課程設(shè)計論文——基于節(jié)約算法的某建材企業(yè)配送路線優(yōu)化

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………………………………………2</p><p>　　關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………………………2</p><p>　　1背景介紹………………………………………………………………………………2</

2、p><p>　　1.1研究內(nèi)容 ………………………………………………………………………………2</p><p>　　1.2研究方法…………………………………………………………………………………3</p><p>　　1.3研究目的×××…………………………………………………………………………3</p><p>　　1

3、.4研究意義×××…………………………………………………………………………3</p><p>　　2.案例分析……………………………………………………………………………………3</p><p>　　3.優(yōu)化方法………………………………………………………………………………… 4</p><p>　　3.1一般VSP模型…………………………

4、………………………………………4</p><p>　　3.2節(jié)約算法…………………………………………………………………………………4</p><p>　　優(yōu)化方案…………………………………………………………………………………5</p><p>　　4.1案例數(shù)據(jù)分析…………………………………………………………………………… 5</p><p>

5、;　　4.2構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)圖……………………………………………………………………………… 6</p><p>　　4.3配送線路優(yōu)化…………………………………………………………………………… 7</p><p>　　5.總結(jié)…………………………………………………………………………………………7</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………

6、……………………8</p><p>　　圖1 配送中心分布圖……………………………………………………………………5</p><p>　　圖2 配送點中心網(wǎng)絡(luò)圖……………………………………………………………………6</p><p>　　表 1 配送點和各零售部的關(guān)系……………………………………………………………6</p><p>　　表

7、2 物資需求量……………………………………………………………………………6</p><p>　　表 3 點對間的距離cij………………………………………………………………………6</p><p>　　表 4 節(jié)約值表………………………………………………………………………………7</p><p>　　基于節(jié)約算法的某建材企業(yè)配送路線優(yōu)化</p>&

8、lt;p>　　摘要：隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，作為“第三利潤源泉”的物流對經(jīng)濟活動的影響日益明顯，越來越引起了人們的重視，成為“當(dāng)前最重要的競爭領(lǐng)域”。配送是物流中一個重要的直接與消費者相連的環(huán)節(jié)，物流配送車輛優(yōu)化調(diào)度，是物流配送中關(guān)鍵的一環(huán)，對企業(yè)節(jié)約成本、增加利潤起著重要的作用。本文對區(qū)域建材配送問題進行了研究，一某建材企業(yè)為例，利用節(jié)約啟發(fā)式算法，考慮了約束條件，構(gòu)建了數(shù)學(xué)模型，得出該企業(yè)最佳配送路線和車輛的綜合調(diào)度方案。<

9、/p><p>　　關(guān)鍵詞：區(qū)域建材配送；節(jié)約算法；線路優(yōu)化 </p><p><b>　　背景介紹</b></p><p><b>　　1.1研究內(nèi)容</b></p><p>　　配送是物流中一個重要的直接與消費者相連的環(huán)節(jié)。配送一般定義為，將貨物從物流結(jié)點送達收貨人的過程。主要包括集貨作業(yè)、配貨作業(yè)、

10、車載貨物的配裝、配送線路的確定四個環(huán)節(jié)。</p><p>　　隨著物流配送集約化、一體化的發(fā)展，常將配送的各環(huán)節(jié)綜合起來，核心部分為配送車輛的集貨、貨物配裝及送貨過程。進行配送系統(tǒng)優(yōu)化，主要就是配送車輛優(yōu)化調(diào)度，包括激活線路優(yōu)化、貨物配裝及送貨線路優(yōu)化，以及集貨、貨物配裝和送貨一體化優(yōu)化。</p><p>　　物流配送車輛優(yōu)化調(diào)度，是物流配送優(yōu)化中關(guān)鍵的一環(huán)。對貨車車輛進行優(yōu)化調(diào)度，可以提

