隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國(guó)零售業(yè)在過(guò)去十幾年迅速成為流通業(yè)的一支主力軍。伴隨不斷擴(kuò)大的企業(yè)規(guī)模和迅速擴(kuò)張的店鋪數(shù)量而來(lái)的，是持續(xù)增長(zhǎng)的零售物流成本。如何在滿足所有店鋪的配送請(qǐng)求前提下，有效控制并縮減物流成本，提升企業(yè)盈利能力，從而在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，幾乎是所有零售業(yè)管理者不得不直面的挑戰(zhàn)。

　　
　　根據(jù)中國(guó)物流與采購(gòu)網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，2010年全國(guó)社會(huì)物流總額125.4萬(wàn)億元，同比增長(zhǎng)15%;全國(guó)社會(huì)物流總費(fèi)用7.1萬(wàn)億元，同比增長(zhǎng)16.7%，其中運(yùn)輸費(fèi)用為3.8萬(wàn)億元，同比增長(zhǎng)14%，占社會(huì)物流總費(fèi)用的比重為54%;而物流業(yè)增加值占GDP的比重為6.9%，占服務(wù)業(yè)增加值的比重為16%，表明物流業(yè)發(fā)展對(duì)服務(wù)業(yè)貢獻(xiàn)突出，已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。但從當(dāng)前情況看，我國(guó)物流業(yè)仍處于初級(jí)階段，物流行業(yè)普遍面臨著專業(yè)化程度低、高耗低效等問(wèn)題，造成我國(guó)物流成本較高。我國(guó)全社會(huì)物流總費(fèi)用與GDP的比率為17.8%，而歐美經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的全社會(huì)物流總費(fèi)用約占GDP的9%;據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)一般工業(yè)品流通費(fèi)用約占商品價(jià)格的50%，其中蔬菜、水果的流通費(fèi)用約占70%，而在美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家這一比率僅占8%左右，這些費(fèi)用上的消耗為物流業(yè)的發(fā)展留下了巨大的空間。因此，如何有效控制并降低占物流成本比重54%左右的運(yùn)輸成本，對(duì)于降低物流成本、提高我國(guó)物流水平有著舉足輕重的作用。

　　海鼎作為中國(guó)零售信息化專家，與零售業(yè)和物流業(yè)一起思考降低運(yùn)輸成本之道，共同尋求解決方案，并成立專門(mén)的工作組對(duì)該課題展開(kāi)研究，已形成一些研究成果。本文拋磚引玉，通過(guò)運(yùn)輸成本組成成分的詳細(xì)分析和實(shí)例數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明影響運(yùn)輸成本的主要因素是車(chē)輛的行駛路徑，學(xué)術(shù)界稱之為“車(chē)輛路徑問(wèn)題(Vehicle Routing Problem)”。進(jìn)而對(duì)車(chē)輛路徑問(wèn)題進(jìn)行抽象、提煉，建立數(shù)學(xué)模型，并設(shè)計(jì)高效算法來(lái)優(yōu)化運(yùn)輸線路。為了提高文章的易讀性，文中略去數(shù)學(xué)模型和算法代碼，用通俗易懂的文字進(jìn)行描述。

　　一、分析運(yùn)輸成本的構(gòu)成要素，清晰成本優(yōu)化的目標(biāo)

　　由商品從配送中心到各零售網(wǎng)點(diǎn)配送過(guò)程中所發(fā)生的各項(xiàng)成本來(lái)看，運(yùn)輸成本可分兩部分進(jìn)行考慮，即人力成本和車(chē)輛成本。其中，人力成本主要指企業(yè)需要向司機(jī)、裝卸工等參與運(yùn)輸配送的員工支付工資、津貼、獎(jiǎng)金、福利等費(fèi)用，本文暫不作分析。車(chē)輛成本按其性質(zhì)分為靜態(tài)費(fèi)用和動(dòng)態(tài)費(fèi)用。其中，靜態(tài)費(fèi)用指與貨物周轉(zhuǎn)量無(wú)關(guān)的固定成本，當(dāng)車(chē)隊(duì)歸配送中心所有時(shí)，則主要包含車(chē)輛折舊費(fèi)，車(chē)輛每年交的保養(yǎng)費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)、養(yǎng)路費(fèi)以及各種稅費(fèi)等，與車(chē)隊(duì)所擁有的車(chē)輛數(shù)量有關(guān);而當(dāng)配送業(yè)務(wù)外包給第三方物流公司時(shí)，縮減運(yùn)輸成本的關(guān)注者從零售企業(yè)轉(zhuǎn)換至第三方物流公司，也可引用配送中心自有車(chē)輛同樣的分析套路。動(dòng)態(tài)費(fèi)用則指與貨物周轉(zhuǎn)量相關(guān)的變動(dòng)成本，主要包含燃油費(fèi)、路橋費(fèi)、輪胎等物耗費(fèi)以及各種事故費(fèi)等。隨著車(chē)輛行駛距離的增加，動(dòng)態(tài)費(fèi)用成線性增長(zhǎng)。

