物流配送路径优化问题探析

安 徽 某 某 职 业 技 术 学 院毕 业 论 文物流配送路径优化问题探析系 别 人文管理系 专 业 某某 班 级 姓 名 学 号 指导老师 201 2 201 3 学年第 1 学期内 容 摘 要高效率合理的配送是物流系统顺利运行的保证，配送线路安排的合理与否对配送速度、成本、效益影响很大。正确合理地安排车辆的配送线路，实现合理的线路运输，可以有效地节约运输时间，增加车辆利用率，从而降低运输成本，提高企业经济效益与客户服务水平，使企业达到科学化的物流管理, 这也是企业提高自身竞争力的有效途径之一。物流配送路径优化问题具有很高的计算复杂性，属于 NP 完全难问题，高效的精确算法存在的可能性不大，但可根据启发算法求得近似最优解。通过对德邦物流企业运输与配送成功模式的研究能更加完善我国物流企业的整个物流运输、配送系统提高物流配送作业的工作效率提高末端物流的效益和供应保证度并可集中库存使其实现低库存或零库存同时还可以简化事务、方便用户。最终对增强我国物流的企业市场反应能力、降低成本、获取竞争优势以取得更好的经济效益具有十分重要的意义。关键词：物流配送；路径优化；启发算法目 录引 言 .2第 1章 物流配送的概述 .11.1 物流配送的概念 .11.2 物流配送的功能 .11.3 配送路线优化的意义 .21.4 国内外物流配送的现状 .2第 2章 配送路径优化的方法以及模型 .32.1 改进后的最近插入法 .32.2 节约算法 .42.2.1 节约算法的基本原理 .42.2.2 节约里程算法主要步骤 .5第 3章 德邦物流公司配送路径现状 .61.公司背景 .62.德邦物流配送模式现状 .72.1 配送中心现状 .72.2 配送业务流程现状 .73.德邦物流配送模式成功的原因分析 .83.1 清晰的货物运输定位 .83.2 夯实的物流配送与运输网络 .93.3 优良的配送信息化建设 .93.4 德邦物流企业配送方法过程中存在的问题 .94.德邦物流配送的改进方法 .104.1 提高诚信度与信誉度 .104.2 利用现代信息技术，提高信息的有用度 .114.3 建立以高速数据网络为核心的信息共享平台和大型动态客户库 .124.4 案例分析 .124.4 二种优化方案比较分析 .18结 论 .20参 考 文 献 .21致 谢 .22附 录 .23引 言随着社会主义市场经济的不断发展，作为“第三利润源泉”的物流对经济活动的影响日益明显，引起了人们越来越多的重视，成为当前“最重要的竞争领域” 。配送是现代物流的一个重要环节，随着物流的全球化、信息化以及一体化,配送在整个物流系统中的作用变得越来越重要。配送是连接生产与消费之间的一种中介服务。它是指按客户(包括零售商店、用户等)的订货要求(包括货物种类、数量和时间等方面的要求)，在物流中心(包括配送中心、仓库、车站、港口等)进行分货、配货工作，并将配好的货物及时送交收货人的物流活动。配送不是单纯的运输或送货，而是运输与其他活动（集货，分货，配货）的组合，是“配”与“送”的有机结合。因此对于配送问题的研究可分为对“配”和“送”两方面的研究。“配”主要为配送中心选址问题， “送”包括旅行商问题(TSP)、车辆路线优化问题(VRP)。由于选址的外部因素（经济，基础设施，环境等）及内部因素（企业战略，劳动力成本和素质等）的影响，单纯考虑距离问题的选址是不合理的，因此在本文中不对“配”进行研究，主要对“送”进行研究。配送路线的优化，是配送优化中的一个关键环节。在配送过程中，配送线路合理与否对配送速度、成本、效益影响很大。设计合理、高效的配送路线方案，不仅可以减少配送时间，降低作业成本，提高企业的效益，而且可以更好地为客户服务，提高客户的满意度，维护企业良好的形象。配送路线合理与否对配送速度、成本、效益影响很大，特别是多用户配送线路的确定更为复杂。采用科学的，合理的方法来确定配送路线，是配送活动中非常重要的一项工作。传统的配送方式，有着分散、低效、高耗的特点，必然导致流通成本居高不下。在市场竞争激烈的今天，德邦物流公司想要在第三方物流行业立稳脚跟，必须控制物流配送成本、提高效率经营、改善顾客服务。