物流工程-某公司冷链物流配送路径优化研究论文

时间：2021-01-27 05:05:19 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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　 摘

　要 我国是一个农业大国，农产品占市场的绝大多数，由于消费者需求的变化，对农产品的需求也在增加。随着人们生活水平的不断提高，供应链需求增加。如何降低物流配送成本，加大运作流程的效率是各企业关注的问题。目前，大部分的物流公司仍存在着配送成本过高，配送路线不合理等一些问题，所以，如何通过优化配送路径，降低配送成本，提高配送运营的效率成为了冷链物流企业当前需解决的问题。

　本设计主要了以下几个方面的内容：

　(1) 本文的研究对象是 J 公司农产品配送的路径。运用物流专业的知识分析了公司物流配送的情况，在运送途中发现了一些问题，包括配送人员不重视时间约束，公司配送体系不健全，配送路径选择以经验为主等。

　(2) 针对公司的实际情况，运用节约里程法首先进行了基本假设和约束及变量定义，然后对公司配送中心及客户的基本数据进行了收集，并运用节约里程法对数据进行了求解，得出结果后，使用 MATLAB 软件对结果进行了验证。

　(3) 采用里程节约法对原路线进行优化后，比较了优化前后的里程、车辆装载率和配送成本，都在一定程度上得到了优化，配送的作业时间大量减少，配送作业的流程更加合理。通过路线优化，得到了一些可以提高配送中心工作效率管理启示。

　关键词：冷链物流；配送路线；优化；节约里程法

　 Abstract China is a large agricultural country, agricultural products account for the vast majority of the market, due to the changes in consumer demand, so its distribution requirements for agricultural products are also increasing. With the continuous improvement of people"s living standard, the demand of supply chain increases. How to reduce the cost of logistics distribution and increase the efficiency of the operation process is the concern of enterprises. At present, most logistics companies still have some problems such as high distribution costs and unreasonable distribution routes. Therefore, how to optimize the distribution path, reduce the distribution cost and improve the efficiency of distribution operation has become a problem that cold chain logistics enterprises need to solve at present.

　This design mainly includes the following aspects: (1) The research object of this paper is the path of agricultural product distribution of company J. Using the professional knowledge of logistics to analyze the company"s logistics distribution situation, found some problems during the delivery, Including distribution personnel do not pay attention to time constraints, the company"s distribution system is not sound, the choice of distribution path to experience. (2) In view of the actual situation of the company, the basic assumptions, constraints and variable definitions are first made by using the mileage saving method, then the basic data of the company"s distribution center and customers are collected, and the mileage saving method is used to solve the data. After the results are obtained, the MATLAB software is used to verify the results. (3) After optimizing the original route with the method of mileage saving, the mileage, vehicle loading rate and distribution cost before and after the optimization are compared. To a certain extent, the operation time of distribution is greatly reduced, and the process of distribution operation is more reasonable. Through route optimization, we get some inspirations that can improve the work efficiency of distribution center.

　Key words ：cold chain logistics；distribution route；optimization；Mileage saving method

　目

　录

　摘要 ......................................................................

　ABSTRACT ..................................................................

　第 1 章 绪论 .............................................................. 1 1.1 研究背景 ........................................................... 1 1.2 研究目的和意义 ..................................................... 1 1.2.1 研究目的 ........................................................ 1 1.2.2 研究意义 ........................................................ 2 1.3 国内外研究现状 ..................................................... 2 1.3.1 国外研究现状 .................................................... 2 1.3.2 国内研究现状 .................................................... 3 1.4 研究内容 ........................................................... 4 第 2 章 相关理论 .......................................................... 5 2.1 配送的基本理论 ..................................................... 5 2.1.1 配送的概念 ...................................................... 5 2.1.1 配送的特点 ...................................................... 5 2.2 冷链物流相关理论 ................................................... 5 2.2.1 冷链物流定义 .................................................... 5 2.2.2 冷链物流特点 .................................................... 5 2.2.3 冷链物流构成 .................................................... 5 2.3 车辆配送路径问题 ................................................... 6 2.3.1 车辆路径问题定义 ................................................ 6 2.3.2 车辆路径问题分类 ................................................ 7 2.3.3 车辆路径问题要素 ................................................ 7 第 3 章 J 公司冷链物流配送现状及路径问题分析 ............................... 9 3.1 J 公司简介 .......................................................... 9 3.2 J 公司冷链物流配送现状 .............................................. 9 3.2.1 配送中心的主要设备 .............................................. 9 3.2.2 配送中心的主要功能 .............................................. 9

　3.2.3 配送作业流程 ................................................... 10 3.2.4 配送网络分布 ................................................... 11 3.2.5 配送路径方案 ................................................... 12 3.3 公司冷链物流配送问题 .............................................. 13 3.4 公司冷链物流配送路径问题分析 ...................................... 14 第 4 章 配送路径的优化求解 ............................................... 16 4.1 J 公司冷链物流配送路径优化问题描述 ................................. 16 4.2 节约里程法描述 .................................................... 16 4.2.1 节约里程法概述 ................................................. 16 4.2.2 节约里程法运算步骤 ............................................. 16 4.3 基本假设与变量定义 ................................................ 17 4.3.1 基本假设 ....................................................... 17 4.3.2 变量定义 ....................................................... 17 4.4 节约里程法求解 .................................................... 18 4.4.1 基础数据收集 ................................................... 18 4.4.2 求解过程 ....................................................... 20 4.4.3 Matlab 验证结果 ................................................ 35 第 5 章 配送路线优化管理的成效分析 ....................................... 39 5.1 路线优化管理的成效分析 ............................................ 39 5.1.1 公司路线优化前后路程对比分析 ................................... 39 5.1.2 公司路线优化前后车辆利用效率对比分析 ........................... 40 5.1.3 公司路线优化前后成本对比分析 ................................... 41 5.2 路线优化后的管理启示 .............................................. 43 5.2.1 加强管理流程优化 ............................................... 43 5.2.2 提高公司的信息化处理 ........................................... 43 5.2.3 加强资源的合理运用 ............................................. 44 总结 .................................................................... 45 参考文献 ................................................................ 46 致

