物流案例:杭煙物流與送貨線路優(yōu)化

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1 杭煙物流送貨服務(wù)現(xiàn)狀
     浙江省煙草公司杭州分公司(以下稱“杭煙” )目前在杭州城區(qū)共有6 400多家經(jīng)煙零售網(wǎng)點(diǎn),下屬物流中心現(xiàn)有20多輛送貨面包車、100多條送貨線路。2002年10月,杭煙原吳山批發(fā)部實(shí)現(xiàn)了訪(銷)送(貨)分離,標(biāo)志著杭煙物流真正實(shí)現(xiàn)“訪送分離、集中配送、信息管理、定時(shí)到戶”的開端,至此,物流中心在送貨管理上有了集中暴露問題、全盤考慮、統(tǒng)籌安排的條件。如何解決定時(shí)到戶中的送貨車輛調(diào)度問題,如何均衡不同送貨線路的工作量,如何降低卷煙配送成本,杭煙物流核心技術(shù)立足點(diǎn)何在等等。本文將圍繞送貨線路優(yōu)化調(diào)度問題重點(diǎn)展開描述。
     目前杭煙物流共有大小運(yùn)輸車28輛,駕駛員27人。其中經(jīng)煙戶送貨車23輛,包括20輛面包車日常送貨(含大商場1輛),機(jī)動(dòng)調(diào)度車3輛,負(fù)責(zé)倉儲(chǔ)運(yùn)輸貨車5輛。卷煙分揀配貨作業(yè)采用了兩條自行研發(fā)的半自動(dòng)流水線,平均分揀作業(yè)能力達(dá)到單線5 000條/小時(shí),訂單處理能力達(dá)到120~130單/小時(shí)。杭煙物流通過功能強(qiáng)大的信息集成平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了卷煙倉儲(chǔ)管理、庫存控制、訂單處理、分揀配貨、送貨管理、結(jié)算交接等功能的一體化計(jì)算機(jī)信息集成,以低成本的設(shè)備投入、高效率的流程化管理,實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)倉庫向現(xiàn)代物流配送中心的轉(zhuǎn)變。
     2002年11月物流中心共計(jì)運(yùn)輸卷煙37 670件(1件等于50條),其中經(jīng)煙戶送貨22 670件(吳山訪銷部大商場1 580件),倉儲(chǔ)運(yùn)輸15 000件。按當(dāng)月半日送貨量高為28 440條、半日經(jīng)煙戶送貨戶數(shù)高值為653戶統(tǒng)計(jì),平均每輛車運(yùn)需裝30件,送經(jīng)煙戶35戶。
     2 線路優(yōu)化問題的難點(diǎn)分析
     2.1 GIS問題
     眾所周知,車輛優(yōu)化調(diào)度需要一套詳盡豐富同時(shí)實(shí)時(shí)更新的地理信息系統(tǒng)(GIS)支持。杭煙車輛送貨線路優(yōu)化面臨的大問題是GIS建設(shè)問題。雖然目前杭煙物流已有一套電子地圖,但從使用結(jié)果來看,該電子地圖明顯存在不足,不適合用于杭煙物流送貨線路優(yōu)化。主要問題有兩點(diǎn):一是信息量太少,許多街道沒有標(biāo)出,無法量化衡量,尤其是城區(qū)小街小道或者郊區(qū)線路;二是系統(tǒng)更新速度太慢,維護(hù)跟不上,許多街道早在1~2年前就已經(jīng)變化,或改造或新建或更名,該電子地圖還是老樣子。
     為此,筆者走訪了浙江省測繪局地理信息中心,一家省內(nèi)GIS具權(quán)威的管理機(jī)構(gòu)和技術(shù)開發(fā)中心,目前該中心為杭州祐康配送開發(fā)了一套GIS試驗(yàn)系統(tǒng),如圖1所示:
     祐康配送GIS具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn):
     (1)信息量豐富、標(biāo)注細(xì)致。如街道寬窄按比例繪制、街道門牌號自動(dòng)顯示等。
     (2)GIS信息更新及時(shí),維護(hù)管理到位。
     (3)可在電子地圖上自動(dòng)求出任意兩點(diǎn)間的短經(jīng)濟(jì)距離(滿意解),自動(dòng)求出這兩點(diǎn)間所經(jīng)過的街道名稱和送貨先后順序。
     2.2 部分車輛更新問題
     (1)物流配送中心位于杭州市區(qū)北郊皋亭壩,離市區(qū)經(jīng)煙戶所在地較遠(yuǎn),物流中心由北向南“扇形”輻射6 400家經(jīng)煙戶,按目前運(yùn)載力和工作分配,車載量偏低,逢節(jié)假日,送貨量稍有增加,部分送貨車必須跑2次,造成來回“跑空車”,嚴(yán)重加長了送貨時(shí)間,降低了效率,又浪費(fèi)汽油。
