【正文】 21世紀(jì)電子商務(wù)與現(xiàn)代物流管理系列教材 物流配送系統(tǒng)規(guī)劃 （二） 中國水利水電出版社 第七章 配送運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃 配送運(yùn)輸過程是生產(chǎn)過程在流通中的延續(xù)。因此，社會產(chǎn)品的價值，即由其生產(chǎn)價值和運(yùn)輸所追加的價值共同構(gòu)成。這樣，在一定生產(chǎn)力水平下，運(yùn)輸過程追加的價值愈小，產(chǎn)品的勞動生產(chǎn)率（一定勞動創(chuàng)造的使用價值）就愈高。所以，提高社會勞動生產(chǎn)率，從交通運(yùn)輸而言，除了改進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)本身的技術(shù)裝備和經(jīng)營方法外，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的合理運(yùn)輸，即使運(yùn)輸聯(lián)系或貨流的地理布局合理化，從而使運(yùn)費(fèi)或運(yùn)動減少到最低限度，具有重大意義。配送運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是配送中心規(guī)劃中一個很重要的方面，決定了配送中心所能覆蓋的市場范圍、配送速度和配送成本等諸多方面。 第一節(jié) 配送運(yùn)輸系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn) 配送系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)按功能可分為三大類：供貨節(jié)點(diǎn)、中間節(jié)點(diǎn)和客戶節(jié)點(diǎn)。通過這些節(jié)點(diǎn)將供應(yīng)商與客戶連在一起。 物流配送系統(tǒng) 中的供貨節(jié)點(diǎn)和客戶節(jié)點(diǎn)屬于固定節(jié)點(diǎn)，而中間節(jié)點(diǎn)的數(shù)量、地點(diǎn)和功能是可以變動的，是配送運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化的主要參數(shù)。 一、客戶節(jié)點(diǎn) 客戶可按銷售需要和歷史形成相應(yīng)的客戶集合，可以是下位配送中心，也可以是零售店、連鎖店、專賣店、超市等，也可以是最終用戶。這種客戶的劃分并不要求與運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的組織結(jié)構(gòu)相對應(yīng)。為了實(shí)現(xiàn)對交貨質(zhì)量的控制，客戶節(jié)點(diǎn)的管理功能有：庫存補(bǔ)給、采購計(jì)劃、交貨數(shù)量與交貨質(zhì)量跟蹤。相應(yīng)的操作功能有：卸貨、拆包和驗(yàn)貨；入庫和儲存；在需求之間安排緩沖和收集或備齊必要的空置載貨器具。 二、供貨節(jié)點(diǎn) 供貨節(jié)點(diǎn)除了根據(jù)客戶的訂單進(jìn)行貨物的分配外，為實(shí)現(xiàn)對供貨的控制，相應(yīng)的管理工作有訂單的接收、供貨任務(wù)的安排；產(chǎn)成品的庫存安排、分揀任務(wù)的產(chǎn)生、供貨數(shù)量和質(zhì)量的跟蹤、對必要數(shù)量貨物的召回和運(yùn)輸任務(wù)安排。必要的操作有：貨物的存儲、客戶所需貨物的采購、零散貨物的集裝化、分揀任務(wù)的批處理、包裝和貨物單元成組化、出貨控制、裝車與加固。 三、中間節(jié)點(diǎn) 中間節(jié)點(diǎn)位于供貨節(jié)點(diǎn)與客戶節(jié)點(diǎn)之間，其功能是進(jìn)行貨物的卸貨、轉(zhuǎn)運(yùn)或根據(jù)需要進(jìn)行中間性的緩沖倉儲、或通過分揀改變貨物單元的組成，重新裝車。中間節(jié)點(diǎn)的作業(yè)有轉(zhuǎn)運(yùn)、倉儲和流通加工。 由于轉(zhuǎn)運(yùn)需要時間，因此與直達(dá)方式相比，交貨時間將會延長。轉(zhuǎn)運(yùn)時間的最小值是在中間節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的運(yùn)輸時間和卸貨與重新裝貨之間的所需要的交易時間之和。有效轉(zhuǎn)運(yùn)時間即最小轉(zhuǎn)運(yùn)時間加上發(fā)運(yùn)的等待時間，或最后一件貨運(yùn)貨物的到達(dá)時間之和。 