（计算机应用技术专业论文）基于混合粒子群算法的物流配送车辆路径问题的研究.pdf

摘要 配送是物流系统中很重要的一个环节。在物流的各项成本中，配 送成本占了相当高的比例。车辆路径问题是配送系统中的核心问题， 也是研究热点之一。路径安排合理能有效提高运输效率、降低服务成 本。本文以物流配送为背景，对物流配送车辆路径问题和带时间窗的 车辆路径问题采用基于爬山算法的混合粒子群算法进行了深入的研 究。 粒子群算法是一种基于群智能方法的演化计算技术，具有深刻的 智能背景，广泛应用于科学研究和工程问题。针对粒子群算法早熟收 敛和局部搜索能力不足的缺陷，本文引入局部搜索能力强的爬山算法 对其进行优化，提出了基于爬山算法的混合粒子群算法。设计了两种 混合粒子群算法，对每代群体中的全局极值引入爬山操作构成混合 p s o 方案一，对每个粒子进行爬山操作构成混合p s o 方案二。混合 粒子群算法在局部搜索能力和收敛速度上较标准p s o 都有很大的改 进。混合p s o 方案一局部搜索能力大于标准p s o ，混合p s o 方案二 局部搜索能力大于混合p s o 方案一。混合p s o 方案二的收敛速度最 快，混合p s o 方案一次之，标准p s 0 的收敛速度最慢。 本文在查阅大量中外文献的基础上，结合物流配送的特点，建立 了物流配送车辆路径问题的数学模型。采用标准p s o 算法、混合p s o 方案一和混合p s o 方案二3 种方法求解了物流配送车辆路径问题和 带时间窗的车辆路径问题。仿真试验表明，本文提出的混合p s o 方 案一和混合p s o 方案二性能均优于标准p s o 。混合p s o 方案二的性 能最优，具有很强的收敛能力，能够有效地求解物流配送车辆路径问 题。该方法对物流配送企业优化配送路径、降低配送成本和提高物流 经营管理水平，最终增加企业的竞争能力具有重要的参考价值。 关键词物流配送，车辆路径问题，粒子群算法，爬山算法 a b s t r a c t d i s t r i b u t i o np l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei ni o g i s t i cs y s t e m ，a n dt a k e s a c c o u n tf o rc o n s i d e r a b l ep r o p o r t i o ni nv a r i a b l ec o s t si nl o g i s t i c s v e h i c l e r o u t i n gp r o b l e mi st h ek e yq u e s t i o na n do n eo fr e s e a r c hh o ts p o t si n l o g i s t i cd i s t r i b u t i o ns y s t e m i nt h i st h e s i s v e h i c l er o u t i n gp r o b l e ma n d v e h i c l er o u t i n gp r o b l e mw i t ht i m ew i n d o w sw e r es t u d i e db yh y b r i d p a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o no nt h eb a s i so f m o d e r n1 0 g i s t i c st e c h n o l o g y p a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o ni sak i n do fe v o l u t i o n a r yc o m p u t a t i o n b a s e do ns w a r mi n t e l l i g e n c e i ti sn o to n l ys u i t a b l ef o rs c i e n t i f i cr e s e a r c h b u ta l s os u i t a b l ef o re n g i n e e r i n ga p p l i c a t i o n 。h o w e v e r , i ti sn o tp e r f e c tf o r i t sp r e c o c i o u sc o n v e r g e n c ea n db a dl o c a lo p t i m i z a t i o na b i l i t y i nt h i s t h e s i s 。