卷煙商零物流動(dòng)態(tài)線路優(yōu)化和在途監(jiān)控的研究及實(shí)現(xiàn)

徐智，陳軍，唐萍

1湖南省煙草公司物流處，湖南省長(zhǎng)沙市芙蓉南路一段628號(hào) 410004；

2 湖南湘郵科技股份有限公司運(yùn)營(yíng)行業(yè)部，湖南省長(zhǎng)沙市岳麓區(qū)玉蘭路2號(hào) 410205

經(jīng)濟(jì)與管理

卷煙商零物流動(dòng)態(tài)線路優(yōu)化和在途監(jiān)控的研究及實(shí)現(xiàn)

徐智1，陳軍2，唐萍2

1湖南省煙草公司物流處，湖南省長(zhǎng)沙市芙蓉南路一段628號(hào) 410004；

2 湖南湘郵科技股份有限公司運(yùn)營(yíng)行業(yè)部，湖南省長(zhǎng)沙市岳麓區(qū)玉蘭路2號(hào) 410205

為優(yōu)化湖南煙草工商物流和商零物流操作流程，分析了省內(nèi)市州煙草公司配送現(xiàn)狀，運(yùn)用GPS、GIS 、GPRS等技術(shù)，采用基于啟發(fā)式的禁忌搜索聚類(lèi)算法、車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)等，建立了一套完整的智能化卷煙商零在途動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)，可大幅提高卷煙商業(yè)配送運(yùn)輸效率，降低配送成本。

煙草物流；禁忌搜索算法；批零聚類(lèi)；路徑規(guī)劃；車(chē)輛導(dǎo)航；動(dòng)態(tài)監(jiān)管

近年來(lái)，如何提升卷煙物流配送效率，降低成本，提高客戶服務(wù)水平，是全行業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)。物流以其運(yùn)輸量大、單位商品價(jià)值高的特點(diǎn)，成為卷煙經(jīng)營(yíng)的重要一環(huán)。構(gòu)建面向市場(chǎng)的精益物流，大力發(fā)展智能化的卷煙配送模式，降低物流成本，已成為煙草企業(yè)戰(zhàn)勝挑戰(zhàn)的重要手段。

目前我國(guó)煙草行業(yè)已經(jīng)構(gòu)建了較為完善的配送體系，力圖實(shí)現(xiàn)從工商物流到商零物流的全程監(jiān)控，然而，還是存在一些問(wèn)題，例如：1.訪銷(xiāo)區(qū)域劃分不合理；2.配送線路不合理，車(chē)輛裝載量無(wú)法合理利用，以致送貨效率低，成本高；3.缺乏配送在途異常監(jiān)控及處理機(jī)制。

本文主要討論問(wèn)題2和3并提出方案。

針對(duì)問(wèn)題2，在一定客戶數(shù)量的前提下，線路配送的方式有多種，制定配送線路的目標(biāo)是在滿足各類(lèi)約束條件的前提下，給出盡可能優(yōu)化的線路規(guī)劃方案。本文采用禁忌搜索算法解決該問(wèn)題。

針對(duì)問(wèn)題3，在卷煙配送過(guò)程中，為方便管理人員進(jìn)行車(chē)輛調(diào)度和實(shí)時(shí)監(jiān)控，借助GPS定位技術(shù)，通過(guò)在車(chē)輛上安裝定位終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛位置的跟蹤，并在控制中心對(duì)位置進(jìn)行處理和分析后，使得車(chē)輛位置、車(chē)輛運(yùn)行軌跡準(zhǔn)確反映在電子地圖上。

借助這些技術(shù)手段和方法，建設(shè)卷煙商零動(dòng)態(tài)線路優(yōu)化和在途監(jiān)控系統(tǒng)，以期達(dá)到提高送貨效率、降低配送成本、提升客戶滿意度，并最終達(dá)到提高公司利潤(rùn)的效果。

1 算法基礎(chǔ)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1.1 算法介紹

禁忌搜索算法（Tabu Search，TS）在1986年提出，通過(guò)模擬人類(lèi)智能的記憶機(jī)制，采用禁忌策略限制搜索過(guò)程中片面追求局部最優(yōu)而設(shè)計(jì)，同時(shí)，引入破禁準(zhǔn)則來(lái)釋放一些被禁忌的優(yōu)良狀態(tài)，以保證所有過(guò)程的有效性和多樣性[1]。TS算法已廣泛用于組合優(yōu)化、函數(shù)優(yōu)化、線路設(shè)計(jì)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域[2]。

