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物流系统优化与设计

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基于节约算法的某建材企业 配送线路优化分析

2011年 6 月 21 日

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目 录

摘要???????????????????????????????????2 关键词??????????????????????????????????2

1背景介绍??????????????????????????????2 1.1研究内容 ??????????????????????????????2 1.2研究方法???????????????????????????????3 1.3研究目的×××????????????????????????????3 1.4研究意义×××????????????????????????????3 2.案例分析????????????????????????????????3 3.优化方法??????????????????????????????? 4 3.1一般VSP模型?????????????????????????4 3.2节约算法???????????????????????????????4 4.优化方案???????????????????????????????5 4.1案例数据分析????????????????????????????? 5 4.2构造网络图?????????????????????????????? 6 4.3配送线路优化????????????????????????????? 7 5.总结??????????????????????????????????7 参考文献?????????????????????????????????8

图1 配送中心分布图??????????????????????????5 图2 配送点中心网络图??????????????????????????6

表 1 配送点和各零售部的关系???????????????????????6 表 2 物资需求量?????????????????????????????6 表 3 点对间的距离cij???????????????????????????6 表 4 节约值表??????????????????????????????7

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基于节约算法的某建材企业配送路线优化

摘要：随着市场经济的发展，作为“第三利润源泉”的物流对经济活动的影响日益明显，越来越引起了人们的重视，成为“当前最重要的竞争领域”。配送是物流中一个重要的直接与消费者相连的环节，物流配送车辆优化调度，是物流配送中关键的一环，对企业节约成本、增加利润起着重要的作用。本文对区域建材配送问题进行了研究，一某建材企业为例，利用节约启发式算法，考虑了约束条件，构建了数学模型，得出该企业最佳配送路线和车辆的综合调度方案。 关键词：区域建材配送；节约算法；线路优化

1.背景介绍

1.1研究内容

配送是物流中一个重要的直接与消费者相连的环节。配送一般定义为，将货物从物流结点送达收货人的过程。主要包括集货作业、配货作业、车载货物的配装、配送线路的确定四个环节。

随着物流配送集约化、一体化的发展，常将配送的各环节综合起来，核心部分为配送车辆的集货、货物配装及送货过程。进行配送系统优化，主要就是配送车辆优化调度，包括激活线路优化、货物配装及送货线路优化，以及集货、货物配装和送货一体化优化。

物流配送车辆优化调度，是物流配送优化中关键的一环。对货车车辆进行优化调度，可以提高物流经济效益、实现物流科学化。

制定合理的物流配送方案是整个物流环节中最重要的组成部分，也是合理控制物流成本输出的先决条件。整个物流配送的环节都需要围绕着全套的物流配送方案进行，包括对物流系统中各子系统，如运输、储存、配送、装卸、包装等各环节所组成的物流整体活动的规划，做到合理的支配其中的各个环节。

建材物流是指包含建材的废弃与还原，连接建材供应商（供给主体）与建筑工程（需要主体），克服时间与空间距离并且创造一部分形质效果的物理性经济活动。具体包括：采购、运输、保管、装卸搬运、流通加工等活动以及有关的信息活动。

当前国内建筑业正处于快速繁荣期，奥运工程项目的全面建设和房地产项目投资的巨额增长，势必会带动一个新型的行业——建材物流业的发展壮大，建材、家装物流已悄然走进我们的生活。建材种类繁多，性质各异，因此建材物流有其自身特有的多样性和复杂性等特点：供应物流占主导、物流流程长、结点多、物流量的不稳定性、物流服务场所的变动性、物流服务方式的灵活性等。

建筑业投资巨大，通常是数亿元以上或者百亿元以上，一般认为，工程建设项目中材料成本占工程项目造价的60％~70％，而物流费用占材料成本的17％左右，也就是说，物流费用约占工程项目造价的11％左右。可见，物流费用在建筑业的造价中占有很高的比重，而且物流效率的高低还会影响建材占用资金的数量和施工效率，建材物流已然成为建筑业的第三利润源。当前学术界对建材物流的关注程度不高、研究成果不多，因此，有必要对当前国内建材物流现状和未来发展趋势进行分析和研究。

建材物流配送受到高度重视。建材与其他商品的一个重要不同点是量大、体重、价值低，物流费用在商品成本中占很大比重。降低物流成本是提高竞争能力的重要途径。因此，规模化、专业化、现代化的建材物流配送中心、功能完善的大型建材物流园区将成为建材物流发展的主流趋势，不仅可以提高物流配送效率和质量，还可以减轻城市建材流通压力。

