B2C模式下?lián)嶂蒉r(nóng)產(chǎn)品物流配送路徑優(yōu)化研究

宋月嬋 SONG Yue-chan；黃晨 HUANG Chen

（①贛東學(xué)院，撫州 344000；②東華理工大學(xué)，南昌 330013）

0 引言

撫州市位于江西省中東部，自古為農(nóng)桑富庶之地，素有“贛撫糧倉(cāng)”之稱，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)特色鮮明，有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品種類繁多，其中“南豐蜜桔、廣昌白蓮、崇仁麻雞”等更是譽(yù)滿海內(nèi)外。農(nóng)產(chǎn)品的銷售及配送是決定撫州農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是促進(jìn)撫州鄉(xiāng)村振興的重要途徑，當(dāng)前，農(nóng)產(chǎn)品配送領(lǐng)域存在運(yùn)輸途中農(nóng)產(chǎn)品易腐爛、損耗率高、資源利用不合理、物流成本高等缺陷，嚴(yán)重阻礙了撫州農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的科學(xué)化、現(xiàn)代化發(fā)展。

電子商務(wù)最早產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代，是一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的商業(yè)模式，具有安全性、普遍性、低成本和高效率等特征，包括B2B、C2C、B2C三種模式。隨著B2C電子商務(wù)在其他行業(yè)的廣泛應(yīng)用與快速發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品的B2C電子商務(wù)模式也隨之產(chǎn)生，該模式是指農(nóng)產(chǎn)品電商企業(yè)通過(guò)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地供給農(nóng)產(chǎn)品，然后通過(guò)電子商務(wù)平臺(tái)，以物流配送的方式向消費(fèi)者進(jìn)行銷售。農(nóng)產(chǎn)品電商的快速發(fā)展，使消費(fèi)者可以更加方便、快捷地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)完成交易，提升了消費(fèi)者的滿意度。但由于撫州物流配送產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，撫州B2C模式下的農(nóng)產(chǎn)品物流配送體系仍存在許多缺陷，例如隨著消費(fèi)者需求的變化，配送網(wǎng)絡(luò)更加復(fù)雜，配送成本增加以及運(yùn)輸過(guò)程中農(nóng)產(chǎn)品因腐爛引起的損耗等，這些因素已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了撫州農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)的發(fā)展，其中優(yōu)化車輛路線是解決物流配送的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以有效地降低配送成本，減少農(nóng)產(chǎn)品損耗。因此，如何應(yīng)用現(xiàn)代決策理論和數(shù)學(xué)方法，對(duì)B2C電子商務(wù)模式下物流的配送路線問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化和布局不僅具有理論價(jià)值，而且有著至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此，本文基于節(jié)約算法對(duì)B2C模式下農(nóng)產(chǎn)品物流配送的路徑問(wèn)題進(jìn)行分析研究，為撫州農(nóng)產(chǎn)品的配送科學(xué)地規(guī)劃配送路線，降低物流配送成本，減少農(nóng)產(chǎn)品物流配送過(guò)程中的損耗，進(jìn)而促進(jìn)撫州農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1 B2C模式下農(nóng)產(chǎn)品物流配送路徑優(yōu)化模型

在B2C電子商務(wù)模式下，農(nóng)產(chǎn)品的物流配送具有服務(wù)對(duì)象數(shù)量眾多、客戶位置分散等特點(diǎn)，物流配送體系極為復(fù)雜。因此如何科學(xué)合理的制定B2C模式下的農(nóng)產(chǎn)品配送路徑，提高資源利用率、降低物流配送成本，提高顧客的滿意度，已成為撫州B2C電子商務(wù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。車輛路徑問(wèn)題（Vehicle Routing Problem，VRP）是一類典型的物流配送優(yōu)化問(wèn)題，自1959年G.Danting和J.Ramser首次提出，便引起了運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、圖論等領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注與研究，并將其研究成果應(yīng)用于物流運(yùn)輸系統(tǒng)等領(lǐng)域。經(jīng)典的VRP問(wèn)題定義為：對(duì)一系列發(fā)貨點(diǎn)或收貨點(diǎn)，組織調(diào)用一定數(shù)量的車輛，安排適當(dāng)?shù)男熊嚶肪€，使車輛有序地通過(guò)它們，在滿足貨物需求量、交貨時(shí)間、車輛容量限制等約束條件下，達(dá)到路程最短、費(fèi)用最少等目標(biāo)。

