航空物流配送路径篇1

一、航空物流配送背景

航空物流配送是指按客户的订货要求，在航空物流中心进行分货、配货，并将货物及时送交收货人的物流活动。送交收货人环节包括车辆选择及运输路线规划。目前，国内航空货运配送环节，由于路线规划缺乏优化选择，使航空货运无法更好发挥快捷性优势。常用规划方法有：动态规划、分支定界、节约里程、扫描、贪婪算法及现代遗传、模拟退火、蚁群算法。其中，遗传算法结合现代智能技术，能适应航空物流多点配送的特点，提高精确度。

二、航空货运配送规划

根据遗传算法基本理论设计适用于配送路径模型的遗传算法，主要包括染色体编码与解码、初始群体、适应度函数、遗传等要素的设计。

1.编码与解码及产生初始种群

假设配送中心有车辆k台，客户点l个，采用增加k＋1个虚拟配送中心可形成一条长为k＋l＋1的染色体编码串（0，i11，i12，…i1a，0，i21，i22，…，i2b，0，…，0，ik1，…，ikc，0），其中染色体相邻两个0之间表示一条子路径。将路径分隔符的0加入到染色体中，所有路径中被访问的客户依次编码至一条染色体中，可保证每个客户节点均被访问有且只有一次，大大地简化了对模型约束条件的处理。解码时，初始化一条路径，将染色体中的基因值顺序插入到当前路径中，若一个基因值的插入导致该路径的负荷超过了车辆的最大容量或返回配送中心的时间晚于最晚返回时间，则开始构建新的路径，重复上面操作，直至所有客户均被插入到路径中。由于遗传算法搜索最优解不依赖于初始种群，为使初始种群尽可能地均匀分布在整个解空间，随机生成初始种群。

2.选择

采用改进赌选择算子，设种群大小为M，父代种群Z＝｛a1，a2，…，ai，…，aM｝，其中每个个体的适应度大小为f（ai），子代群体初始状态为X＝｛｝。

（1）将所有个体按其适应度值f（bi－1）＞f（bi）＞f（bi＋1）进行排序；同时，计算出父代种群中适应度最大个体k，即f（ak）＝max（f（a1），f（a2），…，f（aM））。

（2）计算出群体Z′中所有个体的适应度总和Mi=1Σf（bi）。

（3）计算每个个体被选中的概率Pbi=f（bi）Mi=1Σf（bi）；

（4）计算每个个体的累积概率Qi=Mi=1ΣPbi。

(5）转动M轮。1）产生M个［0，1］之间的均匀随机数r。如果r≤Qi，则选择染色体bi，否则，选择第i个染色体bi（2≤i≤M），使得Qi-1≤r≤Qi。2）统计各区间ξ值ξ1，ξ2，…，ξM，其中ξi是落在i号区域的随机数个数3）取最大的ξ值ξj＝max｛ξ1，ξ2，…，ξM｝所在区间j对应的个体bj为本轮转动后所选中的个体Mi，即Mi＝bmin（i1，i2，…，ij），若存在多个相同ξ值区间ξ1，…，ξl（l≤M）Mi=bj，否≤则4）将Mi并入X，即X（0）＝准X（t）＝x（t－1）∪Mi≤5）若选出的个体数到达种群大小，则转7），否则转1）。

（6）找出子代种群X中适应度最低个体m。

（7）用个体k代替个体m。

（8）存储所有新选出的个体，并且返回。

3.交叉

（1）随机在父代个体中选择一个交叉区域，如两父代个体及交叉区域选定为：A＝“256｜8437｜19”，B＝“359｜4178｜26”，其中“｜｜”表示交叉区域；

（2）将B的交配区域加到A的前面，A的交配区域加到B的前面，得两中间个体：A′＝“4178｜256843719｜”，B′＝“8437｜359417826｜”；

（3）在A′和B′中，自交叉区域后依次删除与交叉区相同的基因，得到最终的两个个体为：A1＝“843759126”，B1＝“417825639”。

4.变异

采用倒位变异算子进行变异操作，随机选择一染色体的两变异点，将变异区域进行倒位得到新的个体。倒位变异在进化过程中可对种群中的个体进行有效地调整，防止早熟收敛问题，改善遗传操作的全局寻优性能。（1）随机产生一个体temp＝“92587310461”和两变异点，如2和3，即temp＝“9｜25873｜10461”，其中“｜｜”表示变异区域。（2）将变异区域基因按反序插入到原位置中得到新个体temp1＝“9｜37852｜10461”。

