基于节约里程法和时间窗的农产品配送优化<br/>——以广州DS公司为例

基于节约里程法和时间窗的农产品配送优化
——以广州DS公司为例

2022-11-29黄友文

保鲜与加工 2022年11期

黄友文

（广州科技职业技术大学，广东广州 510550）

近十年来，随着我国经济和科技的发展，物流行业得到快速发展。我国是农产品生产和消费大国，农产品物流也相应地上了一个台阶。据国家发展和改革委员会统计的数据显示，2020年全国社会物流总额300.1万亿元，2021年全国社会物流总额335.2万亿元，按可比价格计算，同比增长9.2%。其中，2020年农产品物流总额4.6万亿元，2021年农产品物流总额5.0万亿元，按可比价格计算，同比增长7.1%[1-3]。然而农产品具有天然易腐易损、不易贮藏等特性，在传统的配送模式里，由于缺乏专业的配送设备以及有效的管理方式，大大地影响了农产品的品质与口感。消费者在趋于理性消费的同时，越来越追求品质生活，农产品相关流通企业也因此更加重视流通各环节对农产品品质的影响，关注农产品的配送优化，以此提高农产品在市场上的竞争力。本文以广州DS公司为例，从配送的路线规划入手，在保证配送时效、合理配载的基础上，采用节约里程法，研究如何使配送车辆以尽可能短的距离完成配送任务，以达到既节省燃油费，又缩短农产品在途时间的目的。

1 节约里程法的基本思想

为了降低总成本，实现利益最大化，配送中心必须对配送车辆、送货时间、行车路线等进行合理优化。目前广州DS公司没有对配送路径进行精准计算，在这种现状下，可以采取节约里程法进行配送路径优化，以减少配送里程，降低配送成本，从而达到降低物流总成本的目的[4]。

1.1 节约里程法的基本思想与原理

在节约里程法的配送模式里，假设P0为配送中心所在位置，Pn（n≥1）为需要进行配送的客户点。假设P1和P2是其中两个客户点，则P0到P1和P2的距离分别表示为P0P1和P0P2，P1和P2两个配送点之间距离表示为P1P2，以此类推。

根据配送业务一般的运作流程，可以有两种方案：第1种是分别派两个车，分别给这两个客户进行配送，则这个方案的配送路程总计为2P0P1+2P0P2。第2种方案是只用一辆车，根据客户点的配送时间先后需求来完成，该方案的最终配送总里程合计为P0P1+P1P2+P0P2。由于这3个不同的点在同一个平面上，这时3个点可以形成一个三角形的关系[5]。

通过分析其中的原理，三角形的任意两条边之和大于第三边，我们可以得到P0P1+P0P2＞P1P2，所以（P0P1+P0P2）+（P0P1+P0P2）＞（P0P1+P0P2）+P1P2，即2P0P1+2P0P2＞P0P1+P1P2+P0P2，因此第2种方案的配送里程比第1种方案要少。第2种方案可以节约的里程是2P0P1+2P0P2-（P0P1+P1P2+P0P2）=P0P1+P0P2-P1P2。将这种方法应用于多个配送点的配载运输上，把节约里程从大到小计入同一条运输路线的运输车辆上，直到此车接近满载后再安排下一辆车重新进行规划，以此类推，直至完成所有的配送任务[6-8]。

1.2 节约里程法的优缺点分析

1.2.1 优点

节约里程法一方面优化了配送运输的环节，减少了运输路程，是一种简便、成本低的方法；另一方面，企业物流活动一体化得以体现，配送网络优势明显，且思路简单清晰，执行起来得心应手。

1.2.2 缺点

当不考虑行程中的时间因素时，使用节约里程法选取配送路线太强调路程的节约，而在某些情况下，时间更能决定物流配送的成本和服务质量[9]。例如，在城市间的传输过程中，是否选择高速公路，城市内部上下班时间道路是否拥挤，一次巡回时所花费的时间长短，交通事故和转移失误等，都会对配送工作人员的心理状况产生直接的影响，因此在运送路线的选取上，时间因素也非常关键[10-11]。

采用节约里程法不能灵活、多变地解决顾客的个性化需求，导致企业的生产、销售和配送越来越趋向于小批量、品种、批次。因此，节约里程法更适合稳定性的需求，或者订货周期相对固定的客户，或者需求没有太大波动的客户类型进行配送[12-13]。

