基于動態規劃模式下的超市配送路徑優化研究

摘 要：隨著外賣的迅速發展，對超市外賣配送問題的研究愈發重要，超市的配送問題，本質上就是配送路線的優化問題。配送路線規劃是否合理將會直接影響到商家的配送成效，商家正確安排合理的貨物配送路線，可以高效靈活調度車輛，提高配送作業效率，從而降低物流成本，最終提高商家的效益和服務水平。文章概述了物流配送，然后通過收集并整理正大優鮮商家相關配送路線資料和數據，分析得出該商家向各個消費者配送貨物中存在著配送路線不固定、車輛裝載率不高等問題，并通過節約里程法來減少該商家配送的總里程，改善車輛調度情況、提高車輛裝載率降低成本，進而提高該商家的效益。

關鍵詞：外賣；配送；路線優化；節約里程法；評價分析

中圖分類號：F253.4

隨著經濟全球化的不斷影響，客戶消費水平和層次都不斷提高，商家之間的競爭變得激烈。商家處在因為快速變化而無法準確預測的市場經濟中，為了提高在同行業中的競爭力，所有商家都在不斷通過尋找加強管理來降低成本、提高經濟效益的有效途徑。對于配送商家來說，配送過程成本占物流總成本的比例相當大，如果一個配送商家配送過程成本過高，那么它的物流成本一定很高，從而超市的利潤就很低[1]。文章就是以正大優鮮商家為例，優化其配送路線來提高經濟效益。

1 正大優鮮商家配送狀況

目前正大優鮮商家的路線規劃主要是由項目管理人員根據經驗和各連鎖客戶超市的需求是否緊急來安排的，除了主要的5條常用路線外，其他路線隨意性很強。但隨著大量知名大中型配送商家逐步打入市場，配送商家的競爭壓力越來越大，商家利潤也不斷下降，迫于競爭的壓力，正大優鮮商家只能不斷降低商品的價格來與其他配送商家競爭。所以為了提高利潤，增強商家的競爭力，配送路線的優化就是很有必要的[2]。

因為該商家的配送路線并不固定，除了根據項目經理的安排外，司機開車的習慣也會對路線有一定的影響，經過調查總結得知，該商家目前主要存在5條配送路線，因為該商家配送路線比較雜亂，難以統計，所以就以常用的5條路線為該商家目前的配送路線，5條路線見表1。

2 正大優鮮商家配送路線存在的問題

2.1 配送路線設置不合理

目前該商家的路線規劃主要是由項目管理人員根據經驗和各連鎖客戶超市的需求是否緊急來安排， 缺乏設計一個規范的配送貨物路線和選擇正確的配送車輛的思路，在車輛有限的情況下，不合理的配送路線會導致空車返程現象，不僅增加了配送時間，而且降低了配送效率，客戶點不能及時收到貨物，滿足不了顧客需求，導致顧客的流失；若在車輛充足的情況下，一對一的配送方式成本高，造成了資源浪費，沒有做到運輸資源的合理配置。

2.2 運輸路線中迂回路徑較多

根據表1的配送路線顯示，該商家目前在配送過程中會經常出現對客戶的重復，存在迂回運輸，運輸路線并不是最短路徑。每次配送產生的對流運輸、過遠運輸等不合理運輸形式較多，往往導致車輛運輸資源浪費，造成配送總里程增加。例如，配送路線ABD都存在線路迂回現象，特別是配送路線B，需要3次運輸才能滿足，造成配送總里程增加，配送成本相應增高。

2.3 配送空載率高

根據表1顯示，該商家對于車輛的調度不合理，常常造成運輸過程中實載率低、空載率高，例如配送路線E，雖然只需要一次來回就可以滿足2個客戶的需求，但2個客戶的需求只有37件，這里造成的空載率還是比較高的。

3 正大優鮮商家配送路線優化方案

3.1 配送路線優化

配送路線是指配送中心中各送貨車輛向各個客戶送貨時所要經過的線路。配送路線是否合理對提高商家的配送效率、改善車輛調度情況和降低配送成本都有直接影響，因此將配送路線優化到最優是配送工作的最重要的一個環節。而要想將配送路線優化到最優，選擇合適的方法是最為重要的[3]。

配送路線的確定：

（1）確定目標。配送路線優化的目標有多種選擇：以經濟效益最高為目標，指優化時以商家利潤最大化為最終目標；以成本最低為優化目標，實際上也是選擇了以商家效益為目標；以運送距離最短為目標，如果成本與路程相關性較強，其實也是為了降低成本而使商家效益達到最高，但只有其他因素與運距相關性比較小時，才可以選它作為目標，本文就是以運送距離最短為優化目標，將該商家目前配送貨物給各客戶的路線優化到運距最短，減少迂回運輸，從而提高該商家的經濟效益[4]。