　谢 .................................................................. 48

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　第 第 1 章 绪论 1.1 研究背景 物流作为一个服务性的行业，需要通过自身高质量的服务来提高客户的满意度，进而为公司，企业带来利润。近来年，人们的生活水平在不断的提高，冷链技术也在发展，随着时间的流动，对冷链物流的条件不断增长。我国大力支持冷链物流行业的发展，并且出台了一些相关的政策法规来鼓励人们。这包括建立一个标准化的制冷网络物流系统和加速制冷网络物流方面的技术革新。。冷链物流市场近年来在平稳增长，截止 2018 年第三季度全国冷藏车总量达到 164200 辆，全年增加 24000 辆，同比增长了 23%。从这些数字我们可以看出，他们的背后的主要推动力就是冷链物流的快速发展。由此可见，我国要重点扶持冷链发展。

　我国的冷链开始发展比较缓慢，跟其他国家相比，基础上还是少了点。目前，中国供应链发展迅速，但无法跟上人们增长的需求。冷链物流配送的产品大多都是易腐，对保鲜及温度都有一定要求的产品。但是，国内冷链物流的配送还存在着一些问题，包括配送路线选择不合理，配送车辆装载率不高，配送成本过高等。这些配送期间的问题在一定程度导航影响了配送的效率和客户的满意度，此外，来自冷链供应公司的竞争也在加剧，为了在市场竞争中站稳步伐，企业开始注重配套建设的物流工作，希望用先进的技术和管理降低运营成本，提高竞争力。

　物流配送的优化会给企业减少一定的费用。合理的配送路线规划，不仅可以减少成本，还可以提高运送车辆的利用率，提高客户满意度。因此，冷链物流车辆配送路线优化问题对于企业来说尤为重要。

　1.2 研究目的和意义 1.2.1 研究目的 冷链物流与其他物流不一样，相比之下具有一定的特殊性，在运输期间需要对产品进行冷藏，需要一定的成本。我国冷链物流体系正处于发展阶段，已加强基础设施建设，投入了一定的资金。在运输环节中，遭遇道路拥挤会使得货损增加，农产品有着易腐的特点，所以客户对配送时间有着严格的要求，如果超出配送时间，会产生一定的货损成本，还会降低客户的满意度，合理的规划配送路径变得重要起来。

　配送路径优化会使农产品的在途时间得到一定的缩减，减少一些货损，提高了产品

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　的品质，确保产品货物的新鲜程度，并且降低了货损成本，降低企业的物流成本进而使得消费者的购物成本降低，实现利益的共同化，配送路径的优化有社会资源得到有效的应用。

　1.2.2 研究意义 农产品是我国冷链配送的产品之一。生鲜农产品对运输有特殊的要求，配送是否及时、准确、科学、合理直接影响着企业在市场的占有率。科学设计车辆配送路线，不仅有助于人员的合理安排、车辆等资源的配置，减少运输时间，提高车辆运输能力，从而降低运输成本，也可以促进企业物流管理科学化水平的提高，提高企业的竞争力。

　配送路线的合理规划是公司配送中心整个配送网络和配送体系科学运作的关键。科学，合理，高效的车辆配送路线的安排，不仅能够使得公司合理安排配送人员，车辆等相关配送资源，在一定程度上减少了配送车辆的行驶时间，提高了配送车辆的运输能力，进而降低了配送运输成本，而且，这样还可以促进公司配送中心内部科学化的管理水平，提高公司的经济效益。

　J 公司主要经营西兰花、香菇、圣女果等各类生鲜农产品，向各个配送点进行配送，但仅凭借配送人员自身的经验来选择安排路线会造成配送成本高、效率底等问题。因此，要找到配送路径存在的问题，采用科学合理的方法对配送路线进行优化，降低物流成本，提升市场占有率。

　1.3 国内外研究现状 1.3.1 国外研究现状 车辆路径问题自 1959 年提出以来，由于其优化产生的经济效益的提高，一些相关领域的专业学者陆续开始进行许多的理论分析和实验研究，逐渐改善了车辆路径问题。

　1962 年，Balinski 等人首先提出 VRP 的集分割，直接考虑可行解集合，在此基础上进行优化，建立了最简单的 VRP 模型 [1] ；1964 年 Clarke 和 Wrigth 针对 Dantzig 和 Ramser求解算法的改进，提出了一种 C-W 节约算法，这是一种较注重路径节省的精确算法，这种算法得到学者们的大量认可 [2] 。

　遗传算法（GeneticAlgorithm），它是由美国的 J.Holland 教授 1975 年首先提出，J.Lawrence 最早将遗传算法应用在 VRP 问题中[3] 。

