集成物流優(yōu)化中的 LIRP 研究評述

唐瓊 伍星華 徐玉輝

摘 要：重要概括描述集成物流優(yōu)化問題中的LIRP研究發(fā)展歷程，從國內(nèi)和國外兩個(gè)方面，對LIRP的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，并對LIRP的未來研究方向做出展望。

關(guān)鍵詞：LIRP；集成物流；研究現(xiàn)狀；研究方向

中圖分類號：F25 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-291X（2016）07-0046-02

一、LIRP的描述

設(shè)施選址、庫存控制和車輛路徑安排一直以來都是物流系統(tǒng)優(yōu)化中的三個(gè)核心問題，早期研究學(xué)者們分別在這三個(gè)問題方面展開研究，同時(shí)也取得了大量的成果。但事實(shí)上，在設(shè)施、客戶位置、貨物分配、貨物配送的車輛路徑安排之間存在不可分割相互依賴的關(guān)系，在研究過程中應(yīng)根據(jù)這種依賴關(guān)系來進(jìn)行集成優(yōu)化與管理[1]。

本文認(rèn)為選址—庫存—路徑問題（Location Inventory Routing Problem，LIRP）是一般指根據(jù)現(xiàn)有客戶的（確定或隨機(jī)的）產(chǎn)品需求信息確定物流系統(tǒng)中設(shè)施（配送中心、廠房等）的最佳數(shù)量和位置（在給定的幾個(gè)位置中選擇合適的位置）、庫存策略（如產(chǎn)品在客戶或配送中心等設(shè)施處的最佳訂貨點(diǎn)、訂貨量） 以及車輛路徑安排等，同事在滿足一定的約束條件（如車輛類型、設(shè)施及車輛服務(wù)能力、時(shí)間窗約束和服務(wù)水平等）下，使得物流系統(tǒng)運(yùn)營過程中的總成本最小，總成本包括選址成本（包括設(shè)施的固定維持費(fèi)用以及與設(shè)施容量有關(guān)的變動運(yùn)作成本等）、庫存成本（包括設(shè)施和客戶的產(chǎn)品訂貨、維持以及缺貨成本等）、運(yùn)輸成本（車輛啟用費(fèi)用及與距離相關(guān)的變動運(yùn)輸費(fèi)用等）三種成本。

二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

本文認(rèn)為，嚴(yán)格意義上Liu和Lee[2]是LIRP研究最早的學(xué)者，他們在原有的單一產(chǎn)品、多節(jié)點(diǎn)選址—路徑問題的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上考慮了庫存控制決策，針對模型提出了一個(gè)兩階段的啟發(fā)式算法，并設(shè)置了隨機(jī)數(shù)例驗(yàn)證模型與算法的有效性。接著，針對上文算法容易陷入局部最優(yōu)的缺陷，Liu和Lin [3]提出了一種基于模擬退火算法的全局優(yōu)化啟發(fā)式算法。Zeynep[4]對上述文獻(xiàn)研究的問題進(jìn)行了擴(kuò)展，研究了考慮庫存決策多節(jié)點(diǎn)的選址路徑問題，給出了基于禁忌搜索的兩階段算法。Shen 和Qi[5]研究了隨機(jī)需求下的選址模型，該選址模型的優(yōu)越性體現(xiàn)在考慮了配送中心的庫存成本和車輛配送運(yùn)輸成本，利用精確算法對不同問題規(guī)模進(jìn)行求解，并證實(shí)了集成考慮選址庫存路徑?jīng)Q策的必要性。

