基于节约里程法的物流配送路线选择

■陈华

（福州大学经济与管理学院，福州　350001）

基于节约里程法的物流配送路线选择

■陈华

（福州大学经济与管理学院，福州350001）

物流配送作为物流运作中的一个重要环节，是生产企业面临激烈竞争而展开的延伸服务。文章介绍了物流配送的相关概念，对于常见的配送路线优化算法进行阐述；其次重点阐述了节约里程法的优化思想，通过一个算例将节约里程法运用到实际的物流路线配送中；文章最后讨论节约里程法的优缺点和进一步优化算法应该考虑的因素。

物流配送配送线路节约里程法

随着市场经济的发展和物流技术专业化水平的提高，物流配送业得到了迅猛发展。但由于物流配送成本普遍居高不下，导致了商品价格高的现象。在物流配送业务中，存在着许多可以优化之处，特别是物流配送路线选择的优化，可以节约更多的成本，更快速有效的满足客户的需求。随着配送的复杂化，配送路线的优化一般要结合数学方法及计算机求解的方法来制定合理的方案，目前确定优化配送方案的一个较成熟的方法是节约法，也称节约里程法。利用节约法确定配送路线的主要出发点是：根据配送中心的配送能力（包括车辆的多少和载重量）和配送中心到各个用户以及各个用户之间的距离来制定使总的车辆运输的吨公里数最小的配送方案［1］。

1　物流配送概述

物流配送就是按照客户的订单要求和时间计划，在物流结点（仓库、商店、货运站、物流中心等）进行分拣、包装、分割、加工和配货等作业后，将配好的货物对局域范围内进行多用户、多品种、按时联合送货的过程［2］。配送以低成本、优质服务为宗旨，是一种现代物流形式。

1.1合理配送的表现形式

首先是库存总量下降、库存周转加快，可以减少库存费用；其次是货物资源所占资金总额下降、资金周转加快，能够较快的将货物送至客户手中，与客户实现双赢；再次就是在运送过程中能够使车辆数目合理化，运输线路合理化，使卸货次数减少、即时配送能力增强，交通顺畅等；最后，使物流总费用降低、物流速度加快、有效地衔接干线运输与城市内运输、物流中转次数减少等。从而大大地节约成本费用，提高配送效率。

1.2不合理配送的表现形式

目前的配送出现一些乱象，如资源筹措不合理，配送中心出现库存量失控、库存结构和库存量不合理；价格不合理，最终造成商品的高价；配送与直送决策不合理，即大批量的用户不直送，小批量的用户不配送；送货运输线路不合理，造成配送成本的提高。造成这些不合理现象的原因有很多很多［3］。其最主要的有：城市交通状况的不确定性，如交通事故、市政工程建设等造成配送时间的难以预测，只能依赖经验进行配送调度；用户需求的多样性造成送货顺序、送货时间、装卸方式等不确定性；实际工作中，即使制定作业计划，往往也会出现送货地点、货物数量的变化，令人难以把握；由于交通堵塞、停车装货、卸货、客户的原因等等，造成配送调度极大的难度。因此，加强配送管理非常重要。

2　物流配送线路问题

确定配送路线可以采取各种数学方法和在数学方法基础上发展和演变出来的经验方法。无论采取何种方法，首先应建立试图达到的目标，再考虑实现此目标的各种限制因素，在有约束的条件下寻找最佳方案，实现试图达到的目标［4］。

配送运输方式大致可分为三种。第一种方式是根据需要，派车进行配送的方法，即接到配送订单后，按顺序装货并依次发车，这种方法叫做“时间配送”。第二种方式是所谓固定路线配送，就是每辆配送车都行驶于事先定好的线路，为分布于该线路上的客户配送物品。第三种是把配送地区分为几块，让每辆配送车在其范围内自由配送，这种方法叫做“范围配送”，即一个配送中心配送到其周围的各个点。无论何种配送方式，配送成本和服务质量都与配送线路密切相关。配送管理者应该根据历史经验和实际状况，采取正确的方法确定合适的配送线路［5］。

多点配送线路选择问题可描述为：对一系列的客户，组织适当的行车路线，使车辆有序的通过它们，在满足一定的约束条件（如货物需求量、发送量、交发货时间、车辆容量限制、行驶里程限制、时间限制等）下，达到一定的目标（如里程最短、费用最少、时间尽量少、使用车辆数尽量少等）。简单的说，就是采用科学合理的方法确定配送运输线路，以达到所需的最佳目标［6］。

3　节约里程法在物流配送线路选择中的应用

3.1节约里程法的基本思想

“忽闻教堂钟声、工厂汽笛声，以及厂外欢呼声与歌唱声同时并作，余辈惊向何故？始知休战条约已签订，战争从此可以终止矣！此何日也？记之永久不忘之，1918年11月11日也。是日，各种工作各地战事自11点起一律停止……”

节约里程法基本思想是：依次将运输问题中的两个回路合并为一个回路，每次使合并后的总运输距离减小的幅度最大，直到达到一辆车的装载限制时，再进行下一辆车的优化。优化过程分为并行方式和串行方式两种［7］。

假如一家配送中心（DC）向两个用户A、B运货，配送中心到两用户的最短距离分别是La和Lb，A和B间的最短距离为Lab，A、B的货物需求量分别是Qa和Qb，且（Qa+Qb）小于运输装载量Q，如图1所示，如果配送中心分别送货，那么需要两个车次，总路程为：L1=2（La+Lb）。

