配送线路优化方案的研究与设计毕业论文Word格式.docx
《配送线路优化方案的研究与设计毕业论文Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《配送线路优化方案的研究与设计毕业论文Word格式.docx（44页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。
在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。
论文作者签名：
日期：
指导教师签名：
百源木业有限公司配送线路优化方案的研究与设计
[摘要]高效率合理的配送是物流系统顺利运行的保证，配送线路安排的合理与否对配
送速度、成本、效益影响很大。
正确合理地安排车辆的配送线路，实现合理的线路运输，可以有效地节约运输时间，增加车辆利用率，从而降低运输成本，提高企业经济效益与客户服务水平，使企业达到科学化的物流管理,这也是企业提高自身竞争力的有效途径之一。
物流配送路径优化问题具有很高的计算复杂性，属于NP完全难问题，高效的精
确算法存在的可能性不大，但可根据启发算法求得近似最优解。
本文首先对物流配送进行概述，然后以婺源百源木业有限公司的配送方案为例，对百源木业有限公司的配送现状进行分析，并运用节约算法、扫描算法以及改进后的最近插入法对百源木业有限公司的配送线路进行优化，提出最优配送方案。
[关键词]配送车辆路径问题节约算法扫描算法改进的最近插入法
ResearchandDesignationofoptimizationofBaiyuanWoodCo.,Ltd.distributionline
[Abstract]Reasonableandefficientdistributionistheinsuranceofasmoothrunninglogisticssystem;
distributionlinearrangementisreasonableornothasagreatinfluenceonthespeedofdelivery,costsandbenefits.Toarrangeareasonableandcorrectdeliverylineforvehicleand
transportationtime,thusreducingtransportationcosts,improvingeconomicefficiency,enhancingcustomerservicelevelsandenableenterprisestoachievescientificlogisticsmanagement,whichisoneoftheeffectivewayforanenterprisetoimproveitscompetitiveness.TheoptimizationoflogisticsdistributionroutingwhichhashighcomputationalcomplexityisaNP-hardproblem,thatiswhyefficientexactalgorithmisunlikelytoexist.Inthebeginningofthispaperisanoverviewoflogisticsanddistribution,andthentakeWuyuanBaiyuanWoodCo.,Ltd.distributionasanexampletoanalysisofthestatusofitsdistribution,andusesavingalgorithm,scanningalgorithmandtheimprovedmethodhasrecentlyinsertedtooptimizethedistributionlinesforWuyuanBaiyuanWoodCo.,andatlast,proposethebestdistributionscheme.
[Keywords]DistributionVehicleroutingproblemSavingalgorithmSweepalgorithmImprovednearestinsertion
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指
导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致
谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包
含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对
本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的
规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；
