基于VSP的器材配送路線優化研究

陳 明，李 青，任佳成 （空軍勤務學院，江蘇 徐州 221000）

軍事裝備配送是根據保障對象的要求，在配送中心或其他物流結點進行備貨、配裝，在恰當的時間、地點，將恰當的物資，以合理的方式送交給對象的過程[1]。研究軍事物流配送，主要是借鑒地方物流配送的先進經驗，結合我軍軍事物流發展現狀，探索我軍軍事物流配送路線優化途徑，以期豐富軍事物流配送理論體系。通過基于VSP規劃法的軍事物流配送路線優化，進一步提升軍事物流的軍事和經濟效益。

1 軍事物流配送路線優化的內容

配送路線優化的內容是避免不合理運輸的出現，因為不合理運輸是對運力的浪費，會間接甚至直接影響部隊戰斗力。以下是不合理運輸，也是配送路線優化所要解決的問題[2]。

1.1 迂回運輸

凡不經最短徑路的繞道運輸，稱為迂回運輸。并非所有的迂回運輸都是不合理的，需要具體問題具體分析。例如，在戰時，前方道路中斷，這時為了趕時間，以保證軍事行動的需要，就必須迂回運輸。

1.2 船空駛

車船空駛是指運輸工具的無載荷運行。在戰時，這種現象較為突出。有些空駛是必須的，但多數不應當產生空駛，而無論如何，車船空駛都造成運輸工具的不合理使用，造成運力的浪費。

1.3 載重能力的不合理利用

運載工具的載重能力主要是指它在容積和重量方面載運物資的能力。運載工具載重能力的不合理利用反映在兩個方面：一是虧栽，二是超載。會造成虧噸和運力浪費以及超載造成運載工具的損壞，造成不安全的重大隱患。

2 配送路線優化的方法

在傳統的確定合理供應范圍和確定物資調運方案時，常用的是物資供應分界線法，圖上作業法，表上作業法等。但是上述方法解決的是物資供應量和需求量之間的優化關系，沒有涉及配送路線的優化。我們不妨設配送中心對其所屬區域具備足夠的保障能力，即物資供應能力足夠強，從而引出下面的最佳配送路線規劃方法—車輛調度程序規劃法（簡稱VSP規劃法）[3]。

VSP規劃法的基本思路見圖1中（1）所示，P為配送中心所在地，A和B為用戶（保障對象）所在地，相互之間道路距離分別為a、b、c。最簡單的配送路線是利于兩輛車分別為A、B用戶進行配送；此時，如（2）所示，車輛運行距離為2a+2b；然而，如（3）所示改用一輛車巡回配送，運行距離為a+b+c，如果道路沒有什么特殊情況，可以節約車輛運行距離為

圖1 配送中心配送路線的選擇

實際應用中，如果給數十家、上百家用戶配送，應首先計算包括配送中心在內的相互之間的最短距離，然后計算各用戶之間的可節約運行距離，按照節約運行距離的大小順序連接各配送地并規劃出配送路線。VSP規劃法比較適用于用戶多、規模大的情況，應用起來十分方便。下面舉例進行計算，以便更好地理解和掌握這一方法[4]。

圖2 配送中心的配送網絡圖

圖2所示為一配送網絡，P為配送中心所在地，A,B,…,J為用戶所在地，括號內的數字為配送量，單位為噸（t），線路上的數字為道路距離，單位為千米（km）。

為了盡量縮短車輛運行距離，必須求出最佳配送路線。現有可以利用的車輛是最大裝載量為2噸和4噸的兩種廂式貨車，并限制車輛一次運行距離在30千米以內。

第一步：首先計算相互之間最短距離，根據圖2中配送中心至各用戶之間，用戶與用戶之間的距離，得出配送路線最短的距離矩陣，如圖3所示。

第二步：從最短距離矩陣中（圖3）計算出各用戶之間的節約行程（如圖4）。

圖3 最短配送路線距離矩陣

圖4 配送路線節約行程圖

各結點之間的距離是相互的，取A為頂點。例如，計算A～B的節約距離；

P-A的距離：a=10

P-B的距離：b=9

A-B的距離：c=4

第三步：對節約行程按大小順序進行排列，見表1。

第四步：按照節約行程排列順序表1，組合成配送路線圖。

（1）初始解：如圖5所示，從配送中心P向各個用戶配送。配送路線10條，總運行距離為148千米。

（2）二次解：按照節約行程的大小順序連接A-B、A-J、B-C，如圖6所示，配送路線7條，總運行距離為109千米，需要2噸車6輛，4噸車1輛。在圖中可以看出，規劃的配送路線Ⅰ，裝載量為3.6噸，運行距離27千米。

