【上汽大眾配件多供應(yīng)點物流車輛調(diào)度問題分析案例】

-4-上汽大眾配件多供應(yīng)點物流車輛調(diào)度問題分析案例目錄TOC\o"1-2"\h\u15191上汽大眾配件多供應(yīng)點物流車輛調(diào)度問題分析案例 117198引言 131799一、上汽大眾企業(yè)物流車輛調(diào)度的現(xiàn)狀以及存在的問題 128766（一）上汽大眾企業(yè)物流車輛調(diào)度管理的現(xiàn)狀 117237（二）上汽大眾企業(yè)物流車輛調(diào)度方面存在的問題 421662（三）上汽大眾出現(xiàn)配送管理缺陷的原因分析 530953二、配件多供應(yīng)點物流車輛調(diào)度成本優(yōu)化方法及具體措施 624453（一）車輛配載法 623914（二）節(jié)約里程法 62561結(jié)束語 97958參考文獻 9摘要：隨著現(xiàn)代物流業(yè)的快速發(fā)展，企業(yè)對于自身的物資管理工作開始愈加重視。制定合理的配送策略，能夠科學(xué)地調(diào)度運輸車輛、縮短運輸時間，從而提高物流配送效率；分配合理的配送路線，能夠有效地縮短配送距離，從而降低?；诖耍疚氖菍ι掀蟊姽镜钠嚵悴考谲囕v調(diào)度配送管理方面存在的問題進行分析，并從上汽大眾公司的實際出發(fā)對這些問題一一提出相應(yīng)的解決方法。關(guān)鍵詞：車輛調(diào)度；零部件配送；節(jié)約里程法；車輛配載法引言車輛調(diào)度問題是物流運輸中的重要組成部分，配送車輛調(diào)度的問題對物流運輸成本的高低有著重要的影響，對于作為服務(wù)行業(yè)之一，其配送效率的高低影響企業(yè)提供的物流服務(wù)水平，進而對企業(yè)產(chǎn)生的經(jīng)營成果、企業(yè)實現(xiàn)利益最大化的目標(biāo)有著重要的影響。在實際的物流配送中，車輛調(diào)度受到很多相互作用的因素影響，這些因素對大眾零部件配送活動是否能夠順利完成產(chǎn)生一定的直接影響作用，進而影響企業(yè)進行物流配送活動發(fā)生的成本及產(chǎn)生的經(jīng)濟效益。配送車輛問題解決對大眾企業(yè)提升企業(yè)競爭力、降低物流運輸成本、提升供應(yīng)鏈的運作效率都有積極現(xiàn)實的作用。上汽大眾作為國內(nèi)歷史悠久的汽車合資企業(yè)之一，是中國汽車工業(yè)實現(xiàn)“從小到大”的發(fā)展縮影。本文選題對大眾配件多供應(yīng)點配送車輛調(diào)度問題進行分析，通過運用物流中的專業(yè)方法知識，來幫助大眾企業(yè)對內(nèi)部配送管理模式優(yōu)化的同時，能夠大大地降低上汽在配送車輛上的費用支出，從而達到利潤最大化的目的，對企業(yè)的持續(xù)健康、長遠發(fā)展有著重要的意義。一、上汽大眾企業(yè)物流車輛調(diào)度的現(xiàn)狀以及存在的問題（一）上汽大眾企業(yè)物流車輛調(diào)度管理的現(xiàn)狀上汽大眾成立于1984年4月，是我國四大汽車制造商之一。該企業(yè)主要經(jīng)營業(yè)務(wù)包括了整車研發(fā)，汽車零部件研發(fā)，整車及零部件的生產(chǎn)、銷售等服務(wù)。配送是上汽大眾企業(yè)最重要的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，建立高效的物流配送體系，功能完善的配送中心是保證產(chǎn)品供應(yīng)充足、銷售穩(wěn)定的最有效途徑，在企業(yè)經(jīng)營中扮演著至關(guān)重要的角色。