p a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o nw a sc o m b i n e dw i t hm o u n t i n g c l i m b i n gm e t h o d ，w h i c hw a sg o o da tl o c a lo p t i m i z a t i o n ，t oo v e r c o m et h a t w e a k n e s so fp a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o n t w od i f f e r e n th y b r i dp a r t i c l e s w a r mo p t i m i z a t i o nm e t h o d sw e r ep r o p o s e d i nh p s on o 1 ，m o u n t i n g c l i m b i n go p e r a t i o nw a si n t r o d u c e dt ot h e 酉o b a lo p t i m a lv a l u eo fe a c h i t e r a t i v e i nh p s on o 2 ，m o u n t i n gc l i m b i n go p e r a t i o nw a si n t r o d u c e dt o e a c hp a r t i c l e t h eh y b r i dp a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o n sh a db e t t e rl o c a l o p t i m i z a t i o na b i l i t ya n dc o n v e r g e n c er a t et h a nb a s i cp s o h p s on o 1 h a db e t t e rl o c a lo p t i m i z a t i o na b i l i t yt h a nb a s i cp s o h p s on o 2h a d b e t t e ro p t i m i z a t i o na b i l i t yt h a nh p s on o 1 h p s on o 1a n dh p s o n o 2h a db e t t e rc o n v e r g e n c er a t et h a nb a s i cp s o h p s on o 2h a dt h e b e s tc o n v e r g e n c er a t e o nt h eb a s eo fa n a l y s i n gt h er e s e a r c ho nv e h i c l er o u t i n gp r o b l e m ( v r p ) b o t hh e r ea n da b r o a d ，t h i st h e s i sb u i l d e du pv r p sm a t h e m a t i c a l m o d e la c c o r d i n gt od i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c h p s 0n o 1 h p s on o 2 a n db a s i cp a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o nw e r ea p p l i e dt os o l v ev e h i c l e r o u t i n gp r o b l e ma n dv e h i c l er o u t i n gp r o b l e mw i mt i m ew i n d o w s s i m u l a t i o nr e s u l t ss h o w e dt h a tt h ea p p l i c a t i o np e r f o r m a n c eo fh p s 0 n o 1a n dh p s 0n 0 2w e r eb e t t e rt h a nt h a to fb a s i cp a r t i c l es w a r m o p t i m i z a t i o na n dh p s on 0 2w a st h eb e s t h p s on o 2h a dg o o d c o n v e r g e n c et os o l v et h ev r pe f f e c t i v e l y i tw a saw o r t h w h i l er e f e r e n c e m e t h o df o r1 0 9 i s t i c sc o m p a n yt oo p t i m a lt h ev e h i c l er o u t e ，r e d u c et h e n o p e r a t i o n a lc o s t ，i m p r o v et h em a n a g e m e n tl e v e r ，a n du l t i m a t e l yi m p r o v e t h ec o m p e t i t i v ea b i l i t yo f t h ee n t e r p d s e k e yw o r d sd i s t r i b u t i o n ，v e h i c l er o u t i n gp r o b l e m ，p