涼山州煙草公司物流中心 葉嵐

煙草行業(yè)面對(duì)零售客戶的卷煙配送一直是煙草物流中心的重要環(huán)節(jié)，及時(shí)滿足客戶需求，實(shí)現(xiàn)卷煙配送的高效率和低成本，是卷煙物流配送環(huán)節(jié)中的重要部分。2012年煙草行業(yè)開(kāi)展精益物流工作，應(yīng)對(duì)不斷面臨的挑戰(zhàn)。但在卷煙配送過(guò)程中，零售客戶終端具有數(shù)量大，分布廣，需求量不定等特點(diǎn)，不同的送貨線路之間存在任務(wù)量不均衡問(wèn)題，易造成配送車(chē)輛裝載率較低，配送資源浪費(fèi)和一系列的服務(wù)質(zhì)量問(wèn)題，屬于大規(guī)模的車(chē)輛線路規(guī)劃問(wèn)題（Vehicle Routing Problem,VRP），僅僅通過(guò)增加配送車(chē)輛和人員等滿足配送服務(wù)，不符合精益物流的基本要求，因此必須尋求新的方法對(duì)配送線路進(jìn)行優(yōu)化，從根本上解決配送問(wèn)題。

而在卷煙配送實(shí)現(xiàn)在途管理的基礎(chǔ)上，卷煙配送線路的優(yōu)化可通過(guò)構(gòu)建電子地圖，確定零售客戶的位置及經(jīng)濟(jì)可行距離，有助于將大量離散點(diǎn)客戶進(jìn)行聚類(lèi)分析，減少需求點(diǎn)的信息。通過(guò)選址模型能有效覆蓋所有需求點(diǎn)信息，促進(jìn)線路優(yōu)化的進(jìn)行。因此，本文在以后在途管理系統(tǒng)和選址模型的理論基礎(chǔ)上，從選址角度提出優(yōu)化配送線路模式。

隨著卷煙配送在煙草精益物流建設(shè)中的地位不斷提升，已有很多學(xué)者對(duì)優(yōu)化煙草配送路線進(jìn)行探討。陳子俠（2003）研究了城市卷煙配送線路的網(wǎng)格劃分算法；史亞蓉，萬(wàn)迪昉等（2009）分析了基于GIS的物流配送線路規(guī)劃研究；吳耀華等（2011）研究了在GIS環(huán)境下基于P-種植模型的卷煙配送體系優(yōu)化。上述研究成果對(duì)卷煙配送線路優(yōu)化的具體實(shí)施具有重要意義。但是，卷煙配送只能通過(guò)物流配送中心統(tǒng)一進(jìn)行管理配送，并且需求客戶數(shù)量大分散廣需求量不定，運(yùn)用傳統(tǒng)VRP優(yōu)化算法求解，復(fù)雜性高、計(jì)算耗時(shí)大，針對(duì)卷煙配送偏遠(yuǎn)地區(qū)道路交通狀況差，配送成本高，不能及時(shí)送貨到戶等問(wèn)題的研究方法較少，缺乏大范圍推廣及應(yīng)用，對(duì)卷煙配送線路優(yōu)化方法的探索研究尚顯不足。

據(jù)此，本文結(jié)合煙草物流自身理化屬性，通過(guò)研究涼山州煙草物流配送模式，以?xún)?yōu)化涼山州煙草物流配送線路為主要研究對(duì)象，運(yùn)用電子地圖以及集合覆蓋理論建立模型，分析研究煙草物流配送的新方法，為煙草物流配送模式研究提供理論依據(jù)，促使跨區(qū)域配送在實(shí)踐中進(jìn)一步合理的應(yīng)用與推廣。

一、涼山煙草物流配送模式

涼山煙草公司目前在西昌市擁有6000多家卷煙零售網(wǎng)點(diǎn)，為滿足全州煙草發(fā)展需求，2009年在西昌市西寧建成卷煙物流配送中心，并配有20余輛不同種類(lèi)的運(yùn)輸車(chē)?；跊錾綄?shí)際，配送中心將卷煙零售網(wǎng)點(diǎn)按區(qū)域劃分，制定65條配送線路，在配送方式上采用“一訪二分三送”，即采取一周一訪的形式在一天內(nèi)收集卷煙零售戶需求訂單，第二天進(jìn)行分揀到戶，第三天送貨到戶。零售卷煙客戶量多且分散廣泛，目前采用按區(qū)域劃分配送線路具有一定的局限性，并且存在線路運(yùn)輸量過(guò)少或過(guò)多，容易造成配送車(chē)輛裝載率低或無(wú)法滿足客戶需求，不能及時(shí)完成卷煙配送，因此，如何及時(shí)滿足客戶需求和處理不同送貨線路的任務(wù)量，從而降低物流成本，提高配送效率，是涼山煙草實(shí)現(xiàn)煙草精益物急需解決流的主要課題之一。

