基于節約里程法的配送路線優化研究—以蘇寧電器為例

周磊

（南京師范大學，江蘇　南京　210023）

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基于節約里程法的配送路線優化研究—以蘇寧電器為例

周磊

（南京師范大學，江蘇南京210023）

通過對無錫蘇寧電器配送路線的現狀進行分析，發現其存在的問題。采用節約里程法對無錫蘇寧電器的配送路線進行優化，并且將優化后的結果與原路線進行對比分析，發現優化后的路線對于提高配送效率、降低配送成本、降低環境污染、減輕交通壓力都起到了重要作用。

物流配送；路線優化；節約里程法

1　引言

隨著時代的發展，人們對于商品的需求已經不單單只限于商品實物，對其連帶的無形服務的要求也越來越高。對于大型的家電銷售連鎖企業，其很重要的一項服務就是送貨上門服務，也就是物流服務。物流服務質量已經被很多企業作為了對客戶滿意度考核的重要指標。其現實意義已經不僅僅局限于為顧客提供滿意的服務了，從某種程度上來說，客戶滿意度已經成為衡量一個企業綜合競爭力的重要指標。

另外，隨著近年來物流的發展，它已經成為了社會公認的第三利潤源，因此降低物流成本已經被企業認為是降低成本最有效的途徑之一。在各種各樣的物流成本中，配送成本可以說是物流成本最重要的組成部分之一。因此，如何降低配送成本就成了企業首先要解決的問題。降低配送成本的方法其實就是使配送更加的合理化。配送是否合理在配送決策系統中占有很重要的位置，配送線路是否合理又是配送合理化的關鍵因素。如果選擇了合理化的配送路線，會降低企業的成本，增加社會收益，反之則會給企業和社會帶來損失。

配送路線優化主要體現在以下幾個方面：（1）減少配送所需的時間和節約配送里程，提高配送效率，增加車輛利用率，降低配送成本。（2）使整個物流的速率得以提高，準確、快速、高效的把貨物送到顧客手中，從而提高客戶滿意度。（3）使配送作業安排更加合理化，提高企業生產效率，有利于企業降低成本，提高其綜合競爭力，并且創造更好的效益。

對社會來說，配送路線優化可以節省運輸車輛，減少車輛空載率，降低社會物流成本，對其他企業尤其是生產企業具有重要意義。同時，它還能夠緩解緊張的交通狀況，減少噪聲、尾氣排放等運輸過程中產生的污染，對民生和環境也有不可忽視的作用。

配送是物流運作過程中的一個重要環節，在物流網絡中綜合考慮各路線的車流量、客戶分布、車輛的載重量以及其他車輛運行限制等因素，進行配送線路的規劃，將直接關系到配送中心運作的成本和效率。因此，針對配送路線優化的重要性，采用節約里程法對物流配送路線進行優化，使企業盡可能地降低物流成本，提高其競爭力。

2　文獻綜述

2.1國外研究動態

早在1963年，國外的一些學者已經開始研究路線優化問題，經過50年的學習與研究，對于路線優化問題已經有了很多的解決方法，由于節約里程法在這些研究中相對比較早，所以更成熟，也更具代表性。

P.Wark（1994）等在研究車輛路徑問題（VRP）時提出了一種全新的解決方法—重復匹配算法，其在模型里不僅考慮了時間約束問題，而且考慮了能力約束問題，這種全新的算法有一個最重要的特點就是它能夠用于解決較大規模的VRP問題，這是以往的一些算法所不能解決的。

Gambardella（1999）等在研究車輛路徑問題時，提出了利用MACS（Multiple Ant Colony System）系統解決車輛路徑問題，基本原理是基于蟻群算法，主要用來解決存在2個目標函數（即車輛數和時間）的車輛路徑問題，而在這兩個因素中，側重在于時間最短，這也成為了該方法的一個缺點，就是不能夠全面合理的解決車輛路徑問題，因此其在解決實際問題時，還是不夠完美。但是這種算法相對于以往的一些算法，在全面性方面還是比較具有優勢。