　　詳細(xì)的零售物流運(yùn)輸成本各構(gòu)成要素的簡(jiǎn)介如下表所示。

　　
　　為了進(jìn)一步研究每個(gè)構(gòu)成要素在零售物流運(yùn)輸成本中的占比情況，我們以5噸車(chē)為例，以一年為周期計(jì)算其運(yùn)輸費(fèi)用，最終的分析結(jié)果如下圖所示。由圖表的數(shù)據(jù)，我們可以得出燃油費(fèi)占運(yùn)輸成本的百分比高達(dá)50%，因此縮減運(yùn)輸成本關(guān)鍵是縮減燃油費(fèi)。燃油費(fèi)是行駛距離、單位行駛距離油耗和油價(jià)的乘積，從企業(yè)控制運(yùn)輸成本角度看，一方面可以通過(guò)選購(gòu)百公里油耗低的貨車(chē)，另一方面，可以在滿足業(yè)務(wù)需求的前提下，通過(guò)優(yōu)化縮短車(chē)輛的總行駛距離來(lái)控制燃油費(fèi)。文章接下來(lái)將介紹如何通過(guò)線路優(yōu)化縮短行駛距離，從而控制運(yùn)輸成本。

　　
　　二、最優(yōu)化運(yùn)輸線路，控制運(yùn)輸成本

　　通過(guò)前面章節(jié)的分析，我們需要通過(guò)優(yōu)化車(chē)輛的行駛路線來(lái)達(dá)到縮減運(yùn)輸成本的目的，也就是廣受學(xué)術(shù)界關(guān)注的帶容量約束的車(chē)輛路徑問(wèn)題(Capacitated Vehicle Routing Problems，簡(jiǎn)稱CVRP)。車(chē)輛路徑問(wèn)題最早由Dantzing和Ramser于1959年提出，結(jié)合連鎖零售企業(yè)特有的配送特性，可將CVRP定義為：有多家門(mén)店需要從配送中心補(bǔ)貨，已知所有門(mén)店的位置以及其需求量，每家門(mén)店的需求量都不會(huì)超過(guò)車(chē)輛的最大載重量/最大容量，且每個(gè)客戶最多只能由一輛車(chē)配送;配送中心擁有的車(chē)輛數(shù)固定，即每天可安排進(jìn)行配送的車(chē)輛數(shù)有上限，允許一輛車(chē)跑多趟;每輛車(chē)都在配送中心先裝完貨，從配送中心發(fā)車(chē)，按預(yù)先規(guī)劃好的線路逐一送貨至門(mén)店，配送完線路所包含的所有門(mén)店后，最后返回至配送中心;要求在滿足所有門(mén)店配送請(qǐng)求的前提下，在不超出車(chē)輛最大載重量/最大容量的約束下，安排車(chē)輛調(diào)度并設(shè)計(jì)所有車(chē)輛的行車(chē)路徑，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸距離最短、運(yùn)輸成本最小化的目標(biāo)。

　　通過(guò)問(wèn)題定義，不難看出CVRP是個(gè)典型并且比較復(fù)雜的規(guī)劃問(wèn)題。理論研究中，我們運(yùn)用數(shù)學(xué)及運(yùn)籌學(xué)知識(shí)，建立整數(shù)規(guī)劃模型，設(shè)計(jì)啟發(fā)式算法進(jìn)行優(yōu)化求解模型。由于這部分內(nèi)容涉及到許多數(shù)學(xué)符號(hào)、數(shù)學(xué)模型以及大段的代碼，考慮到文章的易讀性，因此不在文章中進(jìn)行描述。數(shù)學(xué)模型是用數(shù)學(xué)的語(yǔ)言描述CVRP問(wèn)題，而算法實(shí)現(xiàn)則是將管理思想和解決問(wèn)題的思路，借用計(jì)算機(jī)之力實(shí)現(xiàn)并解決問(wèn)題的一種有效方法，因此，接下來(lái)，將用通俗易懂的文字描述優(yōu)化算法的核心思想。

