物流配送最優(yōu)路線選擇研究

1、運運 輸輸 工工 程程 課課 程程 設設 計計 題題 目目 物流配送最優(yōu)路線選擇研究物流配送最優(yōu)路線選擇研究 院院 (部部) 交通與物流工程學院交通與物流工程學院 專專 業(yè)業(yè) 班班 級級 學生姓名學生姓名 學學 號號 課課 程程 設設 計計 任任 務務 書書 題題 目目 物流配送最優(yōu)路線選擇研究物流配送最優(yōu)路線選擇研究 院院 (部部) 專專 業(yè)業(yè) 班班 級級 學生姓名學生姓名 學學 號號 2011 年年 12 月月 12 日至日至 12 月月 17 日日 共共 1 周周 指導教師指導教師 2011 年年 12 月月 9 日日 一、設計內容及要求一、設計內容及要求 內容：內容： 文章要求研究物流

2、配送的含義、現(xiàn)狀等基本理論，在此基礎上結合設計原始資 料，運用里程節(jié)約法選擇最優(yōu)配送路線。 要求：要求： 按山東交通學院課程設計工作規(guī)范完成報告。 2、設計原始資料設計原始資料 下圖為一配送網(wǎng)絡，p 為配送中心，現(xiàn)要利用 2 噸和 4 噸的廂式卡車，將貨物配送到各 個客戶，并限制車輛一次運行距離在 30 公里以內，作出最優(yōu)配送方案。 三、設計完成后提交的文件和圖表三、設計完成后提交的文件和圖表 1計算說明書部分計算說明書部分 提交不少于 4000 字報告一份 g e d b a f p i j h c 5 (1.5) (0.4) (1.4) (1.5) (0.8) (0.6) (0.8) 5

3、2 6 9 5 (0.5) (0.6) (0.7) 3 6 8 7 5 9 4 2 3 6 4 10 7 8 11 10 7 4 6 4 2圖紙部分：圖紙部分： 無 四、進程安排四、進程安排 1 第一天布置運輸工程課程設計的任務，完成后學生收集資料； 2 第二天學生整理資料，形成課程設計提綱； 3 第三天到第五天上午進行課程設計，形成課程設計報告； 4 第五天下午提交課程設計報告并進行答辯。 5、主要參考資料主要參考資料 1 張潛.物流配送路徑優(yōu)化調度建模與實務.北京：中國物資出版社 ，2006. 2 李新征.一種基于佳點集遺傳算法的物流配送網(wǎng)絡優(yōu)化.物流技術，2005 年第 11 期，49-

4、 52. 3 郎茂祥,胡思繼.用混合遺傳算法求解物流配送路徑優(yōu)化問題的研究.中國管理科學， 2002，10(10). 4 李清泉,張金亭,黃經南.一個物流配送優(yōu)化算法.武漢大學學報信息科學版，2003 年 2 月， 第 28 卷. 5 柳林,朱建榮.基于遺傳算法的物流配送路徑優(yōu)化問題的研究.計算機工程與應用出版社, 2005.227-229. 6 王旭,崔平遠,陳陽舟.基于蟻群算法求路徑規(guī)劃問題的新方法及仿真.2005 年 7 月，第 22 卷第 7 期，60-62. 摘摘 要要 本文在對物流配送的基本理論闡述的基礎上，其中包括配送的概念、特征、作用以及配 送的一般流程，并且分析了國內外物流配

5、送發(fā)展的現(xiàn)狀和現(xiàn)存的問題，展望了其未來的發(fā)展 趨勢，著重提出了物流配送路徑優(yōu)化問題。針對物流配送路徑優(yōu)化的問題，建立相關的數(shù)學 模型，分析物流配送路徑優(yōu)化的意義和目標，并通過對運用里程節(jié)約法作出配送最優(yōu)路線方 案的實證分析，解決關于配送最優(yōu)路線的選擇問題。實證分析中，先簡述里程節(jié)約法的概念 以及基本原理，在進行對某公司物流配送網(wǎng)絡的計算，計算過程包括列出里程表、節(jié)約里程 表、節(jié)約里程排序表等，最終得出配送最優(yōu)路線的方案。 關鍵詞關鍵詞: 物流配送 最優(yōu)路徑 里程節(jié)約法 目目 錄錄 1 配送相關基本理論 .1 1.1 配送概念及特征.1 1.2 配送作用.1 1.3 配送一般作業(yè)流程.1 2 物

