（机械电子工程专业论文）城市物流配送系统模型与优化.pdf

摘要 摘要 随着城市化进程的不断加快，建立一个高效的物流配送系统已成为加速城市 发展必须解决的问题。但是，由于我国配送业还处于起步阶段，关于城市物流配 送系统规划与城市物流配送系统运营、管理、及配送信息系统的研究还十分欠缺。 从项目研究和文献查阅来看，人们对各子系统的研究正在逐步展开和深入，但从 全过程、全局对城市物流配送系统优化的理论方法还很少见，这也是我国城市物 流配送发展过程中迫切需要解决的问题。因此。本文对该问题展开了研究，主要 研究工作如下： 1 以城市为背景，介绍城市物流配送系统的形成机理，阐述各种主要因素 在配送系统形成过程中所起到的作用，从系统角度分析城市物流配送系统的本质、 构成、功能、优化手段和目标，提出城市物流配送系统优化的研究框架； 2 从成本最小化角度出发，考虑集货费用、配送费用、配送中心运营费用 三种费用因素，建立了具有广泛实际意义的多配送中心城市物流配送网络系统模 型，并运用启发式算法一贪婪取走算法对该模型进行优化，该算法实现了在可行 域范围内的较全面搜索，反复判断、实践修正，逐次逼近最优解，是解决城市物 流配送网络系统优化的有效手段： 3 从满足客户需求最大化和配送运营成本最小化的角度出发，考虑时间窗 约束，建立城市物流配送运营系统模型。在构造配送算法时，把该复杂模型分解 成配送中心选择以及车辆调度两个阶段，对每个阶段采用启发式算法分别进行优 化，最后从整体上检查和调整，得出优化解，既能通过分派启发式算法保证最大 程度地满足客户的要求，又能利用节约算法保证全局最优，实用效果良好； 4 根据城市物流配送的特点，利用g i s 工具软件实现g i s 的基本功能，以 p o w e r b u i l d e r 为开发平台，两者集成，开发了物流配送信息系统，分析了系统的 主要功能模块、设计了系统的主工作流程和空间数据库系统、实现了各核心功能。 上述工作的应用对指导和提高城市物流配送系统发展将具有良好的社会和 经济效益。 关键词：城市：物流配送系统；启发式算法；优化 a b s 偶a c t a bs t r a c t w i t ht h ei n c r e a s i n gd e v e l o p m e n to fu r b a n i z a t i o n ，i ti si n d i s p e n s a b l et ob u i l du p a ne f f i c i e n tl o g i s t i c sd i s t r i b u t i o ns y s t e mf o rs p e e d i n gu pt h ed e v e l o p m e n to fc i t y h o w e v e r , t h er e s e a r c ho nc i t yl o g i s t i c sd i s t r i b u t i o ns y s t e m sp l a n n i n g ，r u n n i n g ， m a n a g e m e n ti sb e g i n n i n ga n ds t i l lh a sal o to fw o r kt od o t h ec u r r e n tl i t e r a t u r e s s h o wt h a tp e o p l eh a v eb e g u nt of o c u so nt h er e s e a r c ho fe a c hs u b s y s t e m ，o p p o s i t e l y ， t h et h e o r yo fc i t yl o g i s t i c sd i s t r i b u t i o ns y s t e mo p t i m i z a t i o na saw h o l et h i n g sa n d g l o b a lp r o c e s sa r es e v e r es c a r c i t y i ti su r g e n t l yn e c e s s a r yt os o l v et h ep r o b l e mo f g l o b a lo p t i m i z a t i o nf o rt h ec i t yl o g i s t i c sd i s t r i b u t i o ns y s t e m t h i si st h ef o c u so fo u r r e s e a r c h t h em a i na c h i e v e m e n t so ft h i st h e s i sa r es h o w na sf o l l o w i n g ： 1 i nt h eb a c k g r o u n do fc i t y , i n t r o d u c e sh o wt h em e c h a n i s mo fc i t yl o g i s t i c s d i s t r i b u t i o nf o r m e d ，e x p a t i a t e st h ef u n