11、高物流經(jīng)濟效益、實現(xiàn)物流科學(xué)化。</p><p>　　制定合理的物流配送方案是整個物流環(huán)節(jié)中最重要的組成部分，也是合理控制物流成本輸出的先決條件。整個物流配送的環(huán)節(jié)都需要圍繞著全套的物流配送方案進行，包括對物流系統(tǒng)中各子系統(tǒng)，如運輸、儲存、配送、裝卸、包裝等各環(huán)節(jié)所組成的物流整體活動的規(guī)劃，做到合理的支配其中的各個環(huán)節(jié)。</p><p>　　建材物流是指包含建材的廢棄與還原，連接建材供應(yīng)商

12、（供給主體）與建筑工程（需要主體），克服時間與空間距離并且創(chuàng)造一部分形質(zhì)效果的物理性經(jīng)濟活動。具體包括：采購、運輸、保管、裝卸搬運、流通加工等活動以及有關(guān)的信息活動。</p><p>　　當(dāng)前國內(nèi)建筑業(yè)正處于快速繁榮期，奧運工程項目的全面建設(shè)和房地產(chǎn)項目投資的巨額增長，勢必會帶動一個新型的行業(yè)——建材物流業(yè)的發(fā)展壯大，建材、家裝物流已悄然走進我們的生活。建材種類繁多，性質(zhì)各異，因此建材物流有其自身特有的多樣性和復(fù)

13、雜性等特點：供應(yīng)物流占主導(dǎo)、物流流程長、結(jié)點多、物流量的不穩(wěn)定性、物流服務(wù)場所的變動性、物流服務(wù)方式的靈活性等。</p><p>　　建筑業(yè)投資巨大，通常是數(shù)億元以上或者百億元以上，一般認(rèn)為，工程建設(shè)項目中材料成本占工程項目造價的60％~70％，而物流費用占材料成本的17％左右，也就是說，物流費用約占工程項目造價的11％左右?？梢?，物流費用在建筑業(yè)的造價中占有很高的比重，而且物流效率的高低還會影響建材占用資金的數(shù)

14、量和施工效率，建材物流已然成為建筑業(yè)的第三利潤源。當(dāng)前學(xué)術(shù)界對建材物流的關(guān)注程度不高、研究成果不多，因此，有必要對當(dāng)前國內(nèi)建材物流現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢進行分析和研究。</p><p>　　建材物流配送受到高度重視。建材與其他商品的一個重要不同點是量大、體重、價值低，物流費用在商品成本中占很大比重。降低物流成本是提高競爭能力的重要途徑。因此，規(guī)?；?、專業(yè)化、現(xiàn)代化的建材物流配送中心、功能完善的大型建材物流園區(qū)將成為建

15、材物流發(fā)展的主流趨勢，不僅可以提高物流配送效率和質(zhì)量，還可以減輕城市建材流通壓力。</p><p>　　由于經(jīng)濟發(fā)展帶來了貨物的急劇增加，消費向小批量、多批次、多品種轉(zhuǎn)化，銷售企業(yè)向大型化、綜合化發(fā)展，使得配送數(shù)量迅速增加，同時建材種類的多樣性，也使得配送工作難度增加。本文就區(qū)域建材配送系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)中的車輛調(diào)度問題進行了研究，關(guān)鍵技術(shù)即是指集貨、配貨及車輛調(diào)度優(yōu)化。其中，重點研究了合理確定配送路線的問題，這是整

16、個配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。合理確定配送路線就是用最少的動力，走最短的里程，花最少的費用，經(jīng)最少的環(huán)節(jié)，以最快的速度把貨物運至用戶手中。合理規(guī)劃配送路線對配送成本的影響要比一般運輸大得多，所以必須在全面計劃的基礎(chǔ)上，制定高效的運輸路線，選擇合理的運輸方式和運輸工具。建材行業(yè)的配送過程中，根據(jù)建材的特殊性，充分考慮了貨車裝載量的約束以實現(xiàn)運輸?shù)膬?yōu)化。</p><p><b>　　1.2研究方法</b&

