第一章 绪论
第一节 研究背景
新常态下，我国经济发展速度虽有所下降但势头依然强劲，十八大以来全国 GDP 增速都保持在 6.5%以上，2017 年 6.9%的 GDP 增速更是近三年来最高，GDP总量也突破 80 万亿人民币。经济体量越来越庞大所带来的优势之一就是有力提高了我国民众的消费能力，加之网络购物、移动支付等新兴事物的不断普及， 电子商务产业在我国发展迅速，交易规模屡创新高。根据中国国际电子商务研究中心多年数据监测（如图 1.1），预计我国 2017 年电子商务交易规模将超过 24万亿人民币，未来电商交易总量尤其是网络购物规模仍将保持高增长态势。
电子商务的不断发展为物流行业带来了巨大且多样化的市场需求。然而，我国物流行业整体自动化程度不高，技术水平有限，服务效率较低，加之人口红利消失殆尽人力成本问题越发严重，导致物流服务成本居高不下，严重侵蚀了物流企业的利润，而这又反过来限制了企业对技术研发的投入，极大地限制了物流服务效率和水平的提升。如何帮助企业走出这一恶性循环，摆脱靠人海战术打价格战的低水平竞争，已经成为我国物流行业发展的一大痛点和难点。
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第二节 研究的问题与意义
一、研究的问题本文结合非对称轮询研究单元物料的订单分拣问题，通过对现有研究进行梳理和分析，现将问题分解为以下几个方面：
（一）介绍订单分拣经典门限轮询控制系统的控制机理，阐述系统运行的工作条件，建立经典称门限轮询控制系统母函数，为求解系统一阶、二阶特性量以及平均排队队长（MQL，Mean Queue Length）、平均等待时延（MWT，MeanWaiting Time）打下基础。
（二）分析单元物料非对称门限轮询系统的控制机理，界定订单分拣中的系统变量含义并设定系统工作条件，构建出订单分拣非对称门限轮询控制系统模型，拓展轮询理论在物流订单分拣业务中的应用研究。
（三）利用概率母函数及嵌入式 Markov 链法求解订单分拣非对称门限轮询控制系统的一阶、二阶特性量，在系统稳定条件下确定系统特性参数，综合分析系统服务能力。
（四）以某物流分拨配送中心运营数据为例，对比分析随机分拣控制机理与订单分拣非对称门限轮询控制机理在分拣耗时上的表现，为本研究提出的分拣控制机理提供有力验证和说明。
本文关于单元物料订单分拣非对称门限轮询控制机理的研究，就是要实现在订单队列具有不同随机特性的情况下，缩短订单分拣时间，其关键点主要有二：一是梳理主流的订单分拣作业工序，结合轮询理论中队列到达、队列接受服务、转换服务对象三个过程，确定订单分拣非对称轮询过程、相关变量定义及系统工作条件。二是在得到订单分拣非对称轮询控制系统的状态变量概率母函数后，求解出系统的一阶、二阶特性量，为最终推导出系统的平均排队队长和平均等待时延奠定基础。但由于系统内队列之间的关联性、随机变量的多样性和变量之间的相关性使得非对称轮询系统的求解极为复杂，这也是本研究的一大难点。
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第二章 基于经典门限轮询的订单分拣控制机理
第一节 订单分拣经典门限轮询控制系统
赵东风等（1994）将门限服务策略定义为服务器只服务在其访问时存在于服务台上的那些数据，而不是在服务操作过程中到达的数据。考虑到订单在输送过程中的滞后性，门限服务策略下的订单分拣系统则只对当前到达的订单队列进行分拣，在分拣过程中到达的订单则延后到下一次分拣。订单分拣经典门限轮询控制系统则是遵循门限服务策略且不同订单队列具有相同的到达率、服务时间、以及服务对象转换时间的对称轮询分拣系统。冉文学（2013）利用嵌入式 Markov 链以及概率母函数方法分析了订单分拣经典门限轮询控制机理，最终求得平均等待时延、平均排队队长等重要的分拣系统特性参数。
假定订单构成的 VC 队列到达是时间序列下的离散随机事件，订单到达的过程符合 Poisson 分布的 Markov 随机过程，并且具有无后效性的特点。这就要求分拣系统在 tn+1 时刻的系统状态变量只与 tn 时刻的系统状态有关，通过嵌入式Markov 链可以得到相邻系统状态之间的状态转移方程。文献（Boxma，2009）证明了经典门限轮询控制系统在一定的条件下是不可约、齐次、以及各态遍历的，而且可以得到其稳态分布。
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第二节 系统变量定义和工作条件
一、系统变量定义
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第三章 单元物料订单分拣非对称门限轮询控制机理........................... 26
第二节 系统变量定义和工作条件...................28
第四章 算例分析.......................39
第一节 系统模型验证................... 39
一、系统参数设定..................... 39
二、算例分析....................41
第五章 总结与展望....................55
第一节 论文总结.................55
一、主要内容................56
二、研究亮点....................56
第四章 算例分析
第一节 系统模型验证
一、系统参数设定
单元物料订单由于其包装规范，标准、规格统一，主流的物流配送中心皆使用自动化分拣技术进行分拣。基于此，结合本文提出的订单分拣非对称门限轮询控制模型，系统模型验证部分的相关参数设定如下：
（1）设备运行参数：参考文献（冉文学，2013）中的自动化分拣设备性能参数，设每份单元物料订单的包装后宽度 10cm，物料输送机运行速度100cm/min。每个订单 VC 都由最基本的单元物料组成，单元数量因订单而异，所有算例皆通过归一化处理，并假设物料输送机匀速输送订单，即不考虑机械原因导致的设备工作不稳定性。
（2）订单 VC 队列随机特性参数：表 4.1 给出了每组算例的具体参数，每组数据在 MATLAB 中循环运算 100000 次，订单缓冲区长度为 8000 个单位，分拣站台/工位为 5 个。
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第五章 总结与展望
第一节 论文总结
随着电子商务、移动支付等新型技术的不断发展，网上购物已经成为了普通大众生活中的重要消费活动之一。由此带来的大规模、多样性的订单需求给生产、物流企业的订单分拣配送业务带来了巨大的挑战。目前主流的订单分拣系统是基于随机分拣控制技术，虽然可以有效利用分拣设施但面对大流量订单冲击会出现订单积压、碰撞等情况，极大延长了订单的等待时间，不利于客户满意度的提高。近年来，中央政府提出“供给侧结构改革”的新战略，要求各行各业尤其是生产企业实现“降成本，去杠杆，稳增长，调结构”，从以往的“消费、出口、投资”需求侧转向“资本、劳动力、土地”等供给侧调控经济发展。就物流行业而言，改变以往的生产技术，探索新型的订单分拣控制机理，设计高性能的分拣系统以适应新形式下国家战略和市场需求就显得尤为重要。
轮询理论作为一种资源分配理论，可以从微观层面有效协调系统稀缺资源配置，逐渐被各领域专家应用到生产生活实践中。已有研究把轮询理论应用于物流领域，并证明轮询理论思想可用于订单分拣系统及相关物流设备设计，以满足快速增长的订单分拣业务需求，指明了利用轮询理论研究新型订单分拣控制机理这一独特的研究思路。本文深入分析非对称轮询系统与对称轮询系统的异同，在经典门限轮询订单分拣控制系统基础上，构建了订单分拣非对称门限轮询控制系统模型，充分发挥非对称轮询系统放宽对订单队列随机特性的限制这一优势，使得该系统可以应用到不同订单结构的自动分拣线控制中，以提高物流配送中心的生产调度效率及运营管理水平。
参考文献（略）