SF杯第三届全国大学生物流设计大赛方案.doc

顺丰杯第三届全国大学生物流设计大赛目录1.导言32.SF速运公司概况分析42.1 SF速运公司介绍42.2 SF速运服务介绍52.3 SF速运华东地区PEST环境分析62.4 SF速运公司比较分析72.4.1 对顺丰及同类快递公司的比较分析72.4.2对于SF公司华东地区的SWOT分析83.SF华东地区一级中转场选址解决方案93.1 SF速运华东地区案例背景分析93.2 SF速运华东地区一级中转场设置问题103.2.1 多中转场选址模型的问题描述103.2.2 一级中转场选址模型的选择123.2.3选址模型假设154.SF一级中转场配送调度问题模型和算法244.1多个一级中转场问题背景分析244.2多个一级中转场配送问题描述254.3多个一级中转场配送问题求解思路274.3.1距离最近分配法284.3.2边界分配法284.3.3实际配送问题求解过程：304.4 单个一级中转场区域内配送调度优化314.4.1 配送问题描述314.4.2 SF配送问题实际求解：345.总结381、导言伴随着国民经济的快速发展和市场经济的不断深化，商品流通和物流运输成为现代经济的重要特征。各种生产要素的快速流通对企业良好的运转有着相当积极的作用，物流网络就犹如企业的生命线一般，占据着企业大量的资源。完善高效的物流网络是现代物流系统的基础条件。随着网络经济和速递企业的快速发展，速递行业的竞争进入到一个由价格战向服务战网络战转变的过程。以最低物流成本向顾客提供优质物流服务，最终获取最大效益是速递企业追求的总体目标，即以最少的费用提供最好的服务。要想实现这个目标，构建合理高效的物流网络就是最关键的部分。任何先进高效的物流系统都是基于一个完善高效的物流网络，物流网络对于整个物流系统的运营有着直接的影响，如何设计完善高效的物流网络已经成为物流系统研究的核心问题之一。SF速运公司在竞争中要立于不败之地，在扩大自己的业务范围之外，还要不断整合现有资源优化自身物流网络，实现向用户提供快捷舒适的物流服务的目标。华东地区作为中国经济发展最快的地区之一，物流活动频繁。各大国际物流公司以及国内民营物流企业纷纷加快对华东地区网点布局的步伐，已实现在激烈的竞争中占据有利地位。SF速运作为中国民营快递企业的领头羊，自然不能错失如此巨大的市场份额。因此，本文将就SF速运华东地区一级中转场的选址问题以及配送问题进行探讨，以求能够帮助SF速运在华东地区的作出正确的战略决策。2、SF速运公司概况分析2.1 SF速运公司介绍 顺丰速运（集团）有限公司（以下简称顺丰）于1993年成立，总部设在深圳，是一家主要经营国内、国际快递及相关业务的服务性企业。自成立以来，顺丰始终专注于服务质量的提升，不断满足市场的需求，在国内（包括港、澳、台地区）建立了庞大的信息采集、市场开发、物流配送、快件收派等业务机构，建立服务客户的全国性网络。为了向客户提供更便捷、更安全的服务，顺丰速运网络全部采用自建、自营的方式。如今，SF速运已发展成为一家集公路、铁路、航空、包装、轿车托运、长途搬家、仓储为一体的第三方物流服务性企业，拥有2-30吨车辆有60余台，可调度车辆近200余台，并配有超过3000平方米的标准大型仓库和近6000平方米的场地免费为长期客户仓储。承接全国各地整车零担货物运输等货运服务。每晚8-10点准时发车，误时免收全程运费。提供门到门点到点的服务，一票到底，保价货物货损、货丢按保价赔偿。为了向客户提供更便捷、更安全的服务，顺丰速运网络全部采用自建、自营的方式。经过十几年的发展，顺丰已经拥有6万多名员工和4000多台自有营运车辆,30多家一级分公司，2200多个自建的营业中转场，服务网络覆盖31个省、直辖市和香港、台湾地区，200多个地级市，近250个大中城市及1300多个县级市或城镇。 图21 SF速运全国网络中转场分布图 2.2 SF速运服务介绍图22 SF快递产品分布图1） 标准快递顺丰可以提供全国33个省、直辖市、港澳台地区的高水准门到门快递服务。采用标准定价、标准操作流程，各环节均以最快速度进行发运、中转、派送，并对客户进行相对标准承诺。2） 航空即日到在当日规定的截单时间前确认的收件，通过航空运输实现当日送达的门到门快递服务，承诺在当日18:0022:00送到。3） 陆运即日到规定的截单时间前确认的收件，顺丰可以在几大经济板块内提供当日送达的快递服务。