基于節(jié)約里程法的物流配送路徑優(yōu)化

宋賽鳳 張美潔 陳菲菲

[摘 要]物流配送作為物流運(yùn)作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是生產(chǎn)企業(yè)為面臨激烈競(jìng)爭(zhēng)而開(kāi)展的延伸服務(wù)。文章以南京市某一大型水果超市物流中心向其10個(gè)連鎖分店配送為例，采用啟發(fā)式算法中的節(jié)約里程法，得出配送路線優(yōu)化方案，并通過(guò)一次實(shí)際配送驗(yàn)證了其可行性。提出了基于聚類分析的復(fù)雜配送網(wǎng)絡(luò)模型的改進(jìn)方法，以達(dá)到減少配送時(shí)間、節(jié)約成本、合理配置資源的目的。

[關(guān)鍵詞]節(jié)約里程法;物流配送;路徑優(yōu)化;聚類分析

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2021.05.177

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和社會(huì)分工的不斷細(xì)化，使得物流業(yè)快速發(fā)展，但是物流成本沒(méi)有得到顯著降低。因此，企業(yè)日益重視配送成本在物流成本中的比重。為了減少配送時(shí)間、提高配送效率、提高客戶滿意度，達(dá)到企業(yè)利益最大化。文中在超市統(tǒng)籌能力、路線規(guī)劃、配送運(yùn)力和顧客需求及指定地點(diǎn)的條件下，使用節(jié)約里程法對(duì)配送路線進(jìn)行分析和優(yōu)化，達(dá)到超市以最低的成本、最快的速度、最高效的配送方式合理地完成超市貨物配送的目的，用最佳的方案使得配送路徑達(dá)到最優(yōu)。

2 節(jié)約里程法的核心思想

節(jié)約里程法的基本原理即是把貨物配送過(guò)程中的往返回路合并為一個(gè)閉環(huán)，如果合并后節(jié)約的總里程在滿足車輛的載重和里程限制要求后達(dá)到最大值，則優(yōu)化下一輛車的配送路線，直到總的配送里程達(dá)到最優(yōu)，從而可以有效地緩解貨物配送過(guò)程中的種種狀況，達(dá)到物流配送路線的最優(yōu)。采用節(jié)約里程法確定配送路線的主要出發(fā)點(diǎn)是根據(jù)配送中心的運(yùn)力和配送中心到每個(gè)用戶之間的距離，制定車輛運(yùn)輸?shù)呐渌头桨福沟密囕v運(yùn)輸總公里數(shù)最小化。

3 當(dāng)前配送過(guò)程中存在的問(wèn)題

任何一家企業(yè)不論經(jīng)營(yíng)規(guī)模的大小，它都存在著配送這一環(huán)節(jié)。配送管理水平的高低直接影響著企業(yè)的整體效益，但從我國(guó)現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，物流的整體水平還有待提高，因此，配送過(guò)程中就很容易出現(xiàn)各種問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下四方面：一是物流資源利用不合理，物流配送中心信息化程度低，信息流通效率低，導(dǎo)致不能很好地進(jìn)行路線優(yōu)化，出現(xiàn)過(guò)多的車輛空載以及倉(cāng)庫(kù)空置等，造成極大的資源浪費(fèi);二是缺乏對(duì)選址決策重要性的認(rèn)識(shí)，沒(méi)有進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。配送中心的選址應(yīng)該與倉(cāng)儲(chǔ)、物流基礎(chǔ)設(shè)施、周邊交通狀況等結(jié)合，建設(shè)統(tǒng)一規(guī)范的物流配送中心;三是基礎(chǔ)設(shè)施不完善。我國(guó)物流基礎(chǔ)設(shè)施主要缺乏對(duì)現(xiàn)有倉(cāng)儲(chǔ)、配送工具、城市交通系統(tǒng)等的完善和更新;四是高水平物流人才的匱乏。既具備雄厚的知識(shí)理論，又具備一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的綜合型人才，而這正是我國(guó)極度缺少的。

上述內(nèi)容是目前物流配送過(guò)程中宏觀方面存在的問(wèn)題，在物流不斷地發(fā)展過(guò)程中，肯定還會(huì)出現(xiàn)其他問(wèn)題，這就需要物流人員更加努力積極去解決。

4 算法優(yōu)化實(shí)例

以南京一家大型連鎖水果店的配送數(shù)據(jù)為研究基礎(chǔ)，驗(yàn)證該模型的有效性。已知該連鎖店下共有一個(gè)配送中心P和10個(gè)水果連鎖分店，目前由配送中心直接向客戶點(diǎn)經(jīng)行往返的一對(duì)一配送。現(xiàn)將10個(gè)連鎖分店依次從A-J進(jìn)行編號(hào)，已知現(xiàn)配送中心備用2t和4t的貨車，由于客戶時(shí)間要求和成本的限制，故送貨車輛一次往返不得超過(guò)30千米。其配送中心到分店的距離以及各分店之間的距離如圖 1所示，連線上的數(shù)字為兩點(diǎn)間的千米數(shù)。