c t i o no fa l lk i n d so fm a i ne l e m e n t s ，f r o mt h e s y s t e m a t i cv i e w , a n a l y z e st h ec o n n o t a t i o n ，c o m p o n e n t s ，f u n c t i o n ，o p t i m i z a t i o nm e a n s a n dg o a l s ，i n t r o d u c e st h er e s e a r c hf r a m e w o r ko fc i t yl o g i s t i c sd i s t r i b u t i o ns y s t e m 2 f r o mt h ep o i n to fc o s tm i n i m u m ，c o n s i d e r i n gt h ee x p e n s ee l e m e n t so fs e t t i n g ， d i s t r i b u t i n gg o o d s ，o p e r a t i n gd i s t r i b u t i o nc e n t e r , b u i l d su pt h ee x t e n s i v ep r a c t i c a l s i g n i f i c a n tm u l t i d i s t r i b u t i o nc e n t e r sc i t y d i s t r i b u t i o nn e t w o r ks y s t e mm o d e la n d o p t i m i z e si tu s i n gh e u r i s t i c sa l g o r i t h m g r e e d yd r o p p i n ga l g o r i t h m t h i sa l g o r i t h m ， w h i c hi naf e a s i b l ed o m a i na c h i e v e sam o r ec o m p r e h e n s i v es e a r c h ，r e p e a t e dj u d g m e n t ， p r a c t i c a lc o r r e c t i o n ，s u c c e s s i v e l yt o w a r do p t i m a ls o l u t i o n ，i sae f f e c t i v em e t h o dt o s o l v et h eo p t i m i z a t i o no fc i t yl o g i s t i c sd i s t r i b u t i o nn e t w o r ks y s t e m 3 f r o mt h ep o i n to fm a x i m i z i n gt h ec u s t o m e r s 。s a t i s f a c t i o na n dm i n i m i z i n gt h e o p e r a t i n ge x p e n s e s ，c o n s i d e r e dt h er e s t r i c t i o no ft i m ew i n d o w , b u i l d su pt h ec i t y d i s t r i b u t i o no p e r a t i o ns y s t e mm o d e l w h e nc o n s t r u c t i n gt h ea l g o r i t h m ，t h i sp a p e r d i v i d e st h ec o m p l i c a t e dm o d e li n t ot w os t a g e si n c l u d i n gt h ec h o i c eo fd i s t r i b u t i o n c e n t e r sa n dt h ev e h i c l es c h e d u l i n g ，o p t i m i z e se a c hs t a g ew i t hh e u r i s t i c sa l g o r i t h m ， c h e c k sa n da d j u s t st h em o d e la saw h o l ea n dr e c e i v e st h ec o n c l u s i o nf i n a l l y t h i s k i n do fm e t h o d ，w h i c hc a nn o to n l yp r o m i s et ot h ec l i e n t sd e m a n d sa st h eg r e a t e s t d e g r e eb ya s s i g n e d h e u r i s t i ca l g o r i t h m ，b u tm a k es u r eo