李慧敏

(漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，福建 漳州 363000)

多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法的研究背景具體如下：多渠道供應(yīng)鏈?zhǔn)钱?dāng)前激烈的市場競爭中企業(yè)采取的重要應(yīng)對手段[1]。在供應(yīng)鏈中，上下游企業(yè)可通過網(wǎng)絡(luò)銷售渠道，同步于實體零售傳統(tǒng)銷售渠道進(jìn)行銷售，提升供應(yīng)鏈自身的靈活性。對于多渠道供應(yīng)鏈而言，協(xié)調(diào)策略是其中一個很重要的研究課題[2]。在多渠道供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)策略的研究中涉及價格、成本、路徑及時間等多種元素，最終的協(xié)調(diào)目的是在確保服務(wù)質(zhì)量的同時達(dá)到成本的降低，包括時間成本與金錢成本[3]。目前很多研究都圍繞著如何降低多渠道供應(yīng)鏈中的金錢成本來進(jìn)行，而對于如何降低時間成本則很少有人關(guān)注。由于時間成本的降低與服務(wù)質(zhì)量的提升密切相關(guān)，因此集中對如何降低時間成本問題進(jìn)行研究[4]。

時間成本的降低主要通過多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法來實現(xiàn)。目前國內(nèi)外對多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法的研究十分重視，并取得了多樣化的研究成果。國外早在20世紀(jì)70年代就已開始對多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法進(jìn)行研究，有學(xué)者提出一種基于庫存模型的多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法，主要通過構(gòu)建庫存模型實現(xiàn)多渠道供應(yīng)鏈的物流配送耗時最優(yōu)控制。而國內(nèi)對多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法的研究則相對起步較晚，有學(xué)者提出一種基于數(shù)量折扣契約的多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法，主要通過數(shù)量折扣契約實現(xiàn)多渠道供應(yīng)鏈的物流配送耗時最優(yōu)控制。由于在利用以上方法進(jìn)行多渠道供應(yīng)鏈的物流配送耗時最優(yōu)控制時，在貨物需求量為0.5t-4.5t的范圍內(nèi)存在配送成本較高的問題，因此提出一種新的多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法。

一、多渠道供應(yīng)鏈物流配送的相關(guān)理論

(一)多渠道供應(yīng)鏈的內(nèi)涵

所謂渠道指的是從產(chǎn)品生產(chǎn)到貨物銷售的途徑或通道，而多渠道供應(yīng)鏈指的是包括兩條及兩條途徑以上的供應(yīng)鏈。一般情況下，渠道供應(yīng)鏈的形式包括傳統(tǒng)零售商渠道、零售商線上渠道及制造商線上渠道。多渠道供應(yīng)鏈?zhǔn)侵干鲜龅娜N渠道形式以不同的方式組合在一起，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的物流配送。

(二)多渠道供應(yīng)鏈物流配送特點

由于多渠道供應(yīng)鏈?zhǔn)墙Y(jié)合了不同形式的渠道配送，因此關(guān)于多渠道供應(yīng)鏈物流配送的特點主要包括以下三點。

1.多渠道供應(yīng)鏈物流配送的配送成本較高。這是因為結(jié)合不同形式的渠道配送，需要開發(fā)不同的消費群體，在渠道開發(fā)過程中，需要支出較多的財力成本。此外，結(jié)合三種形式的供應(yīng)鏈，其配送運輸設(shè)備要求更高，所涉及支出的成本也就越高。

2.多渠道供應(yīng)鏈物流配送的配送種類多，受到不同渠道途徑的特點的影響。例如，在進(jìn)行線上渠道產(chǎn)品銷售時，生產(chǎn)商與消費者在線上進(jìn)行交流，所涉及的貨物種類不會受到線下環(huán)境的限制，因此，消費者的選擇范圍更廣，對于多渠道供應(yīng)鏈物流配送的種類要求更高。

3.多渠道供應(yīng)鏈物流配送的配送時間長。結(jié)合了多種形式的多渠道供應(yīng)鏈，在進(jìn)行物流配送時，需要考慮配送成本、貨物需求量等因素，然而并不能保證既降低配送成本又減少配送時間，例如，在貨物需求量較高時，為了降低配送成本，會對物流配送的配送時間采取一定的延長時間手段。

針對多渠道供應(yīng)鏈物流配送時間較長的特點，設(shè)計最優(yōu)控制算法，從而降低物流配送的時間成本，提升多渠道供應(yīng)鏈的物流配送性能。

