借助先進信息化手段開展彈性配送線路優化

文/高欽樂 崔曉云 喬冰

一、引言

物流成本在產品生產銷售成本中占有重要的比重。煙草配送環節的成本在整個物流成本中占有很大的比重，其中線路優化工作是降低配送環節成本的一種重要手段。

多年以來，行業內對如何做好線路優化工作進行了很多的探索研究和實踐，也都取得了有益結果。這些眾多的實踐探索大多集中在線路優化算法的研究、新技術的應用、送貨模式的變更等方面，較少涉及在線路優化工作中如何針對性地建立一套過程方法來充分利用這些先進的算法和新技術，以及如何揚長避短，確保線路優化工作能夠平穩、高效、持續地開展下去。

本文對鄭州煙草智能配送管理系統建設過程中的經驗成果總結，進一步研究在保持周期送貨模式不變的情況下，如何在信息系統建設實施中，通過建立一套過程方法來充分利用物聯網、數據分析、地理信息、線路優化算法等信息化手段，進行線路優化。

二、項目背景及基本實施情況

在2012年7月的全國物流現場工作會上，國家煙草專賣局下發了《關于開展精益物流工作的指導意見》（國煙辦綜〔2012〕603 號），要求各省級局按照“精化流程、精確核算、精準運營、精到服務、精細管理”的工作要求，高質量地推進精益物流，努力實現企業物流向行業物流、行業物流向供應鏈物流的轉變和提升。

2017年國家煙草專賣局行業企業管理現場會在河南省召開，鄭州市煙草公司作為現場會的分會場之一，針對卷煙配送中心送貨環節尚未實現智能化、手工規劃線路調整效率低、效果差等問題，啟動建設了一套卷煙配送中心智能調度管理系統，并于現場會召開之前投入運營。該系統實現了卷煙送貨環節智能化、信息化管理，進一步提升送貨管理水平和服務質量，達到降本增效的目的。

配送環節的成本在整個煙草物流成本中占有很大的比重，而線路優化工作是降低配送環節成本的一種重要手段

在整個線路優化工作實施過程中，智能配送管理系統提供了一套功能完備的“智能輔助工具集”，在其數據準備、規劃決策、方案實施、優化調優等各個方面發揮著智能輔助作用，主要體現在以下幾個方面：

1．應用物聯網技術，精準采集送貨過程數據

鄭州煙草智能配送管理系統應用了很多物聯網技術，主要包括：GPS/GIS車輛軌跡監控、車載視頻監控、OBD車輛運行狀態監控、NFC卡到貨確認等。通過這些物聯網技術的應用，不僅在安全預警、作業規范等方面發揮重要作用，更是為線路優化工作提供了進行數據分析所需的足夠精細的送貨過程時點數據和軌跡數據。

2.通過設置參數，靈活配置彈性分車模式

智能配送管理系統本身支持多種模式的彈性分車算法，鄭州煙草結合自身的管理理念以及實際情況決定采用以降低成本為根本目的，同時兼顧送貨員勞動強度均衡性的線路優化算法。

實際優化過程中，鄭州煙草結合現有送貨周期的零售戶分布，針對市區、郊區、中轉區域的實際情況分別采用整合串聯、打散重聚、補貨捎帶等不同的彈性線路組合方式，再結合權重系數、車輛配置、標準戶數等參數的靈活設置，循序漸進地調優線路優化結果，穩步地實現優化目標。

3.通過運行監控及歷史運行數據，有效控制優化過程風險

通過智能配送管理系統的運行監控模塊，實時監控送貨員的送貨進度及作業規范性，特別是在實施線路優化的初期階段，監控送貨作業時長是否存在異常情況，結合車輛運行軌跡進行分析，找到對送貨員造成困難的問題原因，及時針對性地采取相應措施。同時保存運行數據，引用保存的運行數據進行模擬演算，測算不同規劃方案的運行效果，剔除效果明顯不佳的方案，有助于更快地做出決策、降低后續線路優化工作實施的風險和工作量。

另外，在送貨員移動終端的APP中還提供了輔助導航、查看零售戶店面照片、查看歷史送貨員等多種手段輔助送貨，降低優化過程的實施風險。

三、線路優化實施的過程方法

在建設線路優化項目之初，由于對作為工具的線路優化信息系統的理解不足，往往存在“完成了線路優化信息系統的建設，就完成了線路優化工作”的理解誤區。經過鄭州煙草智能配送管理系統項目建設之后的總結，發現必須配合一套線路優化實施的過程方法才能充分發揮線路優化信息系統的作用，實現優化目標和效果。

