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第四方物流路径优化模型与算法 版权信息
- ISBN：9787030680655
- 条形码：9787030680655 ; 978-7-03-068065-5
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
第四方物流路径优化模型与算法 内容简介
本书在总结第四方物流近年来国内外研究现状的基础上, 重点探讨了第四方物流路径优化问题的模型与算法。全书共分5章。**章和第二章总结了第四方物流的主要研究方向和相关智能算法。第三章至第五章从不同问题结构、不同配送因素和多目标三个角度, 分别对第四方物流路径问题的建模与计算方法进行了详细阐述。
第四方物流路径优化模型与算法 目录
目录
第1章 研究背景 1
1.1 第四方物流的产生与发展 1
1.2 第四方物流研究概述 4
1.3 4PLRP 8
1.4 本书内容与结构 10
第2章 算法概述 13
2.1 免疫算法概述 14
2.2 蚁群算法概述 20
2.3 混沌算法概述 22
2.4 和声搜索算法概述 23
2.5 粒子群算法概述 27
2.6 差分进化算法概述 29
2.7 *短路径算法概述 33
2.8 本章小结 38
第3章 不同问题结构下单目标4PLRP 39
3.1 S-S-S 4PLRP 39
3.2 S-M-S 4PLRP 47
3.3 S-S-M 4PLRP 53
3.4 M-M-M 4PLRP 59
3.5 本章小结 64
第4章 不同因素下单目标4PLRP 65
4.1 带有时间窗的4PLRP 65
4.2 考虑费用折扣的4PLRP 76
4.3 考虑提前/拖期的4PLRP 86
4.4 本章小结 92
第5章 考虑多目标的4PLRP 94
5.1 基于多目标规划的4PLRP 94
5.2 基于目标规划的4PLRP 98
5.3 本章小结 105
参考文献 107
第1章 研究背景 1
1.1 第四方物流的产生与发展 1
1.2 第四方物流研究概述 4
1.3 4PLRP 8
1.4 本书内容与结构 10
第2章 算法概述 13
2.1 免疫算法概述 14
2.2 蚁群算法概述 20
2.3 混沌算法概述 22
2.4 和声搜索算法概述 23
2.5 粒子群算法概述 27
2.6 差分进化算法概述 29
2.7 *短路径算法概述 33
2.8 本章小结 38
第3章 不同问题结构下单目标4PLRP 39
3.1 S-S-S 4PLRP 39
3.2 S-M-S 4PLRP 47
3.3 S-S-M 4PLRP 53
3.4 M-M-M 4PLRP 59
3.5 本章小结 64
第4章 不同因素下单目标4PLRP 65
4.1 带有时间窗的4PLRP 65
4.2 考虑费用折扣的4PLRP 76
4.3 考虑提前/拖期的4PLRP 86
4.4 本章小结 92
第5章 考虑多目标的4PLRP 94
5.1 基于多目标规划的4PLRP 94
5.2 基于目标规划的4PLRP 98
5.3 本章小结 105
参考文献 107
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第四方物流路径优化模型与算法 节选
第1章 研究背景 1.1 第四方物流的产生与发展 物流概念的发展经历了一个漫长而曲折的过程。以詹姆士 约翰逊和唐纳德 伍德为代表的学者认为“物流一词首先用于军事”。这来源于1905年美国少校琼斯 贝克的观点：那个与军备的移动和供应相关的战争艺术分支就叫物流（logistics，国内也翻译为“后勤”）。而英国克兰菲尔德物流与运输中心（Cranfield Center for Logistics and Transportation，CCLT）主任、资深物流与市场营销专家马丁 克里斯多夫认为，阿奇 萧是*早提出物流概念并进行实际探讨的学者。阿奇 萧在1915年哈佛大学出版社出版的《市场流通中的若干问题》一书中指出：“物流是与创造需求不同的一个问题”，并提到“物资经过时间或空间的转移，会产生附加价值 流通活动中的重大失误都是因为创造需求与物流之间缺乏协调造成的”。这里“时间或空间的转移”指的是销售过程的物流。 *初，人们对物流的研究仅限于工商企业内部。企业在纵向一体化思维的主导下，既搞生产又搞物流。进入20世纪90年代，随着科学技术的进步和全球化市场的形成，纵向一体化使企业负担过重，除管理生产外，还要管理原材料的采购、产品的销售等一系列物流活动。这样的生产管理方法造成企业成员过多、业务链过长，并可能导致物流、信息流的扭曲、市场反应迟钝等不良后果。加上每个业务环节都面临众多竞争对手，竞争压力被人为加大。企业无法将精力集中于核心业务，从而限制了自身竞争力的提高。在这种情况下，横向一体化模式被提了出来。这一模式强调企业要把优势集中在自己的核心业务上，通过借助其他企业的资源和优势业务来完成非核心业务，以达到快速响应市场、降低运营成本和风险的目的。 