　M.Dorigo 于 1991 年首次提出蚁群算法，此算法是一种仿生算法，是从蚁群寻找食物中发现路径的行为中取得灵感[4] 。

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　2001 年，Week-kit 把禁忌算法和遗传算法两种方法结合起来求解车辆路径问题[5] 。

　2003 年，Baker 等学者把邻域搜索方法和遗传算法相结合起来得到混合遗传算法，并用实例验证他的可行性[6] 。

　2011 年，Ping Chen 等人针对周期性的配送车辆路径问题，成功把迭代邻域下降算法引入其中并求解[7] 。

　2016 年，Berov，Teodor Dimitrov 提出了一种基于谷歌地图网络数据和竞争式的元启发算法，用来解决带时间窗的车辆路径问题[8] 。

　1.3.2 国内研究现状 国内 VRP 问题的研究起步比较晚，大约在 20 世纪 80 年代开始，经过了 20 多年的研究，取得了一些成果，但是跟国外相比较，仍处于初步状态。

　1985 年刘晋和亢耀先两人提出了求解 VRP 问题的一种新的启发式算法，二重优化法 [9] 。

　1989 年，郭耀煌对多车场，多车型等类型的问题进行了研究，并于 1994 年出版国内 VRP 研究领域第一部专著《车辆优化调度》 [10] 。

　2001 年李军教授在《车辆优化调度》的基础上，出版了《物流配送车辆优化调度理论与方法》一书 [11] 。

　2003 年刘宝碇教授等对随机和模糊车辆调度问题进行了系统研究，在他的《不确定规划及应用》一书中给予了专题论述 [12] 。

　2008 年，张建勇，李军，郭耀煌等在《带模糊预约时间的董涛 VRP 的插入启发式算法》一文中，对动态环境下考虑顾客偏好的车辆路径优化问题，给出了求解思路 [13] 。

　2009 年，步立新，冯允成，罗文钰在《仿真环境下随机性 VRP 的序贯优化策略研究》一文中，通过融合机会约束优化策略与序贯决策方法，提出了机会约束序贯优化策略 [14] 。

　2012 年，罗晓明对于路径优化问题，结合 C-W 节约启发式算法，研究了一种混合遗传算法 [15] 。

　2015 年，彭鑫，王莲花在传统的有时间窗限制下的车辆路径优化问题的基础上，增加了混合时间窗和车辆在客户点的服务时间，建立了成本函数，利用遗传算法进行求解[16] 。

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　1.4 研究内容 以 J 公司冷链物流配送路径为研究对象，运用冷链物流和车辆路径问题基础理论。通过发现 J 公司冷链物流配送路径问题，建立路径优化模型，模型的求解采用节约里程法，求解达到优化目标的适合路线。本设计一共分为五章，主要内容是：

　第 1 章 绪论。首先介绍了本设计的研究背景和意义，然后介绍了国内外车辆路径问题的研究现状。最后介绍了研究内容。

　第 2 章 相关理论。首先介绍配送的概念与特点；然后介绍冷链物流的定义、特点及构成；最后介绍车辆路径问题。

　第 3 章 J 公司冷链物流配送现状及路径问题分析。首先对某公司进行简介，然后介绍某公司的冷链物流配送的现状，包括配送作业的流程，配送网络的分布以及现有的配送路径方案，最后总结出某公司在配送路径中存在的一些问题。

　第 4 章 配送路径的优化求解。首先对某公司配送路径优化问题进行描述，然后介绍节约里程法的特点及运算流程，然后提出基本假设与约束，接着收集某公司客户和配送车辆的相关信息，然后将数据与某公司配送现状相结合，运用节约里程法对公司的情况进行求解。

　第 5 章 配送路线优化管理的成效分析。将优化前后的配送路线，车辆利用效率以及成本进行一个比较分析，然后说出配送路线优化给公司带来的一些启示。

　总结。通过对前面几章的分析，得出使用节约里程法对冷链农产品进行配送路径优化的结论，总结文章内工作的不足，进行分析。

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　第 第 2 章 相关理论

　2.1 配送的基本理论 2.1.1 配送的概念 配送处于供应链体系末端，在物流环节中是非常重要的一部分。通过配送将客户需要的货物从货物的所在地配送到客户指定的地点。影响配送服务的因素有，交通状况，客户的位置，配送使用的车辆等。

　2.1.1 配送的特点 (1) 时效性。配送的时效性是指配送的物品在客户规定的时间内送达 (2) 经济型。企业经营的目标是尽可能让利润达到最大化，在确保配送服务质量的前提下，控制配送环节的成本。

　(3) 方便性。配送应尽最大努力达到客户满意度，尽量使客户方便。

　2.2 冷 冷 链物流相关理论 2.2.1 冷链物流定义 冷链物流一般是指冷藏、冷冻食品在生产、储存、运输、销售以及从消费到消费的各个环节，始终处于规定的低温环境中，以保证食品质量，减少食品损失的系统工程。