Tai-His Wu，Chinyao Low和Jiunn-Wei Bail（2002）將LRP分解為LAP和VRP兩個子問題分別進行求解，使得這兩個問題能夠更好的得到解決，路線優化問題也越來越受到人們的關注。

Baker（2003）等通過對車輛路徑問題的長期研究，對原有的用于解決車輛路徑優化問題的遺傳算法進行了改進，并且取得了較為理想的效果，利用遺傳算法求解車輛路徑問題，也越來越被研究者所關注，相信在未來的時間里，這種算法將得到更多的發展。

Liu S.C.和Lin C.C.（2004）等對解決定位路線和庫存控制組合優化問題的啟發式算法進行了求解，并且發現啟發式算法更能切實的進行定位路線和庫存控制組合優化，降低配送成本和存儲成本，從而降低企業的物流成本。

Bouhafs Lyamine（2006）等打破常規，將模擬退火算法和蟻群算法組合起來，求解了帶容量約束的定位路線問題，這是首次將模擬退火算法與蟻群算法相結合來求解定位路線問題，為接下來研究路線優化問題的學者開啟了一扇新的大門。

Maria Albareda，Elena Fernandez，Gilbert Laporte（2007）等對隨機物流資源計劃LRP（Logistics Resource Planning）問題進行了深入的研究，并建立了兩階段模型，解決隨機的LRP問題，不同尋常的是他們打破了常規解決LRP問題的一般思路，將隨機LRP問題人為的分為兩階段進行計算，這在以往求解LRP問題中是從來沒有過的。這種解決問題的思路看似不可取，然而實質上卻獲得了前所未有的成功，運用兩階段啟發式算法和下界法在解決該問題時更能切合實際情況。

Robert Russell，Wen-Chyuan Chiang，David Zepeda（2008）等根據前人運用禁忌搜索算法解決LRP問題的經驗，在解決LRP問題時加入了具有時間窗約束這一配送過程中經常遇到的問題，并且以大量多種印刷品的配送問題為例，為后來一些專家學者在解決這類問題時提供了有效的例證。

2.2國內研究動態

物流的發展近年來已經成為社會關注的焦點，配送路線的選擇作為物流中的重要環節，自然而然的受到廣泛的關注，國內的眾多學者對于配送路線優化的研究也是日趨成熟。

陳曉偉，張悟移，耿繼武（2003）等在對節約里程法進行研究時發現，在進行配送路線優化時，節約里程法的思路清晰，而且便于執行，但是在反應速度與靈活性方面存在缺點。他們在相關的文章中不僅對節約里程法的運用以及缺點進行了分析，而且對存在的問題也提出了優化措施，使得節約里程法更加完善。

李如嬌（2008）在對物流配送方面的實際情況進行研究后，發現要想提高配送效率，節約配送成本，首先得綜合各方面的因素對配送路線進行優化，然后對配送車輛進行調度。其運用節約里程法解決實際生活中的問題，并取得了成功，有效的證明了其觀點，也為接下來人們對于配送路線優化的研究提供了幫助。

李化（2009）對物流配送優化問題進行了長期研究，并且熟練的掌握了節約里程法的實際運用，對原有的節約里程法進行了優化和改進，建立了有時間窗約束的車輛優化調度模型，對車輛在運貨過程中的空載問題進行了研究，并且在此基礎上，對配送路線優化問題進行了研究，最后以北京通遠外經國際運輸有限公司的部分物流配送點為例，對其車輛的調度和配送路線進行優化，取得了很好的效果。

鄭靜，程幼明（2010）提出了物流配送管理的重點在于物流配送路徑的規劃，他們首先對所配送的客戶群進行了合理的劃分，然后建立了物流配送路線優化模型，并且以時間窗作為該模型的限制條件，最后以汽車零部件供應商的物流配送為例進行計算，并獲得了成功，提高了企業的配送效率，降低了其配送成本。

