O2O模式下連鎖超市生鮮百貨的配送路徑優(yōu)化研究

何丹

摘? 要：在新零售時(shí)代，傳統(tǒng)連鎖超市通過(guò)O2O模式進(jìn)行零售變革，通過(guò)線上來(lái)挖掘和吸引客源，其關(guān)鍵在于配送的時(shí)效性、安全性、便捷性，而配送的一個(gè)重要環(huán)節(jié)便是配送路線的優(yōu)化，尋找最優(yōu)的配送路徑，可以節(jié)省行駛的里程，提高配送效率，實(shí)現(xiàn)有效滿足顧客的時(shí)間訴求。本文利用人本超市“淘鮮達(dá)”平臺(tái)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)對(duì)其配送問(wèn)題進(jìn)行了描述，針對(duì)問(wèn)題構(gòu)建了帶時(shí)間窗的配送路徑優(yōu)化模型，通過(guò)計(jì)算分析，該模型在解決其配送問(wèn)題上有一定的可行性。

關(guān)鍵詞：時(shí)間窗;配送路徑;節(jié)約里程法

中圖分類號(hào)：F721.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-0105（2021）01-0047-06

A Research on Distribution Path Optimization of Fresh Department Store in Chain Supermarkets under O2O Mode

HE Dan

（Zhejiang Industry & Trade Vocational College， Wenzhou，325003，China）

Abstract：? In the era of new retail， traditional retail supermarket chain is changed to O2O Mode， which relies on online sources to explore and attract customers， and its key lies in the distribution of timeliness， safety， convenience. Moreover， an important part of delivery is to optimize distribution route， which means to search for an optimal distribution route， saving mileage， improving the efficiency of distribution and effectively meeting customers' demands. This paper describes the distribution problems of Renben Supermarket based on the operation data of “Tao Xianda” platform， and constructs a distribution path optimization model with time window to solve the problems. Through calculation and analysis， the model is feasible to solve the distribution problems.

Key Words：? time window;distribution path;saving algorithm

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，零售新理念與新技術(shù)的融合正在加劇改變當(dāng)前的零售業(yè)態(tài)。其中依托線下即時(shí)物流配送的B2C網(wǎng)上超市業(yè)務(wù)，逐漸發(fā)展成為一種新型的零售模式。這種新興的O2O電子商務(wù)網(wǎng)購(gòu)模式，隨時(shí)隨地連接線下商家與線上用戶，有效地融合了線下實(shí)體經(jīng)濟(jì)與線上資源。傳統(tǒng)連鎖超市要借助O2O電子商務(wù)網(wǎng)購(gòu)模式的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)線上來(lái)挖掘和吸引客源，就需要解決最后一公里的配送問(wèn)題。本文將利用浙江省人本超市“淘鮮達(dá)”運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)對(duì)O2O模式下連鎖超市物流配送問(wèn)題展開(kāi)研究，探索即時(shí)配送路徑優(yōu)化的方法。

一、問(wèn)題描述

浙江人本超市有限公司正在借用“淘鮮達(dá)”平臺(tái)的線上流量?jī)?yōu)勢(shì)，推進(jìn)線上線下的融合發(fā)展的路徑。人本超市的客戶可以通過(guò)“淘鮮達(dá)”平臺(tái)下單，訂單會(huì)自動(dòng)分配到離客戶最近的店面，由店面承擔(dān)揀貨配送任務(wù)，一般店面的配送范圍大約3-5公里，但是客戶對(duì)生鮮百貨的消費(fèi)訂單，在商品準(zhǔn)時(shí)送達(dá)方面要求比較高，因此，商品準(zhǔn)時(shí)送達(dá)是提升線上流量的關(guān)鍵因素。課題組通過(guò)對(duì)新田園門店7月份的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析發(fā)現(xiàn)，該月客戶訂單取消率為16.60%，其中因配送超時(shí)的客戶訂單取消率為39.30%，同時(shí)客戶訂單超時(shí)送達(dá)率為20.12%。上午9：00-12：00，下午13：00-16：00，平均每個(gè)小時(shí)的客戶訂單達(dá)200單左右。客戶需求是不確定，但是對(duì)時(shí)間是有要求的。針對(duì)客戶需求不確定以及服務(wù)時(shí)間窗口限制，一般還要求每輛配送車輛從店面出發(fā)并最后再回到店面，進(jìn)行下一單的配送，因此需要根據(jù)客戶的位置、下訂單時(shí)間、送達(dá)時(shí)間要求，進(jìn)行安排配送任務(wù)。假設(shè)客戶需求服從隨機(jī)分布，根據(jù)這些特性，則構(gòu)成了一種隨機(jī)需求下帶時(shí)間窗的物流即時(shí)配送路徑問(wèn)題。