如果把生产企业和流通企业的自营物流称为**方物流（1st party logistics，1PL），把提供单一运输、仓储等业务的物流企业称为第二方物流（2nd party logistics，2PL），那么第三方物流（3rd party logistics，3PL）可以被认为是在企业强调核心业务、横向一体化思想影响下产生的物流模式。3PL是社会分工的结果。而它产生后所带来的专业化和规模化效益，以及对工商企业降低物流成本、提高核心业务竞争能力和客户服务水平等方面的作用，也印证了横向一体化思想的科学性[1]。 应该说明的是，3PL至今还没有经典的、众人一致认可的定义，这也是4PL产生的一个背景。关于3PL的各种定义，李松庆在文章《第三方物流论定义探讨》[2]以及专著《第三方物流论：理论、比较与实证分析》[3]中已经做了详细的总结，其中一种对3PL比较公认的定义是：3PL是指由供方和需方以外的第三方提供物流服务的业务模式。具体来讲，3PL公司可以从事具体的物流业务（运输、仓储等）运作，也可以不从事具体的物流业务运作，但是必须有对客户提供系统规划、设计和解决方案的物流能力。这个物流系统规划可以是从客户提出的整个供应链角度设计的，也可以是针对客户提出的某一部分设计的。具体情况主要取决于客户的意愿和3PL公司的运作。换个说法就是3PL公司不一定提供具体的物流作业，但是必须具备规划、管理和控制物流作业的能力。 资料分析显示，美国1995年制造业使用3PL的比率为60%，2001年的比率为74%，而在使用3PL的制造企业中，63%的企业不止使用一家物流公司为其提供服务。2003年10月美国东北大学和埃森哲公司对美国财富500强制造企业使用3PL服务情况的调查结果显示：2003年这些大型制造企业对3PL使用的比率达到81%，在使用3PL的企业中，有58%的企业使用多家3PL公司。而1996年英国有76%的企业在使用3PL服务，在没有使用3PL的企业中，有24%正在考虑是否使用3PL服务。调查结果还指出，在已使用3PL服务的企业中，有77%的企业使用该项服务的时间在3年以上，有60%的企业使用该项服务的时间在5年以上。从这些数据来看，欧美的3PL市场经过十几年的发展，已先后走向了成熟。 但是，在3PL运作过程中，由于企业自身的运作能力、专业素质和对客户需求理解等方面的不足，以及物流客户表现出的希望物流公司能够控制多个物流分支的强烈愿望，物流企业在规划设计空间上存在限制且在许多业务模式、管理方式上存在约束。这使得3PL在实际运作中仍存在诸多不尽如人意的地方，主要表现为如下几方面。 （1）在供应链管理中的地位提升缓慢。 （2）在供应链管理中所体现出的作用与理想情况相比有较大差距。 在这种情况下，埃森哲公司于1998年提出了第四方物流的概念[4]，强调4PL是一个供应链的集成商，它的使命就是提供一整套供应链解决方案，从而弥补了3PL对供应链管理能力的欠缺并及时指出了3PL发展过程中存在的问题。图1.1显示了物流的这一发展历程。 从理论上讲，4PL的概念还没有完全统一，目前比较认可的是埃森哲公司在《战略供应链联盟》一书中提出的概念：4PL供应商是一个供应链的集成商，它对公司内部和具有互补性的服务供应商所拥有的不同资源、能力和技术进行整合和管理，提供一整套供应链解决方案。埃森哲公司认为，4PL在客户和他的物流与信息供应商之间充当唯一“联系人”的角色，这与3PL服务综合化、供应链管理一体化的物流服务方式吻合；而4PL强调依靠业内*优秀的3PL供应商、技术供应商、管理咨询顾问和其他增值服务商，为客户提供独特和广泛的供应链解决方案的思想，这在物流服务日益全球化的趋势下也是可以实现的，代表着物流未来发展的方向。 图1.1 物流的发展历程 IT指信息技术（information technology） 在物流实践方面，埃森哲公司运用供应链集成思想成功运作了几项较大的物流业务。例如，在欧洲，埃森哲公司和菲亚特公司的子公司—New Holland成立了一个合资企业New Holland Logistics S.P.A.，专门服务于零配件企业，获得了良好的效益；在英国，埃森哲公司和泰晤士水务有限公司的一个子公司—Connect2020同样获取了良好的物流效益。虽然有的学者认为上述4PL的成功实际上是供应链集成思想的成功，而供应链管理是3PL的一个较为复杂和高级的业务层次，4PL概念的提出有炒作的成分，但是埃森哲公司在提出“第四方”时所强调的供应链集成和3PL在供应链管理能力上的欠缺却是物流界应该注意和学习的。它代表了3PL将来努力的方向，是针对3PL在发展过程中所遇到的问题而提出的一个理想化的解决方案。由此可见，4PL是工业化进程发展的必然产物。 1.2 第四方物流研究概述 物流从3PL发展到4PL，一系列新的问题得到人们的重视。目前研究主要集中在4PL的定义及概念、平台设计、作业整合、供应商评价、契约设计、风险管理和路径优化等方面。 