目前對(duì)VRP問(wèn)題的求解方法分為兩大類：精確算法和啟發(fā)式算法，其中精確算法可求出其最優(yōu)解，主要包括割平面法、分枝定界法等。但由于車輛路徑優(yōu)化問(wèn)題是NP-hard問(wèn)題，難以得到全局最優(yōu)解，因此，啟發(fā)式算法已成為學(xué)者研究的主流。啟發(fā)式算法可求出組合優(yōu)化問(wèn)題的一個(gè)近似解，一般用于解決NP-hard問(wèn)題，主要包括節(jié)約算法、遺傳算法等。

1.1 B2C模式下物流配送的VRP模型

1.1.1 模型建立的基本思想

B2C模式下物流配送的VRP模型的基本思想描述如下：B2C電子商務(wù)企業(yè)通過(guò)Internet獲取客戶的訂單情況，包括商品需求量、地理位置等，然后利用信息技術(shù)確定實(shí)際配送網(wǎng)絡(luò)，要求在滿足商品需求量、車輛容量限制等約束條件下，規(guī)劃出最優(yōu)的車輛配送路徑，使得配送總距離最短。

1.1.2 模型建立

根據(jù)上述B2C模式下VRP模型建立的基本思想，建立B2C模式下物流配送路徑優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型如下：

設(shè)現(xiàn)有一物流配送中心P，擁有M輛車，每輛車的載重量為q（=1，2，…，M），現(xiàn)向N個(gè)客戶送貨，客戶為P，其對(duì)應(yīng)貨物需求量為r（i=1，2，…，N），配送中心到客戶及各客戶間的距離為d（i=1，2，…，N-1；j=1，2，…，N；i＜j；i=0表示配送中心），要求在同一天內(nèi)完成配送并返回該配送中心。試確定所需車輛數(shù)K（K≤M）及各車輛的配送路線，使運(yùn)輸總距離z最短。

約束條件：

四要?jiǎng)?chuàng)新集體土地利用制度，研究農(nóng)村移民承包地和宅基地資源資產(chǎn)化措施，推進(jìn)承包地和宅基地市場(chǎng)化運(yùn)作，讓土地成為移民增收致富的新途徑。

①配送所需要的車輛數(shù)不得大于該配送中心所能提供的車輛數(shù)；

②每條線路中客戶的總需求量不能超過(guò)配送車輛的載重限制；

③每個(gè)客戶的商品都需一次性配送到，并且僅由配送中心的一輛車進(jìn)行配送；

④車輛從配送中心出發(fā)，完成任務(wù)之后都要返回到該配送中心。

決策變量如下：

數(shù)學(xué)模型：

1.2 節(jié)約算法

1964 年Wright和Clarke首次提出節(jié)約算法，該算法是一種比較經(jīng)典的啟發(fā)式算法，用來(lái)解決車輛數(shù)目不確定的VRP問(wèn)題。節(jié)約算法的基本原理為三角形任意兩邊之和大于第三邊。設(shè)P為配送中心，現(xiàn)分別向配送點(diǎn)P和P配送貨物，P到P和P的距離分別為d和d，兩個(gè)配送點(diǎn)P和P的之間的距離為d，現(xiàn)比較兩種配送方案，如圖1的①和②所示。

圖1 節(jié)約算法

節(jié)約算法的基本步驟如下：

①求出配送網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間的距離，得到配送里程表。

②根據(jù)公式（8），計(jì)算所有節(jié)點(diǎn)的節(jié)約里程數(shù)。

③將節(jié)約里程數(shù)按降序排序，得到配送節(jié)約里程排序表。

④在滿足車輛最大載重限制的條件下，根據(jù)節(jié)約里程排序表，依次對(duì)回路進(jìn)行合并，直到獲得最優(yōu)的配送路線方案。

2 案例分析

撫州某大型農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)企業(yè)位于撫州城區(qū)，該企業(yè)配送商品主要包括蔬菜、水果、禽蛋等農(nóng)產(chǎn)品，其配送范圍幾乎覆蓋撫州市各個(gè)區(qū)域，由于該公司物流配送系統(tǒng)不完善，主要采取一對(duì)一的物流配送方式，導(dǎo)致配送時(shí)間長(zhǎng)、物流成本高、農(nóng)產(chǎn)品在長(zhǎng)時(shí)間配送途中損耗大，造成了資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。為此，本文應(yīng)用節(jié)約算法為該企業(yè)進(jìn)行車輛路徑優(yōu)化。