4） 陆运达托寄物内容属于航空违禁品，不属于陆运违禁品，全程路为陆路运输的快件运输服务。 5）普货顺丰为客户提供超过100KG的大宗货物经济运输服务，即普货业务。更低的价格享受与顺丰标准快递同等的优质服务，速度比同行普货更快。6） 特安快递2010年7月1日起，顺丰打造高价值物品的安全通道，为客户的高价值物品（2万元以上，10万元以下）提供优质安全的快递服务。2.3 SF速运华东地区PEST环境分析2.3.1政治环境：国家新近出台的十大产业振兴与调整规划中，物流产业作为新兴朝阳产业成为国家重点发展产业。近两年各种针对物流产业的国家层面、地方层面的相关政策相继出炉。速递行业作为物流产业的重要组成部分，也成为国家物流政策的受益者。2.3.3经济环境：江浙沪三省市作为中国区域经济最为发达的地区之一，经济贸易高度发达，物流活动频繁。2009年江浙沪生产总值分别为34061亿元、22832亿元和14901亿元，占全国经济总量的20%左右。2.3.2社会环境: 随着近些年国内物流业的发展与成长，物流的重要性已经成为全社会的共识。随着第三方物流、物联网等概念的兴起与传播，物流产业已经成为新的“热门”产业。网络购物、同城快递等新兴的生活方式让速递业成为人们日常生活必不可少的服务性行业。2.3.4技术环境：江浙沪作为全国经济的核心区域，基础设施、人才储备、物流网络等技术因素在全国均出于领先地位。华东地区交通发达，公路航空优势明显。GPS定位跟踪、数据采集、无线射频等物流技术运用广泛，有非常良好的技术环境。 2.4 SF速运公司比较分析 2.4.1 对顺丰及同类快递公司的比较分析 表1-1：基于时效、价格、网络要素对顺丰及同类快递公司的比较分析公司名称竞争要素顺丰EMS大田宅急送时效比较顺丰在三个主要集散中心之间，特别是从北京和上海到珠三角的往返件价速度优势明显，体现出顺丰快递争取跨区包裹的市场目标。全国主要省会城市及沿海经济发达城市间2-3天（限市区）； 长江三角洲、环渤海区域、珠江三角洲内及之间主要城市，川渝地区、内蒙古、云南等经济欠发达地区内已实现次晨达。全国大中城市空运保证2448小时到达； 少数二级城市三日达；经济快递24天达。全国：承诺有一天、二天、三天及四天达到；省会和直辖市，可实现一天达到；所有站点都承诺二天和三天达到；除省会和部分经济中心城市，还提供四天达到服务。价格分析竞争定价法。在低公斤具有价格优势，定位于小件包裹和文件市场。价格较高，价格制定基本不考虑竞争和成本因素，不同重量等级的续价无变化区内价格顺丰低于大田，且幅度很大。跨区价格：江浙沪-华南区（广东），9kg以下顺丰价格低于大田，9kg以上顺丰价格高于大田。价格低，在中端市场非常有竞争力；价格灵活。网络比较主要的网络优势在华南，其次是华东，再次是华北；主要集散中心在北京、上海、杭州、广州、深圳和厦门，最大的是深圳。EMS依托中国邮政的邮局布点，网络最为发达，全国各地皆能到达。 覆盖省份数量 30；主要操作站点数量83 ；华东区操作站点数量26；华北区操作站点数量25；华南区操作站点数量32。覆盖能力大于顺丰网络覆盖广，目前可覆盖3000多个城市。宅急送网络分内网和外网两类，外网占比不大，全国只有100家左右。 2.4.2对于SF公司华东地区的SWOT分析 SF速运华东地区SWOT分析表Strengths具有三个可供全货机起降枢纽，航空优势明显；覆盖华东地区所有大中城市，网络较完善；快递产品丰富，品牌口碑较好；时效性高。Weaknesses相比其他速递企业价格价高；没有涉及中低端市场；品牌被认知度相对较低。Opportunities国家产业政策支持；华东地区业务量大增长速度快；快递产业尚处在成长阶段，成长性好。Threats国际快递企业在华东地区布局日益完善；国内快递企业亦加强对华东地区市场份额的争夺，竞争激烈。图23华东地区交通网络图3.SF华东地区一级中转场选址解决方案3.1 SF速运华东地区案例背景分析华东地区（浙江、江苏、上海）是中国经济最发达的地区之一，也是SF速运业务量较大，发展势头最为迅猛的区域。华东地区的航空资源优势突出，SF在该区域设置有三个可供全货机起降的航空枢纽（一级中转场），分别位于上海，杭州和无锡。地面网络覆盖华东地区24个大中城市。