本书主要涉及智能供应链优化领域的算法理论知识与行业实践案例，涵盖了供应链管理的基础内容，通过实际案例具象化介绍如何运用运筹优化算法解决企业遇到的供应链管理问题，并详细阐述了各个案例的问题产生背景、建模过程、算法设计、求解代码。其中，案例按照供应链规划、计划和执行三个维度组织，规划篇从点到线再到面，逐步讲述了供应链网络的设计过程；计划篇以商品为对象，按照其从入库、在库到出库的不同存在形式，分别描述了入库前的品类规划、在库时的库存管理、出库后的包裹计划；执行篇则聚焦于供应链组成要素的日常运营过程，讲述了人、货、车、场四个要素在实操过程中遇到的调度问题。每个案例都包含了线性规划、混合整数规划、基本统计学方法等建模方法的实操过程，让读者更好地了解使用高深算法解决实际问题的过程。

庄晓天，美国亚利桑那州立大学博士，北京市人工智能正高级工程师?，上海交通大学?、西安交通大学、华南理工大学、北京理工大学、北京交通大学、北京邮电大学、东南大学、北京工商大学、东北大学研究生校外导师，中国科学院大学、哈尔滨工程大学MBA导师。曾在国际SCI期刊、会议发表20余篇论文?，国家专利授权40余项。曾获得中国物流与采购联合会科技创新人物、仓储技术先锋人物，科技进步一、二、三等奖，中国交通运输协会科技创新青年，国家邮政局邮政行业科技英才，邮政行业科学技术一、二、三等奖。多次在供应链、物流、人工智能、运筹优化等领域的行业峰会发表主题演讲，参与多个国家自然科学基金项目，省部级重点科技项目。研究成果得到CCTV2《经济半小时》、中国日报网的专项报道。