王榮花（2011）提出物流配送路線的規劃是快遞企業運營管理中的重點管理對象。要想實現低成本、短距離的高效配送，必然要求選擇合理的配送路線優化方法，這樣才能實現其目的。

張穎敏（2011）在對物流運作整個過程進行研究時，發現物流配送是整個物流環節中最重要的一個組成部分。因此對于物流配送的研究也就變得十分重要，其主要抓住了以下幾個對物流配送影響較大的因素即車流量、客戶分布、車輛的載重量以及其它車輛運行限制，并且運用節約里程法對物流配送線路進行了優化。最后還提出了在對復雜配送網絡構建模型時的一些有效的改進方法。

3　蘇寧電器配送路線的現狀分析

3.1蘇寧電器簡介

蘇寧電器1990年創建，其第一家店在南京。經過20多年的發展，蘇寧電器的連鎖店已經覆蓋了國內300多座城市及中國香港和日本，成為中國最大的商業零售企業，品牌價值728.16億元。未來的蘇寧電器立志于讓實體店和網絡交易平臺都得到長足的發展，走全球化的發展道路。

蘇寧電器是大型的家電銷售企業，其經營結構包括：營銷部、市場部、供應商、倉儲中心、連鎖店、配送部、信息服務中心、售后服務中心、顧客投訴中心等，如圖1所示。

圖1　蘇寧電器的經營結構

從蘇寧電器的經營結構圖可以看出，配送部負責將顧客在連鎖店所看中的產品按時、按地送到連鎖店或顧客手中。配送部將從供應商開始，到最終將商品送到客戶手中的整個過程都串聯起來。由此可以看出配送部所進行的各項物流活動對于整個交易過程都起到了不可替代的作用。當然，配送部在進行這些物流活動時所產生的物流成本也是相當大的。根據蘇寧電器實際財務票據的整理，可以將該企業的物流成本歸結為以下幾種：材料費、人工費、信息費、倉儲費、配送運輸費、設備設施折舊費等，如圖2所示。

圖2　蘇寧電器物流成本構成圖

從蘇寧電器物流成本構成圖可以看出，配送運輸費占到整個物流成本的32.65%，與其他各項物流活動相比，其費用居于首位。而降低物流配送成本是降低整個物流成本、增加企業收益、提高企業綜合競爭力最為有效的途徑。

3.2蘇寧電器現有配送路線選擇的現狀及問題

（1）蘇寧電器現有配送路線選擇的現狀。蘇寧電器最初采用的是完全自營物流配送模式，經過一段時間的實踐，發現這種模式已經不能適應其服務要求。蘇寧電器對這種配送模式進行了一次轉型，采用自營物流與第三方物流相結合的物流配送模式，但是仍然以自營物流為主，其自營物流所占的比例在80%左右，蘇寧電器還自定了配送的時間，城區在12小時以內，城鄉在3天以內。蘇寧電器的供貨流程如圖3所示。

蘇寧電器的倉庫運作相對于其他一些零售企業來說是比較先進的，其效率也是比較高的，主要以機械化作業為主，對于信息處理則采用了計算機統一處理。與此同時，蘇寧電器也根據企業的實際情況，采用了一套先進的物流信息系統對物流活動進行管理，包括運輸管理、倉儲管理、財務管理、設備管理、訂單處理以及配送管理。目前，蘇寧電器主要應用的是SAP系統。庫存管理系統對倉庫的進出貨進行實時管理，使進出貨的出錯率變得相當低。采用SAP系統管理以后，配送車輛的反應能力和送貨效率得到了有效的提高。

從蘇寧的物流現狀不難看出，蘇寧正在大力的對其物流配送能力進行提升，在庫存管理方面已經做到進出貨出錯率基本為0。但是限于蘇寧電器采用的是自營與第三方物流相結合的物流配送模式，使得配送方式隨意性強，缺乏對配送流程與配送線路等進行仔細周密、科學的規劃。