1. 制約優化效果的主要困難

鄭州煙草分析調查其它兄弟單位建設線路優化項目中碰到的問題，結合自身的建設經驗，發現制約優化效果的主要因素有以下幾個方面：

（1）業主單位與軟件供應商對項目建設的理解和期望的差異：甲方往往對乙方提供的軟件或者工具的智能化以及能夠達到的效果具有很高的期望，沒有意識到這是一個糅合了規劃咨詢、軟件實施、工程探索特征的復雜項目；而乙方往往把自己定位成軟件和工具的提供商，不夠重視項目過程中出現的非軟件類問題的處理。這是導致困難出現最主要的原因。

（2）優化目標模糊，缺乏明確的量化定義：在項目建設初期未對當前情況做詳細、科學的分析，未分析可選的優化方向以及優化空間的大小，所以項目初期雙方往往對線路優化的目標進行明確的、可量化的協商和定義。進行優化后也未針對前后的結果得出明確、直觀的對比，使得線路優化所取得的成果效果只能依賴主觀判斷，非常模糊不清晰。

（3）作為系統計算基礎的地圖數據質量的限制：算法的運算基礎是準確完整的路網及零售戶數據。用于進行線路優化計算的地圖信息無法保證跟當前實際的道路數據完全一致，而零售戶位置信息的采集本身又必然存在著一定的誤差，在此基礎上進行線路優化，難免會得出一些不合理的結果。

這些困難都是客觀存在的，需要建設者在線路規劃和優化實施的過程中通過各種方法來規避和解決這些困難，才能達到期望的優化結果。

2. 線路規劃的過程方法及注意事項

線路規劃是指根據零售戶的位置分布，考慮道路及車輛配置來劃定配送線路。按照以訪定送模式，鄭州煙草結合實際，按送貨部分周期開展線路規劃工作，過程如圖1。

（1）位置采集

零售戶位置的準確性在線路優化工作中尤為重要，過程中采用的很多方法都是為了校驗、減少和辨別其中的錯誤和誤差。按照送貨員移動辦公app規范操作，通過手機采集，整體準確度可以達到90%以上；然后，線路優化系統會對采集到的零售戶位置進行水域內、道路中央等的異常鑒別與校正，排除不合理位置點；盡可能地減少其中的誤差，降低優化實施的風險。

（2）區域規劃

區域規劃的結果對彈性線路優化的實施也有很大影響。按照減少車次及送貨員熟悉零售戶的程度，區域大小建議控制在5-10輛車的范圍較為合適。為了盡量減少由于陌生的道路和零售戶對送貨員工作的影響，在初期的區域規劃中，不僅要根據零售戶分布的聚合情況來劃分，還要盡可能地參考原有固定線路的劃分情況，在做區域的劃分時要考慮送貨員實際工作的困難程度。并根據實際情況，決定保持原有固定線路不變，或者重組固定線路這兩種結果。

（3）路徑運算

路徑運算是對已劃分好的彈性區域內的零售戶，按照最短路徑模型，采用迪杰斯特拉算法計算出一條完整的送貨路線。由于零售戶位置和路網數據分屬兩個圖層，相互之間沒有任何直接的數據聯系，算法在運算前會先把零售戶垂直映射到最近的道路上，再開始路徑的計算，所以當部分鄉村或者偏遠地區的道路數據缺失時，這種處理方式就容易導致計算得到不合理的結果。所以在進行運算之前，需要通過系統篩選排除那些離道路比較遠的零售戶，然后再進行運算得到一個初步的路徑結果。再結合原有固定線路的路徑并配合人工的判定，把前面排除出來的零售戶加入到路徑中，形成最終的結果。

（4）溝通調整

溝通調整是必不可少的一個步驟，需要組織有經驗、熟悉地域情況的人員對線路規劃的結果進行確認，確定區域劃分方案的合理性以及可操作性，需要組織相關的送貨員對彈性區域內計算得到的路徑順序進行確認和調整。通過溝通確認進一步規避因數據問題導致不合理結果出現的概率，降低優化實施過程推進的風險。

