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国内外智能物流系统(ILS)技术进展分析

来源:高瞻智库  浏览数:  发表日期:
  一、集成化的物流规划设计仿真技术
  1、智能物流系统
  智能物流系统(Intelligent Logistics System, ILS)的提出可以认为ILS是在智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)和相关信息技术的基础上,电子商务(Electronic Commerce,EC)化运作的现代物流服务体系。它通过ITS和相关信息技术解决物流作业的实时信息采集,并在一个集成的环境下对采集的信息进行分析和处理,通过在各个物流环节中的信息传输,为物流服务提供商和客户提供详尽的信息和咨询服务。ILS希望实现两个目标:①对物流企业本身进行过程重组(Business Process Re-Engineering,BPR),使传统物流企业的管理和业务流程得到根本性的改造,从而使其能够在信息化社会中得以生存;②在EC的运营环境下,为客户提供从前所不能提供的增值性物流服务,这些增值性的物流服务将增强物流服务的便利性,加快反应速度和降低服务成本,延伸企业在供应链中上下游的业务。目前一致认为ILS应至少包括如下技术:
  集成化的物流规划设计仿真技术(物流规划设计的可视化技术);
  物流实时跟踪技术;
  网络化分布式仓储管理及库存控制技术;
  物流运输系统的调度与优化技术;
  物流基础数据管理平台和软件集成技术。
  2、集成化的物流规划设计仿真技术(物流规划设计的可视化技术)
  此项技术应用的范围非常广泛,大到物流园区的规划设计,小到企业生产物流的规划设计,都可以利用物流规划设计仿真技术对规划和设计方案进行比选和优化,它实现的基本功能包括:
  (1)可以用三维虚拟物流中心模型来模拟未来实际物流中心的情况;
  (2)使用虚拟中心仿真器可以对物流中心的建设进行较精确的投入-产出分析;
  (3)在参观客户现场及参阅仓库图纸等的基础上,可以在计算机上构筑模拟仓库,并模拟各种库中作业;
  (4)可以模拟生产型物流的现场作业,并提供物流作业效率的评价结果;
  (5)可以在计算机上虚拟物流传输和运输业务,模拟配车计划及相关配送业务;
  (6)可以灵活地变更物流作业顺序,进行物流作业过程重组分析,优化方案比较等。
  近年来,集成化的物流规划设计仿真技术在美日等发达国家发展很快,并在应用中取得了很好的效果。如美国的第三方物流公司Catepillar开发的CLS物流规划设计仿真软件,它能够通过计算机仿真模型来评价不同的仓储、库存、客户服务和仓库管理策略对成本的影响。世界最大的自动控制阀门生产商Fisher在应用CLS物流规划设计仿真软件后,销售额增加了70%,从仓库运出的货物量增加了44%,库存周转率提高了将近25%,而且其客户对Fisher的满意度在许多服务指标上都有增加。Fisher认为这些业绩在很大程度上归功于物流规划设计仿真软件的使用。
  日本在集成化物流规划设计仿真技术的研发方面处在世界领先地位,其最具代表性的成果是以前从事人工智能技术研究的AIS研究所研发的RalC系列三维物流规划设计仿真软件。RalC的适用范围十分广泛,在日本,包括冷冻食品仓储、通信产品销售配送、制药和化工行业的企业物流等都有RalC的应用,并且产生了相当好的效益。此外,日本东芝公司的SCP(Supply Chain Planner)物流仿真软件也具有十分强大的功能。
  3、仿真技术在物流系统中的应用概况
  计算机仿真技术是一种模仿行为,它利用计算机来运行仿真模型,模仿实际系统的运行状态及其随时间的变化情况,并通过对仿真过程的观察和统计,得到仿真模型的输出参数和基本特征,以此来估计和推断实际系统的真实性能,并为决策提供一定的参考。近些年来,仿真技术逐渐在各个领域都得到了广泛的应用,并在很大程度上代替实物系统。计算机仿真需要三项基本要素:系统、模型和计算机,而联系这三个要素的基本活动是模型设计、模型实现和仿真实验。图1描述了仿真过程三项基本活动之间的关系。
