２０１１年６月 第３２卷 第６ 韶关学院学报・自然科学 Ｊｏｕｍａｌ ｏｆ Ｓｈａｏｇｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ・Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｊｕｎ．２０１ １ Ｖｏ１．３２ Ｎｏ．６ 区域配送中车辆路径优化的实证研究 肖建辉 （广东女子职业技术学院经贸系，广东广州５ １ １４５０） 摘要：区域配送是普遍存在的物流活动，配送路径优化是配送系统优化的关键．区域配送中的路径优化问题实质是 最短路径问题和起讫点相同的单车场非满载有时间窗约束的车辆调度问题，以Ｈ公司为例，采用Ｅｘｃｅｌ建模法和 节约法对区域配送中的车辆路径优化进行了分析和实证研究． 关键词：区域配送；车辆路径；优化 中圈分类号：Ｆ５７２．８８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ＯＯ７—５３４８（２Ｏ１１）０６—００４２－０５ 当前以企业为主体的区域配送活动非常普遍．选取恰当的车辆路径，可以提高配送响应速度、降低配送 成本．配送线路优化是配送系统优化中的关键…，如何合理的规划配送路径是每个从事配送的企业面临的 问题．笔者分析了区域配送车辆路径问题的特点及实质，采取将区域配送中求解复杂的有时间窗约束的车 辆路径问题转化为易解的无时问窗约束车辆路径的问题的新思路，以区域配送的典型代表Ｈ公司为例，用 简单、实用的Ｅｘｃｅｌ建模求解法和节约法，进行车辆路径优化分析．同时针对节约法的理论缺陷，根据现实 情况和需求对优化结果进行调整，以增强实用价值． １ Ｈ公司介绍 Ｈ公司是一家从事区域分销与配送的批零兼营的连锁经营企业，代理销售国内外众多知名品牌的轮 胎．销售网络以广州为中心，分布于广东全省以及广西、云南等周边６个省份，在广东省范围设立了２０个销 售分支机构，现有１０ ０００多家连锁店和零售店． 配送系统现状以自营模式为主．设置了专门负责配送经营的配送中心，包括下属的地方配送中心．具有 套配送设施设备，包括仓库、车辆等．配送网络与销售网络相同．配送服务方式为以定时定线配送为主，即 一时配送为辅．配送中心工作流程如图１所示． 图１ Ｈ公司配送中心工作流程图 Ｈ公司物流活动有两类：供应物流和销售物流．笔者以其销售物流为对象，对配送车辆路径进行优化分析． ２区域配送中的车辆路径问题分析 区域配送属中短距离物流，配送活动在一定的范围内进行，如一个城市、一个省或经济区域．区域配送 系统的典型代表是库存集中型配送系统，产品集中在配送中心，产品流向是：配送中心一区域配送中心一终 端客户． ２．１配送中心一区域配送中心车辆路径特点及问题实质分析 根据配送中心布局原则，一般配送中心到区域配送中心距离较远，且有多条路线可以选择，问题是选 收稿日期：２０１１—Ｏ５—２２ 作者简介：肖建辉（１９７５一），女，湖南长沙人，广东女子职业技术学院经贸系经济师，硕士，主要从事物流配送方面的研究． 第６期 肖建辉：区域配送中车辆路径优化的实证研究 ．４３． 择怎样的路线总路程最短，所以这一环节车辆路径问题的实质是最短路径问题． ２．２区域配送中心一终端客户车的辆路径特点及问题实质分析 区域配送中心负责一定区域的配送，此环节的车辆调度特点是：（１）有多个送货点．对于这些送货点，需 要按一定的规则进行组合，使车辆有序的经过他们．（２）多品种、小批量．终端客户需求表现为高频率、少批 量，往往需要将若干客户的货物组合配送，否则，将导致车辆装载率低下、占用较多车辆资源，或者是在相 同车辆数时响应速度慢等不足．（３）起点和终点重合．配送车辆从区域配送中心出发，送完最后一个客户后， 将返回区域配送中心．（４）有时间窗约束．客户通常要求车辆在其希望的时间内到达．（５）有一定的目标．比如 总路程最短、总费用最少、总时间最少等．从以上特点可知，这一环节的车辆调度问题是属于起讫点重合的 单车场非满载有时间窗约束的问题（简称“重合”问题）． 区域配送系统可能还有其他形式，比如物流中心一配送中心一客户，或区域配送中心一配送处一客户等．不 管何种形式，其实质是一样的，可归结为最短路径问题和“重合”问题． ３ Ｈ公司配送路径优化分析 ３．１从配送中心到区域配送中心线路优化模型 Ｈ从配送中心到区域配送中心道路网络如图２所示。平均行驶里程５２５ ｋｍ．行驶时间７．５ ｈ． 图２ Ｈ配送中心到区域配送中心路网图 （１）建立模型 第一步，利用Ｅｘｃｅｌ描述问题．单元格（Ａ２：Ａ２５）为配送网络内的“起点”，单元格（Ｂ２：Ｂ２５）为配送网络内 的“终点”，单元格（Ｄ２：Ｄ２５）为节点间信息，单元格（Ｉ２：Ｉ１Ｏ）为配送网络节点的供给与需求信息，单元格（Ｇ２： Ｇ１０）为为配送网络节点的净流量信息；单元格（Ｃ２：Ｃ２５）为可变单位格（用蓝色表示），为决策方案单位格． 