第九讲节约里程法案例详解
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"节约里程法"英文翻译:节约里程法(Saving Algorithm)内容摘要:节约里程法又称节约算法,是指用来解决运输车辆数目不确定的VRP问题的最有名的启发式算法。
什么是节约里程法节约里程法又称节约算法,是指用来解决运输车辆数目不确定的VRP问题的最有名的启发式算法。
节约里程法的基本原理节约里程法的基本思路如下图,已知O点为配送中心,它分别向用户A和B送货。
设O点到用户A和用户B的距离分别为a和b。
用户A和用户B之间的距离为c,现有两种送货方案,如图下(a)和(b)所示。
在上图(a)中配送距离为2(a+b);图上(b)中,配送距离为a+b+c。
对比这两个方案,哪个更合理呢?这就要看哪个配送距离最小,配送距离越小,则说明方案越合理。
由上图(a)中的配送距离,减去图1(b)中的配送距离可得出:2(a+b)-(a+b+c)=(2a+2b)-a-b-c=a+b-c(1)如果把上图(b)看成一个三角形,那么a、b、c则是这个三角形三条边的长度。
由三角形的几何性质可知,三角形中任意两条边的边长之和,大于第三边的边长。
因此,可以认定(1)式中结果是大于零的。
即:a+b-c>0(2)由(2)式可知,(b)方案优于(a)方案,节约了(a+b-c)的里程,这种分析方案的优劣式的思想,就是节约里程法的基本思想。
、拓展资料:一、节约里程法核心思想节约里程法核心思想是依次将运输问题中的两个回路合并为一个回路,每次使合并后的总运输距离减小的幅度最大,直到达到一辆车的装载限制时,再进行下一辆车的优化。
优化过程分为并行方式和串行方式两种。
二、节约里程法示例例:有一配送P具有如图所示的配送网络,其中A-J表示收货站,()内数字表示发送量(吨),路线上的数字表示道路距离(公里)。
问为使行走距离尽量小,应该如何去求配送线路?假设能够利用的车是2吨车(即最大载重量是2吨)和4吨车两种,并限制车辆一次运行的初步距离是30公里。
物流方案设计(最优运输路线决策-节约里程法)典型实例:已知配送中心P O向5个用户P j配送货物,其配送路线网络、配送中心与用户的距离以及用户之间的距离如下图与表所示:图中括号内的数字表示客户的需求量(单位:吨),线路上的数字表示两结点之间的距离,配送中心有3台2t卡车和2台4t两种车辆可供使用,1、试利用节约里程法制定最优的配送方案?2、设卡车行驶的速度平均为40公里/小时,试比较优化后的方案比单独向各用户分送可节约多少时间?第(1)步:作运输里程表,列出配送中心到用户及用户间的最短距离。
得初始方案配送距离=39X 2=78KM第(5)步:根据载重量约束与节约里程大小,将各客户结点连接起来,形成二个配送路线。
即A B 两配送方案。
序号 路线 节约里程 序号 路线 节约里程1 P 2P 3 10 6 P i F 52 2 P 3P 4 8 7 P i P3 1 3 P 2P4 6 8 F 2F5 0 4 P 4P 5 5 9 F 3F 5 0 5P l P 2410P i F 4第(2)步:由运输里程表、按节约里程公式,求得相应的节约里程数,如上表( 第(3)步:将节约里程 sij 进行分类,按从大到小顺序排列第(4)步:确定单独送货的配送线路)内。
(1.5)①配送线路A:P0-P2-P3-P4- P 0 运量q A= q 2+q3+q4 = 1.7+0.9+1.4 = 4t 用一辆4t 车运送节约距离S A =10 +8 = 18km②配送线路B: P 0-P5 -P 1-P0 运量q B =q 5+q1=2.4+1.5=3.9t<4t 车用一辆4t 车运送节约距离S B=2km第(6)步:与初始单独送货方案相比,计算总节约里程与节约时间总节约里程:△ S= S A+S B= 20 km与初始单独送货方案相比,可节约时间:△T = △ S/V=20/40=0.5小时。
节约里程法应用案例在当今竞争激烈的商业环境中,物流成本的有效控制对于企业的生存和发展至关重要。
节约里程法作为一种优化配送路线的有效方法,能够显著降低运输成本,提高物流效率。
接下来,让我们通过一个具体的案例来深入了解节约里程法的实际应用。
假设我们有一家位于城市中心的配送中心,需要向位于城市不同区域的五个客户(A、B、C、D、E)配送货物。
每个客户的需求量以及他们之间的距离如下表所示:|客户|需求量(吨)|与配送中心距离(公里)||||||A|5|10||B|8|12||C|3|8||D|6|15||E|4|11||客户|A|B|C|D|E|||||||||A| | 18 | 22 | 25 | 16 ||B| 18 || 10 | 18 | 12 ||C| 22 | 10 || 14 | 9 ||D| 25 | 18 | 14 || 20 ||E| 16 | 12 | 9 | 20 ||首先,我们按照传统的方法,即每个客户单独配送,计算出总运输里程。
