配送線路優(yōu)化研究

陳昭宇

(四川大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院 四川 成都 610000)

一、選題背景

近年來，我國電子商務(wù)的蓬勃發(fā)展。配送方式從最初的大批量大批次的采購到小批量，多批次的轉(zhuǎn)變，給了新興的物流企業(yè)許多機會。但是這一系列的改變也使得物流成本逐年上升。2015年我國社會物流總的銷售額為220.2萬億元，按照可比價格計算，相比2014年增長5.8%，增速回落2.3個百分點。分四季度來看，第一季度49.5萬億元，相較于去年增長5.5%，回落3個百分點；前兩個季度104.7萬億元，增長5.8%，回落3.0個百分點；前三季度銷售額為162.8萬億元，增長了5.8%，回落2.6個百分點；2015年我國社會物流總額表現(xiàn)出平穩(wěn)的發(fā)展趨勢。作為配送活動中最為重要的功能要素之一，配送運輸?shù)某杀灸軌虮缓侠淼倪\輸降低。

如上所述，如果能選擇經(jīng)濟的配送路線，并且將路線用科學(xué)的算法優(yōu)化，減少行駛里程，就能事成本減少，并且大大提高企業(yè)的利潤。本文就針對廣元市國美電器的配送，使用節(jié)約里程算法。優(yōu)化線路，使車輛使用的個數(shù)、配送里程、企業(yè)成本達到一個較低的數(shù)值。

二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

美國是當今世界物流業(yè)發(fā)展最快的國家，質(zhì)量最優(yōu)的國家之一，、美國的第三方物流市場總額在2003年達到769億美元。

2003年Baker對車輛路徑問題深入研究后，改進了此前用于解決此類問題的Genetic Algorithm，并且得到了非?？捎^的突破。越來越多的研究者也開始關(guān)注使用Genetic Algorithm來解車輛路徑問題，相信過不了太久遺傳算法將得到更為廣闊的發(fā)展。

LiuS.C和LinC.C在2004年運用heuristic algorith求解庫存組合優(yōu)化問題和定位路線問題，也就多蟻群算法，模擬退火算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。并且發(fā)現(xiàn)heuristic algorithm解決定位路線和庫存控制組合更方便，并且能降低成本。

30多年的改革開放使我國法經(jīng)濟保持強勢增長，工業(yè)化，城鎮(zhèn)化進程加快，逐漸向全球制造業(yè)大國，消費大國邁進。同發(fā)達國家發(fā)展歷程一樣，我國經(jīng)濟在高速增長的同時也面臨著成本激增的問題，除去原材料，勞動力成本不斷上漲因素外，其主要的原因是物流配送成本上升所致。在這種背景下，政府需要打造高效，便捷，低成本，立體化的物流系統(tǒng)來為全國性的供給和分配體系打下堅實的基礎(chǔ)，以維持制造業(yè)在全球市場的競爭力，以滿足人民群眾日益增長的物流配送需求，同時縮小地區(qū)城鄉(xiāng)貧富差距。

在此期間耿繼武等人在2003年研究節(jié)約里程法時思考即使這個方法思路較為簡易，而且實行也方便，但是其缺點也是比較明顯的——也就是節(jié)約里程法不夠靈活。陳曉偉在本人的著作中分析了其算法的不足，一些其他的優(yōu)化方法也在相應(yīng)的文章中得以體現(xiàn)經(jīng)過這一代專家的努力節(jié)約里程法越來越完善。

從全國物流配送業(yè)發(fā)展水平來看，北京，江蘇，山東，湖北等省(市)現(xiàn)代物流業(yè)發(fā)展迅猛，其推動物流業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗值得借鑒。

