物流配送中心货物装载问题研究

1、河北科技学院毕业设计（论文）河北科技学院 学生毕业设计（论文）题目：物流配送中装载问题的研究及线路优化作 者：高星 学 号：Z121091014 系 别：经济管理系 专 业：物流管理年 级：2015级 指导教师：苏丽莉 完成日期：2014 年 12 月 23日I目录摘要1关键词：11 货物装载的研究目的与意义21.1 研究目的及意义21.2 国内研究概况21.3 现有研究中存在的问题32 货物配装、配载的原则及注意事项42.1 配装、配载的概念与区别42.2 配载与配装的区别42.3 配载、配装的依据和原则53 目前我国物流装载中的配送问题主要有73.1 配送渠道不完善73.2 配送中心运营效

2、率低下73.3 配送中心选址不科学73.4 配送中心建设不规范84 物流配送体系的优化思路84.1 积极采用先进的物流信息系统84.2 按标准化建设配送中心84.3 科学选择配送中心地点和规模84.4 提升供应链管理的战略性思想95 物流配送中的运输网络优化问题95.1 我国路线优化的现状及对策95.2 运输路线优化的对策105.3 适合物流企业自身配送要求的运输网络的构建11总 结13参考文献14致 谢15摘要 配载配装是物流配送的一个重要环节。所谓配送是“配”与“送”的有机结合。它与一般送货的重要区别在于，配送是通过集合、分拣、配货等环节，使送货达到一定规模，以利用规模优势取得较低的送货成

3、本。因此，在单个用户配送数量不能达到车辆的有效载运负荷时，应集中不同用户的配送货物进行搭配装载以充分利用运能运力，即通过有效配装提高配送的效率，降低配送成本但是由于配送的货物种类繁多、特性各异，故其包装也各异，即使同为一种材料的包装，其规格也有大小、尺寸、形状等等不同。另外，为确保配送服务质量，还应选择适宜的配送车辆类型。因此，在物流配送决策中，往往需要面对很多这样的情况，同一时间有很多种不同的货物需要配送，且可供选择的运输车辆有很多种，如何选择合适的运输车辆以最小的运输成本合理、快速的实现配送是一个被广泛讨论的问题。但是目前有关配载和配装问题的研究表明，人们一直认为配载和配装是一个概念，为配

4、载和配装问题的研究增加了困难。关键词：多车型；多包装；配装；配载1 货物装载的研究目的与意义1.1 研究目的及意义配送中心开展配送业务，运输成本占配送成本的比重较大，而运输成木与车辆有很大关系，理想的配送运输车辆载重量利用率为100%，即按车辆的核定吨位满载配送中心在选择运输车辆完成配送业务时，应充分考虑车辆的容积和载重量，做到满载满装，这是降低配送运输成本的重要途径，但由于产品品种繁多，包装形态、储运性能不一，在容重方面，也往往相差甚远。一辆载运车辆如果只装容重大的货物，往往是达到了载重量，但容积空余很多；只装容重小的货物则相反，看起来车装满载，实际L并未达到车辆载重量，形成虚载。这两种情况

5、实际上造成了运力的浪费。实行合理的轻重配装、容积大小不同的货物搭配装车，就可以不但载重方面达到满载，而且也充分利用了车辆的有效容积，取得最优效果。因此，基于多车型多包装的货物配载配装研究便提上日程。本论文意在经过对基于多车型多包装的货物配载配装问题的研究，解决目前我国物流配送过程中存在的由于车型复杂、包装品种繁多而造成的配载和配装困难，配送效率不高，成本太高的难题。本论文意欲将问题的研究分成两个阶段，首先研究多车型配载问题，期望通过对多车型配载的研究给配送中心带来更大的经济效益及社会效益。然后研究多包装货物配装的问题，而通过对多包装货物的配装的研究使得车辆在保证载重和容积的情况下达到空间利用率

6、最大，进而节约配装成本，为配送中心谋取利益。这样配载在前，配装在后，便能做到合理运用车辆的运能运力，节约配送成本。最后将两者结合起来就是本文所提出的基于多车型多包装的货物配装研究。1.2 国内研究概况国内研究概况我国自加入WTO后，很多领域相继对外开放，更多的跨国企业将进入我国参与竞争；我国的物流配送也出现了一些新的变化和趋向。(l）专业化趋向。企业内部物流交由专业物流公司经营，这必然导致第三方物流比重的增大。(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、人力资源成本低等本土优势，与国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；

