基于粒子群算法的穆斯林商貿(mào)物流配送問(wèn)題研究

馬子睿

摘要： 該文主要介紹了基于PSO算法的穆斯林商貿(mào)物流配送問(wèn)題，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行具體定義，并給出相應(yīng)的配送模型；最后把PSO優(yōu)化算法運(yùn)用到穆斯林商貿(mào)物流配送中心選址問(wèn)題中。

關(guān)鍵詞： 粒子群；穆斯林商貿(mào)； 物流配送

中圖分類(lèi)號(hào)：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）34-0256-02

Abstract：The paper introduces the particle swarm algorithm to solve the logistics distributing problem of Muslim enterprises. We research the model of Muslim trade logistics distributing. Finally， this paper focuses on the particle swarm optimization algorithm applied to the Muslim trade logistics distributing.

Key words：Particle swarm；Muslim trade；Logistics distribution

穆斯林商貿(mào)物流側(cè)重于穆斯林用品、清真食品在城市之間、城鄉(xiāng)之間的從供應(yīng)者到需求者的運(yùn)輸與集散。如何將群體智能算法應(yīng)用到穆斯林商貿(mào)物流配送中，以實(shí)現(xiàn)商貿(mào)物流配送的最佳化，提高穆斯林企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，具有非常重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

穆斯林商品的物流配送問(wèn)題主要針對(duì)物流配送中心選址和路徑優(yōu)化等問(wèn)題，按照穆斯林客戶(hù)物流需求、穆斯林商品市場(chǎng)特點(diǎn)，采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)管理手段和物流管理技術(shù)，主要通過(guò)個(gè)性化訂制配送中心、優(yōu)化配置網(wǎng)絡(luò)資源和智能算法的研究，為每一個(gè)穆斯林商品客戶(hù)提供個(gè)性化、智能化和最優(yōu)化的配送服務(wù)和物流管理。本文主要介紹針對(duì)穆斯林企業(yè)的物流配送問(wèn)題，利用PSO算法實(shí)現(xiàn)物流配送中心的選址。

1 穆斯林企業(yè)物流配送問(wèn)題

穆斯林企業(yè)為了在與大型企業(yè)的合作和競(jìng)爭(zhēng)中，尋求更多的發(fā)展和生存機(jī)會(huì)，不斷地提高市場(chǎng)快速反應(yīng)能力和物流配送能力，開(kāi)始構(gòu)建較短的交貨期、個(gè)性化的配送中心選址以及商品高度客戶(hù)化的物流管理機(jī)制。

物流管理是供應(yīng)鏈管理過(guò)程的子過(guò)程，主要是為了解決產(chǎn)品生產(chǎn)端與商品消費(fèi)端之間的前期計(jì)劃、中期處理和后期存貨問(wèn)題。穆斯林商品的物流分配調(diào)度一般由訂單到達(dá)、商品請(qǐng)求、商品到達(dá)和商品分配調(diào)度幾個(gè)部分組成，這實(shí)際上是一個(gè)商品配送問(wèn)題[1]。商品物流配送問(wèn)題是兩個(gè)實(shí)體，即商品和客戶(hù)，是客戶(hù)所購(gòu)買(mǎi)商品的分發(fā)交付過(guò)程。商品物流配送問(wèn)題的核心問(wèn)題是物流中心選址問(wèn)題。

2 粒子群算法

粒子群優(yōu)化（PSO ）算法是一種進(jìn)化計(jì)算算法[2，3]，與其他群體智能算法相類(lèi)似，粒子群中的每個(gè)粒子包含位置和速度兩個(gè)特征，其中位置是目標(biāo)函數(shù)中自變量的取值，目標(biāo)函數(shù)的值即為適應(yīng)度。粒子群優(yōu)化算法與其他進(jìn)化算法相比較，主要特點(diǎn)是易實(shí)現(xiàn)，搜尋速度較快，調(diào)整的參數(shù)較少，魯棒性較好和較強(qiáng)的全局收斂能力。對(duì)于解決智能物流中的物流配送問(wèn)題非常適合，對(duì)于復(fù)雜環(huán)境下的問(wèn)題求解表現(xiàn)出了較強(qiáng)的適應(yīng)性[4，5]。

傳統(tǒng)PSO算法的不足是，在尋找粒子的位置和速度參數(shù)時(shí)，需要較長(zhǎng)的時(shí)間和較多的迭代次數(shù)，實(shí)時(shí)性差。為了解決傳統(tǒng)PSO優(yōu)化算法的缺點(diǎn)和不足，Wen Fung Leong等在文獻(xiàn)[7]中提出了是否丟棄粒子是由粒子群在解空間中的密度決定的；Bassel Soudan等在文獻(xiàn)[8]中提出了粒子是否丟棄由粒子的當(dāng)前適應(yīng)度決定的。這些改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法主要是通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整粒子的數(shù)量，從而降低了算法的平均時(shí)間復(fù)雜度，但對(duì)目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化的損失較大。根據(jù)文獻(xiàn)[6-8]的研究和實(shí)驗(yàn)，為了提高粒子群優(yōu)化算法的優(yōu)化性能，最主要的是找到一種平均計(jì)算時(shí)間復(fù)雜度較低，目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化的損失較小的自適應(yīng)PSO算法。