5.适应度

适应度是评价个体优劣和进行遗传操作的重要依据，个体的适应度越大，被选择到下一代的概率越大。设适应函数fi＝1zi，i∈｛1，2，…，popsize｝.zi为群体中第i条染色体对应的目标函数值，反映了第i条染色体所对应的的配送总费用；fi为第i条染色体对应的适应度，其值决定了该染色体产生后代的概率。

6.终止规则

配送中，可判断进化的代数是否为要求代数N，若是，则停止进化，选性能最好的染色体所对应的配送路径集合作为所求VRPTW问题的最优解输出。反之，继续执行进化运算。三、结论通过多次试验，编制MATLAB算法验证，可证明遗传算法有效性更高。上述步骤的迭代搜索，得到最优染色相应的配送路径，完成带时间窗车辆路径问题的自动寻优过程。实现货物配送路径优化，选择最优配送路线，节约成本和时间，促进航空货运优势的发挥。

作者:王秀珊 许坤榕 单位:中国民航大学 经济与管理学院 航空自动化学院

航空物流配送路径篇2

2008年爆发的全球金融危机使得世界航空货运市场严重萎缩，运量大幅下滑，我国航空货运业也受到冲击。同时随着国内铁路的大幅度提速，高速公路网不断延伸以及海运业的进一步发展，航空快递物流的发展愈发艰难。调查数据显示，在国际货运市场中，2000年中国本土航空公司的市场份额为44%，2012年则跌至18%。中国的货运航空企业面临被边缘化的风险。同时，随着消费者物流需求的时效性不断提高，时间日益成为航空快递企业的核心竞争力，而影响时间因素的根源则主要集中在地面物流配送网络。目前我国航空快递企业大多枢纽的节点配置结构不当，枢纽覆盖面太大，配送路径偏长、配送耗时。针对航空快递企业面临的此种状况，本文以追求速度为第一目标，基于时间窗对车辆路径进行建模，并用VB编程进行求解，对航空快递企业的地面配送网络进行优化。

1基于时间窗的车辆路径优化建模

1.1模型假设

假设配送对象为通用货物;航空枢纽点与各站点之间的公路距离及各站点的货运量均已知;航空枢纽点的运力能满足各站点的要求;每条配送路径上各站点的货运量之和不超过配送车辆的总载重量;每条配送路径的长度不超过配送车辆一次配送的最大允许行驶距离;站点i的货物需要在时间窗口［ETi，LTi］内完成;每个站点的货物必须送达，且只能由一台配送车送货。为了建模的方便，我们假设gi为第i点的货运量;k为配送中心内可进行服务的车辆个数;qk为每辆车的装载量;cij为任意两站点之间的运输费用。若两节点之间没有可达路线，则相应cij值为无穷大;c1为早于ETi的惩罚因子，c2为晚于LTi的惩罚因子，若事件不允许发生，则两者的值取无穷大。

1.2模型的建立

地区航空枢纽点对其覆盖区域内的n个末端站点配送货物，配送中心有m辆车。各站点在一次配送过程中必须且只能接受一辆车的服务，即一个子回路对应着一辆车。航空枢纽点和各站点统称“节点”，将它们从“0”到“i”依次进行编号。所有节点都要被服务且仅能被服务1次，每条路径都开始并终止于v0，每辆车的负载不超过车辆最大载荷qk。ML表示车辆所允许的最大行驶路程。