v e r a l lo p t i m i z a t i o nb ys a v i n g a l g o r i t h m ，h a sag r e a tp r a c t i c a le f f e c t i v e 4 a c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so fc i t yl o g i s t i c sd i s t r i b u t i o n ，t h i sp a p e r i m p l e m e n t st h eb a s i cf u n c t i o nw i t ht h eg i ss o f t w a r et o o l s ，u s e sp o w e r b u i l d e ra sa d e v e l o p m e n tp l a t f o r m ，i n t e g r a t e st h et w of i n a l l y , b u i l d su pt h el o g i s t i c sd i s t r i b u t i o n i n f o r m a t i o ns y s t e m ，a n a l y z e st h em a i nf u n c t i o nm o d e l s ，d e s i g n st h em a i nw o r kf l o w a n dt h es p a c ed a t a b a s es y s t e m ，a c h i e v e se a c hc o r ef u n c t i o n t h ea p p l y i n go ft h ea b o v ea c h i e v e m e n t sw i l lh a v eag o o ds o c i a la n de c o n o m i c m e a n i n gt oi n s t r u c ta n da c c e l e r a t eo ft h ed e v e l o p m e n to fc i t yl o g i s t i c sd i s t r i b u t i o n s y s t e m k e y w o r d s ：c i t y , l o g i s t i c sd i s t r i b u t i o ns y s t e m ，o p t i m i z a t i o n ，h e u r i s t i c sa l g o r i t h m m 独创性声明 独创性声明 秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以 标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，不包 含本人或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中作了明确的说明，并表示了谢意。 本学位论文成果是本人在广东工业大学读书期间在导师的指导下取得的，论 文成果归广东工业大学所有。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任，特此声明。 指导教师签字： 陌水 | i 论文作者签字：。娩狈 2 0 呵年5 月 第一章序论 第一章绪论 1 1 问题的提出 近年来，随着城市经济的快速发展，城市问题也日益突现。城市问题包括很 多方面，如：城市发展定位问题、城市的经济结构和经济发展问题、城市的规模大 小问题、城市基础设施规划问题、城市人口增长问题、城市的环境保护问题、资 源开发问题、居民居住空间问题、城市物流系统规划问题等等。其中与物流有关 的问题包括城市中的交通堵塞、交通事故、运输工具尾气污染、噪音污染等已经 成为阻碍城市经济发展、影响居民正常生活的大问题。 所谓物流配送就是按照用户的订货要求和配送计划，在配送节点( 仓库、商店、 货运站、配送中心等) 进行存储、分拣、加工和配货等作业后，将配好之货物送交 收货人的过程。城市物流配送是指在城市范围内进行的配送业务活动，城市物流 配送系统的服务对象可归类为：政府、工业、商业、农业、大众客户，即电子商务 中所描述的bt ogbt ob ，bt oc 。城市物流配送已随客户需求变化从“少品种、 大批量、少批次、长周期”向“多品种、小批量、多批次、短周期”转变。由于城市 范围一般处于汽车运输的经济里程，因而这种配送往往采用汽车实现。 随着中国城市化进程的进一步加快，不管是从城市经济发展，还是从城市空 间结构、城市交通运输布局及城市基础设施建设来考虑，每个城市都面临一个对 原有的物流配送系统进行改造、建设新的物流配送系统的问题，这就是城市物流 配送系统优化提出的原因f l n j 。 1 2 课题研究国内外概况 目前国内外对该课题的研究主要集中在城市物流配送网络系统、配送运营系 统、配送信息系统三个方面，下面几节分述之。 1 2 1 城市物流配送网络系统优化 ( 1 ) 配送中心选址 城市配送中心选址优化需根据该城市供求的实际需要并结合经济效益等原 则，确定设立多少个配送点，每个配送点的地理位置在什么地方，每个配送点应 广东工业大学工学硕士学位论文 有多大规模( 包括吞吐能力和存储能力) 。