这一切的基础都是建立在一个高效率的物流配送系统之上。当前，物流的现代化水平不仅成为反映一个国家现代化程度和综合国力的重要标志，也成为城市经济发展水平的体现，被喻为促进经济发展的“加速器” 。物流配送是一种先进的现代物流形式，它不但给供应者和需求者带来降低物流成本、享受优质服务的直接效益，而且还能为社会节省运输车次、缓解交通压力、减少运输污染、保护生态环。 而今，由于小批量、多批次的及时配送方式的发展，运输费用正在逐年提升，许多企业的运费已经超越了库存费用，城市交通与改善物流的矛盾也愈演愈烈，城市交通混杂、阻塞、车辆噪音、尾气污染、车祸事故和能源浪费等现象更加严重，若物流路线选择的不合理，还会使物流配送的行车路线变长，导致在运车辆增加，从而给本己拥挤的城市交通加重负担，这就势必要选择合理有效的运输路线来减少重复运输、倒流运输、迂回运输、单程运输等，这样不仅提高配送效率，控制了物流成本，而且可限制车辆在城市中的运行时间，有效缓解城市交通负担。安徽机电职业技术学院 物流配送路径优化问题探析1第 1章 物流配送的概述1.1 物流配送的概念配送（distribution）起源于“送货上门” 。20 世纪 60 年代初期，生产企业或中转仓库根据客户的需求，将货物准确的运送到客户手中，形成了配送的雏形“普通送货” 。随着客户对产品多样化和差异化的要求，为了满足客户的需求，原始的普通送货开始转向分拣、配货、送货一体化。因此产生了配送。按照国家质量技术监督局发布的中华人民共和国国家标准“物流术语” （GB/T 183542001） ，配送是指在经济合理区域范围内根据用户要求，对物品进行拣选、加工、包装、分割、组配等作业，并按时送达指定地点的物流活动。1.2 物流配送的功能配送作为一种新型的物流手段，伴随着生产的不断发展而日趋成熟。发展配送，无论对于物流系统的完善，企业的发展，还是整个经济社会效益的提高，都具有重要的作用。（1）配送完善和优化了物流系统第二次世界大战后，高水平的干线运输呼唤支线运输和小搬运配套，但支线运输和小搬运在适应性、灵活性、服务性上的欠缺，致使运力不合理、运输成本过高。配送的出现使干线运输、支线运输及小搬运统一，输送过程得以优化和完善。（2）配送提高了末端物流的效益配送通过大批量进货，集中发货，以及将多个小批量集中一起大批量发货，都能有效的节省运力，实现经济运输，降低成本，使末端的物流经济效益得到提高。（3）配送通过集中库存使企业实现低库存或零库存采取准时制配送方式之后，生产企业完全可以依靠配送中心的准时配送而不需保持自己的库存或保持少量安全库存而不必留有经常库存。（4）配送简化事物，方便客服采用配送的方式，客户只需向一处订购，或一个进货单位联系就可以订购到以往需要去许多地方才能订到的货物，因此大大的减轻了客户的工作量和负担，也节省了事务的开安徽机电职业技术学院 物流配送路径优化问题探析2支。（5）配送可以降低整个社会物资的库存水平发展配送，实行集中库存，整个社会物资的库存总量必然低于各企业分散的库存总量。同时，配送有利于灵活高度，有利于发挥物资的作用。此外，集中库存可以发挥规模经济优势，降低库存成本。1.3 配送路线优化的意义配送合理化与否是配送决策系统的重要内容，配送线路的合理与否又是配送合理化的关键。选择合的理配送路线，对企业和社会都具有很重要的意义。对企业来说，(1)优化配送路线，可以减少配送时间和配送里程，提高配送效率，增加车辆利用率，降低配送成本；(2)可以加快物流速度，能准时、快速地把货物送到客户的手中，提高客户满意度；(3)使配送作业安排合理化，提高企业作业效率，有利于企业提高竞争力与效益。对社会来说，它可以节省运输车辆，减少车辆空载率，降低了社会物流成本，对其他企业尤其是生产企业具有重要意义。与此同时，还能缓解交通紧张状况，减少噪声、尾气排放等运输污染，对民生和环境也有不容忽视的作用。1.4 国内外物流配送的现状配送路线合理与否对配送速度、成本、效益影响很大，特别是多用户配送线路的确定更为复杂。采用科学的，合理的方法来确定配送路线，是配送活动中非常重要的一项工作。