新零售背景下門店配送路徑優(yōu)化問題研究*

□ 吳競鴻

(安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,安徽 蕪湖 241000)

1 配送路徑優(yōu)化問題描述

物流配送環(huán)節(jié)已成為零售企業(yè)的成本管控要點，依靠經(jīng)濟可行的技術(shù)手段降低商品配送成本，提升物流作業(yè)效率已成為各大零售企業(yè)的共識。在物流配送環(huán)節(jié)，大型零售企業(yè)不僅考慮是否推廣使用新型配送設(shè)備(如無人車、無人倉、無人機)，還考慮在送達時效上是否可由按天配送過渡到按分鐘級配送等即時配送服務(wù)。以便提升運轉(zhuǎn)效率，滿足零售客戶的消費體驗升級需求。依據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，2017年物流時效指數(shù)平均為121.2點，比上年提高6.4點。

其中VRP問題(車輛路徑規(guī)劃)是提升配送效率的基礎(chǔ)工作之一。配送車輛路徑規(guī)劃涉及配送中心與客戶距離、配送車輛的承載能力、交通路況、客戶需求情況等若干影響要素。若零售企業(yè)需向若干個零售網(wǎng)點完成配送任務(wù)，有諸多可供選擇的配送路徑，如何確定合理配送路徑，亟待零售企業(yè)決策。

目前國內(nèi)的菜鳥物流設(shè)計了菜鳥車輛路徑規(guī)劃算法，降低車輛使用數(shù)量和車輛行駛距離。該算法還可幫助外賣配送員規(guī)劃配送路線，減少從前端訂單下發(fā)到末端貨物配送的周轉(zhuǎn)，直接根據(jù)路線配送，從而提升客戶體驗，大幅度降低配送成本；京東也開發(fā)了智能路徑優(yōu)化決策系統(tǒng)，在后臺的算法中融入客戶消費偏好、配送地址信息、配送員位置信息及配送偏好等技術(shù)參數(shù)，根據(jù)參數(shù)來匹配配送員的訂單信息與待配送貨物信息，自動規(guī)劃最短配送路徑。

2 零售門店物流配送路徑設(shè)計現(xiàn)狀

目前關(guān)于零售企業(yè)門店配送路徑優(yōu)化設(shè)計的研究文獻具有一定研究基礎(chǔ)，如王登清在研究新零售模式下單中心物流配送路徑優(yōu)化問題時，考慮了運輸成本、交通狀況以及配送時效性，通過改進遺傳算法求解模型得出優(yōu)化解；李佳儒等針對生鮮品配送時間有效性特征，以運輸成本與懲罰成本最小化為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建了帶軟時間窗約束的路徑優(yōu)化模型，并用遺傳算法求解；胡洋考慮物流服務(wù)站的數(shù)量與位置以及配送車輛的運輸路徑兩個問題，構(gòu)建總成本最小化為目標(biāo)的LPR模型，并用啟發(fā)式算法求解優(yōu)化解。綜而言之，當(dāng)前對于零售企業(yè)配送路徑優(yōu)化問題大多采用成本最小化模型，以啟發(fā)式算法求解得出優(yōu)化解，這對于大型企業(yè)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)配送路徑優(yōu)化問題比較有效，但對于小型零售企業(yè)而言，采用復(fù)雜算法意味著需要支付配送路徑優(yōu)化系統(tǒng)的購置成本，基于經(jīng)營成本考慮，需要提出簡單便捷的路徑優(yōu)化方法，以便相關(guān)人員可以經(jīng)濟合理的設(shè)計配送路徑網(wǎng)絡(luò)。

3 基于節(jié)約里程法的配送路徑優(yōu)化算例求解

節(jié)約里程法是解決單起點多回路問題的典型方法，其求解原理是車輛從單一配送中心出發(fā)，向兩個需求點分別往返配送的行駛里程大于從單一配送中心出發(fā)向兩個需求點巡回配送的行駛里程。因此，可考慮將運輸問題中的兩個回路合并為一個回路，直到達到單一車輛的額定裝載量或最大里程等約束條件后，再優(yōu)化其它車輛的配送路線，直到合并后的總配送里程節(jié)約程度最大，從而能夠有效地解決VRP問題。

