配送线路优化研究

陈昭宇

(四川大学经济学院 四川 成都 610000)

一、选题背景

近年来，我国电子商务的蓬勃发展。配送方式从最初的大批量大批次的采购到小批量，多批次的转变，给了新兴的物流企业许多机会。但是这一系列的改变也使得物流成本逐年上升。2015年我国社会物流总的销售额为220.2万亿元，按照可比价格计算，相比2014年增长5.8%，增速回落2.3个百分点。分四季度来看，第一季度49.5万亿元，相较于去年增长5.5%，回落3个百分点；前两个季度104.7万亿元，增长5.8%，回落3.0个百分点；前三季度销售额为162.8万亿元，增长了5.8%，回落2.6个百分点；2015年我国社会物流总额表现出平稳的发展趋势。作为配送活动中最为重要的功能要素之一，配送运输的成本能够被合理的运输降低。

如上所述，如果能选择经济的配送路线，并且将路线用科学的算法优化，减少行驶里程，就能事成本减少，并且大大提高企业的利润。本文就针对广元市国美电器的配送，使用节约里程算法。优化线路，使车辆使用的个数、配送里程、企业成本达到一个较低的数值。

二、国内外研究现状

美国是当今世界物流业发展最快的国家，质量最优的国家之一，、美国的第三方物流市场总额在2003年达到769亿美元。

2003年Baker对车辆路径问题深入研究后，改进了此前用于解决此类问题的Genetic Algorithm，并且得到了非常可观的突破。越来越多的研究者也开始关注使用Genetic Algorithm来解车辆路径问题，相信过不了太久遗传算法将得到更为广阔的发展。

LiuS.C和LinC.C在2004年运用heuristic algorith求解库存组合优化问题和定位路线问题，也就多蚁群算法，模拟退火算法和神经网络等。并且发现heuristic algorithm解决定位路线和库存控制组合更方便，并且能降低成本。

30多年的改革开放使我国法经济保持强势增长，工业化，城镇化进程加快，逐渐向全球制造业大国，消费大国迈进。同发达国家发展历程一样，我国经济在高速增长的同时也面临着成本激增的问题，除去原材料，劳动力成本不断上涨因素外，其主要的原因是物流配送成本上升所致。在这种背景下，政府需要打造高效，便捷，低成本，立体化的物流系统来为全国性的供给和分配体系打下坚实的基础，以维持制造业在全球市场的竞争力，以满足人民群众日益增长的物流配送需求，同时缩小地区城乡贫富差距。

在此期间耿继武等人在2003年研究节约里程法时思考即使这个方法思路较为简易，而且实行也方便，但是其缺点也是比较明显的——也就是节约里程法不够灵活。陈晓伟在本人的著作中分析了其算法的不足，一些其他的优化方法也在相应的文章中得以体现经过这一代专家的努力节约里程法越来越完善。

从全国物流配送业发展水平来看，北京，江苏，山东，湖北等省(市)现代物流业发展迅猛，其推动物流业发展的经验值得借鉴。

三、研究意义

随着近年来物流的发展，它已经成为了社会公认的第三利润源，所以在大部分企业的思路中降低其成本最有效的途径之一就是降低其配送成本。因为在形式各异的物流成本中，一次物流活动中的成本最重要的组成部分即为配送成本。那么在这个显然的前提下，使物流活动中的配送成本尽可能的降低就成了企业在一开始就必须要思考的难题。使物流配送更具合理化的方法即为降低配送成本。在一次配送活动中首当其冲要考虑的问题即为配送成本，然而配送合理性的至关重要的调教取决于配送决策系统。在此配送决策系统中配送线路的合理化又接下来成为了关键的条件。在此物流活动中，如果一开始就选择了合适的配送路径，就会使企业的物流成本大大降低，相反则会使社会和企业双双承担高昂的配送成本。

四、研究方法

物流配送路线的优化集中表现在下面的3个方面：首先，可以使配送过程中需要的配送公里数和时间和减少，从而使配更加的高效，减少车辆的空载率，然后达到配送成本大大降低的目的。然后，整个物流活动的效率会因为物流路线的优化得以提高，这就像是多米乐骨牌效应，一个环节的优化往往是牵一发而动全身的。于是物品会更加准确、快速、高效的被送到顾客手中，从而达到提高客户满意度的目的。最后，配送作业的安排会因此而更加的合适，从而提高企业的生产效率，与此同时能创造更高的收益，于是有更多的时间和精力来继续研究路线优化，达到一个良性循环的效果。本文采用节约里程法对配送路线进行优化。

五、配送理论概述

(一)配送的概念

物流配送过程的含义是首先根据客户的下单具体要求以及对于时间的缓急不同，对货物进行挑选、加工、分割、包装、组配等工作步骤，并且在约定的时间之内把货物送达至约定的地点。一般地，配送一般是视客户的地点不同，在物流集散点进行分类、加工、最后配送等。最后将包装好的物品在规定时间内配送至收货人的过程。它是物流过程中的一个步骤。同样配送过程也像物流活动一样既包括了商流，同样也包括了物流活动中的几种不同的功能。

