物流配送最优路线选择研究

1、运运 输输 工工 程程 课课 程程 设设 计计 题题 目目 物流配送最优路线选择研究物流配送最优路线选择研究 院院 (部部) 交通与物流工程学院交通与物流工程学院 专专 业业 班班 级级 学生姓名学生姓名 学学 号号 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 题题 目目 物流配送最优路线选择研究物流配送最优路线选择研究 院院 (部部) 专专 业业 班班 级级 学生姓名学生姓名 学学 号号 2011 年年 12 月月 12 日至日至 12 月月 17 日日 共共 1 周周 指导教师指导教师 2011 年年 12 月月 9 日日 一、设计内容及要求一、设计内容及要求 内容：内容： 文章要求研究物流

2、配送的含义、现状等基本理论，在此基础上结合设计原始资 料，运用里程节约法选择最优配送路线。 要求：要求： 按山东交通学院课程设计工作规范完成报告。 2、设计原始资料设计原始资料 下图为一配送网络，p 为配送中心，现要利用 2 吨和 4 吨的厢式卡车，将货物配送到各 个客户，并限制车辆一次运行距离在 30 公里以内，作出最优配送方案。 三、设计完成后提交的文件和图表三、设计完成后提交的文件和图表 1计算说明书部分计算说明书部分 提交不少于 4000 字报告一份 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图纸部分：图纸部分： 无 四、进程安排四、进程安排 1 第一天布置运输工程课程设计的任务，完成后学生收集资料； 2 第二天学生整理资料，形成课程设计提纲； 3 第三天到第五天上午进行课程设计，形成课程设计报告； 4 第五天下午提交课程设计报告并进行答辩。 5、主要参考资料主要参考资料 1 张潜.物流配送路径优化调度建模与实务.北京：中国物资出版社 ，2006. 2 李新征.一种基于佳点集遗传算法的物流配送网络优化.物流技术，2005 年第 11 期，49-

4、 52. 3 郎茂祥,胡思继.用混合遗传算法求解物流配送路径优化问题的研究.中国管理科学， 2002，10(10). 4 李清泉,张金亭,黄经南.一个物流配送优化算法.武汉大学学报信息科学版，2003 年 2 月， 第 28 卷. 5 柳林,朱建荣.基于遗传算法的物流配送路径优化问题的研究.计算机工程与应用出版社, 2005.227-229. 6 王旭,崔平远,陈阳舟.基于蚁群算法求路径规划问题的新方法及仿真.2005 年 7 月，第 22 卷第 7 期，60-62. 摘摘 要要 本文在对物流配送的基本理论阐述的基础上，其中包括配送的概念、特征、作用以及配 送的一般流程，并且分析了国内外物流配

5、送发展的现状和现存的问题，展望了其未来的发展 趋势，着重提出了物流配送路径优化问题。针对物流配送路径优化的问题，建立相关的数学 模型，分析物流配送路径优化的意义和目标，并通过对运用里程节约法作出配送最优路线方 案的实证分析，解决关于配送最优路线的选择问题。实证分析中，先简述里程节约法的概念 以及基本原理，在进行对某公司物流配送网络的计算，计算过程包括列出里程表、节约里程 表、节约里程排序表等，最终得出配送最优路线的方案。 关键词关键词: 物流配送 最优路径 里程节约法 目目 录录 1 配送相关基本理论 .1 1.1 配送概念及特征.1 1.2 配送作用.1 1.3 配送一般作业流程.1 2 物

6、流配送发展现状及趋势 .2 2.1 我国的物流配送现状 .2 2.2 国外配送发展现状.3 2.3 配送发展趋势.3 3 物流配送路径优化问题 .4 3.1 物流配送路径优化问题的数学模型.4 3.2 物流配送路径优化意义.4 3.3 物流配送路径优化目标.4 4 基于里程节约法的配送最优路线的选择研究 .5 4.1 里程节约法确定配送路径的基本原理.5 4.2 里程节约法确定配送路径实证分析.6 5 设计体会 .9 6 结论 .9 参考文献 .10 1 1 配送相关基本理论配送相关基本理论 1.1 配送概念及特征 配送是指在经济合理区域范围内，根据客户要求，对物品进行拣选、加工、包装、分割、

7、 组配等作业，并按时送达指定地点的物流活动。配送是物流中一种特殊的、综合的活动形式， 是商流与物流紧密结合，包含了商流活动和物流活动，也包含了物流中若干功能要素的一种 形式。 配送具有以下特征：配送是由集货、配货、送货 3 部分有机结合而成的物流活动；配送 中的送货是短距离运输；配送是物流的最后一个环节；配送是物流的缩影；配送是现代送货 形式，与旧“送货”存在明显区别。 1.2 配送作用 （1）推行配送有利于物流运动实现合理化。 （2）完善了运输和整个物流系统。 （3）提高了末端物流的效益。 （4）通过集中库存使企业实现低库存或零库存。 （5）简化事务，方便用户。 （6）提高供应保证程度。 （