第二步，确定约束条件．各节点的净流量 ＝ＳＵＭＩＦ（从，Ｆ（１＋ｉ），选择路线）一ＳＵＭＩＦ（至，Ｆ（１＋ｉ），选择 路线）（ｉ＝１，２，…，１ｏ）． 各点的净流量＝各点的供给量或需求量：Ｇ ＝ｌｉ（ ＝１，２，…，１ｏ）． 第三步，设定目标函数．Ｇ２６＝ＳＵＭＰＲＯＤＵＣＴ（Ｃ２：Ｃ２５，Ｄ２：Ｄ２５） ２＿，如图３所示． （２）模型求解 嘻■ 选 图３最短路径问题Ｅｘｃｅｌ模型 图４ Ｈ公司最短路径问题求解结果 结果显示（见图４）：从配送中心到Ｃ、从Ｂ到Ｄ、从Ｃ到Ｂ、从Ｄ到Ｈ、从Ｈ到区域配送中心的流量为 １，表示从配送中心到区域配送中心经过节点Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｈ，因而配送线路是配送中心一Ｃ—Ｂ—Ｄ—Ｈ一区域配送中 心，此线路的总里程为４１８ ｋｍ． ・４４・ 韶 ２０１１ （３）效果分析 利用Ｅｘｃｅｌ法对Ｈ公司的配送中心一区域配送中心线路进行优化后．配送总里程为４１８公里，行驶时 间约６ ｈ；与之前相比，配送里程减少１０７ ｋｍ，降低了２０．３８％，配送时间减少１．５ ｈ，减少了２０％． ３．２从区域配送中心到终端客户配送线路优化 ３．２．１背景介绍 Ｈ公司的某区域配送中心，共１ｌ９个客户，分属ｌ５个行政地点．配送要求如下：配送响应时间为６ ｈ以 内；当天所有的货物全部送出；不能超过车辆的载货能力；所有辆车送货后必须返回区域配送中心；每个客 户处标准滞留时间为２０ ｍｉｎ，一般情况８～１５ ｒａｉｎ完成任务离开客户处． 为了简化起见，本文将ｌ５个行政区划地点作为配送点．假设某天同时接到ｌ５个点的订单，公司共有６ 辆车可供使用．以一段时间内各点平均配送量作为配送量参数．配送车辆为２辆０．９ ｔ货车和４辆１．９９ ｔ货 车；配送点与配送量、配送中心与配送点之间的距离、原配送线路见表ｌ、表２、表３． 表１ 配送点与配送量 单位：ｔ 原方案配送总里程ｌ ７０７ ｋｍ，总运行时间４５ ｈ，使用车辆６台，总载重量９．７６ ｔ． ３．２．２节约法求解［３ 第一步，求初始解．初始解为区域配送中心单独为每个点配送，如配送中心一遂溪等． ６ ：区 证 ・４５・ 第二步，计算区域配送中心到配送点间的最短距离，画出距离表（见表２）． 第三步，首先，根据最短距离表，利用节约法计算出各点间的节约里程；其次，由大到小排列，编制节约 里程顺序表（见表４）． 表４节约里程顺序表 第四步，根据节约里程顺序表和配送中心的约束条件，绘制配送线路．具体步骤如下：首先选择节约里程 最多的路段（合浦一北海），由于配送线路必须包含ＤＣ，且每条循环线路上的客户配送量之和要小于１．９９ ｔ， 在第二步的选择中满足条件的只有路段（遂溪一北海），此时载重总量为１．９９ ｔ，因为在余下选择中没有满足 条件的客户，所以，第一回合的配送线路为（区域配送中心一合浦一北海一区域配送中心）．依此类推，求得所有 配送线路，如表５所示。 表５配送路线选择方案 ・４６・ ２０ｌ１ ３．２．３配送线路的优化调整 针对节约法在理论上的不足，调整配送线路．一是按照由近及远的原则确定线路内各点配送的先后顺 序．二是对于近区域配送中心、需求频率高的点，可将配送任务拆分，按实际需要纳入多条送货线路．比如． 将“遂溪”纳入（区域配送中心一合浦一北海一区域配送中心）、（区域配送中心一高州一信宜一廉江一区域配送中 心）等．三是对于突发需求，优先纳入既定配送线路送货，如果不能纳入既定配送线路送货。则考虑单独派 车．按照配送的原则，配送的线路应呈水滴状，对一些过于遥远的站点，无法落人群落中的，可实行单独配 送．调整结果如表５中调整后车辆路径所示． ３．２．４效果分析 利用节约法对Ｈ公司某区域配送中心的配送线路优化后，共需４辆车，型号为１．９９ ｔ，配送总距离 为ｌ ０９６ ｋｍ；优化前共需６辆车，总配送距离为１ ７０７ ｋｍ．可见优化后可减少２辆车，缩短配送距离６ｌｌ ｋｍ， 节约运行时间６．４ ｈ． ４结语 合理的配送线路是组织高效率配送、提高客户服务水平、降低配送成本、乃至提高整个企业竞争实力 的关键．区域配送普遍存在于连锁经营企业、邮政企业、乃至一般的销售企业．区域配送中的配送系统多数 表现为库存集中型；配送线路选择问题实质是最短路径问题和“重合”问题．最短路径问题适合采用简单易 行、具有普遍实用性的Ｅｘｃｅｌ法求解．“重合”问题是有时间窗约束的车辆路径问题因而求解复杂．节约法一 般用于求解无时间窗约束的车辆路径问题．但是一种简单、实用、可分析性较好的方法．笔者采用将ＶＲＰＴＷ 简化成无时间窗约束的车辆路径问题的新思路，首先用节约法求解，然后以选择后的各配送点访问顺序和 车辆到达时间作为基准，制定出各配送点时间窗约束，以实现ＶＲＰＴＷ简单快速求解；并根据现实情况和需 求对求解结果调整，增强优化方案的实用价值．