a r t i c l es w a r m o p t i m i z a t i o n ，m o u n t i n gc l i m b i n gm e t h o d l 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论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，也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名：j 悱 日期：丑吐年乒月丝日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位 论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论 文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者签名： 玲斗 导师签名必日期：望崆年上月丝日 硕十学位论文第一章绪论 第一章绪论 1 1 课题的研究背景及意义 我国物流概念出现在1 9 7 9 年，到2 0 世纪9 0 年代中期以后政府和企业开始 重视物流作为“第三利润的源泉”的价值和战略地位，并把物流推向个崭新的 发展阶段。资料显示i l 】，1 9 9 1 年至2 0 0 3 年，中国社会物流货物总额从3 5 万亿 元人民币上升为2 9 6 万亿元人民币，增长8 4 倍。据中国物流信息中心最近公 布的最新统计数据显示，2 0 0 4 年一季度，中国社会物流货物总额达8 2 1 8 2 亿元 人民币，同比增长3 1 7 ，物流业增加值占同期g d p 比重为6 8 ，占第三产 业增加值的比重为2 0 9 ，成为拉动g d p 增长和第三产业发展的稳定因素。此 外，物流对提高经济竞争力也有着十分明显的作用。有关资料显裂l j ：我国物流 成本占g d p 的比重约为2 0 ，而发达国家一般只有1 0 左右。如果物流成本 降低1 个百分点，那么将产生社会效益2 0 0 亿元。如此之大的经济效益如果能合 理挖掘，将会对我国国民经济的发展产生巨大的影响。 物流作为“第三利润源泉”，对现代经济活动的作用已经越来越明显，也引 起了人们的普遍重视。在经济全球化和信息化的大环境下，现代物流从早期的为 社会提供传统的运输仓库服务向产品包装、分拣、配送、流通加工等增值服务扩 展。 配送是物流系统中由运输环节派生出来的功能，是物流系统中一个重要的环 节。我国物流学界对物流配送的定义是1 2 ：根据用户的订货要求和时间计划，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。一般来说，配送是由备货、理货和送货三个基本环节组成。备货是配送业务 的基本环节，涉及准备和筹集货物等操作性活动。理货是按照客户需求，对货物 进行分拣、配货、包装等一系列操作性活动。送货是配送业务的核心，也是备货 和理货工序的延伸。在物流运动中的送货实际上就是货物的运输，因此，常常以 运输代表送货。运输费用在全部物流费用中占的比例最高，一般综合分析计算社 会物流费用，运费在其中约占5 0 【3 】，有些产品的运费甚至高于生产费用。调查 显示，我国车辆的运输成本是欧洲和美国的3 倍，全国运输汽车的空驶率约3 7 ，其中汽车物流企业车辆空驶率高达3 9 ，存在着回程空驶、资源浪费、运 输成本高等问题。我们不难看出运输费用节约的潜力非常大。 采用科学的方法确定合理的配送路线，是配送活动中的一项重要工作。合理 的选择配送路线，对企业和社会具有很重要的意义。对企业而言，优化配送路线， 硕士学位论文第一章绪论 可以提高配送效率，对配送车辆做到物尽其用，尽可能的降低配送成本；可以准 时、快速的把货物送到客户的手中，能极大地提高客户满意度：有利于企业提高 效率。对社会而言，它可以节约运输车辆，缓解交通紧张状况，减少噪声、尾气 排放等运输污染，为保护生态平衡、创造美好家园作出贡献。 本文本着为物流配送企业提供决策支持的目标出发，对物流配送及车辆路径 问题进行了详细的分析，建立了物流配送车辆路径问题的数学模型，采用了基于 爬山算法的混合粒子群算法对问题求解。近年来，人们在函数优化、神经网络训 练、工业系统优化与控制等问题上用粒子群算法进行了探索，但在车辆路径问题 中的应用才刚刚开始。本文的研究一方面丰富了粒子群算法在车辆路径问题中的 应用，另一方面为继续深入研究物流配送车辆路径问题及其计算机实现打下了基 础，具有较大的理论意义和实际意义。 1 2 国内外研究现状 物流配送车辆路径问题( v e h i c l e r o u t i n g p r o b l e m ，简称v r p ) 问题自d a n t z i g 和r a m s e r 4 1 于1 9 5 9 年首次提出以来，便很快引起了运筹学、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的制定者 和管理者的极大重视，成为运筹与组合优化领域的前沿与研究热点1 5 l 。v r p 问题 一般定义为：对一系列发货点和或收货点，组织适当的行车路线，使车辆有序 地通过它们，在满足一定的约束条件( 如货物需求量、发送量、交发货时间、车 辆容量限制、行驶里程限制、时间限制等) 下，达到一定的目标( 如路程最短、 费用最小、时间尽量少、使用车辆尽量少等) 。