15项目五任务三 车货均衡-配运车辆调度

《数字化物流商业运营基础》配套课件项目五数字化运输配送目录CONTENTS任务一供需平衡-产销运输分析010203任务二时效权衡-路线优化分析任务三车货均衡-配运车辆调度03任务三车货均衡-配运车辆调度情境引入我国快递业蓬勃发展，快递业务量井喷式增加给末端配送带来巨大压力。利用科学算法对快递网点进行配送路径优化，可以解决其配送效率低下和成本过高等问题。为解决因管理模式转变和配送人员变动带来的个人配送区域划分混乱、配送路径规划不合理等问题，实地调查某快递分部配送现状，并利用节约里程法对其配送路径进行优化。研究表明，在满足配送车辆最大里程数和装载量的前提下，重新划分个人配送区域和路径，可以提高配送效率，并降低配送成本。任务要求1．掌握配运车辆调度分析的内涵。2．能够进行配运车辆调度数据分析预测。3．提升配运车辆调度优化中的数据分析意识。任务准备数字化应知准备物流运营数据分析准备软实力准备1．什么是配运车辆调度配运车辆调度主要是为了制定科学的行车路线，使车辆在满足一定的约束条件下，有序地通过一系列装货点和卸货点，达到路程最短、费用最低、耗时最少、及时满足客户配送要求等目标，从而降低物流成本，提高物流服务质量。2．常用的配送路线优化分析方法在配送路线优化中，最基础的方法是节约里程法，这是一种启发式算法，旨在解决运输车辆数目不确定的问题。它可以用并行方式和串行方式来优化行车距离，从而降低运输成本。该方法通过综合考虑运输距离、车辆载重、时间窗口等约束条件，寻找总运输成本最低的配送方案。节约里程法可以应用于物流配送、公共交通规划等领域，帮助企业为多个客户实现更高效、经济的运输配送服务。任务准备数字化应知准备物流运营数据分析准备软实力准备3．基于节约里程法的数字化探索节约里程法是最经典的配送车辆调度和路线优化方法，也称为车辆路线问题（Vehicle Routing Problem，VRP），随着物流数字化转型的深入，借助GIS技术，可采集、加工和处理物流节点地理位置和交通路线等信息，这将充分发挥GIS技术强大的空间数据管理和空间分析能力，同时基于相关算法，可实现动态配送路线优化和可视化输出，这样基于GIS技术，将使节约里程法具有更广阔的应用空间。任务准备数字化应知准备物流运营数据分析准备软实力准备节约里程法：节约里程法是一种高效的物流配送优化策略，其核心在于通过减少冗余里程来降低运输成本。该方法基于一个基本理念：逐步合并运输回路，每次选择使总运输距离减小最多的方案，直至达到车辆装载限制。此策略广泛应用于实际配送中，根据配送中心的运输能力、各用户间的距离以及车辆限制条件，制定出总运量最大、总运距最短、配送客户最多的方案。具体实施时，首先需编制运输里程表，明确配送中心至各用户的最短路径。随后，利用节约里程法计算并排序各用户间的节约潜力。在此基础上，结合车辆载重、单次最大运输距离等约束，巧妙地将用户分配至不同配送路线。最终，通过比较各配送方案的总里程，选定满足所有条件且总里程最短的方案为最优解。这一过程不仅确保了运输效率，还有效降低了成本，是物流配送领域的一大智慧结晶。通过节约里程法的应用，企业能够在复杂的配送环境中找到最高效的送货路径，实现资源的最优配置。任务准备数字化应知准备物流运营数据分析准备软实力准备如某配送中心P，要给A和B两地送货，P和A之间的距离为PA，P和B之间的距离为PB，A和B之间的距离为AB，节约里程法基本理念示意如图5-19所示。任务准备数字化应知准备物流运营数据分析准备软实力准备这时有两种配送方案：第一种方法是安排两辆车，一辆从P到A返回到P，另一辆从P到B再返回到P，此时的行驶里程为2PA+2PB；第二种方法是安排一辆车，该车从P出发，到A再到B，最后返回到P，这种方法的行驶里程是PA+AB+PB。究竟这两种方法哪个更好呢？那就看这两个里程哪个更小，通过用两个里程值求差值，得到节约的里程数S=PA+PB−AB。由此可以推导出，如果一个配送中心P分别向多名客户配送货物，每辆车的配送线路上经过的客户个数越多，节约里程数越大，配送路线越合理，但前提是节约里程数为正数。任务准备数字化应知准备物流运营数据分析准备软实力准备1．关注数字素养数字化技术的应用使节约里程法的计算更为精确和高效。通过构建数字化的配送网络模型，可以实时获取配送中心到各个用户点以及用户点之间的精确距离，从而避免传统方法中因数据不准确或滞后导致的误差；同时数字化平台能够自动处理大量运输数据，包括车辆载重、行驶时间、用户需求量等，实现节约里程法计算过程的自动化和智能化，不仅提高了计算效率，还减少了人为干预带来的不确定性；此外，数字化技术还支持对节约里程法优化结果的实时监控和调整，通过实时追踪车辆的位置和状态，系统可以及时发现并应对异常情况，确保配送方案的高效执行。任务准备数字化应知准备物流运营数据分析准备软实力准备2．把握任务内涵车货均衡的价值：车辆配送路径优化是降低物流配送成本的关键环节之一，采用节约里程法对车辆配送路径进行优化，可以减少车辆配送总里程，提高车辆平均装载率，降低配送总成本，提升物流配送运输能力和效率。