1、第一章 绪论1.1 研究背景目前国际零售资本大量进入中国，有来自美国的沃尔玛、德国的麦德龙、法国的家乐福等几家国际连锁超市，加上本市本土超市大大小小近几十家超市，连锁超市行业竞争日趋激烈。连锁超市要想在市场竞争中获得优势，很大程度上取决物流成本的控制，而这却是供应链管理可以提供的。本课题正是研究连锁超市供应链中的重要环节一物流配送方案设计。目前物流己经成为公认的“第三利润源泉”，而物流配送则被人们认为是这一利润源泉的突破口，受到了国内各行业的极大重视并得到迅速的发展。近两年来我市的连锁超市迅速发展，在促进物流配送业发展的同时，也对配送提出了更高的要求，物流配送成为广泛关注的焦点。由于我国消费者
2、购物习惯的改变，这也直接导致了零售业态的多样化，并衍生出多样、快捷的商品配送需求。而自从中国加入世贸组织后，面对日趋激烈的市场竞争，各行各业都将面临着现代化的物流配送模式的挑战。在对连锁超市物流配送的研究分析过程中，连锁超市物流配送方案的合理化将直接影响到整个超市的物流成本。超市的配送方案是否合理化，是要根据企业的具体情况进行分析的，例如超市的配送的主体、配送的对象、配送的模式、以及顾客的需求等各种因素来决定的。在物流业发展迅猛的今天，设计一个合理的物流配送方案，具有很大意义。本课题以家乐福超市作为研究对象，首先分析配送模式现状及存在的问题，之后通过分析超市销售数据、目标客户、客户购买行为、商
3、品结构等，并结合家乐福超市个门店的具体情况，通过遗传算法优化家乐福连锁超市的配送路线，确定配送方案，并提出相关建议。1.2 超市配送的现状及发展趋势 1.2.1 超市配送的现状在我国零售连锁业不断发生着日新月异变化的同时，连锁企业信息系统的建却相对滞后，特别是配送系统落后制约了我国零售连锁业发展，成为了向国际零售巨头挑战的瓶颈。其主要的原因是因为合理的配送活动可以提高企业的供应保证程度，降低缺货风险，实现低库存或者零库存，从而降低物流成本。国外一些连锁超市企业非常重视配送系统的建设。其独特的配送体系，大大降低了物流成本，加速了货物周转率。而相比之下，我国的零售企业由于在信息系统的建设方面起步晚
4、，所以与国际水平还是存在着一定的差距，尤其是配送系统的落后。国内的配送中心虽然拥有充足的场地，足够的人员配备和齐全的机械设备，但是仍然与国际先进水平仍然存在差距，主要是国内的配送中心其配送系统大多只停留在库存管理的水平，自动化、信息化程度低，对市场需求反应速度慢。对于国内的企业经验型的手工调节仍然在配送中起着举足轻重的作用，配送方式大部分还是采用由门店提出补货请求这种被动式的配送方式进行配送。这种经验型被动式配送方式与现代化的物流配送相差甚远。但是值得庆幸的是，在中国零售连锁业界已经达成了共识，那就是“物流配送”和“信息技术”是连锁企业竞争的主要砝码和胜出的关键，配送系统这一环节已经受到国内各
5、大业界的广泛关注。 1.2.2 超市配送的发展趋势（1）网络化发展趋势 现代社会产品的多元化以及门店数量日益增多，超市的连锁经营成为主要趋势。所以如何能够及时采集企业内部各门店商品销售、存货、订货信息，从而有效加快商品流转速度这将势必成为连锁企业面临的问题，并且我国现在互联网技术已经比较成熟，互联网在商业领域的应用也日趋普及，已近完全具备做好连锁企业配送系统网络化的技术支持。所以超市配送必然有着网络化的发展趋势。（2）智能化发展趋势 商业智能（BI）是一种以数据仓库技术为基础，借助联机分析处理、数据挖掘工具来增强对数据的分析和处理能力，从而实现对企业业务信息的智能化管理的崭新技术。目前国内的应
6、用只是起步阶段，一些开始涉足的企业还处在数据仓库以及数据集市的建设阶段。在连锁超市，商业智能可以对门店的销售数据、顾客购买行为、供应商信息、门店员工管理等方面进行综合分析。特别是在配送系统中引入商业智能技术以后，可以有效改善目前系统的不足，提高市场反应率、准确率，从而达到提高企业的竞争力的目的。所以超市配送必然有着智能化的发展趋势。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。(
7、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。 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 。第二章 家乐福超市配送现状分析2.1 家乐福超市公司简介 家乐福超市成立于1959年的家乐福集团是大卖场业态的首创者，是欧洲第一大零售商，世界第二大国际化零售连锁集团。现拥有11,000多家营运零售单位，业务范围遍及世界30个国家和地区。 集团以三
8、种主要经营业态引领市场：大型超市，超市以及折扣店。此外，家乐福还在一些国家发展了便利店和会员制量贩店。2004年集团税后销售额增至726.68亿欧元，员工总数超过43万人。 家乐福于1969年开始进入国际市场，目前在世界上31个国家和地区拥有一万多家销售网点，涉及的零售业态包括大卖场、超级市场、折扣店、便利店、仓储式商店与电子商务，集团的50万名员工正致力于为20亿消费者服务。家乐福集团建立了全球性的采购网络，向不同国家和地区的供应商采购具有市场竞争力的商品。 家乐福于1995年进入中国后，采用国际先进的超市管理模式，致力于为社会各界提供价廉物美的商品和优质的服务，受到广大消费者的青睐和肯定，