以撫州某大型農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)企業(yè)作為配送中心P，現(xiàn)向8個(gè)客戶P（j=1，2，…，8）配送貨物，假設(shè)配送中心有2臺(tái)1噸和1臺(tái)2噸的貨車車型可供選用，配送成本為10元/公里，車輛固定出車費(fèi)用為50元/輛。現(xiàn)應(yīng)用節(jié)約算法為該企業(yè)制定最優(yōu)的配送路線及車輛運(yùn)行方案，使總配送費(fèi)用最少。

①據(jù)調(diào)查，配送中心與客戶的距離，客戶之間的距離及客戶的需求量如表1所示。

表1 配送里程表 單位：公里

②根據(jù)配送里程表，按照節(jié)約算法的計(jì)算公式，求出相應(yīng)的節(jié)約里程數(shù)（表2括號(hào)內(nèi)數(shù)字表示），計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 節(jié)約里程表 單位：公里

③節(jié)約里程數(shù)按降序排序，排列結(jié)果如表3所示。

表3 配送節(jié)約里程排序表 單位：公里

④按照配送節(jié)約里程排序表，并根據(jù)車輛載重及客戶需求量，不斷修正配送路線，直到得到最優(yōu)配送路線方案。首先確定初始配送方案，配送中心派8輛1噸的貨車對(duì)每位客戶采用一對(duì)一的配送方式進(jìn)行送貨，由此產(chǎn)生8條配送路線，總配送里程為2×（8+12+10+16+12+9+15+11）=186（公里）。然后，根據(jù)配送節(jié)約里程排序表，首先連接P-P，形成線路P→P→P→P，車輛載重達(dá)到0.2+0.5=0.7（噸），繼續(xù)連接節(jié)點(diǎn)P，形成線路P→P→P→P→P，車輛載重達(dá)到0.2+0.5+0.25=0.95（噸），滿足車輛載重限制，因此，確定第一條配送路線：P→P→P→P→P，以此類推，依次對(duì)剩余節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合并，進(jìn)而獲得最優(yōu)配送路線方案，如表4所示。

表4 最優(yōu)配送路線方案

由表4可以看出，線路優(yōu)化前，撫州某大型農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)企業(yè)對(duì)每個(gè)客戶都采用一對(duì)一的配送方式，配送車輛為8輛1噸的車型，總配送里程達(dá)到186公里，配送總費(fèi)用為2260元。經(jīng)過(guò)節(jié)約算法優(yōu)化后，配送路徑為三條，配送車輛為2輛1噸和1輛2噸的車型，配送總里程為101公里，配送總費(fèi)用為1160元，優(yōu)化后的配送方案共節(jié)約配送里程為85公里，節(jié)約總配送費(fèi)用為1000元。

由此可見(jiàn)，通過(guò)節(jié)約算法優(yōu)化后的配送路徑規(guī)劃方式，解決了迂回運(yùn)輸和重復(fù)運(yùn)輸?shù)葐?wèn)題，不但節(jié)約了配送的時(shí)間，而且有效降低了物流配送的成本，做到資源的合理利用，實(shí)現(xiàn)物流科學(xué)化，對(duì)撫州農(nóng)產(chǎn)品的物流配送提供理論指導(dǎo)意義。

3 結(jié)語(yǔ)

在電子商務(wù)快速發(fā)展的大背景下，農(nóng)產(chǎn)品的物流配送逐步實(shí)現(xiàn)了科學(xué)化、系統(tǒng)化，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于探索階段，B2C模式下?lián)嶂蒉r(nóng)產(chǎn)品的物流配送仍然存在物流配送系統(tǒng)不完善，物流配送路徑不合理等問(wèn)題，為此本文建立了B2C模式下以配送總距離最短為目標(biāo)的VRP模型，并將該模型對(duì)撫州某大型農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)企業(yè)進(jìn)行實(shí)證研究。仿真結(jié)果表明，應(yīng)用節(jié)約算法優(yōu)化后，不僅配送距離明顯縮短，而且節(jié)約了總的配送成本，提高了物流的總體效益。因此，該模型為優(yōu)化撫州農(nóng)產(chǎn)品物流配送路徑不僅提供了理論支持，而且具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。但實(shí)際的農(nóng)產(chǎn)品物流配送過(guò)程更為復(fù)雜，例如配送中心不止一個(gè)，車輛種類繁多，客戶對(duì)送貨時(shí)間有具體要求等，這些將是今后進(jìn)一步的研究方向。