新零售背景下門(mén)店配送路徑優(yōu)化問(wèn)題研究*

□ 吳競(jìng)鴻

(安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,安徽 蕪湖 241000)

1 配送路徑優(yōu)化問(wèn)題描述

物流配送環(huán)節(jié)已成為零售企業(yè)的成本管控要點(diǎn)，依靠經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)手段降低商品配送成本，提升物流作業(yè)效率已成為各大零售企業(yè)的共識(shí)。在物流配送環(huán)節(jié)，大型零售企業(yè)不僅考慮是否推廣使用新型配送設(shè)備(如無(wú)人車、無(wú)人倉(cāng)、無(wú)人機(jī))，還考慮在送達(dá)時(shí)效上是否可由按天配送過(guò)渡到按分鐘級(jí)配送等即時(shí)配送服務(wù)。以便提升運(yùn)轉(zhuǎn)效率，滿足零售客戶的消費(fèi)體驗(yàn)升級(jí)需求。依據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，2017年物流時(shí)效指數(shù)平均為121.2點(diǎn)，比上年提高6.4點(diǎn)。

其中VRP問(wèn)題(車輛路徑規(guī)劃)是提升配送效率的基礎(chǔ)工作之一。配送車輛路徑規(guī)劃涉及配送中心與客戶距離、配送車輛的承載能力、交通路況、客戶需求情況等若干影響要素。若零售企業(yè)需向若干個(gè)零售網(wǎng)點(diǎn)完成配送任務(wù)，有諸多可供選擇的配送路徑，如何確定合理配送路徑，亟待零售企業(yè)決策。

目前國(guó)內(nèi)的菜鳥(niǎo)物流設(shè)計(jì)了菜鳥(niǎo)車輛路徑規(guī)劃算法，降低車輛使用數(shù)量和車輛行駛距離。該算法還可幫助外賣(mài)配送員規(guī)劃配送路線，減少?gòu)那岸擞唵蜗掳l(fā)到末端貨物配送的周轉(zhuǎn)，直接根據(jù)路線配送，從而提升客戶體驗(yàn)，大幅度降低配送成本；京東也開(kāi)發(fā)了智能路徑優(yōu)化決策系統(tǒng)，在后臺(tái)的算法中融入客戶消費(fèi)偏好、配送地址信息、配送員位置信息及配送偏好等技術(shù)參數(shù)，根據(jù)參數(shù)來(lái)匹配配送員的訂單信息與待配送貨物信息，自動(dòng)規(guī)劃最短配送路徑。

2 零售門(mén)店物流配送路徑設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

目前關(guān)于零售企業(yè)門(mén)店配送路徑優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究文獻(xiàn)具有一定研究基礎(chǔ)，如王登清在研究新零售模式下單中心物流配送路徑優(yōu)化問(wèn)題時(shí)，考慮了運(yùn)輸成本、交通狀況以及配送時(shí)效性，通過(guò)改進(jìn)遺傳算法求解模型得出優(yōu)化解；李佳儒等針對(duì)生鮮品配送時(shí)間有效性特征，以運(yùn)輸成本與懲罰成本最小化為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建了帶軟時(shí)間窗約束的路徑優(yōu)化模型，并用遺傳算法求解；胡洋考慮物流服務(wù)站的數(shù)量與位置以及配送車輛的運(yùn)輸路徑兩個(gè)問(wèn)題，構(gòu)建總成本最小化為目標(biāo)的LPR模型，并用啟發(fā)式算法求解優(yōu)化解。綜而言之，當(dāng)前對(duì)于零售企業(yè)配送路徑優(yōu)化問(wèn)題大多采用成本最小化模型，以啟發(fā)式算法求解得出優(yōu)化解，這對(duì)于大型企業(yè)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)配送路徑優(yōu)化問(wèn)題比較有效，但對(duì)于小型零售企業(yè)而言，采用復(fù)雜算法意味著需要支付配送路徑優(yōu)化系統(tǒng)的購(gòu)置成本，基于經(jīng)營(yíng)成本考慮，需要提出簡(jiǎn)單便捷的路徑優(yōu)化方法，以便相關(guān)人員可以經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)配送路徑網(wǎng)絡(luò)。

3 基于節(jié)約里程法的配送路徑優(yōu)化算例求解

節(jié)約里程法是解決單起點(diǎn)多回路問(wèn)題的典型方法，其求解原理是車輛從單一配送中心出發(fā)，向兩個(gè)需求點(diǎn)分別往返配送的行駛里程大于從單一配送中心出發(fā)向兩個(gè)需求點(diǎn)巡回配送的行駛里程。因此，可考慮將運(yùn)輸問(wèn)題中的兩個(gè)回路合并為一個(gè)回路，直到達(dá)到單一車輛的額定裝載量或最大里程等約束條件后，再優(yōu)化其它車輛的配送路線，直到合并后的總配送里程節(jié)約程度最大，從而能夠有效地解決VRP問(wèn)題。