二、基于時(shí)間窗的配送路徑優(yōu)化模型構(gòu)建

在研究生鮮百貨的配送車輛路徑時(shí)，引入時(shí)間窗問(wèn)題，綜合考慮每一位消費(fèi)者要求的服務(wù)時(shí)間、需求量以及門店與消費(fèi)者之間的距離等因素，結(jié)合節(jié)約里程法，計(jì)算確定每一配送車輛的配送路線即服務(wù)各消費(fèi)者的次序和時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)物流配送網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。

節(jié)約里程法核心思想是根據(jù)節(jié)約里程大小依次將運(yùn)輸問(wèn)題中的兩個(gè)回路優(yōu)化合并成為一個(gè)回路，每次路線優(yōu)化合并后，其總運(yùn)輸距離減小的幅度達(dá)到最大程度，直到達(dá)到一輛車的裝載限制時(shí)，再進(jìn)行下一輛車的優(yōu)化，逐步尋找最佳配送路線，實(shí)現(xiàn)高效率的配送，使配送的時(shí)間最小、距離最短、成本最低。

假設(shè)有節(jié)點(diǎn)集合[V={P0， P1， P2， P3 …， Pn}]，其中0為門店，1，2，3，4，…，n為客戶節(jié)點(diǎn)。[Pn]的地理坐標(biāo)為（[Xn， Yn]），[PnPn-1]表示節(jié)點(diǎn)[Pn]與[Pn-1]的距離（單位：公里），[Pn-n]表示[Pn]下的訂單號(hào)，[Qj]表示第[j]個(gè)客戶的訂單量（包裹數(shù)），[Qi]表示的是第[i]條配送路線上所有客戶的訂單量（包裹數(shù)），[Si]表示第[i]條配送路線的最短距離（單位：公里）。

[mini=nSi]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1.1）

[s.t.]

[anPn-nbn]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1.2）

[an′tIbn′]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1.3）

[Qi=j=nQj8]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1.4）

[P0Pn4]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1.5）

[Si=j=nSj10]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1.6）

式（1.1）為模型的目標(biāo)函數(shù)，即總配送距離最短。約束式（1.2）是指時(shí)間窗口（an，bn）的客戶訂單。約束式（1.3）為客戶的服務(wù)時(shí)間窗口約束，保證客戶在該時(shí)間窗口內(nèi)得到服務(wù)。約束式（1.4）指第[i]條配送路線上的最大配送量，其值取自于公司運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定值。約束式（1.5）是門店到客戶間的距離約束，其值取自于公司運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定值。約束式（1.6）第[i]條配送路線的最遠(yuǎn)距離約束，其值取自于公司運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定值。

本配送路徑優(yōu)化模型在構(gòu)建中，將時(shí)間窗問(wèn)題和節(jié)約里程法進(jìn)行了有效的融合，設(shè)定客戶下單時(shí)間窗[[an，bn]]，從客戶下訂單的時(shí)間，選出本輪配送路線優(yōu)化的訂單[Pn-n];再設(shè)定客戶服務(wù)時(shí)間窗[[an， bn]]，明確配送的距離、配送量，以總的配送距離最短為目標(biāo)，利用節(jié)約里程法的公式進(jìn)行計(jì)算，確定最優(yōu)的配送路徑。

三、實(shí)驗(yàn)

（一）示例構(gòu)造

針對(duì)研究的問(wèn)題，項(xiàng)目組隨機(jī)從后臺(tái)系統(tǒng)里挑選12客戶進(jìn)行基于時(shí)間窗口的節(jié)約里程法演算。查閱超市門店后臺(tái)系統(tǒng)，時(shí)間窗口為9：00到9：30，這個(gè)時(shí)間區(qū)域的客戶訂單數(shù)為70單。隨機(jī)挑選的訂單，其客戶的位置、包裹數(shù)、下單時(shí)間，送達(dá)時(shí)間要求，如下表1-1所示。

依據(jù)所構(gòu)建的配送路徑優(yōu)化模型，對(duì)表1-1的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。[P0]為人本新田園商場(chǎng)店，[P1， P2， P3…， P12]為12個(gè)客戶，具體信息見(jiàn)表2-1?？蛻粲唵闻渌蛯⒂蒣P0]向[P1， P2， P3…， P12]等12個(gè)客戶進(jìn)行貨物配送，送達(dá)時(shí)間范圍要求為10：00—10：30。根據(jù)表1-3門店與客戶以及客戶間的最短騎行距離顯示，12個(gè)客戶都滿足約束式（1.5），說(shuō)明12個(gè)客戶都是有效客戶，因此，按照約束式（1.4）、（1.6），所規(guī)劃配送路線的距離不能超過(guò)10公里，配載量不超過(guò)8件。在滿足約束條件的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)配送距離最小化。