     (2)部分車輛超齡服役,車身破舊,發(fā)動(dòng)機(jī)底盤等許多零部件已磨損失靈,不僅影響杭煙物流在客戶中的形象,也給送貨本身帶來安全隱患。其中3輛江西五十鈴面包車已運(yùn)行8年之久,屬于國家強(qiáng)制報(bào)廢年限。
     (3)部分送貨車輛因本身質(zhì)量、老化、油耗高、性能落后等原因,年均維修費(fèi)用非常之高,與車輛自身價(jià)值相比早已不成比例,且有逐年增加態(tài)勢。其中一輛″松花江″面包車2001年維修費(fèi)用高達(dá)8 258元。
     (4)車輛容載量偏低,造成配送成本升高。車輛優(yōu)化調(diào)整系統(tǒng)除了要求送貨線路短,還要求車載盡可能大,盡可能滿載。目前杭煙物流送貨車輛容載量普遍偏低,其中16輛長安之星面包車容載量不到30件。
     根據(jù)以上情況杭煙計(jì)劃進(jìn)行運(yùn)輸車輛的更新配制,近期采取報(bào)廢10輛超齡服役車,換成8輛容載量50件的面包車的措施??蓽p少2輛車和2名駕駛員,同時(shí)經(jīng)煙戶送貨面包車運(yùn)載力整體增加18%,以適應(yīng)杭煙配送車輛優(yōu)化調(diào)度的需要。
     2.3 現(xiàn)有送貨線路劃分方案的缺陷分析
     (1)存在不同的訪銷員對應(yīng)的經(jīng)煙戶在同一送貨區(qū)域。
     (2)以前所屬某訪銷員經(jīng)煙戶搬遷后,為不減少總量,仍保留在原訪銷員轄區(qū)內(nèi),給送貨造成不便。
     (3)部分訪銷員所屬經(jīng)煙戶跨度太大,造成送貨集中度降低。
     要實(shí)現(xiàn)杭煙物流線路優(yōu)化,必須打破原來按照訪銷線路確定送貨線路的弊端,然后初步圈定優(yōu)化對象范圍,對訪銷員所管經(jīng)煙戶的調(diào)整只是緩解矛盾的暫時(shí)階段,因?yàn)樵L銷員所轄經(jīng)煙戶的劃分有銷售工作的實(shí)際原因,根本的方法是進(jìn)行物流內(nèi)部操作流程的再造,加入排單系統(tǒng),從信息流程上真正實(shí)現(xiàn)訪送分離!
     2.4 經(jīng)煙戶網(wǎng)點(diǎn)布局問題
     (1)一條路(街)經(jīng)煙戶位置相臨過密,有的經(jīng)煙戶一家挨著一家。
     (2)有的網(wǎng)點(diǎn)位于農(nóng)村,分散在很窄的巷里,只有微型面包車才能通行。
     (3)有個(gè)別網(wǎng)點(diǎn)微型面包車也不能送到,送貨員來回走較長距離,嚴(yán)重影響了送貨效率。
     對此杭煙抓住現(xiàn)存專賣體制的有利時(shí)機(jī),利用年檢和市區(qū)歸劃的變動(dòng),對杭州市卷煙零售網(wǎng)點(diǎn)布局進(jìn)行較大范圍的排查和調(diào)整。如城郊結(jié)合部和農(nóng)村可以取消小零售戶,開“連鎖加盟店”,而零售網(wǎng)點(diǎn)的位置好盡可能在道路上相隔一定距離。實(shí)踐證明,零售網(wǎng)點(diǎn)的布局調(diào)整既有利于經(jīng)煙戶的生存和發(fā)展,也能大大節(jié)約物流的成本。
     3 杭煙物流線路優(yōu)化調(diào)度的實(shí)施
     3.1 線路優(yōu)化調(diào)度終實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)
     線路優(yōu)化調(diào)度終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)物流中心操作流程改造,真正實(shí)現(xiàn)訪送分離。
     (1)目前的操作流程
     目前車輛的送貨清單生成完全是按照訪銷線路來確定的,很難從整體上優(yōu)化,提高送貨效率。
     (2)改造后的操作流程
     改造后的操作流程在零售網(wǎng)點(diǎn)布局的地理信息系統(tǒng)(GIS)和決策支持系統(tǒng)(DSS)作用下,根據(jù)電子排單系統(tǒng),生成優(yōu)化后的送貨清單,改變了原有按訪銷線路定送貨線路的缺陷,在操作流程上真正實(shí)現(xiàn)訪送分離。
     3.2 GIS開發(fā)設(shè)計(jì)
