朱成娟，劉戀，王忠昶

(1.大連交通大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院，遼寧 大連 116028; 2.北京京港地鐵有限公司，北京 100068)

現(xiàn)如今許多連鎖超市企業(yè)為追求多元化的經(jīng)營模式，在擁有大賣場經(jīng)營模式的同時(shí)發(fā)展社區(qū)便利店，以創(chuàng)造更多的利潤增長點(diǎn)[1-2].連鎖超市的倉儲中心既要滿足大賣場配送需要，同時(shí)也需要滿足小型便利店的配送需求.如何提高配送水平來服務(wù)不同規(guī)模的門店成為對配送中心的一種考驗(yàn)[3-4].因此，尋求一種更高效優(yōu)質(zhì)的優(yōu)化算法對于便利店物流配送路徑的選擇具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義.

配送路徑問題屬于車輛路徑問題(the Vehicle Routing Problem, VRP).在求解車輛路徑問題時(shí)由于問題的復(fù)雜性，學(xué)者們常使用智能優(yōu)化算法[5-6].在眾多優(yōu)化算法中，節(jié)約里程算法對于小規(guī)模配送問題具有較強(qiáng)的實(shí)用性和易操作性，且可同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種車輛類型的配置[7].宋賽鳳等[8]利用節(jié)約里程法得出配送路線優(yōu)化方案，并通過一次實(shí)際配送驗(yàn)證了其可行性.王志峰[9]研究了連鎖超市物流配送模式，提出了優(yōu)化配送體系的兩個策略，并強(qiáng)調(diào)對于運(yùn)輸車輛進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度可以使物流配送經(jīng)濟(jì)效益和科學(xué)性同時(shí)得到提高.藺士文等[10]對物流配送低碳路徑優(yōu)化問題進(jìn)行了研究，利用節(jié)約里程法得到優(yōu)化方案可降低碳排放成本約 86元，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排.目前，對于上述問題的研究很少考慮多類型車輛的配送問題.本文采用智能算法中的節(jié)約里程法為某便利店配送中心的實(shí)際案例規(guī)劃了一套優(yōu)質(zhì)的使用不同類型車輛的配送方案.對比原有的按照司機(jī)經(jīng)驗(yàn)所走的路徑，運(yùn)用節(jié)約里程法安排更合理的配送路徑能夠在配送過程中減少總里程，以更環(huán)保的方式達(dá)到提高配送效率的目的.

1 節(jié)約里程法原理及步驟

1.1 節(jié)約里程法的基本原理

假設(shè)有兩個目的地A和B以及一個配送中心O，配送中心對兩個目的地分別派車進(jìn)行送貨而且空車回程，此時(shí)若從配送中心O派一輛車先到達(dá)A 再到達(dá)B最后回到O，把這兩個位置進(jìn)行聯(lián)合配送，根據(jù)三角形基本性質(zhì)任意兩邊之和大于第三邊，可知聯(lián)合配送的方案優(yōu)于單獨(dú)配送的方案.

C=2CAO+2CBO

(1)

C′=COA+CAB+COB

(2)

ΔC=C′=CAO+CBO-CAB

(3)

式(1)為總共運(yùn)輸里程，式(2)為運(yùn)輸里程，式(3)為節(jié)約里程量.節(jié)約里程法原理圖如圖1所示.

圖1 節(jié)約里程法的基本原理

1.2 節(jié)約里程法步驟

節(jié)約里程法基本步驟如下：

步驟1：確定各門店之間路程和配送中心到門店的路程；

步驟2：計(jì)算各門店之間節(jié)約里程量ΔC，并降序排列節(jié)約里程量；

步驟3：將節(jié)約里程量最大的路徑標(biāo)記為i，取含有該路徑門店的其他路徑中節(jié)約里程量最大的路徑；

步驟4：判斷這些門店的需求量之和是否滿足車輛的最大載重要求，若滿足則可加入到路徑i中，若不滿足則按照節(jié)約里程順序取下一個路徑返回步驟4，直至路徑i的車輛載重量達(dá)到不能容納任何一家門店的需求量時(shí)生成完整的路線i；

步驟5： 刪除節(jié)約里程順序表中路線i包含的門店，i=i+1，轉(zhuǎn)步驟3；

步驟6：確保每一個門店都在路徑中，得到最終路徑方案.

2 算法優(yōu)化實(shí)例

本文以某連鎖便利店在太原市內(nèi)的10家門店為例，表1為10家門店的地址和各個門店的貨物需求量.已知該企業(yè)為了較高的堆疊貨物、增加車輛滿載率，采用籠車進(jìn)行揀選和配送，籠車不僅能夠較高的堆疊貨物，也具有保護(hù)零散商品的作用.在配送過程中使用能夠承載15輛籠車的廂式貨車和能夠承載18輛籠車的保溫貨車.圖2為配送中心與門店間的路程以及各門店之間的路程，這些路程是根據(jù)百度地圖上的路程標(biāo)注的.通過這些已知的信息從減少車輛運(yùn)輸成本的角度利用節(jié)約里程法規(guī)劃優(yōu)化配送路線.