二、設(shè)計多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法

(一)構(gòu)建多渠道供應(yīng)鏈物流配送模型

首先進(jìn)行以下假設(shè)：

1.供應(yīng)渠道為多個，配送中心也為多個，各車輛最終均需回歸近距離的配送中心[5]。

2.已知各客戶的位置，客戶和客戶、客戶和配送中心之間的距離均滿足不等式三角定律與對稱性定律。

3.已知各客戶的具體節(jié)點需求量，并且小于車輛容量。各節(jié)點均需被服務(wù)，不能出現(xiàn)遺漏客戶的現(xiàn)象。

4.各客戶被服務(wù)的次數(shù)為一次，配送車輛為一輛，并且滿足客戶提出的時間要求[6]。

5.各配送車輛的任務(wù)執(zhí)行次數(shù)為一次。

6.客戶對于車輛到達(dá)交貨指定地點的延遲或提前行為有一定的容忍度。

7.各目標(biāo)都很重要，但以時間為最優(yōu)目標(biāo)。

模型中各種符號的具體含義如表1所示。

表1 模型中各種符號的具體含義

續(xù)表1

據(jù)此構(gòu)建的多渠道供應(yīng)鏈物流配送模型具體如下式所示：

(1)

(2)

(3)

(4)

ti≤tbi?i∈N

(5)

(6)

(7)

(8)

構(gòu)建的多渠道供應(yīng)鏈物流配送模型共有8個約束條件，各約束條件的具體含義如下：

第一個約束條件是車輛應(yīng)用數(shù)目的最小化約束條件。

第二個約束條件是全部車輛配送行駛距離最小和的約束條件[7]。

第三個約束條件是平均客戶滿意度的最大化約束條件。

第四個約束條件是平均車輛等待時間的最小化約束條件[8]。

第五個約束條件是服務(wù)于客戶i的車輛到達(dá)客戶處的延遲時間不能超過客戶的容忍度。

第六個約束條件是k車輛行駛的總配送距離需要低于最大車輛行駛距離的限制。

第七個約束條件是多渠道供應(yīng)鏈物流配送中的硬時間窗約束，要求車輛在一定時間范圍內(nèi)到達(dá)客戶處[9]。

第八個約束條件是多渠道供應(yīng)鏈物流配送中的軟時間窗約束，要求車輛可以延遲配送時間，但需要對延遲時間的懲罰費用進(jìn)行支付。

(二)分析配送車輛行程時間

假設(shè)要求車輛在多渠道供應(yīng)鏈物流配送網(wǎng)絡(luò)中A節(jié)點與B節(jié)點之前共存在可以并行的m條車輛路徑，各路徑均具備各自的道路通行能力，其行程時間t(r)受到車輛行駛速度qi與路徑長度zi的影響，而車輛行駛速度qi又受到擁堵系數(shù)ω的影響。由于多渠道供應(yīng)鏈物流配送網(wǎng)絡(luò)具備時變性，當(dāng)A節(jié)點與B節(jié)點中的一個路段突然通行能力下降，使車輛正常行駛時間由t′(r)增加t″(r)，但A節(jié)點與B節(jié)點中的其他路段不受影響，則繞行路徑的具體通行時間函數(shù)如式(9)[10]。其中A節(jié)點與B節(jié)點中的一個路段突然通行能力下降后的車輛行駛網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖1所示[11]。

圖1 一個路段通行能力下降后的車輛行駛網(wǎng)絡(luò)示意圖

t(r)=t′(r)+t″(r)

(9)

當(dāng)不受影響時，則繞行路徑的具體通行時間函數(shù)如式(10)[12]。其中A節(jié)點與B節(jié)點中的多個路段突然通行能力下降，則其具體通行時間函數(shù)如下式：

t(r)=∑t′(r)+∑t″(r)

(10)

假設(shè)配送車輛的行駛速度可以到達(dá)配送要求，通過轉(zhuǎn)向系數(shù)ü衡量路段的實際行駛難度，則未擁堵路段的車輛行駛速度與交叉路口的通過次數(shù)、右轉(zhuǎn)次數(shù)、左轉(zhuǎn)次數(shù)相關(guān)，構(gòu)建以下配送車輛行程時間相關(guān)模型[13]。

(11)

式(11)中üL代表左轉(zhuǎn)次數(shù)，üR代表右轉(zhuǎn)次數(shù)，üC代表配送車輛通過交叉路口的具體次數(shù)，Rij代表未發(fā)生擁堵的路段的具體長度[14]。

Vit=Vi×(1-0.1×ü)

(12)

式(12)中Vit代表未擁堵路段的車輛行駛速度。

Vim=Vi×(1-0.1×ü)×(1-ω)

(13)

式(13)中Vim代表擁堵路段的車輛行駛速度[15]。

(三)實現(xiàn)物流配送耗時最優(yōu)控制算法

根據(jù)配送車輛行程時間的分析結(jié)果實現(xiàn)多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法，算法的步驟具體如下：

1.計算配送車輛到達(dá)這一客戶點的時間。

(14)