纵观我国的配送的发展历程，截取一个片面即基于互联网催生的电子商务为大背景下的物流配送。有三个巨大的变革：第一次物流配送只是进行了非常简单的送货上门，即“最后一公里问题”，原因是设备以及技术的缺憾。不过这样的配送效率非常低，于是许多厂家随即使价格略微下降然后直接把货物送到买主手中，以这样的改变来改善其经营效益以及提高客户满意度。第二次的改变可以说是一次从由内而外的脱胎换骨似的变革，随着电子商务时代在我国横空出世，对物流配送的要求也随即开始了从量变到质变的改变，这种形式的改变一来对物流配送本身的影响巨大，也对供应链中的每一节的影响都是不可估量的，包括上层的供应商和终端的消费者；第三次配送物流改变主要是技术层面的，即信息时代迫使配送服务全面的信息化，也就是物理配送的网络技术的广泛应用所带来的改变，这些改变使得物流配送的速度和范围大大提高。

(二)配送理论中的几种算法对比

禁忌搜索算法的优点是能够突破局部最优，但是又不会失去全局的最优性。缺点是对初始解的依赖性过强。

模拟退火算法的优点是易实现全局最优的串行结构，缺点是对于大规模的问题用时较长。

遗传算法的优点是利于全局择优，并且易于实现并行优化，缺点是参数选择比较困难，只能针对具体问题进行具体分析。

节约里程算法的优点是简便易行，缩短运输路程，体现了物流配送网络优势，缺点是对客户需求变化反应速度较慢。但是此算法相对上述几种算法来说是比较简易，比较容易掌握。

六、配送线路优化

(一)节约里程法简介

节约算法(Saving Algorithm)的核心思想是依次将配送问题中的两个回路合并成为一个回路，每次使合并后的总运距减小的幅度最大，直到车辆达到满载或者达到行驶上限时，在进行下一辆车的优化。优化过程分别为并行方式和串行方式两种。

该算法是用来解决运输车辆数目不确定的VRP问题，属于一个与类同名且没有返回值类型的方法，即构造算法，此算法的基本概念是几何学中三角形两边之和必定大于另外一边之长。近年来，小批量、多批次的配送方式发展迅速，使得节约算法已成为选择配送路线的主要方法。当配送路线确定时，连接所需要的一个个点中依次能够实现节约最大里程的两个点，于是先后安排往返送货即可得到最大的节约里程。如果配送车辆载重未超过，且车辆行驶里程未超过上限，则可以再次添加新的顾客配送点进入该路线，从而制定出符合实际的最优化配送路线。

(二)节约里程算法步骤介绍

作为主要的配送路线选择算法之一，步骤如下：

(1)明确顾客数及需求量，各个顾客配送点的最短距离

将配送中心以及配送点确定具体位置并编号，测量得到每两个配送点之间的最短距离。

(2)计算节约度，将计算结果降序排列

节约度为将两点联合配送能够节约下的里程量，节约度越大，表示两配送点联合配送节约的里程最多。

计算出的节约度，最大的表示该两个配送点合并配送能够节约的里程最大，因此从大到小依次排列。

(3)合并回路

从节约度最大的两点开始进行回路的合并。首先，验证这两个配送点配送的货物是否超出单辆车承载量,如果未超出，即，则进行下一步；其次，验证合并后是否会超出车辆的最大行驶里程,如果回路总里程未超出公司拟定的300，则该两点可以进行合并，第一次合并完成。

第二次合并，选择下一个节约度较大的进行合并计算(后面的以此类推)。若该两点中有一点涉及第一次合并项，则验承载量以及行驶里程时，考虑的为三点的总和。若未超出，则可合并该三点；若超出，则第一次合并项为一条路线。

当有一条完整配送路线被规划出来之后，接下来的合并过程，就直接避开已经规划好的配送点，选择未规划的配送点，依然从最大的开始进行合并，持续进行合并操作，直到所有配送点合并完为止。

结语

对绝大部分企业来说，降低配送成本可以大幅度的降低企业成本，而选择优化配送路线是达到此目的最经济有效的方法。本文通过节约里程法，优化广元市国美家电的配送路线，增强的国美企业的竞争力。观察最后的计算结果，不仅节约了配送时间，同时也降低了汽车的配送成本。如前所述，许多企业忽视物流配送路线的选择而具有非常大的随机性，使得配送成本居高不下，因此本文提出的观点也许可以让企业做出一些思考。

综上所述，虽然节约里程法能够为企业减少成本，但是实际配送过程中也不能简单的使用，许多的实际情况可能需要改变算法计算出来的最佳配送路径。