借助先進(jìn)信息化手段開展彈性配送線路優(yōu)化

文/高欽樂 崔曉云 喬冰

一、引言

物流成本在產(chǎn)品生產(chǎn)銷售成本中占有重要的比重。煙草配送環(huán)節(jié)的成本在整個(gè)物流成本中占有很大的比重，其中線路優(yōu)化工作是降低配送環(huán)節(jié)成本的一種重要手段。

多年以來(lái)，行業(yè)內(nèi)對(duì)如何做好線路優(yōu)化工作進(jìn)行了很多的探索研究和實(shí)踐，也都取得了有益結(jié)果。這些眾多的實(shí)踐探索大多集中在線路優(yōu)化算法的研究、新技術(shù)的應(yīng)用、送貨模式的變更等方面，較少涉及在線路優(yōu)化工作中如何針對(duì)性地建立一套過程方法來(lái)充分利用這些先進(jìn)的算法和新技術(shù)，以及如何揚(yáng)長(zhǎng)避短，確保線路優(yōu)化工作能夠平穩(wěn)、高效、持續(xù)地開展下去。

本文對(duì)鄭州煙草智能配送管理系統(tǒng)建設(shè)過程中的經(jīng)驗(yàn)成果總結(jié)，進(jìn)一步研究在保持周期送貨模式不變的情況下，如何在信息系統(tǒng)建設(shè)實(shí)施中，通過建立一套過程方法來(lái)充分利用物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析、地理信息、線路優(yōu)化算法等信息化手段，進(jìn)行線路優(yōu)化。

二、項(xiàng)目背景及基本實(shí)施情況

在2012年7月的全國(guó)物流現(xiàn)場(chǎng)工作會(huì)上，國(guó)家煙草專賣局下發(fā)了《關(guān)于開展精益物流工作的指導(dǎo)意見》（國(guó)煙辦綜〔2012〕603 號(hào)），要求各省級(jí)局按照“精化流程、精確核算、精準(zhǔn)運(yùn)營(yíng)、精到服務(wù)、精細(xì)管理”的工作要求，高質(zhì)量地推進(jìn)精益物流，努力實(shí)現(xiàn)企業(yè)物流向行業(yè)物流、行業(yè)物流向供應(yīng)鏈物流的轉(zhuǎn)變和提升。

2017年國(guó)家煙草專賣局行業(yè)企業(yè)管理現(xiàn)場(chǎng)會(huì)在河南省召開，鄭州市煙草公司作為現(xiàn)場(chǎng)會(huì)的分會(huì)場(chǎng)之一，針對(duì)卷煙配送中心送貨環(huán)節(jié)尚未實(shí)現(xiàn)智能化、手工規(guī)劃線路調(diào)整效率低、效果差等問題，啟動(dòng)建設(shè)了一套卷煙配送中心智能調(diào)度管理系統(tǒng)，并于現(xiàn)場(chǎng)會(huì)召開之前投入運(yùn)營(yíng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了卷煙送貨環(huán)節(jié)智能化、信息化管理，進(jìn)一步提升送貨管理水平和服務(wù)質(zhì)量，達(dá)到降本增效的目的。

配送環(huán)節(jié)的成本在整個(gè)煙草物流成本中占有很大的比重，而線路優(yōu)化工作是降低配送環(huán)節(jié)成本的一種重要手段

在整個(gè)線路優(yōu)化工作實(shí)施過程中，智能配送管理系統(tǒng)提供了一套功能完備的“智能輔助工具集”，在其數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、規(guī)劃決策、方案實(shí)施、優(yōu)化調(diào)優(yōu)等各個(gè)方面發(fā)揮著智能輔助作用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1．應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，精準(zhǔn)采集送貨過程數(shù)據(jù)

鄭州煙草智能配送管理系統(tǒng)應(yīng)用了很多物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，主要包括：GPS/GIS車輛軌跡監(jiān)控、車載視頻監(jiān)控、OBD車輛運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、NFC卡到貨確認(rèn)等。通過這些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，不僅在安全預(yù)警、作業(yè)規(guī)范等方面發(fā)揮重要作用，更是為線路優(yōu)化工作提供了進(jìn)行數(shù)據(jù)分析所需的足夠精細(xì)的送貨過程時(shí)點(diǎn)數(shù)據(jù)和軌跡數(shù)據(jù)。