（2）確定約束條件。通常配送路線的約束條件有：保證商品質量、規格、數量；保證商品在要求時間內送達；保證配送的貨物數量不超過已有車輛載重量限制；保證要配送的貨物數量在本商家運力范圍以內。本文沒有考慮貨物質量、數量、貨物送達時間這幾個約束條件，著重考慮了貨物量不得超過車輛裝載量與該商家運力的約束條件。

3.2 商家配送路線優化的目標

在本文中，該商家配送路線優化的目標就是縮減商家配送的總里程，因為目前該商家的配送路線沒有形成一個有序的系統，路線雜亂，造成的物流總成本中，迂回運輸所導致的成本占的比重較多，所以縮減該商家配送總里程，減少迂回運輸是迫在眉睫的目標。

3.3 商家配送路線優化方案

（1）節約里程法。節約里程法又可以簡稱為節約算法，通常是用來將2個運輸回路簡化合并成一個回路，最終使運輸總里程縮減到最低，在優化路線中使用節約里程法，目的就是使配送路線達到最優，配送總里程最低[5]。通過使用節約算法來對該商家的配送路線進行優化，因為在進行配送任務的過程中配送路線的約束條件相對較多，具有一定的變數，像配送車輛的總容量、配送時間限制等，節約算法的優點就是能夠方便靈活地調整現有條件[6]。

（2）簡述商家配送路線優化問題。該商家有5輛配送車輛，按照每次配送大約10個客戶，接下來就是將配送總里程縮減到最短的方案。問題有這樣幾個特點：①該商家只有一個且地址確定已知；②10個客戶超市的需求量已知并且各個超市客戶地址確定已知；③10個超市客戶之間的路線距離是固定已知的；④配送車輛在給各個客戶配送完貨物后空車返回該商家；⑤該商家目前已有配送車輛的載重量很單一。本次優化的目標是將該商家配送路線的總里程縮減到最短。

（3）商家配送路線簡圖。根據調查、搜集資料得出以下路網分布情況，如圖1所示。

（4）各客戶一次需求量（以一個月的需求量為例）。每輛配送車大約每次可裝載60件貨物（不考慮大體積商品等帶來的誤差），所以下面使用算法時，將以每輛車可裝載60件貨物為基準，調查研究得知各個客戶平均每月的需求量見表2。

（5）優化求解。步驟一：根據路網分布圖1計算各點的最短距離，見表3（P為正大優鮮商家的代碼）。

步驟二：根據表3計算各超市客戶間的節約里程。

用節約里程法算出正大優鮮商家各超市客戶的節約里程，見表4。

步驟三：以從大到小的順序排列計算所得的節約里程，見表5。

根據表5可知，客戶M與客戶O聯合為同一配送路線可節約里程9 km，客戶K與客戶L聯合為同一配送路線可節約里程8.7 km，客戶R與客戶T聯合為同一配送路線可節約里程8 km，客戶M與客戶Q聯合為同一配送路線可節約里程7 km，客戶N與客戶O聯合為同一配送路線可節約里程6 km，客戶N與客戶Q聯合為同一配送路線可節約里程4 km，客戶T與客戶X聯合為同一配送路線可節約里程3.7 km，客戶S與客戶T聯合為同一配送路線可節約里程3.1 km，客戶S與客戶X聯合為同一配送路線可節約里程2.4 km，客戶R與客戶S聯合為同一配送路線可節約里程2.1 km，客戶O與客戶Q聯合為同一配送路線可節約里程1.3 km，客戶R與客戶X聯合為同一配送路線可節約里程1 km，其余節點聯合為同一配送路線節約里程均為0 km。但受配送車輛裝載量為60件的限制，不能將M、Q兩客戶和O、Q兩客戶聯合為同一配送路線，因為Q的需求量已經為60件，需要一輛車來單獨配送。