从定义可以看出，旅行商问题 ( t r a v e l i n gs a l e s m a np r o b l e m ，简称t s p ) 是车辆路径问题的一个特例。由于 g a e r y 6 】已证明旅行商问题是n p 难题，因此，v r p 也是n p 难题。 v r p 问题的求解算法可以说是相当丰富，根据对这些算法本质的分类研究， 基本上可以分为精确算法和启发式算法两大类。 精确算法是指可以求出最优解的算法，主要有：分枝定界法 ( b r a n c h - a n d b o u n d a l g o r i t h m ) 、割平面法( c u t t i n gp l a n e s ) 、动态规划( d y n a m i c p r o g r a m m i n g ) 和网络流算法( n e t w o r kf l o w a p p r o a c h ) 。精确算法的计算量一般 随问题规模的增大而呈指数增长，所以多用于规模较小的问题f j 。 启发式算法是指一种基于直观或经验构造的算法，目标是在可接受的计算时 间或是占用空间下得出待解决问题的满意解，而不是最优解。 目前己提出的启发式算法很多，分类也相当多，按r e g oc e s a r 的分类法有 以下几类1 8 】： 2 硕士学位论文第一章绪论 1 、构造算法 根据一些标准，每一次将一个不在线路上的点增加进线路，直到所有的点都 被安排进线路为止。该类算法的每一步，把当前的线路构形( 很可能是不可行的) 跟另外的构形( 也可能是不可行的) 进行比较并加以改进，最后得到一个较好的 可行构形。另外的构形指，或是根据某个判别函数( 例如总费用) 可产出最大限 度节约的构形，或是能以最小代价把一个不在当前构形上的需求对象插入迸来的 构形。构造算法是最早提出用来解决旅行商问题及车辆路径问题的，这些方法一 般速度快，也很灵活，但这类方法有时找到的解和最优解相差很远。 2 、两阶段法 学者们通过对构造算法的研究，认为由构造算法求得的解可以被进一步改 进，为此提出了两阶段法。第1 阶段得到一个可行解，第2 阶段通过对点的调整， 在始终保持解可行的情况下，力图向最优目标靠近，每一步都产生另一个可行解 来代替原来的解，使目标函数值得以改进，一直继续到不能再改进目标函数值为 止。一般第1 阶段常用构造算法，在第2 阶段常用的改进技术有2 一o p t l 9 】，3 - o p t 】 和3 - o p t 1 1 】。这是一种在解的领域中搜索，对初始解进行某种程度优化的算法， 以改进初始解。一些基于数学规划的算法也属于两阶段法，可以把闯题直接描述 成一个数学规划问题，根据其模型的特殊构形，应用一定的技术( 如分解) 进行 分划，进而求解已被广泛研究过的子问题。两阶段法是目前成果最丰富，应用最 多的类方法。每一种方法讨论的情况不尽一致，适用范围也不完全相同。 3 、不完全优化算法 以启发式准则来代替精确算法中的决策准则，以缩小解搜索的空间。 4 、改进优化算法 从一个初始解开始，通过对当前解进行反复局部扰动以达到较好的解。主要 包括禁忌搜索算法、遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法和粒子群算法等。 禁忌搜索( 1 曲us e a r c h 或t a b o os e a r c h ，简称t s ) 的思想最早由g l o v e r 在 1 9 8 6 年提出，它是对局部邻域搜索扩展后的一种全局逐步寻优算法【l 羽。禁忌算 法采用一个禁忌表记录下已经达到过的局部最优点，在下一次的搜索中不再或是 有选择的搜索这些点，以此来跳出局部最优点。禁忌搜索算法的搜索速度快，效 率高，适用于大规模的优化计算。它的主要缺陷是对初始解有较强的依赖性和搜 索过程中只能对一个解操作，所以往往需要使用别的启发式算法先获得一个较好 的初始解。g e n d r e a u 、j i e f e n g 、b a r b a r o s o g l u 、i - m i n gc h a o 、蔡延光、朗茂祥l l 1 3 】 都曾利用禁忌搜索算法求解车辆路径问题，并取得了很多研究成果。 遗传算法( g e n e t i ca l g o r i t h m ，简称g a ) 是近年来迅速发展起来的一种全 新的随机搜索与优化算法，其基本思想是基于d a r w i n 的进化论和m e n d e l 的遗传 3 硕士学位论文第一章绪论 学说。该算法由密执安大学教授h o l a n d 及其学生于1 9 7 5 年创型”j 。遗传算法通 过保持一个潜在解的种群进行多方向的搜索，采用概率转移来选择部分个体，创 建新后代，发展成一种有效的自适应启发式概率迭代式全局搜索方法，适合求解 带多个参数、多个变量的n p 难题。它的主要缺陷是过早收敛和搜索效率低等。 目前国内外已有大量文献【2 7 1 讨论了利用遗传算法求解车辆路径问题。 一 模拟退火算法( s i m u l a t e d a n n e a l i n g ，简称s a ) 又称为模拟冷却法、统计冷 却法、m o n t e c a r l o 退火法、随机松弛法和概率爬山法等。