7、还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。我国物流市场今后将呈现出一个国有、集体、个体、中资、外资等各种所有制物流企业相互依存、同台竞争、相互促进的局面。(4）国际化趋向。由于世界制造业和OEHL中心在向我国转移，以及经济一体化进程的加快，未来我国与世界各国之间的物资、原材料、零部件与制成品的进出口运输，无论是数量还是质量都会发生很大变化。为适应这一变化，要求我国必须在物流技术、装备、标准、管理、人才方面与世界对接。因此，我国物流配送在国际化方而将会发展很快。(5）传统运输与仓储企业加快向第三方物流转变。由于国外物流企业纷

8、纷来到中国，再加之香港、台湾地区的中小企业进入内地，给国内的传统运输与仓储企业造成很大压力。因此，将会有更多的传统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。现代物流以信息技术为支撑，没有信息化就没有现代物流的发展。目前国内外的一些大型物流企业，都在规划建立自己的配送中心，改善物流配送信息服务技术，以提高企业的物流配送能力。我国配送的发展应该说还处于很不成熟的状态，需要深刻分析，研究解决的办法。我国对配送理论有一定研究，应用研究十分缺乏。基于多车型多包装的货物配载配装问题更是很少有问津，尽管有一些关于配装或配载方面的研究，也大多是关于集装箱配载的算法，应用到实际问题当

9、中并不多见。1.3 现有研究中存在的问题配载配装问题由于其理论的复杂性和实际生活中的广泛应用，吸引了中外广大研者的参与并取得较有成效的进展，有关配载配装问题的综述性论文Dows land等学者的论文有过详细研究。Dows land对二维配装问题进行了详细划分，并就影响问题的若干因素进行了分析。目前求解配载配装问题的常见方法主要有整数规划法、启发式算法、遗传算法、图论法、人工智能等。Smith和Schcithaucr先后提出了不同的四分区算法以解决二维的货物配装问题，Bacliff和Dows land在四分区算法思想的基础上，提出用五分区法求解单品种货物的配装问题，但是该方法需要大量的可能模式，

10、而且对于剩余载重的处理并未论及。Suborn Bhattacharyya采用深度优先搜索算法能有效解决小规模的货物配装问题，但是由于该算法的计算量随装入货物数量的增加呈指数式增长，不太适合大规模的货物配装问题。孙焰和李致中采用多项式近似算法求解多品种货物的配装问题，算法复杂性小，收敛性较好，但是在求解过程中采取的是优先考虑体积或者重量的约束。徐天亮和刘小群采用容重比逐渐逼近的方法较好地解决了第一类配装问题。但是在货物的包装类型及规格方面没有提及。纵观国内外的有关方面的研究，对于配载配装统统都是一个定义，没有人对配载和配装加以区分，而且所研究的主要内容也都是装箱问题比较多。本文期望在把配载配装区

11、分对待的基础上能够做到多车型优化配载，然后找到一种既考虑到容重比平衡又能使得货车的空间利用率达到最大的方法解决复杂的多包装货物配装问题。2 货物配装、配载的原则及注意事项2.1 配装、配载的概念与区别2.1.1 配载一般在单个客户配送数量不能达到车辆的有效装载载荷时，应集中统一配送路线上其他客户的配送货物进行搭配装载，以提高车辆运力利用率。这样就实现了通过有效配载提高配送效率，降低配送成本。但是由于配送的货物种类繁多，特性各异，在运送过程中其操作工艺和作业要求不可能完全一样，为确保配送服务质量，应选择适宜的配送车辆类型，必要时还必须分别配送。车辆配载技术要解决的主要问题是充分保证货物质量和数量

