配送線路優化研究

陳昭宇

(四川大學經濟學院 四川 成都 610000)

一、選題背景

近年來，我國電子商務的蓬勃發展。配送方式從最初的大批量大批次的采購到小批量，多批次的轉變，給了新興的物流企業許多機會。但是這一系列的改變也使得物流成本逐年上升。2015年我國社會物流總的銷售額為220.2萬億元，按照可比價格計算，相比2014年增長5.8%，增速回落2.3個百分點。分四季度來看，第一季度49.5萬億元，相較于去年增長5.5%，回落3個百分點；前兩個季度104.7萬億元，增長5.8%，回落3.0個百分點；前三季度銷售額為162.8萬億元，增長了5.8%，回落2.6個百分點；2015年我國社會物流總額表現出平穩的發展趨勢。作為配送活動中最為重要的功能要素之一，配送運輸的成本能夠被合理的運輸降低。

如上所述，如果能選擇經濟的配送路線，并且將路線用科學的算法優化，減少行駛里程，就能事成本減少，并且大大提高企業的利潤。本文就針對廣元市國美電器的配送，使用節約里程算法。優化線路，使車輛使用的個數、配送里程、企業成本達到一個較低的數值。

二、國內外研究現狀

美國是當今世界物流業發展最快的國家，質量最優的國家之一，、美國的第三方物流市場總額在2003年達到769億美元。

2003年Baker對車輛路徑問題深入研究后，改進了此前用于解決此類問題的Genetic Algorithm，并且得到了非常可觀的突破。越來越多的研究者也開始關注使用Genetic Algorithm來解車輛路徑問題，相信過不了太久遺傳算法將得到更為廣闊的發展。

LiuS.C和LinC.C在2004年運用heuristic algorith求解庫存組合優化問題和定位路線問題，也就多蟻群算法，模擬退火算法和神經網絡等。并且發現heuristic algorithm解決定位路線和庫存控制組合更方便，并且能降低成本。

30多年的改革開放使我國法經濟保持強勢增長，工業化，城鎮化進程加快，逐漸向全球制造業大國，消費大國邁進。同發達國家發展歷程一樣，我國經濟在高速增長的同時也面臨著成本激增的問題，除去原材料，勞動力成本不斷上漲因素外，其主要的原因是物流配送成本上升所致。在這種背景下，政府需要打造高效，便捷，低成本，立體化的物流系統來為全國性的供給和分配體系打下堅實的基礎，以維持制造業在全球市場的競爭力，以滿足人民群眾日益增長的物流配送需求，同時縮小地區城鄉貧富差距。

在此期間耿繼武等人在2003年研究節約里程法時思考即使這個方法思路較為簡易，而且實行也方便，但是其缺點也是比較明顯的——也就是節約里程法不夠靈活。陳曉偉在本人的著作中分析了其算法的不足，一些其他的優化方法也在相應的文章中得以體現經過這一代專家的努力節約里程法越來越完善。

從全國物流配送業發展水平來看，北京，江蘇，山東，湖北等省(市)現代物流業發展迅猛，其推動物流業發展的經驗值得借鑒。

三、研究意義

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，所以在大部分企業的思路中降低其成本最有效的途徑之一就是降低其配送成本。因為在形式各異的物流成本中，一次物流活動中的成本最重要的組成部分即為配送成本。那么在這個顯然的前提下，使物流活動中的配送成本盡可能的降低就成了企業在一開始就必須要思考的難題。使物流配送更具合理化的方法即為降低配送成本。在一次配送活動中首當其沖要考慮的問題即為配送成本，然而配送合理性的至關重要的調教取決于配送決策系統。在此配送決策系統中配送線路的合理化又接下來成為了關鍵的條件。在此物流活動中，如果一開始就選擇了合適的配送路徑，就會使企業的物流成本大大降低，相反則會使社會和企業雙雙承擔高昂的配送成本。

四、研究方法

物流配送路線的優化集中表現在下面的3個方面：首先，可以使配送過程中需要的配送公里數和時間和減少，從而使配更加的高效，減少車輛的空載率，然后達到配送成本大大降低的目的。然后，整個物流活動的效率會因為物流路線的優化得以提高，這就像是多米樂骨牌效應，一個環節的優化往往是牽一發而動全身的。于是物品會更加準確、快速、高效的被送到顧客手中，從而達到提高客戶滿意度的目的。最后，配送作業的安排會因此而更加的合適，從而提高企業的生產效率，與此同時能創造更高的收益，于是有更多的時間和精力來繼續研究路線優化，達到一個良性循環的效果。本文采用節約里程法對配送路線進行優化。

五、配送理論概述

(一)配送的概念

物流配送過程的含義是首先根據客戶的下單具體要求以及對于時間的緩急不同，對貨物進行挑選、加工、分割、包裝、組配等工作步驟，并且在約定的時間之內把貨物送達至約定的地點。一般地，配送一般是視客戶的地點不同，在物流集散點進行分類、加工、最后配送等。最后將包裝好的物品在規定時間內配送至收貨人的過程。它是物流過程中的一個步驟。同樣配送過程也像物流活動一樣既包括了商流，同樣也包括了物流活動中的幾種不同的功能。