由于经济发展带来了货物的急剧增加，消费向小批量、多批次、多品种转化，销售

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企业向大型化、综合化发展，使得配送数量迅速增加，同时建材种类的多样性，也使得配送工作难度增加。本文就区域建材配送系统的关键技术中的车辆调度问题进行了研究，关键技术即是指集货、配货及车辆调度优化。其中，重点研究了合理确定配送路线的问题，这是整个配送网络优化的关键环节。合理确定配送路线就是用最少的动力，走最短的里程，花最少的费用，经最少的环节，以最快的速度把货物运至用户手中。合理规划配送路线对配送成本的影响要比一般运输大得多，所以必须在全面计划的基础上，制定高效的运输路线，选择合理的运输方式和运输工具。建材行业的配送过程中，根据建材的特殊性，充分考虑了货车装载量的约束以实现运输的优化。 1.2研究方法

在研究过程中，通过选取案例企业的某一配送区域，就配送系统的优化问题用数学方法进行了定量分析和研究，对各个配送点的需求进行假设，建立了数学模型，通过分析计算得出该配送区域的最优配送路线和车辆数量的需求数量。 1.3研究目的

对案例企业的物流配送系统进行分析，得出优化方案，节约物流成本，从而提高企业的利润。同时也是通过对案例企业的研究，进一步了解物流配送中车辆优化调度对节约企业成本的重要影响，对提高劳动生产率、提高经济效益、实现物流科学化、促进社会发展和经济建设的重要作用。企业只有改进物流环节，重视配送优化，才能降低物流成本，减少运营费用，提高配送效率，从而取得优势。 1.4研究意义

现代物流作为一种先进流通方式管理技术在世界广泛范围内得到高度的重视，并在生产、流通、服务领域得到广泛应用而获得快速发展，正在成为改变经济运行方式和企业发展模式的重要手段。特别是供应链物流管理技术的出现和发展，更是提升了物流的发展水平和加快了物流的集成化程度。随着全球经济的一体化的发展，由于集成化物流的理念得到进一步的推广，物流系统比以往任何时候都要复杂，技术的应用和管理具有很强的系统性，如何降低各个环节企业的物流成本，提高物流服务水平，最大限度地满足客户需求，具有积极而现实的意义。

物流系统解决方案中，运输与配送问题占有很重要的地位，主要原因是运输和配送过程的成本占物流总成本的很大比重，根据现有的研究成果，大约在70%~90%之间。解决运输成本的合理化，集中体现在运输过程的合理组织与安排上，通过路径的优化来体现这种对降低运输成本具有重要作用的管理工具与具体物流活动的运作，是安排合理运输、解决运输与配送问题的重要手段，也是实现物流管理科学化和合理化的重要途径。本文重点通过节约启发式算法，求解物流配送优化路径的问题，通过理论与实践的结合，寻求降低物流成本与提高物流效率的重要途径。

2.案例分析

该企业的经营产品为建筑材料，主要的客户位于南京市雨花台区的几大建材装饰城，主要是金虹市场、长江装饰城、西郊物资商场、绿色建材市场等，同时公司自己设有下属的经营销售部。

所以拟在需求点附近设置一处配送中心，对各需求点进行建材的配送。由于物流成本在企业中占很大比重，而配送是企业物流中的关键环节，所以需要对该区域的配送线路进行优化，已得到最短路径，节约运输成本，从而降低企业的运营成本，提高利润。 该配送中心现有解放牌前四后四的仓栅式货车四辆，每辆车的载重量为15吨，每辆车每趟会产生一定的费用，在实施优化的过程中，要考虑货车载重量的约束，使得出车费用最省。

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3.优化方法

3.1一般VSP模型 为构造数学模型，将车场编号为0，任务编号为1,?,l,任务及车场均以点i(i?0,1,?,l)来表示。定义变量如下：

yki 1 点i的任务由车辆k完成； 0 否则。

xki 1 车辆k从点i行驶到j点； 0 否则。

则可得到车辆优化调度数学模型如下：

minz????cijkijxijk?giiyki?q?1?ykj?yki?ykki?xiijk (i,j?0,1,?,l);?k

?xjijkX?(xijk)?Sxijk?0或1yki?0或1模型中，cij表示从i点到j点的运输成本，它的含义可以是距离、费用、变量、时间等，一般根据实际情况确定，可同时考虑车辆数和运行费用，如下确定：

1) 当i为车场时，包括固定费用和运行费用

c0j?c0?c1t01 j?1,?,l

2) 当i为任务时，只有运行费用，即 c0j?c1t01 j?1,?,l

其中，1为相对于运行时间的费用系数；0为车辆的固定费用，即增加一车辆的边际费用。一般认为，派出一辆车的固定费用远远高于车辆的行驶费用，因此该模型在极小化车辆数的前提下，再极小化运行费用。减小而线路长度缩短。若令3.2节约算法

ccc0的值将会是使用的车辆数增多，

c1?0,c0?0，则模型目标是使用的车辆数最少。

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