12、完好的前提下，尽可能使车辆满载行驶，也就是尽量不要空驶。强调的是多客户情况下车辆的调配环节。2.1.2 配装由于配送作业本身的特点，配送工作所需车辆一般为汽车。由于需配送货物的比重、体积以及包装形式各异，在装车时，既要考虑车辆载重，又要考虑车辆容积，使车辆的载重和容积都能够得到有效利用，配送车辆配装技术要解决的主要问题就是在充分保证货物质量和数量完好的前提下，尽可能提高车辆在容积和载货两方面的装载量，以提高车辆利用率，节省运力，降低配送费用。配装主要解决的是有效利用车辆的容积和载重两个因素的问题，强调的是装车环节。2.2 配载与配装的区别从上述的两个概念来看，配装、配载似乎没有什么区别，都一样

13、是为了尽可能提高车辆的利用率。但是，配装强调的是装车环节，即如何有效地利用车辆的装载空间，它的研究对象主要是货物装载过程：而配载则是强调装车前后直到货物送到整个过程某一辆车的有效载荷是否被有效利用，它的研究对象主要是车的配载过程。配装强调的是装，那么如何装好车就是配装要研究的问题，配载强调的是载，那么如何更好的调度车辆进行搭配就是配载要研究的问题。所以配装、配载是两种不同的说法，有着明显的区别，它们的分工也不同。2.3 配载、配装的依据和原则2.3.1 理货原则配送中心在接到订单之后，在货物装车之前要对货物进行分类整理，在分类时应遵循以下原则:(l）为了减少或避免差错，尽量把外观相近、容易混淆

14、的货物分升装载；(2）不将散发异味的货物与具有吸收性的食品混装：(3）切勿将渗水货物与易受潮货物一同存放；(4）包装不同的货物应分开装载，如板条箱货物不要与纸箱、袋装货物堆放在一起；(5）具有尖角或其他突出物的货物应和其他货物分开装载或用木板隔离，以免损伤其他货物；(6）尽量不将散发粉尘的货物与清洁货物混装；(7）危险货物要单独装载，配装于同一车内的危险货物尽量做到不要隔离，如果由于货物本身、去向等原因非隔离不可时，首先要有能起到隔离作用的货物或材料，且一车内一般不要超过两组隔离，以免发生危险。2.3.2 配载的原则一般来说，轻重搭配是配载的最简单的原则。也就是说用重货铺底，以充分利用运输工具

15、的载重量，轻泡货搭配以充分利用其可用空间体积。最后的结果是，轻重货的总重量加起来能无限接近于限定载重量的最大值，轻重货的总体积加起来能无限接近限定体积数的最大值。但轻重货的搭配并不是随意的，而是要达到上面所说的目的，无论是重量还是体积都要无限接近最大化，同时还要产生最佳的经济效益，这就有一个科学的依据、有一个科学的比例才能保证上述目的的达成。那么一个什么样的比例才是最科学、最适当的呢?长期以来，物流公司的员工都是凭经验来给运输工具进行配载的，也能获取一定的效益。但这只是凭经验而已，是否已经达到运输工具使用率的最大化、配载效益的最大化了，也从未有人去评估过，同时这种经验对于新员工来说是不具备的。

16、能否有个公式化的计算办法来让大家都会给运输工具进行配载呢?其实很简单，我们在集货时一般都是以重量或体积来计量货物的，这样我们就可以知道所集货物密度的近似值，从而推出轻重货的配载比例。2.3.3 货物装载的基本原则配载时应注意的几点原则：1.根据运输工具的内径尺寸，计算出其最大容积量。2.测量所载货物的尺寸重量，结合运输工具的尺寸，初步算出装载轻重货物的比例。3.装车时注意货物摆放顺序、堆码时的方向，是横摆还是竖放，要最大限度的利用车厢的空间。4.配载时不仅要考虑最大限度的利用车载量，还要具体情况具体分析，根据货物的价值来进行价值的搭配。5.以单位运输工具能获取最大利润为配载总原则。2.3.4

17、配载时应注意的事项1.重货不能压轻货，大件货物不能压小件货物。2.注意运输工具的承重位置，不能偏重，或者重心偏向。3.注意附加值高的货物的装载位置，要相对保护起来。4.注意食品不能和有异味的、有毒的货物混装。5.液态物质要注意其包装的密封性并采取隔离措施。2.3.5 装车环节的原则理货结束后，要进行具体的装车，在此环节一般要遵循如下原则:(1）重不压轻，大不压小。轻货应放在重货上面，包装强度差的应放在包装强度好的上面；(2）货物堆放要前后、左右、上下重心平衡，以免发生翻车事件。(3）尽量做到“先送后装”即同一车中有目的地不同的货物时，要把先到站的货物放在易于装卸的外面和上面，后到站的货物放在里

