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多回路分送式配送優(yōu)化研究物流管理論文
論文導(dǎo)讀：
物流配送運(yùn)輸屬于物流運(yùn)輸?shù)哪┒诉\(yùn)輸、支線(xiàn)運(yùn)輸，具有距離較短、規(guī)模較小、額度較高等特點(diǎn)，一般使用汽車(chē)做運(yùn)輸工具。
關(guān)鍵詞：多回路，配送，線(xiàn)路優(yōu)化
物流配送運(yùn)輸屬于物流運(yùn)輸?shù)哪┒诉\(yùn)輸、支線(xiàn)運(yùn)輸，具有距離較短、規(guī)模較小、額度較高等特點(diǎn)，一般使用汽車(chē)做運(yùn)輸工具。由于配送用戶(hù)多，一般城市交通路線(xiàn)又較復(fù)雜，因此配送線(xiàn)路的選擇對(duì)于降低物流成本、提高物流效率至關(guān)重要。研究如何合理規(guī)劃送貨線(xiàn)路對(duì)物流企業(yè)具有重要意義。
一、多回路分送式配送模型的構(gòu)建
配送問(wèn)題的難點(diǎn)就在于根據(jù)配送中心車(chē)輛的數(shù)量、能力，送貨地點(diǎn)的數(shù)量、距離、需求量等信息，確定用哪些車(chē)輛為哪些客戶(hù)送貨，怎樣安排每輛車(chē)的配送線(xiàn)路。假設(shè)在一筆業(yè)務(wù)中，配送中心經(jīng)理共收到了12個(gè)客戶(hù)的訂單，該物流中心擁有同等規(guī)格運(yùn)輸車(chē)輛8輛，每輛車(chē)最大載重4噸。假定配送中心及各客戶(hù)間可以互相到達(dá)，配送車(chē)輛性能相同，且運(yùn)輸中不考慮體積限制。
配送過(guò)程要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)可能有多個(gè)：運(yùn)輸線(xiàn)路最短、運(yùn)輸時(shí)間最省或總運(yùn)輸成本最低等。在多數(shù)情況下，運(yùn)輸成本和運(yùn)輸距離正相關(guān)，配送問(wèn)題的最優(yōu)目標(biāo)要視實(shí)際情況而定。當(dāng)業(yè)務(wù)量較小時(shí)，配送中心看重運(yùn)輸成本，最優(yōu)目標(biāo)設(shè)置為距離最短；當(dāng)?shù)臉I(yè)務(wù)量較大時(shí)，則更看重運(yùn)輸效率，最優(yōu)目標(biāo)設(shè)置為時(shí)間最短。
二、距離最短的最優(yōu)配送線(xiàn)路分析
對(duì)于這一類(lèi)問(wèn)題，配送中心經(jīng)理需要首先要確定派出配送車(chē)輛的數(shù)量，配送車(chē)輛的數(shù)量越少，配送成本就越低。然后確定每一輛車(chē)要服務(wù)的客戶(hù)，即把客戶(hù)分為若干組，分別由不同的配送車(chē)輛完成配送。最后根據(jù)每一組客戶(hù)的實(shí)際位置確定每一輛車(chē)的最短配送線(xiàn)路。
1、配送車(chē)輛的確定
根據(jù)客戶(hù)需求信息計(jì)算所有客戶(hù)的需求總量，按照配送中心運(yùn)輸車(chē)輛的載重情況選擇配送車(chē)輛，通常使選中配送車(chē)輛總的最大載重量略大于總需求量。由于本例中配送車(chē)輛規(guī)格相同，也可以直接用客戶(hù)總需求量除以車(chē)輛最大載重量，一般取比商值略大的整數(shù)來(lái)作為派出配送車(chē)輛的數(shù)量。
2、客戶(hù)的分組
采用掃描算法對(duì)客戶(hù)進(jìn)行分組。首先根據(jù)配送中心和客戶(hù)之間的相對(duì)地理位置，建立以配送中心為極坐標(biāo)原點(diǎn)，以任意一個(gè)方向?yàn)闃O軸正方向的極坐標(biāo)系，同時(shí)把所有客戶(hù)按地理位置轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)表示，需求信息注在客戶(hù)旁邊。然后，從最小角度的客戶(hù)開(kāi)始，按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，將客戶(hù)逐個(gè)并入一個(gè)組，直到該組客戶(hù)的需求總量超過(guò)車(chē)輛額定載重量的80%，接近車(chē)輛最大載重量為止。結(jié)合本例，分組情況如圖1所示。
圖中V0代表配送中心，V1，…，V12代表12個(gè)客戶(hù)，首先可以確定客戶(hù)的總需求量為15。2，判定該公司需要派出4輛車(chē)完成配送任務(wù)。采用掃描算法，用從V0發(fā)出的虛線(xiàn)將客戶(hù)分為：V1、V2、V3；V4、V5；V6、V7、V8、V9、V10；V11、V12四組，每組客戶(hù)各用1輛車(chē)服務(wù)。
3、車(chē)輛配送線(xiàn)路的確定
經(jīng)過(guò)分組后，問(wèn)題就變成尋找4條從配送中心出發(fā)環(huán)游各組客戶(hù)再返回配送中心的最短Hamilton回路，可以采用最近插入法來(lái)確定。由于確定回路的難度隨回路中頂點(diǎn)數(shù)量的增加而增大，這里選擇頂點(diǎn)數(shù)最多的第三組做示例，即尋找一條從V0出發(fā)環(huán)游V6、V7、V8、V9、V10再回到V0的最短Hamilton回路。