17、gt;</p><p>　　在研究過程中，通過選取案例企業(yè)的某一配送區(qū)域，就配送系統(tǒng)的優(yōu)化問題用數(shù)學(xué)方法進行了定量分析和研究，對各個配送點的需求進行假設(shè)，建立了數(shù)學(xué)模型，通過分析計算得出該配送區(qū)域的最優(yōu)配送路線和車輛數(shù)量的需求數(shù)量。</p><p><b>　　1.3研究目的</b></p><p>　　對案例企業(yè)的物流配送系統(tǒng)進行分析，得出優(yōu)

18、化方案，節(jié)約物流成本，從而提高企業(yè)的利潤。同時也是通過對案例企業(yè)的研究，進一步了解物流配送中車輛優(yōu)化調(diào)度對節(jié)約企業(yè)成本的重要影響，對提高勞動生產(chǎn)率、提高經(jīng)濟效益、實現(xiàn)物流科學(xué)化、促進社會發(fā)展和經(jīng)濟建設(shè)的重要作用。企業(yè)只有改進物流環(huán)節(jié)，重視配送優(yōu)化，才能降低物流成本，減少運營費用，提高配送效率，從而取得優(yōu)勢。</p><p><b>　　1.4研究意義</b></p><p

19、>　　現(xiàn)代物流作為一種先進流通方式管理技術(shù)在世界廣泛范圍內(nèi)得到高度的重視，并在生產(chǎn)、流通、服務(wù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用而獲得快速發(fā)展，正在成為改變經(jīng)濟運行方式和企業(yè)發(fā)展模式的重要手段。特別是供應(yīng)鏈物流管理技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，更是提升了物流的發(fā)展水平和加快了物流的集成化程度。隨著全球經(jīng)濟的一體化的發(fā)展，由于集成化物流的理念得到進一步的推廣，物流系統(tǒng)比以往任何時候都要復(fù)雜，技術(shù)的應(yīng)用和管理具有很強的系統(tǒng)性，如何降低各個環(huán)節(jié)企業(yè)的物流成本，提高物

20、流服務(wù)水平，最大限度地滿足客戶需求，具有積極而現(xiàn)實的意義。</p><p>　　物流系統(tǒng)解決方案中，運輸與配送問題占有很重要的地位，主要原因是運輸和配送過程的成本占物流總成本的很大比重，根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，大約在70%~90%之間。解決運輸成本的合理化，集中體現(xiàn)在運輸過程的合理組織與安排上，通過路徑的優(yōu)化來體現(xiàn)這種對降低運輸成本具有重要作用的管理工具與具體物流活動的運作，是安排合理運輸、解決運輸與配送問題的重要手

21、段，也是實現(xiàn)物流管理科學(xué)化和合理化的重要途徑。本文重點通過節(jié)約啟發(fā)式算法，求解物流配送優(yōu)化路徑的問題，通過理論與實踐的結(jié)合，尋求降低物流成本與提高物流效率的重要途徑。</p><p><b>　　案例分析</b></p><p>　　該企業(yè)的經(jīng)營產(chǎn)品為建筑材料，主要的客戶位于南京市雨花臺區(qū)的幾大建材裝飾城，主要是金虹市場、長江裝飾城、西郊物資商場、綠色建材市場等，同時

22、公司自己設(shè)有下屬的經(jīng)營銷售部。</p><p>　　所以擬在需求點附近設(shè)置一處配送中心，對各需求點進行建材的配送。由于物流成本在企業(yè)中占很大比重，而配送是企業(yè)物流中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，所以需要對該區(qū)域的配送線路進行優(yōu)化，已得到最短路徑，節(jié)約運輸成本，從而降低企業(yè)的運營成本，提高利潤。</p><p>　　該配送中心現(xiàn)有解放牌前四后四的倉柵式貨車四輛，每輛車的載重量為15噸，每輛車每趟會產(chǎn)生一定的費