減少供貨時間可通過選擇轉(zhuǎn)運(yùn)節(jié)點(diǎn)達(dá)到，轉(zhuǎn)運(yùn)節(jié)點(diǎn)離客戶越近，供貨時間越短。但倉庫離客戶越近，而庫存貨物不是為了某一特定的客戶群或區(qū)域時，則供貨費(fèi)用和風(fēng)險也越高。 一、貨物運(yùn)輸?shù)淖鳂I(yè)模式 用運(yùn)輸將功能不同功能的中間節(jié)點(diǎn)連接起來，可構(gòu)成圖 63所示的四種貨物運(yùn)輸模式： 直達(dá)運(yùn)輸 集貨運(yùn)輸 分送運(yùn)輸 混合式運(yùn)輸 第二節(jié) 配送運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 目前配送的發(fā)展已突破了一個城市的范圍，發(fā)展為區(qū)間、省間、甚至是跨國、跨洲的更大范圍的配送，即配送范圍向周邊地區(qū)、全國乃至全世界輻射，形成了網(wǎng)絡(luò)狀的配送體系。 二、配送網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu) 配送網(wǎng)絡(luò)的二階結(jié)構(gòu) 配送網(wǎng)絡(luò)的多階結(jié)構(gòu) 多階結(jié)構(gòu)是二階以上的結(jié)構(gòu)。在這些結(jié)構(gòu)中，貨物要停頓兩次以上。在如圖 75所示三階系統(tǒng)中，連接物流源和物流目的地的環(huán)節(jié)是集貨型的配送節(jié)點(diǎn)和分揀、組配為一體的配送節(jié)點(diǎn)，貨物在從物流源流向物流目的地的過程中停頓了兩次。 集貨型的配送節(jié)點(diǎn)，一般設(shè)置在物流源的附近，而配貨型的配送節(jié)點(diǎn)，一般設(shè)置在客戶的附近。集貨型節(jié)點(diǎn)和配送型節(jié)點(diǎn)之間的運(yùn)輸屬長途運(yùn)輸。根據(jù)中間點(diǎn)的功能，物流單元或不解體，安排越庫作業(yè)，或解體后，集合成松散單元。 三、配送運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要點(diǎn) 通過公共交通網(wǎng)絡(luò)按照配送運(yùn)輸模式的要求，將配送網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點(diǎn)用運(yùn)輸工具聯(lián)系起來就形成了配送運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。配送運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃涉及的問題有配送運(yùn)輸干道布局問題、節(jié)點(diǎn)間聯(lián)系的難易程度問題，即聯(lián)通性問題；不同類型的運(yùn)輸方式合理銜接的最優(yōu)轉(zhuǎn)換點(diǎn)問題，即連結(jié)性問題；還有網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面，即服務(wù)區(qū)域問題。 配送運(yùn)輸干道布局 聯(lián)通性 聯(lián)通性是節(jié)點(diǎn)間聯(lián)系的難易程度指標(biāo)。它能對配送網(wǎng)絡(luò)的完善程度，給予有價值的量度和評價，其量度可由表 71 所示的距離矩陣導(dǎo)出。 服務(wù)區(qū)域 對于配送系統(tǒng)的企業(yè)來講，還需要根據(jù)服務(wù)區(qū)內(nèi)客戶節(jié)點(diǎn)的位置，根據(jù)供貨時間要求和任務(wù)響應(yīng)時間要求，劃分服務(wù)區(qū)，并將這些節(jié)點(diǎn)分配在若干個區(qū)域內(nèi)，構(gòu)建配送線路，并考慮庫存控制的需要，直到物流總成本達(dá)到合理為止。 1）服務(wù)半徑 一個區(qū)域性的物流節(jié)點(diǎn)，應(yīng)有一個合理的運(yùn)輸距離（由點(diǎn)到周邊的最遠(yuǎn)距離）和相應(yīng)合理的服務(wù)區(qū)域（即吸引范圍或腹地），這是地理學(xué)中的普遍問題在交通上的表現(xiàn)。