从事区域配送的企业以及库存集中型配送系统均可采 用Ｅｘｃｅｌ法和节约法来制定或优化配送线路． 参考文献： ［１］Ｄｏｄｇｏ Ｍ，Ｍａｎｉｅｚｚｏ Ｖ．Ａ Ｃｏｈｍｉ Ａｎｔ ｓｙｓｔｅｍ：Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｂｙ ａ ｃｏｌｏｎｙ ｏｆ ｃｏｏｐｅｒａｔｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｉｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ， Ｍａｎ ａｎｄ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ Ｐａｒｔ Ｂ，１９９６，２６（１）：２９—４１． ［２］罗晓玲．Ｍ公司物流输配送系统的优化建模及求解［Ｄ］．西南交通大学，２００６：２４． ［３］陈晓伟，张悟移，耿继武．节约法在配送路线选择中的应用［Ｊ］．昆明理工大学学报：理工版，２００３，２８（４）：１４０－１４３． Ｅｍｐｉｒｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ Ｏｉｌ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅ ｒｏｕｔｅ ｉｎ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ＸＩＡ０ Ｊｉａｎ—ｈｕｉ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎｄ Ｔｒａｄｅ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｗｏｍｅｎ’Ｓ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１ １４５０，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｇｉｏｎａｌ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ ｉｓ ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ ａｓ ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｔｈｅ ｄｉｓｔｉｂｕｔｒｉｏｎ ｒｏｕｔｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｕｔｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔｅｓｔ ｐａｔｈ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔｏ ｄｉｓｐａｔｃｈ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｔｈａｔ ａｒｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｓｔａｒｔ ａｎｄ ｅｎｄ ｐｏｉｎｔ ｉｎ ａ ｓｉｎｇｌｅ ｉｆｅｌｄ，ｎｏｎ—ｆｕｌｌ ｌｏａｄｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｗｉｎｄｏｗ ｌｉｍｉｔｅｄ．Ｔａｋｉｎｇ Ｈ ｃｏｍｐａｎｙ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｅｘｃｅｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ， ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｕｓｅｄ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｒｏｕｔｅ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｉｎ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｇｉｏｎａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｖｅｈｉｃｌｅ ｒｏｕｔｅ；ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ （Ｅ Ｄ．：Ｘ，Ｊ）