縱觀我國的配送的發展歷程，截取一個片面即基于互聯網催生的電子商務為大背景下的物流配送。有三個巨大的變革：第一次物流配送只是進行了非常簡單的送貨上門，即“最后一公里問題”，原因是設備以及技術的缺憾。不過這樣的配送效率非常低，于是許多廠家隨即使價格略微下降然后直接把貨物送到買主手中，以這樣的改變來改善其經營效益以及提高客戶滿意度。第二次的改變可以說是一次從由內而外的脫胎換骨似的變革，隨著電子商務時代在我國橫空出世，對物流配送的要求也隨即開始了從量變到質變的改變，這種形式的改變一來對物流配送本身的影響巨大，也對供應鏈中的每一節的影響都是不可估量的，包括上層的供應商和終端的消費者；第三次配送物流改變主要是技術層面的，即信息時代迫使配送服務全面的信息化，也就是物理配送的網絡技術的廣泛應用所帶來的改變，這些改變使得物流配送的速度和范圍大大提高。

(二)配送理論中的幾種算法對比

禁忌搜索算法的優點是能夠突破局部最優，但是又不會失去全局的最優性。缺點是對初始解的依賴性過強。

模擬退火算法的優點是易實現全局最優的串行結構，缺點是對于大規模的問題用時較長。

遺傳算法的優點是利于全局擇優，并且易于實現并行優化，缺點是參數選擇比較困難，只能針對具體問題進行具體分析。

節約里程算法的優點是簡便易行，縮短運輸路程，體現了物流配送網絡優勢，缺點是對客戶需求變化反應速度較慢。但是此算法相對上述幾種算法來說是比較簡易，比較容易掌握。

六、配送線路優化

(一)節約里程法簡介

節約算法(Saving Algorithm)的核心思想是依次將配送問題中的兩個回路合并成為一個回路，每次使合并后的總運距減小的幅度最大，直到車輛達到滿載或者達到行駛上限時，在進行下一輛車的優化。優化過程分別為并行方式和串行方式兩種。

該算法是用來解決運輸車輛數目不確定的VRP問題，屬于一個與類同名且沒有返回值類型的方法，即構造算法，此算法的基本概念是幾何學中三角形兩邊之和必定大于另外一邊之長。近年來，小批量、多批次的配送方式發展迅速，使得節約算法已成為選擇配送路線的主要方法。當配送路線確定時，連接所需要的一個個點中依次能夠實現節約最大里程的兩個點，于是先后安排往返送貨即可得到最大的節約里程。如果配送車輛載重未超過，且車輛行駛里程未超過上限，則可以再次添加新的顧客配送點進入該路線，從而制定出符合實際的最優化配送路線。

(二)節約里程算法步驟介紹

作為主要的配送路線選擇算法之一，步驟如下：

(1)明確顧客數及需求量，各個顧客配送點的最短距離

將配送中心以及配送點確定具體位置并編號，測量得到每兩個配送點之間的最短距離。

(2)計算節約度，將計算結果降序排列

節約度為將兩點聯合配送能夠節約下的里程量，節約度越大，表示兩配送點聯合配送節約的里程最多。

計算出的節約度，最大的表示該兩個配送點合并配送能夠節約的里程最大，因此從大到小依次排列。

(3)合并回路

從節約度最大的兩點開始進行回路的合并。首先，驗證這兩個配送點配送的貨物是否超出單輛車承載量,如果未超出，即，則進行下一步；其次，驗證合并后是否會超出車輛的最大行駛里程,如果回路總里程未超出公司擬定的300，則該兩點可以進行合并，第一次合并完成。

第二次合并，選擇下一個節約度較大的進行合并計算(后面的以此類推)。若該兩點中有一點涉及第一次合并項，則驗承載量以及行駛里程時，考慮的為三點的總和。若未超出，則可合并該三點；若超出，則第一次合并項為一條路線。

當有一條完整配送路線被規劃出來之后，接下來的合并過程，就直接避開已經規劃好的配送點，選擇未規劃的配送點，依然從最大的開始進行合并，持續進行合并操作，直到所有配送點合并完為止。

結語

對絕大部分企業來說，降低配送成本可以大幅度的降低企業成本，而選擇優化配送路線是達到此目的最經濟有效的方法。本文通過節約里程法，優化廣元市國美家電的配送路線，增強的國美企業的競爭力。觀察最后的計算結果，不僅節約了配送時間，同時也降低了汽車的配送成本。如前所述，許多企業忽視物流配送路線的選擇而具有非常大的隨機性，使得配送成本居高不下，因此本文提出的觀點也許可以讓企業做出一些思考。

綜上所述，雖然節約里程法能夠為企業減少成本，但是實際配送過程中也不能簡單的使用，許多的實際情況可能需要改變算法計算出來的最佳配送路徑。