配送线路优化

一、线路优化设计的意义

配送运输由于配送方法的不同，其运输过程也不尽相同，影响配送运输的因素很多，如车流量的变化、道路状况、客户的分布状况和配送中心的选址、道路交通网、车辆定额载重量以及车辆运行限制等。配送线路设计就是整合影响配送运输的各种因素，适时适当地利用现有的运输工具和道路状况，及时、安全、方便、经济地将客户所需的商品准确地送达客户手中。在配送运输线路设计中，需根据不同客户群的特点和要求，选择不同的线路设计方法，最终达到节省时间、运距和降低配送运输成本的目的。

二、直送式配送运输

直送式配送运输，是指由一个供应点对一个客户的专门送货。从物流优化的角度看，直送式客户的基本条件是其需求量接近于或大于可用车辆的额定重量，需专门派一辆或多辆车一次或多次送货。因此，直送情况下，货物的配送追求的是多装快跑，选择最短配送线路，以节约时间、费用，提高配送效率。即直送问题的物流优化，主要是寻找物流网络中的最短线路问题。

目前解决最短线路问题的方法有很多，现以位势法为例，介绍如何解决物流网络中的最短线路问题。已知物流网络如图8－5，各结点分别表示为A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K，各结点之间的距离如图所示，试确定各结点间的最短线路。

图8－5 物流网络示意图

寻找最短线路的方法步骤如下：

第一步：选择货物供应点为初始结点，并取其位势值为“零”即Vi＝0

第二步：考虑与i点直接相连的所有线路结点。设其初始结点的位势值为Vi，则其终止结点j的位势值可按下式确定：

Vj＝Vi＋Lij

式中：Lij——i点与j点之间的距离。

第三步：从所得到的所有位势值中选出最小者，此值即为从初始结点到该点的最短距离，将其标在该结点旁的方框内，并用箭头标出该联线i～j，以此表示从i点到j点的最短线路走法。

第四步：重复以上步骤，直到物流网络中所有的结点的位势值均达到最小为止。

最终，各结点的位势值表示从初始结点到该点的最短距离。带箭头的各条联线则组成了从初始结点到其余结点的最短线路。分别以各点为初始结点，重复上述步骤，即可得各结点之间的最短距离。