（2）蘇寧電器現有配送路線選擇存在的問題

①信息系統不健全，信息傳遞不暢。雖然蘇寧電器已經采用了相對比較先進的SAP系統對企業進行管理，但由于人員素質、系統硬件方面的原因，使得蘇寧電器的信息系統仍然不夠健全，整體的信息化水平比較低。這就使得蘇寧電器在信息傳遞方面存在一定的缺陷，導致信息傳遞不暢。所造成的結果就是，企業在進行物流配送時，不能夠及時的獲取最新的信息去調整配送路線、配送車輛以及配送時間。

②物流配送路線的選擇存在無序性。家電產品的銷售具有非常明顯的季節性特點，夏天和冬天是家電產品銷售的旺季。每當進入銷售旺季，蘇寧的物流配送就有點慌不擇路了，完全沒有系統的調配與管理，處于被動調配機制。哪家門店的存貨告急，就先送到哪家門店，完全沒有合理的路線選擇與時間安排，出現了物流配送路線選擇與車輛搭配的無序性問題。

③配送中心選址不科學使物流配送路線的選擇變得越發困難。起初，蘇寧電器在配送中心選址上并沒有綜合的考慮各方面的因素，只是單純的考慮了地價或者是租金方面的價格因素，而忽略了配送中心與各門店之間的關系，這種盲目不科學的選址方式，使得在后期的配送過程中，由于路程遠、路況差、配送時間長等因素，造成了高昂的物流配送成本，給企業帶來了損失。

④在選擇物流配送路線時沒有考慮到搭配合適的車輛。采用不同的車輛運輸貨物時其載重量是不一樣的，這對于選擇合理的配送路線也是有很大影響的。載重量不夠就不能用最少的出車次數送到全部的貨物，就不能選擇合理的配送路線，增加了物流成本，同時也影響了配送效率。

圖3　蘇寧電器供貨流程圖

4　運用節約里程法對蘇寧電器的配送路線進行優化

4.1幾種配送路線優化方法的分析與對比

隨著社會的發展，人們對于物流管理的重視，對于物流配送路線優化方法的研究也越來越深入，在這樣的大環境之下就出現了多種物流配送路線優化方法，如禁忌搜索算法、模擬退火算法、遺傳算法、節約里程法等。

本文將上述四種方法進行綜合比較，見表1。

表1　配送路線優化方法比較

由表1可以看出，相對于其他三種算法，節約里程法比較簡便易行，對初始數據的要求不高，且優化效率比較高。當銷售旺季到來時，對于配送效率要求比較高，如果采用其它三種方法，其效率是跟不上的，而且操作也比較困難。而節約里程算法的優化效率比較高，而且操作比較簡易。因此，對于蘇寧電器的路線優化，本文采用節約里程法。

4.2節約里程法應用的基本思路

如圖4（a）所示，P為配送中心所在地，A，B分別為客戶所在地，相互之間的道路距離分別為a，b，c。初始的配送方案是利用兩輛車分別為A，B客戶配送所需的貨物，如圖4（b）所示，車輛運行的總距離為2a+2b；然而，如果改用一輛車沿路分別配送，如圖4（c）所示，運行距離為a+b+c。如果道路沒有什么特殊情況，可以節約的車輛運行距離為（2a+2b）-（a+b+c）=a+ b-c＞0，稱之為“節約行程”。

圖4　配送圖

如果給多家客戶配送，配送企業就要首先計算包括配送中心在內的各客戶之間的最短距離，然后根據三角形的兩邊之和大于第三邊這一基本的理論，計算各客戶之間可節約的運行距離，按照節約運行距離的大小順序連接各配送地并根據實際情況規劃配送線路。節約里程法所求出的配送線路并不一定都是最優解，有時也有近似解，但對于客戶多、規模大的情況，其比人工計算要快得多。