9、其“开心购物家乐福”、“一站式购物”等理念已经深入人心。如今，家乐福已成功地进入了中国的25个城市，在北至哈尔滨、南至深圳、西至乌鲁木齐、东至上海的中国广袤土地上开设了109家大型超市，聘请3万多名员工。在在华外资零售企业中处于领先地位。家乐福还向中国引进迪亚折扣店和冠军食品超市两种业态。 本文以上海的家乐福超市为研究对象,分析20个分店的物流配送路线优化问题。 家乐福分店数目有20个，且都具有一定的规模，网点的货物需求情况类似。需求网点处在配送中心辐射范围内。2.2 家乐福超市配送路线作业现状2.2.1 中转站分析中转站对于配送线路的影响力是不言而喻的，由于中转站的存在决定了配送线路的网点布
10、局，进而影响到配送线路的网络规划。因此看，可以说要研究配送线路的优化，必须首先研究中转站的分布情况。2.2. 1.1 中转站的地理位置分析 （1） 配送需求点 现在以家乐福物流配送中心为原点(0,0), 根据各个分店具体地理位置换算成二维坐标，各商店的坐标如下表1所示：X(km)；Y(km)表2-1 分店所在地坐标分店与配送中心间距离坐标XY1892-453244102053-3066778158-7-691591010121191012-8-13134-5146615-7-8163417-5101829191-152083 i=1，2.20；594配送中心632781配送中心分店车辆路线图2
11、-1 家乐福的配送模式(2) 现有路线是固定不变且为已知,每条线路行驶距离可由表2求得, 配送中心与商店之间，商店与商店之间的距离分析如下表：表2-2 配送中心与分店之间,分店与分店之间的距离(0点表示配送中心)0123456789101112131415161718192000126.44.522309.2179.2171613156.48.5115119.2158.51120137.811392.862173.61.427153.6237.113625626.41306.12136101611191614181310137.15.17.2211234.57.86.1018345131314
12、119.2209.24.51519.25196.1422112118050145.4311281038261533171814361753039363450037452641434020253624344139153369.22.8105143708.3189.26.44.224121204.2114.5234.5717616135.4458.30269.23.65.132209.22712148.5311289.22111133126182602725237.11118214161712179177191412419.29.22705.86.132189.528132013289.21016
13、3.616118436.43.6255.802.231187.22611158.5289.211131.4149.210404.25.1236.12.2029165248.5147.1267.11215271820382024327.1323129014245.12023249.223136.415139.2262512201118181614011119.11714108.9148.53.6104.5153619.2189.57.2524110193.6125223.615112313153324202722826245.11119016181911191657.17.1117344.212
14、1413118.5209.13.6160105.1195.11711135.19.21841111416201514231712181007.12615189.267.2514394.58.517138.57.124145195.17.10248.5191525211936152331122828269.2102211192624019208.56126.117334.512179.29.27.1238.93.6195.1158.51902.2.1.2 中转站需求信息分析具体的每个分店（一年365天）平均每天的需求量信息见表。表2-3 每个分店（一年365天）平均每天的需求量分店1234567
15、8910需求量2324123513分店11121314151617181920需求量23421213222.2.2车辆数分析所需车辆数分析(家乐福配送中心一年(365天)的车辆调度):表2-4 车辆调度情况车辆运用数101291110111010891011运用天数2530364246494838241386表2-5 车辆运用数所占比率车辆运用数相对比率累计比率120.070.07120.080.15110.100.25100.120.37120.130.50110.130.63130.130.76100.100.86140.070.93150.040.97130.020.99110.011.
