可视化物流智能配送

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2006-07-31

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可视化物流智能配送系统（Inteligent Delivery System---IDS），是指利用地理信息技术、多目标决策技术、路径优化模型、数据库技术等最新信息网络技术，依托具有导航特征的高精度电子地图，对物流配送调度业务进行订单处理、优化分析、可视化调度报表输出、订单动态查询等，而建立的信息化、智能化、可视化的新型配送系统，旨在降低物流成本，提高客户服务水平，减轻调度人员和司机劳动强度，满足城市配送、电子商务、电话购物等现代服务业快速发展的需要。

　一、我国物流配送系统中的现状和问题

　　在我国的物流总成本中，运输和车辆配送的费用占有很大的比重。中国仓储协会在2000年对146个企业的调查显示，用于运输和车辆配送的费用占整个物流费用支出的比例分别为：在生产企业供应物流中占58%，在生产企业成品物流中占73%，在商业企业物流中占52%。我国的物流业起步较晚，在车辆调度方面的技术进步比较薄弱，基本上还是凭经验进行调度。近年来，伴随连锁商业、大型超市等现代流通业的出现和迅猛发展，以及电子商务这一新型产业的发展，我国的城市物流配送业的需求日益旺盛。而一些面向城市消费的大型生产企业，已将物流系统的整合和优化，提高城市物流配送效率，降低物流成本，作为企业不断提高其竞争力的手段。这些需求无论对工商企业内部物流部门还是对专门从事物流配送的物流企业来讲，都面临巨大的挑战。随着物流配送规模的扩大，客户订单数量的增长，每天客户地点不断变动，配送车辆也在不断增多，调度人员的工作强度加大。
　　同时，城市的道路网越来越复杂，交通管制和交通拥堵也给车辆调度和路径选择造成很大的困难。调度人员难以把握所有车辆的运行状态和整个城市的交通状况，难以对所有的资源进行全局优化，导致车辆的时空利用率降低、资源的浪费，影响了物流公司的运营效率和经济效益。
　　据国外资料介绍，如果对配送车辆和行驶路线进行合理的优化，行驶里程将减少7%-8%，而车辆数的减少将更大。在德国AG邮政公司的决策支持系统ISLT中，加入调度优化模块，实践证明，利用软件系统辅助调度与人工调度相比，平均节省成本15%左右，在特殊情况下，可以节省30%。
　　智能配送系统以满足客户配送要求为前提，以车辆最少、里程最少、运输费用最低、时间最快、满意度最高等因素为目标，把配送订单科学地分配给可用的车辆，生成装车单和派车作业单，派车作业单有表单形式和地图形式两种，地图形式的派车作业单为司机提供了准确的送货顺序、行驶路径、每个客户服务时段。

二、物流智能配送系统的优势

　　与人工配送调度和凭经验行车相比，智能配送系统的优势和社会经济效益主要体现在：
　· 极大减轻了调度人员和司机的劳动强度；
　· 大幅度降低配送成本（国外的经验数据是15%，国内的个案分析为20%-30%，5分钟的运算=20%的成本节省）；
　· 明显提高了物流配送的服务质量，实现了准时性、准确性和专业性；
　· 大大提升工作效率，缩短了总体配送时间（调度时间+送货时间）；
　· 提高了物流企业的决策分析能力，进而增强了企业的核心竞争力；
　· 降低了全社会的物流成本，具有巨大的社会经济效益；

三、物流智能配送系统的发展前景

　1、城市配送物流是一个新型的行业，是伴随电子商务、网络化、人们购物习惯改变而产生的现代服务业。城市规模的扩大和道路交通网络的复杂多变，使城市配送的调度安排和行车安排难度加大，城市配送日趋专业化和职业化。尤其是对配送地点数量多而不断变化的物流企业来说，对智能调度的需求更为迫切。
　2、物流运作的成功与否取决于服务，服务营销的时代已经到来，服务化物流是21世纪物流的主题。在电子商务、网上购物、电话订货等快速发展的今天，交易信息平台在业务模式确定后建立起来较为容易，电子支付也有了金融部门良好的安全的信用保障体系，但是物流配送系统现在还是困扰或制约电子商务发展的瓶颈。电子商务、快件运输、生鲜食品配送等行业等对物流配送的准时性要求越来越高，没有可视化的智能配送系统，依靠人工凭经验安排是无法满足订单大量增加、道路交通复杂、客户需求多变的要求的。
　3、物流信息化包括物流作业的自动化、业务流程的信息化、决策智能化等，是现代物流区别于传统物流的主要标志，物流供应链管理要求上下游企业都要进入信息化行列，才能实现信息共享和内部实时透明。配送系统是物流供应链的最后环节，是物流的末端，也是影响物流系统全局的关键环节，尤其对于电子商务企业来说，只有建立起智能配送系统才能与现有的的物流信息系统形成一个一体化的管理系统。

