1.2 研究問題

本書主要從運作層面研究了企業(yè)單機器生產(chǎn)排序與多車輛運輸路徑排序協(xié)同調度問題，以一系列基于訂單交付時間的函數(shù)為優(yōu)化目標，從多個方面優(yōu)化企業(yè)客戶服務水平及提高整個供應鏈的響應速度。在實際中，為了快速響應市場需求與提高客戶服務水平，越來越多的行業(yè)開始關注生產(chǎn)與運輸?shù)膮f(xié)同調度。如服裝業(yè)、電腦、手機、報紙、電商、生鮮、醫(yī)療藥品以及突發(fā)事故災難后的物資生產(chǎn)與運輸?shù)龋钥蛻繇憫獣r間為第一關注要素。以服裝業(yè)的ZARA公司為例，其成功建立在一個重要理念之上，即速度與響應能力比成本更重要。對ZARA來說，快速的供應鏈反應系統(tǒng)就是它的核心競爭優(yōu)勢所在。其工廠與物流/配送中心直接相連，并采取第三方物流服務模式，利用小批量多批次的供貨方式，每周兩次向各地專賣店進行新品配送。再如，戴爾電腦以其直銷系統(tǒng)聞名于世，按訂單生產(chǎn)為導向，快速組織生產(chǎn)與發(fā)貨，力爭以最快的速度響應客戶需求。

單機器生產(chǎn)與多車輛路徑協(xié)同調度問題如圖1-1所示，在生產(chǎn)階段，一臺機器以恒定的生產(chǎn)率連續(xù)生產(chǎn)來自多個客戶的訂單，每個訂單有加工時間與數(shù)量的要求；在運輸階段，一系列有限數(shù)目的車輛從工廠出發(fā)，將生產(chǎn)完畢的產(chǎn)品運輸給相應的各個客戶，每個客戶只能訪問一次，每個訂單不能分開運輸，每輛車裝載的產(chǎn)品數(shù)量不能超出其車輛容積。該問題包含了兩個經(jīng)典的排序問題：生產(chǎn)調度問題與車輛運輸路徑問題。車輛運輸路徑已是公認的NP難題（NP-hard，NP指非確定性多項式，Non-deterministic Polynomical），顯然二者的結合問題更為NP難題，一般的線性規(guī)劃軟件難以求解。因此，求得這種問題的調度方案對于企業(yè)實際運營顯得尤為重要，必須同時解決三個關鍵問題：各訂單何時生產(chǎn)、各車輛負責哪些訂單的運輸、車輛路線如何安排。本書擬通過構建混合整數(shù)模型，以一系列基于時間成本的函數(shù)為優(yōu)化目標，設計有效的啟發(fā)式算法來求解訂單的生產(chǎn)順序、車輛的訂單裝載及車輛的運輸路徑，從多方面衡量與優(yōu)化企業(yè)的客戶服務水平并提高整個供應鏈的運行效率，從而為企業(yè)實際運營提供理論支持和指導。

圖1-1 單機器生產(chǎn)與多車輛運輸協(xié)同調度