基于配送路线优化的快递公司配送分区问题研究

作     者：李震翼 

作者单位：北京交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄帝

授予年度：2023年

学科分类：12[管理学] 02[经济学] 0202[经济学-应用经济学] 1202[管理学-工商管理] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 020205[经济学-产业经济学] 08[工学] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：配送区域划分 配送路线优化 角密度 工作量均衡 

摘      要：电子商务的迅速发展使得网络购物总量不断增长,大大增加了末端配送企业的工作量。最后一公里的配送作为唯一与消费者直接接触的环节,最受消费者的关注,直接影响消费者的满意度。因此如何按照客户要求,以尽可能快的速度、尽可能低的成本,保质保量地实现快速、准确的交付,是配送公司亟待解决的问题。对于大部分配送企业而言,对配送区域进行划分后由相同的配送员对同一区域的客户进行配送,有利于提高配送效率,形成配送服务一致性,提高客户满意度。然而,现有的区域划分一方面大部分由管理人员按照主观经验或者邮政编码确定,另一方面难以保证各配送员之间的工作量均衡,增加了快递企业的管理难度。基于以上背景,本文对快递公司配送分区问题进行了研究。首先在对邮政快递公司末端配送区域划分现状分析的基础上,明确邮政快递公司具有避免配送路线交叉、平衡各区域配送员工作量的需求,且需要对配送路线进行优化。因此本文以车辆的固定成本、行驶路径成本为目标函数,配送总距离、工作时间为工作量平衡约束建立线性规划模型,以保证各区域内配送员的工作量大致均衡。其次提出了基于角密度与直线距离的求解框架。在该求解框架中,第一部分为基于角密度与直线距离的区域划分算法,在极坐标系下考虑客户点与配送中心的距离以及角密度将配送区域划分为多个互不交叉的配送子区域。然后基于变邻域搜索算法求解各子区域内的路径规划问题,同时结合算例实验进行了载重量下限与行驶总里程下限的调整,并通过solomn数据的算例分析对算法的有效性进行了验证。最后本文以YZ公司某末端配送网点的数据进行实例分析,对该网点的配送区域划分、配送路径规划进行求解。同时注意到该网点客户需求极为密集,角密度阈值在该问题中对区域划分的数量有较大影响,因此对角密度阈值、车辆载重量以及客户时间窗的灵敏度进行了分析。分析表明:对于配送企业而言,面对客户需求点密集的情况,应适当减小角密度阈值,以保证每个区域的配送员可以在额定的工作时间内完成配送作业;面对客户时间窗相近且紧密的情况,若想提高服务质量,更好地满足客户对时间窗的要求,则需要购置更多的车辆,牺牲车辆满载率;若可以适当降低服务质量,则可以在车辆使用数量、车辆满载率和车辆载重进行权衡,选择相对更经济的方案。