4.3使用節約里程法的注意事項

（1）節約里程法適用于顧客需求比較穩定的配送中心，這樣有利于配送中心前期的數據收集；

（2）對于需求不固定的顧客，可以采用其他的配送方式去配送，或并入到有富余的配送線路中去；

（3）各配送線路上的車輛負荷量應該盡可能的調整平衡，這樣更有利于配送效率的提高；

（4）在配送路線優化的過程中應該充分考慮道路的交通狀況；

（5）在配送路線優化時要預測需求的變化發展，不能盲目的按照以往的慣例來辦事；

（6）不可忽視在貨物送達客戶后需要停留的時間；

（7）交通狀況和需求變化對配送線路的影響也很大，要及時研究對策及實施措施；

（8）對于節約里程法，規模較大的配送網絡應利用計算機進行規劃設計。

4.4對無錫蘇寧電器配送線路的相關數據進行收集整理

（1）選擇無錫蘇寧電器為例的原因。在進行數據收集時，發現很多地區的蘇寧電器配送中心選址很不科學，絕大部分地區的蘇寧電器在配送中心選址時，只是單純的考慮了地價或者是租金方面的因素，而忽略了配送中心與各門店之間的路程是否合理。無錫蘇寧電器的配送中心的選址相比其他地區的配送中心要更加合理。因此，選擇無錫的蘇寧電器作為實例。

（2）相關數據的收集與整理。由于無錫地區的蘇寧電器門店較多，工作量過大，所以在進行數據收集時并沒有將所有的門店數據都搜集進來，而是選擇了一些具有代表性的門店和售后服務中心，對其數據和相關信息進行了收集，見表2。

表2　蘇寧電器配送中心及門店的相關信息

為了便于敘述，以下各門店和售后服務站就以A～J的字母表示，配送中心則以P表示。配送中心P到各門店的具體路程，以及各門店間的具體路程如圖5所示。

圖5　配送網絡圖

各門店每天的平均配送量見表3。

表3　門店平均每天配送量　單位：t

目前，已知無錫蘇寧電器配送中心在給各門店配送貨物時，使用最大裝載量為2t和4t的兩種廂式貨車，根據車輛實際情況一次運行的距離應控制在45km以內。其中2t車運行單價為2.4元/km，4t車運行單價為2.7元/km。

4.5利用節約里程法對配送路徑進行優化

（1）首先對圖5中的相關數據進行處理，得出配送中心至各門店之間、門店與門店之間的距離，得出配送線路最短的距離矩陣，如圖6所示。

圖6　最短配送線路距離矩陣

（2）從最短配送線路距離矩陣中，運用節約里程的計算公式Δlij=coi+coj-cij計算出各門店之間的節約行程。例如，計算A～B的節約行程：

P～A的最短距離：a=10（km）；

P～B的最短距離：b=15（km）；

A～B的最短距離：c=11（km）；

A～B的節約行程：a+b-c=14（km）。

依據上述方法計算出所有的節約行程，得出所有結果，如圖7所示。

圖7　節約行程矩陣

（3）對節約行程按大小順序進行排列，見表4。

表4　配送線路節約行程排序表

（4）初始解：從配送中心P向各個門店配送。配送線路有5條，總運行距離為123km，需要2t的車3輛，需要4t車2輛。如圖8所示。

圖8　初始解

（5）二次解：按照節約行程的大小順序連接A～I，A～B，I～J，配送線路有7條，總運行距離為134km，需要2t的車6輛，4t的車1輛，其中配送線路I的裝載量為3.3t，運行距離為44km。如圖9所示。

圖9　二次解

（6）三次解：按照節約行程大小順序排列，應該是A～J，D～E，E～F。由于已將門店A及門店J組合到配送線路I中，所以就不連接A和J了。連接D～E和E～F，組成路線II，該路線的載重量為3.3t，運行距離為32km。此時，配送線路共5條，總運行距離為110km，需要2t車3輛，4t車2輛。如圖10所示：