模拟退火算法是一种 新的统计优化方法，其思想最早是由m e t r o p o l i s n l 2 8 1 等人借鉴统计热力学中物质 退火方法而提出的。1 9 8 3 年鼬r kp a t r i c k 等人1 2 9 1 开展了一些富有成效的工作，成 功地将该思想引入组合优化理论，解决了许多诸如v l s i 等大规模优化设计问题。 近年来该算法引起了巨型计算机系统设计、大规模集成电路优化、图像处理、生 物学、分子物理和化学、数值分析、复杂布局等领域广泛的重视。近来，也有不 少专家研究发展了模拟退火算法在车辆路径问题中的应用，文献1 3 0 i 设计了一种 改进的模型退火算法求解有时间窗的车辆路径问题，文献 3 q 用模拟退火算法来求 解装卸混合的车辆路径问题。 蚁群算法( a n tc o l o n ya l g o r i t h m ，简称a c a ) 是由意大利学者d o r i g o l 3 2 郧l 等人于2 0 世纪9 0 年代初期通过模拟自然界中蚂蚁集体寻径的行为而提出的一种 基于种群的启发式仿生进化系统。蚁群算法包含两个基本阶段【3 4 j ：适应阶段和协 作阶段。在适应阶段，各候选解根据积累的信息不断调整自身结构。在协作阶段， 候选解之间通过信息交流，以期望产生性能更好的解，这类似于学习自动机的学 习机制。蚁群算法在车辆路径问题的研究也比较多，文献【3 5 】设计了一种动态蚁群 算法求解带时间窗的车辆路径问题，文献【3 6 】提出了一种基于可行解两阶段构造策 略的自适应混合蚁群算法求解有硬时间窗的车辆路径问题。 粒子群算法( p a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o n ，简称p s o ) 是一种基于群智能方 法的演化计算技术。p s o 最早是由k e n n e d y 和e b e r h a r t 于1 9 9 5 年提出的1 3 ”。p s o 同遗传算法类似，是一种基于群体的优化工具。系统初始化一组随机解，通过迭 代搜寻最优值。但是并没有遗传算法的交叉以及变异，而是粒子在解空间追求最 优的粒子进行搜索。在p s o 系统中，每个备选解被称为一个“粒子”( p a r t i c l e ) ， 多个粒子共存、合作寻优( 近似鸟群寻找食物) ，每个粒子根据它自身的“经验” 和相邻粒子群的最佳“经验”在问题空间中向更好的位置“飞行”，搜索最优解。 每个粒子在解空间中同时向两个点接近，第一个点是整个粒子群中所有粒子在历 史搜索过程中所达到的最优解，称为全局极值；另一个点则是每个粒子在历代搜 索过程中自身所达到的最优解，被称为个体极值。文献0 8 , 3 9 1 分别将粒子群算法用 于车辆路径问题和带时间窗的车辆路径问题，研究表明粒子群算法可以快速、有 4 硕十学位论文 第一章绪论 效地对问题进行求解。文献【舯1 采用改进微粒群优化算法对车辆路径问题进行了求 解，通过与遗传算法和双种群遗传算法的比较表明改进微粒群算法是求解车辆路 径问题的有效方法。文献i 4 ”将局部版粒子群算法应用于非满载车辆路径问题，研 究表明该算法提高了搜索最优路径的成功率，能更有效地求解非满载车辆路径问 题。 ， 1 3 论文研究的主要内容 在查阅大量文献的基础上，本文对物流配送、粒子群算法和车辆路径问题做 了详细的介绍和总结，结合物流配送的特点建立了与之相适应的车辆调度模型， 针对粒子群算法局部搜索能力不足，在粒子群算法中引入局部搜索能力强的爬山 算法对粒子群算法进行优化。提出了两种爬山方案，构造了两种不同的混合粒子 群算法。对每代群体中的全局极值引入爬山操作构成混合p s o 方案一，对每个 粒子进行爬山操作构成混合p s o 方案二。用标准p s o 、混合p s o 方案一和混合 p s o 方案二3 种算法分别求解了物流配送车辆路径问题和带时间窗的车辆路径 问题。算例分析表明本文提出的混合p s o 方案一和混合p s o 方案二性能均优于 标准p s o 。混合p s o 方案二的性能最优，能迅速有效地收敛到最优解，是求解 物流配送车辆路径问题和带时间窗的车辆路径问题的有效方法。 本文的结构安排如下： 第一章首先讨论了问题提出的背景以及研究的意义；对物流配送车辆路径 的研究方法和研究现状做了详细地阐述；提出了本文的研究思路及研究框架。 第二章介绍了物流配送的概念、特点和分类；研究了我国的配送现状，对 我国物流配送的发展前景傲了展望；研究了物流配送车辆路径问题的分类、约束 条件及其模型；最后对配送车辆路径优化原则做了详细地探讨。 第三章本章首先对粒子群算法进行了介绍，包括粒子群算法的基本原理、 数学描述和算法的特点；其次，阐述了粒子群算法的变化和改进；再次，介绍了 粒子群算法在物流领域中的应用；最后分析了在粒子群算法中引入爬山算法进行 优化的原因。 第四章结合物流配送的特点，建立了物流配送车辆路径的数学模型；在粒 子群算法中引入了爬山算法构成了混合粒子群算法，对每代群体中的全局极值引 入爬山操作构成混合p s o 方案一，对每个粒子进行爬山操作构成混合p s o 方案 二；分别用标准p s o 、混合p s o 方案一和混合p s o 方案二3 种算法求解了物流 配送车辆路径问题的算例，对算法的性能做了详细地分析。 