三、研究意義

隨著近年來物流的發(fā)展，它已經(jīng)成為了社會公認的第三利潤源，所以在大部分企業(yè)的思路中降低其成本最有效的途徑之一就是降低其配送成本。因為在形式各異的物流成本中，一次物流活動中的成本最重要的組成部分即為配送成本。那么在這個顯然的前提下，使物流活動中的配送成本盡可能的降低就成了企業(yè)在一開始就必須要思考的難題。使物流配送更具合理化的方法即為降低配送成本。在一次配送活動中首當其沖要考慮的問題即為配送成本，然而配送合理性的至關(guān)重要的調(diào)教取決于配送決策系統(tǒng)。在此配送決策系統(tǒng)中配送線路的合理化又接下來成為了關(guān)鍵的條件。在此物流活動中，如果一開始就選擇了合適的配送路徑，就會使企業(yè)的物流成本大大降低，相反則會使社會和企業(yè)雙雙承擔(dān)高昂的配送成本。

四、研究方法

物流配送路線的優(yōu)化集中表現(xiàn)在下面的3個方面：首先，可以使配送過程中需要的配送公里數(shù)和時間和減少，從而使配更加的高效，減少車輛的空載率，然后達到配送成本大大降低的目的。然后，整個物流活動的效率會因為物流路線的優(yōu)化得以提高，這就像是多米樂骨牌效應(yīng)，一個環(huán)節(jié)的優(yōu)化往往是牽一發(fā)而動全身的。于是物品會更加準確、快速、高效的被送到顧客手中，從而達到提高客戶滿意度的目的。最后，配送作業(yè)的安排會因此而更加的合適，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，與此同時能創(chuàng)造更高的收益，于是有更多的時間和精力來繼續(xù)研究路線優(yōu)化，達到一個良性循環(huán)的效果。本文采用節(jié)約里程法對配送路線進行優(yōu)化。

五、配送理論概述

(一)配送的概念

物流配送過程的含義是首先根據(jù)客戶的下單具體要求以及對于時間的緩急不同，對貨物進行挑選、加工、分割、包裝、組配等工作步驟，并且在約定的時間之內(nèi)把貨物送達至約定的地點。一般地，配送一般是視客戶的地點不同，在物流集散點進行分類、加工、最后配送等。最后將包裝好的物品在規(guī)定時間內(nèi)配送至收貨人的過程。它是物流過程中的一個步驟。同樣配送過程也像物流活動一樣既包括了商流，同樣也包括了物流活動中的幾種不同的功能。

縱觀我國的配送的發(fā)展歷程，截取一個片面即基于互聯(lián)網(wǎng)催生的電子商務(wù)為大背景下的物流配送。有三個巨大的變革：第一次物流配送只是進行了非常簡單的送貨上門，即“最后一公里問題”，原因是設(shè)備以及技術(shù)的缺憾。不過這樣的配送效率非常低，于是許多廠家隨即使價格略微下降然后直接把貨物送到買主手中，以這樣的改變來改善其經(jīng)營效益以及提高客戶滿意度。第二次的改變可以說是一次從由內(nèi)而外的脫胎換骨似的變革，隨著電子商務(wù)時代在我國橫空出世，對物流配送的要求也隨即開始了從量變到質(zhì)變的改變，這種形式的改變一來對物流配送本身的影響巨大，也對供應(yīng)鏈中的每一節(jié)的影響都是不可估量的，包括上層的供應(yīng)商和終端的消費者；第三次配送物流改變主要是技術(shù)層面的，即信息時代迫使配送服務(wù)全面的信息化，也就是物理配送的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用所帶來的改變，這些改變使得物流配送的速度和范圍大大提高。

(二)配送理論中的幾種算法對比

禁忌搜索算法的優(yōu)點是能夠突破局部最優(yōu)，但是又不會失去全局的最優(yōu)性。缺點是對初始解的依賴性過強。

模擬退火算法的優(yōu)點是易實現(xiàn)全局最優(yōu)的串行結(jié)構(gòu)，缺點是對于大規(guī)模的問題用時較長。

遺傳算法的優(yōu)點是利于全局擇優(yōu)，并且易于實現(xiàn)并行優(yōu)化，缺點是參數(shù)選擇比較困難，只能針對具體問題進行具體分析。

節(jié)約里程算法的優(yōu)點是簡便易行，縮短運輸路程，體現(xiàn)了物流配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，缺點是對客戶需求變化反應(yīng)速度較慢。但是此算法相對上述幾種算法來說是比較簡易，比較容易掌握。