　2.2.2 冷链物流特点 在冷链物流中储存和运输的产品对温度和湿度有很高的要求。经营对象的特殊性导致了冷链物流与常温物流的区别。冷链物流的主要有三个特点：

　(1) 时效性：由于冷链物流所携带的产品不易储存，且易变质。因此，冷链物流必须在短时间内完成，以确保产品不会出现任何问题。

　(2) 复杂性：与常温物流相比，冷链物流涉及制冷技术、保温技术、温湿度检测、信息系统和产品变化机制等技术。

　(3) 高成本：冷链物流成本远高于常温物流。设备成本相对较高。一些特殊设备的使用需要大量资金投入，一般企业承受不起。

　2.2.3 冷链物流构成 冷链物流包括冷冻加工、冷冻储存、冷藏运输配送、冷冻销售四个方面。

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　(1) 冷冻加工 冷冻加工是肉、禽、鱼、蛋的冷却冷冻和低温加工过程；也包括水果、蔬菜的预冷；各种冷冻食品和乳制品的低温加工。这一环节涉及的主要冷链设备是冷却、冷冻和速冻装置。

　(2) 冷冻储存 冷冻储存是食品的冷藏和冷冻储存，以及果蔬的储存，这是为了保证食品在低温保存环境下的储存和加工。在这一环节主要涉及各类冰箱加工室、冷柜、冷柜和家用冰箱。

　(3) 冷藏运输 冷藏运输是食品中、长途运输和短途配送等物流环节的低温状态。主要涉及铁路冷藏车、冷藏车、冷藏船、冷藏集装箱等低温运输车辆 (4) 冷冻销售 冷冻销售是将各种冷链食品纳入冷冻仓储和销售的批发和零售环节，由生产商、批发商和零售商负责。

　2.3 车辆 配送 路径 问题 2.3.1 车辆路径问题定义 车辆路径问题 (VRP)最早由 Dantzig 和 Ramser 最早于 1959 年提出，车辆路径问题指商品从单一配送中心或是多个配送中心由指定车辆运输到消费者手中。车辆路径问题的简化模型如图 2-1 所示。

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　 图 2-1 车辆路径问题简化模型 2.3.2 车辆路径问题分类 VRP 问题被提出来以后，许多学者对 VRP 从不同角度，按不同标准进行了分类。

　(1) 根据任务特征分类，有装货问题、卸货问题和装卸混合问题。

　(2) 根据车辆载货状况分类，有满载问题和非满载问题。

　(3) 根据车辆类型分类，有单车型问题和多车型问题。

　(4) 根据车辆对车场的所属关系分类，有车辆开放问题和车辆封闭问题。

　(5) 根据车场、货场或配送中心等分类，有单车场问题和多车场问题。

　(6) 根据有无时间约束分类，有时间窗问题和无时间窗问题。有时间窗问题又可分为硬时间窗问题和软时间窗问题。

　2.3.3 车辆路径问题要素 车辆路径问题的要素有配送中心、客户、车辆、货物、目标函数、交通网络等。

　(1) 配送中心 配送中心是物流企业用来存放货物的地方，是物流供应链上的一个关键节点，为物流下游经销商、零售商、客户作配送工序。

　(2) 客户 客户是指配送中心送达产品的地方，有大型超市、零售店、连锁企业等。根据客户

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　对货物的要求，包括数量、种类、需求时间点和地理位置等，规划出合理的配送路线来满足客户的需求，来提高客户的满意度。

　(3) 车辆 车辆是用来运输货物的工具。车辆的容量、性能、油耗、行驶距离等是配送路径规划时的约束条件。

　(4) 货物 货物是物流配送的对象，根据客户需求货物的重量、种类、体积等来决定选择配送车辆的类型进行配送，再根据客户的需求数量来确定车辆的载重量，运输车辆的数量 (5) 目标函数

　 目标函数是车辆路径问题规划时的重点，有总成本、配送车辆最少、货损率最低、路程最短等。

　(6) 交通网络 交通网络是运输过程中的网状结构，由节点和线共同构成。节点指的是配送中心和客户，线指的是配送过程中车辆的行驶路线。

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　第 第 3 章 J 公司冷链物流配送现状及路径问题分析 3.1 J 公司简介 J 公司在 1998 年建立，是沈阳最大的冷链农产品类生产企业之一，地处沈阳市市中心最大的物流市场，公司主要经营西兰花、香菇、圣女果、杏鲍菇等各类生鲜农产品，产品销售到辽宁省内各地，公司年产量超过一万多吨，是本市近年的销售冠军。

　公司占地面积 90 亩。公司基础设施较为完善，2008 年投入 800 多万元对一些厂房进行了装修改造，增加了一些冷库。公司有着一个露天蔬菜平台和一个蔬菜大棚，总面积达 2000 平方米。厂内信息化建设比较完善，各个部门之间通过内部局域网进行沟通与联系。此外，公司内部还有属于自己的官方网站，客户们可以在网站里面详细了解公司产品货物的相关信息，并且公司还有自己的微信公众号，方便客户在里面直接下单所需货物的订单。公司在市场内也设立了一些公共服务区，为客户提供更好的服务。

　3.2 J 公司冷链物流配送现状 3.2.1 配送中心的主要设备 农产品的批发是公司配送中心当前最主要的服务，公司依靠在沈阳农产品批发市场的地理优势，从事各种农产品的批发业务，公司内部拥有专业的冷库储藏区，具有相对较为完善的农产品冷藏，保鲜等设备设施，进而可以实现大批量的农产品的冷藏与储存，为了提高公司配送中心配送的效率，公司为配送中心配备了 7 辆载重量为 20 吨的厢式货车进行配送工作，随着客户网点的逐渐增加，公司保障配送中心向各个客户网点之间的配送成为其主要工作。