3.1 算例基本信息

本文以蕪湖地區(qū)全時(shí)所屬的365便利店為例，分析求解節(jié)約里程法如何設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)的配送路徑優(yōu)化問(wèn)題。當(dāng)前全時(shí)公司在蕪湖地區(qū)擁有8家零售門(mén)店P(guān)i(i=1，2，3，...,8)，假設(shè)蕪湖地區(qū)配送中心對(duì)市域內(nèi)8個(gè)零售門(mén)店的商品配送計(jì)劃如表1所示，8家零售門(mén)店之間的最短距離如表2所示，P0表示蕪湖地區(qū)配送中心。當(dāng)前該配送中心擁有兩種配送車型，額定載重分別是4T和2T，每個(gè)配送路線的最大行駛里程不允許超過(guò)35km。

表1 零售門(mén)店的商品配送計(jì)劃 (單位：t)

表2 配送中心、零售門(mén)店之間的最短距離 (單位：km)

3.2 構(gòu)建節(jié)約里程表

節(jié)約里程法通過(guò)計(jì)算單一起點(diǎn)往返配送的行駛里程與單一起點(diǎn)出發(fā)向兩個(gè)需求點(diǎn)巡回配送的行駛里程差值得到不同區(qū)段節(jié)約里程，如△SP1P2=SP0P1+SPOP2-SP1P2=5+4-8=1，依次求解所有零售門(mén)店的節(jié)約里程數(shù)量，如表3所示：

表3 零售門(mén)店的最大節(jié)約里程數(shù) (單位：km)

3.3 構(gòu)建節(jié)約里程排序表

對(duì)表3計(jì)算得到的節(jié)約里程按照從大到小進(jìn)行排序，得到表4。依據(jù)表4中不同區(qū)段的節(jié)約里程數(shù)大小，同時(shí)在不同零售門(mén)店的需求量累計(jì)值及行駛總里程值的約束條件下調(diào)整配送路徑，最終得出優(yōu)化配送線路網(wǎng)絡(luò)。

表4 節(jié)約里程數(shù)排序情況 (單位：km)

3.4 配送路徑優(yōu)化方案

依據(jù)表4的節(jié)約里程數(shù)排序表，因?yàn)镻6-P8的節(jié)約里程數(shù)最大，這里首先應(yīng)選擇P6、P8兩個(gè)門(mén)店合并做巡回送貨，即P0-P6-P8-P0，考慮到P6與P8門(mén)店的總需求量為3.4噸，需要選用4T的車輛配送，但轉(zhuǎn)載率未達(dá)到上限，需要尋求其它巡回送貨門(mén)店。其次考慮P5-P8，構(gòu)建PO-P6-P8-P5-P0的配送路線，其中P5、P6、P8門(mén)店的總需求量為3.9噸，選用4T的車輛配送，其轉(zhuǎn)載率已接近上限，同時(shí)考慮該線路的總行駛里程未超過(guò)35km，因而PO-P6-P8-P5-P0為配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化線路之一，應(yīng)選用4T的車輛配送。再次考慮P6-P7及P7-P8，因?yàn)檐囕v裝載量限制，P7門(mén)店無(wú)法加入PO-P6-P8-P5-P0線路中，接著依次考慮P2-P4和P3-P4，可依照上面類似方法得到PO-P3-P4-P2-P0為配送網(wǎng)絡(luò)中另一條優(yōu)化線路，也應(yīng)選用4T的車輛配送。最后一條優(yōu)化線路是P0-P1-P7-P0，選用2T的車輛配送。完整的配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案如表5所示：

表5 配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案

3.5 優(yōu)化方案對(duì)比分析

優(yōu)化后的配送方案，該零售企業(yè)在完整的配送網(wǎng)絡(luò)中需要兩輛4T車以及一輛2T車，配送總里程S*=30+35+20=85km。優(yōu)化前后數(shù)據(jù)比較如表6所示：

表6 配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案對(duì)比

依據(jù)對(duì)比分析結(jié)果可知，借助節(jié)約里程法優(yōu)化配送路徑，設(shè)計(jì)出的配送網(wǎng)絡(luò)方案可大大降低送達(dá)時(shí)間，減少行駛里程，同時(shí)降低車輛購(gòu)置或租賃以及其它運(yùn)營(yíng)成本，可實(shí)現(xiàn)降本增效的優(yōu)化目標(biāo)。