1.2.1 定义及概念 从概念上讲，众多学者就4PL进行了深入剖析。Alan[5]把4PL定义为一个独立的、极为负责的、可以对客户需求进行整合却“没有资产”的集成者。Alan认为4PL的职责在于通过控制物流运作时间和空间建立一个有价值的业务解决方案。它不仅可以创造价值，还能为所创造的价值给予一个衡量标准。Tom[6]分析了4PL的产生背景，指出了4PL控制供应链的两个决定性因素。Stephen[7]通过分析埃森哲公司提出4PL的初衷，从定性的角度论述了4PL的宏观框架，指出在接下来的几年中4PL的发展前景十分乐观。Mukhopadhyay和Setaputra[8]通过对4PL与3PL在运作理念上进行对比指出3PL的作用是有限的，4PL将会有更大的优势占领市场。同时指出，4PL在逆向物流中所起到的整合作用将有利于促进零售商和4PL的共赢。Gül？in等[9]在深入研究4PL概念的基础上，从服务质量、费用、技术支持等多方面对4PL的实际运作能力进行了分析，提出了一套切实有效的评估方案。与此同时，在国内，4PL这一概念也引起了热烈的讨论。唐斌和唐万生[10]通过对4PL运作方式及解决方案的分析指出，在我国发展这个新的物流运作方式迫在眉睫。晏再庚[11]认为4PL具备供应链管理能力和足够的业务影响力，能为客户带来效益的增长以及资产利用率的提高。赵圆圆[12]则从4PL的概念、优势、发展条件等基础理论角度出发，详细分析了我国物流业发展所面临的问题，并对4PL在我国的发展提出了若干对策。 1.2.2 平台设计 第四方物流运作平台是第四方物流整合资源的基础，是将客户的需求信息和3PL供应信息联系起来的桥梁。因此，如何设计一个有效的第四方物流运作平台，如何制定相关的制度与运作规范，关系着第四方物流运作的成败。 Nissen[13]参照ESCATE公司的电子管理软件平台，讨论了4PL市场的结构和功能，命名了项目实现的关键成功因素。Lau和Goh[14]提出了一个4PL网上运作的智能经济系统，并将该经济系统所承担的作业分配问题定义成一个集合划分问题，利用一个迭代的贪婪近似算法对该问题进行了求解。Li等[15]以某个物流企业为背景，在研究电子化企业运营的基础上，设计了4PL体系结构及其在电子商务模式下的软件平台和技术实现方案。Hui等[16]研究了中国香港空运行业4PL平台的设计，并基于层次分析法和网络分析法对该平台的收益、成本和风险进行了评估。Bourlakis C和Bourlakis M[17， 18]基于交易成本理论研究了英国食品零售链4PL网络的创建。毛光烈[19]从政府层面对4PL平台的流程设计进行了研究。王泽来等[20]设计了一个基于WebGIS的4PL跟踪及应急系统。Wang[21]应用现代服务管理理论，提出了基于服务的4PL运作模式，为服务型4PL提供了有利的技术支持。 第四方物流运作平台必须是信息化的，并且能够及时获取物流需求与供应的信息。因此，它离不开计算机技术的支持。Xiu和Zheng[22]建立了一个基于协同环境的4PL综合信息平台，展示了4PL在这一运作模式下的利润，指出这一平台不但可以扩展到其他物流活动中，而且可以提高物流资源整合能力和自身的服务质量。Huang和Wang[23]提出了基于网络服务的4PL信息平台系统框架。葛世伦和聂冬芹[24]基于multi-agent对4PL信息平台进行了设计。王海燕等[25]以集群式供应链理论为指导，构建了基于集群式供应链的产业集群4PL运作模式，并对4PL在产业集群应用中可能存在的难题给出了相应的建议。秦智晗等[26]通过对我国煤炭业及其物流模式发展现状的分析，提出了建设煤炭业4PL公司的策略，以提高煤炭业的物流管理水平和整体经济效益。 可以看到，当前针对第四方物流运作平台设计的研究相对有限，并且是倾向于概念性的研究，缺乏实际运作平台的支撑。因此，未来应在这一方面加强研究力度并注重平台实现技术的运用。 1.2.3 作业整合 4PL以整合供应链为目的，4PL模式下的资源整合显得尤为重要。Yao[27]从系统性量化角度对4PL模式下的供应链整合特点进行了分析，通过对实际案例的研究建立了优化模型，并通过对4PL模式下供应链运作过程中主要因素的发掘、分析和判断，提出了行之有效的决策方法，为指导企业的运营实践做出了一定的贡献。姚建明[28]围绕整合供应链过程中的整合风险进行了分析，引入整合风险的资源整合决策模式，建立了4PL模式下供应链资源整合决策的多目标数学模型，并利用改进的蚁群算法求得结果，突出体现了4PL的运作优势，实现了资源整合优化过程中多个目标之间的权衡。曹宇峰和张毅[29]从博弈的角度分析了不同条件下物流资源的整合过程，提出了对4PL运作的基本要求，分析结果表明，4PL可以使博弈双方做出既能满足个体利益*大化又能兼顾群体利益的选择，*终使物流资源配置达到*优。徐鹏和王勇[30]运用信号传递模型，研
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