区域干线网络图如下所示：图31由上图我们可以看出，上海、无锡、杭州三个一级分拨场分别承担着所属区域的货物集散。无锡主要承担江苏境内货物集散，上海则主要承担来自全国各个地区的货物集散，杭州主要承担的是浙江省境内货物集散，另外，这三个中转场之间还存在大量的三角运输。现行的中转场设置是历史遗留下来的，三个分拨场之间的距离本身并不远，是否必要设置三个一级分拨场，是否需要按照三个省的行政区划严格区分分拨场所对应地区？由于案例里面提供的数据有限，我们通过对部分数据的合理假设，提出下面的解决方案。3.2 SF速运华东地区一级中转场设置问题3.2.1 多中转场选址模型的问题描述一级中转场是从事货物配备（集货、分货、拣选、配送）和组织对用户的送货，以高水平实现配送的现代流通设施。它是SF物流系统的重要组成部分，在整个物流系统中起着承上启下的作用。由于一级中转场的建设投资大、周期长、回收缓慢，且一经选定后就将长期经营，所以一级中转场的合理选址就显得十分重要。合理地选址可以有效节省费用，保证物流系统的高效和平衡发展，从而降低成本，增加企业的利润。所以，在已有的的客观条件下，如何设置中转场，使得整个系统的费用最低，客户服务效果最好，是中转场选址的中心问题。我们主要采用覆盖模型的方法，根据华东地区现有的三个一级中转场和24个二级中转场的网络布局现状，建立一级中转场选址模型，研究现有的一级中转场设置是否合理。 SF速运在华东地区已拥有较完善的物流配送网络，但三个一级中转场可能存在着分布密集、功能区域重叠的问题。一级中转场作为SF速运华东地区最高级别的快件集散中心，具有业务量大、负责业务区域广、运输路线多、网络复杂、连接各个二级中转场以及一级中转场之间相互业务往来等特点。现有的上海、无锡、杭州三个一级中转场虽然能基本满足目前SF速运业务的需要，但由于华东地区业务量增长快，竞争激烈、客户对快件的时效性要求越来越高等新情况，因此对于华东地区一级中转场的设置就尤为重要。SF 华东地区拥有：一级中转场3个，年吞吐量16.7万吨；二级中转场25个，年吞吐量42.4万吨。跨市干线运输线路96条，跨市干线运输班次274个。其中各个中转场的年吞吐能力如下表所示： SF华东地区一级中转场年吞吐量表一级中转场名称全货起降机场年吞吐量（万吨）上海中转场浦东机场、虹桥机场2.4杭州中转场萧山机场12无锡中转场无锡机场2.3总计16.7 SF华东地区二级中转场年吞吐量表二级中转场名称年吞吐量（万吨）中转场特征淮安王营中转场 1.1主要负责苏北地区业务，连接无锡一级中转场。镇江丹阳中转场 0.9负责镇江地区业务，连接三个一级中转场。南京光华中转场 1.3负责南京及周边地区业务，连接三个一级中转场 常州横山桥中转场 2.2负责常州地区业务，连接无锡上海中转场。杭州下城中转场1.07.4主要负责杭州及周边地区业务，连接三大中转场萧山中转场 6.4 绍兴东湖中转场2.54.1主要负责绍兴及周边地区业务，连接上海及杭州中转场。诸暨中转场0.1柯桥中转场0.4黄岩中转场1.1 义乌荷叶塘中转场 1.4 3.7主要负责义乌地区业务，连接杭州中转场。金东中转场 2.3温州瓯海中转场 4.4主要负责浙南地区业务，连接杭州上海中转场。 宁波高桥中转场3.3 4.8主要负责宁波及周边地区业务，连接杭州上海中转场。余姚南江中转场1.5湖州吴兴中转场0.5 2.7主要负责湖州地区业务，连接三大一级中转场。南湖中转场2.2上海闵行中转场0.75.7主要负责上海及周边地区业务，连接上海一级中转场。青浦中转场2.8浦东中转场1.4颛桥中转场0.8苏州吴中中转场2.2主要负责苏州地区业务，连接三大一级中转场南通永兴中转场0.8主要负责南通及周边地区业务，连接上海、无锡中转场。无锡硕放中转场1.3主要负责无锡地区业务，连接三大一级中转场 表 32 3.2.2 一级中转场选址模型的选择我们选择覆盖模型作为研究本次SF速运华东地区一级中转场设置的主要模型。覆盖模型是一类离散点选址模型。所谓离散点选址，是指在有限的候选位置里，选取最为合适的若干个设施位置为最优方案，它与连续点选址模型的区别是：离散点选址模型所拥有的候选方案只有有限个元素，在规划设计中，需要对有限个的位置排列组合进行分析。覆盖模型，是指对于需求已知的一些需求点，如何确定一组服务设施来满足这些需求点的需求。在这个模型中，需要确定服务设施的最小数量和合适的位置。