小练习

例：在物流网络图8－5中，试寻找从供应点A到客户K的最短线路。解：根据以上步骤，计算如下：

1．取VA＝0；

2．确定与A点直接相连的所有结点的位势值：

VB＝VA＋LAB＝0＋6＝6

VE＝VA＋LAE＝0＋5＝5

VF＝VA＋LAF＝0＋11＝11

VH＝VA＋LAH＝0＋8＝8

3．从所得的所有位势值中选择最小值VE＝5，并标注在对应结点E旁边的方框内，并用箭头标出联线AE。即

min｛VB，VE，VF，VH｝＝min｛6，5，11，8｝＝VE＝5

4．以E为初始结点，计算与之直接相连的D、G、F点的位势值（如果同一结点有多个位势值，则只保留最小者）

VD＝VE＋LED＝5＋2＝7

VG＝VE＋LEG＝5＋14＝19

VF＝VE＋LEF＝5＋4＝9

5．从所得的所有剩余位势值中选出最小者6，并标注在对应的结点B旁，同时用箭头标出联线AB，即

min｛VB，VH，VD，VG，VF｝＝min｛6，8，7，19，9｝＝VB＝6

图8－6 最优路线图

6．以B点为初始结点，与之直接相连的结点有D、C，它们的位势值分别为16和17。从所得的所有剩余位势值中取最小，即

min｛8，7，19，9，17｝＝VD＝7

将最小位势值7标注在与之相应的D旁边的方框内，并用箭头标出其联线ED。

如此继续计算，可得最优路线如图8－6所示，由供应点A到客户K的最短距离为24。

依照上述方法，将物流网络中的每一结点当作初始结点，并使其位势值等与“零”，然后进行计算，可得所有结点之间的最短距离，如表8－7所示。

表8－7 结点之间的最短距离

三、分送式配送运输

分送式配送是指由一个供应点对多个客户的共同送货。其基本条件是同一条线路上所有客户的需求量总和不大于一辆车的额定载重量。送货时，由这一辆车装着所有客户的货物，沿着一条精心挑选的最佳路线依次将货物送到各个客户手中，这样既保证按时按量将用户需要的货物及时送到，又节约了车辆，节省了费用，缓解了交通紧张的压力，并减少了运输对环境造成的污染。车辆调度程序法（Vehicle Scheduling Program， VSP）又称节约算法，是指用来解决运输车辆数目不确定的问题的最有名的启发式算法。节约里程法核心思想是依次将运输问题中的两个回路合并为一个回路，每次使合并后的总运输距离减小的幅度最大，直到达到一辆车的装载限制时，再进行下一辆车的优化。

（一）节约法的基本假设

利用里程节约法确定配送路线的主要出发点是，根据配送方的运输能力及其到客户之间的距离和各客户之间的相对距离来制定使配送车辆总的周转量达到或接近最小的配送方案。

假设条件：

（1）配送的是同一种或相类似的货物。

（2）各用户的位置及需求量已知。

（3）配送方有足够的运输能力。

（4）设状态参数为tij，tij是这样定义的：

tij＝｛1，表示客户i，j在同一送货路线上；0，表示客户i，j不在同一送货线路上｝

t0j＝2（表示由送货点P0向客户j单独派车送货）。

且所有状态参数应满足下式：

式中：N——客户数。

利用节约法制定出的配送方案除了使总的周转量最小外，还应满足：

（1）方案能满足所有客户的到货时间要求。

（2）不使车辆超载。

（3）每辆车每天的总运行时间及里程满足规定的要求。

（二）节约法的基本思想

如图8－7所示，设P0为配送中心，分别向用户Pi和Pj送货。P0到Pi和Pj的距离分别为d0i和d0j，两个用户Pi和Pj之间的距离为dij，送货方案只有两种，即配送中心P0向用户Pi，Pj分别送货和配送中心P0向用户Pi，Pj同时送货，如图8－7（a）和图8－7（b）。

图8－7 节约法原理

比较两种配送方案：

方案（a）的配送路线为P0→Pi→P0→Pj→P0，配送距离为da＝d0i＋d0j

方案（b）配送路线P0→Pi→Pj→P0，配送距离为db＝d0i＋d0j＋dij

显然，da不等于db，我们用sij表示里程节约量，即方案（b）比方案（a）节约的配送里程：

sij＝d0i＋d0j－dij（8－2）

根据节约法的基本思想，如果一个配送中心P0分别向N个客户Pj（j＝1，2，…，N）配送货物，在汽车载重能力允许的前提下，每辆汽车的配送线路上经过的客户个数越多，里程节约量越大，配送线路越合理。

小练习

例：已知配送中心P0向5个用户Pj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下图与表所示：图中括号内的数字表示客户的需求量（单位：吨）。线路上的数字表示两结点之间的距离，配送中心有3台2t卡车和2台4t卡车可供使用。1．试利用节约里程法制定最优的配送方案？2．设卡车行驶的速度平均为40公里／小时，试比较优化后的方案比单独向各用户分送可节约多少时间？