自適應(yīng)的PSO算法可以擴(kuò)大探測(cè)范圍，使個(gè)體在下一代的探測(cè)中有機(jī)會(huì)跳出局部最優(yōu)解。在不影響優(yōu)化性能的前提下，既減小了算法的平均時(shí)間復(fù)雜度，又可以在對(duì)時(shí)間取值于連續(xù)變化的實(shí)值空間上動(dòng)態(tài)地進(jìn)行求解。

3 基于粒子群算法在穆斯林商貿(mào)物流配送模型

穆斯林商品的物流配送問(wèn)題主要是針對(duì)客戶(hù)所需的穆斯林商品如何進(jìn)行高效地、合理地分配，使得交付商品所需的時(shí)間最短及交付路線最合理。這一問(wèn)題的研究對(duì)智慧物流的應(yīng)用具有非常重大的實(shí)用價(jià)值，不僅提高了穆斯林企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，而且增加了穆斯林企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

寧夏穆斯林商貿(mào)城是銀川最大的大型清真類(lèi)農(nóng)副產(chǎn)品物流配送中心，采用的物流模式先進(jìn)，主要以銀川為中心，周邊輻射半徑為300公里，物流配送中心的建設(shè)目標(biāo)是，以構(gòu)筑綠色的清真農(nóng)副產(chǎn)品質(zhì)量安全市場(chǎng)和清真農(nóng)副產(chǎn)品的快捷產(chǎn)銷(xiāo)鏈為基準(zhǔn)點(diǎn)，主要特色是清真農(nóng)副產(chǎn)品質(zhì)量安全標(biāo)準(zhǔn)化、物流和配送智能化、信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化及“一站式”的物流供應(yīng)鏈，最終把寧夏穆斯林商貿(mào)城建設(shè)成為一個(gè)集交易展示、物流加工和管理檢測(cè)的功能綜合的、一體的智能化、現(xiàn)代化的綠色清真農(nóng)副產(chǎn)品物流配送中心。

3.1 個(gè)性化物流配送中心選址

穆斯林企業(yè)的特點(diǎn)是其產(chǎn)品高度客戶(hù)化、產(chǎn)品批量較小，物流中心的商品配送需要穆斯林企業(yè)既要具備對(duì)市場(chǎng)需求的快速響應(yīng)能力，又要具備對(duì)供應(yīng)鏈的動(dòng)態(tài)智能配送能力。如何設(shè)計(jì)合適的粒子編碼方案是關(guān)鍵。

第一，無(wú)關(guān)系；第二，低延遲，一般延遲是幾毫秒；第三，大規(guī)模無(wú)縫可擴(kuò)展性，是指沒(méi)有表格大小和吞吐量限制；第四，可預(yù)測(cè)性能；第五，全局二級(jí)索引。

穆斯林企業(yè)的物流配送過(guò)程中，主要存在兩個(gè)實(shí)體：商品、客戶(hù)。每個(gè)客戶(hù)的地理位置和商品需求量是一定的，配送車(chē)輛的載重量是一定的，智能配送就是合理制定商品的配送路線，在總行車(chē)路程最短、總運(yùn)行時(shí)間最小的目標(biāo)下使得目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)化，智能配送需要滿(mǎn)足以下條件：endprint

第一，配送車(chē)輛的起點(diǎn)和終點(diǎn)均是配送中心；第二，配送路徑上客戶(hù)對(duì)商品的需求量之和小于等于配送車(chē)輛的載重量；第三，配送車(chē)輛路經(jīng)各客戶(hù)的地理位置點(diǎn)當(dāng)且僅當(dāng)通過(guò)一次。

基于粒子群算法在穆斯林商貿(mào)物流配送模型的目標(biāo)是一個(gè)智能配送中的配送中心選址和路徑優(yōu)化問(wèn)題，如果配送中心的選址最佳、最合理，即總配送時(shí)間最小。配送時(shí)間與車(chē)輛的配送路徑成正比。

3.2 粒子群優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)物流配送中心選址

將離散二進(jìn)制引入粒子群算法，將粒子的矢量位置的取值采用二進(jìn)制編碼[9]，粒子群找到的局部最優(yōu)位置和全局最優(yōu)位置的取值也是0或1。

第一步，初始化x0，采用輪盤(pán)賭法確定取值是0或1；

第二步，計(jì)算粒子的適應(yīng)度值；

第三步，更新

如果滿(mǎn)足終止條件，那么停止迭代，得到局部近似最優(yōu)解xk+1。否則，返回步驟二直至達(dá)到最大迭代次數(shù)為止。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文研究基于PSO算法的穆斯林商貿(mào)物流配送中心選址問(wèn)題，以若干個(gè)性化物流任務(wù)的情況為研究對(duì)象，將結(jié)合穆斯林企業(yè)的實(shí)際運(yùn)作情況，對(duì)其物流配送中心選址問(wèn)題進(jìn)行具體定義，并把PSO優(yōu)化算法運(yùn)用到穆斯林商貿(mào)物流配送問(wèn)題中。

參考文獻(xiàn)：

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