為了得到使用節(jié)約里程法的條件，首先要收集上汽大眾企業(yè)每家4S店面的訂單數(shù)量和訂單頻率。T市有10家4S店上汽大眾旗下產(chǎn)品，筆者將圍繞這10家4S店展開。大部分店面單獨存儲的容量有限，同時車輛零部件本身的剛需決定了每個店發(fā)出訂單的頻率約為每日一次。也就是說，每個4S店通過前一段時間的銷售，憑借經(jīng)驗和數(shù)據(jù)來推斷第二天的需求，然后通過配送中心的訂單管理系統(tǒng)，將第二天需要的零部件品種和數(shù)量等數(shù)據(jù)發(fā)送到配送中心進行統(tǒng)一處理，以此安排第二天的發(fā)貨。本文的10家4S店都位于居民區(qū)附近，客戶數(shù)量較為穩(wěn)定，需求波動相對較小。因此，根據(jù)配送中心的歷史訂單數(shù)據(jù)，將每個商店的日常訂單數(shù)量匯總后進行數(shù)據(jù)處理，這些數(shù)據(jù)將是節(jié)約里程法使用的主要依據(jù)。表1.14S店零部件訂貨量序號門店訂貨量（噸/次）1A0.72B1.53C0.84D0.75E1.46F1.17G0.68H0.89I0.710J0.6合計8.9根據(jù)門店的地理位置分布和車輛行駛路徑，測算上汽大眾配送中心到各4S店的實際車輛行駛距離，求出各個配送節(jié)點相互之間和其到配送中心的最短距離。表1.24S店與配送中心最短距離序號4S店與配送中心最短距離（千米）1A112B103C84D105E96F107G48H59I1110J8為了方便后續(xù)計算和整體路徑優(yōu)化，根據(jù)各4S店的相對地理位置，畫出配送中心與各店鋪之間的簡化路徑圖。上汽大眾配送中心和10家4S店分布在T市10個居民區(qū)附近。根據(jù)公司的長期布局規(guī)劃，10個網(wǎng)點的零散分布不僅保證了銷售覆蓋面廣，還形成了銷售區(qū)域不重疊的格局。圖1.14S店分布圖圖1.2初始配送方案分布圖配送中心按照每家連鎖店所下的訂單，依次對10家門店進行配送。如果按照每家4S店的要求直接進行配送，則需要承重量2t的車輛共10輛。每次完成單間連鎖店的配送任務(wù)，車輛按照原路返回。D1=（PA+PB+PC+PD+PE+PF+PG+PH+PI+PJ)*2=11+10+8+10+9+10+4+5+11+8)*2=172（km）圖1.3實際使用配送方案分布圖上汽大眾發(fā)現(xiàn)按照初始的多次往返配送方案，難以協(xié)調(diào)配送車輛和人力，導(dǎo)致配送成本過高。因此，在分析了4S店周邊居民區(qū)的地理位置后，上汽大眾形成了區(qū)域布局方案，即在充分考慮車輛運輸能力的前提下，盡可能將同一區(qū)域內(nèi)的多家連鎖店合并為一個配送目標(biāo)，最終形成了五條配送線路組成的配送網(wǎng)絡(luò)。（1）區(qū)域1：即把三家地理位置同處于一處的A店、J店、I店合并成一個配送區(qū)域，形成配送路徑1（P-A-I-J-P）。配送設(shè)備為2t的裝載車輛1輛。總配送里程為PA+AI+IJ+JP=11+5+9+11=36（km）（2）區(qū)域2：即把兩家地理位置同處于一處的G店、H店、合并成一個配送區(qū)域，形成配送路徑2（P-H-G-P）。配送設(shè)備為4t的裝載車輛1輛?？偱渌屠锍虨镻H+HG+GP=5+3+4=12（km）（3）區(qū)域3：即把兩家地理位置在一處的E店、F店、合并成一個配送區(qū)域，形成配送路徑3（P-F-E-P）。配送設(shè)備為4t的裝載車輛1輛?？