  在实际的生产过程中,计算机物流仿真模型是根据自动化物流系统的工艺需求建立起来的,而且需要确立物流设备的基本运行参数。系统的工艺流程和系统之间存在着的逻辑控制关系,可以根据所建立的模型对物料流动过程中设备处理该物料所需的时间、流动轨迹等条件编写逻辑控制程序。程序编写后,设定物流系统的初始值并把初始值输入系统,就可以利用仿真软件在计算机上运行此仿真系统。仿真运行时间可以根据实际物流系统的生产班次或最大物流量进行模拟。
  对得到的运行结果进行分析,可以确定系统是否存在瓶颈、流程是否畅通、物流量能否满足需求。如果系统运行后,得到的结果不符合预期,需要找出相应的原因,改变参数或调整方案,进行下一次的模拟直至满足物流系统的生产需求。最终的仿真结果可以为管理者和设计者生成三维动画输出结果及仿真报告,为进一步优化和完善提供科学的依据和理论支持。
  目前在国外的许多物流和制造企业中已广泛应用仿真技术,如加拿大邮政、德马泰克等。我国对现代化的集成化物流规划设计仿真技术的研究较晚,从2001年开始,山东大学和同济大学才开始相关领域的研究工作,但是发展速度很快。目前国内已经有部分企业采用仿真技术,但是和国外比起来,不论是在规模还是技术上与国外都有很大的差距。近些年来,现代企业越来越重视物流在生产系统中的重要作用,对物流的设计和仿真也越来越多的得到较多的研究。
  4、现代物流系统中常用的仿真软件
  物流仿真软件可提供基本的功能元素,使仿真的编程工作大大简化,常见的有AutoMod、Witness、eM-Plant、Flexim、Racl等。
  (1)AutoMod
  AutoMod仿真软件能够满足初次使用者与专业人员的需求。你可以轻松而精确地模拟任何规模、任何精细程度的系统--从手工作坊到全自动化的设施。使用AutoMod的独特功能可以提高成功率与生产力,AutoMod的独特功能有3D虚拟现实动画、互动建模、原料运送模板、易于理解的语言。AutoMod主要有以下优点:减少设计与开发时间;减少运营瓶颈的风险;建模繁简由人;建模高度精确;增强对设计的信心;减少设计错误的风险;支持设备投资分析。
  (2)Witness
  Witness是由英国lanner公司推出的功能强大的仿真软件系统。它可以用于工业规划的离散系统仿真,同时又可以用于连续流体(如液压、化工、水力)系统的仿真。其特点是界面整齐;操作方便;拥有直观的元素:像Entity、Part、Machine、Vehicle等,易学易懂。
  (3)Flexsim
  Flexsim采用经过高度开发的部件(Object)来建模,允许建模者使模型构造更具有层次结构,并且其中的部件可以在不同的用户、库和模型之间进行交换,可移植性很强。通过部件的参数设置,设计者可以对几乎所有的物理现象进行模型化。例如,可用Flexsim对操作人员、输送机、叉车、仓库、箱子等建立模型。另外,信息情报等“软”的部分也可很容易地使用Flexsim功能强大的部件库来建模。图2是Flexsim建立的局部原材料传输模型。
  (4)计算机仿真技术在物流服务中的应用
  现代化的自动化物流系统车辆众多,运输路线复杂,利用传统的数学解析法和运筹学已经不能满足物流运输的效率和畅通性需求。运输和调度方案已经成为了一种离散化的概率事件,存在很多的可能性,给物流的管理带来了极大的难度。
  快速的评估各种方案或策略的优劣关系到生产效率和生产成本,是物流运输与调度人员的重要工作内容。所以,现代物流系统是一个复杂的动态变化系统,其中的运行状态、道路堵塞情况、物料供应情况是时刻变化的,必须建立运输系统模型,利用计算机仿真技术来模拟出动画的效果,把生产的全过程展现出来并发现存在的问题症结加以改进。仿真结果可以综合评价各种策略的合理性,还可以提供各种数据,包括车辆的运行时间、利用率等。通过对运输调度过程仿真,调度人员对所执行的调度策略进行检验和评价,从而选择一种较优的调度策略来提高生产效率。
