集成物流系统优化中LRP研究文献综述_史玄

学 术理 论经营管理者

集成物流系统优化中LRP研究文献综述

史　玄　　福州大学

摘　要：本文概述了选址-路径（LRP）研究理论与现实意义、国内外静态和动态LRP研究现状、集成物流系统优化中的LRP研究总结与展望。

关键词：集成物流　动态选址路径　文献综述一、研究理论与现实意义

在物流管理决策中，定位—配给(LAP) 和车辆运输路线问题(VRP) 是得到较多关注的两个方面。定位—配给问题（LAP）考虑设施的定位与货物配给之间的相互关系，目的是对设施的数量、位置进行决策，使设施的运作成本及车辆的运输成本最低。运输路线问题（VRP）则是在设施位置已知的前提下，确定车辆在各个客户间的行程路线，使得运输路线最短或运输成本最低。但随着物质需求的多样性和不规则性以及贸易呈全球化趋势的发展，物流系统优化问题的各个子系统(比如设施定位问题、配送问题、运输路线安排问题等)之间的相互影响也越来越大。对于许多实际问题，要综合考虑以上问题，就形成了选址—路径(LRP)问题。

选址-路径问题（LRP）研究的是在一系列潜在的设施点中确定出一定数量的设施位置，并为各设施分配客户需求，同时进行各个设施点到各个客户点的车辆路线优化。它的目标是确定设施点的位置和数量，尽量减少物流系统优化中的总成本，包括设施开放成本和运输成本等。因此，研究集成物流系统优化中的LRP问题具有重大的理论价值和现实意义。

二、国内外研究现状

1.静态LRP的研究。国内外许多学者对LRP问题进行了较深入的研究，综合国内外相关文献，LRP的研究集中在这两个方面：（1）模型研究，对已有模型进行不断的改进，结合新的方法，不断突破原有模型的局限性。或者应用全新的建模方法进行建模。（2）求解算法的研究，使用新的、改进的方法使模型更容易得到满意解。在模型研究方法上面，本文主要讨论静态LRP模型和动态LRP模型。

1.1模型研究。国外LRP问题的研究始于20世纪80年代，此后，Laporte回顾早期LRP问题的研究，总结了 1988 年以前研究的不同的数学模型。Hokey Min对LRP问题的模型和算法进行综述为该问题的深入研究发挥了重要作用。Jose-Manuel Belenguer,etal研究考虑车场和车辆能力约束的选址路径问题。当前，随机LRP是该领域人们关注的重点。国内LRP问题的研究起步较晚，始于汪寿阳的一篇对LRP问题综述，该文详细介绍了国外LRP问题的研究进展，分析了LRP的主要内容和特征，对问题的求解算法进行分类，并阐述了该领域以后的研究方向。该文献对我国在该领域的研究起了指引作用。目前LRP优化模型的目标主要是总的费用（包括设施建设费用、运输费用）最小，但有时也考虑其他的目标，如顾客的满意度、时间费用最小等。

1.2算法研究。国外Hokey Min根据 LRP问题的具体模型将其精确求解方法分成了四类：①分枝定界法，②动态规划法，③整数规划法，④非线性规划法。Min 把LRP问题的启发式求解方法分为如下四类：①定位-分配先，运输路线安排次之；②运输路线安排先，定位-分配次之；③节约/插入法；④巡回路线改进/交换法。国内多用启发式算法求解LRP，其中又以把分阶段启发式算法和现代智能启发式算法相结合的混合算法最为常见。

2.动态LRP的研究。

2.1设施动态选址模型研究。动态设施选址问题根据问题所涉及的梯级数可分为一个梯级和多个梯级模型；根据是否允许同一个设施多次打开或关闭，可分为不允许设状态改变和允许设施状态改变两类。国外研究中，Ballou首先提出了动态设施选址问题，指出静态确定型选址模型在应用上没有考虑到时间的变化，研究了如何选择一个仓库使其在规划期内实现利润最大。Hinojosa在考虑动态选址模型中，将库存决策因素考虑进来。Albareda等建立了有分配决策的动态服务设施选址模型。国内研究中，最早的是徐利民等针对静态模型没有考虑时间变化对选址决策的影响，结合实例用动态规划的思想解决问题。郭莉考虑需求随机性，建立了随机需求下的动态选址模型。税文兵考虑库存成本对选址决策的影响。

