全球经济一体化的发展带动了物流业的飞速进步,现代物流业已经成为世界各国经济发展的重要支撑。我国将现代物流业确立为支柱产业之一,并提出了物流业调整振兴规划。如何引入现代物流理念,加快我国物流业的现代化,已经成为近年来学术界和工业界研究的热点。现代物流要素大体上可分为与物流相关的硬件设施及与管理相关的软件平台。本文采用现代物流的理念,从系统的角度出发,以这两大要素为背景,从宏观设计层面到微观作业层面,对各级物流系统的相关问题进行了研究,其中包括现代物流产业链发展规划、物流园区选址、集装箱堆场布局设计及钢铁企业全流程物流优化问题。研究内容概述如下：1)针对区域物流系统,研究了现代物流产业链发展规划问题。根据某典型资源型城市的经济发展状况及特点,对该地区现代物流业的发展环境、基础条件、存在问题和面临机遇进行调研和分析,对发展需求进行分类预测,以现代物流理念,从区域物流系统整体优化出发,给出了现代物流产业链的发展方向、布局规划及配套的支撑系统建设方案。2)针对区域物流系统的硬件支撑,以现代物流产业链发展规划的布局规划为背景,研究了一类物流园区选址规划问题的建模方法。对于该地区的每个物流园区候选点,都有若干块可用于物流园区建设的规划用地。考虑到地块大小和建设费用的不同,及最终使用地块面积对园区规模的影响,这个选址规划问题需要在决策物流园区的位置、数量及客户分配的同时,还需要决策规划用地的使用。该问题的难点在于确定规划用地的使用面积。基于该问题特点,考虑规划用地分布的实际地理特征,引入一个尺寸模式,为该问题建立整数线性规划模型。3)针对上述问题的整数线性规划模型,研究了一类基于禁忌搜索和Filter-and-Fan的混合算法。利用两种算法邻域搜索方式的不同,来提高解的质量,同时增强算法跳出局部最优的能力。为了评价算法的性能,提出了一个带有加速策略的改进列生成算法来产生问题的下界。利用实际仿真数据的测试结果表明,所提出的列生成算法能够得到质量较好的下界；同时,所提出的混合算法所得到的结果与下界之间的平均偏差在5%以内,说明该混合算法可以获得比较满意的结果。4)针对节点物流系统,研究了一类集装箱码头堆场布局设计问题。以某著名港口现代物流发展规划为背景,对新建码头的集装箱堆场的堆存区进行优化设计。考虑已有堆场起重机对堆存区宽度的限制,通过分析堆存区的长度和布局及泊位分布对集卡行驶距离的影响,在保证箱位数满足下限的前提下,以集卡运输效率和箱位最大化为目标,对堆存区的长度和布局进行决策。通过利用贝位将堆存区长度离散化,为该问题建立数学规划模型,并根据问题特点提出基于Filter-and-Fan的智能优化算法进行求解。5)针对企业物流系统,从物流作业角度,研究了一类工业全流程物流优化问题。以某著名钢铁企业生产流程为背景,对炼钢、连铸、热轧和冷轧四个生产工序及中间库存的特点进行分析,从全流程优化的角度出发,以整个系统的物流成本最小化为目标,对各个工序间物料的流量、流向及库存进行决策。为该问题建立混合整数规划模型,并设计基于列生成的分支-定价算法进行求解。