     一套功能完善、使用方便、信息量豐富細(xì)致、實(shí)時(shí)反應(yīng)城區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)變化的GIS平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)杭煙物流送貨線路優(yōu)化的先決條件,同時(shí)為杭州煙草的城網(wǎng)建設(shè)也提供了一個(gè)基礎(chǔ)信息平臺(tái)。
     杭煙物流配送GIS必須具備下述目標(biāo):
     (1)電子地圖的基本操作功能,包括視圖的放大、縮小、平移,6 400家或主要經(jīng)煙戶位置的標(biāo)注(打點(diǎn)),鼠標(biāo)交互的距離和面積的量算,查詢地理對象的屬性信息等。
     (2)經(jīng)煙網(wǎng)絡(luò)分析功能。如經(jīng)煙網(wǎng)點(diǎn)之間短路徑查詢、經(jīng)濟(jì)距離計(jì)算、近設(shè)施查找,輻射區(qū)域分析。
     (3)提供地理信息的維護(hù)功能,包括基礎(chǔ)地理信息和專題信息的維護(hù),如設(shè)置修改駕駛員的信息(包括姓名、編號、待命狀態(tài)、送貨區(qū)域等參數(shù)),車輛的信息(包括車型、車牌、編號、容載量、車齡、待命狀態(tài)等參數(shù))。
     (4)交通道路信息設(shè)置,主要是指從物流中心到各經(jīng)煙網(wǎng)點(diǎn)的道路情況,主要設(shè)置線路編號、派車時(shí)間、各街道距離(要精確到1米)、始發(fā)點(diǎn)、終端點(diǎn)等參數(shù)。
     (5)對經(jīng)煙網(wǎng)點(diǎn)主要設(shè)置,包括序號、名稱、客戶級別、聯(lián)系方式等數(shù)據(jù)的設(shè)置修改。
     目前杭煙上下已形成一個(gè)共識(shí):要想實(shí)現(xiàn)送貨線路優(yōu)化設(shè)置,必須首先有一個(gè)切實(shí)可行的GIS應(yīng)用平臺(tái)。
     3.3 電子排單系統(tǒng)的開發(fā)
     建立杭煙物流線路優(yōu)化調(diào)度決策支持系統(tǒng)模型,采用先進(jìn)可靠的求解算法(如節(jié)約法、遺傳算法等),同時(shí)把該模型和算法融入到計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件中,輸入各種限制邊界條件和目標(biāo)函數(shù),終輸出每天每次每輛車的電子送貨清單,改變以原批發(fā)部為軸心的與訪銷線路對應(yīng)的送貨線路模式,實(shí)現(xiàn)以高亭壩為中心、由北向南輻射6 400家零售網(wǎng)點(diǎn)的、工作量相對均衡的送貨安排。
     (1)模型和算法分析
     杭煙物流線路優(yōu)化打破了原來按照訪銷線路確定送貨線路的弊端,圈定優(yōu)化對象為整個(gè)城區(qū)6 400多家經(jīng)煙網(wǎng)點(diǎn),由物流中心統(tǒng)一調(diào)度車輛,集中車次送貨。這里采用節(jié)約算法或遺傳算法,把在局部優(yōu)化時(shí)的優(yōu)路線繼承下來,應(yīng)用于整體,而其他剩余的部分則結(jié)合區(qū)域周圍的剩余部分(即非遺傳的部分)進(jìn)行優(yōu)化。如此下去,逐漸把其他的區(qū)域并入優(yōu)化的范疇,后便擴(kuò)展到整體,模型得出的信息即可用來決策輸出,即根據(jù)每次送貨經(jīng)煙戶數(shù)量的不同、各經(jīng)煙戶位置的不同,以及相應(yīng)訂貨量的不同,輸出本次送貨線路車輛調(diào)度的動(dòng)態(tài)優(yōu)化方案。該系統(tǒng)模型算法的主要實(shí)現(xiàn)步驟如下:
     ①根據(jù)不同送貨線路的卷煙訂貨信息,統(tǒng)計(jì)訂貨數(shù)量,目前這部分的信息從公司計(jì)算中心訂貨系統(tǒng)模塊的數(shù)據(jù)庫中獲得。
     ②查詢物流中心車輛數(shù)據(jù)庫,獲得可用車輛的型號和數(shù)量。對需要的車輛作個(gè)前期估計(jì),估計(jì)的數(shù)量為:總的定貨量除于車的容量,若有多種類型,則先選容量大,再選容量小的,如此下去。
     ③利用GIS提供的信息構(gòu)造本次送貨所有網(wǎng)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)圖。
     ④利用圖論的有關(guān)知識(shí),試著搜索一條短的路徑,在搜索的同時(shí),累加經(jīng)過經(jīng)煙點(diǎn)的銷售量,以不能超過車輛的容量為限,這樣得到的便是一條優(yōu)路徑。選車的原則是以容量從大到小為序。
     ⑤重復(fù)第三步,找出該區(qū)域的所有優(yōu)化路徑。