運(yùn)用禁忌搜索算法進(jìn)行卷煙配送線路設(shè)計(jì)，是為滿足煙草行業(yè)現(xiàn)階段卷煙配送模式而引入的。目前煙草公司的卷煙配送已經(jīng)從商戶購(gòu)買(mǎi)取貨方式轉(zhuǎn)換成物流中心直接配送模式[3]，因此，在卷煙配送前，根據(jù)客戶訂貨量制定合理的線路，動(dòng)態(tài)調(diào)度送貨車(chē)輛，能有效的降本增效，并在此基礎(chǔ)上實(shí)行商零在途的監(jiān)控和服務(wù)。

1.2 算法實(shí)現(xiàn)

將煙草卷煙配送過(guò)程進(jìn)行抽析可概括為：N臺(tái)車(chē)從1個(gè)配送中心出發(fā)為M個(gè)客戶服務(wù)，并在完成任務(wù)后返回該配送中心。為保證車(chē)輛裝載量和行駛距離相對(duì)均衡，引入禁忌算法時(shí)，考慮的因素如表1：

表1 禁忌算法所考慮的約束條件Tab.1 Constraints of tabu search algorithm

算法的核心步驟有三步：1.建立距離矩陣；2.任務(wù)分配；3.線路排序及線路改進(jìn)。

1.2.1 建立距離矩陣

距離矩陣包含每個(gè)客戶之間的行駛距離和行駛時(shí)間，為任務(wù)分配、線路排序和線路改進(jìn)提供基本信息。

1.2.2 任務(wù)分配

任務(wù)分配的算法是把客戶分配給相應(yīng)的車(chē)輛。在分配時(shí)，依照車(chē)輛工作時(shí)間基本均衡、裝載量通過(guò)加權(quán)的方法采用“近的多送、遠(yuǎn)的多運(yùn)”原則，通過(guò)加權(quán)的方法把約束條件、有利因素加以合并，成為一個(gè)多目標(biāo)函數(shù)，對(duì)任務(wù)進(jìn)行劃分。工作任務(wù)劃分完成后，系統(tǒng)按照以下步驟進(jìn)行線路制定和優(yōu)化。

系統(tǒng)首先為一臺(tái)車(chē)r建立一條最初的行駛線路，此線路一般僅包含出發(fā)點(diǎn)（配送中心）和最遠(yuǎn)的目的地。

其次，將矩陣中本任務(wù)對(duì)應(yīng)的其他客戶信息逐個(gè)加入，依次求解，不斷形成新的線路。當(dāng)所有任務(wù)客戶加入后，線路初始線路制定結(jié)束，則任務(wù)分配初步完成。

1.2.3 線路排序和線路改進(jìn)

本步驟改進(jìn)了由任務(wù)分配算法所產(chǎn)生的最初線路。定義線路R=（V，A），其中V是線路中包括始發(fā)點(diǎn)和客戶點(diǎn)的信息點(diǎn)，A 是線路內(nèi)連接信息點(diǎn)之間的有向弧。每條弧的屬性中包含其連接兩點(diǎn)之間的距離。線路排序和線路改進(jìn)過(guò)程，基于全盤(pán)線路最優(yōu)考慮，對(duì)初始線路進(jìn)行優(yōu)化，為每一個(gè)信息點(diǎn)安排最優(yōu)的順序。

1.2.4 禁忌搜索技術(shù)在此過(guò)程中的核心代碼

1.3 商零在途監(jiān)管的研究與應(yīng)用

基于動(dòng)態(tài)線路規(guī)劃成果，使商零在途的動(dòng)態(tài)監(jiān)控得到實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)在構(gòu)建過(guò)程中，運(yùn)用GPS、GIS和GPRS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)卷煙配送在途的全程跟蹤和動(dòng)態(tài)監(jiān)管。

通過(guò)GPRS、3G等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，車(chē)載導(dǎo)航終端將路單信息、客戶信息、客戶訂單信息下載至本地保存，通過(guò)車(chē)載GPS導(dǎo)航儀，車(chē)輛根據(jù)路單提示進(jìn)行卷煙配送，同時(shí)借助GPRS將車(chē)輛位置實(shí)時(shí)返回至后臺(tái)系統(tǒng)。通過(guò)GIS技術(shù)，將本區(qū)域客戶信息在地圖上顯示出來(lái)，反映車(chē)輛行駛?cè)糖闆r。系統(tǒng)將所有配送車(chē)輛行駛軌跡、行駛時(shí)長(zhǎng)、行駛里程和歷史行駛情況統(tǒng)計(jì)分析，并將信息可視化展示。

2 應(yīng)用效果

2.1 系統(tǒng)功能

2.1.1 線路制定和線路優(yōu)化

系統(tǒng)基于啟發(fā)式禁忌搜索算法根據(jù)每日訂單進(jìn)行動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃。該模塊的功能包括：參數(shù)信息管理（如：配送中心信息、客戶地理位置信息和卸貨方式、配送車(chē)輛時(shí)間窗和裝載信息、送貨歸集點(diǎn)信息等）、訪銷(xiāo)分區(qū)劃片、優(yōu)化參數(shù)設(shè)定、優(yōu)化計(jì)算、優(yōu)化微調(diào)、線路規(guī)劃最優(yōu)成果。根據(jù)優(yōu)化結(jié)果指導(dǎo)配送調(diào)度，并通過(guò)物流綜合管理平臺(tái)同步至煙草其他相關(guān)系統(tǒng)。