这些站点间的物流关系如何等。 配送中心选址优化按选址目标区域的特征划分有连续选址、网格选址及离散 选址。连续选址是指待选的区域是一个平面，不考虑其他结构，可能的选址位置 的数量是无限的，典型的应用是一个企业的配送中心初步选址：网格选址是指待 选区域是一个平面，被细分为许多相等面积( 通常是正方形) 的区域，典型的应用 是仓库中不同货物的存储位置的分配；离散选址是指待选的区域是一个离散的候 选位置的集合，候选位置的数量是有限的且甚少的，典型的应用是一个国内企业 的配送中心的详细选址设计【7 j 。 配送中心选址优化按配送中心的数量划分有单一配送中心选址和多个配送 中心选址。单一配送中心选址是指一个配送中心对应多个顾客的选址，多个配送 中心选址是在一些已知的被选地点中选出一定数目的地点来设置配送中心。 国外对配送中心选址问题的研究己经有6 0 余年的历史，国内在这方面的研 究起步较晚，只有1 0 余年的历史，但也有许多学者对其进行了较深入的研究。国 内外对各种类型物流配送中心的选址问题在理论和实践方面都取得了令人瞩目的 成就，根据不同的环境条件采用不同的假设形成了许多可行的模型和方法，可以 概括为以下几方面： 1 ) 应用d e l p h i 专家咨询法选择地点i s l 。这类方法中心思路是将专家凭借经验 专业知识做出的判断以数值的形式表示，经过对各个数值的综合分析后做出选址 决策。根据实际情况，将诸如地理、地形、地基、环境、交通、劳动力、城市用 地、城市发展等因素全面考虑，建立一套完整的选址评价指标体系，采用模糊评 价、层次分析等数学方法进行综合评价，进而确定物流配送中心的最优位置就显 得十分有效。对于有限的备选地点，该类方法尽管常常有效，但是若以整个城市 大系统为研究对象来研究物流配送中心的布设选址，则必须具备足够的基础资料， 辅助以定量分析，否则将缺乏足够的说服力。 2 ) 应用连续型模型选择地点。这类方法认为物流配送中心的地点可在平面 上取任意点，这类方法以重心法为代表。鲁晓春等对配送中心的重心法选址作了 深入的研究，认为原有重心法存在问题，并用流通费用偏微分方程来取代原有的 计算公式1 。周梅华也用重心法和微分法相结合的方法在徐州矿业集团自用型配 送中心的选址中得到应用。取得了很好的效果【l 。】。重心法不限于对特定的备选点 的选择，灵活性较大，特别是在单个物流配送中心选址的应用中，已得到多数人 2 第一章序论 的接受和认可。但是这个地址可能位于河流、建筑物或其他无法实现的地点，实 际上找到的最优地址很难得以实际实施。 3 ) 应用离散型模型选择地点。这类方法认为物流配送中心的地点是有限的 几个可行点中的最优点。这类方法认为物流配送中心的备选地点是有限的几个场 所，最合适的地址只能按照预定的目标从有限个可行点中选取。代表性的方法有 整数规划法、鲍姆尔一沃尔夫( b a u m 0 1 w o l f e ) 法、库恩一汉姆布格尔 ( h u e h n h a m b u r g e r s ) 法、反盯氏法、逐次逼近模型法等。a i k e n s 给出了线性规划、 o 1 整数规划、动态规划等九种基本形式的选址模型【l ，】。t a n i g u c h i 采用双层规划 求解了高速公路交叉口附近运输网络中公共物流转运站点的选址问题f 2 0 l 。 h o l m b e r gk 考虑了非线性运输费用的选址问题，并用分枝定界法进行了求解【2 i 】。 f r a n c i s c o b 等用混合整数规划建立了仓库选址模型，除考虑选址的固定费用、运 输费用外，还考虑了库存费用1 2 2 1 。王战权对物流配送中心的选址问题作了研究， 提出了混合整数规划模型，并采用遗传算法对模型进行分析求解1 2 3 1 。刘海燕等在 分析物流系统中库存管理、运输、配送中心之间联系的基础上。应用最优化方法 建立了一个物流配送中心的混合整数规划模型1 2 4 1 。胡刚等在考虑物流配送中心固 定运营提出启发式算法i 。孙会君等对己有多个配送中心存在的前提下，建立选 址成本和可变运营成本等成本因素，以物流配送中心自身能取得的利益最大为目 标，讨论了多种选址影响因素( 主要考虑利润因素) 及多个新增配送中心的复杂情 况1 2 e i 。黎青松等通过对最优库存策略的研究，提出最优库存费用与其承担的需求 量之间具有非线性关系，在总需求一定的情况下，得出总库存费用与配送中心数 目的平方根模拟表达式，提出考虑库存成本的选址模型t ”i 。夏文汇等运用鲍姆尔 沃尔夫模型定量研究企业产品包装物流运输中心的优化问题i ：。1 。 上述各模型的共同点是以各费用之和为目标函数，求使费用达到最小的解。 从不同角度考虑了配送中心选址问题的成本构成，主要都从运输成本、加工处理 成本及库存成本等方面考虑，以及在此基础上对求解方法的研究使得所求解达到 最优。但对于城市复杂环境下，既考虑运输和运营成本，又考虑时间效率和服务 质量，从全局和全过程考虑城市配送中心选址优化模型的建立缺乏研究。 ( 2 ) 配送道路体系优化 2 9 1 1 3 ：1 城市配送道路体系优化是指在城市交通时间、地段、停车等限制约束下，满 足客户配送量、配送量分布、配送服务水平所规划建立的具有覆盖率广、可达性 3 广东工业大学工学硕士学位论文 与连通性好、容量足的城市配送道路网。 配送道路体系优化是一项极其复杂的研究，目前为止人们所做的工作还局限 于配送路线优化选择，而不是真正意义上的配送道路体系优化。 1 2 2 城市物流配送运营系统优化 ( 1 ) 配送中心分派 配送中心分派郎根据每次配送的不同客户组合的需要，在所有配送中心中选 出出货的配送中心，解决这个问题，一般把它转化为该配送中心能为多少客户来 服务，也就是如何对客户进行分组。客户分组是指配送系统中将给定的配送区域 内的众多客户划分为不同的子区域，从而形成一系列的客户子集，每一个客户子 集对应一个配送中心。 常规方法有根据重心原理进行就近优先组合优化法，如利用电子地图作为划 分工具，依靠弧半径来划分m ，以配送中心为圆心，以一定的弧长为半径，落在 圆弧内的客户点，即为该配送中心的服务客户，弧长半径一般要根据实际情况而 定。 ( 2 ) 车辆优化调度 物流配送车辆优化调度问题最早是由d a n t z i g 和r a m s e r 于1 9 5 9 年首次提出， 很快引起运筹学、应用数学、组合数学、图论与网络分析、物流科学、计算机应 用等学科的专家与运输计划制定者和管理者的极大重视，成为运筹学和组合优化 领域的前沿与研究热点问题。各学科专家对该问题进行了大量的理论研究及实验 分析，取得了很大进展。 车辆的优化调度是一个有约束的组合优化问题，属于n p 难题 ( n o n d e t e r - m i n i s t i cp o l y n o m i a lp r o b l e m ) ，高效的精确算法存在的可能性不大。n p 难题的解有多个，随着其输入规模的扩大，问题的求解难度大大增加，求解的时 间呈几何级数上升。目前，尚无有效的精确算法来求解n p 难题。 在求解车辆优化调度问题时，常常将问题分解或转化为一个或几个已经研究 过的基本问题，如旅行商问题，最短路径闯题，最小费用流问题，中国邮递员闯 题等。再用各种优化算法进行求解，以得到原车辆调度问题的最优解或满意解。 国内外学者在这方面做了大量的工作，可总结为脚l | l “1 - 构造高质量的启发式算法， 如节省法、最邻近法、两阶段法、扫描法、插入法、聚类法等等使问题分解为可 4 第一章序论 求的基本问题；引入改进与智能算法，如遗传算法、人工神经网络计算方法、模 拟退火算法、禁忌搜索算法、蚂蚁算法、贪心法、爬山法等使其寻优能力更强； 同时大量的学者还将这两类方法混合实现寻优，解决不同的调度模型。 车辆调度的模型与算法研究已十分丰富，但多变的客户信息、不同的环境、 不同的目标出发点等仍是学者们理论和实践的研究方向。 1 2 3 城市物流配送信息系统优化 配送信息由业务信息和空间信息构成。业务信息包括客户信息、供应商信息、 库存信息、车辆信息等；空间信息包括客户点、配送中心、供应商在空间地理上 的坐标信息、三者连接的网络线路信息。配送信息系统是一个由人、计算机等组 成的能进行配送信息的收集、传送、储存、加工、维护和使用的系统，是一个动 态的、随机的复杂系统。其系统的优化将有关物流费用和完成交易关系中的服务 作为前提条件，明确服务的水平，遵守这些条件，减少占有大部分物流费用的运 送成本。以最少的成本选择运送的手段，通过配车计划和配送的模拟功能实现配 送路线的最佳化。 目前的主流研究方向为将配送模式和信息技术有效结合，采用客户关系管理 ( c r m ) 、计算机电话集成( c t i ) 、地理信息系统( g i s ) 、商业智能化( b i ) ，数 据库( d b ) 及互联网( i n t e r n e t ) 等多项先进技术，实现包括配送中心的选择、 车辆选择、装载商品选择、配送路线选择、车辆跟踪、自动库存控制等内容的专 业物流配送信息管理系统【1 2 ，2 n l 。 1 2 4 城市物流配送的发展方向 近2 0 年来，在多种社会及经济因素的推动下，城市物流配送有了长足的发 展。以信息技术和自动化等先进技术为手段，以良好的交通设施为基础，配送正 在向现代化、高效率的方向迅速发展。目前这一领域中主要存在以下一些重要趋 势。 i ) 物流配送的信息化趋势 配送信息化就是直接利用计算机网络技术重新构筑配送系统。例如建立e d i 系统，以快速、准确、高效地传递、加工和处理大量的配送信息；利用计算机技 术，建立计算机辅助进货系统、辅助配货系统、辅助分拣系统、辅助调度系统、 广东工业大学工学硕士学位论文 辅助选址系统等。信息化是其他先进物流技术在配送领域应用的基础。 2 ) 物流配送的自动化、机械化趋势 配送作业的自动化与机械化突破了体力劳动和手工劳动的传统模式，出现了 大量自动化程度相当高的所谓无人立体仓库，采用了如自动装卸机、自动分拣机、 无人取货系统和搬运系统等自动化物流设施，为高效、快速、优质的配送服务提 供了技术基础。 3 ) 物流配送网络化 主要指物流配送体系的计算机通信网络化和组织网络化，以及所谓的企业内 部网络化( i n t r a n e t ) 。物流配送网络化是物流信息化的必然，是电子商务下物流配 送活动的主要特征之一。 4 ) 物流配送柔性化 配送柔性化即配送中心根据消费需求的“多品种、多批次、短周期”等特点， 灵活组织和实施物流作业，实现配送活动的柔性化。 