　3.2.2 配送中心的主要功能 配送中心在配送活动中占重要地位，主要有以下几个重要的功能：

　(1) 集货。一般地，发货数量大于交货数量。配送中心要对顾客和商店进行供货工作，并且配送中心要备好这些客户所需要的货物。公司经过多年的积累，在全国许多地方农产品产地，农产品种植户建立了相关合作的关系，从而保障了公司配送中心农产品的供应。根据配送中心的配送状况，配送中心向各个地区的农产品供应商下达订货订单，供应商从原产地发货到公司的配送中心，形成品种齐全，区域性的集货。公司内部拥有比较大的存储空间和农产品冷藏设备，所以公司配送中心的集货能力也相对比较强，批量越多，采购进配送中心的价格就越低，进而为公司带来较大的收益。

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　(2) 储存保管。配送中心里面最大的特点就是他自身就拥有很大的储存保管的能力。公司配送中心的冷库占地达 300 平方米，拥有比较先进的制冷保湿的设备，对于一些需要冷藏保鲜的农产品的存储起到了很好地保障作用，使得公司在货物存储上占据了一定的优势。配送中心还建有占地面积达 200 平方米的一般储存的仓库，里面可以存放一些对温度要求不高，周转速度比较快的一些农产品。

　(3) 分货，拣货，配货。根据客户下达订单的要求，把不同品种，不同数量的农产品进行组合备货，然后送到备货点，经过配送达到客户。这是配送中心的主要功能之一。配送中心下游的批发客户一般对货物的品种需求较为单一，订货批量大，属于大批量少品种的配送，货物的分货，拣货，配货较为简单。但是对于小批量多品种的批发客户，对货物产品种类的需求比较高，配货的品类相对而言也比较多，货物的分货，拣货，配货过程也变得复杂起来。

　(4) 装卸搬运。装卸搬运是配送中重要的一部分。农产品的搬运需要根据农产品的特性，需要注意对农产品的保鲜和保护，公司配送中心内部对员工的装卸搬运工作都进行了相应作业流程的指导，以便于员工在装卸搬运作业中更加顺利。

　(5) 加工。加工是配送中的重要环节，一般在供给和需求中，会出现需求方小批量，多品种的需求，但是供给方却是大批量，少品种的供给，在配送中出现了冲突。每个客户网点对配送中心下达订单上的订货需求都有不同的特点，所以，公司配送中心需要每天按照客户订单上对货物的种类和数量进行分类，包装，装配等一些加工流程。

　(6) 送货。根据客户下达订单上货物量的需求，在一定的时间内将打包好的货物装入配送车辆，并且根据客户要求的时间送达指定地点成为送货。配送中心需要有配送运输的设备，合理安排的运输路线来实现送货的任务。送货是配送成本中最重要的一部分，这个环节影响着配送任务能否有效的实现。公司配送中心内部建立了科学的相关配送体系，对于配送成本的管理在不断的完善，以便于公司的配送体系更加科学。

　(7) 信息处理。信息处理包括物流信息的收集，储存和传递等过程。公司内部拥有符合自身实际发展的信息系统，可以使各个客户网点与配送中心之间实现信息的传递与共享需要，在一定程度上提高了配送中心的工作效率。

　3.2.3 配送作业流程 J 公司是一家主要经营西兰花、香菇、圣女果等各类生鲜农产品的企业。公司的配送中心对各种货物进行入库，然后对已经入库的货物进行检查和验收，合格后对货物进行

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　保管。各个网点根据日常所需给企业发出订货信息，企业接到订单后，根据客户的要求对货物进行分拣备货，第二天货物出库进行配送，根据客户的要求在指定的时间内配送到达。J 公司的配送作业流程图如图 3-1 所示

　图 3-1 配送作业流程 3.2.4 配送网络分布 J 公司目前以自营配送为主，每天根据客户的订单要求配送西兰花、香菇、圣女果等生鲜农产品货物。主要配送客户为各大商场和门店，任务由公司聘请的司机师傅来完成，在配送前一天收到客户的订单，然后第二天安排车辆，根据客户订单的要求备货，装车，司机师傅根据自己过往的经验自行选择配送路线，进行配送。某公司现有的配送网点分布在各个区域，包括新民网点，辽中网点，大连网点，海城网点，台安网点，抚顺网点，锦州网点，丹东网点，阜新网点，营口网点，铁岭网点，辽阳网点，朝阳网点，建平网点，恒仁网点 15 个客户网点，网点地理位置如表 3-2 所示，进货 储存 拣货 出货 配送盘点 补货订单 供应商客户

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　表 3-2 网点名称及地理位置 编号 网点名称 地理位置（经度,纬度）

　0（配送中心）

　沈阳 （123.38，41.80）

　1 新民 （122.83，42.00）

　2 辽中 （122.70，41.52）

　3 大连 （121.62，39.13）

　4 海城 （122.75，40.85）

　5 台安 （122.40，41.40）

　6 抚顺 （123.97，41.97）

　7 锦州 （121.15，41.13）

　8 丹东 （124.37，40.13）

　9 阜新 （121.65，42.00）

　10 营口 （122.18，40.65）

　11 铁岭 （123.85，42.32）

　12 辽阳 （123.17，41.28）

　13 朝阳 （120.42，41.58）

　14 建平 （119.63，41.38）

　15 恒仁 （125.33，41.28）

　3.2.5 配送路径方案 当配送中心接到客户发出的订单后，然后根据订单数量进行备货以便进行配送，再具体安排配送人员和配送车辆。J 公司配送的路径没有相关专业人员的安排规划，配送行驶路线主要是驾驶司机根据自身的经验来安排进行配送。公司配送中心配送 7 辆相同车型的配送车辆，核载 20 吨。J 公司目前由 7 辆配送车辆配送 15 个客户网点，目前的配送路径方案如下：

