规模客户定制的生产模式,产品的生命周期短,交付期也非常短,例如D e l l,因此这类企业的库存很少,或者没有库存。在这种面向M T O 生产的企业里,成本和客户服务水平是两个重要的考虑因素。由于库存很小,所以库存成本可以忽略不计。运输成本通常有固定成本和可变成本构成,因此运输次数和运输路线就决定了总运输成本。至于客户服务水平,提前期越短,客户服务水平越高。但是为了更短的提前期,运输次数就会增加,而这又会使运输成本增加。因此,在客户服务水平和运输成本之间找到一个平衡对于企业的整体运作绩效非常重要。要实现这个目标,就必须实现供应链的同步化运作,建立一种供应链的协调机制,在过去的2 0
25、 年里,已经有大量文献在讨论这种协调性和集成性,不过研究的着眼点都是在战略层和战术层上【2 J,对于运作层面上的研究还是比较少,而现代管理讲究的是一种精细化管理,运作层面上的这种研究也非常重要,事实上,这种战略战术层面与运作层面上的集成性是个层级关系【3 1。前者是一第一章绪论个长期计划,后者是短期计划,是日常生产每天都要面对的问题。因此二者对于整个供应链的协调运作都是非常重要的。所以我们更需要具体地从运作层面上来研究生产和运输之间的这种相互制约关系。1 2 国内外研究现状在过去的2 0 年里,已经有大量的文献讨论了生产和运输的这种协调、集成性,不过研究的着眼点都是在战略层和战术层【2】,对于
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- 关 键 词:
- 基于 排序 理论 生产 运输 集成 调度 研究
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