偱渌屠锍虨镻F+FE+EP=10+8+9=27（km）（4）區(qū)域4：即把兩家地理位置在一處的C店、D店、合并成一個配送區(qū)域，形成配送路徑4（P-D-C-P）。配送設(shè)備為2t的裝載車輛1輛。總配送里程為PD+DC+CP=10+6+8=24（km）（5）區(qū)域5：把地理位置在一處的B獨立為一個配送區(qū)域，形成配送路徑5（P-B-P）。配送設(shè)備為2t的裝載車輛1輛，總配送里程為PB+BP=10+10=20（km）。（二）上汽大眾企業(yè)物流車輛調(diào)度方面存在的問題1.配送時車輛車型的選取不合理目前上汽大眾配送中心在安排每條線路的運輸能力時，對每一輛配送車輛實行分區(qū)分片承包責(zé)任制。這種處理方式的好處是可以保證司機對該區(qū)域內(nèi)的情況非常熟悉，不管是交通道路情況還是店面位置都十分清晰。然而，由于每單的訂貨時間不平衡，一些地區(qū)在某一段時間內(nèi)會有大量的貨物需要配送，而在另一些地區(qū)，需要配送的貨物數(shù)量較少，這種承包式的運力安排也存在很大的隱患。配送車輛會出現(xiàn)旱澇不均的現(xiàn)象。當(dāng)同一條線路上的訂單數(shù)量比較多時，承包該區(qū)域的車輛會一直處于滿載工作狀態(tài)，配送人員的精力和車輛運力都處于一個持續(xù)消耗的狀態(tài)。在高強度持續(xù)工作狀態(tài)下，很容易導(dǎo)致服務(wù)水平的下降，引起客戶的投訴。同樣的，當(dāng)同一條線路上的訂單數(shù)量比較少時，承包該區(qū)域的車輛經(jīng)常會遇到無車可出的尷尬局面，人力和運力沒有充分利用，拉低了整體配送效率。因為大部分客戶是個體，訂單量不會大于2噸，所以2噸載重量的車輛在配送中使用頻率很高，有時會出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象。同時需要使用4噸載重量的訂單很少，4噸的車輛長期處于不運轉(zhuǎn)的情況，使用頻率很低，經(jīng)常性地在訂單較多時，替代2噸載重量車輛進行配送，運輸過程中車輛空間是沒有被充分利用的，是一種巨大的運力浪費。2.配送時路徑選擇不合理上汽大眾配送中心的現(xiàn)代化和信息化水平有限，訂單系統(tǒng)不能向所有的客戶開放，客戶只能通過傳統(tǒng)方式比如電話下單。同時由于客戶的地理位置分散，下單時間不統(tǒng)一，下單方式不一致，導(dǎo)致訂單無法形成一個統(tǒng)一的格式。因此，公司只能通過前一段時間的銷售數(shù)據(jù)來對下一段時間的訂單作出預(yù)測，根據(jù)預(yù)測結(jié)果進行習(xí)慣性的配送。配送中心很難整體安排行駛路徑，尤其是具體到每一輛配送車輛時，大多時候是由司機根據(jù)實時的訂單數(shù)據(jù)和交通情況來自行選擇前進路徑，這是導(dǎo)致不合理的路徑安排的主要原因。因為沒有統(tǒng)一的客戶數(shù)據(jù)庫，導(dǎo)致配送里程的增多，車輛空載問題還沒有有效的解決措施。（三）上汽大眾出現(xiàn)配送管理缺陷的原因分析首先是配送運力不平衡。目前企業(yè)倉庫資源和需求點還處于較為原始的分布格局，沒有經(jīng)過統(tǒng)一的規(guī)劃，是按照固有的行政區(qū)域劃分的布局，物流網(wǎng)絡(luò)基本屬于自發(fā)形成，需求點分布不夠集中，當(dāng)各地需求量出現(xiàn)變化或波動時，會面臨物流作業(yè)效率和運作成本的瓶頸問題。其次配送中心現(xiàn)代供應(yīng)鏈管理體系沒有完全搭建起來。由于上汽大眾內(nèi)部的產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部門保護主義也給大物流的布局造成了一定困擾。