水熊虫
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智能供应链(三)--仓储网络选址

在电商和零售行业,常见的仓储类型包含RDC和FDC两类,其中ROD表示区域仓,FDC表示前置仓,也就是说从省仓下沉到县,可以在短距离内将商品送达消费者。
仓储网络的选址不仅要对单个仓库进行覆盖分析,还要从全局进行整体优化。所以仓储的网络的选址需要考虑成本、时效等因素。

问题抽象

一般的主干仓储可以划分为货源地->RDC->FDC->客户四个层级,且顺序要保持一致。
为了保持灵活性,每个仓库未必一定被选。

输入数据

  • U:上游节点集合,包括货源地、RDC
  • F:FDC节点集合
  • WY:必选仓集合
  • WN:不选仓集合
  • CU:客户集合
  • pwppw_{p}:商品p的单位重量信息
  • pvppv_{p}:商品p的单位体积信息
  • EIjEI_{j}:节点或是客户j的可行上游集合
  • EIjptEI_{jpt}:节点j和商品p运输类似t的可行上游集合
  • EOiEO_{i}:节点i可行下游集合
  • EPiEP_{i}:节点i需要的商品集合
  • EPijEP_{ij}:节点i到节点j之间的可行集合
  • ETiET_{i}:节点i可行的运输方式集合
  • ETijpET_{ijp}:节点i到节点j之间的商品p的可行运输类型集合。
  • dijpd_{ijp}:客户j订单对于商品p使用运输类型t的运输量
  • tcpijptcp_{ijp}:节点i到节点j对于商品p使用运输类型t单件运输成本。
  • ocpipocp_{ip}:节点i中商品p的单件出库成本
  • icpipicp_{ip}:节点i中商品p的单件入库成本
  • rcpircp_{i}:节点i单位面积租金
  • θi\theta_{i}:仓库i的坪效,每平方米可以存放的商品体积
  • sfisf_{i}:仓库i的安全库存天数
  • β\beta:固定仓选仓数量
  • re:补货周期
  • M:一个很大的数
  • L:一个很小的数据

决策变量

  • xix_{i}:0-1变量,FDC节点i是否被选择
  • yijy_{ij}:0-1变量,节点j是否由上游节点服务
  • yijty_{ijt}:0-1变量,上游节点i与节点j之间是否使用运输类型t
  • yijpty_{ijpt}:连续变量,节点i与节点j之间商品p使用运输类型t的运输量
  • QiQ_{i}:连续变量,节点i的件数信息
  • WiW_{i}:连续变量,节点i的重量信息
  • ViV_{i}:连续变量,节点i的体积信息
  • tcijpttc_{ijpt}:连续变量,节点i与节点j之间商品p使用运输类型t的运输成本。
  • TCTC:连续变量, 总运输成本
  • ocioc_{i}:连续变量,节点i的出库成本
  • OCOC:连续变量, 总出库成本
  • iciic_{i}:连续变量, 节点i的入库成本
  • ICIC:连续变量,总入库成本
  • rcirc_{i}:连续变量, 节点i的仓租成本
  • RCRC:连续变量,总仓租成本

数学建模

min cost=TC+OC+IC+RC=ijpttcpijptyijpt+ijptocpipyijpt+ijpticpipyijpt+i(rcpi(0.5re+sfi)jptpvpθiyijpt)s.t.yijpt<Mxi  iUF,jEOi,pEPij,tETijpjptyijpt>Lxi  iUFQi=jptyijpt  iUF“件数”Wi=jptpwpyijpt  iUF“重量”Vi=jptpvpyijpt  iUF“体积”jtyijpt=jtyjipt“流通平衡”iyijpt=djpt  jCU,pEPj,tETjiyij=xj  jUF“单一上游”iyij=1xi=1,iWYxi=0,iWNixi=βmin\ cost=TC+OC+IC+RC \\ =\sum_{i}\sum_{j}\sum_{p}\sum_{t} tcp_{ijpt}y_{ijpt}+\sum_{i}\sum_{j}\sum_{p}\sum_{t} ocp_{ip}y_{ijpt}+\\ \sum_{i}\sum_{j}\sum_{p}\sum_{t} icp_{ip}y_{ijpt}+\sum_{i}(rcp_{i}(0.5re+sf_{i})\sum_{j}\sum_{p}\sum_{t} \frac{pv_{p}}{\theta_{i}} y_{ijpt}) \\ ----------------------------------------\\ s.t. y_{ijpt}<Mx_{i}\ \ i \in U \cup F, j \in EO_{i}, p \in EP_{ij}, t \in ET_{ijp} \\ \sum_{j}\sum_{p}\sum_{t}y_{ijpt}>Lx_{i} \ \ i \in U \cup F\\ Q_{i}=\sum_{j}\sum_{p}\sum_{t}y_{ijpt} \ \ i \in U \cup F “ 件数”\\ W_{i}=\sum_{j}\sum_{p}\sum_{t}pw_{p} y_{ijpt} \ \ i \in U \cup F“ 重量”\\ V_{i}=\sum_{j}\sum_{p}\sum_{t}pv_{p} y_{ijpt} \ \ i \in U \cup F“ 体积”\\ \sum_{j}\sum_{t}y_{ijpt}=\sum_{j}\sum_{t}y_{jipt} “ 流通平衡”\\ \sum_{i}y_{ijpt}=d_{jpt} \ \ j \in CU, p \in EP_{j}, t \in ET_{j}\\ \sum_{i}y_{ij}=x_{j}\ \ j \in U \cup F“ 单一上游”\\ \sum_{i}y_{ij}=1 \\ x_{i}=1, i \in WY \\ x_{i}=0, i \in WN \\ \sum_{i}x_{i}=\beta

对于仓租成本取决于仓库面积,和货物的存储量。 仓库存储量=商品流通量yijpt×(安全库存天数sfi+0.5×补货天数re)仓库存储量=商品流通量 y_{ijpt} \times (安全库存天数 sf_{i}+0.5 \times 补货天数 re). 结合商品体积pvppv_{p}得到总的体积,除以θi\theta_{i}得到存储需要的面积。

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