图1　配送路线示意图

如果改用一辆车对两客户进行巡回送货，则只需一个车次，行走的总路程为：L2=La+Lb+Lab

依三角形的性质我们知道：Lab＜（La+Lb），所以第二次的配送方案明显优于第一种，且行走总路程节约：ΔL=（La+Lb）－Lab。

如果配送中心的供货范围内还存在着：3，4，5，…，n个用户，在运载车辆载重和体积都允许的情况下，可将它们按着节约路程的大小依次连入巡回线路，直至满载为止，余下的用户可用同样方法确定巡回路线，另行派车。

3.2节约里程法算法的实例验证

本文以某物流配送中心的数据资料作为研究依据，以进一步验证模型的实用性。设配送中心向5个客户配送货物，其配送路线网络、配送中心与客户的距离以及客户之间的距离如图2与表1所示，图中括号内的数字表示客户的需求量（单位：t），线路上的数字表示两结点之间的距离（单位：km），现配送中心有若干辆3t卡车和5t卡车两种车型供使用。

图2　节约里程法示意图

（1）利用最短路径法，求出网络中各节点之间的最短距离。计算结果见表1。

表1　里程表

（2）计算各客户节点之间的节约里程。根据节约里程法的基本公式（ΔLij=（Lpi+Lpj）－Lij），计算各客户间的节约里程ΔL。计算结果见表2。

表2　节约里程表

（3）对节约里程按大小顺序进行降序排列。排列结果见表3。

表3　节约里程排序

（4）确定初始配送方案。即配送中心分别派3t和5t的车辆对每个客户进行一次送货，即产生5条配送路线PA-AP、PB-BP、PC-CP、PD-DP、PE-EP。

（5）按节约里程的大小，进行配送路线的第一次优化，即在满足载重量条件下连接B-C。可以看出，当连接形成线路P-C-B-P时，车辆载重量达到2.1+0.7=2.8，再连接任何一个客户节点都将超过3t的车辆额定载重量，所以这一条配送路线1可以最终确定下来。对剩下的客户节点重复上述的合并步骤，得到最终优化的配送方案。配送路线选择如图3所示。

图3　配送路线选择

从示例中可以计算出，原始的一对一配送模式下，共需派5辆车，其中3t的车4辆，5t的车1辆，配送总里程为：2（Lpa+Lpb+Lpc+Lpd+Lpe）=2（8+8+6+7+10）=78公里；而采用分送式配送模式经过优化后的方案，形成3条配送路线：P-C-B-P、P-D-E-P、P-A-P，共需派3t的车2辆，5t的车1辆，配送总里程为（6+4+8）+（7+12+10）+（8+8）=63公里。

由经过节约里程法进行优化得出的结果可知：在满足所有用户的要求，不使任何一辆车超载，每辆车每天的总运行时间或行驶里程不超过规定的上限，满足用户到货时间要求，不得超过规定时间的条件下，可以实现根据配送中心的运输能力（包括车辆的多少和载重量）和配送中心到各个用户以及各个用户之间的距离来制定使总的车辆运输的吨公里数最小的配送方案。

4　小结与讨论

节约里程法是一种简便、易行的方法，一方面体现了物流配送网络的优势，实现了企业物流活动的整合，而且思路简单清晰、便于执行；另一方面，它也体现出优化运输过程，与一般方法相比缩短了运输路程，能够节约更多的时间和费用，实现与客户间的共赢［8］。

节约里程法也存在着缺点：首先，利用节约法选择配送路线过于强调节约路程，而没考虑行程中的时间因素，在许多情况下，时间更能决定物流配送的成本与服务质量。其次，利用节约法选择配送路线不能对客户的需求进行灵活多变的处理。用户需求的多样性造成送货顺序、送货时间、装卸方式等不确定性；实际工作中，即使制定作业计划，往往也会出现送货地点、货物数量的变化，令人难以把握，使得企业的生产、销售和配送也愈来愈倾向于小批量，多品种，多批次。因此，通过上述的分析，节约里程法有利有弊，在实际应用中应该增加考虑客户的配送时间要求、产品特性、交通状况等综合情况进行分析。

［1］郑静，程幼明．基于时间约束的节约里程法配送路径优化研究［J］．物流工程与管理，2010，（10）．

［2］韩冰源，肖生灵．配送中心线路优化方法的探讨［J］．森林工程，2005，（02）．

［3］海峰，刘勤．物流园区规划设计与运营管理［M］．武汉：华中科技大学出版社，2015．

［4］陈宇．BtoC环境下我国物流配送路径优化面临的问题及发展研究［J］．改革与战略，2007，（11）．

［5］李彦来，孙会君，吴建军．基于模糊机会约束的物流配送路径优化［J］．物流技术，2007，（08）．

［6］赵立军．带有逆向物流的城市连锁店运输线路优化［J］．交通科技与经济，2010，（01）．

［7］黄春兰，李珊珊．基于节约里程法的连锁超市配送线路优化设计［J］．当代经济，2010，（20）．

［8］周磊.基于节约里程法的配送路线优化研究——以苏宁电器为例［J］．物流技术，2016，（01）．