基于節(jié)約里程法的物流配送路線選擇

■陳華

（福州大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，福州　350001）

基于節(jié)約里程法的物流配送路線選擇

■陳華

（福州大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，福州350001）

物流配送作為物流運(yùn)作中的一個重要環(huán)節(jié)，是生產(chǎn)企業(yè)面臨激烈競爭而展開的延伸服務(wù)。文章介紹了物流配送的相關(guān)概念，對于常見的配送路線優(yōu)化算法進(jìn)行闡述；其次重點(diǎn)闡述了節(jié)約里程法的優(yōu)化思想，通過一個算例將節(jié)約里程法運(yùn)用到實(shí)際的物流路線配送中；文章最后討論節(jié)約里程法的優(yōu)缺點(diǎn)和進(jìn)一步優(yōu)化算法應(yīng)該考慮的因素。

物流配送配送線路節(jié)約里程法

隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和物流技術(shù)專業(yè)化水平的提高，物流配送業(yè)得到了迅猛發(fā)展。但由于物流配送成本普遍居高不下，導(dǎo)致了商品價格高的現(xiàn)象。在物流配送業(yè)務(wù)中，存在著許多可以優(yōu)化之處，特別是物流配送路線選擇的優(yōu)化，可以節(jié)約更多的成本，更快速有效的滿足客戶的需求。隨著配送的復(fù)雜化，配送路線的優(yōu)化一般要結(jié)合數(shù)學(xué)方法及計(jì)算機(jī)求解的方法來制定合理的方案，目前確定優(yōu)化配送方案的一個較成熟的方法是節(jié)約法，也稱節(jié)約里程法。利用節(jié)約法確定配送路線的主要出發(fā)點(diǎn)是：根據(jù)配送中心的配送能力（包括車輛的多少和載重量）和配送中心到各個用戶以及各個用戶之間的距離來制定使總的車輛運(yùn)輸?shù)膰嵐飻?shù)最小的配送方案［1］。

1　物流配送概述

物流配送就是按照客戶的訂單要求和時間計(jì)劃，在物流結(jié)點(diǎn)（倉庫、商店、貨運(yùn)站、物流中心等）進(jìn)行分揀、包裝、分割、加工和配貨等作業(yè)后，將配好的貨物對局域范圍內(nèi)進(jìn)行多用戶、多品種、按時聯(lián)合送貨的過程［2］。配送以低成本、優(yōu)質(zhì)服務(wù)為宗旨，是一種現(xiàn)代物流形式。

1.1合理配送的表現(xiàn)形式

首先是庫存總量下降、庫存周轉(zhuǎn)加快，可以減少庫存費(fèi)用；其次是貨物資源所占資金總額下降、資金周轉(zhuǎn)加快，能夠較快的將貨物送至客戶手中，與客戶實(shí)現(xiàn)雙贏；再次就是在運(yùn)送過程中能夠使車輛數(shù)目合理化，運(yùn)輸線路合理化，使卸貨次數(shù)減少、即時配送能力增強(qiáng)，交通順暢等；最后，使物流總費(fèi)用降低、物流速度加快、有效地銜接干線運(yùn)輸與城市內(nèi)運(yùn)輸、物流中轉(zhuǎn)次數(shù)減少等。從而大大地節(jié)約成本費(fèi)用，提高配送效率。

1.2不合理配送的表現(xiàn)形式

目前的配送出現(xiàn)一些亂象，如資源籌措不合理，配送中心出現(xiàn)庫存量失控、庫存結(jié)構(gòu)和庫存量不合理；價格不合理，最終造成商品的高價；配送與直送決策不合理，即大批量的用戶不直送，小批量的用戶不配送；送貨運(yùn)輸線路不合理，造成配送成本的提高。造成這些不合理現(xiàn)象的原因有很多很多［3］。其最主要的有：城市交通狀況的不確定性，如交通事故、市政工程建設(shè)等造成配送時間的難以預(yù)測，只能依賴經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行配送調(diào)度；用戶需求的多樣性造成送貨順序、送貨時間、裝卸方式等不確定性；實(shí)際工作中，即使制定作業(yè)計(jì)劃，往往也會出現(xiàn)送貨地點(diǎn)、貨物數(shù)量的變化，令人難以把握；由于交通堵塞、停車裝貨、卸貨、客戶的原因等等，造成配送調(diào)度極大的難度。因此，加強(qiáng)配送管理非常重要。

2　物流配送線路問題

確定配送路線可以采取各種數(shù)學(xué)方法和在數(shù)學(xué)方法基礎(chǔ)上發(fā)展和演變出來的經(jīng)驗(yàn)方法。無論采取何種方法，首先應(yīng)建立試圖達(dá)到的目標(biāo)，再考慮實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的各種限制因素，在有約束的條件下尋找最佳方案，實(shí)現(xiàn)試圖達(dá)到的目標(biāo)［4］。