利用GPS軟件，根據(jù)門店、客戶的經(jīng)緯度信息，計(jì)算門店與客戶以及客戶間的最短騎行距離，具體信息見(jiàn)表1-3。

（二）計(jì)算結(jié)果及分析

第一步：根據(jù)表1-3中門店與客戶以及客戶間的最短騎行距離，以[P0]為點(diǎn)，從[P1， P2， P3…， P12]中任意選擇兩個(gè)客戶，形成三角形線路，按照兩邊之和大于第三邊的原理，計(jì)算每條三角形線路的節(jié)約里程數(shù)，最后，其結(jié)果如表1-4所示。

第二步：將門店與客戶間的節(jié)約里程按照從大到小的順序進(jìn)行排列，結(jié)果如表1-5所示。

第三步：根據(jù)模型中的約束條件與計(jì)算出的節(jié)約里程大小，按照順序連接各客戶節(jié)點(diǎn)，逐條進(jìn)行配送線路的優(yōu)化，其優(yōu)化過(guò)程如下：

①原始解：從[P0]向[P1， P2， P3…， P12]等12個(gè)客戶進(jìn)行直達(dá)配送，能在時(shí)間窗口內(nèi)完成配送任務(wù)，則配送線路為12條，其配送總距離[S=i=12Si=50.4]（公里）。

②節(jié)約里程優(yōu)化：

第一，對(duì)第1條配送線路進(jìn)行優(yōu)化。按照節(jié)約里程排序大小，優(yōu)先連接[P4-P8]，則配送線路為[P0-P4-P8-P0]。

第一次優(yōu)化驗(yàn)證計(jì)算：

配送距離

[S1=j=4、8Sj =3.9+1.3+3.5=8.710]

配送量[Q1=j=4、8Qj=2+2=48]

第一次計(jì)算結(jié)果顯示，配送距離、配送量均未達(dá)到最佳值，故在該回路上可以繼續(xù)連接。根據(jù)節(jié)約里程排序大小，再連接[P8-P1]，則配送線路優(yōu)化為[P0-P4-P8-P1-P0]。

第二次優(yōu)化驗(yàn)證計(jì)算：

配送距離

[S1=j=4、8、1Sj =3.9+1.3+0.97+3.2=9.3710]

配送量[Q1=j=4、8、1Qj=2+2+1=58]

第二次計(jì)算結(jié)果顯示，配送距離、配送量均未達(dá)到最佳值，故在該回路上可以繼續(xù)連接。根據(jù)節(jié)約里程排序大小，再連接上[P3-P4]，則配送線路優(yōu)化為[P0-P3-P4-P8-P1-P0]。

第三次優(yōu)化驗(yàn)證計(jì)算：

配送距離

[S1=j=3、4、8、1Sj=2.7+1.3+1.3+0.97+3.2=9.4710]

配送量Q1=[j=3、4、8、1Qj]=2+2+1+2=7≤8

第三次計(jì)算結(jié)果顯示，配送距離、配送量均未達(dá)到最佳值，故在該回路上可以繼續(xù)連接。根據(jù)節(jié)約里程排序大小，再連接上[P1-P6]，則配送線路優(yōu)化為[P0-P3-P4-P8-P1-P6-P0]。

第四次優(yōu)化驗(yàn)證計(jì)算：

配送距離

[S1=j=3、4、8、1、6Sj=2.7+1.3+1.3+0.97+3.7+3.4=13.37>10]

配送量Q1=[j=3、4、8、1、6Qj]=2+2+1+2+1=8≤8

第四次計(jì)算結(jié)果顯示，配送距離超過(guò)10公里，配送量達(dá)最大值，故在該回路上不能連接上[P6]。因此，第1條最優(yōu)配送線路為：[P0-P3-P4-P8-P1-P0]。

第二，對(duì)第2條配送線路進(jìn)行優(yōu)化。按照節(jié)約里程排序大小，接下來(lái)優(yōu)先連接[P6-P11]，則配送線路為[P0-P6-P11-P0]。

第一次優(yōu)化驗(yàn)證計(jì)算：

配送距離[S2=j=6、11Sj=3.4+1.7+2.1=7.210]

配送量[Q2=j=6、11Qj=1+2=38]

第一次計(jì)算結(jié)果顯示，配送距離、配送量均未達(dá)到最佳值，故在該回路上可以繼續(xù)連接。根據(jù)節(jié)約里程排序大小，再連接[P12-P6]，則配送線路優(yōu)化為[P0-P12-P6-P11-P0]。

