超大預(yù)制構(gòu)件運輸車輛的調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種超大預(yù)制構(gòu)件運輸車輛的調(diào)度方法，屬于物流配送【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明調(diào)度方法首先建立三個約束條件后依據(jù)施工現(xiàn)場所需求的超大預(yù)制構(gòu)件的種類和數(shù)量，考慮到車輛的最大載重量，建立車輛分配的整數(shù)規(guī)劃模型，運用Lingo數(shù)學(xué)軟件計算得出選派的車型和車輛數(shù)，用于確定將超大預(yù)制構(gòu)按照不同種類和數(shù)量對應(yīng)放置的車型和車輛數(shù)；車輛選派好后，運用現(xiàn)代優(yōu)化算法—蟻群算法求得配送車輛行駛最優(yōu)路線。本發(fā)明調(diào)度方法在保證施工現(xiàn)場的時間要求得以滿足的前提下，能夠使車輛使用數(shù)減少，車輛利用率提高。
【專利說明】超大預(yù)制構(gòu)件運輸車輛的調(diào)度方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于物流配送【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種超大預(yù)制構(gòu)件運輸車輛的調(diào)度方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，住宅產(chǎn)業(yè)化正朝著預(yù)制構(gòu)件大型化、保溫裝飾一體化、綠色節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展。住宅產(chǎn)業(yè)的宗旨，就是將建筑產(chǎn)品(如樓板、內(nèi)、外墻板、梁、柱、樓梯等)事先在工廠內(nèi)預(yù)制生產(chǎn)完成，確保其質(zhì)量水平，通過汽車運輸方式，將產(chǎn)品及時、安全地運至施工現(xiàn)場，以“搭積木”的形式完成組裝，真正實現(xiàn)工地綠色施工，節(jié)約環(huán)保。
[0003]實際中工廠內(nèi)部預(yù)制生產(chǎn)的超大構(gòu)件情況如下:
[0004](I)單個(內(nèi)、外)墻板，重量達6-7t，常規(guī)尺寸為7024mm*2280mm*300mm。共12種尺寸類型，數(shù)量為1024個；
[0005](2)單個疊合樓板重量達2_3t，內(nèi)含多個預(yù)埋件，諸如開關(guān)插座、水電管、孔槽等。共8種尺寸類型，數(shù)量為1530個；
[0006](3)單個梁重量達0.5t,長度達5m。數(shù)量為280個；
[0007](4)單個柱重量達lt，長度達6m。數(shù)量為320個；
[0008](5)單個樓梯重量達lt，長度達6m。數(shù)量為140個。
[0009]車輛調(diào)度問題(Vehicle Scheduling Problem, VSP)是目前配送方面研究的熱點和難點問題，其主要是考慮制定出合理的配送路線，能夠?qū)⒖蛻羲璧呢浳锟焖佟?zhǔn)時、經(jīng)濟地送到客戶手中，一方面能夠降低配送成本；另一方面，還可以提高客戶的滿意度(在這里主要是滿足客戶的時間需求)。從本質(zhì)上來說，這是個優(yōu)化問題，也是一個決策問題。
[0010]如何利用現(xiàn)有的車輛調(diào)度理論，按照客戶的要求，將這批超大構(gòu)件及時、安全、準(zhǔn)確地運至施工現(xiàn)場。在滿足客戶的時間需求同時，最大程度地減少公司運送成本，實現(xiàn)降本增效，是本發(fā)明需要解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明針對現(xiàn)有超大預(yù)制構(gòu)件運輸中存在的技術(shù)問題，提出一種超大預(yù)制構(gòu)件運輸車輛的調(diào)度方法。該方法涉及車輛選型和車輛數(shù)確定、車輛路線優(yōu)化兩個步驟，根據(jù)施工現(xiàn)場需求選派車輛，使車輛使用數(shù)盡可能少，車輛利用率盡可能高。同時，通過優(yōu)選配送路線，在保證滿足現(xiàn)場時間需求的前提下，使配送成本最低。