2.通過設(shè)置參數(shù)，靈活配置彈性分車模式

智能配送管理系統(tǒng)本身支持多種模式的彈性分車算法，鄭州煙草結(jié)合自身的管理理念以及實(shí)際情況決定采用以降低成本為根本目的，同時(shí)兼顧送貨員勞動(dòng)強(qiáng)度均衡性的線路優(yōu)化算法。

實(shí)際優(yōu)化過程中，鄭州煙草結(jié)合現(xiàn)有送貨周期的零售戶分布，針對(duì)市區(qū)、郊區(qū)、中轉(zhuǎn)區(qū)域的實(shí)際情況分別采用整合串聯(lián)、打散重聚、補(bǔ)貨捎帶等不同的彈性線路組合方式，再結(jié)合權(quán)重系數(shù)、車輛配置、標(biāo)準(zhǔn)戶數(shù)等參數(shù)的靈活設(shè)置，循序漸進(jìn)地調(diào)優(yōu)線路優(yōu)化結(jié)果，穩(wěn)步地實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)。

3.通過運(yùn)行監(jiān)控及歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，有效控制優(yōu)化過程風(fēng)險(xiǎn)

通過智能配送管理系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控模塊，實(shí)時(shí)監(jiān)控送貨員的送貨進(jìn)度及作業(yè)規(guī)范性，特別是在實(shí)施線路優(yōu)化的初期階段，監(jiān)控送貨作業(yè)時(shí)長(zhǎng)是否存在異常情況，結(jié)合車輛運(yùn)行軌跡進(jìn)行分析，找到對(duì)送貨員造成困難的問題原因，及時(shí)針對(duì)性地采取相應(yīng)措施。同時(shí)保存運(yùn)行數(shù)據(jù)，引用保存的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬演算，測(cè)算不同規(guī)劃方案的運(yùn)行效果，剔除效果明顯不佳的方案，有助于更快地做出決策、降低后續(xù)線路優(yōu)化工作實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)和工作量。

另外，在送貨員移動(dòng)終端的APP中還提供了輔助導(dǎo)航、查看零售戶店面照片、查看歷史送貨員等多種手段輔助送貨，降低優(yōu)化過程的實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)。

三、線路優(yōu)化實(shí)施的過程方法

在建設(shè)線路優(yōu)化項(xiàng)目之初，由于對(duì)作為工具的線路優(yōu)化信息系統(tǒng)的理解不足，往往存在“完成了線路優(yōu)化信息系統(tǒng)的建設(shè)，就完成了線路優(yōu)化工作”的理解誤區(qū)。經(jīng)過鄭州煙草智能配送管理系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)之后的總結(jié)，發(fā)現(xiàn)必須配合一套線路優(yōu)化實(shí)施的過程方法才能充分發(fā)揮線路優(yōu)化信息系統(tǒng)的作用，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)和效果。

1. 制約優(yōu)化效果的主要困難

鄭州煙草分析調(diào)查其它兄弟單位建設(shè)線路優(yōu)化項(xiàng)目中碰到的問題，結(jié)合自身的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)制約優(yōu)化效果的主要因素有以下幾個(gè)方面：

（1）業(yè)主單位與軟件供應(yīng)商對(duì)項(xiàng)目建設(shè)的理解和期望的差異：甲方往往對(duì)乙方提供的軟件或者工具的智能化以及能夠達(dá)到的效果具有很高的期望，沒有意識(shí)到這是一個(gè)糅合了規(guī)劃咨詢、軟件實(shí)施、工程探索特征的復(fù)雜項(xiàng)目；而乙方往往把自己定位成軟件和工具的提供商，不夠重視項(xiàng)目過程中出現(xiàn)的非軟件類問題的處理。這是導(dǎo)致困難出現(xiàn)最主要的原因。