式(14)中ai代表能最早服務(wù)客戶點的時間，bi代表能最晚服務(wù)客戶點的時間。

2.令T={ti}，其中T為配送車輛到達(dá)i這一客戶點的時間的集合[16]。以ti值的大小為依據(jù)實施排序，然后依次把各客戶點向最近距離的配送中心分配[17]。

3.當(dāng)該配送中心還沒有被分配其服務(wù)的客戶點，則直接向該配送中心分配近距離的客戶點；當(dāng)配送中心已經(jīng)被分配其服務(wù)的客戶點。則把等待分配的客戶點向次近距離的配送中心分配。當(dāng)不存在符合條件的配送中心，則采用最近距離的配送中心為該客戶點提供配送服務(wù)[18]。

4.當(dāng)T=φ，則終止多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法。

三、多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制實驗研究

(一)實驗設(shè)計

為證明設(shè)計的多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法的性能，對其進(jìn)行實驗驗證。實驗中的多渠道供應(yīng)鏈為某冷鏈多渠道供應(yīng)鏈物流，具體信息數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 實驗多渠道供應(yīng)鏈物流的具體信息數(shù)據(jù)

實驗多渠道供應(yīng)鏈物流的具體結(jié)構(gòu)為多源三層配送結(jié)構(gòu)，具體如圖2所示。

圖2 實驗多渠道供應(yīng)鏈物流的具體結(jié)構(gòu)

實驗多渠道供應(yīng)鏈物流客戶門店、配送中心和供應(yīng)商的空間分布坐標(biāo)具體如表3所示。

利用設(shè)計的多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法對實驗多渠道供應(yīng)鏈物流進(jìn)行配送耗時最優(yōu)控制實驗。獲取貨物需求量為0.5t-4.5t范圍內(nèi)的配送成本數(shù)據(jù)作為實驗數(shù)據(jù)。為了避免本次實驗結(jié)果過于單一、缺乏對比性，將原有的兩種算法作為實驗中的對比算法進(jìn)行對比實驗，分別為基于庫存模型、基于數(shù)量折扣契約的多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法。分別利用這兩種算法進(jìn)行實驗多渠道供應(yīng)鏈物流的配送耗時最優(yōu)控制實驗。獲取貨物需求量為0.5t-4.5t范圍內(nèi)的配送成本數(shù)據(jù)作為對比實驗數(shù)據(jù)。比較幾種實驗算法的配送成本實驗數(shù)據(jù)。

(二)實驗結(jié)果分析

在貨物需求量為0.5t-2.5t的范圍內(nèi)，設(shè)計的多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法與基于庫存模型、基于數(shù)量折扣契約的多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法的配送成本實驗對比數(shù)據(jù)結(jié)果具體如表4所示。

表4 配送成本實驗對比數(shù)據(jù)結(jié)果

根據(jù)表4的配送成本實驗對比數(shù)據(jù)結(jié)果可知，在貨物需求量為0.5t-2.5t的范圍內(nèi)，設(shè)計的多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法的配送成本低于基于庫存模型、基于數(shù)量折扣契約的多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法。

在貨物需求量為2.6t-4.5t的范圍內(nèi)，設(shè)計的多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法與基于庫存模型、基于數(shù)量折扣契約的多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法的配送成本實驗對比數(shù)據(jù)結(jié)果具體如表5所示。

表5 配送成本實驗對比數(shù)據(jù)結(jié)果

根據(jù)表5的配送成本實驗對比數(shù)據(jù)結(jié)果可知，在貨物需求量為2.6t-4.5t的范圍內(nèi)，設(shè)計的多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法的配送成本低于基于庫存模型、基于數(shù)量折扣契約的多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法。

四、結(jié)束語

為了有效實現(xiàn)多渠道供應(yīng)鏈物流配送性能，文章基于多渠道供應(yīng)鏈物流配送的相關(guān)理論，構(gòu)建多渠道供應(yīng)鏈物流配送模型，計算配送車輛的行駛時間，從而完成多渠道供應(yīng)鏈物流配送耗時最優(yōu)控制算法設(shè)計。根據(jù)實驗結(jié)果表明，該算法既能有效降低配送成本又能保證配送時間，對于客戶滿意度的提升具有很大意義。具體在實踐過程中，應(yīng)對多渠道供應(yīng)鏈物流配送的成本及約束條件進(jìn)行細(xì)分，并結(jié)合物流配送時長進(jìn)行最優(yōu)化控制算法，這樣有助于充分提升供應(yīng)鏈物流配送效果。一方面，應(yīng)對供應(yīng)商數(shù)量、配送中心數(shù)量、配送客戶門店、供應(yīng)商配送車輛種類數(shù)量、供應(yīng)商配送車輛種類、配送車輛載重、配送中心配送車輛種類數(shù)量和配送中心配送車輛種類等進(jìn)行合理化研究，實現(xiàn)對配送耗時最優(yōu)控制；另一方面，則要以用戶需求為核心尋求最佳的配送方案。