因为二级中转场与一级中转场之间存在相互的运输配送关系，我们可以把二级中转场看做是一级中转场的需求点。当忽略一级中转场选址时地租、固定资产投资等成本因素的影像，即建立一个一级中转场的固定成本相同时，为了达到整个物流网络成本的最小化，必须用最少的中转场去覆盖所有的需求点。由于用户对速运业务的时效性要求越来越高，受运输费用与时效性的限制，每个中转场都有其最大服务半径。对于一级中转场的布局，在满足所有需求点（二级中转场）需求的前提下，对目前的三个一级中转场的设置是否合理进行研究。根据解决问题的方法不同，覆盖模型常用的有两类主要模型：最大覆盖模型（maximum covering location），即在给定数量的设施下，覆盖尽可能多的需求点。图32 最大覆盖模型集合覆盖模型（set covering location），即用最小数量的设施去覆盖所有的需求点。 图33 集合覆盖模型 由于一级中转场受吞吐能力及时效性等因素的限制，因此一级中转场存在着一个最大的覆盖半径。每个中转场根据自己服务半径内客户群的密集度、业务量的大小等因素，配备不同的设施和人员使中转场具备不同的服务能力。对于某些二级中转场被多个一级中转场覆盖的问题，则可将这类中转场的业务分由多个一级中转场覆盖。业务的分配取决于这些中转场的服务能力，如吞吐量的限制，运输距离的限制等。此问题我们可以通过两个方面来研究，一是如何用最少且最合理的一级中转场为所有的二级中转场服务，即集合覆盖模型；二是在现有的一级中转场服务能力的限制条件下，能否最大化的满足现有二级中转场的需求，即最大覆盖模型。3.2.3选址模型假设1假设建立一级中转场的固定成本相同，忽略不同地区地租、劳动力成本、社会公用费用等对固定成本的影像。2.假设总运输成本随着运输距离的变化成正比例变化，运输价格在不同地区之间都是相同的。3. 我们采用中转场之间的直线距离来替代两中转场之间的运输距离，为了减少直线距离与实际运输距离之间的误差，可以在模型中引入比例因子，把直线距离转化为近似的公路、铁路或其他运输网络的里程。4.由于在现实中存在由二级中转场直接向二级中转场中转的业务，因此我们这里假设所有的二级中转场都需要通过一级中转场中转货物。5.假设华东地区所有的业务量均由区域内产生，不考虑华东地区与外部业务量往来的关系。由于华东地区经济发达，区域内业务量巨大，另与全国各地均有业务往来。出于研究方便，可以把全国其他地区的业务亦看做是本区域内部产生的业务，即作此假设。6.对于集合覆盖模型，由于是要选择最少的一级中转场，所以我们假设所有一级中转场都不受服务能力的限制，即不考虑中转场服务能力的限制。基于以上假设，我们首先建立集合覆盖模型，目标是应对所有的二级中转场进行覆盖，并采用尽可能少的一级中转场实现为所有二级中转场服务的目标。 3.2.4 模型的建立与求解1.集合覆盖模型1）.集合覆盖模型的目标是用尽可能少的设施去覆盖所有的需求点，其数学模型表述如下： min （4.17） = 1 iN （4.18） s.t jN （4.19） 0， i，jN （4.20）0，1 （4.21） 式中，N：n个需求点集合 ：第i个需求点集合 ：设施节点j 的容量 A（j）：设施节点j所覆盖的需求点的集合 B（i）：可以覆盖需求点i的设施集合：节点i需求中被分配给设施节点j服务的部分， 1：节点j是否被选中成为设施，如选中则为1，未选中则为0式（4.17）是目标函数，被选为设施的节点数最小化，式（4.18）保证每个需求点的需求都得到完全满足式（4.19）是对每个设施的服务功能的限制式（4.20）允许一个设施为某个需求点提供部分需求。和是决策变量，表明哪些节点选为设施节点，并且分配方案如何。可以看出，该集合覆盖数学模型是一个混合型的01整数规划问题。2）.模型求解：华东地区共有25个二级中转场，分布于苏浙沪14个地级市。首先用直线图描述一下这些二级中转场以及一级中转场的相对地理坐标位置： 华东地区各中转场之间里程表（单位：KM）上海无锡杭州南京苏州常州镇江淮安南通宁波湖州绍兴温州义乌上海1161672708415521835098152138162369252无锡15215340411072967222217677398251杭州2451281792323942071357744251100南京19011567174200357180283487329苏州811512978018366144366227常州6521989260102206428278镇江163137323154265481327淮安252480319427645488南通242143220442308宁州109327177绍兴22392温州158义乌（数据由百度地图提供，仅供参考）下面，我们用启发式算法对该模型结合SF速运实例进行求解。