考慮運(yùn)輸貨損的鮮花配送車輛路徑規(guī)劃研究

摘要：隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展不斷深入以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，物流將多種有效的新技術(shù)串連在一起，為實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高速增長提供支撐，因而受到社會各界的廣泛關(guān)注。車輛路徑規(guī)劃是物流配送過程中的關(guān)鍵步驟，探索車輛路徑規(guī)劃問題以及不同約束條件下的運(yùn)輸子問題，提出和改進(jìn)相關(guān)運(yùn)輸路徑規(guī)劃算法，優(yōu)化、解決物流配送中存在的實際問題，提高整體管理水平與效率，降低運(yùn)營成本。本文將構(gòu)建一個由復(fù)雜多目標(biāo)轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)的車輛路徑優(yōu)化問題，對考慮運(yùn)輸貨損的鮮花配送車輛路徑規(guī)劃展開研究，具有一定現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：運(yùn)輸貨損；車輛路徑；規(guī)劃

本文首先對車輛路徑規(guī)劃問題和算法應(yīng)用，以及運(yùn)輸貨損理論的研究現(xiàn)狀進(jìn)行充分調(diào)研。在此基礎(chǔ)上，對鮮花配送車輛路徑規(guī)劃問題所關(guān)注的目標(biāo)進(jìn)行分析，除常規(guī)的車輛使用數(shù)量和車輛行駛里程外，加入了鮮花行業(yè)特有的運(yùn)輸貨損目標(biāo)，應(yīng)用遺傳算法與節(jié)約算法相結(jié)合的兩階段啟發(fā)式算法，結(jié)合企業(yè)物流配送現(xiàn)狀及遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃，得出一種鮮花配送車輛路徑規(guī)劃的可行方法。

1.車輛路徑規(guī)劃理論與研究現(xiàn)狀

作為物流配送中的一個熱門問題，車輛路徑規(guī)劃問題最早由Ramser和Dantzing提出，其可以描述為：在一定數(shù)量的配送中心和客戶構(gòu)成的節(jié)點網(wǎng)絡(luò)中，通過安排合適的行車路線，使配送車輛從配送中心取貨并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的路線至每個客戶點卸貨，完成各客戶點所需求的貨物配送量。

1.1車輛路徑規(guī)劃理論

1901年，美國的John F.Crowell在政府報告中最早提及物流的概念，用于分析影響農(nóng)產(chǎn)品流通的不同因素和相關(guān)費用。隨著理論研究和實踐應(yīng)用的不斷深入，為統(tǒng)一對物流的認(rèn)識，需要對其進(jìn)行準(zhǔn)確的規(guī)范化定義。中國的物流術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)將物流定義為：物流是物品從供應(yīng)地向接收地的實體流動過程中，根據(jù)實際需要，將運(yùn)輸、儲存、流通加工、包裝、裝卸搬運(yùn)、配送、信息處理等功能有機(jī)結(jié)合起來實現(xiàn)用戶要求的過程。

1.2車輛路徑規(guī)劃問題研究現(xiàn)狀

VRP是一類具有極強(qiáng)應(yīng)用性的優(yōu)化調(diào)度問題，它在物流配送、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，其范例大量存在于日常生活之中。由于VRP在應(yīng)用上的廣泛性和經(jīng)濟(jì)上的重要價值，自1959年由Danzig和Ramser提出以來，一直是學(xué)界研究的重點和熱點問題，50多年來已經(jīng)取得了大量的研究成果。從解法上來看，對VRP的求解算法主要可分為精確算法和啟發(fā)式算法，而最近10年來，對于VRP的求解算法研究，主要集中在現(xiàn)代啟發(fā)式算法。

2.車輛路徑規(guī)劃問題算法分類與概述

自從VRP問題被提出以后，由于其同時具有理論價值和現(xiàn)實意義，VRP問題迅速受到越來越多研究人員的重視，力求能夠發(fā)現(xiàn)求解各類VRP問題的高效算法。按照VRP問題發(fā)展與研究過程來看，算法大致可分為三類，即精確算法、經(jīng)典啟發(fā)式算法和現(xiàn)代啟發(fā)式算法。