路线优化问题最早是由 DANTZIG 和 RAMSER 于 1959 年提出的，由于这一问题的理论涉及很多学科，很多实际问题的理论抽象都可归结为这一类问题，应用前景广阔，所以很快便引起运筹学，应用数学，图论与网络分析，物流学科，交通运输工程，管理科学与工程，计算机应用等学科的专家，工程技术人员和管理者的极大重视，自此，一直成为运筹学与组合优化领域的前沿与研究热点问题。 在国外，物流配送路线优化问题已广泛应用于生产，生活的各个方面。如报纸投递及线路的优化，牛奶配送及送达线路的优化，电话预订货物的车辆线路设计，垃圾车的线路优化，连锁商店的送货的线路优化等等。目前，研究水平已有很大发展，其理论成果除在安徽机电职业技术学院 物流配送路径优化问题探析3汽车运输领域外，在水运、航空、通讯、电力、工业管理、计算机应用等领域也有一定的应用，还用于航空乘务员轮班安排，轮船公司运送货物经过港口与货物安排的优化设计，交通车线路安排，生产系统中的计划与控制等多种组合优化问题。詹姆斯约翰逊等在现代物流学中认为第三方物流具有伙伴关系、战略联盟、第三方协定和契约物流等特征。Mues C 和 Pickl S:在Transshipment and time windowsin vehicle routing 中利用连续函数描绘成本和顾客需求的空间分布，构建了一个选择性模型对生产,配送系统进行模拟。 在国内，该问题的系统研究还不多见。近年来有李军等人课题组承担的国家自然科学基金不确定信息条件下动态车辆路径等研究工作。纪寿文等人根据深圳市科技园的实际路网图，采用神经网络的方法对运输车辆优化调度进行了试验研究。王正彬等人在分析 VRP 现有启发式算法的基础上，建立了考虑线路 安排的物流配送方案模型，并提出了求解该问题的搜索算法。武汉理工大学物流工程学院邓爱民、王少梅、汪利军在武汉大学学报的城市物流配送系统优化研究中提出达到高配送效率、高客户服务水平、高配送质量，低物流配送成本，好的环保性目标的传统方法及现代方法。北京交通大学交通运输学院的孙会军、高自友在现代物流配送系统优化分析中提出：应主要从配送设施选址规划、货物分拣配载规划、配送路线规划等几个方面合理规划物流系统。第 2章 配送路径优化的方法以及模型2.1 改进后的最近插入法TSP 模型是单回路运输问题的最为典型的一个模型，它的全称是 Traveling Salesman Problem1，中文叫做旅行商问题。它是一个典型的 NP-Hard 问题，对于大规模的线路优化问题，无法获得最优解。最近插入法就是一种解决此问题的启发式算法。2.1.1 最近插入法最近插入法是 Rosenkrantz 和 Stearns 等人在 1977 年提出的一种用于解决 TSP(旅行商)问题的算法。最近插入法由四步完成：（1）找到 0ic最小的节点 iv，形成一个子回路（ subtour） ， 0,kTv。（2）在剩下的节点中，寻找一个离子回路中某一节点最近的节点 。安徽机电职业技术学院 物流配送路径优化问题探析4（3) 在子回路中找到一条弧（i，j ）,使得 ikc+ j- i最小，然后将节点 iv插入到节点iv， j之间，用两条新的弧(i，k) ， （k，j ）代替原来的弧（i ，j ） ，并将节点 k加入到子回路中。（4）重复步骤（2） 、 （3） ，直到所有的节点都加入到子回路中。这样，子回路就演变为了一个 TSP 的解。由于最近插入法解决的是单回路运输问题，故在此方法基础上进行改进和修正，使其能解决多回路运输 VRP 问题。有改进的方法如下：2.1.2 改进的最近插入法（1）找到 0ic最小的节点 iv，形成一个子回路（ subtour） ， 0,kTv。（2）在剩下的节点中，寻找一个离子回路中某一节点最近的节点 。若此时回路的总货运量未超过车的载重限制，则继续步骤（3） ，否则，转（1）寻找新的一条回路。（3）)在子回路中找到一条弧（i，j ）,使得 ikc+ j- i最小，然后将节点 iv插入到节点iv， j之间，用两条新的弧(i，k) ， （k，j ）代替原来的弧（i ，j ） ，并将节点 k加入到子回路中。若此时该回路的总路程为未超过车辆的行程限制，则继续步骤（4） ，否则转步骤（1） ，寻