配送中心到客户 A 的往返里程为 2×10 = 20 公里。
配送中心到客户 B 的往返里程为 2×12 = 24 公里。
配送中心到客户 C 的往返里程为 2×8 = 16 公里。
配送中心到客户 D 的往返里程为 2×15 = 30 公里。
配送中心到客户 E 的往返里程为 2×11 = 22 公里。
总运输里程为 20 + 24 + 16 + 30 + 22 = 112 公里。
接下来,我们应用节约里程法来优化配送路线。
第一步,计算两两客户之间的节约里程数。
例如,客户 A 和客户 B 之间的节约里程数为:(配送中心到 A 的距离+配送中心到 B 的距离 A 到 B 的距离)× 2 =(10 + 12 18)× 2 = 8 公里。
按照同样的方法,计算出所有两两客户之间的节约里程数,如下表所示:|客户|A|B|C|D|E|||||||||A| | 8 | 6 | 5 | 2 ||B| 8 || 4 | 3 | 4 ||C| 6 | 4 || 2 | 3 ||D| 5 | 3 | 2 || 5 ||E| 2 | 4 | 3 | 5 ||第二步,根据节约里程数的大小对路线进行合并和优化。
节约里程法1.原理设P 为配送中心,A 和B 为收货点,相互之间的道路距离为a , b , c 。
若分别使用两辆货车分别向A 、B 两地往返送货,其行驶里程为:2a+2b 。
但若使一辆货车(货车可以满载两地送货)由P → A →B →P ,单线巡回送货,其行驶总里程为a+c+b 。
两者相比,后一种方案比前一种送货方案可节省的运输距离是: (2a+2b )-(a+c+b )= a + b - c > 0这一节约距离称为节约里程,所以我们称这种方法为“节约里程法”。
2 .实例由于案例所给内容有限,所以我们自行上网查找了一些资料。
下图是我们找到的位于郑明现代物流有限公司上海总部周边的一些大型商超,下面我们就假设这些超市为郑明现代物流有限公司的配送点,利用节约里程法来设计末端配送网络的合理运输。
上海郑明现代物流有限公司周边的商超配送点PABacb图X-X备注:1 . 红色五角星所在位置即为郑明现代物流有限公司的所在地(P)2 . 紫色圆圈即为超市配送点的位置及其名称(从左至右依次为:城市超市(A)、沃尔玛超市(B)、世纪华联超市(C)、联华超市(F)、家乐福超市(D)、大润发超市(E))为直观清晰的了解郑明现代物流有限公司与给超市配送点之间的关系,我们将上图简化为下图(图X-X)的简易图形。
线段旁的数字为两者之间的距离,单位:km.图X-X节约里程法的求解过程如下:1.计算配送中心P 到各个配送点及各配送点之间的最短路距离,如下表最短距离表P ABCDEFP A 4.7B 2.8 6.8C 0.6 4.2 2.9D 8 12.7 6.1 8.6E 7.4 12.1 9.2 8 3.1F1.83.24.62.49.89.14.26.12.96.80.62.883.17.49.11.83.2BDFA C EP2.计算各个配送点之间的节约里程,如下表节约里程表A B C D E FAB 0.7C 1.1 0.5D 0 4.7 0E 0 1 0 12.3F 3.3 0 0 0 0.13.进行排序:节约里程排序表序号连接节约序号连接节约1 DE 12.3 8 AD 02 BD 4.7 9 AE 03 AF 3.3 10 BF 04 AC 1.1 11 CD 05 AB 0.7 12 CE 06 BC 0.5 13 CF 07 EF 0.1 14 DF 04.得出线路安排线路一:P →E →D →B →P 节约里程为:12.3+4.7= 17 km 线路二:P →F →A →C →P 节约里程为:3.3+1.1= 4.4 km如果没有使用节约里程法来进行商超的配送,那么结果是怎样的呢?假定初始配送方案是由中心点P 按最短路径向其余各个点分别进行送货,则总配送里程为:2x(0.6+4.2+1.8+7.4+8+2.8)=49.6 km 。
节约里程法案例详解假如由一家配送中心P向两个用户A、B送货,配送中心到两客户的最短距离分别是L1和L2,A和B间的最短距离为L3,AB的货物需求量分别是Q1和Q2,且Q1+Q2小于车辆装载量Q【如果Q1+Q2大于车辆装载量Q,那一辆车就无法装完两位客户的货物】。
如下图所示:如果配送中心用两辆汽车分别对A、B两个用户各自往返送货时,汽车行驶的总里程L是L=2(L1+ L2)如果用一辆汽车向A、B两个用户巡回送货,则汽车行驶总里程L′为L′= L1+ L2+L3根据三角形的一边之长必定小于另外两边之和的原理,后一种配送方案比前一种方案节约里程△L为△L=2(L1+ L2)-(L1+ L2+L3)= L1+ L2-L3【这就是节约里程法产生的初衷,以最短距离最优配载完成送货作业】案例:位于市内的百家姓配送中心(P0)向它旗下的10家连锁商店p i(i=1,2,…,10)配送商品,其配送网络如下图所示。