配送運(yùn)輸方式大致可分為三種。第一種方式是根據(jù)需要，派車進(jìn)行配送的方法，即接到配送訂單后，按順序裝貨并依次發(fā)車，這種方法叫做“時間配送”。第二種方式是所謂固定路線配送，就是每輛配送車都行駛于事先定好的線路，為分布于該線路上的客戶配送物品。第三種是把配送地區(qū)分為幾塊，讓每輛配送車在其范圍內(nèi)自由配送，這種方法叫做“范圍配送”，即一個配送中心配送到其周圍的各個點(diǎn)。無論何種配送方式，配送成本和服務(wù)質(zhì)量都與配送線路密切相關(guān)。配送管理者應(yīng)該根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際狀況，采取正確的方法確定合適的配送線路［5］。

多點(diǎn)配送線路選擇問題可描述為：對一系列的客戶，組織適當(dāng)?shù)男熊嚶肪€，使車輛有序的通過它們，在滿足一定的約束條件（如貨物需求量、發(fā)送量、交發(fā)貨時間、車輛容量限制、行駛里程限制、時間限制等）下，達(dá)到一定的目標(biāo)（如里程最短、費(fèi)用最少、時間盡量少、使用車輛數(shù)盡量少等）。簡單的說，就是采用科學(xué)合理的方法確定配送運(yùn)輸線路，以達(dá)到所需的最佳目標(biāo)［6］。

3　節(jié)約里程法在物流配送線路選擇中的應(yīng)用

3.1節(jié)約里程法的基本思想

“忽聞教堂鐘聲、工廠汽笛聲，以及廠外歡呼聲與歌唱聲同時并作，余輩驚向何故？始知休戰(zhàn)條約已簽訂，戰(zhàn)爭從此可以終止矣！此何日也？記之永久不忘之，1918年11月11日也。是日，各種工作各地戰(zhàn)事自11點(diǎn)起一律停止……”

節(jié)約里程法基本思想是：依次將運(yùn)輸問題中的兩個回路合并為一個回路，每次使合并后的總運(yùn)輸距離減小的幅度最大，直到達(dá)到一輛車的裝載限制時，再進(jìn)行下一輛車的優(yōu)化。優(yōu)化過程分為并行方式和串行方式兩種［7］。

假如一家配送中心（DC）向兩個用戶A、B運(yùn)貨，配送中心到兩用戶的最短距離分別是La和Lb，A和B間的最短距離為Lab，A、B的貨物需求量分別是Qa和Qb，且（Qa+Qb）小于運(yùn)輸裝載量Q，如圖1所示，如果配送中心分別送貨，那么需要兩個車次，總路程為：L1=2（La+Lb）。

圖1　配送路線示意圖

如果改用一輛車對兩客戶進(jìn)行巡回送貨，則只需一個車次，行走的總路程為：L2=La+Lb+Lab

依三角形的性質(zhì)我們知道：Lab＜（La+Lb），所以第二次的配送方案明顯優(yōu)于第一種，且行走總路程節(jié)約：ΔL=（La+Lb）－Lab。

如果配送中心的供貨范圍內(nèi)還存在著：3，4，5，…，n個用戶，在運(yùn)載車輛載重和體積都允許的情況下，可將它們按著節(jié)約路程的大小依次連入巡回線路，直至滿載為止，余下的用戶可用同樣方法確定巡回路線，另行派車。

3.2節(jié)約里程法算法的實(shí)例驗(yàn)證

本文以某物流配送中心的數(shù)據(jù)資料作為研究依據(jù)，以進(jìn)一步驗(yàn)證模型的實(shí)用性。設(shè)配送中心向5個客戶配送貨物，其配送路線網(wǎng)絡(luò)、配送中心與客戶的距離以及客戶之間的距離如圖2與表1所示，圖中括號內(nèi)的數(shù)字表示客戶的需求量（單位：t），線路上的數(shù)字表示兩結(jié)點(diǎn)之間的距離（單位：km），現(xiàn)配送中心有若干輛3t卡車和5t卡車兩種車型供使用。

圖2　節(jié)約里程法示意圖

（1）利用最短路徑法，求出網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間的最短距離。計(jì)算結(jié)果見表1。

表1　里程表

（2）計(jì)算各客戶節(jié)點(diǎn)之間的節(jié)約里程。根據(jù)節(jié)約里程法的基本公式（ΔLij=（Lpi+Lpj）－Lij），計(jì)算各客戶間的節(jié)約里程ΔL。計(jì)算結(jié)果見表2。