  比如物流库存管理问题是典型的离散事件问题,货物的入库、出库、存放数量都是一个随机事件,而且各变量之间的关系错综复杂。因此,物流库存是一个动态的模型,很难利用数学统计的方法来描述。利用计算机仿真技术可以模拟实际库存系统的运行情况和整体能力,掌握入库、出库的时机和数量,进而对库存方案的优劣进行评价。目前在物流库存管理系统的计算机仿真技术中应用较多的研究方法是以过程为核心的面向过程的离散事件系统仿真方法和以事物为中心的面向对象的离散事件系统仿真方法。仿真技术在库存管理中的应用主要是:单品种、单节点库存仿真、生产/库存系统仿真、分销库存系统仿真和多级库存系统仿真。自动化的物流库存系统可以实现自动存取系统(AS/RS)仿真、自动引导小车系统(AGVS)仿真和自动分拣系统(ASS)仿真。
  此外,将库存管理系统与物流配送中心的结合还可以实现管理调度策略仿真,如配送中心定单排序策略仿真、拣选方式的选择仿真和货位分配仿真。在运输过程中则是实现运输设备调度策略的选择与比较仿真和拣选路径选择的仿真。为了使得库存系统与系统配置与布局相互配合与协调,可以对设备选型、关键设备能力冗余和设备运行协调性仿真。在现代的库存管理系统中,信息平台和信息处理技术如条形码技术、射频标识技术、地理信息系统等的广泛应用,特别是与Internet技术联系起来,使得库存管理系统更加的智能与开放,也给计算机的仿真技术带来了新的挑战。
  (5)计算机仿真技术在生产物流系统规划中的应用
  商品从物料的存储、运输到加工、包装等工序是一个连续贯通的生产物流系统,要实现对设备和物流工艺更加有效的布局规划,目前一个重要的工具便是仿真。计算机仿真针对生产物流系统的各个加工单元建立起实体的模型,设定参数、编排程序,并在计算机上运行模型,可以得到生产系统的三维动画。对模拟的结果进行分析,能够找出影响生产流程效率的关键环节和“瓶颈”位置,为动态调整生产的平衡提供理论依据。
  自动化的生产物流系统一般由原料存储、输送、加工、成品包装及运输等子系统组成,它们都是由计算机管理和控制。计算机可以实时记录和调整工艺参数,通过仿真可以对这些参数进行优化。
  仿真软件将凭经验的猜测从物流系统设计中去除,对设计一个复杂的工艺流程特别有效。在仿真软件的操作界面上,规划设计人员可以观察到不同的场景,通过不同的生产能力对各种物流方案进行评价。并且可以模拟一些假定的条件,如其中一个子系统出现故障,观察它对其他工序的影响。现代化的仿真软件开发者们也逐渐专注于提高软件的水平和人机友好界面,通过四维(x、y、z、t)空间的最新软件设计,使得系统更加接近现实世界。更加先进的软件倾向于软件不但在设计时是一个很好的帮助,也成为一个操作控制工具。目前在生产物流系统中广泛使用的AutoMod计算机仿真软件具有可信度高,数据准确的优点,是生产物流系统设计和优化的有力工具。
  (6)计算机仿真技术在物流系统中的应用前景
  随着现代物流自动化水平的不断提高,它与商流、资金流、信息流融为一体已经成为一种必然的趋势,现代物流业正迈向信息化、电子化和科技化的道路,仿真技术已经被广泛应用于物流系统中进行规划设计、运输调度、物料控制以及生产线平衡等。近些年来,我国兴建的自动化物流系统中也越来越多的应用到计算机仿真技术。在未来几年的发展中,仿真技术主要应用于大型物流中心的系统规划及设计、物料的实时跟踪与调度、物流成本的估算、物流自动化系统的模拟等领域,特别是与信息技术、电子技术、网络技术和通讯技术结合,在现代物流业中有很大的发展潜力,并发挥着其成本低廉、计算精确的强大优势,通过验证分析得出合理的规划方案,提高系统方案的可行性。
  二、物流实时跟踪技术
  1、物流实时跟踪技术