2.1.2 交互式導(dǎo)航

交互導(dǎo)航模塊分為通信平臺(tái)和嵌入式車(chē)載導(dǎo)航終端兩部分。通信平臺(tái)完成系統(tǒng)與車(chē)載終端無(wú)線通信及調(diào)度功能，車(chē)載導(dǎo)航終端通過(guò)屏幕和語(yǔ)音指導(dǎo)駕駛員進(jìn)行車(chē)輛駕駛。功能包括：配送路單下載、配送客戶信息下載、配送信息查詢、語(yǔ)音導(dǎo)航、卸貨確認(rèn)等交互功能。

系統(tǒng)根據(jù)車(chē)輛位置信息、客戶點(diǎn)信息、路單信息等統(tǒng)計(jì)車(chē)輛行駛里程信息、車(chē)輛油耗量信息，并評(píng)價(jià)工作人員的任務(wù)執(zhí)行情況。

2.1.3 客戶服務(wù)

客戶通過(guò)手機(jī)上網(wǎng)、電腦上網(wǎng)實(shí)時(shí)查詢訂單執(zhí)行狀態(tài)信息；通過(guò)短信告知客戶貨物數(shù)量，預(yù)結(jié)算金額、預(yù)到達(dá)時(shí)間等；通過(guò)FID卡實(shí)現(xiàn)電子簽收，將客戶身份、簽收地理位置、簽收時(shí)間等信息實(shí)時(shí)上傳；通過(guò)“語(yǔ)音自動(dòng)回訪”建立反饋通道，采集考核數(shù)據(jù)。

2.2 系統(tǒng)運(yùn)行效果

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)投入運(yùn)行兩年來(lái)，在送貨總量增加、工作時(shí)間減少的前提下，實(shí)現(xiàn)了送貨車(chē)輛、配送人員減少、裝載量及送貨戶數(shù)增加的效果，實(shí)現(xiàn)了提高卷煙配送效率、降低配送成本的建設(shè)目標(biāo)。以我省常德市煙草公司為例，使用本系統(tǒng)后，取得了如下成效：

1) 配送日常使用車(chē)輛由60輛減少到48輛，用車(chē)量下降了20%；

2) 配送人員由140名減少至112人，用工人數(shù)下降了20%；

3) 單車(chē)日均配送量由83件增加到108件，增加了30%；

4) 單車(chē)日均送貨戶數(shù)由74戶增加到90戶左右，增長(zhǎng)了21.62%；

5) 卷煙單件配送成本由14.28元下降為11.31元，下降了20.79%。

3 結(jié)語(yǔ)

煙草商業(yè)卷煙商零在途監(jiān)管系統(tǒng)是從煙草工業(yè)在途監(jiān)管向商零在途監(jiān)管的延伸，該系統(tǒng)應(yīng)用信息化管理，實(shí)現(xiàn)了從煙草工業(yè)經(jīng)煙草商業(yè)最終到達(dá)零售客戶的全面感知和監(jiān)控，使工商物流供應(yīng)鏈全程貫通，實(shí)現(xiàn)了由分散的單一企業(yè)物流向適度規(guī)模的整合物流轉(zhuǎn)變；同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化現(xiàn)有作業(yè)流程，有效提高了煙草商業(yè)配送運(yùn)輸?shù)木婀芾恚瑢?shí)現(xiàn)了工商協(xié)同物流的有益探索。

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Study of dynamic route optimization and monitoring in cigarette distribution

XU Zhi1，CHEN Jun2，TANG Ping2
1 Logistics Department，Hunan Provincial Tobacco Company，Changsha 410004，China；
2 Department of Industry Operation，Hunan Post Science & Technology CO.，LTD，Changsha 410205，China

A complete set of smart system of dynamic monitoring and route optimization in logistic management in cigarette sale was developed based on GPS,GIS,GPRS,heuristic-based tabu search clustering algorithm and car navigation system.Results showed that the new system could reduce costs and improve ef ficiency.

tobacco logistics; tabu search algorithm; wholesale and retail clustering; path planning; navigation; dynamic monitoring

10.3969/j.issn.1004-5708.2014.01.013

TP315

A

1004-5708（2014）01-0071-03

徐智（1959—），男， 高級(jí)工程師，高級(jí)物流師，從事信息化建設(shè)規(guī)劃與建設(shè)，Email：xuz@hntobacco.com

2013-03-25