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基于VSP的器材配送路线优化研究

2018-08-25任佳成空军勤务学院江苏徐州221000

物流科技 2018年8期
关键词:规划法装载量物流配送

陈 明,李 青,任佳成 (空军勤务学院,江苏 徐州 221000)

军事装备配送是根据保障对象的要求,在配送中心或其他物流结点进行备货、配装,在恰当的时间、地点,将恰当的物资,以合理的方式送交给对象的过程[1]。研究军事物流配送,主要是借鉴地方物流配送的先进经验,结合我军军事物流发展现状,探索我军军事物流配送路线优化途径,以期丰富军事物流配送理论体系。通过基于VSP规划法的军事物流配送路线优化,进一步提升军事物流的军事和经济效益。

1 军事物流配送路线优化的内容

配送路线优化的内容是避免不合理运输的出现,因为不合理运输是对运力的浪费,会间接甚至直接影响部队战斗力。以下是不合理运输,也是配送路线优化所要解决的问题[2]。

1.1 迂回运输

凡不经最短径路的绕道运输,称为迂回运输。并非所有的迂回运输都是不合理的,需要具体问题具体分析。例如,在战时,前方道路中断,这时为了赶时间,以保证军事行动的需要,就必须迂回运输。

1.2 船空驶

车船空驶是指运输工具的无载荷运行。在战时,这种现象较为突出。有些空驶是必须的,但多数不应当产生空驶,而无论如何,车船空驶都造成运输工具的不合理使用,造成运力的浪费。

1.3 载重能力的不合理利用

运载工具的载重能力主要是指它在容积和重量方面载运物资的能力。运载工具载重能力的不合理利用反映在两个方面:一是亏栽,二是超载。会造成亏吨和运力浪费以及超载造成运载工具的损坏,造成不安全的重大隐患。

2 配送路线优化的方法

在传统的确定合理供应范围和确定物资调运方案时,常用的是物资供应分界线法,图上作业法,表上作业法等。但是上述方法解决的是物资供应量和需求量之间的优化关系,没有涉及配送路线的优化。我们不妨设配送中心对其所属区域具备足够的保障能力,即物资供应能力足够强,从而引出下面的最佳配送路线规划方法—车辆调度程序规划法(简称VSP规划法)[3]。

VSP规划法的基本思路见图1中(1)所示,P为配送中心所在地,A和B为用户(保障对象)所在地,相互之间道路距离分别为a、b、c。最简单的配送路线是利于两辆车分别为A、B用户进行配送;此时,如(2)所示,车辆运行距离为2a+2b;然而,如(3)所示改用一辆车巡回配送,运行距离为a+b+c,如果道路没有什么特殊情况,可以节约车辆运行距离为

图1 配送中心配送路线的选择

实际应用中,如果给数十家、上百家用户配送,应首先计算包括配送中心在内的相互之间的最短距离,然后计算各用户之间的可节约运行距离,按照节约运行距离的大小顺序连接各配送地并规划出配送路线。VSP规划法比较适用于用户多、规模大的情况,应用起来十分方便。下面举例进行计算,以便更好地理解和掌握这一方法[4]。

图2 配送中心的配送网络图

图2所示为一配送网络,P为配送中心所在地,A,B,…,J为用户所在地,括号内的数字为配送量,单位为吨(t),线路上的数字为道路距离,单位为千米(km)。

为了尽量缩短车辆运行距离,必须求出最佳配送路线。现有可以利用的车辆是最大装载量为2吨和4吨的两种厢式货车,并限制车辆一次运行距离在30千米以内。

第一步:首先计算相互之间最短距离,根据图2中配送中心至各用户之间,用户与用户之间的距离,得出配送路线最短的距离矩阵,如图3所示。

第二步:从最短距离矩阵中(图3)计算出各用户之间的节约行程(如图4)。

图3 最短配送路线距离矩阵

图4 配送路线节约行程图

各结点之间的距离是相互的,取A为顶点。例如,计算A~B的节约距离;