表1 門店地址及貨物需求

圖2 門店間的路程(km)

2.1 現(xiàn)有配送路線

根據(jù)實(shí)際調(diào)查，現(xiàn)有配送方案要求車輛盡可能滿載，門店配送路線往往是根據(jù)貨物裝載情況和司機(jī)的經(jīng)驗(yàn)而定，忽視了路徑規(guī)劃在整個配送路徑中的作用.在車輛盡可能滿載的情況下，這10家門店的貨物需要由四輛廂式貨車和一輛保溫貨車配送，路線分別為：O-F-H-O、O-C-B-O、O-G-I-O、O-E-J-O、O-D-A-O，總里程為496.2 km.

2.2 配送路線優(yōu)化

把配送中心作為起點(diǎn)，選取兩個門店構(gòu)成三角形，配送中心到兩個門店的路程之和減去兩個門店之間的路程ΔC=CAO+CBO-CAB，即為節(jié)約里程量.例如，配送中心到A店和B店的節(jié)約里程量為 46+35.2-15= 66.2 km，以此類推，計(jì)算所有門店與門店、門店與配送中心間的節(jié)約里程量ΔC.對節(jié)約里程量ΔC做降序排列得到節(jié)約里程量順序表(表2)，從表中可知門店A到門店G的節(jié)約里程量最大，門店E到門店H的節(jié)約里程量最小.

表2 節(jié)約里程量順序表

從節(jié)約里程量ΔC最大的路段A-G開始安排路線，合并門店A、G的需求量總共是6籠車，處在配送車輛的最大載重范圍內(nèi)，兩家門店合并到同一個配送路線上，設(shè)為路線①.連接節(jié)約里程量處在第二位的門店D、F，此時(shí)路線①總的貨物需求量是24籠車，不符合車輛的最大載重量，所以D-F這段路徑不能夠合并在路線①中.節(jié)約里程量排在第三位的兩家門店中的門店G在路線①上，另一家門店F的貨物需求量是11籠車，合并到路線①中總的貨物需求量是17籠車，此時(shí)配送路線①總的節(jié)約里程量為92.9+84.3=117.2 km,可以使用載重量為18籠車的貨車.

確定了配送路線①，把節(jié)約里程順序表中涉及到A、G、F這三家門店的路段進(jìn)行標(biāo)記，再安排其他七家門店的配送路徑.從節(jié)約里程量在第七位的D、E兩家門店所在的路段開始合并路徑，由于車輛載重量限制D、E兩家門店無法安排在同一路徑.接著把節(jié)約里程量在第十九位的B、C兩家門店合并在一條配送路徑上，這兩家門店總的配送量為15籠車，把這條路段作為配送路線②，其節(jié)約里程量為64.2 km，使用載重量為15籠車的貨車.

確定了①②兩條路線后，在節(jié)約里程順序表中把涉及到門店B、C的路段進(jìn)行標(biāo)記，再安排其他五家門店的配送路徑.把節(jié)約里程量在第二十九位的D、I兩家門店所在的路段開始合并，由于車輛載重量限制，D、I兩家門店無法安排在同一路線.接著把節(jié)約里程量在第三十六位的H、J兩家門店合并在一條配送路徑上，這兩家門店總的配送量為13籠車，這兩家門店作為配送路線③節(jié)約里程量為58.5 km，使用載重量為15籠車的貨車進(jìn)行配送.

確定了①②③三條路線后，在節(jié)約里程順序表中把涉及到J、H這兩家門店的配送量作標(biāo)記，再安排其他三家門店的配送路徑.所剩下的D、E、I三家門店的需求量分別為13、9、8籠車.將E、I兩家門店合并為配送路徑④，D單獨(dú)作為配送路徑⑤.配送路徑④的節(jié)約里程量為51 km，使用載重量為15籠車的貨車進(jìn)行配送.配送路徑⑤的節(jié)約里程量為0，使用載重量為15籠車的貨車進(jìn)行配送.到此所有門店均在配送路徑中.

最終得到優(yōu)化配送方案如表3所示，優(yōu)化配送方案路線如圖3所示.在實(shí)例研究中現(xiàn)有路線設(shè)計(jì)方案要求貨車盡可能滿載，使用1輛保溫貨車和4輛廂式貨車，配送總里程為496.2 km；經(jīng)過優(yōu)化后的路線雖然所使用同類型的車輛數(shù)與現(xiàn)有配送路線相同，但配送總里程為458.8 km.通過對比可以看出節(jié)約里程法進(jìn)行配送路線優(yōu)化相較于現(xiàn)有配送模式節(jié)約了配送成本，得到了比現(xiàn)有方案更短、耗時(shí)更少、運(yùn)輸成本更低、更加綠色的路徑選擇，有效地提升了其配送運(yùn)輸效率，控制運(yùn)輸成本，對連鎖便利店配送中心的貨物配送提供了決策參考，對其實(shí)際運(yùn)營管理具有較大的現(xiàn)實(shí)意義.

表3 優(yōu)化配送方案表

圖3 優(yōu)化配送方案路線

3 結(jié)論

商品配送是連鎖便利店運(yùn)營中的一個重要環(huán)節(jié)，優(yōu)質(zhì)的配送路線能夠降低配送成本，提高企業(yè)的競爭力.本文的方法改善了現(xiàn)有配送模式選擇路線不合理的問題，在與現(xiàn)有方案使用同類型車輛數(shù)量相同的情況下得到運(yùn)輸里程更短的配送方案，運(yùn)輸成本更低.對未來連鎖便利店的物流配送路線的規(guī)劃提供了思路和參考.