2 广州DS公司配送现状分析

2.1 广州DS公司基本情况介绍

广州DS公司原本是一家农产品种植、生产公司，近年来由于生产的农产品以“绿色、有机、健康”为卖点吸引了很多消费者，产品质量和口碑较好，形成了一定的客户源。为了满足商超类型客户的配送需求，该公司成立了一家农产品配送公司。生产基地及配送中心仓库均在广州市番禺区大石镇，大部分的客户也分布在其周边。现在仅以客户群中的其中12个客户为例进行以最短路径为目标的配送路线规划。

2.2 广州DS公司配送业务基本数据

广州DS公司用于农产品销售配送的车辆类型是3 t和4 t的恒温冷藏车。计划进行优化的12个客户对农产品的交货数量、时间要求，包括一些常见的异常情况导致的交货时间上的变化可接受范围详见表1，配送中心（P0）至各客户（Pn）以及各客户之间的距离详情见表2。

表1 客户对货物需求量及时间窗Table 1 Customer demand for goods and timewindow

3 以节约里程法对广州DS配送业务进行优化

首先，按客户要求的时间窗先后顺序进行排序，如表3所示。然后，根据节约里程法及相关数据，计算出各配送点间的节约距离，如表4所示。最后安排配送路线。计算客户总需求量：0.9+0.5+0.6+0.7+1.0+1.2+0.8+0.7+0.9+0.6+0.5+0.7=9.1 t。由于车辆均采用3 t的车型，9.1÷3=3.03 t，因此至少安排3辆车，运行3条路线。根据表3中客户交货的时间窗排序所示，P3、P1、P5是客户交货时间窗排列在前面的3位，因此这3个客户分别是3条配送路线的第1位配送客户。先安排第1条路线，将P3确定为第1条路线上的第1个配送客户，接着将P3至其他配送点的节约里程计算出来，如表5所示。

表3 客户交货的时间窗排序Table 3 Sorting of customer delivery time window

表4 各配送点间的节约距离Table 4 Saved distanceof each distribution point 单位：km

表5 P3至其他配送点的节约里程Table5 P3 saved mileage to other distribution points

为了安排第1条路线的第2个客户，对P3至其他客户的配送节约里程进行比较（由于P1、P5分别是另外两条路线的第1个配送客户，因此不用再作比较）。由表5可见，P10是P3去其他所有配送点中能够节约最大距离的一点，因此选择P10为第1条路线的第2个配送客户，此时总的配送量为0.6+0.6=1.2 t，离3 t还有差距，因此还可以增加配送量。

接着安排第1条路线的第3个客户。分析P10至其他客户的配送节约里程，具体如表6所示。分析节约里程可以得到P4为第1条路线的第3个配送客户，此时总的配送量为0.6+0.6+0.7=1.9 t，因此还可以增加配送量。

表6 P10至其他客户的配送节约里程Table 6 P10 mileage saved by distribution to other customers

继续安排第1条路线的第4个客户。分析P4至其他客户的配送节约里程，具体如表7所示。

表7 P4至其他客户的配送节约里程Table 7 P4 mileage saved by distribution to other customers

通过节约里程分析可知，P4至P7、P12的节约里程相同，均为10 km，但是P7比P12的需求量多0.1 t，本着充分利用车辆设备资源的原则，由于该辆车前面的已确定客户点总需求为1.9 t，加上P7（0.8 t）也不超重。因此确定P7为第1条路线的第4个配送客户，此时总的配送量为0.6+0.6+0.7+0.8=2.7 t，此时总配送量接近3 t，同时考虑到时间窗的要求，无法再加任何配送点。

由此可得第1条路线上的配送点为P0-P3-P10-P4-P7-P0。按照同样的方法求出其他两条路线分别为P0-P1-P9-P2-P12-P0和P0-P5-P6-P8-P11-P0。使用节约里程法进行配送的总里程为79 km，即在每天常规的配送任务里面，以一日一配来计算，未优化前的总里程为（7+6+8+9+5+4+6+3+4+7+5+4）×2=136 km,而且最少需要4辆车才能完成任务。使用节约里程法仅以12个配送点为例进行优化，一日一配就可节省57 km的运输成本，一年以360 d计算，整个公司有一百多个配送点，在油价不断上涨的今天，将是一笔很可观的费用。