（2）優(yōu)化目標(biāo)模糊，缺乏明確的量化定義：在項(xiàng)目建設(shè)初期未對(duì)當(dāng)前情況做詳細(xì)、科學(xué)的分析，未分析可選的優(yōu)化方向以及優(yōu)化空間的大小，所以項(xiàng)目初期雙方往往對(duì)線路優(yōu)化的目標(biāo)進(jìn)行明確的、可量化的協(xié)商和定義。進(jìn)行優(yōu)化后也未針對(duì)前后的結(jié)果得出明確、直觀的對(duì)比，使得線路優(yōu)化所取得的成果效果只能依賴主觀判斷，非常模糊不清晰。

（3）作為系統(tǒng)計(jì)算基礎(chǔ)的地圖數(shù)據(jù)質(zhì)量的限制：算法的運(yùn)算基礎(chǔ)是準(zhǔn)確完整的路網(wǎng)及零售戶數(shù)據(jù)。用于進(jìn)行線路優(yōu)化計(jì)算的地圖信息無(wú)法保證跟當(dāng)前實(shí)際的道路數(shù)據(jù)完全一致，而零售戶位置信息的采集本身又必然存在著一定的誤差，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行線路優(yōu)化，難免會(huì)得出一些不合理的結(jié)果。

這些困難都是客觀存在的，需要建設(shè)者在線路規(guī)劃和優(yōu)化實(shí)施的過程中通過各種方法來(lái)規(guī)避和解決這些困難，才能達(dá)到期望的優(yōu)化結(jié)果。

2. 線路規(guī)劃的過程方法及注意事項(xiàng)

線路規(guī)劃是指根據(jù)零售戶的位置分布，考慮道路及車輛配置來(lái)劃定配送線路。按照以訪定送模式，鄭州煙草結(jié)合實(shí)際，按送貨部分周期開展線路規(guī)劃工作，過程如圖1。

（1）位置采集

零售戶位置的準(zhǔn)確性在線路優(yōu)化工作中尤為重要，過程中采用的很多方法都是為了校驗(yàn)、減少和辨別其中的錯(cuò)誤和誤差。按照送貨員移動(dòng)辦公app規(guī)范操作，通過手機(jī)采集，整體準(zhǔn)確度可以達(dá)到90%以上；然后，線路優(yōu)化系統(tǒng)會(huì)對(duì)采集到的零售戶位置進(jìn)行水域內(nèi)、道路中央等的異常鑒別與校正，排除不合理位置點(diǎn)；盡可能地減少其中的誤差，降低優(yōu)化實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）區(qū)域規(guī)劃

區(qū)域規(guī)劃的結(jié)果對(duì)彈性線路優(yōu)化的實(shí)施也有很大影響。按照減少車次及送貨員熟悉零售戶的程度，區(qū)域大小建議控制在5-10輛車的范圍較為合適。為了盡量減少由于陌生的道路和零售戶對(duì)送貨員工作的影響，在初期的區(qū)域規(guī)劃中，不僅要根據(jù)零售戶分布的聚合情況來(lái)劃分，還要盡可能地參考原有固定線路的劃分情況，在做區(qū)域的劃分時(shí)要考慮送貨員實(shí)際工作的困難程度。并根據(jù)實(shí)際情況，決定保持原有固定線路不變，或者重組固定線路這兩種結(jié)果。

（3）路徑運(yùn)算

路徑運(yùn)算是對(duì)已劃分好的彈性區(qū)域內(nèi)的零售戶，按照最短路徑模型，采用迪杰斯特拉算法計(jì)算出一條完整的送貨路線。由于零售戶位置和路網(wǎng)數(shù)據(jù)分屬兩個(gè)圖層，相互之間沒有任何直接的數(shù)據(jù)聯(lián)系，算法在運(yùn)算前會(huì)先把零售戶垂直映射到最近的道路上，再開始路徑的計(jì)算，所以當(dāng)部分鄉(xiāng)村或者偏遠(yuǎn)地區(qū)的道路數(shù)據(jù)缺失時(shí)，這種處理方式就容易導(dǎo)致計(jì)算得到不合理的結(jié)果。所以在進(jìn)行運(yùn)算之前，需要通過系統(tǒng)篩選排除那些離道路比較遠(yuǎn)的零售戶，然后再進(jìn)行運(yùn)算得到一個(gè)初步的路徑結(jié)果。再結(jié)合原有固定線路的路徑并配合人工的判定，把前面排除出來(lái)的零售戶加入到路徑中，形成最終的結(jié)果。