第五章详细地介绍了时问窗的分类；建立了带软时间窗的物流配送车辆路 硕+ 学位论文 第一章绪论 径问题的数学模型；分别用标准p s o 、混合p s o 方案一和混合p s o 方案二3 种 算法求解了带时间窗物流配送车辆路径问题，研究了时问窗约束对配送路径的影 响。 第六章对本文进行了小结，总结了论文的主要工作及有待改进之处，并对 进一步研究方向进行了展望。 6 硕七学位论文第二章物流配送及车辆路径问题 第二章物流配送及车辆路径问题 2 1 配送的概念与特点 配送是物流系统中一个重要的直接与消费者相连的环节。我国物流学界对物 流配送的定义为1 2 】：根据用户的订货要求和时间计划，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。一般来说，配送一 定是根据用户的要求，在物流据点内进行分拣、配货等工作，并将配好的货物适 时地送交收货人的过程。 配送的概念可以从以下两个方面来认识： 第一，从经济学资源配置的角度，对配送在社会再生产过程中的位置和配送 的本质行为予以描述：配送是以现代送货形式来实现资源最终配置的经济活动。 这个概念的内涵概括了四点： 1 、配送是资源配置的一部分，因而是经济体制的一种形式。 2 、配送是4 最终资源配置”，是接近顾客的配置，接近顾客是经营战略至关 重要的内容。 3 、配送的主要经济活动是现代送货，这里所强调的是现代送货，表述了和 我国旧式送货的区别，即以现代生产力、劳动手段为支撑，依靠科技进步，实现 “配”和“送”有机结合的一种方式。 4 、配送在社会再生产过程中，处于接近用户的那一段流通领域。因此，可 以说，配送是一种重要的方式，有其战略价值，但是由于其局限性，并不能解决 流通领域的所有问题。 第二，从配送的实施形态角度来理解：按用户订货要求，在配送中心或其它 物流据点进行货物配备，并以最合理方式送交用户的过程。这个概念的内容概括 了五点： 1 、整个概念描述了接近用户资源配置的全过程。 2 、配送的实质是送货，是一种“中转”形式。但配送和一般的送货有一定 的区别： 一般送货是一种偶然的行为，而配送却是一种固定的形态，甚至是一种有确 定组织、确定渠道，有一套装备和管理力量、技术力量，有一套制度的体制形式。 所以，配送是一种高水平送货形式。 3 、配送是“配”和“送”有机结合的形式。配送利用有效的分拣、配货等 理货工作，使送货达到一定的规模，以利用规模优势取得较低的成本。在运送货 7 硕七学傍论文第二章物流配送及车辆路径问题 物的过程中，如果不进行分拣、配货，有一件运一件，需要一点送一点，就会大 大增加劳动力的消耗，使送货并不优于取货。所以追求整个配送的优势，分拣、 理货等工作是必不可少的。 4 、配送是以用户要求为出发点。定义中强调了“按用户订货要求”，明确了 用户的主导地位。配送是从用户利益出发、按用户的要求进行的一种活动，因此， 必须做到“用户第一”、“质量第一”。配送企业的地位是服务地位而不是主 导地位，应从用户利益出发，在满足用户利益基础上取得本企业的利益。更重要 的是，不要利用配送损伤或控制用户。 5 、概念中提出“以最合理方式”，目的是为了避免过分强调“按用户要求”， 对于配送者来讲，必须以“要求”为据，但不能盲目，应该追求合理性，进 而指导用户，实现共同受益的商业原则。 配送的实现需要信息网络技术的支持，它包括以下特点p 】： 1 、配送不仅仅是送货 配送业务中还包含了“拣选”、“分货”、“分割”、“组配”、“配货”等项工作， 这些工作难度很大，必须具有发达的商品经济和现代的经营水平才能做好。在商 品经济不发达的国家及历史阶段，很难按用户需要实现配货，要实现广泛的高效 的配货就更加困难。 2 、配送是送货、分货、配货等活动的有机结合体 配送是许多业务活动有机结合的整体，同时还与订货系统紧密联系。要实现 这一点，就必须依赖现代情报信息，建立和完善整个大系统，使其成为一种现代 化作业系统。 3 、配送的全过程有现代化技术和装备的保证 由于现代化技术和装备的采用，使配送在规模、水平、效率、速度、质量等 方面远远超过了以往的送货形式。在活动中，由于大量采用各种传输设备及识别 码、拣选等机电装备，使得整个配送作业像工业中广泛应用的流水线，实现了流 通工作的一部分工厂化。 4 、配送是一种专业化的分工方式 以往的送货形式只是作为推销的一种手段，目的仅仅在于多销售一些商品。 而配送则是一种专业化的分工方式，是大生产、专业化分工在流通领域的体现。 因此，如果说一般的送货是一种服务方式的话，配送则可以说是一种体制形式。 2 2 配送的分类 为了满足不同产品、不同企业、不同流通环境的要求，经过较长一段时期的 8 硕十学位论文 第二章物流配送及车辆路径问题 发展，国内外创造出多种形式的配送，表2 1 为配送分类表。这些配送形式都有 各自的优势，但是同时也存在其一定的局限性。 表2 - i 配送分类 按组织方式、对象特性不同，配送包括以下几种形式1 3 1 ： l 、按配送组织者不同分为 ( 1 ) 配送中心配送 组织者是专职从事配送的配送中心。规模较大，储存量也较大，可按配送需 要储存各种商品。配送中心专业性强，和用户建立固定的配送关系，一般实行计 划配送，所以，需配送的商品往往都有自己的库存，很少超越自己的经营范围。 配送中心的建设及工艺流程是根据配送需要专门设计的，所以配送能力大，配送 距离远，配送品种多，配送数量大，可以承担工业企业生产所需主要物资的配送。 