□ 陳朝宇，邱秀嬌，楊 博

(蘭州理工大學(xué)，甘肅 蘭州 730050)

物流網(wǎng)絡(luò)的定義為，在工業(yè)生產(chǎn)消費過程中由供應(yīng)商、倉庫/物流中心、生產(chǎn)商和各級經(jīng)銷商，分銷商，零售商再到消費者構(gòu)成每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。其中，各條線路連接選擇都是在選擇思考后最優(yōu)運輸線路來連接上述各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點組織成一個完整的物流流通網(wǎng)絡(luò)。簡而言之，一張完整的物流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成要素需要各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和最優(yōu)線路連接組成。而物流線路的選擇分為下述幾種，鐵路線路、公路線路、航運線路和空運線路。而每個相對優(yōu)秀物流網(wǎng)絡(luò)需要考慮諸多因素，例如：路徑選擇、物流選址、配送工具和物流中心、載具選擇和每日運載量等，其中有些因素又需考慮其子因素，這里不一一列舉。接下來在針對各個因素綜合考慮選優(yōu)，再對日常運營規(guī)范進行成本控制，旨在減少和檢測日常各項運營費用支出從而實現(xiàn)盈利。

與此同時，物流網(wǎng)絡(luò)也具備現(xiàn)代物流的職能，其職能包括輸送、保管、流通、配銷管理、包裝、流通加工等現(xiàn)代物流基礎(chǔ)職能，這里不一一窮盡舉例。以流通加工舉例，其定義為在流通階段為保存而進行加工或產(chǎn)品進行同一機能形態(tài)轉(zhuǎn)換而加工，因為在物流運輸途中，產(chǎn)品可能在有精密合理包裝下仍然會在客觀環(huán)境因素下發(fā)生一些物理形變損壞或者非可控化學(xué)性質(zhì)破壞等，所以，對這一類產(chǎn)品線進行簡單粗加工或改變其物質(zhì)或化學(xué)形態(tài)的一種手段形態(tài)，如干冰。

1 公司簡介

順豐控股股份公司于1993年在廣東順德成立。經(jīng)營范圍包括：時效快遞、經(jīng)濟快遞、同城配送、倉儲服務(wù)等多種快遞服務(wù)，以零擔為核心的重貨快運等快運服務(wù)以及為生鮮、食品和醫(yī)藥領(lǐng)域的客戶提供冷鏈運輸服務(wù)。此外，順豐還提供保價、代收貨款等增值服務(wù)。另外截至2018年底，順豐已經(jīng)擁有66架全貨機、9個樞紐級中轉(zhuǎn)場，49個航空、鐵路站點，143個片區(qū)中轉(zhuǎn)場，330個集散點，實力雄厚。

2 物流網(wǎng)絡(luò)運輸模式問題及介紹

現(xiàn)在國內(nèi)物流公司基本以軸輻式物流網(wǎng)絡(luò)運輸模式為主，點對點運輸模式為輔。軸輻式是作為一種大型物流樞紐中心站和其余多個物流樞紐通過各條運輸路線組合集成的一種物流運輸模式。如下圖1所示，三角可表示該地區(qū)其余快遞服務(wù)收發(fā)點，或者在生產(chǎn)制造業(yè)內(nèi)的訂購原料反向運輸。

圖1

從圖1可以看出，軸輻式物流網(wǎng)絡(luò)大概流程是由物流倉庫發(fā)出貨物、包裹至各快遞服務(wù)網(wǎng)點安排當日或次日的投遞活動。主要形式以某些城市為樞紐，在樞紐城市之間存在直達運送車輛，每天每次快速往返，而相鄰的城市通過樞紐進行中轉(zhuǎn)銜接的快遞網(wǎng)絡(luò)。但是點對點運輸模式一般是在任意兩個城市間開通直達運送車輛的快遞網(wǎng)絡(luò)模式，最大優(yōu)點是時限快，假設(shè)當?shù)氐目爝f服務(wù)網(wǎng)點多，該模式便不經(jīng)濟了。