同時配送策略落后，無法達到降本增效。企業(yè)對汽車零部件進行補貨配送采用的是按照定量補貨的原則，這種配送策略將會造成補貨需求分散，無法對配送運力進行綜合匹配。另外企業(yè)當(dāng)前在進行末端網(wǎng)點補貨配送時采用的是需求點自提或是一級倉直送兩種模式。這兩種配送模式由于物資配送分散管理、配送單獨進行，無疑會造成運力資源的極度浪費，進而造成配送成本的提升。二、配件多供應(yīng)點物流車輛調(diào)度成本優(yōu)化方法及具體措施（一）車輛配載法針對上汽大眾企業(yè)零部件車輛配載存在不足并結(jié)合T市實際，提出如下解決思路：①提高車輛滿載率：把一些同一配送點且客戶要求時間差不多的貨物整合到一起，安排統(tǒng)一配送。出現(xiàn)兩種情況：優(yōu)先考慮車輛滿載率，采用聚類分析方法先對要運輸?shù)呢浳镞M行組合處理，然后利用基本配載數(shù)學(xué)模型結(jié)合實際情況對貨物進行配裝；優(yōu)先考慮顧客需求優(yōu)先級，利用基本配載數(shù)學(xué)模型結(jié)合實際情況對貨物進行配裝。②貨物的裝載次序優(yōu)化：考慮客戶需求的緊急程度，根據(jù)先送后裝的順序進行裝貨調(diào)度。（二）節(jié)約里程法前人研究證明，傳統(tǒng)遺傳算法在求解簡單的車輛路徑規(guī)劃問題上具有很好的效果，但對于本文中上汽大眾多車場多車型的VRP問題，由于存在配送中心和車型兩個約束，且研究了往返取貨和配送到指定配送中心兩個流程，傳統(tǒng)遺傳算法較難實現(xiàn)。因此根據(jù)模型設(shè)定的約束條件，對傳統(tǒng)遺傳算法作出合理的調(diào)整與改進，具體流程及相關(guān)設(shè)計如下：1.編碼與解碼對于車輛路徑問題，編碼是影響其生成最優(yōu)解的關(guān)鍵因素。由于本模型中同時考慮了多配送中心和多車型的約束，且包含了取貨收貨的順序限制，傳統(tǒng)的二進制編碼或順序編碼方式難以準(zhǔn)確表達出取貨與送貨以及訂單與車輛的對應(yīng)關(guān)系。本文基于自然數(shù)編碼方式，設(shè)計了一種二段編碼方式，以實現(xiàn)客戶與制定配送中心，及車輛與客戶的對應(yīng)。假設(shè)存在M個運單，K輛車。該編碼方式分為兩個階段，第一個階段實現(xiàn)了運單的貨物取送調(diào)配的對應(yīng)關(guān)系，編碼為1到2M的自然數(shù)排列，長度為2M，解碼時，將大于M的數(shù)字全部減M，這時編碼中的數(shù)字全為1到M，且每個數(shù)字出現(xiàn)了兩次，第一次出現(xiàn)的數(shù)字表示運單取貨，第二次出現(xiàn)的數(shù)字表示運單到達對應(yīng)配送中心。例如當(dāng)存在6個運單，3輛車時，第一段編碼長度為12，如（547681213109211），解碼時，編碼變?yōu)椋?41626134325）。第二個階段表示運單與車輛的對應(yīng)關(guān)系，編碼長度為M，表示M個運單，每個位置的數(shù)字為隨機的1到K，表示該位置的運單由車輛k配送（k=1,2,…,K）。解碼時，根據(jù)車輛k出現(xiàn)的位置，對應(yīng)由該輛車運輸?shù)倪\單，再在第一段編碼中找到該運單對應(yīng)出現(xiàn)的順序，即為車輛k的運輸路徑。在上段的舉例中，第二段的編碼的長度應(yīng)為6，如（233212），表示運單2、3由車輛3進行配送，再對應(yīng)第一段編碼，找到運單2、3的順序，為（2332），表示車輛2的運輸路徑為：到客戶點2取貨，到客戶點3取貨，到客戶點3指定的配送中心卸貨，到客戶點2指定的配送中心卸貨。