5 ) 物流配送的条码化、数字化和组合化趋势 为适应配送信息化和自动化的要求，条码技术在配送作业中得到了广泛应 用，给所有的配送货物贴上标准条码，同时尽可能将货物归并为易于自动机械装 卸的组合化货物单元，可以使分拣、配货的速度大幅度地提高。 6 ) 物流配送的多种配送方式组合最优化趋势 多种配送方式和手段的最优化组合，将有效地解决配送过程，配送对象、配 送手段的复杂化问题，从而寻求到配送的最大利益和最高效率。小批量快递配送、 准时配送、分包配送、托盘配送、分销配送、柔性配送、往复式配送、巡回服务 式配送、按日( 时) 配送、定时定路线配送、厂门到家门的配送、产地直送等配 送方式正随着现代物流业的发展在实践中不断优化。 7 ) 物流配送的集约化、共同化发展趋势 配送的集约化、共同化突破了单个企业的个别化配送模式，出现了整个企业、 整个行业的组团式配送活动或配送企业。这对于克服不同企业之间的重复送货、 交错配送，提高车辆使用效率，减少城市交通拥挤，都将带来良好的社会效益和 经济效益。 6 第一章序论 l - 3 本文的研究内容与组织结构 由于我国物流配送业处于起步阶段，城市配送系统规划与城市配送系统运 营、管理、及配送信息系统的研究还十分欠缺，因此如何建立一个高效率、低成 本，在城市背景下运行的物流配送系统理论意义重大。城市物流配送系统是由若 干子系统组成的有机整体，从项目研究和文献查阅来看，人们对各子系统的研究 正在逐步展开和深入。但从全过程、全局对城市配送系统优化的理论方法还很少 见。本文的主要研究内容如下： i 以城市为背景，介绍城市物流配送系统的形成机理。阐述各种主要因素 在城市物流配送系统形成过程中所起到的作用，从系统角度分析城市物流配送系 统的本质、构成、功能、优化手段和目标，提出城市物流配送系统优化的研究框 架； 2 从成本最小化角度出发，考虑集货费用、配送费用、配送中心运营费用 三种费用因素，研究具有广泛实际意义的多配送中心城市物流配送网络系统优化 模型，并运用启发式算法一贪婪取走算法对该模型进行优化； 3 从满足客户需求最大化和配送运营成本最小化的角度出发，考虑时间窗 约束，提出城市物流配送运营问题，建立系统模型，在构造配送算法时，把该复 杂模型分解成配送中心选择以及车辆调度两个阶段，对每个阶段采用启发式算法 分别进行优化，最后从整体上修正和调整，得出优化解： 4 根据城市物流配送的特点，结合g i s 技术，建立物流配送信息系统，分 析了系统的主要功能模块、设计了系统的主工作流程和空间数据库系统、实现了 各核心功能。 7 广东工业大学工学硕士学位论文 _iiiiii i 一 一 本文的组织结构见下图1 1 。 i 第一章介绍背景知识，以及课题的国内外研究概况， 提出城市物流配送系统优化的研究框架 0 第二章介绍城市物流配送系统形成机理，本质，构 成，功能，优化手段 上 第三章建立城市物流配送网络系统模型，并提出优 化算法 j r i 第四章建立城市物流配送运营系统模型，并提出优 e 化算法 上 i 第五章介绍城市物流配送信息系统，设计系统核心 功能，演示主工作流程 上 全文总结。发展方肉 图1 i 论文结构 s 第二章城市物流配送系统形成机理研究 第二章城市物流配送系统优化论 2 1 城市物流配送系统形成机理 城市物流配送系统形成机理的研究主要是揭示城市物流配送系统形成过程 中各种主要因素的作用。剖析发达城市物流配送系统形成机理，可以归结为：城 市物流配送市场需求使其形成自底向上的推动力，政府的积极引导规划使其形成 自顶向下的推动力，这两种推动力的不断互动、融合，是城市物流配送系统形成 的最有效动力源；物流与供应链管理的理论和实践为城市物流配送的形成与扩展 提供了可借鉴的理论与方法，完善了城市物流配送系统：诸如信息技术、通讯技 术、网络技术、数据库技术、优化技术等现代技术是城市配送系统形成的强有力 的支持和保障。因此，本节将从城市物流配送市场需求、政府的积极引导和规划、 物流与供应链管理理论与实践的推动、现代技术的支持等阐述城市物流配送系统 的形成机理。 2 1 1 市场需求是城市物流配送系统形成的自底向上推动力 自古以来，市场是无形的手，市场需求最具生命力，这种力可称为自底向上 推动力，即由微观层面汇集到宏观层面，这种力量源于市场的微观面、来自不同 的企业、客户，通过统计的力量实现市场资源的有效配置。自上世纪初以来，城 市物流配送市场需求不断旺盛，极大的推动着城市配送供给形成与壮大，良好的 服务又反过来促进了城市物流配送需求方的更多生成，这种关系也就体现为城市 配送系统的供需平衡，这也是城市物流配送系统形成的基础。城市物流配送系统 形成的自底向下推动力来源于城市物流配送随商业形态、消费方式的不断改变而 产生旺盛的市场需求，下面分述之。 1 ) 城市商业连锁经营产生商业配送需求动力 现代零售商业生命力源于商家对消费者需求的满足，早期消费者对零售商家 的需求，就是能买到需要的商品。随着经济市场的发展繁荣，消费者可选择的商 家在增加，人们生活的节奏也在加快，就是消费者对零售商家的需求己经逐渐上 升，上升为能够便利地买到需要的商品，这种便利包括交通便利、区域便利、进 出便利、购物便利。 