物流企業(yè)商品配送路徑規(guī)劃與優(yōu)化分析

劉艷紅

摘 要：商品配送路徑規(guī)劃和優(yōu)化是物流企業(yè)實(shí)現(xiàn)商品配送的重要途徑和方式，研究商品配送的優(yōu)化路徑，可以為商品配送實(shí)踐提供一定的理論借鑒。首先介紹了商品配送的定義，分析了影響商品配送路徑規(guī)劃的商品、倉庫、車輛、顧客、環(huán)境、優(yōu)化目標(biāo)等要素，介紹了矩陣化排列方式進(jìn)行商品配送路徑規(guī)劃的方法，從割平面法、動態(tài)規(guī)劃方法和分解算法3個方面介紹了路徑優(yōu)化的方法。

關(guān)鍵詞：物流企業(yè)；商品配送；路徑規(guī)劃

文章編號：1004-7026（2019）01-0159-02 中國圖書分類號：F25 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們的商品購買能力和消費(fèi)能力越來越高。隨著我國民眾受教育程度不斷提高，人們的審美品味以及對商品外觀、性質(zhì)、質(zhì)量的要求差異越來越大，這就出現(xiàn)了大量的個性化購物群體。如今網(wǎng)消費(fèi)普遍化，人們購買行為更加碎片化，這就導(dǎo)致物流企業(yè)配送商品也逐漸碎片化[1]。網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)的發(fā)展和物流企業(yè)之間存在著相互促進(jìn)的作用，網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)的發(fā)展帶動了一大批物流企業(yè)成長，但是商品配送的不確定性和顧客需求的提高也給物流企業(yè)的商品配送帶來了挑戰(zhàn)[2]。如何科學(xué)合理地規(guī)劃商品配送路徑以及優(yōu)化路徑設(shè)計(jì)，成為很多物流企業(yè)需要考慮的重要問題。

1 商品配送路徑

商品配送路徑的相關(guān)概念自1959年提出以來，國內(nèi)外眾多學(xué)者對此進(jìn)行了比較深入的研究，涉及到物流、管理、交通等多個學(xué)科的理論知識，不同學(xué)者對其內(nèi)涵和定義研究盡管存在一定的差異，但是總體研究內(nèi)容大體局限在商品到達(dá)顧客的途徑與方式上。本文認(rèn)為，商品配送路徑的內(nèi)涵可以定為物流企業(yè)為了將商品盡快送至顧客手中，常常按照顧客的分布以及顧客對時效性的要求，通過模擬計(jì)算的方式，科學(xué)安排運(yùn)輸路徑和訪問流程，在具體設(shè)計(jì)上，常常要根據(jù)物流企業(yè)的運(yùn)輸成本、運(yùn)輸距離以及運(yùn)輸時間等方面進(jìn)行綜合考慮，然后結(jié)合運(yùn)輸車輛最大載重、城市和鄉(xiāng)下交通情況確定不同車輛的運(yùn)輸路徑，在時間和成本最優(yōu)的前提下完成商品的配送過程[3]。

2 商品配送路徑規(guī)劃組成要素

商品配送路徑規(guī)劃中，要統(tǒng)籌考慮商品、物流企業(yè)倉庫位置、運(yùn)輸車輛、顧客分布、外界環(huán)境條件、路徑優(yōu)化的目標(biāo)等要素組成。商品是物流企業(yè)向顧客配送的對象，一般是根據(jù)商品的屬性差異選擇科學(xué)后的配送環(huán)境條件和車輛配備；物流企業(yè)倉庫位置對物流效率有直接影響，一般起到商品包裝、分揀、配送或者暫時存儲的作用；運(yùn)輸車輛的選擇要求相對比較高，一般要綜合考慮商品配送的距離、時效性要求、城市交通效率等因素，在成本最優(yōu)的前提下，根據(jù)車輛的特點(diǎn)、最大載重和顧客具體分布位置等選擇適宜的車輛類型進(jìn)行配送，其中，車輛要素是商品路徑規(guī)劃的重要考慮因素之一[4]；顧客分布是確定商品配送路徑規(guī)劃的決定因素，通常情況下，顧客對商品配送的需求量和時間要求也是確定配送路徑的重要因素，在極特殊情況下，物流公司才會對商品進(jìn)行單獨(dú)配送，但是這種配送方式不再進(jìn)行相應(yīng)的路徑規(guī)劃；外界環(huán)境條件包含內(nèi)容比較多，通常情況下，除了交通擁堵會對路徑規(guī)劃產(chǎn)生較大影響之外，還要求考慮商品種類、單位顧客商品配送的數(shù)量，顧客的時限性要求、車速、商品大小與質(zhì)量的相關(guān)性等因素[5]；路徑優(yōu)化的目標(biāo)主要考慮成本、距離、時間等因素，同時，在配送目標(biāo)的選擇上，可以按照單目標(biāo)規(guī)劃路徑，也可以按照多目標(biāo)進(jìn)行路徑規(guī)劃。物流企業(yè)在商品配送中，一般路徑規(guī)劃是在綜合考慮各組成要素基礎(chǔ)之上進(jìn)行總體規(guī)劃的。