　4、推动智能配送系统的应用的外部环境已明显改善。以高精度电子地图为基础的导航地图研究开发，以及车辆导航仪产业的发展，使智能配送系统所需的电子地图问题比以往更容易解决，电子地图版权采购成本也降低了。地理信息系统的概念和使用也越来越普及，可视化管理的理念已为人们所接受，WEBGIS技术的推广应用也降低了寻常百姓使用空间信息的门槛。在国家和地方政府科技攻关项目的支持下，参与各种算法模型研究和物流分析软件的开发的科研人员和企业越来越多。这些因素将催生智能配送集成应用系统的研究、开发和应用。
　5、城市配送的发展必然延伸至大区域物流配送，类似长三角地区的区域物流配送，对配送智能化的要求和导航服务的要求将出现。
由于我国现代物流发展起步较晚，目前国内市场的应用还是空白，美国已有1000多家用户使用了物流配送优化系统，市场规模约1亿美圆。参照国外发达国家的应用经验，预计，智能配送系统在我国的研究、开发、应用，将遵循新的业态推动新的信息系统应用的发展模式，至2010年市场规模将达到2亿元人民币。
　　综上所述，可以预计，智能配送系统将助推电子商务、快递、城市配送物流、运输业等现代服务业的发展，有广阔的应用前景。
四、系统构架

　1、地理信息系统：地理信息系统是管理空间数据的计算机技术系统，它利用计算机建立地理数据库，将空间地理分布状况（如点、线、面等实体）及所具有的属性进行数字存储，建立空间数据库管理系统，方便快捷地获取数据信息，同时具有各种分析和处理功能。
　2、核心算法模型：物流配送系统中涉及的车辆路线模型用于解决在一个起点、多个终点的货物运输中，如何降低运输费用并保证服务质量，包括决定使用多少辆车、每个车辆经过什么路线。将上述配送业务流程、配送的特点和要求抽象成数学模型，便是一个多个约束条件下的多目标决策问题。约束条件有：客户的送货地点、客户的送货时间、车辆的装载特性、车辆的核定体积、载质量、司机的最大处理定单数、司机的工作时间和时段、客户对车辆和司机的特定要求等。多个目标有：最短路程、最少工时、最少车辆数、最少费用等。
　3、电子地图：一般的电子地图不能直接用于进行配送路径的优化，车辆调度所用的电子地图，除了具有一般电子地图的图层外，重要的是道路网络层和配送点层。道路网络层是为路径优化和地图匹配等核心算法提供数据依据，必须将其转化成计算机和算法能够识别的信息，并以合理的结构组织和存储起来。一般采用路段-节点拓扑数据模型来描述城市道路网络。节点表示道路的交叉点，路段指两个交叉口之间的部分道路，道路是由若干路段连接而成。整个路网由节点和路段互相连接而成，并通过拓扑关系描述交叉口的转向限制等。
　4、数据库管理系统：路网是一个庞大的系统，除了用地理信息系统来管理空间数据外，还有大量的节点和路段属性数据需要存取处理，需要专业的数据库管理系统与地理信息系统相配合。常用的数据库管理系统有SQL Server 数据库、ORACLE数据库等。数据库管理系统除用来管理路网的属性数据外，还对物流客户的订单数据、货物数据、客户数据等进行管理，其中，订单处理系统较为复杂，包括对来自不同企业的大量多变的订单进行数据格式规范、订单门牌号码规范、按配送区域划分订单等。
　5、系统集成：系统集成是指在地理信息系统、算法模型基础上，对物流订单和商品重量、体积参数进行规范化、一致性处理，实现订单自动导入、人工输入、电子地图定位等多种业务数据输入，对系统调度模式和参数进行自动设定或人工设定；对采购的电子地图按照路径优化模型所需要的数据格式进行添加、修改，对高架道路和地下通道需要重新建立拓扑关系，对所有路口的门牌号码（每个路段有四个端点号码）进行更新维护，提供节点转向表属性信息维护界面，以便系统可以根据最新的道路交通信息进行更新维护，使系统的路网结构尽可能与实际路网结构相符；对系统运行结果进行分析、处理、保存、统计，可以用数据表单的形式发布到内部网，供物流企业内部员工使用，发布到外部网站上供客户查询订单动态使用，也可以通过WEBGIS技术，将调度结果以电子地图的方式提供给内部员工或客户查询使用；对采用优化调度措施的总体运行费用与采用人工调度进行比较分析，对调度计划和实际运行状况进行分析对比，找出差距原因，逐步调整系统运行参数，使配送计划接近实际情况。
　　集成应用软件还需要提供辅助决策功能，能模拟不同调度方式的运行效果，测算配送成本，为物流企业参与招投标和物流项目报价提供依据；能对历史数据进行统计分析和趋势判断，为改进物流管理提供依据，也可对智能配送系统的绩效进行合理评估。系统集成后的智能配送系统实现各模块的无缝链接，自成体系，独立运行，具有订单处理、电子地图维护、调度参数设定、优化模型计算、信息发布、客户查询等多种功能。