然而，國內(nèi)的一些物流快遞公司在實際運用這些模式引發(fā)了物流運輸成本居高的困局。其中導(dǎo)致因素有很多，如快遞服務(wù)行業(yè)的宗旨是貨到必送，快捷方便，但是在有些快遞吞吐量小一些的城鎮(zhèn)里，當?shù)剡\輸車輛從中轉(zhuǎn)站里裝卸包裹過程中，運輸車輛并沒有達到滿載狀態(tài)，出現(xiàn)空載現(xiàn)象或是由于載具選擇不當造成多趟運輸即滿載后包裹還有剩余沒裝車，為了保持或提高自身服務(wù)質(zhì)量，就不得不再次重復(fù)工作，出現(xiàn)空載現(xiàn)象，無法做到最大限度利用運輸工具。

路程路線選擇和運輸工具選擇這兩個問題筆者認為是應(yīng)當重點解決考慮的。

3 模型選定解決實際問題

3.1 迪杰斯特拉模型

在設(shè)計應(yīng)用軸輻式物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)率先考慮每個地域的連接路程及地域內(nèi)各網(wǎng)點最短路程，針對該問題筆者選用迪杰斯特拉(Dijkstra)算法解決最短路徑問題。

該算法是由荷蘭計算機科學(xué)家迪杰斯特拉于1959 年提出的，主要描述為一個頂點到其余各頂點的最短路徑算法，解決的是有權(quán)圖中最短路徑問題。主要特點是從起始點開始，采用貪心算法的策略，每次遍歷到始點距離最近且未訪問過的頂點的鄰接節(jié)點，直到擴展到終點為止，最終得出整張網(wǎng)絡(luò)圖最短路徑為多少。

以筆者所在城市為例，在福建省龍巖市新羅區(qū)，而順豐位于福建省境內(nèi)的倉庫在泉州、廈門、福州三地。你的包裹進入哪地倉庫取決于哪地倉庫離你距離相對較短和當?shù)亟煌l件與投送方式及發(fā)出貨物所在地等幾個方面，打個比方若是國內(nèi)加急件派送順豐則通過飛機進行運輸，對于客觀天氣環(huán)境和降落場地是有要求的，收件人收件時間大概自快遞投遞起一天多時間就可收到。筆者的快遞一般都是進入廈門倉，在通過快遞貨運車從廈門倉出庫送入龍巖市新羅區(qū)。

而其中的運輸路線和目的地內(nèi)的最短路程都是經(jīng)過事先測算的，若無其他客觀因素阻饒，為保證高服務(wù)質(zhì)量，投遞員是不會隨意變更既定路線的。而如何從若干條高速公路和國道選擇最優(yōu)路線是一個工程龐大和嚴峻問題。下述為假設(shè)簡單模型具有一定參考性，由于數(shù)值冗雜過多，這里不一一細化舉例。

在上述問題里我們的目標是從圖2的1處到7處的最短距離和路徑。根據(jù)迪杰斯特拉算法遵循貪心算法的原則可知先選定終點或起點，衡量該段長度距離，取最小值，最終連線就是最短路徑。選擇過程如下：

圖2

首先，在各地點旁備注Vi，如從V1處出發(fā)選擇到V3處最短距離，P(V1)=0,T(Vi)=+∞。T(V3)=min{T(V3),P(V1)+W13}=8;T(V2)=min{T(V2),P(V1)+W12}=15，

所以，取min{Tj}=min{ T(V2),T(V3),T(V4),T(V5),T(V6),T(V7)}=T(V3)=8,得P(V3)=8。

其次，以V3作為起點，有T(V2)=min{T(V2),P(V3)+W32}=13；T(V4)=min{T(V4),P(V3)+W34}=16；T(V6)=min{T(V6),P(V3)+W36}=15，