学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；
学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；
在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
引言1
第1章物流配送概述3
1.1物流配送的概念3
1.2物流配送的功能3
1.3配送路线优化的意义4
第2章百源木业有限公司配送运作现状5
2.1公司简介5
2.2公司配送现状5
第3章物流配送模型及方法描述7
3.1多回路运输一VRP模型7
3.2节约算法8
3.2.1节约算法的基本原理8
3.2.2节约里程算法主要步骤9
3.3扫描算法9
3.3.1扫描算法的基本原理9
3.3.2扫描算法的主要步骤9
3.4改进后的最近插入法10
3.4.1最近插入法10
3.4.2改进的最近插入法11
第4章百源木业有限公司配送路线优化研究11
4.1建立VRP模型11
4.2百源木业公司的配送线路的分析与优化12
4.2.1原配送线路基本数据分析13
4.2.2基于节约算法的企业配送路线优化13
4.2.3基于扫描算法的企业配送路线优化17
4.2.4基于改进的最近插入法的企业配送路线优化21
4.3三种优化方案比较分析22
结论25
致谢语26
参考文献27
引言
随着社会主义市场经济的不断发展，作为“第三利润源泉”的物流对经济活动的影响日益明显，弓I起了人们越来越多的重视，成为当前“最重要的竞争领域”。
配送是现代物流的一个重要环节，随着物流的全球化、信息化及一体化，配送在
整个物流系统中的作用变得越来越重要。
配送是连接生产与消费之间的一种中介服务。
它是指按客户（包括零售商店、用户等）的订货要求（包括货物种类、数量和时间等方面的要求），在物流中心（包括配送中心、仓库、车站、港口等）进行分货、配货工作，并将配好的货物及时送交收货人的物流活动。
配送不是单纯的运输或送货，而是运输与其他活动（集货，分货，配货）的组合，是“配”与“送”的有机结合。
因此对于配送问题的研究可分为对“配”
和“送”两方面的研究。
“配”主要为配送中心选址问题，“送”包括旅行商问题（TSP）、车辆路线优化问题（VRP）。
由于选址的外部因素（经济，基础设施，环境等）及内部因素（企业战略，劳动力成本和素质等）的影响，单纯考虑距离问题的选址是不合理的，因此在本文中不对“配”进行研究，主要对“送”进行研究。
配送路线的优化，是配送优化中的一个关键环节。
在配送过程中，配送线路合理与否对配送速度、成本、效益影响很大。
设计合理、高效的配送路线方案，不仅可以减少配送时间，降低作业成本，提高企业的效益，而且可以更好地为客户服务，提高客户的满意度，维护企业良好的形象。
配送线路优化是指对一系列的发货点和收货点，组织适当的行车路线使车辆有序的通过它们，在满足一定的约束条件下（货物需求量与发送量，车辆容量限制，行驶里程限制），力争实现一定的目标（行驶里程最短，使用车辆尽可能少）。
但配送作业情况复杂多变，不仅存在配送点多、货物种类多、道路网复杂、路况多变等情况，而且运输服务地区内需求网点分布也不均匀，使得线路优化问题是一个无确定解多项式难题，需要启发算法去求得近似最优解。
本文将以百源木业有限公司当前的配送线路的优化问题作为研究对象，对各
县市需求量及运距进行分析计算，建立VRF数学模型，运用节约算法和扫描算法以及改进的最近插入法对建立的模型进行求解，对百源木业的配送路线进行优化。
最后对三种方法求得的结果进行比较分析，从而为该公司提供较合理的配送方案，以期减少配送里程，降低物流运输成本，提高该公司物流运作效率，客户服务质量和整体竞争力。
第1章物流配送概述
1.1物流配送的概念
配送（distribution）起源于“送货上门”。
20世纪60年代初期，生产企业或中转仓库根据客户的需求，将货物准确的运送到客户手中，形成了配送的雏形——“普通送货。
随着客户对产品多样化和差异化的要求，为了满足客户的需求，原始的普通送货开始转向分拣、配货、送货一体化。
因此产生了配送。
按照国家质量技术监督局发布的中华人民共和国国家标准“物流术语”（GB/T18354—2001），配送是指在经济合理区域范围内根据用户要求，对物品进行拣选、加工、包装、分割、组配等作业，并按时送达指定地点的物流活动[1]。
1.2物流配送的功能
配送作为一种新型的物流手段，伴随着生产的不断发展而日趋成熟。
发展配送，无论对于物流系统的完善，企业的发展，还是整个经济社会效益的提高，都具有重要的作用。
（1）配送完善和优化了物流系统。
第二次世界大战后，高水平的干线运输呼唤支线运输和小搬运配套，但支线运输和小搬运在适应性、灵活性、服务性上的欠缺，致使运力不合理、运输成本过高。
配送的出现使干线运输、支线运输及小搬运统一，输送过程得以优化和完善。
（2）配送提高了末端物流的效益。
配送通过大批量进货，集中发货，以及将多个小批量集中一起大批量发货，都能有效的节省运力，实现经济运输，降低成本，使末端的物流经济效益得到提高。
