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配送中心货物配装问题的优化模型与算法研究

张卉  
【摘要】: 随着市场经济的发展和物流专业化水平的提高,物流配送业得到了迅速的发展。货物配装问题是物流配送过程中的一个重要环节,是指充分利用运输工具的载重量和容积,采用先进的装载方法,合理安排货物的配载。货物配装的合理化就是在既定的车辆条件下使货物装载的综合利用率最高。给出一个合理的配装方案以提高车辆的载重量和空间利用率,降低配送企业的物流成本,增强其企业竞争力,将会给配送企业带来巨大的经济效益,同时为全社会创造更多价值。 配装问题是应用背景较强的离散组合最优化问题,大多情况下为多目标、多约束优化问题,在其固有的NP完全计算复杂性的基础上,又增加了许多复杂的约束条件和配装空间的几何复杂性,而且,随着待装货物规格数量的增加,可选的装载方案数量将以指数速度急剧增长。因此,货物配装问题已成为目前研究的一个热点问题。 本文围绕配送中心货物配装问题的优化模型和算法开展研究,旨在为配送中心货物配装的合理化提供一个整体解决方案。首先,对配送中心货物配装问题的构成要素进行了系统分析,为货物配装问题的合理分类以及建立货物配装问题的数学模型奠定了基础。其次,对货物配装前的车辆选择问题进行了界定,根据该决策问题的特点,采用灰色聚类方法进行求解,并通过实际算例验证了该算法的良好性能。然后,对配送中心货物配装问题进行了抽象和界定,分别对单车二维、单车三维以及多车三维货物配装问题的优化建立了数学模型,并分别设计了模型求解的遗传算法。最后,采用MATLAB遗传算法工具箱实现了上述三种典型情况下货物配装优化模型的求解,并通过实际算例验证了该算法的良好性能。


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