

摘要:本文結(jié)合數(shù)學(xué)建模和軟件求解的方法,建立了平時(shí)情況下的后勤運(yùn)輸優(yōu)化模型,并給出了模型的通用解法。通過(guò)對(duì)實(shí)例的分析和求解,說(shuō)明了該模型的有效性和通用性。
關(guān)鍵字:后勤運(yùn)輸;優(yōu)化;LINGO
后勤運(yùn)輸問(wèn)題是伴隨后勤保障問(wèn)題而產(chǎn)生的,是資源在特定約束條件下的分配問(wèn)題。本文擬通過(guò)數(shù)學(xué)建模的方法對(duì)平時(shí)后勤運(yùn)輸問(wèn)題建立優(yōu)化模型,以假設(shè)的一后勤運(yùn)輸問(wèn)題為背景,通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型和編寫(xiě)LINGO程序?qū)@類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行求解。
一、問(wèn)題背景
某后勤部門(mén)下屬有6個(gè)物資倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)有某種通用物資,各倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存某物資數(shù)量分別為60,55,51,43,41,52箱,現(xiàn)有8個(gè)單位請(qǐng)領(lǐng)這一物資,數(shù)量分別為35,37,22,32,41,32,43,38。現(xiàn)聯(lián)勤部門(mén)準(zhǔn)備給8個(gè)缺少這批物資的單位發(fā)送所請(qǐng)領(lǐng)的物資,將其運(yùn)至各場(chǎng)站附近車(chē)站等地,由請(qǐng)領(lǐng)單位派人領(lǐng)取運(yùn)回。由于天氣原因,需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成對(duì)所有請(qǐng)領(lǐng)物資的發(fā)放。各倉(cāng)庫(kù)到各請(qǐng)領(lǐng)單位附近車(chē)站的單位物資運(yùn)輸耗費(fèi)見(jiàn)下表:
倉(cāng)庫(kù)至車(chē)站單位物資耗費(fèi)表
由上表,制定計(jì)劃的參謀通過(guò)拼湊可找出一可行解,以下即為一可行解:即:W1、W2分別向V1運(yùn)送19、16個(gè)單位的物資;W2向V2運(yùn)送37個(gè)單位的物資;W3向V3運(yùn)送22個(gè)單位的物資;W4向V4運(yùn)送32個(gè)單位的物資;W1向V5運(yùn)送41個(gè)單位的物資;W3、W6分別向V7運(yùn)送23、20個(gè)單位的物資;W2、W4、W5分別向V8運(yùn)送18、9、11個(gè)單位的物資?;谶@一可行解的總費(fèi)用為:
Z=6×19+4×16+37×9+22×1+32×3+41×4+32×1+23×3+20×4+9×1+18×2+11×5=1154
現(xiàn)在的問(wèn)題在于這一可行解是不是最優(yōu)解,怎樣才能找到最優(yōu)解,即花費(fèi)最小完成任務(wù)。為此需要通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行求解。
二、問(wèn)題假設(shè)
1、每個(gè)保障單位對(duì)物資的時(shí)間較充裕。2、單位里程的消耗是均勻的。
三、符號(hào)約定
xij:從第i個(gè)倉(cāng)庫(kù)到第j個(gè)車(chē)站的物資運(yùn)量。cij:從第i個(gè)倉(cāng)庫(kù)到第j個(gè)車(chē)站的單位物資運(yùn)輸費(fèi)用。
ai:從第i個(gè)倉(cāng)庫(kù)的物資儲(chǔ)量。dj:從第j個(gè)場(chǎng)站的請(qǐng)領(lǐng)量。
四、模型建立