4）配送简化事物，方便客服。
采用配送的方式，客户只需向一处订购，或一个进货单位联系就可以订购到以往需要去许多地方才能顶到的货物，因此大大的减轻了客户的工作量和负担，也节省了事务的开支。
（5）配送可以降低整个社会物资的库存水平。
发展配送，实行集中库存，整个社会物资的库存总量必然低于各企业分散的库存总量。
同时，配送有利于灵活高度，有利于发挥物资的作用。
此外，集中库存可以发挥规模经济优势，降低库存成本[2]。
1.3配送路线优化的意义
配送合理化与否是配送决策系统的重要内容，配送线路的合理与否又是配送合理化的关键。
选择合的理配送路线，对企业和社会都具有很重要的意义。
对企业来说，
（1）优化配送路线，可以减少配送时间和配送里程，提高配送效率，增加车辆利用率，降低配送成本。
（2）可以加快物流速度，能准时、快速地把货物送到客户的手中，提高客户满意度。
（3）使配送作业安排合理化，提高企业作业效率，有利于企业提高竞争力与效益[3]。
对社会来说，它可以节省运输车辆，减少车辆空载率，降低了社会物流成本，对其他企业尤其是生产企业具有重要意义。
与此同时，还能缓解交通紧张状况，减少噪声、尾气排放等运输污染，对民生和环境也有不容忽视的作用
第2章百源木业有限公司配送运作现状
2.1公司简介
百源木业有限公司地处江西婺源，公司以生产细木工板为主要产品，技术力量雄厚，工艺设备先进研发能力强。
产品经国家人造板质量监督核准中心和省、市质量监督检测，GB/T5849-1999、GB18580-2001标准的E1级质量和环保标准。
公司现有员工370余人，日均产量达2500张/天，年产量60-80万张，产值达7000余万元。
2.2公司配送现状
公司的客户可分为需求量稳定的大客户和需求量随机的小客户。
大客户的需
求具有时间和地点上的不确定性，需求量大的特点，一般采用租车进行点到点运输服务或客户自配卡车。
小客户地点确定，主要位于其所在地的周边县市，如图
1所示，共有9个县市，如景德镇，黄山市，开化县等，但需求较小，公司为推广产品，采用每周专车送货上门服务。
公司现拥有两辆11吨的货车，一辆7吨
的货车，若车辆使用欠缺时，可租赁车辆。
目前，对小客户公司采用的配送线路如图2所示，该配送线路的弊端在于：
配送路线的选择不合理，优化不彻底，导致运距过长，消耗作业时间偏多，不能充分利用车辆配载容积，浪费较多人力和物力资源，影响公司盈利。
各县市每星期需求细木工板的基本数据如表1所示。
表2-1各地区月货运量
客户
1景德镇
2乐平市
3鹰潭市
4贵溪市
5德兴市
6上饶市
7常山县
8开化县
9黄山市
货运量
180
120
60
80
220
70
90
200
数据来源：
于百源木业有限公司内部资料
iHg
QIt山
rh
图2-1百源木业有限公司配送网络图
枱山艮
图2-2公司原有配送路线
第3章物流配送模型及方法描述
3.1多回路运输一VRP莫型
多回路运输问题是现实中很普遍的一种调配问题，特别对于有大量服务对象的实体，例如拥有一个上千客户的企业。
此类调配的核心问题是如何对车辆进行调度。
因此，VRP（VehicleRoutingProblem）模型也应运而生，成了解决多回路问题的一个相当成功的模型[5]o
该问题研究目标是：
对一系列顾客需求点设计适当的路线，使车辆有序地通过他们，在满足一定的约束条件下（如货物需求量、发送量、车辆容量限制，行驶里程限制等），达到一定的优化目标（如里程最短，费用最小，时间尽量少等）。
它涉及了多辆交通工具的服务对象的选择和路径确定两方面问题⑹。
一个典型的VRP莫型可以如下表述：
（2）模型目标确定所需的车辆数N,并指派这些车辆到一个回路中，同时包括回路内的路径安排和调度，使总费用最小。
（3）限制条件：
n不大于m每一个订单都要完成；
每辆车完成任务后都要
回到源点V。
；
车辆的容量限制不能超过；
特殊问题还需考虑时窗限制；
运输规章
3.2节约算法
节约算法（SavingAlgorithm）是用来解决运输车辆数目不确定的VRP问题,它是目前用来解决VRP莫型最有名的启发式算法。
3.2.1节约算法的基本原理
节约算法的核心思想是将运输问题中存在的两个回路（0,…，i,0）和（0,
j，…，0）合并成一个回路（0,…，i,j，…，0）。
在上面的合并操作中，整个运输问题的总运输距离会发生变化，如果变化后总运输距离下降，则称节约了运输距离⑹。
相应的变化值，叫做节约距离Cij，如式
（1）所示。
（1）
调整过程如图3所示⑹
图3-1节约算法的图像描述
322节约里程算法主要步骤
已知条件：
需求点集Nr={1,2,…,n},各点需求量R,各点间最短距离Cj。
第一步,形成一个初始解。
确定各车辆配送点集1（2,,1m令Ijj,
j=1,2,…,n（先采取单点配送）。
第二步,进行节约度的计算。
计算所有点对的节约度.，然后对计算结果
进行升序排列。
第三步，进行回路的合并。
从升序排列的节约度序列中的最上面的值开始，
直到节约里程.的队列空为止，重复下列步骤：