P-A的距离:a=10

P-B的距离:b=9

A-B的距离:c=4

第三步:对节约行程按大小顺序进行排列,见表1。

第四步:按照节约行程排列顺序表1,组合成配送路线图。

(1)初始解:如图5所示,从配送中心P向各个用户配送。配送路线10条,总运行距离为148千米。

(2)二次解:按照节约行程的大小顺序连接A-B、A-J、B-C,如图6所示,配送路线7条,总运行距离为109千米,需要2吨车6辆,4吨车1辆。在图中可以看出,规划的配送路线Ⅰ,装载量为3.6吨,运行距离27千米。

(3)三次解:按照节约行程大小顺序,应该是C-D和D-E,C-D和D-E都有可能连接到二次解的配送路线Ⅰ中,但是由于受车辆装载量和每次运行距离这两个条件的限制,配送路线Ⅰ不能再增加用户,为此不再连接C-D;连接D-E,组成配送路线Ⅱ,该路线装载量为1.8吨,运行距离22千米。此时,配送路线共6条,总运行距离99千米,需要2吨汽车5辆,4吨汽车1辆。

表1 配送路线节约行程排序表

图5 初始解

图6 二次解

(4)四次解:接下来的顺序是A-I,E-F,由于将用户A组合到配送路线Ⅰ中,而且该路线不能扩充用户,所以不再连接A-I;连接E-F并入到配送路线Ⅱ中,配送路线Ⅱ装载量为3.3吨,运行路线为29千米。此时,配送路线共5条,运行距离90千米,需2吨车3辆,4吨车2辆。

(5) 五次解:按节约行程顺序接下来应该是I-J,A-C,B-J,B-D,C-E,但是,这些连接均由于包含在已组合的配送路线中,不能再组成新的配送线路。接下来可以将F-G组合到配送路线Ⅱ中。这样配送路线Ⅱ装载量为3.9吨,运行距离为30千米,均未超出限制条件。此时,配送路线只4条,运行距离85千米,需要2吨车2辆,4吨车2辆。

(6)最终解:接下来的节约行程的大小顺序为G-H,由于受装载量及运行距离限制,不能再组合到配送路线Ⅱ内,所以不再连接G-H;连接H-I组成新的配送路线Ⅲ,见图7。

到此为止,完成了全部的配送路线的规划设计,共有3条配送路线,运行距离为80千米。需要2吨车1辆,4吨车2辆。其中配送路线Ⅰ:4吨车1辆,运行距离27千米,装载量为3.6吨;配送路线Ⅱ:4吨车1辆,运行距离30千米,装载量为3.9吨;配送路线Ⅲ:2吨车1辆,运行距离为23千米,装载量为1.3吨。

使用VSP规划法注意事项:

(1)要充分考虑敌情威胁和道路状况。

(2)预测需求的变化和发展。

(3)要考虑到指定的交付时间。

(4)规模较大的配送网络应利用计算机进行规划设计。

图7 配送中心最佳配送路线(最终解)

3 确定配送路线的目标分析与约束条件

配送路线合理与否对配送速度、成本、效益影响较大,采用科学的合理的方法来确定配送路线,是物流配送的重要环节[5]。

3.1 确定配送的目标

目标的选择是根据配送的具体要求、配送中心的实力以及各种客观条件来确定的。可以有以下多种选择方法。

(1)以效益最高为目标的选择。指计算时以利润的数值最大为目标。

(2)以成本最低为目标的选择。实际上也是选择了以效益最高为目标。

(3)以路程最短为目标的选择。这里指成本与路程的相关性较强、而与其它的因素相关性较弱时,可以选择以路程最短为目标。

(4)以时间最小为目标的选择。

(5)以准确性最高为目标的选择。它是配送中心中重要的服务指标。

(6)以选择运力利用最合理、劳动消耗最低为目标。

3.2 确定配送路线的约束条件

配送的约束条件主要有以下几项:

(1)满足所有收货目标对货物品种、规格、数量的要求;

(2)在允许通行的时间内进行配送;

(3)各配送路线的货物量不得超过车辆容积和载重量的限制;

(4)在配送中心现有运力允许的范围内。

4 结束语

本文运用VSP规划法作为基本原理对配送路线选择问题进行优化,适用于对象多、规模大的情况。实例分析进一步说明VSP规划法在配送运输问题上可行性,且对不同配送问题有着求解速度快,配送成本最低,以及配送目标的可选性。

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