所以，取min{Tj}=min{T(V2),T(V4),T(V5),T(V6),T(V7)}=T(V2)=13,得P(V2)=13

接下來繼續(xù)以V2點作為終點，來衡量到V4點、V5點的最短距離為多少，便有如下幾條T(V4)=min{T(V4),P(V2)+W24}=14；T(V5)=min{T(V5),P(V2)+W25}=19，

所以，取min{Tj}=min{T(V4),T(V5),T(V6),T(V7)}=T(V4)=14,得P(V4)=14。

最終經(jīng)過數(shù)次迭代得到最短距離是19個單位和通過路徑為1—3—2—4—6—7(為粗黑線標注部分)。就好比包裹從廈門倉庫出倉運送到龍巖市的距離，最短路徑走的是海滄大橋—馬青路—廈蓉高速—沈海高速—漳州北連接線—廈蓉高速—龍巖市新羅區(qū)，全長163km，而不是走319國道或者沿廈蓉高速一直走等路徑。盡管皆為正確路徑，但并非最優(yōu)路徑，耗時皆比最優(yōu)路線長，不利于繼續(xù)保持或提高服務(wù)質(zhì)量。

3.2 Ford-Fulkerson標號法

該標號法是Ford和Fulkerson在1956年提出最大流問題的標號算法，故又稱 Ford-Fulkerson標號法。其基本思想為，從一個可行流開始，尋找從s處到t處的增廣鏈，然而沿增廣鏈增加流量，反復(fù)這樣，直到找不出增廣鏈為止，最后得出最大流即最小割集的結(jié)論，計算該條網(wǎng)絡(luò)能流通的最大流量是多少，從而進行載具調(diào)整和網(wǎng)點設(shè)立。

該標號法先得在流量網(wǎng)絡(luò)圖中尋找增廣鏈。增廣鏈，指在某一可行流上，沿著從始點到終點各條鏈可調(diào)整各弧上的流量，可以使網(wǎng)絡(luò)最終流量增大，得到一個比原可行流流量更大的合理的可行流。

圖3模型應(yīng)用也為假設(shè)簡單模型，測量最終從s-t處的物流網(wǎng)絡(luò)在調(diào)整后的最大流通量是13個單位，比原計劃多1個單位。fij和cij分別表示網(wǎng)絡(luò)流量的可行流和最大流，先調(diào)整正向弧流量，當fij=cij時對正向弧不作調(diào)整。在調(diào)整反向弧流量時，minimum函數(shù)比較時則以cij和lVi進行比較。

圖3

調(diào)整路程如下：

首先，對各點進行標號為Vi(i≠0且從1開始)而Vs標上(0,+∞)，再進行增廣鏈的尋找。

其次，檢查Vs，給Vs為起點的未飽和弧的未標號的終點V1標號(Vs),其中l(wèi)V2=min{lVs，cs2-fs2}=min{+∞，6-4}=2，在V2旁標記(Vs，2)。

接下來重復(fù)上述步驟，檢查V2，給V2為為起點的未飽和弧的未標號的終點V5標號(V2)，其中l(wèi)V5=min{lV2,c25-f25}=min{2,5-4}=1,在V5標記(V2，1)。

第四步，檢查V5，給以V5為終點的非零流弧的未標號的起點V3進行標號(V5),其中l(wèi)V3=min{lV5,c35}=min{1,2}=1。

4 總結(jié)

基于上述模型論述可以看出，盡管筆者是把運載量和路程割裂分別進行考量，但是現(xiàn)在計算機、App功能強大完全能夠完成線上測算或者有一些企業(yè)、高校是專門開發(fā)這些平臺進行測算，能夠極大減少計算量并且快速生成最優(yōu)物流網(wǎng)絡(luò)。在前面功能實現(xiàn)的前提，你只需要盡可能輸入精準參數(shù)，就能夠通過程序處理，從而輸出滿意結(jié)果。然而一個較為優(yōu)秀物流網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是基于系統(tǒng)綜合考量各因素來篩選和擇優(yōu)，最終形成完整的物流運輸網(wǎng)絡(luò)投入使用，從而實現(xiàn)物流企業(yè)服務(wù)價值最大化并進行相應(yīng)價值增值活動。