六、配送線路優(yōu)化

(一)節(jié)約里程法簡介

節(jié)約算法(Saving Algorithm)的核心思想是依次將配送問題中的兩個回路合并成為一個回路，每次使合并后的總運距減小的幅度最大，直到車輛達到滿載或者達到行駛上限時，在進行下一輛車的優(yōu)化。優(yōu)化過程分別為并行方式和串行方式兩種。

該算法是用來解決運輸車輛數(shù)目不確定的VRP問題，屬于一個與類同名且沒有返回值類型的方法，即構(gòu)造算法，此算法的基本概念是幾何學(xué)中三角形兩邊之和必定大于另外一邊之長。近年來，小批量、多批次的配送方式發(fā)展迅速，使得節(jié)約算法已成為選擇配送路線的主要方法。當配送路線確定時，連接所需要的一個個點中依次能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約最大里程的兩個點，于是先后安排往返送貨即可得到最大的節(jié)約里程。如果配送車輛載重未超過，且車輛行駛里程未超過上限，則可以再次添加新的顧客配送點進入該路線，從而制定出符合實際的最優(yōu)化配送路線。

(二)節(jié)約里程算法步驟介紹

作為主要的配送路線選擇算法之一，步驟如下：

(1)明確顧客數(shù)及需求量，各個顧客配送點的最短距離

將配送中心以及配送點確定具體位置并編號，測量得到每兩個配送點之間的最短距離。

(2)計算節(jié)約度，將計算結(jié)果降序排列

節(jié)約度為將兩點聯(lián)合配送能夠節(jié)約下的里程量，節(jié)約度越大，表示兩配送點聯(lián)合配送節(jié)約的里程最多。

計算出的節(jié)約度，最大的表示該兩個配送點合并配送能夠節(jié)約的里程最大，因此從大到小依次排列。

(3)合并回路

從節(jié)約度最大的兩點開始進行回路的合并。首先，驗證這兩個配送點配送的貨物是否超出單輛車承載量,如果未超出，即，則進行下一步；其次，驗證合并后是否會超出車輛的最大行駛里程,如果回路總里程未超出公司擬定的300，則該兩點可以進行合并，第一次合并完成。

第二次合并，選擇下一個節(jié)約度較大的進行合并計算(后面的以此類推)。若該兩點中有一點涉及第一次合并項，則驗承載量以及行駛里程時，考慮的為三點的總和。若未超出，則可合并該三點；若超出，則第一次合并項為一條路線。

當有一條完整配送路線被規(guī)劃出來之后，接下來的合并過程，就直接避開已經(jīng)規(guī)劃好的配送點，選擇未規(guī)劃的配送點，依然從最大的開始進行合并，持續(xù)進行合并操作，直到所有配送點合并完為止。

結(jié)語

對絕大部分企業(yè)來說，降低配送成本可以大幅度的降低企業(yè)成本，而選擇優(yōu)化配送路線是達到此目的最經(jīng)濟有效的方法。本文通過節(jié)約里程法，優(yōu)化廣元市國美家電的配送路線，增強的國美企業(yè)的競爭力。觀察最后的計算結(jié)果，不僅節(jié)約了配送時間，同時也降低了汽車的配送成本。如前所述，許多企業(yè)忽視物流配送路線的選擇而具有非常大的隨機性，使得配送成本居高不下，因此本文提出的觀點也許可以讓企業(yè)做出一些思考。

綜上所述，雖然節(jié)約里程法能夠為企業(yè)減少成本，但是實際配送過程中也不能簡單的使用，許多的實際情況可能需要改變算法計算出來的最佳配送路徑。