圖10　三次解

（7）四次解：接下來的順序是H～I，B～C，B～I，B～D，C～D。H～I，B～C和B～D都是有可能連接到配送線路I中的，但是受車輛裝載量和每次運行距離兩個條件的限制，配送線路I不能再增加門店，為此不再連接H～I，B～C和B～D。B～I已經在配送線路I中了，所以B～I也不連接了。連接C～D并入配送線路II中，配送線路II裝載量為3.9t，運行距離為33km，此時配送線路共有4條，總運行距離為101km，需要2t的車2輛，4t的車2輛。如圖11所示。

圖11　四次解

（8）五次解：接下來的順序是F～G，B～J，B～E，C～E，D～F，A～H。其中F～G本有可能連接到配送線路II中的，但是由于受車輛裝載量和每次運行距離兩個條件的限制，配送線路II不能再增加門店，所以不連接F～G。而B～J，B～E，C～E，D～F這些連接均由于包含在已組合的配送線路中，不能再組成新的配送線路。A～H本有可能連接到配送線路I中的，但是若增加A～H到配送線路I中，則總的配送距離大于了45km，因此，配送線路I不能再增加門店，所以不連接A～H。

（9）最終解：接下來的節約行程大小順序為G～H，G～I， H～J。由于受到載重量和運行距離的限制，不能再組合門店到配送線路I中，所以不再連接G～I和H～J。連接G～H，組成新的配送線路III。如圖12所示。

圖12　最終解

到此為止，配送路線已經全部規劃設計完成，共有3條配送線路，總運行距離為98km，需要2t車1輛，4t車2輛。其中配送線路I的裝載量為3.3t，運行距離為44km，需要4噸的車1輛；配送線路II裝載量為3.9t，運行距離為33km，需要4t的車1輛；配送線路III的裝載量為1.4t，運行距離為21km，需要2t的車1輛。

4.6基于節約里程法對配送路線優化的結果分析

如表5所示，已知2t車運行單價為2.4/km，4t車運行單價為2.7/km。

表5　未優化的配送線路產生的費用

優化后的無錫蘇寧電器配送路線所產生的物流成本見表6。

表6　優化后的配送線路產生的費用

由表5和表6可以看出，未優化的配送線路所產生的配送成本為312.6元，總共行走的路程為123km，需要2t的車3輛，4t車2輛。而優化后的配送線路所產生的配送成本只有258.3元，總共行走的路程為98km，只動用了2輛4t的貨車和1輛2t的貨車。

5　總結

本文首先對無錫蘇寧電器原有的配送現狀進行了分析，發現無錫蘇寧電器的配送路線存在很大的隨意性。根據這一現狀，提出無錫蘇寧電器需要采用路線優化的措施來降低其配送成本，增強企業競爭力。經過大量前期的研究，決定采用節約里程法解決這一問題。最后，將優化后的配送路線所產生的成本與原來配送路線所產生的成本進行對比，發現優化后的配送路線不僅節約了配送時間，同時也降低了配送成本。

大多數企業在物流配送過程中對配送路線的選擇具有非常大的隨機性，使得配送成本居高同時效率低下。本文采用節約里程法，能夠對配送路線進行優化，從而達到提高配送效率、降低配送成本和環境污染的效果。因此，本文提出的節約里程法對企業選擇配送路線具有非常深遠的意義，且無論是對企業還是對社會都起到了很積極的作用。

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Study on Optimization of Distribution Route by Saving Algorithm：In the Case of Suning

Zhou Lei
（Nanjing Normal University， Nanjing 210023， China）

In this paper， through analyzing the current status of the distribution route of the Wuxi Suning Electrical Appliance Store， weunveiled the existing problems， used the saving algorithm to optimize it before comparing the optimized route with the original route， whichshowed that the optimized route could improve the efficiency of the distribution process， reduce distribution cost and environmental pollution，and discharge traffic pressure.

logistics distribution； route optimization； saving algorithm

F252；F721

A

1005-152X（2016）01-0109-08

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.01.029

2015-12-14

周磊，男，南京師范大學商學院研究生，研究方向：企業管理。