新零售背景下门店配送路径优化问题研究*

□ 吴竞鸿

(安徽商贸职业技术学院,安徽 芜湖 241000)

1 配送路径优化问题描述

物流配送环节已成为零售企业的成本管控要点，依靠经济可行的技术手段降低商品配送成本，提升物流作业效率已成为各大零售企业的共识。在物流配送环节，大型零售企业不仅考虑是否推广使用新型配送设备(如无人车、无人仓、无人机)，还考虑在送达时效上是否可由按天配送过渡到按分钟级配送等即时配送服务。以便提升运转效率，满足零售客户的消费体验升级需求。依据中商产业研究院数据显示，2017年物流时效指数平均为121.2点，比上年提高6.4点。

其中VRP问题(车辆路径规划)是提升配送效率的基础工作之一。配送车辆路径规划涉及配送中心与客户距离、配送车辆的承载能力、交通路况、客户需求情况等若干影响要素。若零售企业需向若干个零售网点完成配送任务，有诸多可供选择的配送路径，如何确定合理配送路径，亟待零售企业决策。

目前国内的菜鸟物流设计了菜鸟车辆路径规划算法，降低车辆使用数量和车辆行驶距离。该算法还可帮助外卖配送员规划配送路线，减少从前端订单下发到末端货物配送的周转，直接根据路线配送，从而提升客户体验，大幅度降低配送成本；京东也开发了智能路径优化决策系统，在后台的算法中融入客户消费偏好、配送地址信息、配送员位置信息及配送偏好等技术参数，根据参数来匹配配送员的订单信息与待配送货物信息，自动规划最短配送路径。

2 零售门店物流配送路径设计现状

目前关于零售企业门店配送路径优化设计的研究文献具有一定研究基础，如王登清在研究新零售模式下单中心物流配送路径优化问题时，考虑了运输成本、交通状况以及配送时效性，通过改进遗传算法求解模型得出优化解；李佳儒等针对生鲜品配送时间有效性特征，以运输成本与惩罚成本最小化为目标函数，构建了带软时间窗约束的路径优化模型，并用遗传算法求解；胡洋考虑物流服务站的数量与位置以及配送车辆的运输路径两个问题，构建总成本最小化为目标的LPR模型，并用启发式算法求解优化解。综而言之，当前对于零售企业配送路径优化问题大多采用成本最小化模型，以启发式算法求解得出优化解，这对于大型企业的复杂网络配送路径优化问题比较有效，但对于小型零售企业而言，采用复杂算法意味着需要支付配送路径优化系统的购置成本，基于经营成本考虑，需要提出简单便捷的路径优化方法，以便相关人员可以经济合理的设计配送路径网络。

3 基于节约里程法的配送路径优化算例求解

节约里程法是解决单起点多回路问题的典型方法，其求解原理是车辆从单一配送中心出发，向两个需求点分别往返配送的行驶里程大于从单一配送中心出发向两个需求点巡回配送的行驶里程。因此，可考虑将运输问题中的两个回路合并为一个回路，直到达到单一车辆的额定装载量或最大里程等约束条件后，再优化其它车辆的配送路线，直到合并后的总配送里程节约程度最大，从而能够有效地解决VRP问题。

3.1 算例基本信息

本文以芜湖地区全时所属的365便利店为例，分析求解节约里程法如何设计区域内的配送路径优化问题。当前全时公司在芜湖地区拥有8家零售门店Pi(i=1，2，3，...,8)，假设芜湖地区配送中心对市域内8个零售门店的商品配送计划如表1所示，8家零售门店之间的最短距离如表2所示，P0表示芜湖地区配送中心。当前该配送中心拥有两种配送车型，额定载重分别是4T和2T，每个配送路线的最大行驶里程不允许超过35km。

表1 零售门店的商品配送计划 (单位：t)

表2 配送中心、零售门店之间的最短距离 (单位：km)

3.2 构建节约里程表

节约里程法通过计算单一起点往返配送的行驶里程与单一起点出发向两个需求点巡回配送的行驶里程差值得到不同区段节约里程，如△SP1P2=SP0P1+SPOP2-SP1P2=5+4-8=1，依次求解所有零售门店的节约里程数量，如表3所示：

表3 零售门店的最大节约里程数 (单位：km)

3.3 构建节约里程排序表

对表3计算得到的节约里程按照从大到小进行排序，得到表4。依据表4中不同区段的节约里程数大小，同时在不同零售门店的需求量累计值及行驶总里程值的约束条件下调整配送路径，最终得出优化配送线路网络。

表4 节约里程数排序情况 (单位：km)

3.4 配送路径优化方案

依据表4的节约里程数排序表，因为P6-P8的节约里程数最大，这里首先应选择P6、P8两个门店合并做巡回送货，即P0-P6-P8-P0，考虑到P6与P8门店的总需求量为3.4吨，需要选用4T的车辆配送，但转载率未达到上限，需要寻求其它巡回送货门店。其次考虑P5-P8，构建PO-P6-P8-P5-P0的配送路线，其中P5、P6、P8门店的总需求量为3.9吨，选用4T的车辆配送，其转载率已接近上限，同时考虑该线路的总行驶里程未超过35km，因而PO-P6-P8-P5-P0为配送网络优化线路之一，应选用4T的车辆配送。再次考虑P6-P7及P7-P8，因为车辆装载量限制，P7门店无法加入PO-P6-P8-P5-P0线路中，接着依次考虑P2-P4和P3-P4，可依照上面类似方法得到PO-P3-P4-P2-P0为配送网络中另一条优化线路，也应选用4T的车辆配送。最后一条优化线路是P0-P1-P7-P0，选用2T的车辆配送。完整的配送网络优化方案如表5所示：

表5 配送网络优化方案

3.5 优化方案对比分析

优化后的配送方案，该零售企业在完整的配送网络中需要两辆4T车以及一辆2T车，配送总里程S*=30+35+20=85km。优化前后数据比较如表6所示：

表6 配送网络优化方案对比

依据对比分析结果可知，借助节约里程法优化配送路径，设计出的配送网络方案可大大降低送达时间，减少行驶里程，同时降低车辆购置或租赁以及其它运营成本，可实现降本增效的优化目标。