[0012]本發(fā)明所提供的超大預(yù)制構(gòu)件運輸車輛的調(diào)度方法具體步驟如下:
[0013](I)建立該調(diào)度方法的三個約束條件:
[0014]A:配送車輛都是從配送中心出發(fā)，完成該次配送任務(wù)后，返回配送中心；
[0015]B:車輛的載重量限制:每輛車上裝載的貨物總量不得超過該車的最大載重量；
[0016]C:施工現(xiàn)場的時間窗限制。
[0017](2)依據(jù)施工現(xiàn)場所需求的超大預(yù)制構(gòu)件的種類和數(shù)量，考慮到車輛的最大載重量，建立車輛分配的整數(shù)規(guī)劃模型，運用Lingo數(shù)學(xué)軟件計算得出選派的車型和車輛數(shù)，該步驟用于確定將所述超大預(yù)制構(gòu)按照不同種類和數(shù)量對應(yīng)放置的車型和車輛數(shù)；所述車輛分配的整數(shù)規(guī)劃模型為:
[0018]min nA+nB+...nM+nAQA+nBQB+...nMQM_Q
[0019]s.t.nAQA+nBQB+...nMQM>Q
[0020]nA，nB，...，nMeN(自然數(shù))
[0021]其中:
[0022]A, B,…M:配送中心所擁有的車輛型號；
[0023]H1:車型i的車輛使用數(shù)目(i e {A, B,...Μ})；
[0024]Q1:車型 i 的最大載重量(i e {A, B,...Μ})；
[0025]Q:針對配裝的超大預(yù)制構(gòu)件,施工現(xiàn)場超大預(yù)制構(gòu)件需求量總和。
[0026](2)車輛選派好后，運用現(xiàn)代優(yōu)化算法一蟻群算法(ACO)求得配送車輛行駛最優(yōu)路線，所述蟻群算法通過MATLAB軟件實現(xiàn)編程。
[0027]本發(fā)明所提供的超大預(yù)制構(gòu)件運輸車輛的調(diào)度方法，在保證施工現(xiàn)場的時間要求得以滿足的前提下，能夠使車輛使用數(shù)減少，車輛利用率提高；同時降低了運輸所需費用。該方法也可用于求解其他貨物，如家電電器、日用品等的配送車輛調(diào)度問題。

【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明所提出的超大預(yù)制構(gòu)件運輸車輛的調(diào)度方法作進一步描述。
[0029]車輛調(diào)度問題是單個配送中心、多車型、帶軟時間窗的車輛調(diào)度問題。對該問題，具體表述如下:單個配送中心(即工廠)，擁有多臺型號不同的配送車輛，當(dāng)配送中心接收到施工現(xiàn)場訂單后，將訂單匯總，安排車輛將客戶需要的貨物及時送到指定現(xiàn)場的手中。施工現(xiàn)場的地理位置和需求量，要求送達貨物的時間要求是事先已知的。合理分配車輛和安排車輛行駛路線，使得客戶的時間要求被充分滿足，同時也保證車輛數(shù)使用盡量少，配送費用盡量低。
[0030]車輛調(diào)度問題需滿足六個假設(shè)條件:
[0031](I)配送中心和施工現(xiàn)場的地理位置事先已知；
[0032](2)施工現(xiàn)場的相關(guān)信息，如需求量，允許服務(wù)的時間窗是事先已知的，不存在臨時變動的情況；
[0033](3)配送中心配送車輛的車型及每種車型的最大載重量是事先已知的；
[0034](4)車輛在行駛過程中是勻速行駛的；
[0035](5)車輛的啟動成本費用是固定的，不區(qū)分車型。
[0036](6)配送車輛行駛過程沒有發(fā)生車輛拋錨、路況差導(dǎo)致車輛不能行駛、交通擁堵等情況。
[0037]車輛調(diào)度問題需實現(xiàn)三個目標(biāo):
[0038](I)配送總費用最??；