6、流配送發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 .2 2.1 我國的物流配送現(xiàn)狀 .2 2.2 國外配送發(fā)展現(xiàn)狀.3 2.3 配送發(fā)展趨勢.3 3 物流配送路徑優(yōu)化問題 .4 3.1 物流配送路徑優(yōu)化問題的數(shù)學模型.4 3.2 物流配送路徑優(yōu)化意義.4 3.3 物流配送路徑優(yōu)化目標.4 4 基于里程節(jié)約法的配送最優(yōu)路線的選擇研究 .5 4.1 里程節(jié)約法確定配送路徑的基本原理.5 4.2 里程節(jié)約法確定配送路徑實證分析.6 5 設計體會 .9 6 結論 .9 參考文獻 .10 1 1 配送相關基本理論配送相關基本理論 1.1 配送概念及特征 配送是指在經濟合理區(qū)域范圍內，根據(jù)客戶要求，對物品進行揀選、加工、包裝、分割、

7、 組配等作業(yè)，并按時送達指定地點的物流活動。配送是物流中一種特殊的、綜合的活動形式， 是商流與物流緊密結合，包含了商流活動和物流活動，也包含了物流中若干功能要素的一種 形式。 配送具有以下特征：配送是由集貨、配貨、送貨 3 部分有機結合而成的物流活動；配送 中的送貨是短距離運輸；配送是物流的最后一個環(huán)節(jié)；配送是物流的縮影；配送是現(xiàn)代送貨 形式，與舊“送貨”存在明顯區(qū)別。 1.2 配送作用 （1）推行配送有利于物流運動實現(xiàn)合理化。 （2）完善了運輸和整個物流系統(tǒng)。 （3）提高了末端物流的效益。 （4）通過集中庫存使企業(yè)實現(xiàn)低庫存或零庫存。 （5）簡化事務，方便用戶。 （6）提高供應保證程度。 （

8、7）配送為電子商務的發(fā)展提供了基礎和支持。 1.3 配送一般作業(yè)流程 配送的一般作業(yè)流程：（如圖 1.1 所示） 圖 1.1 配送一般作業(yè)流程 2 2 物流配送發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢物流配送發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 2.1 我國的物流配送現(xiàn)狀 長期以來，由于受計劃經濟的影響，我國物流社會化程度低，物流管理體制混亂，機構 多元化，導致社會化大生產、專業(yè)化流通的集約化經營優(yōu)勢難以發(fā)揮，規(guī)模經營、規(guī)模效益 難以實現(xiàn)，主要存在以下幾個問題： （1）設施利用率低，布局不合理，重復建設，資金浪費嚴重。 （2）由于利益沖突及信息不通暢等原因，造成余缺物資不能及時調配，大量物資滯留 在流通領域，造成資金沉淀，發(fā)生大量庫存費用。

9、 （3）我國物流企業(yè)與物流組織的總體水平低，設備陳舊，損失率大、效率低，運輸能 力嚴重不足，形成了“瓶頸” ，制約了物流的發(fā)展，物流配送明顯滯后。 （4）商流與物流分割，嚴重影響了商品經營和規(guī)模效益。 供應商 補貨 訂單處理 客戶 進 貨 儲 存 送 貨 配 貨 分 揀 裝 卸 搬 運 裝 卸 搬 運 裝 卸 搬 運 裝 卸 搬 運 2.2 國外配送發(fā)展現(xiàn)狀 國外發(fā)達國家的配送經過幾十年的發(fā)展，在配送方式和手段上有了以下幾方面的新進展： （1）配送組織的共同化。通過從初期到現(xiàn)在的發(fā)展，出現(xiàn)了聯(lián)合配送，配送企業(yè)互通 信息，共同計劃，大大提高了配送車輛的利用率和配送企業(yè)的效率。 （2）配送區(qū)域的擴