（4）溝通調(diào)整

溝通調(diào)整是必不可少的一個(gè)步驟，需要組織有經(jīng)驗(yàn)、熟悉地域情況的人員對(duì)線路規(guī)劃的結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)，確定區(qū)域劃分方案的合理性以及可操作性，需要組織相關(guān)的送貨員對(duì)彈性區(qū)域內(nèi)計(jì)算得到的路徑順序進(jìn)行確認(rèn)和調(diào)整。通過溝通確認(rèn)進(jìn)一步規(guī)避因數(shù)據(jù)問題導(dǎo)致不合理結(jié)果出現(xiàn)的概率，降低優(yōu)化實(shí)施過程推進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)。

3.優(yōu)化實(shí)施的過程方法及注意事項(xiàng)

優(yōu)化實(shí)施的過程總體上可以分為4個(gè)階段，如圖2。

（1）準(zhǔn)備階段

準(zhǔn)備階段的主要工作包括建立項(xiàng)目組織、對(duì)線路優(yōu)化的過程方法進(jìn)行充分的溝通，對(duì)后續(xù)的工作過程和方向形成一致的理解；完成零售戶位置數(shù)據(jù)的采集及校準(zhǔn)工作；完成各送貨部各周期的送貨數(shù)據(jù)采集及分析，通過對(duì)訂單波動(dòng)性和時(shí)間均衡性的分析評(píng)估線路優(yōu)化的空間，確定各送貨部線路優(yōu)化的目標(biāo)和方向。

（2）規(guī)劃階段

圖1：線路規(guī)劃過程

圖2：線路優(yōu)化實(shí)施過程

圖3：多角度評(píng)估優(yōu)化空間

表1：彈性線路優(yōu)化效果評(píng)估

圖4：優(yōu)化前后時(shí)間均衡性對(duì)比

按照上文闡述的過程方法，完成對(duì)各區(qū)域線路的規(guī)劃工作，并對(duì)規(guī)劃結(jié)果進(jìn)行預(yù)期優(yōu)化效果的測(cè)算，根據(jù)彈性減車指數(shù)和時(shí)間均衡指數(shù)來(lái)評(píng)估目前規(guī)劃的彈性線路的運(yùn)行效果，最終協(xié)商確定優(yōu)化目標(biāo)。

（3）磨合階段

選擇試點(diǎn)區(qū)域應(yīng)用規(guī)劃的結(jié)果進(jìn)行實(shí)際的運(yùn)行驗(yàn)證，進(jìn)一步消除錯(cuò)誤的地理數(shù)據(jù)；根據(jù)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題，進(jìn)行算法的微調(diào)以達(dá)到更好的效果；跟蹤實(shí)際的運(yùn)行數(shù)據(jù)，驗(yàn)證和體現(xiàn)線路優(yōu)化的成果。為控制工作推進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)，注意要采用漸進(jìn)式的優(yōu)化參數(shù)配置方式進(jìn)行實(shí)施，比如運(yùn)行的第一周采用彈性但不減車的參數(shù)配置，給送貨員熟悉新線路留出時(shí)間，然后在后續(xù)的幾周再通過調(diào)整參數(shù)配置逐步加大優(yōu)化力度，漸進(jìn)式逼近優(yōu)化目標(biāo)。

（4）推廣階段

應(yīng)用在磨合階段積累的經(jīng)驗(yàn)和方法，向全區(qū)域進(jìn)行推廣，并整理總結(jié)各個(gè)區(qū)域的優(yōu)化成效。

四、 基于數(shù)據(jù)分析的優(yōu)化決策

在鄭州煙草實(shí)施線路優(yōu)化的過程中，充分利用數(shù)據(jù)分析的方法來(lái)為優(yōu)化工作指明方向，為決策提供依據(jù)。

1.規(guī)劃前的數(shù)據(jù)分析，評(píng)估優(yōu)化空間

規(guī)劃前選取非高峰期的三個(gè)月的數(shù)據(jù)，通過“戶數(shù)波動(dòng)指數(shù)”、“戶數(shù)均衡指數(shù)”，結(jié)合車輛平均裝載率和工作時(shí)間飽和度來(lái)綜合評(píng)判，各送貨部采用“彈性模式”后，在減少車次和均衡性上評(píng)估優(yōu)化空間的大小。如圖3。