18、面和下面。(4）货与货之间、货与车辆之间应留有空隙并适当衬垫，防止货损；(5)货物的标签朝外，以方便装卸；(6）装货完毕，应在门端处采取适当的稳固措施，以防开门卸货时，货物倾倒造成货损或人身伤亡。3 目前我国物流装载中的配送问题主要有 3.1 配送渠道不完善 现在电子商务企业对商品的配送渠道主要有：自己建立配送网络，组建配送队伍，独立完成配送业务。但是建立一个社会化的配送网络投资相当巨大，如果每个公司都组织和管理自己的整个配送网络，不仅很困难，而且没有规模效应。电子商务企业与其他的配送公司签订配送协议，交给他人完成配送业务。由于电子商务企业与这些独立的配送公司在信息沟通上、账务交易上、经营管理

19、上存在着一定的差距，形成配送操作系统与电子商务平台的脱节，出现配送不及时、给客户送错货、忘记送货或者无法送货等让商家与客户皆不满意的现象。采取网上购物，网下就近商店付款取货的形式。这种形式，增加了商店的店面成本，而且不能实现“送货到家”，由此降低了电子商务的服务质量和本质内涵，因而得不到推广。 3.2 配送中心运营效率低下家电零售连锁企业的优势在于可以通过强大的销售网和销售能力向厂家大量包销或买断，取得低成本优势，进而取得价格优势。而其专业化的服务、良好的品牌知名度都有赖于家电连锁的规模，规模成为决定成败的关键要素之一。这也是近年来家电零售连锁企业大力实行“圈地运动”的原因。但这种“放卫星”式

20、的扩张及业态模式的简单复制并没有体现出配送中心的规模优势，反而增加了物流成本，加大了企业的经营风险，未能实现有限资本的收益最大化。对大多数家电零售连锁企业而言，各物流网点所覆盖的连锁店一般数目较少，因而配送中心所能增加的收益不够补偿配送中心的建设费用，不能形成规模经营，成本降不下来，在价格上的优势也就体现不出来。3.3 配送中心选址不科学目前，家电零售连锁企业在配送中心选址上，由于缺乏对选址决策重要性的认识，只简单地考虑仓储租金，很少结合配送成本、配送效率和服务质量来分析。从表面看，一次性固定的仓储租金投资少了，但实际上由于仓库的位置偏僻，交通状况较差，送货路程较长，送货成本就高，对承运方而言

21、，单车月均送货量小，送货效率受到影响，为了确保车辆合理的收益，可接受的配送运价就高。对家电零售企业而言，送货及时性保障差，顾客服务水平低，配送成本便增高。3.4 配送中心建设不规范很多配送中心没有适量的固定车位和标准的装卸平台，不利于提高出库效率，又易造成货损。在进出货高峰时，极易造成混乱。货物进入配送中心后，要求对货物的验收入库、库内保管、备货、配送安排、送货等都是自动化、合理化、高效率的。但事实上目前家电零售企业配送中心的装卸搬运操作自动化、信息化程度低。物流设施的技术和设备比较陈旧，而且配送中心的建设规模没有根据商品流量做科学性的估算，造成了闲置浪费或者可容纳库存不能满足需求。4 物流配

22、送体系的优化思路4.1 积极采用先进的物流信息系统通过采用先进的物流信息系统构造一个现代化的管理平台，改进配送调度、进行动态库存管理、实现在线交易处理，并延伸到商品管理、销售分析、成本核算等业务中，真正把物流、资金流、信息流集成到一起。例如，国美集团在2007年上半年完成国美和永乐 ERP系统的并轨，新集团着重于市场信息与上游厂家的对接，目前拥有市场份额12%的信息采集，是新集团提供给上游厂家研发产品、制定市场策略不可估量的资源。通过信息系统平台的对接，实现从制造到销售，产品营销能力的提升，使得厂商之间简单的贸易关系提升为更具内涵的合作模式。4.2 按标准化建设配送中心在物流过程中，装卸搬运活