10、大化。隨著交通運輸條件的改善，一些發(fā)達國家的配送已突破了一 個城市范圍。美國已開展了州際配送系統(tǒng)，日本不少配送中心的業(yè)務是在全國范圍或在很大 區(qū)域范圍內進行的。 （3）配送方式的多樣化。由于流通過程、流通對象及流通手段復雜，在各自領域出現(xiàn) 了多種多樣的經過優(yōu)化了的配送方式。如在日本出現(xiàn)公斤以下貨物的“宅急送” “、宅配便” 式配送，小批量快遞系統(tǒng)，準時供應系統(tǒng)，分銷配送等多種形式。 （4）配送運輸?shù)膶I(yè)化。在歐美和日本，不僅運輸?shù)纳鐣潭认喈敻?，且有大量?裝箱車和專用車輛投入運營，這種專業(yè)化運輸提高了物流質量。日本的企業(yè)一般不配備自營 汽車，認為外雇的更經濟便利，配送中心定期與運輸公司簽訂

11、合同，這樣運輸企業(yè)就可以根 據(jù)物流量變化靈活調度車輛，最大地滿足需求。 （5）配送服務的信息化。隨著計算機的發(fā)展，物流公司都在開發(fā)和采用信息管理系統(tǒng)。 配送中心不僅要與生產商和客戶聯(lián)系，了解廠家、客戶需求的信息，并溝通廠商、客戶雙方， 還要與運輸企業(yè)和內部各部門聯(lián)系，以了解各項物流活動的進程。這都需要信息系統(tǒng)提供支 持。 2.3 配送發(fā)展趨勢 我國物流配送將出現(xiàn)一些新的變化和趨勢： （1）專業(yè)化趨向 （2）規(guī)?；?、集團化趨向：國內的中小型物流企業(yè)，有一部分將利用擁有國內網(wǎng)絡及 設施、人力資本成本低等本土優(yōu)勢，與國內外大型物流企業(yè)建立戰(zhàn)略合作伙伴關系；一部分 將可能 被大型物流公司收購、兼并；還

12、有的將進行戰(zhàn)略性重組和改造，向綜合物流發(fā)展， 為大型跨國物流企業(yè)配套，成為供應鏈的重要組成部分。 （3）多元化趨向：隨著我國改革開放的深入，以及我國入世后在商品分銷、公路運輸、 鐵路運輸、倉儲、貨運代理、 路運輸、鐵路運輸、倉儲、貨運代理、郵遞服務等領域的逐 步開放，市場主體將出現(xiàn)多元化的局面。 （4）國際化趨向 （5）傳統(tǒng)的運輸與倉儲企業(yè)加快向第三方物流轉變 （6）物流配送信息化建設步伐加快 3 3 物流配送路徑優(yōu)化問題物流配送路徑優(yōu)化問題 3.1 物流配送路徑優(yōu)化問題的數(shù)學模型 物流配送路徑優(yōu)化問題可以描述為：從配送中心（或稱物流據(jù)點）用多輛汽車向多個需 求點（或稱顧客）送貨，每個需求點的

13、位置和需求量一定，每輛汽車的載重量一定，要求合 理安排汽車路線，使總運距最短，并滿足以下條件： （1） 每條配送路徑上各需求點的需求量之和不超過汽車載重量； （2） 每條配送路徑的長度不超過汽車一次配送的最大行駛距離； （3） 每個需求點的需求必須滿足，且只能由一輛汽車送貨。其目的是使總成本（如距 離、時間等）為最小。 3.2 物流配送路徑優(yōu)化意義 優(yōu)化配送路徑的意義從應用方面看，物流配送路徑優(yōu)化，是物流配送優(yōu)化中關鍵的一環(huán)， 也是電子商務活動不可缺少的內容。對貨運車輛進行路徑優(yōu)化，可以提高物流經濟效益、實 現(xiàn)物流科學化。對貨運車輛路徑優(yōu)化理論與方法進行系統(tǒng)研究是物流集約化發(fā)展、建立現(xiàn)代 調度

