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托盘共用系统调度优化研究

任建伟  
【摘要】:托盘让世界动起来。要想充分发挥托盘的作用,除提高托盘的使用率以外还必须对托盘进行有效的管理。目前托盘的管理方法主要有所有权转移、托盘交换和托盘共用三种,其中托盘共用是目前最受业界青睐的托盘管理方法。托盘共用系统建设也是我国《物流业调整和振兴规划》中确定的九大重点工程的重要内容。本文在对托盘共用系统进行分析的基础上,重点对“如何更有效地调度托盘(在恰当的时间,恰当的地点,以恰当数量的托盘满足恰当客户的需求)?”这一困扰着诸如CHEP, iGPS, PLUS等全世界最大的托盘共用系统的管理者的重要问题进行了深入研究。 首先,定义了托盘共用系统的内涵、建立了托盘共用系统的概念模型;用协同学理论分析托盘共用系统的演变机理得出了“托盘共用系统调度优化是运作协调的重要组成部分,能帮助消除运作摩擦,提高托盘共用系统的总效益”的结论;将第三方所有托盘共用系统、第三方管理托盘共用系统、联盟式托盘共用系统、私有托盘共用系统等4类现有的托盘共用系统归类为“专业托盘共用系统”,并根据我国国情提出了-类非专业托盘共用系统——松散式托盘共用系统;凝练了各种托盘共用系统的业务流程,为后续研究托盘共用系统调度优化奠定了基础。 其次,建立了确定条件下专业托盘共用系统调度优化模型,将托盘再分派和托盘回收作为两个不同的调度过程进行了区分,考虑了专业托盘共用系统调度的全过程(购买(租借)、分派、再分派、回收),纳入了托盘毁坏率、整车运输等现有调度文献尚未研究的因素。通过算例验证了模型的有效性,并通过数值分析证明了托盘毁坏率、装卸能力、运输能力、库存能力、作业时间和整车运输等因素对决策的重要影响和托盘型号之间的关系。 再次,建立了随机条件下专业托盘共用系统调度优化模型,考虑了库存能力随机、装卸能力随机等现有调度文献尚未研究的因素。通过算例验证了模型的有效性,并通过数值分析证明了置信水平和单位惩罚成本对决策的重要影响和托盘型号之间的关系。 然后,建立了极端不确定条件下专业托盘共用系统调度优化模型,考虑了运输能力极端不确定、装卸能力极端不确定、库存能力极端不确定、待回收托盘量极端不确定、待回收托盘的毁坏率极端不确定等现有调度文献尚未研究的极端不确定因素。通过算例验证了模型的有效性,并通过数值分析证明了分配给各个情景的权重对决策的重要影响和托盘型号之间的关系。 最后,建立了非专业托盘共用系统调度优化模型,考虑了客户选择、回收时间约束这两个专业托盘共用系统调度无需考虑的因素。通过算例验证了模型的有效性,并通过数值分析证明了单位时间租赁价格和需求者租赁时间对决策的重要影响和托盘型号之间的关系。 综观专业托盘共用系统在各种条件下的最优调度方案,得出了一个专业托盘共用系统调度的基本原则“先再分派后分派,分派再分派都就近;回收要快,外租(借,买)要慎”。同样,通过对非专业托盘共用系统最优调度方案的分析,也得出了一个非专业托盘共用系统调度的基本原则“就近分派,准时回收,追逐利润”。


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