2.2动态设施选址算法研究。在算法研究方面，大致可以分为两

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类，一是采用分支定界算法；二是混合整数规划与动态规划相结合的方法，这类方法首先使用求解混合整数规划的方法获得每一个周期的解，然后用动态规划的方法获得整个规划期的最优解序列，这两类算法都属于精确算法。由于动态选址问题是属于典型的NP-难问题。因而，很多启发式的方法被用于求解这类问题。

2.3动态LRP模型研究。国外研究中，有关动态LRP的研究主要是两类:一是设施地点可以被连续地选址，另一类是设施地点在规划初期就被固定下来,而车辆路径则随着顾客需求的变化而变化。Nambiar假设供应链的变化是可以预测的前提下，研究在每一个计划期里工厂是否被关闭或者再运行的问题。Salhi and Nagy的研究则假设在整个计划期内，设施的地址是保持不变的，而配送路径随顾客需求的变化而改变。Prodhon将周期性路径和选址路径问题结合更加实际的问题，给出了周期性选址路径优化模型。Albareda-Sambola et al.主要关注多周期离散设施选址问题，其中运输成本和选址成本一起随着时间范围来设计操作设施模式。国内关于研究动态LRP问题的文献不多，大多数是关于动态选址优化问题的研究。王迎春在静态LRP的基础上，考虑规划期内客户需求随时间变化的动态特性，使动态的LRP转化成多阶段决策问题。税文兵建立了考虑库存成本的配送中心动态选址模型。马祖军，王绍仁等以震后应急物流为背景，考虑系统中的动态性、时效性、路网连通性、需求不确定性等特点，建立了一个带时间窗的模糊动态LRP优化模型。崔飞涛集成物流系统中选址路径和库存这三个关键要素进行优化研究,并考虑到物流系统随时间而变化的动态特征,建立了动态环境下的选址-库存-路径问题集成优化模型。

2.4动态LRP优化算法研究。在算法研究方面，由于动态LRP问题是属于典型的NP-难问题，因而，很多启发式的方法被用于求解这类问题。智能启发式算法有遗传算法、蚁群算法、微粒群算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法或其混合算法。另外，有部分模型采用数学规划软件Lingo、CPLEX等求解。

三、 总结与展望

LRP 经过一段较长的发展历程，已经涌现了一大批优秀的成果。这些成果从模型和算法两方面对 LRP 的理论和方法不断进行改进和完善，极大地推动了 LRP 在现实中的应用。主要研究方向与不足体现在：

1.目前的研究主要集中于算法上，理论性较强。对于模型的构造以及运用 LRP 模型来解决实际问题的研究则较少，尤其是针对一些特殊行业的研究还未出现。

2.现有的LRP研究多为静态的模型，很少分析 LRP 参数随时间变化的特性。但在整个规划期内，LRP参数是随着时间在变化的。因此，在 LRP 模型中加入动态特性，在实时或在线物流管理中，会极大地提高与现实接近的程度。

3.对于动态模型的构造大多是在动态选址方面，应该更加的接近于实际问题，建立与实际情况相符合的模型。主要体现在设施点的数量、运输车辆的种类和数量、客户的需求量、客户的时间窗等方面。同时，应该加入对于动态选址-库存－路径问题的分析，建立动态定位－运输－库存集成问题的分析模型。

参考文献：

[1]汪寿阳,赵秋红,夏国平.集成物流管理系统中定位—运输路线安排问题的研究[J]．管理科学学报,2000(02)．

[2]王迎春.配送中心动态选址-路线安排问题研究[硕士论文].哈尔滨工业大学,2007.

[3]崔飞涛.动态环境下选址-库存-路径问题集成优化模型与算法研究[硕士论文].华中师范大学,2012.

[4]徐利民,马良成,万芳.仓储中心的动态选址及运用[J].武汉理工大学学报，2003,27(2):257-259.

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