3.優化實施的過程方法及注意事項

優化實施的過程總體上可以分為4個階段，如圖2。

（1）準備階段

準備階段的主要工作包括建立項目組織、對線路優化的過程方法進行充分的溝通，對后續的工作過程和方向形成一致的理解；完成零售戶位置數據的采集及校準工作；完成各送貨部各周期的送貨數據采集及分析，通過對訂單波動性和時間均衡性的分析評估線路優化的空間，確定各送貨部線路優化的目標和方向。

（2）規劃階段

圖1：線路規劃過程

圖2：線路優化實施過程

圖3：多角度評估優化空間

表1：彈性線路優化效果評估

圖4：優化前后時間均衡性對比

按照上文闡述的過程方法，完成對各區域線路的規劃工作，并對規劃結果進行預期優化效果的測算，根據彈性減車指數和時間均衡指數來評估目前規劃的彈性線路的運行效果，最終協商確定優化目標。

（3）磨合階段

選擇試點區域應用規劃的結果進行實際的運行驗證，進一步消除錯誤的地理數據；根據運行中發現的問題，進行算法的微調以達到更好的效果；跟蹤實際的運行數據，驗證和體現線路優化的成果。為控制工作推進的風險，注意要采用漸進式的優化參數配置方式進行實施，比如運行的第一周采用彈性但不減車的參數配置，給送貨員熟悉新線路留出時間，然后在后續的幾周再通過調整參數配置逐步加大優化力度，漸進式逼近優化目標。

（4）推廣階段

應用在磨合階段積累的經驗和方法，向全區域進行推廣，并整理總結各個區域的優化成效。

四、 基于數據分析的優化決策

在鄭州煙草實施線路優化的過程中，充分利用數據分析的方法來為優化工作指明方向，為決策提供依據。

1.規劃前的數據分析，評估優化空間

規劃前選取非高峰期的三個月的數據，通過“戶數波動指數”、“戶數均衡指數”，結合車輛平均裝載率和工作時間飽和度來綜合評判，各送貨部采用“彈性模式”后，在減少車次和均衡性上評估優化空間的大小。如圖3。

波動指數越大代表通過彈性模式實現減少車次的空間越大，均衡指數越大代表通過彈性模式實現工作均衡的空間越大。

2. 規劃后的數據分析，預估優化效果

同樣使用圖3中的原始數據，根據線路規劃后的彈性區域劃分結果，進行模擬運算，通過“彈性減車指數”和“時間均衡指數”來評估目前規劃的彈性線路的優化效果，確定最終的優化目標。如表1所示（這里的配送域代表某一條彈性線路）。

彈性減車指數表示該區域能節省一個車次的潛力，參數值越大，表示減車潛力越大；時間均衡指數表示該區域各線路工作時間不均衡的程度，參數值越大，表示不均衡程度越高。

3.實施后的數據分析，體現優化結果

彈性模式優化實施后的效果，主要通過“行車里程”和“時間均衡”的對比來體現。

以試點送貨區域新鄭（9輛車）為例，啟用彈性減車模式運行的最初兩周（11月16日～11月30日）共減少4個車次，結合單車里程的優化前后數據對比可預估得到這兩周時間新鄭總共減少里程411.46公里。由于最初的兩周采取的優化策略以求穩為主，優化參數的設置方便采用比較保守的方案，若按正常的參數設置，預計最終的優化結果可以再提升1.5～2倍，若遇到淡季則還能進一步提升。

本刊重點關注的物流展會

“時間均衡”的改進通過優化前后時間均衡指數的對比結果得到，詳細數據如圖4。

從時間均衡數據對比的詳細數據中可以看出，采用彈性模式后時間均衡指數從0.86優化為0.62，提高了27.9%。

五、結語

鄭州煙草在實施線路優化后，周出車次數減少14%到20%（減車比例與銷量相關）。通過兩個大的優化階段來達成車次優化效果：（1）通過全區域的線路規劃實現了合并取消4個中轉站（優化前有6個中轉站）、縮減13輛車（優化前有112輛車）即65個車次的優化結果；（2）通過彈性線路模式的優化實施，每周再縮減15～40個車次（彈性減車每周減少0～20個車次，機動車出車每周減少15～20個車次）的優化結果。

在智能配送管理系統項目建設中，不僅實現降本增效的目的，而且總結歸納出一套如何充分利用先進的信息化手段為開展線路優化業務服務的線路優化過程方法。這套方法已被鄭州煙草的工作實踐所證明，是一套行之有效的、能夠為煙草行業在配送環節更好地實施降本增效提供幫助的、在行業內具有參考意義。