　第一条：配送中心-朝阳-建平-配送中心，配送里程 633.54km； 第二条：配送中心-辽中-台安-锦州-配送中心，配送里程 402.59km； 第三条：配送中心-海城-营口-配送中心，配送里程 333.56km； 第四条：配送中心-辽阳-大连-配送中心，配送里程 665.07km； 第五条：配送中心-丹东-恒仁-配送中心，配送里程 527.36km；

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　第六条：配送中心-抚顺-铁岭-配送中心，配送里程 162.25km； 第七条：配送中心-新民-阜新-配送中心，配送里程 293.80km。

　目前，该方案配送总里程为 3018.17km。

　3.3 公司冷链物流配送问题 合理安排 T 公司冷链农产品配送路径对公司的发展具有重大意义，随着时间的推移，某公司基本形成了一种固定的配送模式，企业接到客户的订单信息后，根据以往的经验安排，找到固定的配送路线。但是经过一番调查发现，某公司冷链农产品配送主要存在以下问题，配送人员的配送时间问题、公司配送体系问题、配送路径以问题。

　(1) 配送人员的配送时间问题 J 公司的客户分布在不同地区，地区之间都有一定的距离，因为需要在早上把货物送法，所以在配送时送货时间具有一定的限制。面对这些客户，配送司机根据自己多年的驾驶配送经验来自行安排配送路线，对于配送路径和到达配送地点所花费的时间考虑的不周到，一般进行配送的人员他们只关心前面配送到客户网点的时间，而对于配送行程以及到达客户网点后需要花费的时间考虑的比较少，并且公司某些客户网点附近的交通状况并不是很理想，遇到早班高峰，车辆排队，堵车等情况的话，更容易造成配送延迟，在配送过程因为卸货时间过长及配送路线选择的不正确或者配送过程堵车等原因，使得没有满足客户要求的时间，配送超时，因而降低客户的满意度，增加企业的运营成本等，为公司造成一些损失。

　(2) 公司配送体系问题

　 J 公司现在没有专业物流相关人员对接收到的客户订单进行科学的规划方法，配送司机在接到订单后，根据自己长期的经验在行驶过程中自己选择配送路线，车辆路径不合理的安排会使得运输成本增加。公司想要提高配送的效率，需要公司对现有的车辆等资源进行重新安排。公司缺少配送路径管理方面相关的人员，没有办法对客户下达的订单路线进行合理的安排规划，公司需要一些专业的物流相关专业的人才来为公司的客户下达的订单进行科学，系统的规划安排。公司的产品货物配送地点主要在辽宁省内的各个城市，客户分布较为密集且客户们的需求都比较稳定，订单上的货物需求不会出现太大波动。因为农产品有着易腐蚀的特性，加上公司内部以经验为主得出的不科学的配送路线让公司配送中心配送服务的质量及效率到不到保障，进而造成配送成本不稳定，时而高时而低，配送的时间越长，产品的质量越差。缩短配送途中的时间对公司配送成本

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　有着紧密的连接关系。

　(3) 配送路径选择问题 目前，J 公司经过初步发展，配送中心主要对车辆，人员以及库存进行管理，但是配送管理体系依然处于初级阶段，没有专门方法对配送路径路线进行规划。对客户所发出的订单没有经过专业人员的安排规划配送路线，而是配送车辆的司机根据自身的驾驶经验自行安排。这样选择的配送路径没有经过科学的规划，配送服务的稳定性难以保障，容易出现对流和迂回运输的情况，难以降低配送成本，减少配送时间，提高客户的满意度。而且，冷链农产品运输的配送也会消耗一定会的制冷费用，在途运输时间长的话，会导致货损风险的提高，影响客户满意度和配送效率。所以，司机根据自身的经验来自行安排配送路线在很多方面下都不够合理，会增加公司的运营成本。科学的规划配送路径，可以有效地保障配送服务，提高客户的满意度。

　3.4 公司冷链物流配送路径问题分析 (1) 缺少专业物流人才 J 公司现在缺乏冷链物流相关的专业人才，公司内部大多数是学历高，经验少，能力低的人，对冷链物流专业的知识了解的微乎其微，了解的仅仅是一些基本的物流知识。而且现在理论知识与实际问题不相符的事情普遍存在，在物流一线工作的人员基本都是普通物流人才，专业物流人才少之又少。公司应该引进一些专业的物流人才，引进一批具有物流战略眼光、有着丰富实际经验的物流高级人才，进而使得公司的整体物流能力有实质性的提高。

　(2) 管理水平不高 J 公司在配送成本管理上的控制管理不当，配送的信息水平低下。公司的配送路径安排能力有限，车辆配置安排的不合理，造成了管理成本，车辆维修成本过高。对客户下达的订单没有用科学的方法进行规划，造成配送路线长，车辆损耗增加一些费用，进而造成人员资源的浪费。

　(3) 配送路线安排不合理 J 公司客户较多，收到的订单配送时间也不一样，公司在接到客户订单后，根据经验安排配送货物的时间。配送车辆的行驶路线一般是由驾驶司机根据自己过往的经验自行安排配送路线，导致路线安排的不合理。提高物流配送的效率，将会缩小公司运营成本，提高公司的经营效益。