表2　節(jié)約里程表

（3）對節(jié)約里程按大小順序進(jìn)行降序排列。排列結(jié)果見表3。

表3　節(jié)約里程排序

（4）確定初始配送方案。即配送中心分別派3t和5t的車輛對每個客戶進(jìn)行一次送貨，即產(chǎn)生5條配送路線PA-AP、PB-BP、PC-CP、PD-DP、PE-EP。

（5）按節(jié)約里程的大小，進(jìn)行配送路線的第一次優(yōu)化，即在滿足載重量條件下連接B-C?？梢钥闯觯?dāng)連接形成線路P-C-B-P時，車輛載重量達(dá)到2.1+0.7=2.8，再連接任何一個客戶節(jié)點(diǎn)都將超過3t的車輛額定載重量，所以這一條配送路線1可以最終確定下來。對剩下的客戶節(jié)點(diǎn)重復(fù)上述的合并步驟，得到最終優(yōu)化的配送方案。配送路線選擇如圖3所示。

圖3　配送路線選擇

從示例中可以計(jì)算出，原始的一對一配送模式下，共需派5輛車，其中3t的車4輛，5t的車1輛，配送總里程為：2（Lpa+Lpb+Lpc+Lpd+Lpe）=2（8+8+6+7+10）=78公里；而采用分送式配送模式經(jīng)過優(yōu)化后的方案，形成3條配送路線：P-C-B-P、P-D-E-P、P-A-P，共需派3t的車2輛，5t的車1輛，配送總里程為（6+4+8）+（7+12+10）+（8+8）=63公里。

由經(jīng)過節(jié)約里程法進(jìn)行優(yōu)化得出的結(jié)果可知：在滿足所有用戶的要求，不使任何一輛車超載，每輛車每天的總運(yùn)行時間或行駛里程不超過規(guī)定的上限，滿足用戶到貨時間要求，不得超過規(guī)定時間的條件下，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)配送中心的運(yùn)輸能力（包括車輛的多少和載重量）和配送中心到各個用戶以及各個用戶之間的距離來制定使總的車輛運(yùn)輸?shù)膰嵐飻?shù)最小的配送方案。

4　小結(jié)與討論

節(jié)約里程法是一種簡便、易行的方法，一方面體現(xiàn)了物流配送網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)物流活動的整合，而且思路簡單清晰、便于執(zhí)行；另一方面，它也體現(xiàn)出優(yōu)化運(yùn)輸過程，與一般方法相比縮短了運(yùn)輸路程，能夠節(jié)約更多的時間和費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)與客戶間的共贏［8］。

節(jié)約里程法也存在著缺點(diǎn)：首先，利用節(jié)約法選擇配送路線過于強(qiáng)調(diào)節(jié)約路程，而沒考慮行程中的時間因素，在許多情況下，時間更能決定物流配送的成本與服務(wù)質(zhì)量。其次，利用節(jié)約法選擇配送路線不能對客戶的需求進(jìn)行靈活多變的處理。用戶需求的多樣性造成送貨順序、送貨時間、裝卸方式等不確定性；實(shí)際工作中，即使制定作業(yè)計(jì)劃，往往也會出現(xiàn)送貨地點(diǎn)、貨物數(shù)量的變化，令人難以把握，使得企業(yè)的生產(chǎn)、銷售和配送也愈來愈傾向于小批量，多品種，多批次。因此，通過上述的分析，節(jié)約里程法有利有弊，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該增加考慮客戶的配送時間要求、產(chǎn)品特性、交通狀況等綜合情況進(jìn)行分析。

［1］鄭靜，程幼明．基于時間約束的節(jié)約里程法配送路徑優(yōu)化研究［J］．物流工程與管理，2010，（10）．

［2］韓冰源，肖生靈．配送中心線路優(yōu)化方法的探討［J］．森林工程，2005，（02）．

［3］海峰，劉勤．物流園區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)與運(yùn)營管理［M］．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2015．

［4］陳宇．BtoC環(huán)境下我國物流配送路徑優(yōu)化面臨的問題及發(fā)展研究［J］．改革與戰(zhàn)略，2007，（11）．

［5］李彥來，孫會君，吳建軍．基于模糊機(jī)會約束的物流配送路徑優(yōu)化［J］．物流技術(shù)，2007，（08）．

［6］趙立軍．帶有逆向物流的城市連鎖店運(yùn)輸線路優(yōu)化［J］．交通科技與經(jīng)濟(jì)，2010，（01）．

［7］黃春蘭，李珊珊．基于節(jié)約里程法的連鎖超市配送線路優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］．當(dāng)代經(jīng)濟(jì)，2010，（20）．

［8］周磊.基于節(jié)約里程法的配送路線優(yōu)化研究——以蘇寧電器為例［J］．物流技術(shù)，2016，（01）．