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车辆路径问题(Vehicle Routing Problem,简称VRP)是物流研究领域的热点问题,合理的车辆路径规划可以降低物流配送成本,提升客户服务质量。有时间窗的车辆路径问题(Vehicle Routing Problem with Time Windows,简称VRPTW)是在VRP的基础上加入了客户点访问时间窗口限制。随着物流配送业的迅猛发展和客户对“准时配送”要求的提高,对VRPTW的研究更加具有实际意义。 VRPTW已被证明是NP-hard问题,还没有一种行之有效的方法能够完全解决它。对于该问题的研究方法目前主要是集中在各种算法上。单纯的算法研究往往从静态的角度考虑VRP问题,其相关的参数信息一般是静态的量,较少考虑实际配送过程中不确定因素对车辆路径规划的影响,在一定程度上存在着不足之处。本研究针对算法研究的不足,并结合仿真的优势,通过对VRPTW问题的数学建模分析和仿真建模分析,建立了基于eM-plant仿真软件平台的仿真模型。在所建立的仿真模型基础之上,通过仿真运行参数的动态随机变化,对实际的配送过程进行模拟,通过仿真模型的反复运行对VRPTW的关键因素进行分析,并得到了相应的满意运行参数。本文的具体研究工作如下: (1)在对所研究的一类VRPTW问题进行界定的基础之上,考虑了随机因素的影响,提出了基于随机约束条件的VRPTW数学模型,并基于面向对象的方法对所研究的一类VRPTW问题进行了类、属性分析和IDEF0功能模型分析。 (2)基于eM-plant仿真软件平台,建立了VRPTW的仿真模型。仿真模型基于simTalk程序控制驱动的运行机理,具有层次化、模块化和对象化的特点,具有较强的可扩展性。同时利用simTalk仿真语言开发了基于节约法的VRPTW求解程序,并嵌入到仿真模型中。 (3)通过实例验证了仿真模型的有效性。考察了时间窗宽度、客户点数目和车辆车型的配置选择对车辆路径规划的影响,并找到了相应的满意参数。通过仿真模型的运行和仿真结果分析为物流配送中的车辆路径规划提供了决策参考。 本文利用仿真的方法研究VRPTW,通过建立仿真模型、仿真模型运行和仿真数据分析,从实际应用的角度对车辆路径问题涉及到的各种关键因素进行了深入的分析,对实际的物流配送具有一定的参考价值。