2基于VB编程带时间窗的物流配送路径优化求解

2.1基本思路

针对上述问题，我们采用里程节约法进行求解。里程节约法，是指一个航空枢纽点分别向N个站点配送货物，在汽车载重能力及运行里程允许及满足限制函数的前提下，每辆汽车的配送线路上经过的用户个数越多，则配送线路越合理，总配送距离越小。

2.2模型仿真

本文以某航空快递企业山东分区为例进行优化，参数如下:企业有效覆盖站点数为16个;配送中心车辆保有数为5辆;单车最大载荷为3.5吨，平均行驶速度为90km/h，最大行驶里程为1300km。每个站点货物送达时间范围及最佳送达时间点T(单位:h)。

3结论

随着航空快递业进入群雄争霸的阶段以及消费者对于时效性要求的提升，速度已经成为航空快递企业最核心竞争力之一，成为航空快递企业生死存亡的关键。提高地面物流配送速度已不能再回避，航空快递企业必须提高认识，从“上天”到“下地”全面发展，提高整体实力，从而在激烈的市场上求得生存和发展。

作者:赵一民 单位:福州大学经济与管理学院

航空物流配送路径篇3

1前言

2008年爆发的全球金融危机使得世界航空货运市场严重萎缩，运量大幅下滑，我国也受到冲击。同时随着我国国内铁路的大面积提速、高速公路网不断延伸以及海运的进一步发展，航空速递物流发展也愈来愈艰难。调查统计，在国内货运市场中，2000年中国本土航空公司的市场份额为44%，20014年则跌至18%。中国的货运航空公司已经到了边缘化的境地。而且随着消费者物流需求时效性的不断提高，速度越来越成为航空速递企业的核心竞争力，而现在速度的短板则主要集中在地面物流配送网络，谁拥有最快的速度，谁才能在这激烈竞争的市场中获得生存和发展。而目前我国航空速递企业大多枢纽、节点配置结构不当，枢纽覆盖面太大，配送路径偏长、配送时间耗时。对于航空速递企业面临的这种状况，本文以追求速度为第一目标，基于时间窗对车辆路径进行建模，并用VB编程进行求解，对航空速递企业的地面配送网络进行优化。

2基于时间窗的车辆路径优化建模

2.1模型假设

配送对象为通用货物；航空枢纽点与各站点之间的公路距离及各站点的货运量均已知；航空枢纽点的运力能满足各站点的要求；每条配送路径上各站点的货运量之和不超过配送车辆的总载质量；每条配送路径的长度不超过配送车辆一次配送的最大允许行驶距离；站点i的货物需要在时间窗口[ETi,LTi]内完成；每个站点的货物必须送达，且只能由一台配送车送货。

2.2模型的建立

地区航空枢纽点对其覆盖区域内的n个末端站点配送货物，配送中心有m辆车，各站点在一次配送过程中必须且只能接受一辆车的服务，即一个子回路对应着一辆车。航空枢纽点和各站点统称“节点”，将它们从“0”到“i”依次进行编号。所有节点都要被服务且仅能被服务1次，每条路径都开始和终止于0v，每辆车的负载不超过车辆载质量kq。ML表示车辆允许的最大行驶路程。

3基于VB编程带时间窗的物流配送路径优化求解

3.1基本思路

里程节约法：一个航空枢纽点分别向N个站点配送货物，在汽车载重能力及运行里程允许及满足限制函数的前提下，每辆汽车的配送线路上经过的用户个数越多，则配送线路越合理，总配送距离越小。

3.2基本参数

本文以某航空速递企业山东部为例进行优化。其中，覆盖站点数为16个；配送中心车辆保有数为5辆；车辆最大载质量为3.5吨；车辆平均行驶速度为90km/h；车辆最大行驶里程为1300km。每个站点货物送达时间范围及最佳送达时间点T如表1所示。3.3VB编程求解可得路线安排为：用工作空间，又可以净化空气，更能使员工在工作中感到舒适、惬意，增加员工的工作效率。

