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基于比例效用理论的第四方物流路径问题研究

高孟影

基于比例效用理论的第四方物流路径问题研究

高孟影1
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作者信息

  • 1. 东北大学
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摘要

随着经济全球化的发展,企业对物流的要求不断提高,于是在传统物流业的基础上诞生了第四方物流(FourthPartyLogistics,4PL)。第四方物流作为一个供应链的集成商,通过选择第三方物流供应商(ThirdPartyLogistics,3PL)和运输路径来为客户提供物流服务。由于天气或者人为原因,常会造成运输任务面临如拖期等风险,并且人们在不同情况下会有不同的行为特征,由此展开了考虑客户风险厌恶态度的第四方物流路径问题研究。具体研究内容如下: (1)单物流服务供应商配送的第四方物流路径问题研究。综合考虑客户厌恶拖期和超支的风险态度,采用比例效用理论和前景理论中的价值函数,建立最大化客户心理评价效用的数学模型。根据物流运输网络路径优化的问题特点,采用了一种启发式信息素动态更新策略的蚁群算法,对问题进行求解。并在实验仿真中,针对三种规模的运输配送网络案例进行算法对比分析。通过田口方法,得到算法的最优参数组合,并对比了改进的蚁群算法、蚁群系统和枚举算法三种算法的算法性能,验证了改进的蚁群算法在第四方物流路径问题上的可行性和有效性。另外针对模型参数进行了问题分析,研究客户要求的运输时间和运输成本,以及对二者的重视程度对于客户决策的影响。最后通过对比客户在风险厌恶和风险中性时的决策特点,得出以下结论:①在单方面拖期或者超支时,客户愿意适当的放松对时间或者成本的要求,从而使最优路径既不拖期也不超支。从中可以看出客户在决策时规避风险的行为特征。②从两种状态下客户效用值的变化趋势中,可以看出客户风险规避的行为特征。 (2)多物流服务供应商配送的第四方物流路径问题研究。在单物流服务供应商配送的第四方物流路径问题研究的基础上考虑3PL运载能力有限时,节点间由多个3PL共同承担运输任务的情况,即综合考虑客户厌恶拖期和超支的风险态度,采用比例效用理论和前景理论中的价值函数,建立最大化客户心理评价效用的数学模型,其中节点间的运输任务可由单个或者多个3PL承担。根据问题特点,采用了改进收敛因子和比例权重的灰狼优化算法对问题进行求解。其中由自适应的蚁群算法为其提供初始解,并通过对三种不同规模案例进行仿真试验分析,证明了改进的灰狼优化算法在求解第四方物流路径问题上的可行性和适应性。考虑客户风险厌恶的路径问题分析上与第一项研究的结论一致。另外,与节点间由单个3PL承担运输任务的情况进行了对比,在单方面拖期、单方面超支以及既不拖期也不超支的情况下,较节点间由多3PL承担运输任务,节点间由单3PL承担运输任务时运输成本更高。虽然运输时间相差不多,由于运输成本更高,导致效用值较低,即客户对最优路径的满意度较低。由此可知3PL共同承担运输任务是十分必要的。

关键词

第四方物流路径问题/风险厌恶/比例效用理论/灰狼优化算法/蚁群算法

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授予学位

硕士

学科专业

系统工程

导师

卢福强

学位年度

2019

学位授予单位

东北大学

语种

中文

中图分类号

F2
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