通過對大量文獻(xiàn)的分析研究，歸納得出三類算法的優(yōu)勢與劣勢對比如下：

精確算法，能夠求出問題的精確解，當(dāng)問題規(guī)模較大時，往往會導(dǎo)致計算量過大、存儲信息太多等問題，降低了計算效率，主要適用于較小規(guī)模的簡單路徑規(guī)劃問題求解。

經(jīng)典啟發(fā)式算法，不斷對解的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，能夠保證每次迭代后求得的解都是當(dāng)前最優(yōu)解；計算速度快、復(fù)雜度低，容易陷入局部搜索，可能無法跳出局部范圍找到全局最優(yōu)解，與其他算法結(jié)合，廣泛應(yīng)用于復(fù)雜大規(guī)模路徑規(guī)劃問題。

現(xiàn)代啟發(fā)式算法，具有能夠跳出當(dāng)前搜索領(lǐng)域而進(jìn)行全局搜索的能力；結(jié)構(gòu)開放性，與問題無關(guān)性，應(yīng)用理論要求較高，針對不同問題的研究還不完善，廣泛應(yīng)用于復(fù)雜大規(guī)模路徑規(guī)劃問題。

3.考慮運(yùn)輸貨損的鮮花配送車輛路徑規(guī)劃問題概述

中國鮮花行業(yè)伴隨供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革與消費升級的浪潮，近幾年也在發(fā)生翻天覆地的變化。

隨著線下連鎖店數(shù)量逐漸增加，物流配送壓力與成本也不斷上升，配送車輛路徑規(guī)劃便成為亟待考慮并解決的問題。對于中心倉庫-連鎖店運(yùn)營模式，采用巡回配送方式更優(yōu)于點對點的直送方式。通過對運(yùn)輸貨損研究的分析，一般整個配送過程中的貨損可分為兩部分：一是在配送運(yùn)輸過程當(dāng)中的損耗，由生鮮品時間累積產(chǎn)生損耗和路況引起的顛簸、碰撞損耗組成；二是在客戶點裝卸貨物時，由溫度變化與時間累積產(chǎn)生的損耗和裝卸操作（例如野蠻操作）引起的貨損損耗組成。

3.1參數(shù)定義及約束條件

設(shè)有n個客戶節(jié)點，每個客戶節(jié)點的需求量為（i=1，2，…，n）；有m輛配送車輛（型號種類完全一致），每輛車的最大載重量為Q。客戶i到客戶j的距離為， 0表示配送中心，則配送中心到客戶點的距離為 （i=1，2，…，n）。由于一條線路上所有客戶點由一輛車進(jìn)行配送，所以要求考慮貨損量的前提下，每條線路客戶點需求量之和不超過每輛車的最大載重量。

4.小結(jié)

通過對考慮運(yùn)輸貨損的鮮花配送車輛路徑規(guī)劃問題進(jìn)行概述，介紹了中心倉庫-連鎖店運(yùn)營模式下，車輛路徑規(guī)劃問題的多目標(biāo)函數(shù)。本文求解的VRP問題屬于大規(guī)模VRP問題，參數(shù)定義和約束條件與一般VRP問題類似，同時根據(jù)問題實際情況增加了貨損相關(guān)的各類參數(shù)、例如多種貨物損耗比例等。具體建模階段，遵循“化繁為簡”思想以及多目標(biāo)函數(shù)求解思路，將目標(biāo)函數(shù)通過各自獨立的成本轉(zhuǎn)換因子轉(zhuǎn)化為成本相關(guān)的目標(biāo)函數(shù)，最終通過疊加得到了以總成本為目標(biāo)的車輛路徑規(guī)劃單目標(biāo)函數(shù)，從而確定最經(jīng)濟(jì)鮮花配送路徑。

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作者簡介：袁翁俊（1986.10.31）男，單位：上海家家園藝有限公司，職位：供應(yīng)鏈總監(jiān)，學(xué)歷：本科。endprint