9 广东工业大学工学硕士学位论文 连锁经营正是具有这种便利的先进的商业组织形式，连锁经营的范围十分广 泛，如连锁超市、连锁便利店、连锁专卖店、连锁快餐店、连锁服务店等等。从 国外成熟的零售业市场分析，连锁商业以“规模经济性”和服务上的“便利性”，相 结合，以统一的商号，统一的管理，统一的核算，统一的经营理念，统一的采购 配送直至统一的价格，在激烈的市场竞争中处于领先地位，越来越成为市场的主 流商业形态。在欧美发达国家，连锁商业所实现的销售额己经占到社会商品零售 总额的6 0 7 0 。在德国，m e t r o ，r e w e ，a l d i ，l i d a 等6 大连锁经营贸 易集团占有了全德生活用品贸易的8 5 。相比之下，我国的连锁商业耳前所实现 的占总额6 的销售份额，其发展空间是十分巨大的。 我国连锁商业从出现至今，才不过十几年的历史，正处于一个起步阶段，目 前还存在着许多问题和困难，连锁经营的效益尚未充分发挥出来。配送中心就是 其中一个很突出的问题。据调查，我国连锁商业配送中心目前的主要问题是：( 1 ) 配送中心徒有虚名；( 2 ) 配送中心内设施薄弱，功能不齐；( 3 ) 配送中心设立后，并 没有享受到价格上的优势。 2 0 0 5 年6 月，商务部部长助理黄海在全国城市商业网点规划工作座谈会上讲 话时指出：现代流通是决定经济运行速度、质量和效益的重要因素。发展现代流 通，有利于促进国民经济快节奏、低成本、高效率运转，实现经济增长方式的转 变。推进流通现代化，一是重点发展连锁经营、物流配送、电子商务等现代流通 方式和组织形式；二是推进超市、便利店、折扣店、专业店、专卖店等新型业态 的发展；三是加大对传统流通服务业的改造力度，加快发展有形市场的电子交易 系统，提升传统业态的管理和服务水平。在推进流通现代化工作中，要坚持以信 息化带动流通的现代化，要把现代流通技术和管理的运用作为流通现代化的核心。 改变传统商业存在的“小、散、乱、差”的问题，提高商业的整体水平，提升城市 的整体形象。 可以预言，我国的连锁经营配送在政府的推动下，与国外差距将会进一步缩 小，随着城市消费水平的提高，将会有一个十分广阔的市场需求。 2 ) 消费方式的变化产生大众配送需求动力 消费方式变化是社会文明进步的重要特征之一，经济发达国家的消费方式很 大一部分体现为社会化，如饮食社会化可以节省大量时间用于工作学习休息等。 过去我国家庭消费基本上是种封闭、半封闭方式，自给自足、自我服务是 l o 第二章城市物流配送系统形成机理研究 其典型特征。在未来年代里，我国家庭消费方式将转向社会化，将家庭的部分劳 务转移到社会服务部门，以使家庭成员腾出时间来，用于学习、娱乐和消遣。 另外，社区商业是城市商业的基础，是满足居民综合消费的重要载体。随着 消费需求和消费结构的变化，居民对社区商业的需求日益增加，对社区配送服务 的需求，诸如食品、药品、包裹等都将有旺盛的需求。 3 ) 电子商务产生实物配送需求动力 i n t e r n e t 紧密地连接企业与客户、企业与企业、客户与客户，从而产生了企业、 伙伴、供应商和客户之间相互协作的、利用电子方式来完成的、一种全新的价值( 金 钱、货物、服务和信息) 交换方式一电子商务。 政府推行更开放自由的经济政策：技术环境和应用不断完善成熟；企业追求 更大的商业价值；客户追求更大的实惠和个性化的满足。这四种力量相互支持、 扭合、循环推动电子商务的蓬勃发展。 随着网络经济电子商务的发展，商品的交易时间已经可以达到马克思所言的 “等于零或者趋近于零”的境界。电子商务使商品交易发生了巨大的革命，不仅时 间缩短，交易速度加快，而且可以大大降低商业交易的交易成本。尤其对于个性 化不强的商品，对于现代经济中大量按标准生产的，有严格品种、规格、质量标 准约定的产品，可以在网上实现全部商业交易活动，就此丽言，以互联网为平台 的电子商务具有非常大的优势。 在国外，商家为了充分利用电子商务优势而又完成实物配送工作，已进行了 许多成功实践，如德国的连锁店发展电子商务时同时与德国邮政联手，通过其优 良的邮政网络将网上购物送达千家万户：在日本，连锁商店成为电子商务必争之 地。先是索尼等7 家大公司与日本规模最大的连锁商店“7 1 l ”宣布成立电子商务 交易新公司，之后各个连锁商店纷纷效仿。 在我国，当前基于电子商务下的物流配送的发展不能适应电子商务发展，由 此产生了电子商务的瓶颈问题。主要表现，在网上实现商流活动之后，没有个 高效率的企业或社会物流配送系统对商品的转移提供低成本、适时、适量的转移 服务，且配送成本过高、速度过慢是参与电子商务的买方最为不满的问题。这个 不满正推动着我国物流配送系统的努力跟上，反过来又推动着电子商务的发展。 综上所述：配送市场需求动力对城市物流配送系统形成的作用体现在：其一， 配送需求表现为多品种、短距离、小批量、多频次：其二，配送需求特点要求与 广东工业大学工学硕士学位论文 之适应的配送模式提供服务，产生了具有这种能力的配送供给方；其三，配送供 给方需将分散随机的配送量化零为整，集中配送，才能降低配送成本，拥有需求 市场，由此促进了配送网络化与共同化；其四，配送供给方能将需求方的分散库 存变为流通部门集中库存，实现整个城市库存总量的降低，减少仓储面积，由此 推动了配送设施的合理化；其五，供需双方的磨合促进了两者的稳定。 