基于蟻群算法的STL公司配送路徑研究

李文斯　黃小軍

摘要：隨著物流行業(yè)的快速發(fā)展，科學(xué)地規(guī)劃配送路徑，提高配送效率，將是解決企業(yè)存活的重要手段。本文將圍繞解決車輛路徑優(yōu)化為核心內(nèi)容展開(kāi)，以STL公司為例，運(yùn)用蟻群算法及MATLAB仿真，為解決運(yùn)輸路徑選擇優(yōu)化問(wèn)題提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：路徑優(yōu)化：蟻群算法：MATLAB仿真

一、STL公司配送現(xiàn)狀分析

STL公司主營(yíng)貨物的零擔(dān)快運(yùn)，于2017年10月成立并運(yùn)營(yíng)，位于桂林靈川西二環(huán)路，距疊彩區(qū)政府4.2公里、七星區(qū)政府10.8公里、象山區(qū)政府8.8公里、秀峰區(qū)政府7.5公里、臨桂區(qū)政府12.9公里、雁山區(qū)政府26.6公里。配送范圍涵蓋桂林市轄區(qū)。

（一）STL公司10 - 12月貨量統(tǒng)計(jì)

通過(guò)對(duì)10-12月三個(gè)月的貨量統(tǒng)計(jì)，可計(jì)算出10月份共到貨1730票、12417件，平均每天到貨56票、414件：11月份到貨2277票、16692件，平均每天76票、557件：12月份到貨3124票、19351件，平均每天100票、625件：從數(shù)據(jù)中我們可以分析出，這三個(gè)月的貨量都呈上漲趨勢(shì)。

（二）STL公司桂林市區(qū)10-12月配送率

以每天需要派送的貨物到達(dá)配送中心并且當(dāng)日安排派送且客戶簽收為準(zhǔn)。10-12月每天的簽收率，通過(guò)對(duì)公司相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，通過(guò)計(jì)算得出10月份平均配送率為12.18%：11月份平均配送率為26.4g%：12月份平均配送率為52.03%。盡管配送率有所上升，但配送率仍然很低，雖然12月份偶有100%配送率，但是次數(shù)很少且不穩(wěn)定。

（三）STL公司桂林市區(qū)配送成本

本文主要包括配送運(yùn)輸成本、分揀成本、裝卸搬運(yùn)成本。由于現(xiàn)有固定配送成本無(wú)法改變，在這里從配送運(yùn)輸成本人手，最大限度地減少運(yùn)輸成本。

1.以冠超市萬(wàn)達(dá)店為例，其位于七星區(qū)，距離STL公司16.4公里，6件貨派送費(fèi)用了20元，根據(jù)司機(jī)提供的派送價(jià)格表1，七星區(qū)超過(guò)15公里，單票起步50元，超過(guò)的費(fèi)用需要配送中心承擔(dān)。配送中心每天需要承擔(dān)高額的派送費(fèi)。

2.有些司機(jī)會(huì)挑一些貨量大，運(yùn)費(fèi)高的貨物，對(duì)于同一區(qū)域貨物，可能開(kāi)具運(yùn)費(fèi)不一樣，如有一票貨物運(yùn)費(fèi)很低，司機(jī)寧愿選擇多跑點(diǎn)路送運(yùn)費(fèi)較多的其他區(qū)域貨物，這就會(huì)導(dǎo)致，配送中心另外安排司機(jī)配送，額外增加運(yùn)輸成本。二、STL公司配送存在問(wèn)題分析

（一）缺乏對(duì)送貨司機(jī)的有效管理

各個(gè)市區(qū)營(yíng)業(yè)點(diǎn)未開(kāi)業(yè)之前，貨物配送均是外請(qǐng)司機(jī)，運(yùn)費(fèi)按距離和票數(shù)收費(fèi)，定價(jià)過(guò)高，該公司的配送價(jià)格表如表1。

（二）送貨路徑規(guī)范程度低

公司共有8名外聘司機(jī)，每個(gè)司機(jī)配送區(qū)域不固定，沒(méi)有固定配送線路。司機(jī)每天根據(jù)區(qū)域貨量自己去倉(cāng)庫(kù)找貨，基本按照意愿去送貨，導(dǎo)致配送效率低、成本過(guò)高。