用圖2表示配送中心和各客戶(hù)之間的線(xiàn)路關(guān)系，V0、V6、V7、V8、V9、V10為頂點(diǎn)，分別表示配送中心和各客戶(hù)，頂點(diǎn)間的連線(xiàn)表示兩者之間的線(xiàn)路，連線(xiàn)旁邊的數(shù)據(jù)表示線(xiàn)路距離，單位：Km。
最近插入法的基本步驟：
步驟1：取V0作為整個(gè)Hamilton回路的起點(diǎn)，同時(shí)找出一個(gè)離V0最近的頂點(diǎn)Vk，形成一個(gè)子回路：V0→Vk →V0；
步驟2：在剩下的頂點(diǎn)中尋找一個(gè)離已有子回路中的各頂點(diǎn)最近的頂點(diǎn)Vs，并在已有的子回路中找出一條邊（Vi，Vj），使得Wis+Wsj— Wij最小，然后把頂點(diǎn)Vs插入到頂點(diǎn)Vi和Vj之間，用兩條邊（Vi，Vs）和（Vs，Vj）代替原來(lái)的邊（Vi，Vj），形成一個(gè)新的子回路：V0→…→Vi→Vs→Vj→…→V0（Wij表示結(jié)點(diǎn)之間的距離）；
步驟3：重復(fù)步驟2，直到所有的頂點(diǎn)都加入到子回路中，得到的回路就是一個(gè)距離最短的Hamilton回路。
根據(jù)最近插入法，可以依次將V7、V6、V10 、V9、V8插入子回路中，最終形成的最短Hamilton回路如圖粗線(xiàn)所示，路線(xiàn)為：V0→V7→V8→V10→V9→V6→V0，最短距離為41 Km。當(dāng)然，配送中心也可以如法確定另外三組客戶(hù)的最短配送線(xiàn)路。
三、基于時(shí)間最短的最優(yōu)配送線(xiàn)路分析
以往的配送業(yè)務(wù)中只重視配送距離，然而對(duì)于城市運(yùn)輸，車(chē)流量大，交通擁堵現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，距離短未必運(yùn)輸時(shí)間就短。現(xiàn)代配送中逐漸開(kāi)始關(guān)注車(chē)輛的配送時(shí)間，距離最短不再是決定利潤(rùn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。配送中心的運(yùn)營(yíng)觀念正在從“距離定成本”向“時(shí)間換利潤(rùn)”轉(zhuǎn)變，因此配送中除了要考慮距離外，還要考慮效率。用最短的時(shí)間完成配送任務(wù)，從而多承擔(dān)配送業(yè)務(wù)，最大限度地提高車(chē)輛的使用效率，為配送中心創(chuàng)造更多財(cái)富。
時(shí)間最短的配送線(xiàn)路分析方法和距離最短的分析方法類(lèi)似，前兩步完全相同，第三步也可以使用最近插入法進(jìn)行處理，只是頂點(diǎn)間連線(xiàn)的數(shù)據(jù)不再表示距離，而用各線(xiàn)路的平均通過(guò)時(shí)間代替，平均通過(guò)時(shí)間可以根據(jù)配送中心運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)確定，尋找一條使總通行時(shí)間最短的Hamilton回路。
仍以第三組客戶(hù)為例進(jìn)行分析，用圖3表示配送中心和各客戶(hù)之間的關(guān)系，連線(xiàn)旁邊的數(shù)據(jù)表示線(xiàn)路的平均通過(guò)時(shí)間，單位：min。，根據(jù)最近插入法，依次將V7、V6、V10 、V9、V8插入子回路中，最終形成的最短Hamilton回路如圖3粗線(xiàn)所示，路線(xiàn)為：V0→V8→V10→V9→V6→V7→V0，配送距離為45 Km，最短時(shí)間為63min。相對(duì)于最短距離配送線(xiàn)路，盡管多走4 Km，但時(shí)間卻節(jié)省11分鐘，時(shí)間縮短了近15%。
四、模型的評(píng)價(jià)
在物流配送中，經(jīng)營(yíng)者大多是按照經(jīng)驗(yàn)去設(shè)計(jì)送貨線(xiàn)路及送貨量。本方法運(yùn)用滿(mǎn)載率原理，采用掃描算法對(duì)客戶(hù)進(jìn)行合理分組，再通過(guò)最近插入法對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)配送線(xiàn)路，方法簡(jiǎn)便，對(duì)物流配送工作具有較強(qiáng)指導(dǎo)意義。物流公司或其他企業(yè)都可以使用本方法來(lái)提高自己的送貨效率，降低送貨成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
但是，該方法沒(méi)有考慮跨區(qū)送貨的情況，因此還可以通過(guò)考慮跨區(qū)域送貨對(duì)本模型做進(jìn)一步的優(yōu)化。另外，本方法是基于靜態(tài)的線(xiàn)路規(guī)劃，要求客戶(hù)的訂貨量必須是確定的，如果訂單數(shù)量發(fā)生變化，那么企業(yè)決策者就要根據(jù)客戶(hù)需求，對(duì)客戶(hù)重新分組，再規(guī)劃配送線(xiàn)路。
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