5 未來展望

5.1 綠色物流網(wǎng)絡(luò)

近年來綠色環(huán)保觀念盛行并不斷深入，現(xiàn)在企業(yè)綠色環(huán)保對于企業(yè)也是一個硬性指標要求。如近幾年火熱的綠色供應(yīng)鏈，主要把資源有效利用的理念體現(xiàn)在供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)相互交融，實現(xiàn)綠色制造和企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，旨在加強整條供應(yīng)鏈對資源利用和降低整體對環(huán)境負面影響。

如今有很多學(xué)者也嘗試從回收物流或逆向物流的方向展開針對物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和優(yōu)化問題展開研究。這對于未來企業(yè)物流網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和優(yōu)化具有重要導(dǎo)向作用。

5.2 宏觀層次物流網(wǎng)絡(luò)成為研究熱點

現(xiàn)如今國外對于物流網(wǎng)絡(luò)深化研究已經(jīng)快完成過渡到全球宏觀物流網(wǎng)絡(luò)的研究階段了,如物流企業(yè)的運營機制、設(shè)施選址、配送路徑選擇、物流成本優(yōu)化等諸元,這些在微觀物流網(wǎng)絡(luò)研究階段是不可缺的研究要素，但是于宏觀層次物流網(wǎng)絡(luò)方面的研究近乎沒有強調(diào),目前僅有少量研究是城市物流網(wǎng)絡(luò)的探討。國內(nèi)物流與供應(yīng)鏈管理這門學(xué)科由于一些歷史因素,在上世紀80年代左右引入國內(nèi)，盡管歷經(jīng)近40年研究，但是缺少必要的時間積淀并不是奮發(fā)向上精神所能夠彌補的，目前我國國內(nèi)對于宏觀物流網(wǎng)絡(luò)方面研究仍處于準中級階段。

未來是萬物互聯(lián)時代，中國也會在國際舞臺上更加活躍。物流行業(yè)發(fā)展，不僅僅是順豐、郵政等物流公司，物流業(yè)務(wù)也不會再局限于某一區(qū)域，將在全球開花。這足夠引起企業(yè)內(nèi)部對于宏觀層次物流網(wǎng)絡(luò)研究深化的重視。

5.3 AI與5G技術(shù)助力物流網(wǎng)絡(luò)發(fā)展騰飛

在2019年年末出現(xiàn)新冠肺炎疫情，這對于國內(nèi)物流快遞行業(yè)既是一次危機，又是一次機遇，危機是快遞員不能夠通過面對面形式把包裹親手交給客戶，機遇是中國AI和5G技術(shù)均為世界前列，可以嘗試運用無人投遞。

在疫情期間一些大城市京東自營物流已經(jīng)開始嘗試運用人工智能小車進行無人派件，通過5G技術(shù)遠程遙感，GPS實現(xiàn)實時定位，按照事先導(dǎo)入的路線圖行走。在設(shè)計智能小車有添加全方位傳感器，完全不用擔心智能小車停靠位置會出現(xiàn)太大偏差，就是在日常散步時也能夠?qū)崟r收到自己的快件。

在疫情過后，物流在智能方面都還有著巨大的數(shù)字化、自動化提升空間。在未來不僅僅是智能小車開發(fā)，后期也會開發(fā)空中路線，無人機派送?，F(xiàn)在有些餐飲服務(wù)行業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)初級的無人機派送。上述這些，都會綜合形成我們?nèi)鐣男轮悄芄?yīng)鏈。