（三）物流運(yùn)轉(zhuǎn)效率低

分撥經(jīng)理崗位一直處于空缺，倉(cāng)庫(kù)規(guī)劃的不合理導(dǎo)致貨物入庫(kù)混亂、分揀時(shí)間長(zhǎng)，不利于貨物的尋找：庫(kù)區(qū)沒(méi)有劃出明顯界線，堆放雜亂，揀貨時(shí)間長(zhǎng)：裝卸工人缺乏專業(yè)技能，不能合理堆碼貨物，裝卸時(shí)間長(zhǎng)。

結(jié)合上述存在問(wèn)題，本文擬用蟻群算法結(jié)合MATLAB軟件提出解決策略。

三、MATLAB求解STL公司VRP問(wèn)題

（一）設(shè)置初始參數(shù)

根據(jù)STL公司10-12月份送貨量統(tǒng)計(jì)，選取某司機(jī)經(jīng)常配送地點(diǎn)為例進(jìn)行路徑優(yōu)化，運(yùn)用百度地圖獲取配送中心及配送地點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)，然后將其轉(zhuǎn)換為X、Y坐標(biāo)。

C：n個(gè)城市的坐標(biāo)，nx2的矩陣，根據(jù)表3所示，C設(shè)置坐標(biāo)如表2所示。

n=6;

NC_max：蟻群算法MATLAB程序最大迭代次數(shù)，設(shè)置迭代次數(shù)NC_max= 100;

m：螞蟻個(gè)數(shù)。m=200;

a：表征信息素重要程度的參數(shù)。a=l;

p：表征啟發(fā)式因子重要程度的參數(shù)。β=5;

p：信息素蒸發(fā)系數(shù)。p= 0.1;

Q：表示蟻群算法MATLAB程序信息素增加強(qiáng)度系數(shù)。Q=100;

接著進(jìn)行MATLAB建模，變量初始化，然后構(gòu)建解空間，計(jì)算待訪問(wèn)配送點(diǎn)，記錄迭代最佳路線，更新信息素，最后禁忌表清零，輸出結(jié)果。結(jié)果如圖1所示。

四、STL公司優(yōu)化效果分析

（一）減少運(yùn)輸成本，提高服務(wù)質(zhì)量

STL公司到各配送點(diǎn)的最優(yōu)路徑是：0-1-6-3-5-2-4-0，距離為16.8445公里。按之前司機(jī)所收配送價(jià)格，可算出在桂林市區(qū)配送價(jià)格大致為每車貨/公里8元，一個(gè)送貨司機(jī)從配送中心送完6個(gè)送貨地點(diǎn)共收取派送費(fèi)510元，經(jīng)MATLAB仿真優(yōu)化后得出六個(gè)派送點(diǎn)共需支付派送費(fèi)用135.076元。節(jié)省運(yùn)輸成本374.924兀。

（二）節(jié)約配送時(shí)間，提高運(yùn)輸效率

將優(yōu)化的配送路徑運(yùn)用到實(shí)際配送中，通過(guò)對(duì)司機(jī)的配送時(shí)間計(jì)時(shí)，優(yōu)化前線路：0-1-2-3-4-5-6-0，耗時(shí)6h;優(yōu)化后線路：0-1-6-3-5-2-4-0，耗時(shí)3.8h;線路優(yōu)化后配送時(shí)間減少2.2h.并且加急的貨物還可以合理的優(yōu)化，大大提高了配送效率。此外，通過(guò)統(tǒng)計(jì)得出桂林配送中心1月份平均配送率達(dá)86. 90%，比10、11、12月份提高了74. 72%、60. 41%、34. 87%。100%配送率的天數(shù)達(dá)到了9天，極大地提高配送效率。

（三）精簡(jiǎn)配送人員，降低運(yùn)輸成本

路徑優(yōu)化前.8名配送司機(jī)沒(méi)有固定配送點(diǎn)，造成配送混亂，嚴(yán)重影響配送效率。路徑優(yōu)化后根據(jù)4區(qū)域貨量和距離，平均劃分給3名司機(jī)，另安排1名司機(jī)配送散貨。原有8名外聘司機(jī)縮減至4名，避免了司機(jī)搶單、跨區(qū)域配送等情況，降低了運(yùn)輸成本。

五、總結(jié)

本文通過(guò)STL公司配送車輛路徑問(wèn)題深入研究，將該問(wèn)題與蟻群算法相結(jié)合，利用MATLAB建模，對(duì)車輛路徑進(jìn)行優(yōu)化，使配送路徑總長(zhǎng)最短，運(yùn)輸效率最高，經(jīng)濟(jì)效益最大。由于公司成立較晚，本次數(shù)據(jù)采集樣本量較少，應(yīng)用時(shí)需要根據(jù)實(shí)際做一些修正。

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