在假定地域上經(jīng)濟(jì)單位的分布是平均的和連續(xù)的這一前提下，為使這個集中點(diǎn)的位置達(dá)到經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)，應(yīng)滿足： ⑴ 此點(diǎn)應(yīng)位于服務(wù)區(qū)域的幾何中心； ⑵ 運(yùn)輸距離達(dá)到最長或服務(wù)周邊達(dá)到最短時，服務(wù)區(qū)域能達(dá)到大； ⑶ 如果此節(jié)點(diǎn)只是整個區(qū)域中的一個，則此點(diǎn)與相鄰各點(diǎn)之間，它 們的服務(wù)區(qū)域的毗鄰處，應(yīng)不留空白區(qū)，也就是地域彌合的原則。 服務(wù)區(qū)域劃分 ⑴ 最少數(shù)原則：服務(wù)區(qū)域數(shù)越少，區(qū)域內(nèi)的客戶數(shù)也就越多，配送的規(guī)模效益越高； ⑵ 最小必要數(shù)原則：客戶所要求的交貨時間、車輛的經(jīng)濟(jì)速度和在每個節(jié)點(diǎn)停留時間決定了運(yùn)輸工具經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸半徑。服務(wù)區(qū)域數(shù)的減少必然會使服務(wù)范圍擴(kuò)展，而范圍擴(kuò)展又會受到運(yùn)輸工具有效運(yùn)輸半徑的限制。由此，產(chǎn)生了區(qū)域劃分的最小必要數(shù)； ⑶區(qū)域再分原則：當(dāng)某一區(qū)域的貨物流量增加到一定程度時，配送點(diǎn)的成本不能隨流量增加而下降時，就應(yīng)將一個區(qū)域分成兩個流量相等的區(qū)域，并設(shè)置兩個相同的配送點(diǎn)。 第三節(jié) 配送線路設(shè)計(jì) 配送運(yùn)輸由于配送組織形式的不同，其運(yùn)輸過程也不盡相同，影響配送運(yùn)輸?shù)囊蛩睾芏?，如車流量的變化、道路狀況、客戶的分布狀況和配送中心的選址、道路交通網(wǎng)、車輛額定載重量以及車輛運(yùn)行限制等。配送線路設(shè)計(jì)就是整合影響配送運(yùn)輸?shù)母饕蛩?，適時適當(dāng)?shù)乩矛F(xiàn)有的運(yùn)輸工具，根據(jù)道路狀況，及時、安全、方便經(jīng)濟(jì)地將客戶所需的貨物準(zhǔn)確送達(dá)客戶手中。為此在配送運(yùn)輸線路設(shè)計(jì)時，需要根據(jù)客戶群的不同特點(diǎn)和要求，選擇不同的線路設(shè)計(jì)方法，最終達(dá)到節(jié)省時間、運(yùn)輸距離和運(yùn)輸費(fèi)用的目的。 點(diǎn)點(diǎn)間運(yùn)輸 最短路徑求解 最短路徑是線路優(yōu)化模型中最為基礎(chǔ)的問題之一，也是解決其它一些線路優(yōu)化問題的有效工具。為了在使用最短路徑求解時，得到合理的、正確的解。 求解此類最短路徑問題，主要有迪杰斯特拉（ Dijkstra）法、逐次逼近法和 Floyd算法等。在此專門對迪杰斯特拉法進(jìn)行介紹。 單回路運(yùn)輸 TSP模型及求解 TSP（ Traveling Salesman Problem，旅行商問題）模型是單回路運(yùn)輸問題中最為典型的一個模型，它是一個典型的 NPHard問題。對于大規(guī)模的線路優(yōu)化問題，無法獲得最優(yōu)解，只能通過啟發(fā)式算法獲得近似解。啟法式算法不僅可用于復(fù)雜的 TSP問題求解，對中小規(guī)模的問題也同樣適用。它的不足在于，它只能保證得到可行解，而且不同的啟發(fā)式算法所得到的結(jié)果也不完全相同。下面介紹兩種比較簡單的啟發(fā)式算法，以便對該法有一個較全面得認(rèn)識。 1）最近鄰點(diǎn)法（ Nearest Neighbor） 最近鄰點(diǎn)法可以通過如下五步完成： ⑴將起始點(diǎn)定為整個回路的起點(diǎn)； ⑵找到剛加入到回路的上一個點(diǎn)最近的一個點(diǎn)，并將其加入到線路中； ⑶重復(fù)步驟⑵，只到集合所有節(jié)點(diǎn)都加入到了線路中； ⑷然后，將最后加入的節(jié)點(diǎn)和起始點(diǎn)連接起來，形成回路； ⑸最后，按流線型要求調(diào)整回路的形狀。如果調(diào)整后的結(jié)果小于步驟⑷所得的解，將該解定為 TSP問題的解。 2）最近插入法（ Nearest Insertion） 最近插入法可以通過如下步驟完成： 多回路運(yùn)輸 VRP模型及求解 VRP問題的求解可采用下面兩種方法 ： 節(jié)約算法（ Savings Algorithm）是 Clarke 和 Wright 在 1964 年提出的?？梢杂盟鼇斫鉀Q運(yùn)輸車輛數(shù)目不確定的 VRP 問題，對有向和無向問題同樣有效。 2）旋轉(zhuǎn)射線法 旋轉(zhuǎn)射線法求解 VRP問題時分如下幾步完成： 第四節(jié) 配送運(yùn)輸管理 配送運(yùn)輸是改變貨物空間位置的一種手段 。 