目
录



开　　篇
第1章　智能供应链概述 2
1.1　什么是供应链 2
1.2　供应链目标 5
1.3　优化的重要性 7
1.4　供应链的不同阶段 7
1.4.1　供应链规划 8
1.4.2　供应链计划 10
1.4.3　供应链执行 11
1.5　供应链智能决策六阶段理论 12
1.6　本书学习路线 13
运筹优化理论篇
第2章　运筹算法相关概念 16
2.1　线性规划 17
2.2　混合整数规划 17
2.3　二次约束规划 17
2.4　多目标规划 18
2.5　常用求解算法简介 18
2.5.1　分支定界算法 18
2.5.2　拉格朗日松弛 20
2.5.3　列生成算法 22
2.5.4　动态规划 23
2.5.5　Benders分解算法 25
第3章　供应链场景下常见的运筹优化经典问题 28
3.1　设施选址问题 28
3.2　多商品网络流问题 31
3.3　轴辐射网络设计问题 33
3.4　旅行商问题 35
3.5　车辆路径规划问题 38
3.6　库存优化问题 40
3.7　装箱问题 43
第4章　常用优化求解器 46
4.1　Gurobi 47
4.1.1　安装Gurobi 47
4.1.2　激活Gurobi 48
4.1.3　模型输入 49
4.1.4　查看求解日志 52
4.1.5　查看求解结果 53
4.2　COPT 53
4.2.1　安装COPT 54
4.2.2　配置COPT许可 54
4.2.3　模型输入 55
4.2.4　查看求解日志 57
4.2.5　查看求解结果 58
4.3　SCIP 58
4.3.1　安装SCIP 59
4.3.2　模型输入 59
4.3.3　查看求解日志 60
4.3.4　查看求解结果 62
智能供应链规划篇
第5章　点：仓储网络选址 64
5.1　背景介绍 65
5.2　问题描述 66
5.2.1　仓库选址决策 66
5.2.2　覆盖范围调整 66
5.2.3　仓储网络综合优化 66
5.3　问题抽象与建模 67
5.3.1　问题抽象 67
5.3.2　参数定义 68
5.3.3　数学模型 70
5.4　计算结果分析 75
5.4.1　成本时效分析 75
5.4.2　仓库节点分析 76
5.4.3　线路流量分析 77
5.5　仓储网络选址案例分析 77
5.5.1　背景描述 77
5.5.2　结果分析 80
5.6　本章小结 81
第6章　点：分拣功能定位 82
6.1　背景介绍 83
6.2　问题描述 84
6.2.1　分拣中心功能介绍 84
6.2.2　车辆运输成本和分拣操作成本（集货策略） 86
6.3　问题抽象与建模 88
6.3.1　问题抽象 88
6.3.2　参数定义 90
6.3.3　数学模型 91
6.4　分拣功能定位案例分析 95
6.4.1　背景描述 95
6.4.2　结果分析 97
6.5　本章小结 99
第7章　线：物流网络规划 100
7.1　背景介绍 101
7.1.1　物流网络的基础介绍 101
7.1.2　国内主流物流网络结构分析 102
7.2　问题描述 103
7.2.1　网络规划的相关术语 103
7.2.2　网络规划重点考虑的因素 104
7.3　问题抽象与建模 104
7.3.1　参数定义 105
7.3.2　数学模型 105
7.4　算法方案 107
7.4.1　使用分区求解算法产生初始解 107
7.4.2　使用列生成算法加速优化问题收敛 108
7.5　物流网络规划案例分析 111
7.5.1　背景描述 111
7.5.2　结果分析 113
7.6　本章小结 114
第8章　面：配送路区划分 115
8.1　背景介绍 116
8.2　问题描述 116
8.2.1　搭建AOI底层数据库 116
8.2.2　选取评价指标 117
8.2.3　明确核心问题 118
8.3　问题抽象与建模 120
8.3.1　参数定义 121
8.3.2　约束条件 122
8.3.3　目标函数 123
8.3.4　数学模型 124
8.4　路区划分案例分析 125
8.4.1　背景描述 125
8.4.2　结果分析 128
8.5　本章小结 129
智能供应链计划篇
第9章　品类：商品分仓备货 132
9.1　背景介绍 133
9.2　问题描述 135
9.2.1　商品 135
9.2.2　仓库 136
9.3　一品一仓的商品分仓模型 137
9.3.1　参数定义 137
9.3.2　目标函数 138
9.3.3　数学模型 138
9.4　品类可分仓的商品分仓模型 140
9.4.1　参数定义 140
9.4.2　目标函数 141
9.4.3　数学模型 141
9.5　商品分仓备货案例分析 143
9.5.1　背景描述 143
9.5.2　结果分析 145
9.6　本章小结 146
第10章　库存：库存管理优化 148
10.1　背景介绍 149
10.2　问题描述 150
10.2.1　补货参数制定困难 151
10.2.2　补货频次难以控制 152
10.3　补货参数推荐 152
10.3.1　方案流程 153
10.3.2　参数定义 154
10.3.3　小结 157
10.4　补货频次优化 157
10.4.1　参数的介绍 157
10.4.2　参数的计算方法 158
10.4.3　进销存模拟流程 159
10.4.4　值的计算和选取 160
10.4.5　小结 162
10.5　库存管理优化案例分析 162
10.5.1　背景描述 162
10.5.2　结果分析 163
10.6　本章小结 165
第11章　包裹：分拣集包优化 166
11.1　背景介绍 167
11.2　问题描述 168
11.2.1　走货路径与建包路径 169
11.2.2　建包业务运营规则 170
11.2.3　场地集包资源限制 170
11.3　问题抽象与建模 171
11.3.1　问题抽象 171
11.3.2　参数定义 171
11.3.3　目标函数 172
11.3.4　数学模型 173
11.4　集包案例分析 174
11.4.1　案例描述 174
11.4.2　模型结果 176
11.5　本章小结 178
智能供应链执行篇
第12章　人：仓内拣货调度 180
12.1　背景介绍 181
12.2　问题描述 182
12.3　问题抽象与建模 184
12.3.1　参数定义 184
12.3.2　目标函数 185
12.3.3　数学模型 186
12.4　算法方案 188
12.4.1　精确解求解 188
12.4.2　自适应大规模邻域搜索算法 189
12.5　案例分析 193
12.5.1　背景描述 193
12.5.2　结果分析 193
12.6　本章小结 195
第13章　货：库存分配均衡 196
13.1　背景介绍 197
13.1.1　库存分配及库存均衡应用的场景 198
13.1.2　库存分配及库存均衡面临的挑战 198
13.2　问题描述 199
13.2.1　库存分配 199
13.2.2　仓间调拨 201
13.3　库存分配模型 202
13.3.1　参数定义 202
13.3.2　目标函数 203
13.3.3　数学模型 204
13.4　仓间调拨模型 205
13.4.1　参数定义 205
13.4.2　目标函数 206
13.4.3　数学模型 208
13.5　案例分析 209
13.5.1　背景描述 209
13.5.2　结果分析 212
13.6　本章小结 213
第14章　车：城配车辆调度 214
14.1　背景介绍 215
14.2　问题描述 215
14.2.1　选取评价指标 217
14.2.2　明确核心问题 217
14.3　零担调度（零担转整车） 218
14.3.1　问题抽象 218
14.3.2　模型建立 219
14.3.3　算法设计 221
14.4　整车调度（整车降车型） 222
14.5　整车串点 224
14.5.1　问题抽象 224
14.5.2　模型建立 224
14.6　城配案例分析 225
14.6.1　零担调度 225
14.6.2　结果分析 227
14.7　本章小结 229
第15章　场：分拣设备调度 230
15.1　背景介绍 231
15.2　问题描述 234
15.2.1　小件环形分拣机产能计算 234
15.2.2　小件环形分拣机产能影响因素分析 236
15.2.3　小件环形分拣机产能提升效益分析 237
15.3　问题抽象与建模 237
15.3.1　需求格口数量确定 238
15.3.2　需求格口排布 239
15.3.3　算法方案 243
15.4　分拣设备调度案例分析 244
15.4.1　背景描述 244
15.4.2　结果分析 245
15.5　本章小结 247
第16章　总　结 248
16.1　本书回顾 248
16.2　算法工程师工作的5大真相 249
16.3　算法工程师成长的5个建议 250