16、00则家乐福平均每天所用车辆数为12辆。2.3 家乐福超市配送存在的问题 目前家乐福的物流体系是，所有货物由供货商直接送达店面，这种方式虽然灵活，但影响了供货速度，也加重了供货商的负担。由于家乐福各门店自行采购，供货商不一，大大影响了供货速度；并且，家乐福目前的供货方式也加重了供货商负担。家乐福的商品配送分几种情况，大部分情况是通过第三方物流实现的，费用由供应商承担。有些家乐福的门店还习惯于将降价损失、损耗和营业额、毛利率指标的完不成数，转嫁给供应商来承担，也就是说供应商与总部谈好的交易条件到了门店是要附加的，因为家乐福是最大的，供应商也无可奈何；另外据悉，家乐福近期采取的分区采购政策，也使得
17、供货商从过去习惯于以一对一的模式变成了以一对多，这样无疑加大了供货商的运营成本，从而导致他们抱怨多多。 主要问题如下： （1）即时配送率低 家乐福超市目前物流管理还是有很多不足的地方，即时配送率很低，配送的残损率和差错率也较高，供应链并不是很畅通。此外，由于现在产品的多元化，现在快速消费品对消费及时程度也要求很高，运输过程中对配送时间(从生产日期到目前的市场)要求也是一个相当高的地步，如果一些奶制品的配送时间超过3天，超市就不会要了，而有些商品超过一个的配送时间就会成为滞销品。虽然家乐福超市为了增强企业竞争力降低物流成本也建立了自己的配送中心，为企业内部的连锁网点提供物流配送服务，但是从总体来
18、看，配送中心的运作效率不高，配送的差错率和残损率较高。 （2）基础设施较差 家乐福超市目前一些基础设施并不是很完善，现代化、信息化、机械化程度较低，配送效率也越低，由于这些原因导致配送过程物耗大，所以也就使得物流成本提高，这也是家乐福超市物流配送成本居高不下的原因。 （3）配送标准化水平低 家乐福超市配送的现代化水平较低，配送的标准化、规范化是连锁经营的核心，设计一个规范的统一的有序的业务流程式系统是实行连锁经营和配送的关键。家乐福连锁超市规范化水平偏低也是一个不容忽视的现实，配送中心关于集、配、送等功能还没有形成一套规范的作业程序和严整的体系。一个企业要想做高效的物流配送业务，那么在运输工具
19、和信息系统方面必须做到标准化。 （4）竞争手段单一 家乐福超市整体经营水平低下，营销手段单一，超市主要还是停留在价格竞争的基础层面上。第三章 家乐福超市物流配送路线的优化3.1 研究对象目标设定物流配送常考虑以最小化总运输成本或距离最短为目标，总运输成本主要由由两部分组成:(1)运输固定成本：如服务所有客户所需要的车辆数、总行驶距离(或总行驶时间)和与所使用的车辆有关的固定费用；(2)运输营业成本：如司机的管理费,各种工作人员的工资等.家乐福超市的业务运输成本是物流总成本的主要组成部分，占有56%。因此降低公司运输成本成为提高公司效益的直接有效途径。公司自有货运成本各项比例如下表：表3-1公司
20、货运成本比例表固定费用（22%）营业费用（78%）折旧费（租赁费）：装卸工具，车库，办公室，水电，通迅，差旅费，公务车费用业务印刷费人力（司机）：工资,额外福利，装卸费投资利息：车辆，车库,办公室管理成本：职工月工资,额外福利,旅游和娱乐费用,房屋维修费，牌照费，职工培训费，宣传费及业务手续费。车辆运营成本：燃料（燃油，润滑油，过滤器）维修费（人工费+零部件）轮胎费，交通规费，养路费大修理基金提存道路服务：通行费,保险,许可证和登记费高速公路使用费,燃油司机费用占总营业成本的29.4%；维修费和折旧费占总营业成本的19.5%；其它的运营费用占总营业成本的32.6%；燃料费占总营业成本的18.5
21、%；表上所述：公司车辆运营成本占据了总运输成本的78%。随着道路服务政策的变化，车辆营业成本在公司总成本中所占比例日益增大。距离是影响运输成本的主要因素，因为它直接对劳动、燃料和维修保养等变动成本发生作用。针对公司当前成本构成状况，可以知道：通过优化公司配送路线，减少运输车辆行驶总里程，可以减少车辆燃油费和道路服务费支出，进而减少物流总成本。因此，本文针对家乐福配送中心车辆路线优化问题，提出的目标是：总运输成本最小化。分配送中心1分配送中心2分配送中心3.分店1分店2分店2分店4.配送中心图3-1家乐福配送体系结构此问题可以描述为：这是一种分送式配送模型,是由一个供应点对多个客户的共同配送。对