在國內(nèi)，在文[2]和文[3]研究問題模型基礎(chǔ)上，崔廣彬、李一軍[6]利用雙層規(guī)劃法建立了一個(gè)供應(yīng)鏈二級分銷網(wǎng)絡(luò)中的LIRP模型。針對顧客需求的不確定性，崔廣彬，李一軍[7]又在文獻(xiàn)[6]的基礎(chǔ)上，建立了單周期模糊需求的LIRP模型。呂飛、李延暉[8]從備件需求的隨機(jī)性和時(shí)間緊迫性的角度出發(fā)，建立了客戶需求服從泊松分布的軟時(shí)間窗LIRP模型，設(shè)計(jì)了混合啟發(fā)式算法求解模型。唐瓊等[9]使用二層規(guī)劃建模方法描述了LIRP，并設(shè)計(jì)了雙層模擬退火算法求解。進(jìn)一步考慮客戶對送貨的時(shí)間要求，唐瓊等[10]研究了帶軟時(shí)間窗的LIRP模型，并提出了結(jié)合禁忌搜索算法的模擬退火算法求解該模型。在最近的碩士學(xué)位論文中，張波[11]研究了成品油配送系統(tǒng)優(yōu)化中的LIRP。王嬋嬋[12]研究了在制造閉環(huán)物流系統(tǒng)優(yōu)化的LIRP和再利用閉環(huán)物流系統(tǒng)優(yōu)化中的LIRP。趙經(jīng)緯[13]以醫(yī)療廢氣物回收為背景，分別建立了針對感染性和非感染性醫(yī)療廢氣回收的模糊LIRP模型。唐艷[14]研究了廢舊輪胎規(guī)范回收系統(tǒng)中多周期LIRP模型，引入回收商管理庫存思想。呂飛[15]研究了考慮時(shí)間因素備件物流系統(tǒng)中優(yōu)化問題，分別建立了帶軟時(shí)間窗和考慮訂貨周期的選址—庫存—路徑優(yōu)化模型。鄧帥[16]提出了集成物流優(yōu)化中基于成本和客戶時(shí)間滿意度的多目標(biāo)優(yōu)化問題。崔飛濤[17]考慮到物流系統(tǒng)隨時(shí)間而變化的動態(tài)特征，建立了動態(tài)環(huán)境下的選址庫存路徑問題集成優(yōu)化模型。邢瑞辰[18]研究了閉環(huán)供應(yīng)鏈下服務(wù)備件的選址庫存路徑問題，在整合正向和逆向的LIRP模型基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于閉環(huán)供應(yīng)鏈服務(wù)備件物流的LIRP模型?；谀壳半娮由虅?wù)環(huán)境退貨比較高的現(xiàn)實(shí)問題，郭昊[19]研究了考慮退貨的LIRP，同時(shí)給出了相應(yīng)的求解算法。

這些研究文獻(xiàn)中，目前的求解問題算法都是智能算法，集以模擬退火算法為主導(dǎo)，也有結(jié)合模擬退火和其他智能算法如遺傳、禁忌搜索等啟發(fā)式智能算法。

三、LIRP未來研究方向

目前，LIRP模型與算法的研究作為一個(gè)新的領(lǐng)域在國內(nèi)還處于剛起步階段，而大部分的研究也都集中在碩博論文上面，而這些碩博論文也都是集中在幾個(gè)高校幾位碩導(dǎo)或博導(dǎo)，還沒引起物流業(yè)學(xué)者很大的重視。下面從三個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)及展望。

（一）LIRP數(shù)學(xué)模型方面

為了簡化研究問題，許多研究的LIRP涉及的配送貨車的車型為相同的類型，沒有考慮多車型；在貨物配送上只考慮生產(chǎn)基地到配送中心、配送中心到客戶的層進(jìn)式結(jié)構(gòu)，在實(shí)際中可能存在一些需求量大的客戶不經(jīng)過配送中心中轉(zhuǎn)直接由生產(chǎn)基地配送；在庫存方面，沒有結(jié)合考慮配送中心和客戶兩級的庫存系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮LIRP中的需求的隨機(jī)、多周期動態(tài)的特性，建立相應(yīng)的隨機(jī)動態(tài)LIRP模型。

（二）模型求解算法方面

由于LIRP本質(zhì)難求解的屬性，即便利用精確算法也很難在有效時(shí)間內(nèi)得到滿意的解，因此目前的大部分求解方法都是集中在智能算法。智能算法天生的優(yōu)點(diǎn)在于可以在有效時(shí)間內(nèi)找到相對滿意的解，但致命的缺點(diǎn)是無法保證得到的解是最優(yōu)解。因此在后續(xù)的研究當(dāng)中，運(yùn)用隨機(jī)過程、概率統(tǒng)計(jì)和運(yùn)籌學(xué)等理論開發(fā)更高效、更簡潔、更通用的算法。

（三）模型在實(shí)際中的檢驗(yàn)

由于受條件所限，上述研究工作未能獲取實(shí)際數(shù)據(jù)，文中涉及的數(shù)值算例均采用計(jì)算機(jī)隨機(jī)模擬數(shù)據(jù)，因此如何從相關(guān)企業(yè)收集實(shí)際數(shù)據(jù)比如設(shè)施的備選地址、車輛的使用成庫，產(chǎn)品的保管費(fèi)用、運(yùn)輸過程中的費(fèi)用等等參數(shù)來檢驗(yàn)所提出的模型和算法。

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[18] 邢瑞辰.基于閉環(huán)供應(yīng)鏈的服務(wù)備件物流選址庫存路徑問題研究[D].西安：西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2012.

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[責(zé)任編輯 吳高君]