3.1 算例基本信息

本文以蕪湖地區(qū)全時所屬的365便利店為例，分析求解節(jié)約里程法如何設(shè)計區(qū)域內(nèi)的配送路徑優(yōu)化問題。當(dāng)前全時公司在蕪湖地區(qū)擁有8家零售門店P(guān)i(i=1，2，3，...,8)，假設(shè)蕪湖地區(qū)配送中心對市域內(nèi)8個零售門店的商品配送計劃如表1所示，8家零售門店之間的最短距離如表2所示，P0表示蕪湖地區(qū)配送中心。當(dāng)前該配送中心擁有兩種配送車型，額定載重分別是4T和2T，每個配送路線的最大行駛里程不允許超過35km。

表1 零售門店的商品配送計劃 (單位：t)

表2 配送中心、零售門店之間的最短距離 (單位：km)

3.2 構(gòu)建節(jié)約里程表

節(jié)約里程法通過計算單一起點往返配送的行駛里程與單一起點出發(fā)向兩個需求點巡回配送的行駛里程差值得到不同區(qū)段節(jié)約里程，如△SP1P2=SP0P1+SPOP2-SP1P2=5+4-8=1，依次求解所有零售門店的節(jié)約里程數(shù)量，如表3所示：

表3 零售門店的最大節(jié)約里程數(shù) (單位：km)

3.3 構(gòu)建節(jié)約里程排序表

對表3計算得到的節(jié)約里程按照從大到小進行排序，得到表4。依據(jù)表4中不同區(qū)段的節(jié)約里程數(shù)大小，同時在不同零售門店的需求量累計值及行駛總里程值的約束條件下調(diào)整配送路徑，最終得出優(yōu)化配送線路網(wǎng)絡(luò)。

表4 節(jié)約里程數(shù)排序情況 (單位：km)

3.4 配送路徑優(yōu)化方案

依據(jù)表4的節(jié)約里程數(shù)排序表，因為P6-P8的節(jié)約里程數(shù)最大，這里首先應(yīng)選擇P6、P8兩個門店合并做巡回送貨，即P0-P6-P8-P0，考慮到P6與P8門店的總需求量為3.4噸，需要選用4T的車輛配送，但轉(zhuǎn)載率未達到上限，需要尋求其它巡回送貨門店。其次考慮P5-P8，構(gòu)建PO-P6-P8-P5-P0的配送路線，其中P5、P6、P8門店的總需求量為3.9噸，選用4T的車輛配送，其轉(zhuǎn)載率已接近上限，同時考慮該線路的總行駛里程未超過35km，因而PO-P6-P8-P5-P0為配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化線路之一，應(yīng)選用4T的車輛配送。再次考慮P6-P7及P7-P8，因為車輛裝載量限制，P7門店無法加入PO-P6-P8-P5-P0線路中，接著依次考慮P2-P4和P3-P4，可依照上面類似方法得到PO-P3-P4-P2-P0為配送網(wǎng)絡(luò)中另一條優(yōu)化線路，也應(yīng)選用4T的車輛配送。最后一條優(yōu)化線路是P0-P1-P7-P0，選用2T的車輛配送。完整的配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案如表5所示：

表5 配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案

3.5 優(yōu)化方案對比分析

優(yōu)化后的配送方案，該零售企業(yè)在完整的配送網(wǎng)絡(luò)中需要兩輛4T車以及一輛2T車，配送總里程S*=30+35+20=85km。優(yōu)化前后數(shù)據(jù)比較如表6所示：

表6 配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案對比

依據(jù)對比分析結(jié)果可知，借助節(jié)約里程法優(yōu)化配送路徑，設(shè)計出的配送網(wǎng)絡(luò)方案可大大降低送達時間，減少行駛里程，同時降低車輛購置或租賃以及其它運營成本，可實現(xiàn)降本增效的優(yōu)化目標(biāo)。