第（1）步：作运输里程表，列出配送中心到用户及用户间的最短距离。

第（2）步：由运输里程表、按节约里程公式，求得相应的节约里程数，如上表（ ）内。

第（3）步：将节约里程sij进行分类，按从大到小顺序排列

第（4）步：确定单独送货的配送线路

得初始方案配送距离＝39×2＝78km

第（5）步：根据载重量约束与节约里程大小，将各客户结点连接起来，形成两个配送路线。即A、B两配送方案。

①配送线路A：P0－P2－P3－P4－P0

运量q A＝q2＋q3＋q4＝1．7＋0．9＋1．4＝4t

用一辆4t车运送，满载。

节约距离s A＝10＋8＝18km

②配送线路B：P0－P5－P1－P0

运量q B＝q5＋q1＝2．4＋1．5＝3．9t＜4t车用一辆4t车运送。

节约距离s B＝2km

第（6）步：与初始单独送货方案相比，计算总节约里程与节约时间

总节约里程：△s＝s A＋s B＝20km

与初始单独送货方案相比，可节约时间：△T＝△s／V＝20／40＝0．5小时

项目小结

配送运输作业设计是仓储与配送活动中重要的实务操作之一。本项目比较全面地解读了配送基本业务流程，车辆调度方法、车辆货物积载方法及车辆线路优化设计方法。本项目涉及的内容较多，应在理解的基础上，结合相关技能训练要求在物流实训室用相关设备进行模拟实训操作。

技能训练

技能训练一 车辆配载

1．任务引入

东莞美嘉连锁超市的配送中心接到四个门店的送货请求后，已将货物分拣完毕，现在货物都在出货月台上等待装车送货。目前配送中心其他车辆都已外出送货或正在装车准备送货，未分配送货任务的只剩一辆普通厢式货车，其车厢有效容积为20m3（长5m×宽2m×高2m），最大载重量为4 000千克。分拣人员已经把货物的重量、体积测算出来并上报给了调度人员。如下表所示：

2．任务分析

（1）根据现有车辆情况进行装车设计，尽可能多地装进一辆车，不能超过载重及容积限制。

（2）门店的送货顺序有先后，且每个门店要求货物一次性送到（如果某一门店的货物一车无法全部装入，则该门店的货物就全部不装），制定的配载方案要使送货的门店的个数尽可能多。

3．任务实施

（1）学生分组，每6人一组。分组在物流实训室中利用各种设备及仿真商品进行模拟装车操作。可利用空纸箱，分别在箱侧面标上各种商品的品名，标明商品的包装外形、重量、数量、性能和特点及编制相关条码。

（2）采用正确的设计方法。

（3）绘制配送积载图。

4．任务评价（见下表）

技能训练二 配送中心路线优化设计

1．任务引入

宝洁公司是广州配送中心最大的服务商，为其配送的客户和货量见下表，我们以广州配送中心为例来说明有装载限制的车辆调度的优化方法。公司客户分布在全国各地，这里主要以广东省内7家客户及省外一家特殊客户的一次配送为例。广州配送中心为这次配送提供了三种车型，载重量分别为2吨、5吨和8吨，不同车型的运输单价不一样，具体见运输单价表。配送中心的配送是由外协商提供车辆，因此汽车的数量没有限制。