波動(dòng)指數(shù)越大代表通過彈性模式實(shí)現(xiàn)減少車次的空間越大，均衡指數(shù)越大代表通過彈性模式實(shí)現(xiàn)工作均衡的空間越大。

2. 規(guī)劃后的數(shù)據(jù)分析，預(yù)估優(yōu)化效果

同樣使用圖3中的原始數(shù)據(jù)，根據(jù)線路規(guī)劃后的彈性區(qū)域劃分結(jié)果，進(jìn)行模擬運(yùn)算，通過“彈性減車指數(shù)”和“時(shí)間均衡指數(shù)”來(lái)評(píng)估目前規(guī)劃的彈性線路的優(yōu)化效果，確定最終的優(yōu)化目標(biāo)。如表1所示（這里的配送域代表某一條彈性線路）。

彈性減車指數(shù)表示該區(qū)域能節(jié)省一個(gè)車次的潛力，參數(shù)值越大，表示減車潛力越大；時(shí)間均衡指數(shù)表示該區(qū)域各線路工作時(shí)間不均衡的程度，參數(shù)值越大，表示不均衡程度越高。

3.實(shí)施后的數(shù)據(jù)分析，體現(xiàn)優(yōu)化結(jié)果

彈性模式優(yōu)化實(shí)施后的效果，主要通過“行車?yán)锍獭焙汀皶r(shí)間均衡”的對(duì)比來(lái)體現(xiàn)。

以試點(diǎn)送貨區(qū)域新鄭（9輛車）為例，啟用彈性減車模式運(yùn)行的最初兩周（11月16日～11月30日）共減少4個(gè)車次，結(jié)合單車?yán)锍痰膬?yōu)化前后數(shù)據(jù)對(duì)比可預(yù)估得到這兩周時(shí)間新鄭總共減少里程411.46公里。由于最初的兩周采取的優(yōu)化策略以求穩(wěn)為主，優(yōu)化參數(shù)的設(shè)置方便采用比較保守的方案，若按正常的參數(shù)設(shè)置，預(yù)計(jì)最終的優(yōu)化結(jié)果可以再提升1.5～2倍，若遇到淡季則還能進(jìn)一步提升。

本刊重點(diǎn)關(guān)注的物流展會(huì)

“時(shí)間均衡”的改進(jìn)通過優(yōu)化前后時(shí)間均衡指數(shù)的對(duì)比結(jié)果得到，詳細(xì)數(shù)據(jù)如圖4。

從時(shí)間均衡數(shù)據(jù)對(duì)比的詳細(xì)數(shù)據(jù)中可以看出，采用彈性模式后時(shí)間均衡指數(shù)從0.86優(yōu)化為0.62，提高了27.9%。

五、結(jié)語(yǔ)

鄭州煙草在實(shí)施線路優(yōu)化后，周出車次數(shù)減少14%到20%（減車比例與銷量相關(guān)）。通過兩個(gè)大的優(yōu)化階段來(lái)達(dá)成車次優(yōu)化效果：（1）通過全區(qū)域的線路規(guī)劃實(shí)現(xiàn)了合并取消4個(gè)中轉(zhuǎn)站（優(yōu)化前有6個(gè)中轉(zhuǎn)站）、縮減13輛車（優(yōu)化前有112輛車）即65個(gè)車次的優(yōu)化結(jié)果；（2）通過彈性線路模式的優(yōu)化實(shí)施，每周再縮減15～40個(gè)車次（彈性減車每周減少0～20個(gè)車次，機(jī)動(dòng)車出車每周減少15～20個(gè)車次）的優(yōu)化結(jié)果。

在智能配送管理系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)中，不僅實(shí)現(xiàn)降本增效的目的，而且總結(jié)歸納出一套如何充分利用先進(jìn)的信息化手段為開展線路優(yōu)化業(yè)務(wù)服務(wù)的線路優(yōu)化過程方法。這套方法已被鄭州煙草的工作實(shí)踐所證明，是一套行之有效的、能夠?yàn)闊煵菪袠I(yè)在配送環(huán)節(jié)更好地實(shí)施降本增效提供幫助的、在行業(yè)內(nèi)具有參考意義。