劉安業(yè),孫清華

(1.黑龍江省收費公路管理局;2.黑龍江大學(xué))

物流配送車輛調(diào)度優(yōu)化問題最早由Dantzig和Ramser于 1959年首次提出的,一般定義為:對一系列裝貨點和卸貨點,組織適當(dāng)?shù)男熊嚶肪€,使車輛有序地通過它們,在滿足一定的約束條件(如貨物需求量、發(fā)送量、交發(fā)貨時間、車輛容量限制、行駛里程限制、時間限制等)下,達到一定的目標(biāo)(如路程最短、費用最少、時間盡量少、使用車輛盡量少等)。通常根據(jù)問題的時間特性和空間特性的相對重要性來劃分,當(dāng)不考慮時間要求,僅根據(jù)空間位置安排線路時稱為車輛線路安排問題(VehicleRoutingProblem,VRP);考慮時間要求安排線路時稱為車輛調(diào)度問題(VehicleSchedulingProblem, VSP);同時考慮空間位置和時間要求的稱為路線和調(diào)度混合問題,也稱時間窗的車輛調(diào)度問題。

1 車輛調(diào)度優(yōu)化決策影響因素分析

物流配送中心進行合理的車輛調(diào)度,是從物流配送中心的總體目標(biāo)出發(fā),運用系統(tǒng)的原理和方法,充分利用各種調(diào)度,選擇合理的路線和運輸工具,以最短的路徑、最少的環(huán)節(jié)、最快的速度和最少的勞動消耗,組織好貨物的運輸活動。對車輛調(diào)度的優(yōu)化決策就是通過調(diào)度方式、運輸工具和路線的選擇,進行調(diào)度方案的優(yōu)化,實現(xiàn)物品運輸?shù)暮侠砘?。影響物流配送車輛調(diào)度優(yōu)化決策的因素很多,起決定性作用的主要有以下幾方面的因素,如圖 1所示。

圖1 車輛調(diào)度優(yōu)化決策影響因素分析

1.1 配送距離

配送的若干技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo),如配送時間、運輸貨損、運費、車輛或船舶周轉(zhuǎn)等都與配送距離有一定的比例關(guān)系,配送距離即運輸路線,是決定優(yōu)化調(diào)度與否的最基本因素。選擇正確的路線,其實質(zhì)是消除貨物遷滯、重復(fù)裝運等現(xiàn)象,使各種運輸工具安全、迅速運行,最大限度地減少貨物運輸里程,縮短貨物在途時間,降低配送費用,盡快地實現(xiàn)商品的使用價值?？s短配送距離從宏觀上能夠節(jié)省國家能源、加快經(jīng)濟發(fā)展,從微觀上則可以給相關(guān)單位帶來直接的經(jīng)濟利益。

1.2 配送環(huán)節(jié)

配送次數(shù)的增加,不但會導(dǎo)致起運的運費和總運費的增加,而且還會增加運輸?shù)母綄倩顒?從而導(dǎo)致各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的下降。所以,減少配送環(huán)節(jié),尤其是同類運輸工具的環(huán)節(jié),對促進車輛調(diào)度優(yōu)化有很大的作用。

1.3 運輸工具

不同的運輸工具有不同的優(yōu)勢領(lǐng)域,也存在著特定的限制,因此對運輸工具進行優(yōu)化選擇,按運輸工具特點進行裝卸運輸作業(yè),能最大程度地發(fā)揮所用運輸工具的功能,是車輛調(diào)度優(yōu)化的重要環(huán)節(jié)。

1.4 運輸費用

運費在全部物流費用中占了很大比例,物流系統(tǒng)的競爭能力往往在很大程度上取決于運費高低。企業(yè)開展貨物配送工作,必然要支出一定的財力、物力和人力,各種運輸工具的運用都要企業(yè)支出一定的費用。因此,進行車輛調(diào)度優(yōu)化決策時,要受其經(jīng)濟實力以及費用的制約。

1.5 運輸時間

縮短運輸時間有利于提高流通效率有決定性的作用;有利于提高運輸工具的周轉(zhuǎn)速度,充分發(fā)揮車輛調(diào)度能力;有利于貨主資金的周轉(zhuǎn),提高整個國民經(jīng)濟的發(fā)展速度;有利于提高配送線路通過能力,對物流配送合理化有很大貢獻。

2 物流配送車輛調(diào)度優(yōu)化目標(biāo)

一般來說,運輸時間滿足客戶要求、運輸里程短、運輸費用省,出行車輛數(shù)少是進行合理運輸?shù)闹饕笜?biāo),它們集中體現(xiàn)了貨物運輸?shù)慕?jīng)濟效益和社會效益。而以往對車輛調(diào)度配送線路的研究多著重于對一個目標(biāo)進行優(yōu)化,不能滿足總體的效益。本文針對城市配送中心的貨物品種多、數(shù)量少、批次多、交通情況復(fù)雜等特點,以及配送中心戰(zhàn)略發(fā)展的要求等擬定下列優(yōu)化目標(biāo)。