  ILS与传统物流显著的不同是它能够提供传统物流所不能提供的增值服务,而物流的全程跟踪和控制是ILS提供的最重要的增值服务之一。国外的综合物流公司已建立自身的全程跟踪查询系统,为用户提供货物的全程实时跟踪查询,这些区域性或全球性的物流企业利用网络上的优势,目前正在将其业务沿着主营业务向供应链的上游和下游企业延伸,提供大量的增值服务,这其中美国联邦快递公司FedEx所提供准时送达服务(Just In Time Delivery,JIT-D)具有代表性。FedEx目前每天要处理全球211个国家的近250万件包裹,利用其研发的基于Internet的InterNetShip物流实时跟踪系统,FedEx的JIT- D达到了99%。针对每一个包裹,FedEx现在都可以实时跟踪从包裹收取开始到包裹送达完成这一全过程的每一环节。同时,公司的信息服务网络Powership 可以使货主和收货人能够在全球通过Internet浏览服务器实时跟踪其发运包裹的状况,目前FedEx 每个月要为来自全球超过5000个网站的数百万查询请求提供货物实时跟踪服务。由于能够提供传统物流所不能提供的增值服务,一些大企业如Cisco等也非常愿意与FedEx结成战略联盟,它们通过Embedded Extranet技术将彼此的企业网互联。美国国家半导体公司也将自己的物流业务全部委托FedEx去做,该公司认为FedEx的物流服务不仅能满足它的JIT生产要求,而且能显著降低它的销售成本。目前该公司产品的平均送达时间已从以前的4周缩短为1周,分销成本从占总销售额的2.9%下降到了1.2%。美国UPS公司也认为如今提供信息服务已是包裹递送业务中的一个至关重要的竞争因素,他们已通过广泛应用三项以信息为基础的技术来提高其服务能力。第一,条形码和扫描仪使UPS公司能够有选择地每周7天、每天24小时地跟踪和报告装运状况,顾客只需拨个免费的电话号码,即可获得“地面跟踪”(GroundTrac)和航空递送这样的增值服务(MaxiTrac)。第二,UPS公司的递送驾驶员现在携带着以数控笔技术为基础的笔记本电脑到排好顺序的线路上收集递送信息。这种笔记本使驾驶员能够用数字记录装运接受者的签字,以提供收货核实。第三,UPS公司最先进的信息技术应用是一个全国无线通信网络,蜂窝状载波电话技术使驾驶员能够把实时跟踪的信息从卡车上传送到UPS公司的中央电脑。在国内,拥有最大的物流配送体系的中国邮政已决定建立并完善其Internet服务的物流配送环节,此外一些地方的运输部门和企业也积极地为用户建立物流全程信息服务和有效控制与管理,并在局部小范围内建立了基于GPS的物流运输系统。但从整体来看,国内的物流公司大多是由传统的储运公司转变过来的,还不能真正满足用户的物流实时跟踪服务需求。
  2、物流追踪技术的发展
  在应用方面,首先,物流追踪技术的应用领域进一步拓展。在运输货物和车辆追踪方面,追踪技术开始应用于多式联运,实现多式联运货物全程追踪。物流追踪技术也进一步延伸到仓储和生产物流中,基于条码的仓储货物识别和生产物流中的货物识别应用得到了进一步发展。同时基于射频的物流追踪技术在医药、零售等行业开始示范应用。其次,物流追踪技术应用开始深入到物流与供应链的多个环节中,包括仓储、运输、配送和生产物流等作业中,呈现出追踪全程化、可视化的发展趋势,实现整个作业过程的实时追踪和可视化。
  在技术研究方面,物流追踪技术的研究主要集中在多种追踪技术融合、追踪数据的异构共享、追踪数据的链式查询等方面。国家攻关项目“多式联运下物流追踪关键技术研究开发”等一批研究项目已经通过验收。
  (1)多种追踪技术融合。物流追踪技术从传统的以GPS/GIS为主体技术,转向GPS、GIS、GPS、蓝牙技术、条码技术、射频技术等多种追踪相关技术的融合,同时追踪技术与运输管理系统、仓储管理系统、配送管理系统、企业管理信息系统等管理信息系统呈现出进一步的集成。
  (2)追踪数据的异构共享。追踪数据来自于多个业务环节和多种信息系统,其数据的格式和内容具有比较强的异构性,目前主要采用XML技术实现异构数据的共享。XML技术将异构数据转换为结构化的数据格式,实现信息的共享。
  93追踪数据的链式查询。链式查询实现物流过程全程追踪中多数据库之间的数据级联接查询。实现方式有同系统非异构链式查询和异系统跨平台链式查询两种。