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　科学的安排配送路径就可以改善配送路径规划上的问题，公司引进一些专业的物流人才对路径优化的科学安排很重要，同时需要公司提高现在的管理水平。科学的安排配送路径能够对公司经济效益的提升带来很大的影响。

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　第 第 4 章 配送路径的优化求解 4.1 J 公司冷链物流配送路径优化问题描述 配送路径优化问题是已知配送中心与客户网点的位置，客户下单订单，安排合理数量的配送车辆，根据满足约束条件下的最优路径对订单进行配送。两者之间的距离，订单的需求量，车辆的最大载重量，车辆的最大行驶距离等信息为已知条件。

　配送路径问题根据不同的要求可以划分为不用的类型，为了更切合实际，装卸货物方便，采用非满载的装卸方式。根据客户的需求量，车辆承载量等约束条件，安排出成本最低的配送路径。有的客户对配送时间有要求，超出会受到一定的惩罚成本。

　4.2 节约里程法描述 4.2.1 节约里程法概述 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) 客户的要求； (2) 车辆不能超载； (3) 车辆运输的时间和路线不超过规定的上限； (4) 收货时间要求。

　在符合约束条件的情况下，配送规划中的第一个车辆按照它最大的承载量装载货物，根据优化选择的路线，为各个网点进行送货，紧接着，第二辆车也按照第一辆的要求进行送货，然后第三辆，第四辆等等。一个配送中心对应多个网点进行配送时，配送的每辆车都尽量在满载的情况下向各个网点进行配送任务的完成，以实现所有配送路线的最优化。

　4.2.2 节约里程法运算步骤 节约里程法的运算步骤具体如下：

　(1) 假设一共有 n 个客户 需要进行配送，把 n 个客户看作 n 个节点，假设选择 0 作为基点，即 0 这个节点为配送中心。

　(2) 把 n 个节点与 0 相连接，一共构成了 n 条线路，所以连接后的路线里程可以表( 1,2... ) n n 

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　示为。

　(3) 连接节点 i 和 j 两点，根据公式计算节约值为 。

　(4) 计算出所有两个节点连接后的平均值，在其中找到节约值最大的 ，把它对应的点规划到配送路径里面。

　(5) 不断重复以上步骤，一直到所有的节点都插入到配送路径中。

　4.3 基本假设与变量定义 4.3.1 基本假设 在对某公司冷链物流配送路径的建模过程中，为了更切合实际，提高模型的求解效率，需要对模型进行一些基本假设，包括以下假设：

　(1) 各个车辆运输的地理位置已知，并且货物都可以到达。

　(2) 配送车辆的行驶速度已知且都匀速行驶，速率为常数，不考虑交通拥堵的情况。

　(3) 配送车辆是同一车型，车辆的最大载重量及行驶距离也一样。

　(4) 配送中心货源充足。

　(5) 配送车辆的总数不得超过 10 辆车。

　(6) 一个客户由一辆配送车辆进行运输。

　(7) 订单的需求量已知。

　(8) 运输时车厢内外温度恒定并且适宜。

　(9) 配送过程中不考虑产品的腐坏成本，本设计的产品以农产品为主。

　(10) 配送车辆的行车路径确定后，中途无法进行更改。

　4.3.2 变量定义 当一个配送中心需要向多个客户网点进行配送时，为了对配送的路径进行优化，我们一般需要根据公司配送中心和各个客户的实际情况，来进行模型的构建，已达到对配送路径优化的目的。以某公司向其他各个客户网点进行配送为背景建立配送路径优化模型。

　假设公司配送中心为 P，配送中心同时需要向 n 个客户网点进行配送服务，每个客户网点的货物需求量为 ，配送中心的配送车辆总数为 k，在满足各个客户网点需求的基础下，求解配送的最短路径。

　0j (i=123...n)S ，，0 0( , )i j ijS i j S S S   ( , ) S i j( 1,2... )iq i n 

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　其中模型的相关变量如下：

　n：表示运输网点的数量； k：表示可以派遣的配送车辆总数； ：表示客户网点的货物需求量 ； Q：表示配送中心所有配送车辆的最大载重量； ：表示客户网点 i 到客户网点 j 的距离 ，当 i 或者 j 其中一个等于 0时，那么这点就是配送中心，例如 ，就表示配送中心 P 到客户网点 i 之间的距离。

　D：表示 p 配送中心所有配送车辆的单次最大行驶距离。

　4.4 节约里程法求解 4.4.1 基础数据收集 公司在辽宁省的客户主要有许多大型的商贸超市，农贸市场以及一些大型果蔬连锁店等等稳定长期的产品配送老客户。公司内部共有 7 辆相同车型的配送车辆，车辆的最大装载量为 20 吨，最大行驶距离为 1000 公里。公司有一个配送中心点，沈阳点，15个客户网点，包括新民网点，辽中网点，大连网点，海城网点，台安网点，抚顺网点，锦州网点，丹东网点，阜新网点，营口网点，铁岭网点，辽阳网点，朝阳网点，建平网点，恒仁网点。这些客户所在的地理位置如图 4-1 所示。