8、7）配送为电子商务的发展提供了基础和支持。 1.3 配送一般作业流程 配送的一般作业流程：（如图 1.1 所示） 图 1.1 配送一般作业流程 2 2 物流配送发展现状及趋势物流配送发展现状及趋势 2.1 我国的物流配送现状 长期以来，由于受计划经济的影响，我国物流社会化程度低，物流管理体制混乱，机构 多元化，导致社会化大生产、专业化流通的集约化经营优势难以发挥，规模经营、规模效益 难以实现，主要存在以下几个问题： （1）设施利用率低，布局不合理，重复建设，资金浪费严重。 （2）由于利益冲突及信息不通畅等原因，造成余缺物资不能及时调配，大量物资滞留 在流通领域，造成资金沉淀，发生大量库存费用。

9、 （3）我国物流企业与物流组织的总体水平低，设备陈旧，损失率大、效率低，运输能 力严重不足，形成了“瓶颈” ，制约了物流的发展，物流配送明显滞后。 （4）商流与物流分割，严重影响了商品经营和规模效益。 供应商 补货 订单处理 客户 进 货 储 存 送 货 配 货 分 拣 装 卸 搬 运 装 卸 搬 运 装 卸 搬 运 装 卸 搬 运 2.2 国外配送发展现状 国外发达国家的配送经过几十年的发展，在配送方式和手段上有了以下几方面的新进展： （1）配送组织的共同化。通过从初期到现在的发展，出现了联合配送，配送企业互通 信息，共同计划，大大提高了配送车辆的利用率和配送企业的效率。 （2）配送区域的扩

10、大化。随着交通运输条件的改善，一些发达国家的配送已突破了一 个城市范围。美国已开展了州际配送系统，日本不少配送中心的业务是在全国范围或在很大 区域范围内进行的。 （3）配送方式的多样化。由于流通过程、流通对象及流通手段复杂，在各自领域出现 了多种多样的经过优化了的配送方式。如在日本出现公斤以下货物的“宅急送” “、宅配便” 式配送，小批量快递系统，准时供应系统，分销配送等多种形式。 （4）配送运输的专业化。在欧美和日本，不仅运输的社会化程度相当高，且有大量集 装箱车和专用车辆投入运营，这种专业化运输提高了物流质量。日本的企业一般不配备自营 汽车，认为外雇的更经济便利，配送中心定期与运输公司签订

11、合同，这样运输企业就可以根 据物流量变化灵活调度车辆，最大地满足需求。 （5）配送服务的信息化。随着计算机的发展，物流公司都在开发和采用信息管理系统。 配送中心不仅要与生产商和客户联系，了解厂家、客户需求的信息，并沟通厂商、客户双方， 还要与运输企业和内部各部门联系，以了解各项物流活动的进程。这都需要信息系统提供支 持。 2.3 配送发展趋势 我国物流配送将出现一些新的变化和趋势： （1）专业化趋向 （2）规模化、集团化趋向：国内的中小型物流企业，有一部分将利用拥有国内网络及 设施、人力资本成本低等本土优势，与国内外大型物流企业建立战略合作伙伴关系；一部分 将可能 被大型物流公司收购、兼并；还

12、有的将进行战略性重组和改造，向综合物流发展， 为大型跨国物流企业配套，成为供应链的重要组成部分。 （3）多元化趋向：随着我国改革开放的深入，以及我国入世后在商品分销、公路运输、 铁路运输、仓储、货运代理、 路运输、铁路运输、仓储、货运代理、邮递服务等领域的逐 步开放，市场主体将出现多元化的局面。 （4）国际化趋向 （5）传统的运输与仓储企业加快向第三方物流转变 （6）物流配送信息化建设步伐加快 3 3 物流配送路径优化问题物流配送路径优化问题 3.1 物流配送路径优化问题的数学模型 物流配送路径优化问题可以描述为：从配送中心（或称物流据点）用多辆汽车向多个需 求点（或称顾客）送货，每个需求点的

13、位置和需求量一定，每辆汽车的载重量一定，要求合 理安排汽车路线，使总运距最短，并满足以下条件： （1） 每条配送路径上各需求点的需求量之和不超过汽车载重量； （2） 每条配送路径的长度不超过汽车一次配送的最大行驶距离； （3） 每个需求点的需求必须满足，且只能由一辆汽车送货。其目的是使总成本（如距 离、时间等）为最小。 3.2 物流配送路径优化意义 优化配送路径的意义从应用方面看，物流配送路径优化，是物流配送优化中关键的一环， 也是电子商务活动不可缺少的内容。对货运车辆进行路径优化，可以提高物流经济效益、实 现物流科学化。对货运车辆路径优化理论与方法进行系统研究是物流集约化发展、建立现代 调度

14、指挥系统、发展智能交通运输系统和开展电子商务的基础。优化配送路径问题是 np 难 问题，一般无法给出最优解。研究者们努力的目标就是尽量逼近最优解。因此优化配送路径 问题是一个十分有应用价值的问题。 3.3 物流配送路径优化目标 配送路径优化目标配送路径合理与否对配送速度、成本、效益影响颇大，因此，采用科 学的合理的方法确定配送路线是配送活动中非常重要的一项工作。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。无论采取何种优化方法，我们 首先都要明确物流配送路径的优化目标，才能有效地针对目标进行优化。目标的选择根据配 送的具体要求、配送中心的水平、实力及客观条件而定