  物流追踪技术的应用将进一步在供应链的采购、运输、仓储等环节上得到应用,同时以射频技术为代表的物流追踪技术将在医药、汽车、零售等行业进一步得到应用。同时,射频技术、追踪数据的异构技术、追踪技术与管理信息系统的集成技术在研究方面会得到重视。
  三、网络化分布式仓储管理及库存控制技术
  仓储管理是指通过仓库对商品进行储存和保管。仓储管理系统是仓储管理信息化的具体形式,是一个实时的计算机软件系统。它能够按照运作的业务规则和运算法则,对信息、资源、行为、存货和分销运作进行更完美地管理,使其最大化满足有效产出和精确性的要求。仓储管理系统是企业物流系统中不可缺少的子系统。物流系统的整体目标是以最低成本提供令客户满意的服务,而仓储管理系统在其中发挥着重要作用。
  目前,国内外许多企业都将其管理、研发部门留在市区,而将其制造环境或迁移到郊区,或转移到外省甚至国外,形成以城市为技术和管理核心,以郊区或外地为制造基地的分布式经营、生产型运作模式。对制造企业而言,在网络化制造环境下,机件加工、产品装配和产品仓储需要对相关不同区域的仓储活动协调进行有序地管理,对其库存根据市场地变化、配送地的调整进行实时的、动态的控制,使其满足不同用户的需求,这就对其物流系统提出了很高的要求,需要网络化分布式仓储管理及库存控制技术来满足这种要求。对第三方物流企业,由于仓储位置的地域性跨度极大,因此更需要网络化分布式仓储管理及库存控制技术来降低管理成本,提高效率。网络化分布式仓储管理及库存控制技术是ILS的一个不可或缺部分。
  国外的WMS是(仓库管理系统)的软件处于领先地位的是美国SAP公司的ERP软件,该ERP软件提供分布式仓储及库存控制模块,在制造业企业中得到广泛应用。此外专家系统在网络化分布式仓储管理及库存控制领域也有广泛应用,如美国空军物流部门研发了针对仓储管理和库存控制问题的专家系统——“存货管理辅助系统”,用于存货计划的专家系统IVAN,收集和扫描零售数据误差的专家系统Infoscan等。此外,IBM推出的在SOA的基础上WMS也比较典型,其基本结构、标准模块和数据交换接口标准等方面的研究正在深入。20世纪90年代以来,国外开始结合现代制造技术例如FMS、CIMS、RF、ERP、SCM和现代管理技术JIT等进行备件搬运和平面布置的研究,对仓储管理系统的研究也扩大到产品订货到销售的整个过程。至今,已经有很多基于XML、物联网技术、ARM、立体仓库等类型的WMS软件问世。国内外的ERP软件,如在本领域处在领先地位的美国SAP公司的ERP软件R/3中就提供分布式仓储管理及库存控制模块,并在制造业企业中得到广泛应用。此外专家系统在网络化分布式仓储管理及库存控制领域也有广泛应用,如美国空军物流部门研发了针对仓储管理和库存控制问题的专家系统——“存货管理辅助系统(Inventory Management Assistant, IMA)”,它目前以916000种零件的存货支持全球的19000架飞机。IMA能使仓储管理和库存控制人员在处理正常问题的情况下提高效率8%~10%,在处理复杂问题的情况下提高效率15%~18%。作为一种意外的收获,该专家系统在测试阶段中曾发现了一个价值60万美元的缺货项目误差。此外还有用于存货计划的专家系统IVAN,收集和扫描零售数据误差的专家系统Infoscan等。
  在我国,同制造业物流相比,专门用于第三方物流企业的网络化分布式仓储管理及库存控制技术的研发相对滞后。而且即使是制造业,由于国内企业的特点也与国外企业相差极大,盲目高价引进国外成熟的ERP软件而不能使用的例子不胜枚举,而成功的则是凤毛麟角。在应用系统方面,主要有昆船自动化工程公司的TIMMS2.0软件,该软件提供从自动化立体仓库(AS/RS)到人工仓库多管理模式,具有规范和统一的物流控制接口,并已跟Hair公司的ERP软件相结合,现有按订单收货、转储、成品B2B发货等功能;重庆奥林电子技术有限公司研制开发WMS2.0软件,支持IC卡/条形码读入等多种控制接口,具有配送管理功能;汇驿EVIN WAREHOUSE软件,它面向第三方物流企业现代仓储管理的设计,能接收来自仓储管理设备如手持终端(RF)、无线射口与大型ERP系统如SAP进行数据交换。