引入決策變量xij,代表從第i個(gè)倉(cāng)庫(kù)到第j個(gè)車(chē)站的物資運(yùn)量,用cij表示從第i個(gè)倉(cāng)庫(kù)到第j個(gè)車(chē)站的單位物資運(yùn)價(jià),aij表示從第i個(gè)倉(cāng)庫(kù)的物資儲(chǔ)量,dij表示從第j個(gè)場(chǎng)站的請(qǐng)領(lǐng)量。
五、模型求解
對(duì)于線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題,一般使用LINGO軟件求解,LINGO是專(zhuān)門(mén)用來(lái)求解各種規(guī)劃問(wèn)題軟件包,其功能十分強(qiáng)大。是求解優(yōu)化模型的最佳選擇。以下為L(zhǎng)INGO求解的過(guò)程。
1.集合定義部分。先定義倉(cāng)庫(kù)集合: CK/K1...K6/:ZL;其中CK是集合的名稱(chēng),K1...K6是集合內(nèi)的成員,“..”是特定的省略號(hào),表明該集合有6個(gè)元素,對(duì)應(yīng)六個(gè)倉(cāng)庫(kù),ZL是集合的屬性,表示倉(cāng)庫(kù)的物資總量。
同理,定義車(chē)站集合, CZ/Z1..Z2/:QL;為了表示數(shù)學(xué)模型中的運(yùn)輸關(guān)系以及與此相關(guān)的運(yùn)輸單價(jià)和運(yùn)量,在定義一個(gè)表示運(yùn)輸關(guān)系的集合 LINKS(CK,CZ):C,X;該集合是以CK和CZ為基礎(chǔ)產(chǎn)生的衍生集合(或稱(chēng)派生集合)。C,X為衍生集合的兩個(gè)屬性,分別表示到相應(yīng)車(chē)站的單位貨運(yùn)價(jià)和從某倉(cāng)庫(kù)的到某車(chē)站的貨運(yùn)總量。
2.數(shù)據(jù)初始化。定義的集合中,X(有48個(gè)元素)是決策變量,是待求系數(shù),屬性ZL、QL和C的元素已知。數(shù)據(jù)初始化只需在程序中按語(yǔ)法輸入即可。
3.目標(biāo)函數(shù)和約束條件。目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式的LINGO程序?yàn)椋篗IN=@SUM(LINKS(I,J):C(I,J)*X(I,J));式中, @SUM是求和函數(shù),第一個(gè)參數(shù)LINKS(I,J),表示求和函數(shù)是對(duì)衍生集合進(jìn)行;第二個(gè)參數(shù)為表達(dá)式C(I,J)*X(I,J)。
4.運(yùn)算結(jié)果。通過(guò)編程計(jì)算,結(jié)果表明:目標(biāo)函數(shù)值為664,即最省的方案下總費(fèi)用為664.最優(yōu)運(yùn)輸方案如下,該方案下完成任務(wù)花費(fèi)的費(fèi)用最省。
六、 結(jié)束語(yǔ)
后勤運(yùn)輸優(yōu)化是一個(gè)大規(guī)模的線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題,本文考慮到篇幅限制假設(shè)背景只是少數(shù)倉(cāng)庫(kù)對(duì)少數(shù)保障單位的情況,實(shí)際情況往往比這復(fù)雜的多。本文建立的數(shù)學(xué)模型和求解方法適用于后勤運(yùn)輸?shù)拇蟛糠智闆r,在求解的過(guò)程中,只需改變初始的矩陣即可,具有較強(qiáng)的通用性,Lingo是解決規(guī)劃問(wèn)題專(zhuān)業(yè)軟件,與其他大型的數(shù)學(xué)軟件相比較,LINGO在線(xiàn)性規(guī)劃,整數(shù)規(guī)劃,0-1規(guī)劃以及圖論和網(wǎng)絡(luò)模型的求解方面多具有很多的優(yōu)勢(shì),可以考慮基于Lingo開(kāi)發(fā)相關(guān)的后勤運(yùn)輸優(yōu)化軟件。將對(duì)后勤運(yùn)輸效能的提高具有一定的促進(jìn)作用。
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