中山市大参林连锁药店的配送路径优化.docx

中山市大参林连锁药店的配送路径优化【摘要】本文以中山市大参林连锁药店为研究对象，在实习期间向公司获得具体的配送数据，包括仓库资料、配送规划、配送时间、配送量等，根据它目前的配送现状发现中间可能存在的问题。为了避免模型数据在求解过程中对结果产生影响，将配送门店的平均需求进行比例放大得到虚拟需求，使其与对比项在总配送量上达到一致。以得到最短的配送路径为优化目标，出于对问题的特点以及算法的寻优效率考虑，选择单目标遗传算法的思路建立模型，并利用MATLAB7.0软件进行优化求解，最终得到一个在配送总路程以及配送车辆数量上比现实方案更优的配送方案，这个优化结果在理论上能更好地提高配送效率以及降低物流配送成本。【关键词】医药物流；连锁药店；路径优化；遗传算2注：本论文（设计）题目来源于教师的国家级（或省部级、厅级、市级、校级、企业）科研项目，项目编号为：。DistributionpathoptimizationofZhongshandashenlinchaindrugstoreAbstractThisdissertationtakesDaShenLinchaindrugstoreinZhongshanastheresearchobject.Duringtheinternshipinthecompany,obtainspecificdistributiondata,includingwarehousedata,distributionplanning,distributiontime,distributionvolume,etc.Accordingtoitscurrentdistributionstatus,themiddlemayexistproblems.Inordertoavoidtheinfluenceofmodeldataontheresultsinthesolvingprocess,theaveragedemandofdistributionstoresisscaleduptoobtainthevirtualdemand,whichisconsistentwiththecomparisontermsinthetotaldistribution.Withtheoptimizationtarget,inordertogettheshortestdeliveryrouteforthecharacteristicsoftheproblemandalgorithmoptimizationefficiencyconsideration,choosethesingleobjectivegeneticalgorithmmodel,anduseMATLAB7.0softwareoptimizationsolution,endupwithatotaljourneyindistributionanddeliveryvehiclesquantityprojectschemeisbetterthanthephysicaldistribution,theoptimizationresultsintheorytobetterimprovethedistributionefficiencyandreducelogisticscosts.KeywordsPharmaceuticalIogisticsPharmacyChainPathOptimizationGeneticAlgorithm目录1前言11.1 研究背景I1.2 文献综述11.2.1 国外研究现状21.2.2 国内研究现状21.3 研究方法31.3.1 文献研究法31.3.2 实地调研法31.3.3 数学建模法31.3.4 案例分析法31.4 研究意义42中山市大参林连锁药店配送现状分析52.1 公司简介52.2 配送现状52.2.1 配送情况52.2.2 周三配送的门店分布情况62.2.3 配送流程82.3 配送问题和分析92.3.1 配送问题92.3.2 问题分析103遗传算法模型123.1 模型的相关理论123.2 模型选择的原因143.3 模型的不足144配送路径优化问题建模154.1 问题描述154.2 目标描述164.3 提出假设164.4 模型求解174.4.1 符号含义174.4.2 建立模型184.4.3 模型求解184.5 结果分析204.6 转换数据224.7 数据对比235总结与展望255.1 总结255.2 展望25参考文献27致谢29附录A遗传算法的代码30附件B门店地理经纬度表错误!未定义书签。1前言1.1 研究背景药品，是一种特殊的商品，它保证人们能从不可避免的疾病中能得到治愈，而随着经济的发展以及全面建成小康社会的推进，国家对药品的方方面面都做出了重大的改革，药品的集中采购、处方外流、“4+7”政策在医药零售市场中，截止2018年年底，医药及医疗器材专门零售企业约23万个，年均增速20.3%,资产总计5668.8亿元，营业收入7259.3亿元。据中信证券统计，从2019年初至三季度，全国药房整体数量共降低了18917家，但是同期上市公司药房数则增加了3330家12),可见国内的医药零售市场开始进行优胜劣汰，各大医药企业唯有不断压缩成本，提供更优质和价廉的商品才能牢牢抓住市场份额，而作为“第三利润源泉”的物流，也将成为优化整合的重中之重。1.2 文献综述物流配送路径优化，又称VRP问题(VehicleRoutingProblem),出于对VRP问题在实际运用中具有的广泛性和高价值等性质的利用，不少学者研究出各种应用于VRP问题求解的方法和模型，目前，主流的求解VRP问题的方向主要是精确算法和启发式算法。