图中括号内的数字表示每一家连锁店的需求量(t),线路上的数字表示两节点之间的距离(km)。
配送中心现有2t和4t车辆可供使用(无数量限制),并且每辆车配送距离不得超过30km。
请为百家姓配送中心制定最优的配送方案。
分析:初始方案:如果从P点向各点分别派车送货。
1、从百家姓配送中心出发,需要设计10条配送线路,分别向10家连锁店配送商品;2、需要10辆2t的配送车辆(每家连锁店的需要量都低于2t),总配送距离为148km。
第二种:节约里程法解题思路:相互间的节约里程计算根据△L== L1+ L2-L3 原理,例如以“百家姓配送中心交通图”中的P0(配送中心)到客户d、客户c的节约里程为例:dc△L==P0d(L1)+P0c (L2)-dc(L3 )==8 + 7 - 5=10如此计算出客户d和客户c间的节约里程数为10,以此方法计算出各个节点的节约里程数。
方案修正过程(优化到最终线路)1、方案修正过程实际上是线路规划过程,根据节约里程法原理从节约里程数最大的节点开始选择(这是先要排序的原因);2、所有规划线路的起点和终点都是配送中心,这里是P0;3、最大节约里程是a和b间的节约里程数15,那么路线的走向可以是P0-A或P0-B。
由配送中心A 向两个用户M 、N 送货,A 至M 、N 的最短距离分别为l1和l2,M 、N 之间的距离为l3,用户M 、N 对货物的需求量分别为q1和q2。
如图:若用两辆汽车分别对A 、B 两个用户所需货物,各自往返送货时,汽车直行总里程为:l=2(l1+l2)如果改为有一辆汽车向M 、N 两个用户巡回送货(设q1+q2<汽车标重载重量),则汽车走行里程为: l=l1+l2+l3后一种送货方案比前一种送货方案节约的汽车走行里程为: △l=[2(l1+l2)]-(l1+l2+l3)=l1+l2-l34 案例分析如图所示:由配送中心P 向A-H8个用户配送货物。
图中连线上的数字表示两点间的里程(km ),图中靠近个用户括号内的数字,表示各用户对货物的需求量(t )。
配送中心备有2t 和3t 载重量的汽车,且汽车一次巡回里程不超过35km 。
色送到时间均符合客户要求。
求改配送中心的最优送货方案。
﹙q1﹚(q2)节约里程表A B C D E F G HA 9 2 0 0 0 0 7B 8 5 0 0 0 6C 11 3 0 0 0D 10 5 0 0E 9 2 0F 13 3G 6H根据节约里程表中节约里程的顺序,由大到小排列,编制节约里程顺序表。
节约里程顺序表根据节约里程顺序表和配车(车辆的载重),车辆行驶里程等约束条件,渐进绘出如图所示配送路径.路径A:2t车,走行24km,载重量1.8t。
路径B:3t车,走行33km,载重量3.0t。
路径C:3t车,走行23km,载重量2.8t。
总共行走80km,节约里程60km。
从图中可看:一次确定的A、B、C三条路径均符合配送中心的约束条件。
需要2t汽车1辆,3t汽车2辆,总走行里程为80km,若简单的每个用户派一辆汽车配送,需要2t汽车8辆,走行总里程为140km。
通过比较可以看出,利用节约里程法制定配送方案确定送货路径,具有明显效果。
物流方案设计(最优运输路线决策-节约里程法)典型实例:已知配送中心P O向5个用户P j配送货物,其配送路线网络、配送中心与用户的距离以及用户之间的距离如下图与表所示:图中括号内的数字表示客户的需求量(单位:吨),线路上的数字表示两结点之间的距离,配送中心有3台2t卡车和2台4t两种车辆可供使用,1、试利用节约里程法制定最优的配送方案?2、设卡车行驶的速度平均为40公里/小时,试比较优化后的方案比单独向各用户分送可节约多少时间?(0.9)第(1)步:作运输里程表,列出配送中心到用户及用户间的最短距离。
-第(2)步:由运输里程表、按节约里程公式,求得相应的节约里程数,如上表( )内。
第(3)步:将节约里程sij 进行分类,按从大到小顺序排列得初始方案配送距离=39×2=78KM第(5)步:根据载重量约束与节约里程大小,将各客户结点连接起来,形成二个配送路线。
即A 、B 两配送方案。
((2.4)1.5)((0.9))①配送线路A:P0-P2-P3-P4- P0运量q A= q2+q3+q4= 1.7+0.9+1.4= 4t用一辆4t车运送节约距离S A =10 +8 = 18km②配送线路B: P0-P5-P1-P0运量q B =q5+q1=2.4+1.5=3.9t<4t车用一辆4t车运送节约距离S B=2km第(6)步:与初始单独送货方案相比,计算总节约里程与节约时间总节约里程:△S= S A+ S B= 20 km与初始单独送货方案相比,可节约时间:△T =△S/V=20/40=0.5小时欢迎下载,谢谢观看!资料仅供参考学习-。