我国市场上WMS的应用呈现出二元结构:以跨国公司或国内少数先进企业为代表的高端市场,其应用WMS的比例较高,采用的系统也集中在国外基本成熟的主流品牌;以国内企业为代表的中低端市场,主要应用国内开发的WMS产品。我国物流需求还不是很成熟,仓储管理相对落后,目前在市场占有主流的仍然是传统的WMS。而传统的WMS在过程设计方面,还不能实现统一配置企业内部资源。从应用角度而言,国内企业WMS应用系统主要分为以下几类:第一类是基于典型的配送中心业务的应用系统,该类系统多用于制造业或分销业的供应链管理中。如北京医药股份有限公司的现代物流中心就是这样的一个典型。在销售物流和供应物流中也存在典型的应用系统,如连锁超市的配送中心,生产企业的零配件配送中心等。第二类是以仓储作业技术的整合为主要目标的系统,解决各种自动化设备的信息系统之间整合与优化的问题。如武钢第二热轧厂的生产物流信息系统即属于此类。此类系统涉及的流程相对规范、专业化,多出现在大型ERP系统之中,成为一个重要组成部分。第三类是以仓储业的经营决策为重点的应用系统,其鲜明的特点是具有非常灵活的计费系统、准确及时的核算系统和功能完善的客户管理系统,为仓储业经营提供决策支持信息。华润物流有限公司的润发仓库管理系统就是这样的一个案例。此类系统多用于一些提供公共仓仓储服务的企业中,其流程管理、仓储作业的技术共性多、特性少,所以要求不高,适合对多数客户提供通用的服务。
  随着信息技术的不断发展,制造企业对库存的要求越来越高,对仓储管理系统的要求也十分复杂,不仅希望能够达到对生产过程的实时控制,实现计算机分与网络化管理,而且仓储管理系统还需要能够同时处理上千份订单并随时应付紧急订单;同时还要把社会的库存设施、各相关供应商、零售商、批发商、制造商甚至客户的库存管理设施整合起来实行企业库存管理的优化,即在供应链管理的体制下实行库存管理。因此WMS趋向于仓储管理电子化、管理信息化、生产即时化,故与物联网结合的物流设备RFID加上商品的条形码可能是未来一个时期在WMS中探索应用推广的一条实用之路;与此同时,配送需求的专业化市场细分化正在深入,要求WMS更加支持JIT配送的专业化,将生产企业的库存转移给其上游(供应商)或下游(零售商),以期实现生产企业的“零库存”;而WMS中库存管理模块则将成为一个越来越重要的组成部分,它促进了WMS的建模理论和方法的研究,以及优化方法和算法的研究,库存管理与控制是现代企业生产动作中的一个核心问题。
  四、物流运输系统的调度优化技术
  1、物流运输系统的调度优化技术
  物流陪送中心配载量的不断增大和工作复杂程度的不断提高都要求对物流配送中心进行科学管理,因此配送车辆的集货、货物配装和送货过程的调度优化技术是ILS的重要组成部分。比如美国沃尔玛公司下属的一个配送中心,建筑面积达12万平方米,投资7000万美元,职工人数1200名,拥有运输车辆200台,400节载货车厢、13条配货传送带,在配货场设有170个接货口,每天能为分布在6个州的100家连锁店配送商品,经营的商品种类达4万种。象沃尔玛这样规模的配送中心,如果没有物流运输系统的调度优化技术支持,连正常运做都会十分困难,更谈不到科学的优化管理。
  国内外学术界对物流运输系统的调度优化问题十分关注,研究的也比较早。由于物流配送车辆配载问题是一个NP完全问题,因此启发式算法是一个重要研究方向,如Clark和Wriht提出的节约法,Gillett和Miller提出的扫描法,Bramel和Simchi-Levi提出的基于选址问题的LBH法,Fisher和Jaikumar建立的一般分配算法,Christofides和Minggozzi提出的不完全树搜索算法,Pureza和Franca研究的Tabu搜索算法等。近年来,由于遗传算法(Genetic Algorithm)具有隐并行性和较强的鲁棒性,因此在物流运输系统的调度优化方面的到了广泛应用。如Gabbert 用GA 解决大宗货物运输的低成本调度问题,Blanton和Wainwrite 用GA解决时间窗约束下的车辆调度问题,Chen和Gen用混合GA解决模糊车辆调度问题,Malmborg把GA应用于基于服务的车辆调度问题。也有人将蚂蚁算法(Ants Algorithm)应用于物流运输系统的调度优化问题。国内也有很多学者对此问题作了深入研究。