配送中心配送是配送的重要形式。 ( 2 ) 商店配送 组织者是商业或物资的门市网点。主要承担零售，规模一般不大，但经营品 种齐全。除日常零售业外，还可以根据用户的要求将商店经营的品种配齐，或代 用户外定购一部分商店平时不经营的商品，和商店经营的品种一起配齐送达用 户。配送实力很有限，往往只是小量、零星商品的配送，配送的半径也较短，所 以更为灵活机动，可以承担生产企业重要货物的配送和对消费者个人的配送，是 配送中心的辅助及补充形式。 ( 3 ) 仓库配送 以一般仓库为据点进行配送。它可以是把仓库完全改造成配送中心，也可以 是在保持仓库原功能的前提下，以仓库原功能为主，再增加一部分配送职能。一 般来讲，仓库配送的规模较小，配送的专业化较差。 ( 4 ) 生产企业配送 组织者是生产企业，尤其是进行多品种生产的生产企业。生产企业配送不是 配送的主体，它只是在地方性较强的产品生产企业中应用较多，比如就地生产、 就地消费的食品、饮料、百货等。 9 硕十学位论文第二章物流配送及车辆路径问题 2 、按配送商品的种类及数量不同分为 ( 1 ) 单( 少) 品种大批量配送 工业企业需要量较大的商品，单独一个品种或仅少数品种就可以达到较大输 送量，可实行整车运输，由专业性很强的配送中心配送。 ( 2 ) 多品种少批量配送 按用户要求，将所需的各种物品( 每种需要量不大) 配备齐全，凑整装车后 由配送结点送达用户。这种配送作业水平要求高，配送中心设备要求复杂，配货 送货计划难度大，因此需要有高水平的组织工作保证和配合。而且在实际中，多 品种少批量配送往往伴随多用户多批次的特点，配送频度往往较高。 ( 3 ) 配套成套配送 根据企业的生产需求，尤其是装配型企业的生产需求，把生产每一台件所需 要的全部零部件配齐，按照生产节奏定时送达生产企业，生产企业随即可将此成 套部件送入生产线以装配产品。 3 、按配送的时间及数量不同分为 ( 1 ) 定时配送( 准时配送) 按规定的时间间隔进行配送，每次配送的品种及数量可以事拟定长期计划， 也可以配送之前商定联络方式( 如电话、计算机终端输入等) 进行通知。 ( 2 ) 定量配送 按规定的批量进行配送，但不严格确定时间，只是规定在一个指定的时问范 围中配送。 ( 3 ) 定时定量配送 规定准确的配送时间和固定的配送数量进行配送。 ( 4 ) 定时、定路线配送 在确定的运行路线上制定到达时间表、按时间表进行配送，用户可在规定路 线站及规定时间接货。 ( 5 ) 即时配送 不预先确定配送数量，也不预先确定配送时间及配送路线，而是完全按用户 要求的时间、数量进行配送的方式。 4 、按经营形式不同分为 ( 1 ) 销售配送 销售配送是指配送企业是销售性企业，或是指销售企业作为销售战略一环所 进行的促销型配送。配送对象和用户往往是根据对市场的占有情况而定，因此， 这种形式的配送随机性较强，计划性较差。各种类型的商店配送一般多属于销售 配送。用配送方式进行销售是扩大销售数量、扩大市场占有率、获得更多销售收 1 0 硕十学位论文 第二章物流配送及车辆路径问题 益的重要途径。 ( 2 ) 供应配送 用户为了自己的供应需要所采取的配送形式。在这种配送形式下，一般来讲 是由用户或用户集团组建配送据点，集中组织大批量进货，然后向本企业配送或 是向本企业集团若干企业配送。用配送方式进行供应，是保证供应水平、提高供 应能力、降低供应成本的重要方式。 ( 3 ) 销售一供应一体化配送 对于基本固定的用户和基本确定的配送产品，销售企业可以在自己销售的同 时，承担用户有计划供应者的职能，既是销售者同时又成为用户的供应代理人。 销售供应一体化的配送是配送经营中重要的形式，这种形式有利于形成稳定的 供需关系，有利于采取先进的计划手段和技术手段，有利于保持流通渠道的畅通 稳定。 ( 4 ) 代存代供配送 用户将属于自己的货物委托给配送企业代存、代供，有时还委托代订，然后 组织对本身的配送。配送企业仅从代存、代供中获取收益。在这种配送方式下， 商物是分离的。 5 、其他配送方式 ( 1 ) 协同配送 几个配送中心联合起来，共同制定计划，共同对某地区用户进行配送，具体 执行时共同使用配送车辆。协同配送的目的在于最大限度的提高人员、物资、金 钱、时间等物流资源的效率，取得最大效益。还可以除去多余的交错运输，并取、 得缓解交通、保护环境等社会效益。 ( 2 ) 加工配送 j n t 配送是指与流通加工相结合的配送。流通加工与配送的结合，使得流通 加工更具有针对性，减少盲目性。对于配送企业来说，不但可以依靠送货服务、 销售经营取得收益，还可以通过较高增值取得收益。 2 3 我国物流配送的现状及展望 1 、我国物流配送的现状 经过二十多年的改革开放，我国目前已经初步具备了发展物流配送的经济环 境和市场条件1 4 1 , 4 3 1 。 第一，市场供求关系已发生重大变化，市场竞争进一步加剧，为企业加强科 学管理，发展物流配送技术提供了良好的经济环境。随着市场化取向改革的深入， 中国经济保持了多年的持续快速增长态势，商品市场的供求关系发生了根本性变 硕+ 学位论文第二章物流配送及车辆路径问题 化，打破了长期以来商品供不应求的市场格局，初步形成了供求平衡或供过于求 的买方市场格局。 第二，企业改革日益深化，为物流配送发展培育了必要的微观基础。