3.2保障措施的改善

3.2.1提供舒适的休息环境

员工处于车间作业环境中，身体会积蓄大量热量，产生疲劳现象，一段时间后有必要从车间到休息区进行适当的调整，保证身体各项指标平衡。根据公司实际的情况，应将饮水处独立出来，形成专门的休息区，在休息区内安放舒适的座椅，甚至可以设置空调来增加员工休息时的舒适度，让员工可以迅速的将自身的各项指标调整到最优，能够最大化的发挥自身潜力，提高工作效率。

3.2.2科学的提供身体所需的补给

在员工作业期间，身体会消耗大量的能量，同时也会流失大量的水分和无机盐，在员工休息期间应科学、合理的为员工提供身体所需的补给，以最大程度的降低身体疲劳的程度，同时也能有效的提高员工的工作效率。

4优化效果评价

浙江某国际护肤品有限责任公司的员工在工作中最易出现疲劳的现象，有时候虽然工作强度不是很大，但是身心感觉非常的累。加之长期处于过于单一的工作状态以及舒适度低的作业环境中，致使员工出现易疲劳、注意力不集中、工作节奏变缓、工作效率低、工作失误率高等现象。通过对各个车间运用人因工程学的原理进行的各项改造信息分析可知，通过改造后各个车间的工作环境的得到明显的改善，改善效果评价如下。①PM1车间的温度湿度都非常的适宜，大体上可以把车间温度控制在20±4℃左右、湿度控制在45%～55%的范围内。并且还根据季节的不同实时的进行调整，车间的空气流通也明显改善，工人普遍反映工作环境较以前舒适、健康，不易出现疲劳现象，工作效率明显改善，生产线的产量较之前增加5%左右。②PM2车间不仅新增了光效高的照明系统，车间进行改善后其照度能达到200lx，还对车间的颜色搭配进行了科学的设计，大大的降低了员工的色觉疲劳度，极大减少了工作中失误出现的频率，其车间生产的产品以前每月至少会有360件不合格，经过环境优化后其每月不合格产品数量仅为102件。③PM3车间通过设置噪音屏风以及给员工提供防噪音耳机等，噪音强度由原先最高的90分贝左右降至了55分贝左右，员工的工作情绪极其稳定，工作热情较以前高出很多，工作效率也明显提高。外包装车间除尘效果也非常明显，有添置了绿色植物，员工的作业环境不仅很好的改善，工作情绪也得到了很好的调节，工作效率提高不少。又科学、合理的增加了员工的休息时间，改善了员工休息的环境，极大的缓解了员工在工作中的疲劳，使员工的作业能力与效率明显改善。在调研的过程中员工普遍反映工作状态比以前有了很大的改善。按照公司的生产数据来看其经改善的各环节产能提高均在5%以上。

5结语

每个企业都想提高自身的生产效率，加快公司发展壮大的进程，不过以前所采用的措施仅仅为了提高企业的生产效率，很少考虑到员工作业环境的舒适、安全、健康问题。本文以人因工程学为理论基础，以人为中心，合理、科学地优化人体-机器-环境体系，分别从车间温度、湿度、视觉环境、除尘降噪等方面对公司的作业环境提出了一些改善措施，不仅有效地提高了员工的工作效率，更可以缓解员工在工作中产生的疲劳，使员工对公司的满意程度大大提高，公司的凝聚力明显改善。

[参考文献]

[1]盛菊芳.人因工程学的命名和定义[J].电力安全技术,2006,(01):25-27.

[2]庞如英.基于人因工程的提高生产率模型的设计与应用[J].机械研究与应用,2007,(06):43-44.

[3]李梅.现代企业人因工程学理论分析与应用研究[D].中北大学,2012:12-16.

[4]郭彩芳.现代制造系统中人因工程的应用与研究[D].中北大学,2010:20-24.

[5]郭伏,孙永丽,叶秋红.国内外人因工程学研究的比较分析[J].工业工程与管理,2007,(06):26-28.

作者:王凯 李超 王玉龙 单位:长安大学 中国核工业二四建设有限公司 海阳核电项目部