  2、智能物流优化调度系统
  随着经济的迅速发展,市场环境和产业结构都发生重大的变化,这种变化需要发达的物流业为支撑。但是传统的物流模式往往人工操作较多、智能性低、计算复杂、系统功能单一、管理数据无法联动、没能有效地融合智能技术与信息资源,使得物流调度不能满足用户的需求,且物流成本非常高。同时电子商务的飞速发展也进一步促进物流产业的发展,逐渐使现代物流业走向信息化、网络化、智能化。
  智能物流优化调度系统是一套以运筹学优化算法理论为核心,以GIS(地理信息系统)技术、GPS(全球定位系统)技术和无线网络通信技术(GSM/GPRS,CDMA)为基础,服务于物流行业的车辆调度、仓储、装载与配送业务的决策支持系统。该系统将先进的优化算法与中国物流行业实际情况相结合,利用优化决策理论科学合理地对各调度环节资源进行优化配置,实现各种信息的输入、存储、检索、处理、综合优化分析、调度方案结果输出、送货过程指导、送货信息反馈以及服务质量保证等功能,为车辆调度、货品仓储、装载、车辆配送提供指导,以提升企业服务质量和服务水平、降低物流成本,增强企业核心竞争力。
  (1)功能介绍
  智能运输管理
  智能运输管理功能是利用应用信息技术、通信技术、定位技术以及优化决策技术来改善交通运输效率,增加运输安全,保证及时到货。它依靠地理信息系统和无线射频技术,对运输整个过程跟踪管理,为管理中心采集车辆、货物在途基础数据,提供沿途交通、道路状况信息,提供最佳路线和实时导航信息,为供应商和收货方提供有关货物预计到达信息、货物状态信息,从而保证了货物全面、准确、及时运送到客户手中。
  智能仓储管理
  智能仓储管理功能集成了入库、出库、货位和保管的实时和历史数据,系统内置的先进算法,优化库内运作,提高仓库运营效率,使得物流企业对客户需求更快速反应,实现对货品进库量和出库量的动态管理,加快存货周转率,减少库存,提高效益。
  图:智能物流优化调度系统功能介绍
  智能装载管理
  由于物流企业的运输量和货物数量很大,提高每辆车的装载率,可以有效提高人力资源、车辆资源的利用率,从而达到降低运送成本,提高企业的核心竞争力。系统所提供智能装载管理功能,采用数学建模的方式,结合规划设计可视化技术,利用核心的优化决策引擎,将企业的装载计划进行智能优化处理,同时满足实际的业务限制条件的要求,自动计算出切实可行的的装载方案,提高装载率,合理高效的利用物流配送资源,降低货运成本。
  智能配送管理
  智能配送管理是专门为规划配送车辆路线排程的全自动配车智能优化模块。通过自动排程及智能优化运算核心引擎,可根据用户每天执行繁重的运送或服务工作时,可以快速制定切实可行的配送计划,提高了准时交货率和运输合约的利用率,减少了资源部署成本,同时满足实际的业务限制条件与运输合约的要求,降低整体输配送费用,为企业创造利润,提高营运收益。
  (2)系统解决问题
  智能物流调度系统是一款解决物流运输、仓储、装载、配送中计划安排的辅助决策系统;
  系统以现有的物流调度运作模式为基础,通过对业务流程的改造和优化,提高物流调度的运作效率和服务质量,最终达到提升企业业务运作水平和降低物流成本的目的;
  系统解决了传统调度模式的缺陷:操作难度大、运力资源浪费,成本核算困难、核心竞争力不强等问题;
  系统具体解决的是:把每天接收到的大量调度任务,以最优化(最低成本、最高服务质量)为目标,采用动态的优化技术进行调度安排;
  物流服务的核心目标是在物流全过程中以最小的综合成本来满足顾客的需求。