(1)按照客戶的要求送貨以提高物流服務(wù)質(zhì)量。能夠滿足顧客的要求可提高物流配送中心的信譽,保留公司的客戶,是物流配送中心取得效益的根本保證,因此,將此目標(biāo)看作是最重要的一個優(yōu)化目標(biāo)。

(2)合理安排物流配送以實現(xiàn)配送成本最低,這也是物流配送中心提高經(jīng)濟效益的基本要求,因此成本最低化可作為僅次于時間準(zhǔn)確性的又一重要的目標(biāo)。

(3)配送車輛的空載率最小,也就是能夠達到配送車輛的最大載重利用率。這樣可以以最少的車輛完成特定的配送任務(wù),提高車輛利用率。

3 物流配送車輛調(diào)度優(yōu)化決策階段框架

由于物流配送是在用戶數(shù)量多且分布密集情況下進行的,因此,車輛調(diào)度問題的規(guī)模大,是一個復(fù)雜決策問題。依靠上述文獻中的基本理論算法難以滿意的解決大規(guī)模的車輛調(diào)度問題。針對該類問題的特點,提出了一個三階段決策框架:(1)整合劃分配送對象;(2)建立車輛調(diào)度優(yōu)化模型,利用遺傳算法完成車輛分配優(yōu)化;(3)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,鑒別物流配送道路中干擾多發(fā)點,完成對車輛路徑進行優(yōu)化。如圖 2所示。

圖2 物流配送車輛調(diào)度優(yōu)化決策框架

3.1 配送對象整合劃分

就物流配送中心的服務(wù)對象而言,主要包括個體消費者和零售店。對于零售店的配送,由于其比較分散、配送量大、位置比較固定,可以將這些客戶直接作為網(wǎng)絡(luò)配送的節(jié)點。而當(dāng)配送對象為個人消費者時,由于他們具有分布密度大、分布面廣、數(shù)量多且每個客戶的需求量非常小的特點,如果將這些客戶直接作為網(wǎng)絡(luò)配送的節(jié)點,問題研究的規(guī)模將十分龐大,因此,在優(yōu)化決策時先將大規(guī)模的客戶群體進行區(qū)域化整合。

為了減小問題的規(guī)模,可以依據(jù)行政劃分進行區(qū)域化整合。這樣處在同一個行政區(qū)域的客戶群,便可以看為一個整體,即看作配送中的一個大節(jié)點(在大節(jié)點內(nèi)部的配送由于距離很近,具體的配送路線可由司機自己來完成)。同時,在以行政劃分為標(biāo)準(zhǔn)整合時,也考慮到某些行政區(qū)域內(nèi)可能存在著的道路和交通問題,而不能使區(qū)域內(nèi)的客戶完全連通。如果存在這樣的問題,可以將該區(qū)域進行合理的再分割來保證區(qū)域內(nèi)客戶的連通性。例如某區(qū)域內(nèi)存在河流、鐵路等屏障,使得區(qū)域內(nèi)的客戶無法直接連通時,可以將該區(qū)域以河流、鐵路等屏障為界限再分成幾部分,保證了客戶配送的連續(xù)性。

3.2 車輛分配優(yōu)化

經(jīng)過整合劃分后,零售店作為網(wǎng)絡(luò)配送節(jié)點,規(guī)模巨大的客戶群體變成了為數(shù)不多的客戶區(qū)域,節(jié)點和客戶區(qū)域?qū)囕v的分配問題,可以建立車輛調(diào)度優(yōu)化模型,然后采用遺傳算法完成客戶區(qū)域?qū)囕v的分配。

3.3 車輛路徑優(yōu)化

在進行配送對象整合和車輛分配之后,每輛車所要配送的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點或者客戶區(qū)域就固定了。車在固定區(qū)域之間的路線問題中有一個重要的問題就是道路干擾多發(fā)點對物流配送優(yōu)化的干擾。

4 結(jié) 論

配送車輛的集貨、貨物配裝及送貨過程是物流配送系統(tǒng)運行的核心部分,進行物流配送系統(tǒng)的優(yōu)化,主要是指配送車輛優(yōu)化調(diào)度和運輸合理化,包括集貨線路優(yōu)化、貨物配裝及送貨線路優(yōu)化,以及集貨、貨物配裝和送貨一體化優(yōu)化。而物流配送車輛優(yōu)化調(diào)度和運輸合理化是物流配送優(yōu)化中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是物流配送系統(tǒng)電子商務(wù)活動中不可或缺的內(nèi)容。

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[2] Toth,Paolo,Vigo,HeuristicAlgorithmfortheSymmetricVehicle RoutingProblemswithBackhauls,EuropeanJournalofOperational esearch,1999,Vol.113,No.3,528-543.

[3] 李金蘋.現(xiàn)代物流配送系統(tǒng)的運輸優(yōu)化調(diào)度方案[J].物流技術(shù),2002,(5):11-13.

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