SF华东地区航空资源优势突出，在该地区具有三个可供全货机起降的机场。地面网络覆盖华东地区24个大中城市，地面交通网络发达。由于SF的速运产品对客户提出了时效的承诺，分为当日送达和即日送达等形式。因此我们把占SF业务量最大份额的标准快递选为对SF陪送网络时效性的要求。由于案例提供数据较少，我们缺少必要的数据进行分析，且华东地区网络节点多、网络线路复杂，因此我们根据经验作出合理的数据假设并对该地区网络进行模拟分布研究。我们作出如图49所示的中转场模拟分布图来研究选址问题。在如图所示8个备选中转场中，各个中转场之间的相对距离在图中已标出，快件的时效性要求在15个单位时间内将快件送达任何一个中转场的情况下，需要设置多少个一级中转中心以及中转场的位置。图49 由于不考虑一级中转场的服务能力的限制，模型中式（4.19）可以省略，只考虑覆盖的时效要求。首先，根据约束条件服务时效15的要求，找出每一个备选地所服务的中转场集合A（j）和可以给每一个中转场提供服务的备选地集合B（j），如在1号中转场建设一级中转场，其能服务的中转场集合A（1）是1，2，同样，如果在1号中转场建一级中转场能覆盖到1号中转场，在2号中转场建一级中转场也能覆盖到1号中转场，其他中转场建一级中转场都不能覆盖到1号中转场，因此能为1号中转场提供服务的备选地集合B（1）是1，2，其他结果见表4-6所示。一般来说，这两个集合是一致的，但是如果加一些限制条件（如某个中转场不能建设为一级中转场），那有可能出现差异。中转场编号A（j）B（i）11，21，221，2，3，41，2，3，432，3，42，3，442，3，4，5，62，3，4，5，654，5，7，84，5，7，864，6，74，6，775，6，7，85，6，7，885，7，85，7，8 表46 .根据表46，在A（j）中找出可以成为其他中转场服务范围的子集，将其省去，这样可以简化问题。例如在1号中转场建一级中转场可以对1、2号中转场提供服务，而在2号中转场建一级中转场可以对1、2、3、4号中转场提供服务，因此1号中转场的服务范围是2号中转场服务范围的一个子集。可以忽略在1号中转场建一级中转场的可能性。经过简化后，2，4，5，6，7是候选点的集合。.确定合适解。很显然，在候选点集中，在任何一个中转站建一级中转场都不能覆盖所有的中转场。考虑建2个一级中转场，经过组合穷举，发现（2，7）是可以覆盖所有小区的一个数量最少的组合解，即在2号中转场建一级中转场服务1、2、3、4号中转场，而7号中转场建一级中转场服务5、6、7、8中转场。2. 最大覆盖模型1.）最大覆盖模型的目标是对有限多个服务设施进行选址，并为尽可能多的需求点提供服务，但可能不能满足所有需求点的需求。最大覆盖模型的数学模型表述如下： Max （4.22） 1 iN （4.23） jN （4.24）s.t = p （4.25）0 i，jN （4.26） 0，1 （4.27）式中，N：n个需求点集合 ：第i个需求点需求量 A（j）：设施节点j所覆盖的需求点的集合 B（i）：可以覆盖需求点i的设施集合P：允许投建的设施数：节点i需求中被分配给设施节点j服务的部分，小于等于1：节点j是否被选中成为设施，如选中则为1，未选中则为0式（4.22）是目标函数，尽可能多地为需求点提供服务，满足它们的需求；式（4.23）是表明需求点的需求有可能得不到满足；式（4.24）是每个设施的服务能力的限制；式（4.25）是设施数的限制，表明设施只能建设有限多个。式（4.26）允许一个设施为某个需求点提供部分需求。和是决策变量，表明哪些点选为设施节点，并且分配方案如何。可以看出，该最大覆盖模型是一个混合01整数规划问题。2.）最大覆盖模型求解我们仍然采用上述中转场的模拟分布问题来解决这里的最大覆盖模型的求解问题。假设我们只选择建设2个一级中转场为所有的中转场服务。上例中我们已解出候选中转场的集合为2，4，5，6，7按贪婪启发式算法进行求解。