（3）三次解：按照節約行程大小順序，應該是C-D和D-E，C-D和D-E都有可能連接到二次解的配送路線Ⅰ中，但是由于受車輛裝載量和每次運行距離這兩個條件的限制，配送路線Ⅰ不能再增加用戶，為此不再連接C－D；連接D－E，組成配送路線Ⅱ，該路線裝載量為1.8噸，運行距離22千米。此時，配送路線共6條，總運行距離99千米，需要2噸汽車5輛，4噸汽車1輛。

表1 配送路線節約行程排序表

圖5 初始解

圖6 二次解

（4）四次解：接下來的順序是A－I，E－F，由于將用戶A組合到配送路線Ⅰ中，而且該路線不能擴充用戶，所以不再連接A－I；連接E－F并入到配送路線Ⅱ中，配送路線Ⅱ裝載量為3.3噸，運行路線為29千米。此時，配送路線共5條，運行距離90千米，需2噸車3輛，4噸車2輛。

（5） 五次解：按節約行程順序接下來應該是I－J，A－C，B－J，B－D，C－E，但是，這些連接均由于包含在已組合的配送路線中，不能再組成新的配送線路。接下來可以將F－G組合到配送路線Ⅱ中。這樣配送路線Ⅱ裝載量為3.9噸，運行距離為30千米，均未超出限制條件。此時，配送路線只4條，運行距離85千米，需要2噸車2輛，4噸車2輛。

（6）最終解：接下來的節約行程的大小順序為G－H，由于受裝載量及運行距離限制，不能再組合到配送路線Ⅱ內，所以不再連接G－H；連接H－I組成新的配送路線Ⅲ，見圖7。

到此為止，完成了全部的配送路線的規劃設計，共有3條配送路線，運行距離為80千米。需要2噸車1輛，4噸車2輛。其中配送路線Ⅰ：4噸車1輛，運行距離27千米，裝載量為3.6噸；配送路線Ⅱ：4噸車1輛，運行距離30千米，裝載量為3.9噸；配送路線Ⅲ：2噸車1輛，運行距離為23千米，裝載量為1.3噸。

使用VSP規劃法注意事項：

（1）要充分考慮敵情威脅和道路狀況。

（2）預測需求的變化和發展。

（3）要考慮到指定的交付時間。

（4）規模較大的配送網絡應利用計算機進行規劃設計。

圖7 配送中心最佳配送路線（最終解）

3 確定配送路線的目標分析與約束條件

配送路線合理與否對配送速度、成本、效益影響較大，采用科學的合理的方法來確定配送路線，是物流配送的重要環節[5]。

3.1 確定配送的目標

目標的選擇是根據配送的具體要求、配送中心的實力以及各種客觀條件來確定的。可以有以下多種選擇方法。

（1）以效益最高為目標的選擇。指計算時以利潤的數值最大為目標。

（2）以成本最低為目標的選擇。實際上也是選擇了以效益最高為目標。

（3）以路程最短為目標的選擇。這里指成本與路程的相關性較強、而與其它的因素相關性較弱時，可以選擇以路程最短為目標。

（4）以時間最小為目標的選擇。

（5）以準確性最高為目標的選擇。它是配送中心中重要的服務指標。

（6）以選擇運力利用最合理、勞動消耗最低為目標。

3.2 確定配送路線的約束條件

配送的約束條件主要有以下幾項：

（1）滿足所有收貨目標對貨物品種、規格、數量的要求；

（2）在允許通行的時間內進行配送；

（3）各配送路線的貨物量不得超過車輛容積和載重量的限制；

（4）在配送中心現有運力允許的范圍內。

4 結束語

本文運用VSP規劃法作為基本原理對配送路線選擇問題進行優化，適用于對象多、規模大的情況。實例分析進一步說明VSP規劃法在配送運輸問題上可行性，且對不同配送問題有著求解速度快，配送成本最低，以及配送目標的可選性。