第二次優(yōu)化驗(yàn)證計(jì)算：

配送距離

[S2=j=12、6、11Sj=1.4+1.8+1.7+2.1=710]

配送量[Q2=j=12、6、11Qj=3+1+2=68]

第二次計(jì)算結(jié)果顯示，配送距離、配送量均未達(dá)到最佳值，故在該回路上可以繼續(xù)連接。根據(jù)節(jié)約里程排序大小，再連接上[P11-P7]，則配送線路優(yōu)化為[P0-P12-P6-P11-P7-P0]。

第三次優(yōu)化驗(yàn)證計(jì)算：

配送距離

[S2=j=12、6、11、7Sj=1.4+1.8+1.7+0.85+1.4=7.1510]

配送量[Q2=j=12、6、11、7Qj=3+1+2+2=88]

第三次計(jì)算結(jié)果顯示，配送距離雖未超過(guò)10公里，但配送量已達(dá)最大值，故在該回路上不能再繼續(xù)連接。因此，第2條最優(yōu)配送線路為：[P0-P3-P4-P8-P1-P0]。

第三，對(duì)第3條配送線路進(jìn)行優(yōu)化。按照節(jié)約里程排序大小，接下來(lái)優(yōu)先連接[P5-P9]，則配送線路為[P0-P5-P9-P0]。

第一次優(yōu)化驗(yàn)證計(jì)算：

配送距離[S3=j=5、9Sj=1.4+0.72+0.97=3.0910]

配送量[Q3=j=5、9Qj=3+1=48]

第一次計(jì)算結(jié)果顯示，配送距離、配送量均未達(dá)到最佳值，故在該回路上可以繼續(xù)連接。根據(jù)節(jié)約里程排序大小，再連接[P2-P5]，則配送線路優(yōu)化為[P0-P2-P5-P9-P0]。

第二次優(yōu)化驗(yàn)證計(jì)算：

配送距離

[S3=j=2、5、9Sj=0.83+1.5+0.72+0.97=4.0210]

配送量[Q3=j=2、5、9Qj=2+3+1=68]

第二次計(jì)算結(jié)果顯示，配送距離、配送量均未達(dá)到最佳值，故在該回路上可以繼續(xù)連接。根據(jù)節(jié)約里程排序大小，再連接上[P10-P2]，則配送線路優(yōu)化為[P0-P10-P2-P5-P9-P0]。

第三次優(yōu)化驗(yàn)證計(jì)算：

配送距離

[S3=j=10、2、5、9Sj=0.39+0.82+1.5+0.72+0.97=4.410]

配送量[Q3=j=10、2、5、9Qj=2+2+3+1=88]

第三次計(jì)算結(jié)果顯示，配送距離雖未超過(guò)10公里，但配送量已達(dá)最大值，故在該回路上不能再繼續(xù)連接。因此，第3條最優(yōu)配送線路為：[P0-P10-P2-P5-P9-P0]。

③優(yōu)化結(jié)果匯總：

通過(guò)優(yōu)化后，從[P0]向[P1， P2， P4…， P12]等12個(gè)客戶進(jìn)行配送，能在時(shí)間窗口內(nèi)完成配送任務(wù)，可以通過(guò)3條配送線路來(lái)完成，其配送總距離[S=i=3Si=9.37+7.15+7.38=23.9]（公里），則總節(jié)約里程數(shù)[S=S-S50.4-23.9=26.5]（公里）。

四、結(jié)論

項(xiàng)目組構(gòu)建的基于時(shí)間窗的節(jié)約里程法配送路徑優(yōu)化模型，通過(guò)隨機(jī)抽取時(shí)間窗內(nèi)的客戶訂單，根據(jù)節(jié)約里程法的原理進(jìn)行計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)，按照該模型進(jìn)行配送路徑優(yōu)化，可以節(jié)約配送里程數(shù)達(dá)26.5公里，其節(jié)約里程數(shù)率達(dá)52.58%，說(shuō)明該模型具有一定可行性。其節(jié)約里程的重要意義在于提高即時(shí)配送的效率，在一定程度上解決了客戶需求不確定以及服務(wù)時(shí)間窗口限制等條件下的客戶配送問(wèn)題，有利于提升客戶網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物的體驗(yàn)以及滿意度。后期項(xiàng)目組將按照該模型進(jìn)行計(jì)算分析軟件的開(kāi)發(fā)，以便能更好地實(shí)現(xiàn)其價(jià)值。

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（責(zé)任編輯：陳碎雷）