初始解集为S=空集根据表46，比较2，4，5，6，7号中转场的服务范围，可见，在4号中转场建一级中转场的覆盖能力最大，能覆盖5个中转场，因此将4加入到解集S，则S=4重复上面的过程，除去4号候选中转场的服务范围，将能覆盖剩下的待服务的中转场能力最大的候选中转站加入到新的解集。在这里，除去4号中转站的服务范围后，还剩下待服务的中转站是1，7，8，没有1个中转站能够覆盖这3个待服务中转站，候选中转站5和7能覆盖待服务的7、8两个中转站，因此S=4，5或S=4，7可作为新的解集。至此，达到选址两个一级中转场的目标要求，循环结束。S=4，5或S=4，7是用贪婪启发式算法求得的最大覆盖问题的可行解，对照集合覆盖问题求出的结果，这显然不是最优解，这也是启发式算法的特点，即解出的可行解不一定是所研究问题的最优解，因此需要对此加以比较验证。如此，按照集合覆盖模型和最大覆盖模型的求解方法，能够解决SF华东地区的中转场选址问题以及现有的中转场设置是否合理的问题。用最大覆盖模型计算华东地区目前三个一级中转场的最大服务能力，这需要采用精确求解的方法；利用集合覆盖模型求出SF华东地区在满足所有二级中转场需求的条件小，最少且最优的一级中转场设置方案。两种模型相结合，即可找出SF华东地区一级中转场的合理位置。这些可以通过专门的优化软件进行测算，如求解最优化问题的LINGO（交互性的线性和离散优化）软件。4. SF一级中转场配送调度问题模型和算法4.1多个一级中转场问题背景分析 基于上个板块的讨论，因为SF速运在华东地区实际存在三个一级中转场，所以我们假设SF现有的三个一级中转场是合理的，因此我们可以根据现有的一级中转场对SF速运公司华东地区配送问题进行研究。SF速运公司在华东地区的物流网络存在的三个一级中转场分别是上海，无锡，杭州，它们三者承担着整个华东地区的SF快件分拣、配送的服务，并且三者的服务范围能够覆盖整个华东地区，甚至有些重叠，正如案例所阐述的，三者之间存在着大量的三角运输。如何来组织三地之间的运输，三地交叉对开还是循环对开？我们解决这个问题的思路是，多网点选择模型能够告诉我们设置三个一级中转场已经满足整个华东地区的物流需求，为了节省有限的运输资源，充分发挥三个一级中转场的职能，我们必须要明确划分三者各自的服务范围，确保尽量能够减少重叠，又能服务华东全境，使三者协调运作，达到减少运力浪费，提高运输效率，优化运输资源，降低配送成本的目的。图41 理想的一级中转场的大致服务范围图42 期望的三个一级中转场的服务范围划分4.2多个一级中转场陪送问题描述我们在此将三个中转场看做是三个配送中心，每个二级中转场相当于多个客户，出于时效性的考虑，根据在确定配送方案时是否考虑客户对送货（或取货）的时间约束，可以将多配送中心配送调度问题分为无限时和有限时（有时间窗和无时间窗）， 现实中的的多配送中心配送调度问题是十分复杂的，为了方便模型建立和求解，需要对现实问题进行一些抽象和简化。在此我们进行如下假设：配送问题不考虑无时间窗模型，且物流方向均是单向的不考虑运输网络中车辆流量的限制假设运输成本随着运输路程的变化成正比例增长，即每个路段单位消耗的成本一样我们只讨论华东地区一级中转场与二级中转场之间的配送问题，不考虑在它之下的行政区域。收件点1收件点2收件点m中转场1中转场2中转场3客户1客户2客户n 图43 SF华东地区快件配送网络示意图SF速运配送网络要能够达到建模的要求，需要满足如下一些建模条件 从一级中转场向二级中转场送货，一级中转场和二级中转场的位置都是确定的。每次配送车辆的最大载量一定，不允许超载配送，每次配送都一次完成，不允许分批配送。一级中转场与二级中转场之间以及二级中转场相互之间的最短距离已知且固定，且行驶时间已知且固定。 配送到每个二级中转场的快件可以相互混装，即可以放在同一辆车辆内：配送到每个二级中转场的快件量不超过配送车辆的运力：每个二级中转场的需要必须满足，且仅有一辆车完成，不允许分批配送。 4.3多个一级中转场配送问题求解思路为了求解方便，需要将问题做适当简化，为此可以将多个配送中心问题转化为多个单配送中心问题，但于此同时确定每个配送中心的具体服务对象是问题的关键。