3 商品配送路徑規(guī)劃方法

在網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)條件下，物流公司商品配送路徑規(guī)劃一般采用矩陣化排列方式進(jìn)行規(guī)劃。在具體操作中，多數(shù)物流企業(yè)使用的是參數(shù)化矩陣表管理軟件（MRPn）。具體矩陣參數(shù)設(shè)計(jì)上，通常在一定的變化范圍內(nèi)取值，并且具體數(shù)據(jù)選取上，很多物流公司主要還是以所經(jīng)營區(qū)域內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)賦值為主，然后確定相應(yīng)的配送路線，接下來就是進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證好后生成相應(yīng)的配送匯總表，并且計(jì)算出不同商品配送點(diǎn)的距離、預(yù)計(jì)到達(dá)時間及配送完成后預(yù)計(jì)的返回時間等。對于部分具備實(shí)時監(jiān)控功能的物流公司來說，對車輛的行進(jìn)路線、配送地點(diǎn)變化、與顧客交接時間以及地點(diǎn)等均可以很好地安排與記錄。從目前的應(yīng)用效果來看，矩陣排序法在商品配送之前的計(jì)劃安排、線路設(shè)計(jì)以及基本計(jì)算中有較大的作用，與實(shí)際商品配送中突發(fā)情況的適應(yīng)性還有一定差距，所以矩陣形式對于配送地點(diǎn)相對比較固定的區(qū)域來說，商品配送路徑的規(guī)劃比較簡單有效。在物流企業(yè)具體路徑規(guī)劃中，矩陣化排列方式常常和箭線法配合進(jìn)行復(fù)雜路徑的規(guī)劃，這對保證商品配送成本最低具有重要作用。在矩陣法路徑排列情況下，商品配送中心一般要求具有足夠的商品處理能力，并且對于商品的配送地點(diǎn)、顧客、道路信息都有獨(dú)立和準(zhǔn)確的編碼，在商品配送計(jì)劃執(zhí)行之前，要對顧客的需求按照經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)一賦值，根據(jù)顧客分布安排配送點(diǎn)，然后根據(jù)具體需要設(shè)置相應(yīng)的計(jì)算數(shù)據(jù)，計(jì)算好配送計(jì)劃以及路徑后，安排相應(yīng)的人員去直接配送。在具體商品配送路徑選擇中，還要根據(jù)具體的情況確定最佳的路線。

4 商品配送路徑優(yōu)化技術(shù)

目前關(guān)于物流公司商品配送路徑優(yōu)化上的相關(guān)研究比較多，應(yīng)用較多的主要集中在精確算法和啟發(fā)式算法這兩種類型上。精確算法一般是在有限的計(jì)算情況下，通過一系列推理和邏輯運(yùn)算，最后將配送路徑得到最優(yōu)解的一種計(jì)算方法，在具體實(shí)施中，通常包括割平面法、動態(tài)規(guī)劃方法和分解算法用于車輛路徑優(yōu)化計(jì)算中。

割平面法不僅可以解決確定數(shù)量的路線優(yōu)化問題，有時也可以用于解決不確定數(shù)量的路徑規(guī)劃問題，其運(yùn)算的基礎(chǔ)是運(yùn)用數(shù)學(xué)模型中的線型模型去解決路徑規(guī)劃問題。在求解過程中，通過人為增加一些外界約束條件或者人為設(shè)置的環(huán)境條件，在整體可以運(yùn)行的路徑區(qū)域內(nèi)切割掉一部分，不確定的路線解就被割裂出去，通過不斷增加條件，可以得到最終路徑優(yōu)化的最佳結(jié)果。