15、，可以有以下多种选择： （1）效益最高：在选择以效益为目标时，通常以企业当前的效益为主要考虑因素，同时兼 顾长远的效益。效益是企业整体经营活动的综合体现，可以用利润来表示。因此，在计算时 是以利润数值最大化为目标值。但由于效益是综合的反映，在拟定数学模型时，很难与配送 路线之间建立函数关系，所以一般很少采用这一目标。 （2）成本最低：计算成本比较困难，在成本和配送路线之间有密切关系、且成本对最终效 益起决定作用的情况下，采用以成本最低为目标实际等于选择了以效益为目标，比较实用可 行。 （3）路程最短：若成本和路程相关性较强，而和其他因素是微相关时，以路程最短为目标， 这样避免许多不易计算的影响

16、因素，大大简化计算。但须注意的是，有时候路程最短并不意 味着成本最低，如果道路条件、道路收费影响了成本，单以最短路程为最优解则不合适了。 （4）吨公里最小：吨公里最低是长途运输中常作为选择目标，在多个发货站、多个收费站、 整车发到的情况下，选择吨公里最低为目标可以取得满意结果。在配送路线选择中，以吨公 里最小为目标在一般情况下并不适用，但在采取共同配送方式时，也可以作为目标。 （5）准时性最高：准时性是配送中重要的服务指标。以准时性为目标确定配送路线就是要 将各客户的时间要求和到达各客户点的先后顺序进行协调安排，这样 有时难以顾及成本问 题，甚至需要牺牲成本来满足准时陛要求。但对准时性的要求必

17、须建立在控制成本的基础上。 （6）运力利用最合理：在运力非常紧张、运力与成本或效益有一定相关的情况下，为了节 约运力、充分运用现有运力，而不需外租或新购车辆，也可以运力安 排为目标，确定配送 路线。 针对不同的物流配送问题，要根据具体情况选择优化目标。 4 4 基于里程节约法的配送最优路线的基于里程节约法的配送最优路线的选择研究选择研究 4.1 里程节约法确定配送路径的基本原理 寻求配送方案的常用方法很多，这里介绍车辆运行计划法（vsp，vehicles scheduling program）又称里程节约法（vsp 方法） 。适用于实际工作中为求得较优解或最优的近似解时 采用。 其基本原理是：

18、利用三角形的一边之长必定小于另外两边之和的原理在实际工作中为求 得较优解或最优解的近似解时的方法。 （如图 4.1 所示） 图 4.1 里程节约法基本原理图 配送中心 p 单独向两个用户 a、b 往返配贷的车辆运行距离，必然大于以配送中心 p 巡 回向两用户发货的距离。若 a、b 两用户对货物需求量分别为 q1、q2，配送中心用两辆汽车 分别对 a、b 两个用户各自往返送货时，汽车行驶的总里程 lt 是：lt2(l1 十 l2) 如果用一辆汽车向 a、b 两个用户巡回送货，设汽车载质量为 q1+q2，则汽车行驶总里程 lt 为：ltl1+l2+l3，后一种配送方案比前一种方案节约里程： lt=

19、2(l1+l2)-(l1+l2+l3)=l1+l2-l3 vps 方法可对所有配道地点计算节约里程，按节约量的大小顺序，确定合理的配送路线。 4.2 里程节约法确定配送路径实证分析 下图 4.2 为某公司配送网络，p 为配送中心，现要利用 2 吨和 4 吨的厢式卡车，将货物 配送到各个客户，并限制车辆一次运行距离在 30 公里以内，作出最优配送方案。 l3 a p b l1 l2 图 4.2 配 送网络图 （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）节约里程表（如表 4.2 所示） 表 4.2 节约里程表 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）节约里程从大到小排序（如表 4.3 所示） 表 4.3 节约里程排序 序号路线 节约里 程 序号路线 节约里 程 序号路线 节约里

22、程 1ab159ac817bi4 2aj1310bj818fh4 3bc1111bd719df3 4cd1012ce620gi2 5de1013fg521be1 6ai914gh522fi1 7ef915hi523cj1 8ij916ad4 （4）最终配送方案 根据节约里程排序表和配车（车辆的载重和容积因素） 、车辆行驶里程等约束条件，渐 进绘出配送路径：（如图 4.3 所示） 路径 a：pjabcp，4t 车，运输 27km,载重量 3.6t 路径 b：pdefgp, 4t 车，运输 30km,载重量 3.9t 路径 c：phip, 2t 车，运输 23km,载重量 1.3t 节约里程 15

23、+13+11+10+9+5+5=68km 总共行走了 80km，节约了 68km。 p j a b f g d c h i e 路径 a 路径 b 路 径 c 图 4.3 最终配送路径图 5 5 设计体会设计体会 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关物流配送的知识，在设计过程中虽然遇 到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露 出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手设计，使我们掌握 的知识不再是纸上谈兵。回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日 子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学 过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理 论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相 结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立