任务准备数字化应知准备物流运营数据分析准备软实力准备学习业内榜样应用场景及资料数据分析步骤数据可视化呈现已知配送中心P0向5个用户配送货物，其配送路线网络、配送中心与用户的距离以及用户之间的距离如图5-20所示。图中括号内的数字表示客户的需求量（单位：t），线路上的数字表示两节点之间的距离，配送中心有3台运输量为2t的卡车和2台运输量为4t的卡车可供使用。第一个任务是：利用节约里程法制定最优配送方案。第二个任务是：设卡车行驶的速度平均为40km/h，比较优化后的方案比单独向各用户分送可节约多长时间？任务实施应用场景及资料数据分析步骤数据可视化呈现步骤一：将配送中心及各用户视为运输节点，找出任意两点（包括配送中心）之间的最短距离，并利用Excel输入数据，形成如图5-21所示的基础运输距离数据统计表，此时要注意的是，表反映的一定是两节点间的最短距离，如果P2直接到P4，可能会有绕路或迂回造成两点间运输距离为12，这样P2-P4的最短距离应该是经过P3的最短距离9，而不是12。任务实施应用场景及资料数据分析步骤数据可视化呈现步骤二：计算任意两客户（不包括配送中心）之间的节约里程数。此时使用Excel将更加简便，运用单元格中的“绝对引用”功能，计算P1−P2的节约里程数需要在Excel单元格中输入“=$A$3+A4−B4”，这里的$符号作为单元格计算的绝对引用计算，结果为P0到P1的距离+P0到P2的距离−P1到P2的距离，也就是8+8−12=4，完成P1-P5的节约里程的计算：对于P1−P3、P1−P4、P1−P5的节约里程就可以使用Excel自动填充出来，具体做法是将鼠标靠近A11单元格的右下方，当鼠标变成“”时，按住鼠标左键向下自动填充，如图5-22右下侧所示；以此类推，我们继续计算P2-P3的节约里程，单元格中输入“=$A$4+A5−C5”，计算结果为10，P2−P4、P2−P5的节约里程进行自动填充，产生计算结果，最终计算出全部的节约里程数据。任务实施应用场景及资料数据分析步骤数据可视化呈现任务实施图5-22节约里程数据计算表应用场景及资料数据分析步骤数据可视化呈现任务实施步骤三：将节约里程数从大到小进行排序，以便选择节约里程法优化后更优的运输路线，可使用Excel降序排序功能，首先将上述的“节约里程数据计算表”变成两列，其做法为，第一列为各用户关系连接线列，输入P1−P2后，后面自动填充出P1−P5，以此类推，输入P2−P3后，自动填充到P2-P5，由此完成节约里程数据降序排序辅助表的自动填充操作，如图5-23所示。然后第二列复制“节约里程数据计算表”中对应的节约里程数据，形成排序辅助表，并为其添加表头“降序排序”和“节约里程数”。最后，选中辅助表，对“节约里程数”的数据进行降序排列，如图5-24所示。应用场景及资料数据分析步骤数据可视化呈现任务实施图5-23应用场景及资料数据分析步骤数据可视化呈现任务实施图5-24节约里程数据降序排序结果表应用场景及资料数据分析步骤数据可视化呈现任务实施整理数据，见表5-5。应用场景及资料数据分析步骤数据可视化呈现任务实施步骤四：结合场景，选派车辆，选定路线。首先，确定直接配送方案，即使用5辆车分别给每个客户送货，根据客户运量需求，配送中心的5辆车均需要投入使用，总行驶里程为2×（8+8+6+7+10）=78km。由配送中心P0直接向客户送货的路线及距离示意如图5-25所示。然后，按照节约里程法进行优化设计，将节约里程数最大的两点优先相连，也就是将P2和P3同一辆车配送，两客户所需要的运量不满最大载重4t，继续将节约里程数排第二的P3和P4相连，此时运量恰好为4t，因此给P2、P3、P4安排一辆4t车，剩下的P1、P5总运量为3.9t，安排一辆4t车，最终只需安排两辆4t车，第一辆4t车行驶路线为P0−P2−P3−P4−P0，行驶距离为7+5+4+8=24km，另一辆4t车行驶路线为P0−P5−P1−P0，行驶距离为10+8+16=34km，总行驶里程为两条配送路线的运距之和为58km，如图5-26所示。应用场景及资料数据分析步骤数据可视化呈现任务实施因此总节约里程数为78−58=20km，总的节约里程时间为20/40=0.5h。一、背景位于天津港保税区某配送中心需要向10家门店（A、B、C、D、E、F、G、H、I、J）进行配送，具体路线与每点需求量如图5-27所示，图中括号内的数字表示每一个门店的需求量（t），线路上的数字表示两节点之间的距离（km）。任务拓展1．该配送中心有若干辆2t和4t车辆可供使用，并且每辆车配送距离不得超过30km。请使用节约里程法给出最优配送方案。2．按照节约里程法的步骤对该任务进行求解，使用Excel单元格中的绝对引用方法进行节约里程的分析排序。任务拓展二、探究及分析首先根据图5-27，计算配送中心及各门店两点之间的最短距离，形成基础距离数据表。然后利用节约里程法原理，计算各门店之间的节约里程数，形成节约里程数据计算表，并排序节约里程，将所有计算出的节约里程按从大到小排序，以便于找到优先被配送的门店。其次按节