精确算法主要是应用数学上的方法来达到解决具体的数学模型的目的，但由于VRP问题是NP问题(NOiI-DeterministicPolynomialProblems),它没有办法直接求到唯一的最优解，而通过牺牲时间和空间复杂度来换取问题精确解的精确算法仅适用于研究范围较小的问题。启发式算法是一种仿生型的算法，它根据直观感觉或者是自然界的一些原理的启发，将问题的求解在大范围内缩小至可接受范围，从而得到相对较优解。由于启发式算法在求解范围较大的VRP问题中的优势，近些年越来越多学者不断发掘启发式算法的潜力，如粒子算法、模拟退火、蚁群算法、遗传算法、禁忌搜索，甚至是将几种各具优点的算法混合在一起，形成混合算法进行研究，但是由于这种算法的研究起步晚，缺乏有力支撑的理论证明，所以还处于研究的初级阶段。1.2.1 国外研究现状VRP问题的相关理论最早是20世纪50年代在国外提出的，Dantzing等人在研究如何使运油卡车在油库和加油站之间缩短行驶路径时，使用线性规划的方法得到了一个较优解3,这就打开了路径规划研究新世界的大门。1970年，Orlicky提出物料需求计划(MRP),然后Wight将之改善，并提出来制造资源计划(MRPII),与此同时，Wight和Clarke根据DamZing提出的方法改进并提出一种新的计算方法，那就是著名的节约算法4,这些算法提出后，越来越多学者把关注点放在了路径规划上，他们运用运筹学、数学、网络空间分析、计算机等，不断尝试着找出更优秀的模型方案。S.Shahnejat-Bushehri等人(2019)运用元启发式算法，研究带时间窗的路径优化问题来达到最大程度减少看护人运输和空闲时间成本。FdbioNeves-Moreira等人(2020)在研究路径优化问题时考虑车辆加油的情况，运用分支切线和数学算法去降低车辆的配送路程6。MahdiAbbasi(2020)等人利用计算机系统，在智能交通系统中优化路径问题求解的算法，最后证实提出的方法能在多核以及多核系统上并行化遗传算法的效率7。1.2.2 国内研究现状相对于国外，我国在VRP问题研究的起步上要比国外晚，在90年代才逐渐兴起，但由于我国经济发展较快，而且国内的产业链完整多样，这给VRP问题的研究提供了很大的研究素材和研究机会。1989年，西南交通大学的郭耀煌教授带领他的学生在多车型、多车场等类型的VRP问题上进行深入研究，并出版了国内有关于VRP问题研究领域的第一本著作车辆优化调度80近些年，国内学者也开始紧跟国际VRP问题研究的潮流，并在此基础上增加国内经济的特色，对模型进行改良优化。谭颖(2010)将药品需求的预测和确定的职能转移，采用延迟分货式配货的方法，有效地降低了物流的成本0。郑国华(2011)考虑消费药品的随时性和不确定性，对医药物流配送添加了带时间窗的研究，并用遗传算法得到有效求解10。黄惠春等(2015)以排队理论为核心，以广州某大型国企医药配送中心为研究对象，将其配送系统分解成两个接点的马尔可夫排队网络，并利用运筹管理软件分析数据得出优化方向11。王宇宁(2018)在“两票制”的制度下，利用公司的库存数据，针对KH医药经营公司在三级配送系统的问题作出分析研究，采用聚类分析和遗传算法求解最优配送方案并提出库存策略，丰富了库存-路径管理研究领域12。宋晓昭(2018)研究我国农资物流配送，以H企业的配送为例子，使用MATLAB对遗传算法模型进行求解，成功地得到有效的优化方案13。罗威等人(2019)改进DijkStra算法，利用MATLAB软件解决算法时间复杂度的问题，从计算方法和搜索效率上求解多节点的最短配送路径13研究方法1.1 .1文献研究法为了能够对配送路径优化有个更全面的认识和了解，在知网、维普、万方等网站上阅读相关的文献，学习和总结其他学者在这方面的研究方法和优化思路，针对研究对象的特点寻找相似的文献进行解读。同时，出于使研究更贴近现实，浏览各大政府网站和医药相关公告，搜集相关的数据作为理论支撑，了解医药连锁行业在政策改变下的发展。1.2 .2实地调研法本文是以中山市大参林连锁药店为实例分析的研究，在研究过程中，曾到负责中山市门店配送的江门仓进行参观，并在企业微信上就相关问题进行咨询得到解答。同时，在门店实习了6个月，对仓库的配送情况以及流程有一定程度的了解，并参加过如何优化公司物流配送端的讨论。1.3 .3数学建模法公司对实体门店在配送方面分为一周一配、一周两配、一周三配，而在范围方面划分为15大片区，本文将根据收集到的数据，包括门店在一段时间内的平均需求量、配送车辆的配送路径、配送耗用的时间等进行分析，选择合适的数学模型进行配送路径规划，利用MATLAB得出结果后再与原配送路径和配送成本进行对比。13.4案例分析法大参林医药集团有限公司主要以连锁药店为发展之本，旗下门店数量众多,分布广泛，在医药零售行业中具有很好的代表意义。本文以大参林连锁药店为研究对象，了解到其在中山一共有113间门店，其中数量还在逐年增长，供应商有580多个，服务于中山和珠海区域的江门仓月吞吐量约为5000万件。本文将根据收集的数据进行配送路径的规划优化并和传统的配送路径进行对比分析，为公司乃至其他医药零售端在医药配送方面提供参考意义。1.4 研究意义医药商品的正常流通是人民健康的基本需求，它不仅能满足人们的用药需求,还关乎人们的用药安全，流畅的药品流通能大大减少门店的药品效期管理，从而避免顾客买到近效期甚至是过期的药品，影响顾客的用药体验和身体健康。大参林医药集团股份有限公司在我国药品零售行业中排名第三，其门店数量截止到2019年上半年已有4153家，与去年同期相比，门店总数量增加了1640家115,门店数量的增长一方面能服务更多的群众，另一方面则会加大了物流配送