2 1 2 政府引导规划是城市物流配送系统形成的自顶向下推动力 与市场的无形手对应的是政府的有形手，其力量是一种自顼向下的力，即由 宏观层面到微观层面，市场供需体现了不同微观层面，来自不同的企业、客户， 是一种趋利性的局部行为，具有分散性、局部性和随机性，即“群氓”性，这种局 部行为汇集起来即体现为宏观层面，自由的产生将更多体现为种无序性，若将 这种无序性整合变有序性，系统将是最为稳定可靠。而政府的引导规划最具这种 功能。 政府的引导规划对城市物流配送系统的形成作用体现如下： 1 ) 规范化管理城市物流配送市场 限制配送企业准入。如车型和车辆数限制等，避免市场过度竞争；指定与完 善配送标准规制，如托盘标准、配送设施技术标准等，推进配送文明。 2 ) 制定配送业发展的鼓励政策 从人才培训、技术与管理提升、配送中心建设等给予鼓励政策，促进配送业 发展。 3 ) 统一规划建设配送中心 统一规划建设配送中心。避免重复建设。 4 ) 构建城市物流配送信息系统公共平台 为城市配送系统成员进行信息发布、查询、交易、结算等提供公共平台。 5 ) 规划和建设城市物流配送道路体系 在交通管理上制定符合城市物流配送目标的配送道路通行体系，提高配送效 率。 2 1 3 物流与供应链管理理论加速完善城市物流配送系统 所谓物流，就是以最高效率和最大成本效益满足客户需求为目的，对从生产 第二章城市物流配送系统形成机理研究 地点到消费地点的所有商品、服务和相关信息的传递和存储进行规划、实施和控 制的过程。这种物流定义被广泛引用。9 0 年代后期对物流发展影响最深的是许多 企业提出了供应链管理_ ( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ) 的概念。供应链是指从原料采 购到制成品，从生产商、批发商、经销商、零售商直至消费者之间所组成的营销 网络。对供应链中的信息流、物流和资金流进行规划、设计和控制，从而增强整 个供应链的竞争实力，提高供应链中各成员的效率和效益。物流与供应链管理理 论实质可体现为： 1 ) 强调从功能管理向过程管理的转变 传统的管理将供应链中的采购、制造、市场营销、配送等功能活动分割开来、 独立运作，而这些功能都具有各自独立的目标和计划，这些目标和计划经常冲突， 供应链管理就是达成这种一致协调的机制。不仅在企业内部要向过程管理过渡， 在企业外部，管理供应链上游、下游的各个合作伙伴的业务活动，也需要从功能 管理向过程管理过渡。 2 ) 强调从利润管理向赢利性管理转变 传统的管理将利润作为企业管理的重点，但现代管理认为利润管理还是很粗 放，因为利润只是一个绝对指标，并不具有可比性；应该用相对指标来衡量企业 的经营业绩，而赢利性就是个相对指标。所以，国外企业界现在强调要进行赢 利性管理。这种赢利性是建立在“双赢”基础上的，只有供应链各方均具有较好的 赢利性，企业自身的赢利性才有可能得到保证。 3 ) 强调从产品管理向顾客管理转变 在买方市场上，是顾客( 而不是产品) 主导企业的生产、销售活动，因此顾 客是核心，顾客是主要的市场驱动力。而供应链上非常关键的一环就是顾客。在 买方市场上，供应链的中心是由生产者向消费者倾斜的，顾客管理就成为供应链 管理的重要内容。 4 ) 强调从交易管理向关系管理转变 传统的供应链伙伴之间的关系是交易关系，所考虑的主要是眼前的既得利 益，因此不可避免地出现供应链伙伴之间为了自身利益而牺牲他人利益的情况。 现代管理理论认为，可以找到一种途径， 径就是，要协调供应链成员之间的关系， 体的交易成本最小化、收益最大化。 能同时增加供应链各方的利益，这种途 并以此为基础进行交易，以使供应链整 广东工业大学工学硕士学位论文 5 ) 强调从库存管理向信息管理转变 企业对待库存的心理一直都十分矛盾，在供应链成员之间，一会儿排斥库存、 一会儿囤积库存，造成巨大浪费。可以换一个角度去考虑问题：用信息代替库存。 企业持有的是“虚拟库存”而不是实物库存，只有到供应链的最后一个环节才交付 实物库存，从而可以大大降低企业持有库存的风险。因此，用及时、准确的信息 代替实物库存就成为供应链理论的一个重要观点。 城市物流配送系统是物流与供应链上的末端子系统，从系统的角度来说，子 系统融合于母系统之中，子系统接受运用母系统的理论方法是十分有效的，大量 成功的城市物流配送系统的规划运营管理的实践都可说明论证。 由此，物流与供应链管理理论为城市物流配送系统形成运行提供了十分有效 的理论依据，加速了世界各地城市物流配送系统的形成和完善。 2 1 4 现代技术支撑城市物流配送系统 现代技术支撑着城市物流配送系统，通过现代技术的运用，城市物流配送系 统可以在订单客户分散、订单金额量小、商品数量繁多、城市交通拥挤、存储空 间狭小、运货时间紧等种种随机散乱无序的状态下，实时动态生成一个使供应商、 配送企业与客户的信息、城市交通的信息、行业信息等全面融合的优化方案。若 没有现代技术的支撑，城市物流配送系统是不可能有效、准确、低成本的建设运 营与管理。如表2 1 所示，是现代技术在城市物流配送系统的应用。 表2 1 现代技术在城市物流配送系统的应用 领域技术类型应用 条码( b a r c o d e )自动扫描识别技术，解决了数据录入和数据采集的“瓶颈”问题。 技术可进行仓储运输、时点销售、售后服