23、动大多是在配送中心进行的，这一环节往往成为提高物流速度的关键。家电连锁企业的配送中心要有操作平台，要有足够的停车位，“分门进出，单道行驶”，配送中心四周的交通状况要有较为严格的要求。配送中心要逐渐实现装卸搬运机械化。适当推进配送中心的配车计划与车辆调度计算机管理软件的使用，缩短配车计划编制时间，更合理地安排配送区域和路线，提高车辆的利用率并减少等候时间。4.3 科学选择配送中心地点和规模配送中心的位置对于配送速率和流通费用都会产生直接的影响，并且关系到配送中心的服务水平和服务质量。在保证一定顾客服务水平的基础上，将商品运送到顾客家所消耗的物流总成本最小是配送中心选址的标准。因此配送中心选在何处

24、能使物流总成本最低，就要结合配送量分布、交通状况、服务承诺时间、仓储成本、配送运价等多个因素。合理的配送网点，可以达到降低物流总成本、提高配送效率、改善顾客服务质量的功效。确定配送中心规模时，先根据各个销售网点的需求量确定总需求量，然后根据配送中心的需要合理地划分各个不同品类商品的库存以便合理规划各个库区的面积，从而推算出配送中心的总面积。在考虑配送中心规模时要结合发展的需要，作出一个相对长期的规划。一般来讲，分部建设的规模判断标准应是分店规模扩大使配送中心正常运转所取得的数量折扣和加速资金周转的利益足以抵偿配送中心建设和设备所花费的成本。对零售连锁企业而言，需要采用根据区域成片开发的战略，实

25、施构筑以重点区域为核心的配送中心，采用扇形辐射面、步步为营、向前推进的配送网络体系。4.4 提升供应链管理的战略性思想供应链管理的战略思想就是通过成员的有效合作，建立成本低、效率高、响应快、敏捷度高的经营机制，从而获得竞争优势。家电零售连锁企业与战略性商品供应商之间应建立和巩固战略联盟。任何联盟关系都是建立在协同的战略目标基础之上，因此家电零售企业及其供应商首先必须确立对双方都有激励作用的供应链合作战略目标，双方能通过合作增进供应链绩效的领域都可作为共同战略目标的组成部分。供应链成员之间实现信息共享，这些信息包括可能影响其他供应链成员行动和表现的任何类型的数据，需要零售连锁企业和供应商共同提供

26、，供应链上的各企业通过实时掌握的反映供应链状态的信息进行群体决策，设计对系统最为有利的供应链管理方案。5 物流配送中的运输网络优化问题5.1 我国路线优化的现状及对策我国运作成本降低，货损率降低，无用功率低缩短运输时间，线路安排等待。也就是要减少不合理运输，即减少空驾，重复运输，无效运输，对流运输，到流运输，迂回运输，过远运输。另外要选择合适的运力不要放弃水路；铁路、水路大型船舶运输等托运方式的选择也很重要。发展中国的物流，需要超凡的想象力。这是因为：一是其目前物流发展水平的落后，令人难以想象；二是其管理物流水平的落后，令人难以置信-其观念，其法规，其体制，与发达国家相比，是落后得太远了。但是

27、，更难想象的是中国的物流市场发展潜力。这一大片待垦的处女地，令投资者怎样想象都不过分。并且，后改革者，进步快，中国物流管理体系的改革在“十五”规划和“入世”的推动下，会迅速接近世界先进水平。物流业和与之相关的产业，将是快速发展的的中国经济的又一增长点。不合理运输的现象严重，不合理的运输多是由管理因素造成的。在运输工具的选择上，可利用第三方运输公司但不利用，选择自由运输。有些情况下，对于距离远，形成不了距离经济效益的，却选择了规模效益或距离效应的水运。5.2 运输路线优化的对策运输合理化是一个系统分析过程，常采用定性与定量相结合的方法，对运输的各个环节和总体进行分析研究，研究的主要内容和方法主要