　　針對(duì)大規(guī)模零售網(wǎng)點(diǎn)線路的規(guī)劃和優(yōu)化，需要對(duì)高復(fù)雜度的問(wèn)題進(jìn)行逐級(jí)降解，因此采用基于劃分的三階段啟發(fā)式算法。首先，第一階段，結(jié)合行政區(qū)域、道路主干道，按離配送中心距離的遠(yuǎn)近，劃分配送網(wǎng)點(diǎn)，形成不同分區(qū)，這里，可以通過(guò)設(shè)置上下界參數(shù)來(lái)調(diào)整和平衡各分區(qū)的配送工作量。第二階段，對(duì)各個(gè)分區(qū)，采用簡(jiǎn)單的掃描算法即在地圖上將配送中心和門(mén)店連線，固定配送中心，按逆時(shí)針?lè)较蚧蛘唔槙r(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，在不超出車(chē)輛最大載重量的前提下，構(gòu)造配送線路，直至所有門(mén)店都已加入至某條配送線路中，從而形成一個(gè)可行的初始解。第三階段，以初始解為輸入，采用禁忌搜索算法(一種人工智能搜索算法)進(jìn)行優(yōu)化，從而得到優(yōu)化解，形成每日配送線路的構(gòu)造模板。

　　而在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中，一方面，并不是所有的門(mén)店都要求每日配，有些門(mén)店隔日配或者3日一配的都有;另一方面，門(mén)店每日的需求量都會(huì)隨著市場(chǎng)情況而發(fā)生變化，因此每日運(yùn)輸線路需要在收到所有待配送的門(mén)店訂單后生成。每天，在收到所有待配門(mén)店的需求量等信息后，在線路模板基礎(chǔ)上，采用禁忌搜索算法進(jìn)行優(yōu)化，生成當(dāng)天的配送方案。同時(shí)，司機(jī)也可根據(jù)實(shí)際的路網(wǎng)情況和對(duì)道路的熟悉情況，在配送過(guò)程中靈活更改甚至優(yōu)化運(yùn)輸線路進(jìn)行配貨。

　　三、總結(jié)與展望

　　文章引用中國(guó)物流與采購(gòu)網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明控制物流成本的緊迫性和重要意義，同時(shí)根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果，著重關(guān)注高居54%的運(yùn)輸成本;進(jìn)而對(duì)運(yùn)輸成本展開(kāi)充分研究，詳細(xì)分析其組成要素及各要素的占比，最后將焦點(diǎn)鎖定在占運(yùn)輸成本50%的燃油費(fèi)上，并最終引入科學(xué)的研究方法來(lái)對(duì)運(yùn)輸線路進(jìn)行優(yōu)化，縮減燃油費(fèi)、有效控制運(yùn)輸成本，從而提高零售企業(yè)的盈利能力。

　　車(chē)輛路徑優(yōu)化問(wèn)題涉及許多諸如客戶地址、經(jīng)緯度、訂單需求量等變量和諸如車(chē)輛最大載重量/最大容量等約束條件，隨著變量和約束條件的不同組合可引發(fā)其他問(wèn)題，比如在我們所研究的問(wèn)題上，加入客戶送貨時(shí)間這一變量，就是帶時(shí)間窗的車(chē)輛路徑問(wèn)題，其算法的復(fù)雜度就要復(fù)雜許多。此外，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，零售企業(yè)得以迅速擴(kuò)張店鋪，其店鋪數(shù)量也以較快的速度增長(zhǎng)著，迫使車(chē)輛配送線路不斷變動(dòng)。但考慮到司機(jī)對(duì)往日配送線路的熟悉以及與特定線路上的門(mén)店交接人員之間建立的熟識(shí)信任關(guān)系將大大縮短在門(mén)店的逗留服務(wù)時(shí)間，同時(shí)服務(wù)質(zhì)量也得以保證，車(chē)輛配送線路應(yīng)盡量保持一致，不允許較大波動(dòng)。變動(dòng)和一致，這兩者之間的矛盾，如何解決以及如何與GIS、GPS等信息系統(tǒng)相結(jié)合等等一系列的問(wèn)題，都將囊括在海鼎公司專業(yè)推動(dòng)的車(chē)輛路徑優(yōu)化專題系列的研究中，逐步得以探索和解決。
　　（上海海鼎信息工程股份有限公司 文/盧美紅）