推进企 业改革，着力培育市场主体是市场化改革进程中的一个重要方面，其主要的进展 体现在对国有企业放权让利及建立现代企业制度方面，使国有企业从计划的执行 者逐步转变成为市场主体。与此同时，由于所有制理论的突破和改革开放政策的 引导，特别是近年来大力发展中小企业的政策，使得一大批非国有经济市场主体 迅速成长起来，成为我国经济发展中不容忽视的经济力量。 第三，现代信息技术和现代商品物流技术的进步为中国物流和配送的快速发 展准备了充分的技术基础。现代物流管理和配送技术中大量使用着先进的信息技 术和商品物流技术，这些技术在西方发达国家已日趋完善。目前已有相当多的物 流和配送技术开始进入中国并在企业中得到越来越广泛的应用，例如条形码技 术、计算机支持的信息管理技术、网络化技术、电子数据交换( e d i ) 、电子结 算技术、电子订货技术和全球卫星定位系统等。 第四，政府对物流和配送的政策支持，为了大力促进流通体制改革和流通现 代化的进程，为了促进连锁经营等组织形式的发展，国家有关部门对商品物流和 配送采取了积极鼓励和支持的政策。国务院有关领导同志多次强调了配送中心对 发展连锁经营至关重要的作用。在我国流通领域对外开放政策中，鼓励国外资本 投资于物流和配送设施等。 2 、影响和制约我国物流配送发展的主要问题 物流配送的蓬勃发展，推动了流通科技的进步。虽然我国的物流现代化的步 伐正在不断地加快，但与发达国家相比依旧存在着较大的差距。有关资料显示： 我国物流成本占g d p 的比重约为2 0 ，而发达国家一般只有l o 左右。其存 在的问题主要表现在以下几个方面i 删： ( 1 ) 观念落后 许多企业缺乏现代物流与配送的观念，如对物流配送的功能和作用的认识尚 不全面，对于物流配送中心这一现代流通形式在功能、设施设备及管理、技术等 方面的科技含量也认识不足，这在一定程度上影响着物流配送活动在全社会的发 展。许多配送中心经营者依然受传统的“购销调存”流通观念的束缚，认为配送 中心就是“大采购、小批发”，就是“送货上门”，从而忽视了对现代先进技术与 管理的投入，而热衷于大型固定资产的投入。对配送中心的建设也缺乏规划和管 理，配送中心发展建设基本上是企业行为，在不同程度上存在着“小而全”的资 产重置，存在着区域配送中心相互重复和冲突。这不仅是一种社会资源的浪费， 还会给我国流通新格局的形成带来一定的困难。另外以客户为中心的思想还没有 硕士学位论文第二章物流配送及车辆路径问题 建立，因此配送还不能为客户提供系列化、全过程的物流服务。 ( 2 ) 人才短缺 物流和配送方面的人才短缺，是物流和配送发展的巨大阻碍。国外配送和物 流的教育和培训都非常发达，形成了比较合理的物流配送人才的教育培训系统， 在相当多的大学和学院设置了物流管理专业，并广泛地为工商管理各专业的学生 开设了物流课程；部分商业院校设置了物流方向的研究生课程和学位教育，形成 了一定规模的研究生教育系统；在各国物流行业协会的领导和倡导下，全面开展 了物流和配送的职业教育。我国在物流和配送方面的教育还很落后，虽然有一些 高等院校设置了物流专业和课程，但为数较少；高级物流管理人才更是缺乏。 ( 3 ) 现代化程度低 目前我国物流设施虽然数量多，但总体水平不高，在物流领域新技术、新设 备应用也相对较少，绝大多数企业物流方面的技术装备水平还很低。国外连锁商 业配送中心普遍采用了机械化和自动化作业，而我国许多连锁企业物流缺乏规 范，各种编码缺乏标准，配送中心内部基本上是手工辅以叉车和托盘作业，装卸 单元化程度低，托盘的使用仅限于企业内部，作业少有电子扫描装置，配送中心 内部的数据采集、配送中心与外部的接口系统如e o s 、e o l 、e f t ( 等在大多数 企业还没有建立起来。配送中心计算机的应用也仅限于配送中心业务、事务管理。 对半程序化的问题决策，如货物组配、运输车辆的送货路径规划、多因素的最优 库存控制、多配送中心选址决策、配送中心物流成本控制、单品的物流成本控制 等核心的支持系统还没有建立起来，从而使连锁企业) m i s 系统不完整，反过来 又使配送功能低下，尤其在连锁商业的配送中心，管理软件多为自行开发，且偏 重于商流业务系统，从而形成了“对内不对外”的怪圈。 ( 4 ) 配送规模小、效率低 目前，我国连锁企业的规模一般比较小，不能形成规模经营，成本压不下来， 在价格上的优势也就体现不出来，这样就严重影响了配送中心优势的发挥。尤其 是现行体制已经成为物流产业与零售业双方发展的壁垒，使物流企业的服务对象 零售店的发展跨地区难、跨所有制难，反过来制约了物流业的合理化、集约 化经营。配送效率低。连锁商业设立配送中心的目的就是要通过提高服务水平、 降低整个连锁企业的物流成本，实现销售利润的最大化，可采用的做法有实施共 同配送和及时配送、从供应链与需求角度组织物流配送等，然而目前还没有一家 连锁企业在这方面形成了系统的方案。 3 、我国物流配送发展的展望及前景 ( 1 ) 加入w r o 后挑战和机遇并存 加入w t o 后，我国物流业面临严峻的挑战1 3 】。我国的物流市场被国外物流 硕十学位论文第二章物流配送及车辆路径问题 业普遍看好，尤其是我国政府加入w t o 的承诺更加刺激了外资加快进入我国物 流业。外商资金雄厚，由于他们有足够的资金，可以建立规模相当、类型齐全的 配送中心乃至产品基地，所以各店的商