28、有以下几点；5.2.1 提高运输工具的实载率实载率的含义有两个；一是单车实际载重与运距之乘积和标定载重与行驶里程指乘积的比率，在安排单车、单船运输时它是判断装载合理与否的重要指标；二是车船的统计指标，即在一定的时期内实际完成的货物的周转量占载重吨位与行驶公里乘积的百分比。提高实载率如进行配载运输等，可以充分利用运输工具的额定能力，减少空驶和不满载行驶的时间，减少浪费从而求得运输合理化。5.2.2 减少劳力投入，增加运输能力运力的投入主要是能耗和基础设施的建设，在运输设施固定的情况下，尽量减少能源动力投入。从而大大节约运费，降低单位货物的运输成本，达到合理化的目的。如在铁路运输中，在机车能力允许

29、的情况下，多加挂扯皮；在内河运输中，将驳船编成队形由机运船顶推前进；在公路运输中，实行汽车挂车运输，以增加运输能力等。5.2.3 发展社会化的运输体系运输社会化的含义是发展运输的大生产优势，实行专业化分工，打破物流企业自成运输体系的状况。单个物流公司车辆自有，自我服务，不断形成的规模，且运输需求有限难于自我调剂，因而经常出现空缺运力选择不当，不能满载等浪费现象，且配套的接发货设施、装卸搬运设施也很难有效的运行，所以浪费颇大。实行运输社会化，可以统一安排运输工具，避免对迂回、倒流、空驶，运力选择不当等多种全理形式，不但可以追求组织效益而且可以追求规模效益，所以发展社会化运输体系是运输合理化的非常

30、重要的措施。5.2.4 开展中短距离公路运输公路分流在公路运输经济里程范围内，应利用公路运输。这种运输合理化的表现主要有两点；一是对于比较紧张的铁路运输，用公路分流后可以地地道一定程度的缓解，从而加大这一区段的运输通过能力；而是充分利用分路从门到门和在中途运输中速度快且灵活机动东的优势，实现铁路运输难以到达的水平5.2.5 尽量发展直达运输直达运输就是组织货物运输过程中，越过商业、物资仓库环节或交通中转图表分析法的步骤图上作业法表上作业法。5.3 适合物流企业自身配送要求的运输网络的构建所有的运输决策都应该综合考虑以下因素对配送体系的影响:库存成本、设施和处理成本、运营中的协调成本和对客户需求

31、的反应敏捷度。物流企业应根据客户密度、距离、大小或产品的需求和价值大小来量身定做运输网络,就是根据不同的客户和产品特征,综合权衡上述因素的影响,运用不同的运输方式和以上不同的运输网络构建适合自身的运输网络体系,以较低的成本满足客户的需要,以降低供应链成本,提高供应链的反应运输网络的优化。在配送体系运输中重要的运营决策是对运输网络的送货线路的规划和送货日程的安排,利用何种线路以什么样的顺序向客户送货,才能确保在承诺的时间内送货上门,同时又使运输成本最少,是现代物流配送中经常要考虑的问题,以下是大多情况下决策采用的节约矩阵法。节约矩阵法主要思路是:根据配送中心的运输能力及其到客户之间的距离和各客户

32、之间的相对距离来制定总的配送车辆数达到或接近最小的规划方案。节约法的基本思想见图1,设P0为配送中心,分别向用户送货。P0到Pi和Pj的距离分别为D0i和D0j,两个用户Pi-Pj的距离为Dij,送货方案有两种:即P0向Pi和Pj分别送货和P0向Pi和Pj同时送货。如图1所示,比较两种配送方案:方案a） 配送路线为:P0-Pi-P0-Pj-Pj,配送距离为:Da=2D0i+2D0j方案b)配送路线为: P0-Pi-Pj-Pj,配送距离为: Db=D0i+D0j+Dij方案a)比方案b)节约里程为:S=Da-Db=D0i+D0j-Dij根据节约法的原理,如果一个配送中心分别向N个客户配送货物,在汽车载重能力允许的前提下每辆汽车在配送路线上经过的客户个数越多,里程节约越大,配送路线越合理。总 结总结以上所述，国内外学者已经为线路优化方面提供了大量的相关研究基础。国外的配送线路相对成熟，有比