從系統(tǒng)優(yōu)化 、 完善的觀點(diǎn)出發(fā) ， 加強(qiáng)配送運(yùn)輸管理 ， 降低配送運(yùn)輸成本 、 提高運(yùn)輸?shù)囊恢滦砸埠苤匾?。 一 、 配送運(yùn)輸管理的任務(wù) 配送運(yùn)輸管理的任務(wù)是控制運(yùn)輸質(zhì)量 、 降低運(yùn)輸費(fèi)用 ， 提高服務(wù)水平 ， 跟蹤配送中心進(jìn) 、 出貨物數(shù)量 ， 優(yōu)化配送網(wǎng)絡(luò) ， 確保發(fā)車準(zhǔn)時 、 在途行駛過程準(zhǔn)時 。 相應(yīng)的計(jì)劃重點(diǎn)有送貨線路選擇 、 運(yùn)輸工具選擇和特種運(yùn)輸?shù)陌才?。 要考慮的約束條件有貨物單元的重量 、 體積 、 客戶的規(guī)定 、 運(yùn)輸法規(guī) 、 交通安全 、 危險品運(yùn)輸規(guī)定 、 商品特性和履約時間等 。 一個基于計(jì)算機(jī)的配送運(yùn)輸管理系統(tǒng)的主要功能有運(yùn)輸計(jì)劃功能、客戶 /任務(wù)約束功能、車輛調(diào)度功能和運(yùn)行績效功能，詳細(xì)內(nèi)容見表。 二、影響配送運(yùn)輸成本的重要因素 配送運(yùn)輸成本通常受到運(yùn)輸距離 、 裝載量 、 載運(yùn)工具的填充度 、 貨物的成組化水平 、 運(yùn)輸保險和回程空駛等 6個直接因素的影響 ， 從系統(tǒng)的角度來看 ， 配送運(yùn)輸成本還受到了網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)運(yùn)節(jié)點(diǎn)數(shù)目的影響 。 距離 距離是影響成本的主要因素 ， 因?yàn)樗苯訉趧?、 燃料和車輛維修等變動成本發(fā)生作用 。 圖 728 a） 顯示了距離與成本的一般關(guān)系 ， 并說明了兩個要點(diǎn)：第一 ， 成本 距離曲線不是從原點(diǎn)開始 ， 因?yàn)樗嬖谥c距離無關(guān) ， 但與貨物的提取和交付活動所產(chǎn)生的固定費(fèi)用有關(guān)的部分；第二 ， 成本 距離曲線是隨距離減少而增長的一個函數(shù) ， 即車輛運(yùn)輸距離越長 （ 指長途運(yùn)輸?shù)木嚯x ， 而不是市內(nèi)的運(yùn)輸距離 ） ， 運(yùn)輸速度可以越高 ， 則相同燃料和勞動力費(fèi)用可以支持更長的距離 ， 因而單位運(yùn)距的費(fèi)用可以相對較低 。 2） 裝載量 大多數(shù)運(yùn)輸活動中都存在著規(guī)模經(jīng)濟(jì) ， 這種關(guān)系如圖 728 b） 所示 ，即單位荷重的運(yùn)輸成本隨裝載量的增加而減少 。 之所以產(chǎn)生這種現(xiàn)象 ，是因?yàn)樘崛?、 交付和行政管理活動的固定費(fèi)用隨裝載量的增加而被分?jǐn)偭?。 因此 ， 只要有可能 ， 都應(yīng)將小批量的裝載量整合成更大的裝載量 ，充分利用這種規(guī)模經(jīng)濟(jì) 。 3） 載運(yùn)工具的填充度 載運(yùn)工具的填充度越高，內(nèi)部的空間損失就越小，設(shè)備的利用率也就越高。如果貨物的形狀和尺寸古怪，或超長、超重，都有可能浪費(fèi)載運(yùn)工具內(nèi)部的空間，從而增加所需載運(yùn)工具的數(shù)量。一般來說，通過合理碼放，具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的立方體貨物單元要比形狀古怪的貨物更容易提高載運(yùn)工具的填充度。 4）貨物的成組化水平 采用成組包裝可以更好地保護(hù)商品，提高裝卸效率，節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用，但又造成車、船裝卸時需要專門的裝卸工藝及設(shè)備，從而影響運(yùn)輸成本。如托盤貨物的裝卸需要采用叉車，集裝箱的裝卸需要采用集裝箱吊具。 5） 運(yùn)輸保險 考慮到貨物在運(yùn)輸過程中，可能出現(xiàn)的貨損，承運(yùn)人必須通過向保險公司投保來預(yù)防可能發(fā)生的索賠，否則有可能要承擔(dān)任何可能的賠償責(zé)任；托運(yùn)人可以通過改進(jìn)保護(hù)性包裝，降低其風(fēng)險，通過這些手段最終降低運(yùn)輸成本。 回程空駛 由于制造地點(diǎn)與消費(fèi)地點(diǎn)需求的不平衡，運(yùn)輸通道兩端流量相等的情況很少見，