2.種群初始化遺傳算法通過群體搜索對比的方式找尋最優(yōu)解，因此在搜索前需要生成由若干染色體組成的初始種群。初始群體是遺傳的起點，種群增大可減少陷入局部最優(yōu)解的概率，但同時也會導(dǎo)致運算量的加大，降低求解效率。此外，若初始種群的分布較為均勻，也有利于算法跳出局部最優(yōu)。本文采取了隨機生成初始種群的方法，以保證種群的均勻分布。3.適應(yīng)度函數(shù)適應(yīng)度值是評價染色體優(yōu)劣的重要指標(biāo)，染色體的適應(yīng)度值越大，被選擇留下和“繁衍”下一代的可能就越大。由于本文模型的目標(biāo)函數(shù)為最小化總成本，與適應(yīng)度值變化的趨勢不一致，因此采用如下式（2.1）的方式計算適應(yīng)度值，對目標(biāo)函數(shù)進行合理的轉(zhuǎn)化。其中Fi是第i條染色體對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值，即總成本，fi為第4.選擇算子選擇算子是將適應(yīng)度較高的染色體從父代種群中篩選出來，進入子代種群的關(guān)鍵因素。本文采用輪盤賭策略進行染色體的選擇操作。輪盤賭方法利用各染色體適應(yīng)度所占總適應(yīng)度值的比例大小進行隨機選擇，決定是否保留到子代種群。其具體過程如下：（1）計算每個個體適應(yīng)度值fF=（2）計算每個個體被選中的概率；（3）計算各染色體的累計概率；（4）在[0，1]之間隨機生成一個數(shù)a，當(dāng)a≤G1時，個體1被選擇；當(dāng)5.交叉算子由于染色體前后兩段的編碼方式并不相同，不能直接進行染色體的交叉，因此需要先將染色體按長度分為2M與M兩段。對于第一段編碼，基于其編碼長度較長且沒有重復(fù)數(shù)字的特點，為了使交叉過程盡可能完全，選擇采用定位交叉方法（Position-basedCrossover，簡稱PBX），具體操作流程如圖2.1所示，隨機選擇父代染色體A、B，將A、B分別分為兩段編碼iA、jA、iB、jB，針對iA、iB兩段編碼，隨機選擇幾個基因位置，位置可以不連續(xù)，將iA選中的基因按照固定的位置復(fù)制到子代染色體第一段編碼iC中，刪除iB中iA被選中的基因，剩下的基因按順序填入iC中，對iB被選中的基因也重復(fù)相同的步驟，分別產(chǎn)生子代染色體C、D的第一段編碼。對于第二段編碼，由于具有許多重復(fù)的數(shù)字，無法使用PBX方法執(zhí)行交叉操作，且數(shù)字組成較為簡單，因此直接生成一個隨機數(shù)，在隨機數(shù)的位置將jA、jB分成兩段，然后交叉互換，生成jC、jD。分別將C、D的兩段編碼進行組合，得到完整的子代染色體C、D，完成了父代的交叉遺傳。圖2.1交叉操作過程示意圖6.變異算子個體發(fā)生變異的概率較小，變異算子主要作用是維持種群中染色體的多樣性，防止過快達到收斂。與交換操作一樣，在變異操作中，也需要將染色體按編碼方式的不同分為兩段。第一段編碼采取兩點互換法，在iA中隨機選取兩個基因點位置，將這兩個位置的基因交換位置從而得到新的個體。如圖3-2所示。對于第二段編碼，在jA中隨機選取一個基因，并生成一個[1,K]的隨機數(shù)，將被選中基因替換為該隨機數(shù)。得到變異后的iA’、jA’后，將其組合，成為新的子代染色體A’。圖2.2兩點互換法操作過程示意圖7.終止條件遺傳算法通過種群的隨機搜索尋找最優(yōu)解，需要設(shè)定一個算法終止條件