[0039](2)未按客戶指定時間送達產(chǎn)生的懲罰成本最少；
[0040](3)車輛使用數(shù)最少,且車輛利用率高。
[0041]本發(fā)明所提供的超大預(yù)制構(gòu)件運輸車輛的調(diào)度方法具體步驟如下:
[0042](I)建立該調(diào)度方法的三個約束條件:
[0043]A:配送車輛都是從配送中心出發(fā)，完成該次配送任務(wù)后，返回配送中心；
[0044]B:車輛的載重量限制:每輛車上裝載的貨物總量不得超過該車的最大載重量；
[0045]C:施工現(xiàn)場的時間窗限制。
[0046](2)依據(jù)施工現(xiàn)場所需求的超大預(yù)制構(gòu)件的種類和數(shù)量，考慮到車輛的最大載重量，建立車輛分配的整數(shù)規(guī)劃模型，運用Lingo數(shù)學(xué)軟件計算得出選派的車型和車輛數(shù)，該步驟用于確定將所述超大預(yù)制構(gòu)按照不同種類和數(shù)量對應(yīng)放置的車型和車輛數(shù)；所述車輛分配的整數(shù)規(guī)劃模型為:
[0047]min nA+nB+...nM+nAQA+nBQB+...nMQM_Q
[0048]s.t.nAQA+nBQB+***nMQM>Q
[0049]nA，nB，...，nMeN(自然數(shù))
[0050]其中:
[0051]A, B,…M:配送中心所擁有的車輛型號；
[0052]H1:車型i的車輛使用數(shù)目(i e {A, B,...Μ})；
[0053]Q1:車型 i 的最大載重量(i e {A, B,...Μ})；
[0054]Q:針對配裝的超大預(yù)制構(gòu)件,施工現(xiàn)場超大預(yù)制構(gòu)件需求量總和。
[0055](2)車輛選派好后，運用現(xiàn)代優(yōu)化算法一蟻群算法(ACO)求得配送車輛行駛最優(yōu)路線，所述蟻群算法通過MATLAB軟件實現(xiàn)編程，具體程序代碼可在參考書中獲得；通過MATLAB軟件運行程序，可得出車輛行駛最優(yōu)路線，確保三個預(yù)定目標(biāo)實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.超大預(yù)制構(gòu)件運輸車輛的調(diào)度方法，其特征在于該調(diào)度方法具體步驟如下: (1)建立該調(diào)度方法的三個約束條件: A:配送車輛都是從配送中心出發(fā)，完成該次配送任務(wù)后，返回配送中心； B:車輛的載重量限制:每輛車上裝載的貨物總量不得超過該車的最大載重量； C:施工現(xiàn)場的時間窗限制； (2)依據(jù)施工現(xiàn)場所需求的超大預(yù)制構(gòu)件的種類和數(shù)量，考慮到車輛的最大載重量，建立車輛分配的整數(shù)規(guī)劃模型，運用Lingo數(shù)學(xué)軟件計算得出選派的車型和車輛數(shù)，該步驟用于確定將所述超大預(yù)制構(gòu)按照不同種類和數(shù)量對應(yīng)放置的車型和車輛數(shù)；所述車輛分配的整數(shù)規(guī)劃模型為:
minnA+nB+— nM+nAQA+nBQB+— nMQM-Q
s.?.n^Q^'t'ngQg't'* * *
nA, nB,..., nM e N(自然數(shù)) 其中: A, B,-M:配送中心所擁有的車輛型號； Ii1:車型i的車輛使用數(shù)目(i e {A, B,...Μ})； Q1:車型i的最大載重量(i e {A, B,...Μ})； Q:針對配裝的超大預(yù)制構(gòu)件，施工現(xiàn)場超大預(yù)制構(gòu)件需求量總和； (2)車輛選派好后，運用現(xiàn)代優(yōu)化算法一蟻群算法(ACO)求得配送車輛行駛最優(yōu)路線，所述蟻群算法通過MATLAB軟件實現(xiàn)編程。
【文檔編號】G06Q10/08GK104331794SQ201410652910
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】張亮, 何兆芳 申請人:中國十七冶集團有限公司