解决这个问题通常有两个方法：以 上 海， 无 锡， 杭 州 组 成 的 SF 华 东 地 区 快 件配 送 网 络以 上 海 为 中 心 的 区 域快 件 配 送 网 络以 无 锡 为 中 心 的 区 域快 件 配 送 网 络以 杭 州 为 中 心 的 区 域快 件 配 送 网 络多个一级中转场组成的区域复杂快件配送网络单个一级中转场的区域简单快件配送网络以任一一个一级配送中心内部配送问题为例，其他区域以此类推！要求确定一级中转场的具体服范围务？减少三角运输图4-5 配送问题分解简化思路4.3.1距离最近分配法根据距离最近原则，决定为某个客户提供服务的配送中心。鉴于多个配送中心快件配送调度问题以总配送里程最短为最优化目标，由上文的假设， 也就是总成本最低，计算某客户与各配送中心的距离，该客户离那个配送中心最近，也就将其分配到那个配送中心，有该配送中心为期提供服务。具体方法如下：设表示第i个客户到第h个配送中心的距离，选择=min，（其中，H表示配送中心数量）为当前所求，并将该客户分配给配送中心M。得到每个客户服务的配送中心后，也就得到了每个配送中心服务的具体客户。理论的距离计算一般采用两点之间的距离公式来求解，但案例距离要根据实践数据确定。4.3.2边界分配法设表示用户i和配送中心h之间的距离，记为集合Di=，h=1,2,3，H是配送中心个数，计算r（i）=minDi/subminDi, minDi和subminDi分别表示集合Di中的最小值和次小值，选取适当的，01， 比较r（i）和的大小，当r（i）,则把用户分配给minDi对应的配送中心，反之，这时用户i为边界点，对边界的分配如下。当r（i）1时，利用节约法分配，首先考虑由最近的配送中心服务每个一个点，构成初始解。各点对最近配送中心的分配都是暂时的，一旦两个和多个点已被分配给一个配送中心的线路，这些点就不再分配给其他的配送中心。当点i和j都不与配送中心相连时，计算连接的节约量，根据节约值，连接客户i和j。在第一种情况下，点i被分配到离它最近的配送中心，总距离节约2 minDi，在第二种情况下，点j插入到配送中心和点i之间当r（i）= 1时，如果点j和点k以分派给一个配送中心h，插入点i，对配送中心h而言产生的附加距离是= + ， 并且将用户i分派给使得最小的配送中心。通过改变的大小，可以控制边界点的个数。当=0 时，所有的用户都是边界点，当=1时，所有的用户均分派给最近的配送中心。当所有的用户（华东地区二级中转场）都相应分配到三个一级中转场（上海，无锡，杭州）后，便可按照求解单配送中心快件配送调度问题的方法进行求解，下表3-1的数据为求解所需数据。徐州宿迁连云港淮安盐城泰州扬州镇江南京常州上海（）647493598350400201274218270155无锡（）52243449029621912416510715341杭州（）77761570139444832029367245179 南通苏州嘉兴绍兴宁波金华丽水温州舟山台州衢州上海（）98849816215232851036950392412无锡（）724013277222361476398351408445杭州（）2001908844135184299251232281272表41三个一级中转场与案例所示二级中转场的经济里程（单位：KM，数据来源于百度）4.3.3实际配送问题求解过程：方法一：距离最近分配法 在这里结合案例，它所表明的意义即第i个二级中转场到第h个一级中转场的距离。可以从表3-1中得到，在通过=min，就可以将每个二级中转场划分到特定的某个一级中转场去。例如拿淮安来介绍，=350,296,394，在=min350，296,394 ，则就选择 =296 即选择淮安到无锡，其它依次类推。 方法二：边界分配法在这里结合案例，同样它所表明的意义为第i个二级中转场到第h个一级中转场的距离。，h=1,2,3=，minDi和subminDi分别表示，中的最小值和次小值，r（i）=minDi/subminDi，选取适当的，01， 比较r（i）和的大小，当r（i）,则把用户分配给minDi对应的配送中心，反之，这时用户i为边界点，边界点在按上述不同情况进行处理。同样例如拿淮安来介绍，min=296，submin=350，由于种种原因，在这里我们取=0.9 ，r（i）=5226470.80，r（i） ，则根据分配原则，直接分配给无锡。这样的化，通过改变的大小（的选取要根据自己公司的具体情况而定，企业战略，企业实力对的影响都很大）可以控制边界点的个数。