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智慧物流与供应链基础
1.6.3.2 任务二 配送路径优化
任务二 配送路径优化

引 例

某配送中心的配送网络如图8-8所示,由配送中心A向B、C、D、E、F、G用户配送物品。图中连线上的数字表示里程(千米),括号内的数字表示对货物的需求量(吨),配送中心有3吨和4吨载重的汽车。(资料来源:智慧物流作业方案设计与实施大赛)

思考题:

如何制定最优配送方案?

引例分析:配送计划编制和配送路径的优化是配送管理的核心工作。配送计划的主要内容应包括配送的时间、车辆选择、货物装载以及配送路线、配送顺序等的具体选择。配送线路优化常用的方法是节约里程法,这也是智慧物流作业方案设计与实施大赛的赛程内容。

图8-8 某配送中心配送网络

一、配送计划编制

(一)配送计划的定义

所谓配送计划,是指配送企业(配送中心)在一定时间内编制的生产计划,是配送中心生产经营的首要职能和中心环节。

配送计划的主要内容应包括配送的时间、车辆选择、货物装载以及配送路线、配送顺序等的具体选择。

(二)配送计划的种类

配送中心的配送计划一般包括配送主计划、日配送计划和特殊配送计划。

配送主计划是指针对未来一定时期内,对已知客户需求进行前期的配送规划,便于对车辆、人员、支出等做统筹安排,以满足客户的需要。例如,为迎接家电行业每年3—7月空调销售旺季的到来,配送中心可以提前根据各个客户前一年的销售情况及今年的预测情况,预测今年空调销售旺季的配送需求量,并据此制订空调销售旺季的配送主计划,提前安排车辆、人员等,以保证销售任务完成。

日配送计划是配送中心逐日进行实际配送作业的调度计划。例如,订单增减、取消、配送任务细分、时间安排、车辆调度等。制订每日配送计划的目的是使配送作业有章可循。与配送主计划相比,配送中心的日配送计划更具体、频繁。

特殊配送计划是指配送中心针对突发事件或者不在主计划规划范围内的配送业务,或者不影响正常性每日配送业务所做的计划。它是配送主计划和每日配送计划的必要补充,如空调在特定商场进行促销活动,可能会导致短期内配送需求量突然增加,这都需要制订特殊的配送计划,增强配送业务的柔性,提高服务水平。

(三)配送计划的内容

配送计划主要包括如下内容:

(1)按日期排定用户所需商品品种、规格、数量、送达时间、送达地点、送货车辆与人员等。

(2)优化车辆行走路线与运送车辆趟次,并将送货地址和车辆行走路线在地图上标明或在表格中列出。如何选择配送距离短、配送时间短、配送成本低的线路,需要根据用户的具体位置、沿途的交通情况等做出优先选择和判断。除此之外,还必须考虑有些客户或其所在地点环境对送货时间、车型等方面的特殊要求,如有些客户一般不在上午或晚上收货,有些道路在某高峰期实行特别的交通管制等。因此,确定配送批次顺序应与配送线路优化综合起来考虑。

(3)按用户需要的时间并结合运输距离确定起送提前期。

(4)按用户要求选择送达服务方式。配送计划确定之后,向各配送点下达配送任务。依据计划调度运输车辆、装卸机械及相关作业班组与人员,并指派专人将商品送达时间、品种、规格、数量通知客户,使客户按计划准备好接货工作。

(四)编制配送计划的主要依据

配送计划制订主要依据客户订单情况、客户分布与路线情况、配送货物的情况、运输装卸条件等。

(1)客户订单。一般客户订单对配送商品的品种、规格、数量、送货时间、送达地点、收货方式等都有要求。因此,客户订单是拟订运送计划的最基本的依据。

(2)客户分布、运输路线、距离。客户分布是指客户的地理位置分布。客户位置离配送据点的距离长短、配送据点到达客户收货地点的路径选择,直接影响输送成本。

(3)配送货物的体积、形状、重量、性能、运输要求。配送货物的体积、形状、重量、性能、运输要求是决定运输方式、车辆种类、载重、容积、装卸设备的制约因素。

(4)运输装卸条件。运输道路交通状况、运达地点及其作业地理环境、装卸货时间、天气等对输送作业的效率也起着较大的约束作用。

(五)配送计划的制订

在充分掌握以上依据所列的必需的信息资料后,由电子计算机编制,最后形成配送计划表,或由计算机直接向具体执行部门下达指令。

在不具备上述手段而由人工编制计划时,其主要步骤如下:

(1)按日汇总各用户需求资料,用地图表明,也可用表格列出。

(2)计算各用户送货所需时间,以确定起送提前期。

(3)确定每日各配送点的配送计划,可用图上或表上作业法完成,也可计算。

(4)按计划的要求选择配送手段。

(5)以表格形式拟订详细配送计划。

(六)配送计划实施步骤

配送计划的实施过程,通常分为五个步骤。

(1)下达配送计划。即通知用户和配送点,以便用户按计划准备接货,使配送点按计划组织送货。

(2)配送点配货。各配送点按配送计划落实货物和运力,对数量、种类不符合要求的货物,组织进货。

(3)下达配送任务。即配送点向运输部门、仓库、分货包装及财务部门下达配送任务,各部门组织落实任务。

(4)发送。理货部门按要求将各用户所需的各种货物,进行分货、配货、配装,并将送货交接单交驾驶员或随车送货人。

(5)配达。车辆按规定路线将货物送达用户,用户接收后在回执上签章。配送任务完成后,财务部门进行结算。

二、配送线路优化

配送线路优化常用的方法是节约里程法,下面以节约里程法为例谈谈车辆配送线路优化问题。

(一)节约里程法的定义

节约里程法(Saving Algorithm)也称C-W算法,是Clarke和Wright在1964年提出的,是解决车辆路径问题(Vehicle Routing Problem,VRP)的一种启发式算法。

(二)节约里程法的基本思想

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。其基本思想是为使配送的时间最小、距离最短、成本最低,而寻找最佳配送路线。

视频 节约里程法

基本规定:利用节约里程法确定配送路线的主要出发点是,根据配送中心的运输能力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。

另还需满足以下条件:①所有用户的要求;②不使任何一辆车超载;③每辆车每天的总运行时间或行驶里程不超过规定的上限;④用户到货时间要求。

假设O点为配送中心,它分别向地点A和B送货。设O点到地点A和地点B的距离分别为a和b。地点A和地点B之间的距离为c,现有两种运输方案,如图8-9和图8-10所示。

图8-9 两个地点单独运输

图8-10 两个地点合成一个回路进行运输

容易得到:在图8-9中运输距离为a+b+c;图8-10中运输距离为2(a+b);合并后的总运输距离之差为:2(a+b)-(a+b+c)=(2a+2b)-a-b-c=a+b-c。即得到计算公式是两点到中心的距离和减去两点间距离。

(三)节约里程法的操作步骤

第一步,制作运输里程表(见表8-2),列出配送中心A到各用户及各用户之间的最短距离。

表8-2 运输里程表  千米

第二步,计算各配送点之间节约的里程数,节约里程数=通过配送中心的距离-最短距离,例如,B—C的节约里程数=AB+AC-BC=9+12-9=12(千米),B—D的节约里程数=BA+ADBD=9+12-19=2(千米),各配送点之间节约的里程数如表8-3所示。

表8-3 各配送点之间节约的里程数  千米

第三步,将节约里程数按从大到小的顺序排列,如表8-4所示。

表8-4 节约里程排序表

第四步,规划线路。根据载重量约束与节约里程数大小,顺序连接各客户节点,形成两个配送线路。

配送线路1:A—E—G—F—A,全程载重=1.75+1.15+1.1=4(吨),可使用4吨的车辆进行配送。全程长度=20+1+6+24=51(千米),此路径节约的里程为:40+39=79(千米),配送线路如图8-11所示。

配送线路2:A—D—C—B—A,全程载重=1.0+0.7+0.8=2.5(吨),可使用3吨的车辆进行配送,全程长度=9+9+10+12=40(千米),此路径节约的里程为:14+12=26(千米)。配送线路如图8-12所示。

图8-11 配送线路1

图8-12 配送线路2

(四)案例思考题

某配送中心P将于2023年4月14日向德家(A)、德兰(B)、德鄢(C)、德福(D)、德麟(E)、德乐(F)、德程(G)、德来(H)、德凯(I)、德翔(J)10家公司配送货物。图8-13中连线上的数字表示公路里程(千米),靠近各公司括号内的数字表示各公司对货物的需求量(吨)。配送中心备有3吨和4吨载重量的汽车可供使用,且配送车辆一次巡回里程不超过40公里。设送到时间均符合用户要求,试用节约里程法制订最优的配送方案。

(资料来源:智慧物流作业方案设计与实施技能大赛)

图8-13 配送网络