14、指揮系統(tǒng)、發(fā)展智能交通運輸系統(tǒng)和開展電子商務的基礎。優(yōu)化配送路徑問題是 np 難 問題，一般無法給出最優(yōu)解。研究者們努力的目標就是盡量逼近最優(yōu)解。因此優(yōu)化配送路徑 問題是一個十分有應用價值的問題。 3.3 物流配送路徑優(yōu)化目標 配送路徑優(yōu)化目標配送路徑合理與否對配送速度、成本、效益影響頗大，因此，采用科 學的合理的方法確定配送路線是配送活動中非常重要的一項工作。確定配送路線可以采取各 種數(shù)學方法和在數(shù)學方法基礎上發(fā)展和演變出來的經驗方法。無論采取何種優(yōu)化方法，我們 首先都要明確物流配送路徑的優(yōu)化目標，才能有效地針對目標進行優(yōu)化。目標的選擇根據(jù)配 送的具體要求、配送中心的水平、實力及客觀條件而定

15、，可以有以下多種選擇： （1）效益最高：在選擇以效益為目標時，通常以企業(yè)當前的效益為主要考慮因素，同時兼 顧長遠的效益。效益是企業(yè)整體經營活動的綜合體現(xiàn)，可以用利潤來表示。因此，在計算時 是以利潤數(shù)值最大化為目標值。但由于效益是綜合的反映，在擬定數(shù)學模型時，很難與配送 路線之間建立函數(shù)關系，所以一般很少采用這一目標。 （2）成本最低：計算成本比較困難，在成本和配送路線之間有密切關系、且成本對最終效 益起決定作用的情況下，采用以成本最低為目標實際等于選擇了以效益為目標，比較實用可 行。 （3）路程最短：若成本和路程相關性較強，而和其他因素是微相關時，以路程最短為目標， 這樣避免許多不易計算的影響

16、因素，大大簡化計算。但須注意的是，有時候路程最短并不意 味著成本最低，如果道路條件、道路收費影響了成本，單以最短路程為最優(yōu)解則不合適了。 （4）噸公里最?。簢嵐镒畹褪情L途運輸中常作為選擇目標，在多個發(fā)貨站、多個收費站、 整車發(fā)到的情況下，選擇噸公里最低為目標可以取得滿意結果。在配送路線選擇中，以噸公 里最小為目標在一般情況下并不適用，但在采取共同配送方式時，也可以作為目標。 （5）準時性最高：準時性是配送中重要的服務指標。以準時性為目標確定配送路線就是要 將各客戶的時間要求和到達各客戶點的先后順序進行協(xié)調安排，這樣 有時難以顧及成本問 題，甚至需要犧牲成本來滿足準時陛要求。但對準時性的要求必

17、須建立在控制成本的基礎上。 （6）運力利用最合理：在運力非常緊張、運力與成本或效益有一定相關的情況下，為了節(jié) 約運力、充分運用現(xiàn)有運力，而不需外租或新購車輛，也可以運力安 排為目標，確定配送 路線。 針對不同的物流配送問題，要根據(jù)具體情況選擇優(yōu)化目標。 4 4 基于里程節(jié)約法的配送最優(yōu)路線的基于里程節(jié)約法的配送最優(yōu)路線的選擇研究選擇研究 4.1 里程節(jié)約法確定配送路徑的基本原理 尋求配送方案的常用方法很多，這里介紹車輛運行計劃法（vsp，vehicles scheduling program）又稱里程節(jié)約法（vsp 方法） 。適用于實際工作中為求得較優(yōu)解或最優(yōu)的近似解時 采用。 其基本原理是：