根據表4及表5安排該商家的配送線路如下：

配送線路a：派1輛車來配送客戶Q，因為Q需求量60件，所以一輛車正好可以滿足客戶Q。

配送線路b：派1輛車配送60件商品給客戶M，客戶M剩21件要再進行配送。

配送線路c：派1輛車配送60件商品給客戶K，客戶K剩3件要再進行配送。

配送線路d：派1輛車配送60件商品給客戶S，客戶S剩12件要再進行配送。

配送線路e：派1輛車配送3件商品給客戶K和配送54件商品給客戶L，總計這輛車需裝載57件商品，至此超市客戶K、L配送結束。

配送線路f：派1輛車配送21件超市客戶M和配送34件商品給超市客戶0，總計這輛車需裝載55件商品，至此超市客戶M、O配送結束。

配送線路g：派1輛車配送12件商品給超市客戶S和配送44件商品給超市客戶R，總計這輛車需裝載56件商品，至此超市客戶S、R商品配送結束。

配送線路h：派1輛車配送15件商品給超市客戶T和配送22件商品給超市客戶X，總計這輛車需裝載37件商品，至此超市客戶T、X配送結束。

配送線路i：派1輛車配送39件商品給超市客戶N，超市客戶N配送結束。

根據上述配送安排結果，總結出了正大優鮮商家超市客戶具體優化后的配送線路，結果見表6。根據表6優化后的配送路線進行商品配送，可以使配送總里程達到最小，縮減正大優鮮商家配送總成本，提高商家的效益。

4 優化前后配送路線評價分析

4.1 經濟收益增加

基于節約里程法對路線的優化，使得運輸總里程縮短，見表7，商家在優化后，每月可節約運送里程約11 km，每年可節約的運送總里程達到133 km。因為配送運輸的總里程會直接影響商家的成本，所以商家經過優化后運輸總里程縮短了，也就說明了成本會降低，這樣就可以提高商家的競爭力，最終也利于增加商家的經濟效益。

根據上述優化結果對比可以看出優化前后的車輛裝載情況，優化前正大優鮮商家的車輛最低裝載量是34件，優化后車輛最低裝載量是37件，由此看出配送車輛的裝載率有所提高。在配送過程中，車輛的裝載率代表著車輛的利用率，裝載率越高，代表著一次配送中所配送的貨物更多，因為商家車輛型號一樣，導致配送前后裝載量的變化并不是很高。不過對比優化前后可以發現商家的滿載率有所提高，避免了部分資源的浪費，優化后的配送路線提高了車輛的滿載率，有利于商家經濟效益的提高[7]。

4.2 服務水平提高

正大優鮮商家除了按時給每個客戶配送貨物，同時，也會為一些客戶提供大型貨物的配送，如其他食品等。在配送路線優化前，配送中心的車輛總是得不到合理利用，往往在要給客戶配送貨物的時候，出現了配送車輛都外出配送貨物，對客戶的服務水平大大降低了。

基于節約算法優化后的配送路線，可靈活調度車輛，使得客戶配送和客戶貨物配送同時進行，大大提高了正大優鮮商家的服務水平，貨物的及時送達，容易滿足客戶，提高了客戶滿意度，這也使得“回頭客”增多，最終也是有利于商家經濟效益的提高[8]。

4.3 配送效率提高

對比正大優鮮商家優化前后的結果，最直觀的結果是配送運距的減少，而間接的結果是商家的配送效率也提高了，優化前的商家，每輛車負責一條線路，有3條配送線路（ABD）都會往返至少兩次，這不僅造成運距的增加，也使得配送所花的時間是雙倍的。而優化后的配送路線，并不是由一輛車負責配送路線上所有客戶超市的需求，如表6配送路線說明中所說，先返回的車輛可進行其他路線的運輸，這樣可以省下一些配送時間，優化后的配送路線不僅提高了商家到各客戶超市的配送效率，同時也提高了給客戶配送的效率，由表6可以看出，車輛的調度是很靈活的，有一輛車會在一定時間內空出，這也說明商家可以及時調出車輛給客戶配送，提高給客戶配送的效率。

參考文獻：

[1]" 程鈺. 濟南市Y連鎖超市配送路徑優化研究[D]. 濟南：山東財經大學，2021.

[2]" 許晶. 太原A公司配送路徑優化研究[D]. 阜新：遼寧工程技術大學，2021.

[3]" 宋賽風，張美潔，陳菲菲. 基于節約里程法的物流配送路徑優化[J]. 物流與供應鏈管理，2021（2）：177-188.

[4]" 競鴻. 新零售背景下門店配送路徑優化問題研究[J]. 物流工程與管理，2020，42（2）：109-110+123.

[5]" 耿連輝. H公司生鮮農產品冷鏈物流配送路徑優化研究[D].濟南：濟南大學，2021.

[6]" 金玉環. 考慮隨機時間的外賣配送路徑優化研究[D]. 濟南：濟南大學，2021.

[7]" 李若楠. 縣域L連鎖超市物流配送路徑優化研究[D]. 邯鄲：河北工程大學，2019.

[8]" 溫清榮，曾維聰，朱世森，等. 基于動態規劃下外賣配送最優路線研究：以廣州工商學院為例[J]. 中國儲運，2020（11）：106-109.