23、用，在實施優(yōu)化的過程中，要考慮貨車載重量的約束，使得出車費用最省。</p><p><b>　　優(yōu)化方法</b></p><p>　　3.1一般VSP模型</p><p>　　為構(gòu)造數(shù)學(xué)模型，將車場編號為0，任務(wù)編號為,任務(wù)及車場均以點i來表示。定義變量如下：</p><p>　　1 點i的任務(wù)由車輛k完成；<

24、/p><p><b>　　0 否則。</b></p><p>　　1 車輛k從點i行駛到j(luò)點；</p><p><b>　　0 否則。</b></p><p>　　則可得到車輛優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型如下：</p><p>　　模型中，表示從i點到j(luò)點的運輸成本，它的含義可以

25、是距離、費用、變量、時間等，一般根據(jù)實際情況確定，可同時考慮車輛數(shù)和運行費用，如下確定：</p><p>　　當(dāng)i為車場時，包括固定費用和運行費用</p><p>　　當(dāng)i為任務(wù)時，只有運行費用，即</p><p>　　其中，為相對于運行時間的費用系數(shù)；為車輛的固定費用，即增加一車輛的邊際費用。一般認(rèn)為，派出一輛車的固定費用遠遠高于車輛的行駛費用，因此該模型在極小化

26、車輛數(shù)的前提下，再極小化運行費用。減小的值將會是使用的車輛數(shù)增多，而線路長度縮短。若令，則模型目標(biāo)是使用的車輛數(shù)最少。</p><p><b>　　3.2節(jié)約算法</b></p><p>　　節(jié)約 算 法 又稱C-W 算法，是由Clarke和Wright于1964年首次提出的。它的基本思想是首先把各點單獨與源點0(車場)相連，構(gòu)成1條僅含一個點的線路?？傎M用為兩倍的從

27、原點到各點的距離的費用 。然后計算將點i和j連接在一條線路上費用的“節(jié)約值”: </p><p>　　S(i,j)=c0i+ ci0+ c0j+ cj0-(c0i+ cij+ cj0)</p><p>　　= c0i+ c0j-cij</p><p>　　S(j,i)=cij+coi-cijS(i,j) 越大，說明把i和i連接在一起時總路程減少越多。構(gòu)造線路時，根

28、據(jù)S(i,j) 從大到小的順序進行，實現(xiàn)時可在表上操作，具體步驟如下:Step1: 計算節(jié)約值S(i,j) ，并按從大到小順序排列成表格形式;Step2:考察表格中最大元素S(i,j) ;</p><p>　　Step3:考察S(i,j)對應(yīng)的點i和點j，檢查是否滿足下列條件: (1)若 點 i 和點j均不在己構(gòu)成的線路上，則可連接點i和點j，得到線路段 0->i->j->0，轉(zhuǎn)

29、步驟Step4; (2)若 點 i 或點j在已構(gòu)成的線路上，但不是線路的內(nèi)點(即不與源點0直接相連)， 則可以連接，連接后得到線路段0…>i->j->0或0->i->j->…0 ，轉(zhuǎn)步驟Step4; (3)若 點 i 和點j位于己構(gòu)成的不同線路上，且均不是內(nèi)點，則連接后的得到線路段 0->…->i->j->…->0，轉(zhuǎn)步驟Step4;(4)若 點 i

30、和 點j位于已構(gòu)成的同一條線路上，則不能再進行連接，轉(zhuǎn)步驟Step3；Step4:劃去第i行和第j列，即i點不能再到其他點，而j點也不能由其他點到達;Step5:若所有元素均被劃去，則己得到完整線路，算法終止;否則，在沒被劃去的元素中選擇最大元素，轉(zhuǎn)步驟Step3。4.優(yōu)化方案</p><p><b>　　4.1案例數(shù)據(jù)分析</b></p><p>　　該配送中