18、利用三角形的一邊之長必定小于另外兩邊之和的原理在實際工作中為求 得較優(yōu)解或最優(yōu)解的近似解時的方法。 （如圖 4.1 所示） 圖 4.1 里程節(jié)約法基本原理圖 配送中心 p 單獨向兩個用戶 a、b 往返配貸的車輛運行距離，必然大于以配送中心 p 巡 回向兩用戶發(fā)貨的距離。若 a、b 兩用戶對貨物需求量分別為 q1、q2，配送中心用兩輛汽車 分別對 a、b 兩個用戶各自往返送貨時，汽車行駛的總里程 lt 是：lt2(l1 十 l2) 如果用一輛汽車向 a、b 兩個用戶巡回送貨，設汽車載質量為 q1+q2，則汽車行駛總里程 lt 為：ltl1+l2+l3，后一種配送方案比前一種方案節(jié)約里程： lt=

19、2(l1+l2)-(l1+l2+l3)=l1+l2-l3 vps 方法可對所有配道地點計算節(jié)約里程，按節(jié)約量的大小順序，確定合理的配送路線。 4.2 里程節(jié)約法確定配送路徑實證分析 下圖 4.2 為某公司配送網(wǎng)絡，p 為配送中心，現(xiàn)要利用 2 噸和 4 噸的廂式卡車，將貨物 配送到各個客戶，并限制車輛一次運行距離在 30 公里以內，作出最優(yōu)配送方案。 l3 a p b l1 l2 圖 4.2 配 送網(wǎng)絡圖 （1）里程表（如表 4.1 所示） 表 4.1 里程表 需要量 p 0.710a 1.594b 0.8795c 0.4814105d 1.48181696e 1.58181715137f 0

20、.6313121011116g 0.84141311121282h 0.510111517181817119i 0.67481315151510118j （2）節(jié)約里程表（如表 4.2 所示） 表 4.2 節(jié)約里程表 需要 量 p 0.710a 1.594(15)b 0.879(8)5(11)c 0.4814(4)10(7)5(10)d 1.4818(0)16(1)9(6)6(10)e 1.5818(0)17(0)15(0)13(3)7(9)f 0.6313(0)12(0)10(0)11(0)11(0)6(5)g 0.8414(0)13(0)11(0)12(0)12(0)8(4)2(5)h g

21、 e d b a f p i j h c 5 (1.5) (0.4) (1.4) (1.5) (0.8) (0.6) (0.8) 5 2 6 9 5 (0.5) (0.6) (0.7) 3 6 8 7 5 9 4 2 3 6 4 10 7 8 11 10 7 4 6 4 0.51011(9)15(4)17(0)18(0)18(0)17(1)11(2)9(5)i 0.674(13)8(8)13(1)15(0)15(0)15(0)10(0)11(0)8(9)j （3）節(jié)約里程從大到小排序（如表 4.3 所示） 表 4.3 節(jié)約里程排序 序號路線 節(jié)約里 程 序號路線 節(jié)約里 程 序號路線 節(jié)約里

22、程 1ab159ac817bi4 2aj1310bj818fh4 3bc1111bd719df3 4cd1012ce620gi2 5de1013fg521be1 6ai914gh522fi1 7ef915hi523cj1 8ij916ad4 （4）最終配送方案 根據(jù)節(jié)約里程排序表和配車（車輛的載重和容積因素） 、車輛行駛里程等約束條件，漸 進繪出配送路徑：（如圖 4.3 所示） 路徑 a：pjabcp，4t 車，運輸 27km,載重量 3.6t 路徑 b：pdefgp, 4t 車，運輸 30km,載重量 3.9t 路徑 c：phip, 2t 車，運輸 23km,載重量 1.3t 節(jié)約里程 15

23、+13+11+10+9+5+5=68km 總共行走了 80km，節(jié)約了 68km。 p j a b f g d c h i e 路徑 a 路徑 b 路 徑 c 圖 4.3 最終配送路徑圖 5 5 設計體會設計體會 通過此次課程設計，使我更加扎實的掌握了有關物流配送的知識，在設計過程中雖然遇 到了一些問題，但經過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露 出了前期我在這方面的知識欠缺和經驗不足。實踐出真知，通過親自動手設計，使我們掌握 的知識不再是紙上談兵?；仡櫰鸫苏n程設計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日 子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學 過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理 論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相 結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立