22、配送中心负责的需求网点（家乐福分店），确定适当的配送车辆行驶路线，使其从配送中心出发，有序地通过各个分店各一次，最后返回配送中心，并在满足一定的约束条件下(如车辆容量限制、行驶里程限制、时间限制、顾客需求量、交发货时间等)，达到费用最少的目标。本文研究的是不考虑时间窗的非满载车辆优化调度问题。表述如下：将货物从配送中心配送到各分配送中心,由分配送中心派出容量为的货车承运，现有m辆车，各分店对所需求的货物有一定的要求，第i个分店的货运量为gi，（i=1，2l）已知，在途中只有卸货任务,完成任务后返回配送中心,求满足配送需求的费用最少行车线路。3.2 模型的构建为建模方便，需考虑以下几个前提假设条
23、件：（1）配送中心不会出现缺货的可能并且对顾客的基本配送资料（需求量、地理位置）为已知，配送中心的位置也已知；（2）不考虑配送时间限制，即客户对货物的需求没有时间窗的规定；（3）不考虑每辆车为每个客户的服务时间，即不考虑每个客户的卸货时间；（4）一个配送中心根据配送条件可以负责多个客户，即一个配送中心服务多个客户；（5）车辆由配送中心出发，服务被指定的需求点后，再返回配送中心，区域内的需求点假设为固定数量且位置已知，不发生变动。（6）配送中心拥有一定数量的单一车型的配送车辆，且每辆车的容量已知。（7）每条配送路径上各客户需求量之和不超过配送车辆的容量；（8）每个客户只能由一辆配送车辆送货；（9
24、）每辆车配送总里程不超过其最大行驶距离；（10）各道路均顺畅，不考虑交通堵塞拥挤等特殊情况。将配送中心编号为0，车辆编号为k，任务编号为i=1,2., 所有车型载重量单一，每辆汽车的最大载重量为g，需要向L个需求点送货，每个需求点的需求量为，并且满足，需求点i到j的运距为，配送中心到各个需求点的距离为，再设为第辆汽车配送的需求点数（=0表示未使用第辆汽车），用集合表示第k条路径，其中的元素表示需求点在路径中的顺序为（不包括配送中心），令=0表示配送中心，为每辆车单位里程的行驶费用，为每辆车的派遣费用，考虑运输量约束,停车点车辆数目等约束,可以定义如下的基本模型: (3-1) (3-2) (3-
25、3) (3-4) (3-5) (3-6)在上述模型中各个公式所代表的涵义如下：（3-1）式为目标函数，求总的配送费用最低；（3-2）式用于保证每条路径上各个需求点的需求量和不超过汽车的载重量；（3-3）式表明每条路径上的需求点数不超过总需求点数；（3-4）式表明每个需求点都得到配送服务；（3-5）式表示每条路径的需求点的组成；（3-6）式表示当第辆汽车服务的客户数大于或等于1时，说明该辆汽车参加了配送，则取，当第k辆汽车服务的客户数小于1时，表示未使用该辆汽车，因此取；第四章 家乐福超市物流配送路线模型求解4.1 遗传算法的原理遗传算法GA(Genetic Algorithms)把问题的解表示
26、成“染色体”，在算法中也即是以二进制编码或自然数编码的串。并且在执行遗传算法之前，给出一群“染色体”，也即假设解。然后，把这些假设解置于问题的“环境”中，并按适者生存的原则，从中选择出较适应实际情况的“染色体”来复制，再通过交叉、变异的过程，能够产生更加适应环境的新一代“染色体”组。如此，一代一代地进化，到最后就会获得最适应环境的一个“染色体”，它就是我们所求问题的最优解。长度 为L的n个串(i=l，2，n)，就是遗传算法的初始解群，也可以称之为初始群体。在这每一个串中，每个位就是单个染色体的基因。依照生物进化的术语，对群体需要执行的操作有以下三种：(1)选择(Selection)这是从群体中选择出较适应环境的个体。这些选中的个体用于繁殖下一代。故有时也称这一操作为再生。由于在选择用于繁殖下一代的个体时，是