     ⑥預(yù)置一個(gè)滿意值,當(dāng)車輛的實(shí)際裝載量與車輛容量的比值大于所設(shè)滿意值時(shí),認(rèn)為是優(yōu)的(因?yàn)樵趯?shí)際操作中車輛往往不能滿載的),這樣的路徑就可以繼承下來;而對那些小于滿意值的,則結(jié)合起來,再次利用優(yōu)路徑的算法找出優(yōu)的路徑;由于車輛的規(guī)格有大有小,一般來說,是能保證所有的優(yōu)化路徑的比值大于滿意值。而且這個(gè)滿意值也可以根據(jù)不斷實(shí)踐的結(jié)果不斷修正,慢慢增大。這樣的話,就會(huì)逐漸趨向整體的優(yōu)解。
     ⑦增大滿意值重復(fù)計(jì)算所有的路徑,如此反復(fù),直到滿意值不能增大為止,這時(shí)的優(yōu)化路徑便是所要的結(jié)果。其中滿意值的設(shè)定是可變的,它是小于1的一個(gè)量,它反映車輛的容量實(shí)際裝載效率,也是成本計(jì)算的一個(gè)要素。
     (2)線路優(yōu)化軟硬件平臺(tái)
     在系統(tǒng)編碼之前,為建立開發(fā)和測試環(huán)境,需要安裝數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、WEB服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器和其他一些相關(guān)的支撐軟件。
     ①WEB服務(wù)器1臺(tái)。該服務(wù)器可利舊,即借用公司現(xiàn)有WEB服務(wù)器,其功能主要是公司局域網(wǎng)下的頁面?zhèn)鬏敗⒂脩舻脑L問與申請、物流中心車輛調(diào)度員的操作輸入和使用、管理員的維護(hù)等。
     ②數(shù)據(jù)庫服務(wù)器(DB服務(wù)器)1臺(tái)。線路優(yōu)化用數(shù)據(jù)庫主要包括經(jīng)煙網(wǎng)點(diǎn)信息數(shù)據(jù)庫(包括經(jīng)煙戶靜態(tài)數(shù)據(jù)和訂貨量動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)),物流中心送貨車輛、駕駛員、送貨員數(shù)據(jù)庫等。目前該DB服務(wù)器需新購置。
     ③應(yīng)用服務(wù)器1臺(tái)。主要用來放置線路優(yōu)化應(yīng)用系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)從WEB服務(wù)器傳來的信息和密碼的驗(yàn)證、查詢、獲取、計(jì)算,同時(shí)調(diào)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)資源,進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)決策模型的分析決策(需要時(shí)修改數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)),終結(jié)果經(jīng)WEB服務(wù)器反饋給客戶端(B/S結(jié)構(gòu)的基本流程)。目前該應(yīng)用服務(wù)器也需購置。
     ④課題開發(fā)和仿真用客戶機(jī)2臺(tái)。
     ⑤其它一些網(wǎng)絡(luò)連接器件。如集線器HUB、交換機(jī)等。
     ⑥線路優(yōu)化軟件平臺(tái)。軟件系統(tǒng)應(yīng)參照目前公司所采用的平臺(tái),如Windows2000 Server版操作系統(tǒng),SQL Server6.0以上數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),ASP/IIS和JSP/TOMCAT前臺(tái)開發(fā)系統(tǒng),VC++、JA-VA數(shù)據(jù)編程工具等。
     4 系統(tǒng)展望
     線路優(yōu)化設(shè)計(jì)后,主要有以下幾點(diǎn)明顯優(yōu)勢:①使杭煙物流送貨派單系統(tǒng)的應(yīng)用達(dá)到國內(nèi)現(xiàn)代物流發(fā)展同步水平;②劃分后的各個(gè)區(qū)域布局將更合理、地理位置相對集中,預(yù)計(jì)可減少總的送貨車輛數(shù)10%以上,耗油量送貨里程減少20%左右。③各條路線工作量大體平衡,可減少一線員工的抱怨,提高員工滿意度,從而更好的完成工作;④流程改造以后,將在信息流上真正實(shí)現(xiàn)訪送分離。