分枝定界法主要應(yīng)用于整數(shù)路徑規(guī)劃和設(shè)計(jì)中，比較適用于快遞公司類的商品配送路徑求解，并且在信息化的今天，路徑優(yōu)化中多用計(jì)算機(jī)技術(shù)求解，并且在配送車輛運(yùn)行路線優(yōu)化設(shè)計(jì)方面應(yīng)用該方法比較多。在具體操作上，首先將路徑優(yōu)化可解的集合分為不相交的集合，然后定界，在具體計(jì)算中，如果計(jì)算結(jié)果大于最小的目標(biāo)解函數(shù)值，該集合所有數(shù)據(jù)全部否定，這個不斷的計(jì)算過程被稱為剪枝，然后不斷采用這種方法進(jìn)行剪枝，計(jì)算出最優(yōu)路徑解，這種方法應(yīng)用范圍相對比較廣，一般可以應(yīng)用在混合整數(shù)規(guī)劃、純整數(shù)規(guī)劃、非線性求解的商品配送路徑規(guī)劃中。

動態(tài)規(guī)劃方法一般主要應(yīng)用在商品配送中多階段路徑的規(guī)劃和設(shè)計(jì)中，也為最終決策提供理論依據(jù)，這種方法一般將整個商品配送過程作為路徑規(guī)劃設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)，并且這種路徑優(yōu)化方法對決策前的路徑和狀態(tài)不再進(jìn)行考慮，在本項(xiàng)決策之后，所有的路徑規(guī)劃和優(yōu)化要求達(dá)到最優(yōu)，這種路徑優(yōu)化方法主要用于解決實(shí)際工作中不斷變化的環(huán)境條件而需要連續(xù)決策的問題。目前在商品配送中，該種路徑優(yōu)化的方法可以很好地解決部分運(yùn)算模型無解的情況，路徑優(yōu)化效果成效比較顯著。

分解算法與前述3種計(jì)算方法存在一定的差異，也是一種現(xiàn)代化的路徑優(yōu)化技術(shù)和方法，這種方法當(dāng)前在很多全國性的物流公司路徑優(yōu)化中進(jìn)行了應(yīng)用，也可以對一些非線性路線優(yōu)化進(jìn)行求解。在具體應(yīng)用中，首先將路徑優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將復(fù)雜的因素和難以量化的因素去除掉，以將復(fù)雜問題簡單化為目標(biāo)，最后計(jì)算出最優(yōu)解，如啟發(fā)式算法，這種技術(shù)主要是借助于人為推斷的方式，總結(jié)過去運(yùn)輸路徑優(yōu)化的有效經(jīng)驗(yàn)，然后與當(dāng)前面臨的問題進(jìn)行比較，運(yùn)用歸納和推理的方式進(jìn)行路徑優(yōu)化。

這種路徑優(yōu)化得到的結(jié)果一般是滿意水平，而不是最優(yōu)解。具體操作上，部分物流企業(yè)一般采用兩階段法、構(gòu)造算法、禁忌搜索法較多，其中兩階段法主要以問題可行解作為出發(fā)點(diǎn)，然后根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，在保證可行解一直存在的前提下，用更優(yōu)解不斷替換原有解，如此不斷循環(huán)，直到達(dá)到最優(yōu)路徑優(yōu)化目標(biāo)為止，這種方法充分發(fā)揮了人們的能動性，在具體實(shí)施中能夠更好地接近實(shí)際情況；構(gòu)造算法則是在預(yù)先設(shè)計(jì)的因素進(jìn)行固定，然后在不同線路上根據(jù)顧客分布情況增加相應(yīng)線路，指導(dǎo)所有商品配送地點(diǎn)全部安排完成為止，這種方法可以最大限度地滿足一定條件下的線路優(yōu)化設(shè)計(jì)。禁忌搜索法是建立在存儲結(jié)構(gòu)上的一種計(jì)算最優(yōu)路徑的方法，這種方法目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全局的最優(yōu)化，同時還要實(shí)現(xiàn)路徑多樣化的有效搜索，這種運(yùn)算方法在路徑優(yōu)化時需要構(gòu)造配送路徑的領(lǐng)域，然后不斷調(diào)整配送客戶的路徑，最終達(dá)到最優(yōu)的目標(biāo)。

5 結(jié)束語

物流公司商品配送路徑優(yōu)化是一個不斷調(diào)整、不斷研究的過程，并且大量的研究人員進(jìn)行了系統(tǒng)的研究工作，特別是在路徑規(guī)劃和優(yōu)化的相關(guān)研究中，目前有多種優(yōu)化方式和計(jì)算方法，在特定條件下滿足了商品配送路徑設(shè)計(jì)和路線優(yōu)化的要求，并且也在一定程度上降低了費(fèi)用成本和提高了時效性，滿足了顧客的需求，但是在大區(qū)范圍內(nèi)的路徑規(guī)劃和優(yōu)化時，采用傳統(tǒng)方式還有一定的局限性，相信隨著研究的不斷深入，相應(yīng)問題會逐漸得到解決。

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