　图 4-1 配送中心及各个客户地理位置图 高斯平面坐标系，指的是以中央子午线与赤道的交点作为坐标原点，以中央子午线的投影为纵坐标轴 X，规定 X 轴向北为正，以赤道的投影为横坐标轴 Y，Y 轴向东为正，iq ( 1,2... ) i n ijd( , 1,2... ) i j n 0id

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　形成的坐标系。通过该坐标可以求出两个地点之间的距离。

　根据各个客户的地理位置图，通过在网上找出各个客户网点的经纬度，然后地理位置用 CGCS2000 转换为高斯平面坐标，如下表 4-2 所示。

　表 4-2 各个客户网点的地理坐标 名称 编号 地点 经度 纬度 X Y 配送中心 0 沈阳 123.38 41.80 4629.492417 531.5817078

　 客户网点 1 新民 122.83 42.00 4651.650861 485.9153683 2 辽中 122.70 41.52 4598.367396 474.9588435 3 大连 121.62 39.13 4333.843144 380.6722501 4 海城 122.75 40.85 4523.945505 478.9185810 5 台安 122.40 41.40 4585.170141 449.8251923 6 抚顺 123.97 41.97 4648.759860 580.4033886 7 锦州 121.15 41.13 4556.660442 344.6524421 8 丹东 124.37 40.13 4444.863568 616.7693350 9 阜新 121.65 42.00 4652.518678 388.1503696 10 营口 122.18 40.65 4502.028922 430.6451282 11 铁岭 123.85 42.32 4687.531271 570.0694592 12 辽阳 123.17 41.28 457.1683083 514.2422842 13 朝阳 120.42 41.58 4608.204000 284.8364111 14 建平 119.63 41.38 4588.259308 218.0783492 15 恒仁 125.33 41.28 4574.288571 695.2101042 通过整理公司内的历史数据，得出公司各个客户订单近 15 天的货物需求量 (i=1，2 n)，如表 4-3 所示。

　iq

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　表 4-3 各个客户近 15 天的货物需求量(单位：吨)

　 天数 编号 网点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 新民 3 4 6 5 7 4 6 8 3 5 4 6 4 5 7 2 辽中 6 3 7 5 6 4 5 3 6 4 8 6 5 7 5 3 大连 8 7 5 4 6 8 5 7 6 9 5 6 4 7 6 4 海城 4 7 9 6 5 7 3 5 4 6 7 5 6 4 6 5 台安 5 4 6 7 3 5 7 8 6 4 5 7 6 5 5 6 抚顺 7 8 6 4 5 7 3 8 5 7 6 4 6 7 8 7 锦州 3 5 7 6 8 5 4 6 7 5 6 7 5 4 6 8 丹东 5 6 8 7 5 4 6 7 5 6 6 4 5 7 6 9 阜新 6 7 6 8 5 4 6 5 6 7 4 8 5 5 7 10 营口 7 6 5 7 8 4 5 6 7 4 8 6 3 5 6 11 铁岭 8 5 6 7 8 4 6 5 4 8 7 6 5 4 6 12 辽阳 4 5 8 7 4 6 5 4 7 5 6 4 7 5 7 13 朝阳 6 6 7 5 8 6 4 3 5 6 7 5 6 8 5 14 建平 3 5 7 6 5 4 8 6 7 8 6 5 4 6 5 15 恒仁 5 7 5 6 8 4 6 5 4 5 4 6 4 6 6 4.4.2 求解过程 基于节约里程法思路，规划运输路线，在满足约束条件的情况下，我们应该尽可能的让配送车辆满载，这样就可以使配送时间和路径减少。步骤如下：

　(1) 计算最小距离。计算或者测量出配送中心 P 到各个客户网点之间路线的最小距离，为配送中心 P 到各个客户网点之间的路径。

　(2) 算得初始解。在满足运输约束条件的前提下，如运输载重量，订单需求量，送达时间等。根据上一步的计算获得的最短路径，从中心 P 出发，对各个客户网点逐一进行配送安排，最后得出完成所有配送需要的配送车辆的数量和配送行驶的总距离。

　(3) 节约里程计算。计算所有配送车辆在配送过程中，由一个配送车辆向其他任意的两个目标网点 i 和 j 的配送，并且运用节约里程法跟原始方案相比能够节约里程的数量。(配送中心 P 与目标网点 i 和 j 两点之间的最短路径，再减去目标网点 i 和 j 之间的

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　最短距离)记为 S(i,j)。

　(4) 节约里程排序。按照上一步的计算，对所有节约里程的值排序，从大到小依次排序，最后得出节约里程排序表。

　(5) 依次连接配送路线。在上述排序表中，按从大到小的顺序，找出节约里程目标i 和 j 的里程数，根据配送车辆的载重量等约束条件，确定 i 和 j 两个目标是否可以使用同一车辆进行配送，连接 P 与两个目标点形成配送回路。如果一个回路开始于 p 和 i 两个点的连接，一个回路以 i 和 j 两个点的结束连接，而却这些回路都满足 i 和 j 两个目标客户的订单需求量以及配送车辆的载重量等约束条件，那么这些回路就可以合并为一个。然后继续查看其他路径是否有可以合并为一个回路的并操作，重复以上步骤，一直到没有新的回路可以合并的时候，就得到了优化出来的方案。

　根据公司历史数据近 15 天的各个客户的货物需求量，应用指数平滑法，来对这些客户网点进行预测。

　建模：

　 ……………………..…………4.1

　 ……………………..…………4.2

　……………………………..…………4.3

　 …………………...………..…..………4.4

　 …………………...