31、心共有4輛貨車，為一種類型，最大載重量為15噸。該配送中心在世紀(jì)華聯(lián)超市附近，設(shè)代碼為O，各配送點的代碼及分布如下圖所示：</p><p>　　圖1.配送中心分布圖</p><p>　　下表給出了各配送點與零售部的關(guān)系：</p><p>　　表1.配送點和各零售部的關(guān)系</p><p>　　各配送點的物資需求量如下表所示：</p>

32、<p><b>　　表2.物資需求量</b></p><p><b>　　4.2構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)圖</b></p><p>　　將各配送中心的分布用網(wǎng)絡(luò)圖表示出來：</p><p>　　圖2.配送點中心網(wǎng)絡(luò)圖</p><p>　　用谷歌測量中配送中心與各配送點、配送點與配送點之間的最短距離，繪

33、制點對間的距離表：</p><p>　　表3.點對間的距離cij</p><p><b>　　4.3配送線路優(yōu)化</b></p><p>　　用節(jié)約算法計算出節(jié)約值，如下表右上部分?jǐn)?shù)據(jù)所示：</p><p><b>　　表4.節(jié)約值表</b></p><p>　　由表4可知，

34、c(A,F)節(jié)約值最大為3.1，連接A-F點，根據(jù)表2可知，載重量為8+4.5=12.5<最大載重量15，滿足條件，所以A-F可連接，路程為1.0公里；</p><p>　　C（F,H)節(jié)約值為最大1.8,H點獨立，F(xiàn)點已連接，但非內(nèi)點，連接A-F-H,載重量為12.5+2.5=15≤最大載重量15，A-F-H可連接，路程為1.0+1.8=2.8公里；</p><p>　　此時車輛滿

35、載，所以第一條線路為O-A-F-H-O;A/F/H均不可連接，劃去此三行三列；</p><p>　　繼續(xù)按照節(jié)約算法，可得出第二條線路O-C-D-E-G-B-O,該線路載重量為14.5；</p><p>　　第一條線路總里程為5.4里，節(jié)約里程4.9公里；</p><p>　　第二條線路總里程為8.6，節(jié)約里程為2.5公里。</p><p>

36、　　所以，最后用節(jié)約算法得出的最優(yōu)線路為O-A-F-H-O和O-C-D-E-G-B-O，總里程為14公里，共節(jié)約里程7.4公里；共派出兩輛貨車。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　通過對比可以看出，通過節(jié)約算法的優(yōu)化之后，該配送中心的配送線路得到了改進，節(jié)約了34.5%的里程數(shù)，減少了運輸車輛的數(shù)目，從而降低了運輸成本，提高了利潤。<

37、/p><p>　　這只是節(jié)約里程算法的簡單運用，我們也應(yīng)看到，在現(xiàn)實的企業(yè)配送過程中，要考慮的配送點會更多、分布更廣，線路會更復(fù)雜，同時還要綜合考慮配送時間的限制、車輛的保養(yǎng)維修、人力成本、交通路況等諸多因素。因此節(jié)約法簡便易行,但也有一些弊端，</p><p>　　一是過于強調(diào)節(jié)約里程，沒有考慮時間。路況等因素，二是不能對客戶需求作出靈活多變的處理。在配送路 線選擇決策時,通?？紤]較優(yōu)的原則

38、,而不是最優(yōu)化原則. 我們還應(yīng)做到深入了解客戶,加強與客戶的信息交流， 通過對客戶需求的時間變化對其進行分類,以增加配送的靈活性，路線決策過程中實施多路線同步?jīng)Q策，節(jié)約法的實施過程,要綜合考慮路程長短和時間因素，配送的總體過程實際上還會受商品分揀、裝卸、搬運設(shè)備和貨物組裝的共同影響。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1]李軍，郭耀