表一 客户和货量

表二 运输单价表

2．任务分析

（1）根据客户、货量及运输单价表情况进行配送方案设计。

（2）对配送方案进行优化，尽可能使总路程最短，费用最省。

3．任务实施

（1）学生分组，每6人一组。

（2）采用正确的设计方法。

（3）绘制配送方案图。

4．任务评价（见下表）

课证融合习题

一、单项选择题

1．配送是以（ ）为基础的，综合性、完善化的送货活动。

A．社会分工 B．客户需求 C．运输 D．仓储

2．运输和配送的区别在于（ ）是物流活动最终环节的活动。

A．配送 B．运输 C．销售 D．仓储

3．（ ）是中转型送货，用户要什么就送什么，而且从事送货的是专业流通企业。

A．工厂送货 B．仓储 C．多式联运 D．配送

4．为了防止库存过多、浪费资金，各种货品均应限定其可能的最高库存水平，也就是货品库存数量的最高界限，以作为内部警戒的一个（ ）指标。

A．装载量 B．数量 C．重量 D．流程

5．搬运作业中为提高效率，叉车搬运应选用的搬运工具是（ ）。

A．集装袋 B．集装桶 C．托盘 D．支架

6．一般来说，运输的批量越大，单位货物的运输成本（ ）。

A．越高 B．越低 C．相差不多 D．不能比较

二、多项选择题

1．配送运输的特点有（ ）。

A．时效性 B．安全性 C．沟通性

D．方便性 E．经济性

2．配送作业中应对运输工具进行妥善积载，并采用必要的（ ）；采取合理的配送运输线路。

A．集货 B．装载衬垫 C．绑扎

D．配装 E．遮盖

3．配送中心基本配送流程的主要环节有（ ）。

A．进货 B．存储 C．分拣

D．配货、配装 E．送货

4．配送中心的基本配送作业环节有（ ）。

A．进货 B．储存 C．分拣、配货

D．送货 E．信息处理

5．整车配送运输作业的基本程序是按客户订单备货、验货、配车、（ ）、运送、卸车、交付、运杂费结算、货运事故处理等。

A．配装 B．装车 C．发车

D．加工 E．信息处理

6．车辆调度的具体原则有（ ）。

A．宁打乱少数计划，不打乱多数计划

B．打乱主要运输环节

C．宁打乱局部计划，不打乱整体计划

D．打乱可缓运物资的运输计划

E．宁打乱当日计划，不打乱以后计划

三、简答题

1．配送的实质是什么？

2．配送中心的配送模式有几种？

3．车辆积载和调度的基本原则有哪些？

4．配送的方法有哪些？

四、案例分析

上海新华配送中心

2005年初，上海新华传媒股份有限公司（简称“新华传媒”）决定建设新的图书物流配送中心，以满足不断增长的业务需求。经过一番深入细致的调研，最终选择了北京伍强科技有限公司为该项目的系统集成商。上海新华传媒物流中心自2006年8月正式开始动工，到2007年10月22日建成并成功上线运行，仅用了14个月，成为国内建设周期最短的图书配送中心项目。该中心建筑面积30 000m2，可以达到年配送40亿码洋的目标。物流系统采用高度信息化和适度自动化相结合的方式：一方面，集成化的图书供应链一体化管理系统和物流管理系统有机结合，实现了商流、物流、资金流的高度集成；另一方面，现代化的拣选、输送和分拣系统，使物流中心的各个作业环节和作业过程井然有序，高效流畅。

新华传媒物流中心位于上海市闸北区沪太路和汶水路交汇处，紧邻中环线，地理位置十分优越。该项目总占地面积38亩，建筑面积36 000m2，其中物流中心30 000m2；总投资1．3亿元，其中物流系统及设备投资4 000万元。系统设计能力年配送40亿码洋，其中，一般图书26亿码洋，一般图书退货4亿码洋，教材4亿码洋，音像制品3亿码洋，文教用品3亿码洋。

物流系统共由5个子系统构成，分别是：教材处理系统、一般图书处理系统、一般图书销退处理系统、音像处理系统、文教用品处理系统。

新华传媒物流中心通过广泛应用电子标签和RF无线技术，结合自动分拣与自动输送系统，实现了无纸化与部分自动化作业，大大提高了作业效率与准确率。同时，物流中心特别强调了信息化建设，采用了世界著名的仓储管理系统INFORSSA 4000实现统一的库存管理，该系统与企业ERP系统共同构成了新华传媒的信息系统。值得一提的是，在物流中心信息系统建设的同时，新华传媒还进行了商流系统的建设。尽管难度很大，但实际运行结果表明，上海新华传媒信息化建设获得了巨大成功。位于物流中心的主机房主要有4台高端小型机服务器和大容量磁盘柜，组成双机热备份系统，负责商流和物流业务，目前在国内还是不多见。

由于采用了多项先进的信息技术与物流技术，集成一体化成为该中心物流系统的突出特点，其中包括：物流、信息流、资金流一体化，图书、教材、音像、文教用品、退货一体化，图书到货、翻理、编目、入库一体化，图书添配、直配拣选和打包复核一体化，以及图书入库、直配、拣选、称重、分拣自动化。

思考题：上海新华传媒物流中心是什么类型的物流中心，它的功能有哪些？