按照节约里程队列从大到
小的顺序，分析客户i和j之间合并的可能性（是否满足装载限制条件、不在同一路径内以及合并次数不超过2）,将i,j连接起来。
如
果不是这样，则从节约里程队列中去除当前的节约里程，分析下一个客户对[9]o
3.3扫描算法
扫描算法（SweepAlgorithm）也是用于求解车辆数目不限制的VRP问题,与节约算法不同的是，它属于亚启发式算法，而节约算法属于构造算法。
3.3.1扫描算法的基本原理
扫描算法是一种“先分组后路线”的算法。
所谓分组，即指派给每辆车一组点。
一种简单的分组方法是将以配送中心为原点的坐标平面划分为多个扇形区域，并初步将每个扇形区域的点分派给一辆车，然后扩充路线。
如果在进行了一
次“分组-路线”的路线构造后，还存在未分配点，则再进行“分组-路线”程序如此反复，直到所有的点均已分配为止[10]。
3.3.2扫描算法的主要步骤
（1）以起始点0点作为极坐标系的原点，并一连通图中的任意一顾客点和原
点的连线定义为角度零，建立极坐标系。
然后对所有的顾客所在的位置，进行极坐标变换。
（2）分组从最小角度的顾客开始建立一个组，按逆时针方向，将顾客逐个加入到组中，直到顾客的需求总量超出了负载的限制。
然后继续建立一个新的组，继续按逆时针方向，将客户加入组中。
（3）重复
（2）中的过程，直到所有客户都被分类为止。
（4）路径优化对各个组内的单回路进行路径优化[11]。
3.4改进后的最近插入法
TSP模型是单回路运输问题的最为典型的一个模型，它的全称是Traveling
SalesmanProbleml，中文叫做旅行商问题。
它是一个典型的NP-Hard问题，对
于大规模的线路优化问题，无法获得最优解。
最近插入法就是一种解决此问题的启发式算法。
3.4.1最近插入法
最近插入法是Rosenkrantz和Stearns等人在1977年提出的一种用于解决TSP（旅行商）问题的算法。
最近插入法由四步完成：
（1）找到C0i最小的节点《，形成一个子回路（subtour），T/代皿。
（2）在剩下的节点中，寻找一个离子回路中某一节点最近的节点vk。
（3）在子回路中找到一条弧（i，j）,使得Cik+Ckj-Cj最小，然后将节点Vi插入到节点Vi，Vj之间，用两条新的弧（i，k），（k，j）代替原来的弧（i，j），并将节点vk加入到子回路中。
（4）重复步骤
（2）、（3），直到所有的节点都加入到子回路中。
这样，子回路就演变为了一个TSP的解[12]。
3.4.2改进的最近插入法
（1）找到c0i最小的节点vi，形成一个子回路（subtour），Tv0,vk,v0。
（2）在剩下的节点中，寻找一个离子回路中某一节点最近的节点vk。
若此
时回路的总货运量未超过车的载重限制，则继续步骤（3）。
否则，转
（1）寻找新的一条回路。
（3））在子回路中找到一条弧（i,j）,使得Cik+Ckj-Cj最小，然后将节点Vi插入到节点vi，vj之间，用两条新的弧（i，k），（k，j）代替原来的弧（i，j），并将节点Vk加入到子回路中。
若此时该回路的总路程为未超过车辆的行程限制，则继续步骤（4）。
否则转步骤
（1），寻找新的一条回路。
（4）重复步骤
（2）和（3），直到每一个节点都被归入某一个子回路中。
第4章百源木业有限公司配送路线优化研究
4.1建立VRP模型
多回路运输问题时现实生活中十分常见的一种调配问题。
此类调配问题的核心问题是车辆调度。
因此VRP莫型也应运而生，成了解决多回路问题的一个相当成功的模型。
据此对百源木业有限公司的配送系统建立VRP莫型。
基本条件：
百源木业公司需给9个客户送货，客户依次为1,2,…,9，现有1辆7吨（长7.8m,宽2.2m,高3.6m）的货车（每百公里油耗21L），2辆11吨（长9.5m,宽2.3m,高3.6m）的货车（每百公里油耗27L），柴油每升7.07元，司机每天工资100元。
模型目标：
确定所需要的车辆的数目N、车辆类型、司机数量以及各车行走
的路径，并指派这些车辆到一个回路中，同时包括回路内的路径安排和调度，使得运输总费用最小。
限制条件：
（1）基于人性化与安全的考虑，当运输里程超过350公里时，需配备两名司机，为防止突发运输事件，车辆必须当天回到公司，减去去由于装卸货等影响因素，各车最大运输距离为600公里。
（2）每辆车完成任务之后都要回到源点0处。
（3）车辆的容量限制不能超过。
7吨的货车最多可装300张细木工板，11吨的最多可装500张细木工板。
11吨货车运输单价比7吨的低，优先使用11吨车，若不超过300张细木工板，则使用7吨货车。
4.2百源木业公司的配送线路的分析与优化
已知百源木业公司为0点，分别向9个小客户点配送细木工板，其拥有一辆7吨的车和两辆11吨的车，7吨卡车最大容量为300张细木工板，11吨卡车最大载量为500张。
设各点间的距离为C,Cq|i,j1,2L,9，节约距离为q。
每辆车的载货量为r，各点需求量为Ri1,2L,9，每辆车的行驶里程为
Lii1,2L,9，Li
升级会员 