当=0 时，所有的用户都是边界点，当=1时，所有的用户均分派给最近的配送中心。如此，按照上述的两种算法，可以很好的解决一级中转场具体服务哪些二级中转场的问题，划分好每个一级中转场的服务范围，将问题简化为单个一级中转场内部快件配送调度问题。4.4 单个一级中转场区域内配送调度优化 4.4.1 配送问题描述由上文的假设知道我们这个问题可以转化为一个无限时单向配送车辆优化调度问题，是指在制定的配送路线时不考虑二级中转场对快件送到时间 要求的纯送货车辆调度问题。结合案例和理论模型，这个问题可以描述为：从三个一级中转场中的任意一个用多台送货车辆向多个二级中转场配送快件，且每个二级中转场的位置和配送量一定，每台配送车辆的运力一定，其一次配送的最大行驶距离一定，要求合理安排每辆车辆配送快件的路线，使目标函数得到最优化，并满足以下条件：A：每条配送路线上各二级中转场的配送量不超过配送车辆的运力B：每条配送路线的长度不超过配送车辆一次配送的最大行驶距离C：每个二级中转场的配送需求必须满足，且只能有一台配送车辆配送对于上述的条件，根据实际情况可以看出SF速运都能够满足，所以可以采用下面的配套此类问题的模型来解决SF速运公司如何来决策制定华东地区的配送路线，达到他们即定的目标，而且此模型的优点是优化目标不是唯一的，他们可以根据自己的需要来选定。另外通过增加其他约束条件可以使模型更加接近实际。具体数学模型算法如下：设一级中转场有K台配送车辆，每台车辆的配送分发能力为（k=1,2,3，k），其一次配送的最大行驶距离为，需要向L个二级中转场配送快件，每个二级中转场的配送量为（i=1,2,3，L），二级中转场i到j的运距为，一级中转场到到各个二级中转场的距离为（i，j=1,2,3，L），再设为第K台车辆配送的二级中转场数（=0表示未使用第K台车辆），用集合表示第K条路线，其中表示二级中转场在路线中的顺序为i（不包括一级中转场），令=0 表示一级中转场，若以 配送总里程最短为目标函数，则可以建立如下无时限单向配送车辆优化调度问题的数学模型： Min Z =+sign（） （2.1） （2.2） +sign（） （2.3） 0 L （2.4） St = L （2.5） =1,2,3,L,i=1,2,3, （2.6） = ， （2.7） 1 1 （2.8） Sign（）=0 其他 上述数学模型中： 式（2.1）为目标函数 即要求配送总里程（即各条配送路线长度之和）最短 式（2.2）保证每条路线上各二级中转场的快件配送额之和不超过配送车辆的运力式（2.3）保证每条配送路线的长度不超过配送车辆一次配送的最大行驶距离式（2.4）表明每条路线上的二级中转场数不超过总二级中转场数式（2.5）表明每个二级中转场都得到配送服务式（2.6）表明每条路线的二级中转场的组成式（2.7）限制每个客户由一台配送车辆送货、式（2.8）表示第k辆车服务的二级中转场数说明该台车参加了配送，则取 Sign（）=1，反之则没有参加配送， Sign（）=0。 速运公司不同的优化目标就需要不同的目标函数： 优化目标目标函数可用式 总吨位公里数最少MinZ = +sign（） 配送车辆的满载率最高 MinZ = 1- 使用配送车辆最少 MinZ = 4.4.2 SF配送问题实际求解：我们把上海一级中转场内部调度问题作为示例,根据第三章节的模拟一级中转场的原理，作出如下图所示的网络图：: 图 简化后以上海为中心的区域快件配送网络 （注：图中一个一级中转场，五个二级中转场） 附表5-1 SF公司目前主要的航空运输业务量（日均：公斤）010021023024027028029371510536571591731755852886991总计01013585 2339 9219 3541 4825 3418 3483 11433 11911 11978 4923 2143 21460 1799 1521 3986 111566 02120425 1974 6909 3106 3810 2253 2416 8803 2157 21265 5780 2216 2045 83160 023750 589 338 354 188 173 459 273 598 308 115 1766 53 92 360 6416 0246190 3073 519 6