二、覆蓋模型和算法

(一)覆蓋模型

覆蓋模型，是對(duì)于需求已知的一些需求點(diǎn)，確定一組服務(wù)設(shè)施來(lái)滿足這些需求點(diǎn)的需求。根據(jù)解決問(wèn)題方法的不同，覆蓋模型可以分為兩種不同的主要模型：集合覆蓋模型，用最小數(shù)量的設(shè)施去覆蓋所有的需求點(diǎn)；最大覆蓋模型，在給定數(shù)量的設(shè)施下，覆蓋盡可能多的需求點(diǎn)。本文中通過(guò)尋找最少虛擬卷煙物流中轉(zhuǎn)站，可減少配送線路，提高裝載率和車(chē)輛利用率，減少資源浪費(fèi)，提高配送效率，因此采用集合覆蓋模型。

圖1 集合覆蓋模型

圖2 最大覆蓋模型

(二)集合覆蓋模型的建立

目前，煙草物流配送體系為實(shí)現(xiàn)卷煙配送的全程跟蹤，建立城區(qū)地理信息系統(tǒng)（Geography Information System，GIS），并在每輛卷煙配送車(chē)輛上都進(jìn)行安裝，因此：可確定卷煙配送網(wǎng)點(diǎn)中任意兩點(diǎn)間的經(jīng)濟(jì)可行距離，即從物流中心或客戶需求點(diǎn)到另一客戶需求點(diǎn)的有效距離；根據(jù)城區(qū)的街道情況，將其劃分為兩個(gè)等級(jí)k={I，II}，I等級(jí)為一般道路，II等級(jí)為高速公路；在電子地圖中確定物流中心及所有客戶的地理位置、客戶的編號(hào)和需求量等。

卷煙物流配送涉及客戶數(shù)量大、范圍廣，在實(shí)際配送中將相對(duì)集中的客戶一次配送，符合實(shí)際優(yōu)化情況，因此集合處于同一路段上的零售商客戶點(diǎn)形成需求點(diǎn)集，并滿足以下要求：相鄰需求點(diǎn)間的距離小設(shè)定固定值；按照就近原則，若某一路段需求點(diǎn)較少或相鄰需求點(diǎn)間距離過(guò)大，可選擇臨近路段的需求點(diǎn)集。因此，需求點(diǎn)集的定義如下：

其中C為零售商客戶點(diǎn)的集合，同一路段相鄰客戶點(diǎn)的距離G滿足G（Gi，Gi+1）;posc表示需求點(diǎn)集的中間位置，其中作為需求點(diǎn)集的長(zhǎng)度，取點(diǎn)集中相鄰最遠(yuǎn)點(diǎn)的距離；d表示需求點(diǎn)集的需求量，為點(diǎn)集中所有客戶的需求量總和。結(jié)合GIS將所有需求點(diǎn)集以及道路情況等信息通過(guò)圖形表示，如圖4所示：

圖3 需求點(diǎn)集及道路情況信息

圖中各點(diǎn)集點(diǎn)由編號(hào)（點(diǎn)集需求量，到物流中心距離，道路狀況）進(jìn)行表示，道路情況由（需求點(diǎn)集間距離）進(jìn)行說(shuō)明。

本文卷煙配送線路優(yōu)化中，尋找盡量少的虛擬物流配送中轉(zhuǎn)站，因此數(shù)學(xué)模型目標(biāo)函數(shù)為：

數(shù)學(xué)模型為：

其中：

N—根據(jù)路段劃分的客戶需求點(diǎn)集的集合；

M—需求點(diǎn)集中可稱(chēng)為虛擬物流中轉(zhuǎn)站點(diǎn)集的集合；

—第i個(gè)需求點(diǎn)集的需求量；

—虛擬物流中轉(zhuǎn)站j可提供的供給量；由于卷煙配送均由配送車(chē)輛配送，每個(gè)配送車(chē)輛都有額定裝載量L，因此虛擬物流中轉(zhuǎn)站可提供的最大供給量為配送車(chē)輛額定裝載量的倍數(shù)，即：由于涼山煙草物流中心現(xiàn)配備配送車(chē)輛有15量，額定裝載量為100件/車(chē)，根據(jù)實(shí)際卷煙配送情況可知，若客戶需求點(diǎn)距離物流中心較近，可進(jìn)行一天兩次配送，為方便研究，本文根據(jù)需求點(diǎn)集的道路情況確定虛擬物流中轉(zhuǎn)站的供給量分別為：k=I；k=II。

—虛擬物流中轉(zhuǎn)站j可覆蓋的需求點(diǎn)集i點(diǎn)的集合；

—可覆蓋需求點(diǎn)集i的虛擬物流中轉(zhuǎn)站j點(diǎn)的集合；

—0-1變量，表示在j點(diǎn)建立虛擬物流中轉(zhuǎn)站，表示不在j點(diǎn)建立；

—需求點(diǎn)集i點(diǎn)需求中被分配給虛擬物流中轉(zhuǎn)站j的比例；

—物流中心到虛擬物流中轉(zhuǎn)站j的距離；

—客戶需求點(diǎn)集i到虛擬物流中轉(zhuǎn)站j的距離；

—最佳經(jīng)濟(jì)配送半徑，依據(jù)道路等級(jí)k={I，II}確定，遵循依托一般道路k=I的送貨半徑為，依托高速公路k=II的送貨半徑為。

(三)模型求解

Step 1：初始化。令所有的，并根據(jù)道路狀況和到物流中心距離確定集合和。如表3-1所示:

表3-1 初始化

Step 2：選定一個(gè)虛擬物流中轉(zhuǎn)站。在M中選擇，且的規(guī)模為最大的點(diǎn)為虛擬物流中轉(zhuǎn)站，即，令，并在M集合中剔除節(jié)點(diǎn)，即。

Step 3：確定虛擬物流中轉(zhuǎn)站的配送范圍。如果將中的元素按的規(guī)模從小到大的順序指派給，直至的容量為或?yàn)榭?。其中?duì)于且，將i支配給的方法為：

若，則令，

在和N中剔除需求點(diǎn)i。

若，則令。

Step 4：若N或M為空，則停止；否則，更新需求點(diǎn)集集合和虛擬物流中轉(zhuǎn)站集合，轉(zhuǎn)第二步。

Step 5：選取任一虛擬物流中轉(zhuǎn)站M0，以物流中心作為出發(fā)點(diǎn)，采用Edmonds算法使配送到虛擬物流中轉(zhuǎn)站覆蓋的離散點(diǎn)客戶距離最短：首先根據(jù)覆蓋區(qū)域內(nèi)的地理位置分布，繪制出地理結(jié)構(gòu)圖G如圖5，如果圖中所有頂點(diǎn)都是偶點(diǎn)，則從任一頂點(diǎn)出發(fā)每條邊僅需經(jīng)過(guò)一次，如果圖中含有奇點(diǎn)則將圖中所有奇點(diǎn)提出，并將任意兩頂點(diǎn)相連構(gòu)造新圖G*，G*中邊{Vi，Vj}的值為G中頂點(diǎn)Vi到Vj的最短距離。其次在G*中找一個(gè)最小值完美匹配M’，使G*中每個(gè)點(diǎn)與M’中的邊關(guān)聯(lián)，且M’的值最小。最后在G中將相互匹配的奇點(diǎn)用最短路徑相連，得出G的最小新增邊集。

圖4 虛擬物流配送中轉(zhuǎn)站內(nèi)需求點(diǎn)的地理結(jié)構(gòu)圖

圖中P為卷煙物流中心，各頂點(diǎn)表示某一虛擬物流中轉(zhuǎn)站中需求客戶，每條邊的數(shù)字為道路長(zhǎng)度，由于卷煙配送過(guò)程中，配送車(chē)輛需將貨物配送到所有零售客戶手中，完成配送后再返回郵局，因此通過(guò)Ed?monds算法可得出虛擬物流中轉(zhuǎn)站內(nèi)所需走的重復(fù)道路，選出最優(yōu)配送路線。

(四)模型應(yīng)用分析

以涼山州煙草專(zhuān)賣(mài)局（公司）所有卷煙零售網(wǎng)點(diǎn)的分布情況、道路情況以及需求量信息等為依據(jù)，通過(guò)模型的計(jì)算分析，最終得出65個(gè)虛擬物流中轉(zhuǎn)站，同時(shí)對(duì)所有卷煙零售網(wǎng)點(diǎn)的配送路線重新規(guī)劃，配送線路優(yōu)化實(shí)施前后效果對(duì)比如表1所示。

表1 優(yōu)化效果對(duì)比圖

通過(guò)對(duì)比表明，覆蓋模型下的跨區(qū)域配送線路優(yōu)化能有有效整合人力資源，增強(qiáng)物流中心的管控力度，提高送貨及時(shí)率和配送服務(wù)質(zhì)量，在擴(kuò)大配送范圍的同時(shí)能減少物流資源的浪費(fèi)。

三、結(jié)束語(yǔ)

本文基于涼山煙草物流配送體系，通過(guò)采用集合覆蓋模型，提出針對(duì)卷煙零售終端配送優(yōu)化的新模型。通過(guò)模型建立，尋找虛擬卷煙物流配送中轉(zhuǎn)站作為新的配送線路，最終達(dá)到提高配送車(chē)輛裝載率，優(yōu)化配送線路，降低物流成本，提高配送效率。

文章在優(yōu)化配送線路中采用新的模型算法，從選址角度對(duì)離散多點(diǎn)客戶進(jìn)行聚類(lèi)劃分，與前人的研究相比，針對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)道路交通狀況差，配送成本高，不能及時(shí)送貨到戶等問(wèn)題的方法研究方面進(jìn)行了突破，研究方法和思路上有很大的突破，對(duì)解決大規(guī)模網(wǎng)點(diǎn)的問(wèn)題上有很大的研究?jī)r(jià)值和推廣前景。

[1]陳子俠.城市卷煙配送線路的網(wǎng)格劃分算法[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào),2003

[2]史亞蓉,萬(wàn)迪昉,李雙燕,呂珍玉.基于GIS的物流配送路線規(guī)劃研究[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2009

[3]胡耀華,谷吉祥,李定軍.從“1十 4 ”到“1 十3”——GIS環(huán)境下基于P－中值模型的卷煙配送體系優(yōu)化研究[J].湖南煙草,2011