根據(jù)約束條件計(jì)算出相應(yīng)的節(jié)約里程數(shù)，如圖2所示，最左側(cè)一列表示各個(gè)配送中心的需求量。

首先，找到節(jié)約里程數(shù)最大節(jié)約量15，連接AB，此時(shí)J所在行有一個(gè)13在A和B的交叉點(diǎn)上，J和A相連。此時(shí)C所在行有一個(gè)11在B和C的交叉點(diǎn)上，意味著B和C連接，構(gòu)建回路P-J-A-B-C-P，得到其配送里程為27千米，小于30千米，需求量之和（0.7+1.5+0.6+0.8=3.6）小于載重量4t，根據(jù)運(yùn)載量限制，本回路只能再合并一個(gè)點(diǎn)，以節(jié)約里程數(shù)大的優(yōu)先原則將D點(diǎn)納入此回路中，構(gòu)成回路P-J-A-B-C-D-P，載重量為4t，滿足要求，但此時(shí)總配送里程為33千米，所以舍去。若增加I點(diǎn)，載重為4.1t，超過(guò)載重范圍，不符合。由于車輛載重限制，不能再增加載重點(diǎn)，此時(shí)得到第一條優(yōu)化的配送路線P-J-A-B-C-P。

接下來(lái)，把節(jié)約里程法排序表中涉及的J-A-B-C這四個(gè)客戶點(diǎn)的路線剔除，結(jié)合原理和車輛載重以及往返里程的限制，利用以上的方法，對(duì)配送路線進(jìn)行不斷地修正，直到達(dá)到極限，從而獲得最優(yōu)配送路線方案，見(jiàn)表1。

線路優(yōu)化前，南京市配送中心到每個(gè)連鎖分店都采取一對(duì)一的方式，配送車輛為10個(gè)2t的車型，配送距離是148千米;經(jīng)過(guò)算法優(yōu)化之后的配送車輛是一個(gè)2t車型和兩個(gè)4t車型，總配送里程為80千米，節(jié)省了配送里程大概是68千米。

通過(guò)節(jié)約里程法優(yōu)化過(guò)的路徑相對(duì)于傳統(tǒng)的一對(duì)一配送模式解決了以下兩種情況：一是在車輛有限的情況下，不合理的配送路線會(huì)導(dǎo)致空車返程現(xiàn)象，不僅增加了配送時(shí)間，而且降低了配送效率。客戶點(diǎn)不能及時(shí)收到貨物，滿足不了顧客需求，導(dǎo)致顧客的流失;二是在車輛充足的情況下，一對(duì)一的配送方式成本高，造成了資源浪費(fèi)，沒(méi)有做到資源的合理配置。

5 大型配送網(wǎng)絡(luò)下的模型改進(jìn)

面對(duì)需求網(wǎng)點(diǎn)眾多，約束條件繁雜的配送情況，單純地使用節(jié)約里程法優(yōu)化物流配送路線，數(shù)據(jù)量和復(fù)雜度是非常龐大的。面對(duì)此種情況，可以通過(guò)使用聚類分析法改進(jìn)模型，更快的形成優(yōu)化路線。具體處理步驟如下。

（1）將影響企業(yè)盈利的車載量、損耗率、交貨期等重要的服務(wù)指標(biāo)納入考量，對(duì)配送企業(yè)的物流需求點(diǎn)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一預(yù)處理。

（2）基于距離的相似性度量的方法，利用歐氏距離對(duì)簇進(jìn)行初始劃分，通過(guò)迭代使同一簇類間相似度更高，各網(wǎng)點(diǎn)間相隔距離越短，實(shí)現(xiàn)不斷優(yōu)化。

（3）利用節(jié)約里程法對(duì)每個(gè)簇類進(jìn)行不同物流區(qū)域內(nèi)的配送線路優(yōu)化，以此解決大型復(fù)雜物流網(wǎng)絡(luò)的配送線路優(yōu)化問(wèn)題。

6 結(jié)論

物流配送是物流中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。為了提高配送效率，降低物流成本，提高服務(wù)質(zhì)量，必然要優(yōu)化配送方案。本文通過(guò)節(jié)約里程法突破了此水果連鎖店傳統(tǒng)的一對(duì)一配送模式;通過(guò)K-Means聚類分析法有效簡(jiǎn)化了大型錯(cuò)綜復(fù)雜物流網(wǎng)點(diǎn)下的配送方式，使之在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)下依然保持高效和便利。

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[基金項(xiàng)目]江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目“大數(shù)據(jù)下物流路徑優(yōu)化和資源合理配置研究”（項(xiàng)目編號(hào)：201910300085Y）。