郑州烟草智能配送管理系统借助先进信息化手段开展弹性配送线路优化
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本文通过对郑州烟草智能配送管理系统建设过程的经验总结，从智能配送管理系统的应用、线路优化实施的过程方法以及基于数据分析的决策指引等三个方面，阐述在现实条件限制下，如何以智能配送管理系统为工具，以数据分析模型作指引，结合科学、务实的过程方法来做好线路优化工作。
一、引言
物流成本在产品生产销售成本中占有重要的比重。烟草配送环节的成本在整个物流成本中占有很大的比重，其中线路优化工作是降低配送环节成本的一种重要手段。
多年以来，行业内对如何做好线路优化工作进行了很多的探索研究和实践，也都取得了有益结果。这些众多的实践探索大多集中在线路优化算法的研究、新技术的应用、送货模式的变更等方面，较少涉及在线路优化工作中如何针对性地建立一套过程方法来充分利用这些先进的算法和新技术，以及如何扬长避短，确保线路优化工作能够平稳、高效、持续地开展下去。
本文对郑州烟草智能配送管理系统建设过程中的经验成果总结，进一步研究在保持周期送货模式不变的情况下，如何在信息系统建设实施中，通过建立一套过程方法来充分利用物联网、数据分析、地理信息、线路优化算法等信息化手段，进行线路优化。
二、项目背景及基本实施情况
在2012年7月的全国物流现场工作会上，国家烟草专卖局下发了《关于开展精益物流工作的指导意见》（国烟办综〔2012〕603 号），要求各省级局按照“精化流程、精确核算、精准运营、精到服务、精细管理”的工作要求，高质量地推进精益物流，努力实现企业物流向行业物流、行业物流向供应链物流的转变和提升。
2017年国家烟草专卖局行业企业管理现场会在河南省召开，郑州市烟草公司作为现场会的分会场之一，针对卷烟配送中心送货环节尚未实现智能化、手工规划线路调整效率低、效果差等问题，启动建设了一套卷烟配送中心智能调度管理系统，并于现场会召开之前投入运营。该系统实现了卷烟送货环节智能化、信息化管理，进一步提升送货管理水平和服务质量，达到降本增效的目的。
在整个线路优化工作实施过程中，智能配送管理系统提供了一套功能完备的“智能辅助工具集”，在其数据准备、规划决策、方案实施、优化调优等各个方面发挥着智能辅助作用，主要体现在以下几个方面：
1.应用物联网技术，精准采集送货过程数据
郑州烟草智能配送管理系统应用了很多物联网技术，主要包括：GPS/GIS车辆轨迹监控、车载视频监控、OBD车辆运行状态监控、NFC卡到货确认等。通过这些物联网技术的应用，不仅在安全预警、作业规范等方面发挥重要作用，更是为线路优化工作提供了进行数据分析所需的足够精细的送货过程时点数据和轨迹数据。
2.通过设置参数，灵活配置弹性分车模式
智能配送管理系统本身支持多种模式的弹性分车算法，郑州烟草结合自身的管理理念以及实际情况决定采用以降低成本为根本目的，同时兼顾送货员劳动强度均衡性的线路优化算法。
实际优化过程中，郑州烟草结合现有送货周期的零售户分布，针对市区、郊区、中转区域的实际情况分别采用整合串联、打散重聚、补货捎带等不同的弹性线路组合方式，再结合权重系数、车辆配置、标准户数等参数的灵活设置，循序渐进地调优线路优化结果，稳步地实现优化目标。
3.通过运行监控及历史运行数据，有效控制优化过程风险
通过智能配送管理系统的运行监控模块，实时监控送货员的送货进度及作业规范性，特别是在实施线路优化的初期阶段，监控送货作业时长是否存在异常情况，结合车辆运行轨迹进行分析，找到对送货员造成困难的问题原因，及时针对性地采取相应措施。同时保存运行数据，引用保存的运行数据进行模拟演算，测算不同规划方案的运行效果，剔除效果明显不佳的方案，有助于更快地做出决策、降低后续线路优化工作实施的风险和工作量。
另外，在送货员移动终端的APP中还提供了辅助导航、查看零售户店面照片、查看历史送货员等多种手段辅助送货，降低优化过程的实施风险。
三、线路优化实施的过程方法
在建设线路优化项目之初，由于对作为工具的线路优化信息系统的理解不足，往往存在“完成了线路优化信息系统的建设，就完成了线路优化工作”的理解误区。经过郑州烟草智能配送管理系统项目建设之后的总结，发现必须配合一套线路优化实施的过程方法才能充分发挥线路优化信息系统的作用，实现优化目标和效果。
1. 制约优化效果的主要困难
郑州烟草分析调查其它兄弟单位建设线路优化项目中碰到的问题，结合自身的建设经验，发现制约优化效果的主要因素有以下几个方面：
（1）业主单位与软件供应商对项目建设的理解和期望的差异：甲方往往对乙方提供的软件或者工具的智能化以及能够达到的效果具有很高的期望，没有意识到这是一个糅合了规划咨询、软件实施、工程探索特征的复杂项目；而乙方往往把自己定位成软件和工具的提供商，不够重视项目过程中出现的非软件类问题的处理。这是导致困难出现最主要的原因。
（2）优化目标模糊，缺乏明确的量化定义：在项目建设初期未对当前情况做详细、科学的分析，未分析可选的优化方向以及优化空间的大小，所以项目初期双方往往对线路优化的目标进行明确的、可量化的协商和定义。进行优化后也未针对前后的结果得出明确、直观的对比，使得线路优化所取得的成果效果只能依赖主观判断，非常模糊不清晰。
（3）作为系统计算基础的地图数据质量的限制：算法的运算基础是准确完整的路网及零售户数据。用于进行线路优化计算的地图信息无法保证跟当前实际的道路数据完全一致，而零售户位置信息的采集本身又必然存在着一定的误差，在此基础上进行线路优化，难免会得出一些不合理的结果。
这些困难都是客观存在的，需要建设者在线路规划和优化实施的过程中通过各种方法来规避和解决这些困难，才能达到期望的优化结果。
2.线路规划的过程方法及注意事项
线路规划是指根据零售户的位置分布，考虑道路及车辆配置来划定配送线路。按照以访定送模式，郑州烟草结合实际，按送货部分周期开展线路规划工作，过程如图1。
（1）位置采集
零售户位置的准确性在线路优化工作中尤为重要，过程中采用的很多方法都是为了校验、减少和辨别其中的错误和误差。按照送货员移动办公app规范操作，通过手机采集，整体准确度可以达到90%以上；然后，线路优化系统会对采集到的零售户位置进行水域内、道路中央等的异常鉴别与校正，排除不合理位置点；尽可能地减少其中的误差，降低优化实施的风险。
（2）区域规划
区域规划的结果对弹性线路优化的实施也有很大影响。按照减少车次及送货员熟悉零售户的程度，区域大小建议控制在5-10辆车的范围较为合适。为了尽量减少由于陌生的道路和零售户对送货员工作的影响，在初期的区域规划中，不仅要根据零售户分布的聚合情况来划分，还要尽可能地参考原有固定线路的划分情况，在做区域的划分时要考虑送货员实际工作的困难程度。并根据实际情况，决定保持原有固定线路不变，或者重组固定线路这两种结果。
（3）路径运算
路径运算是对已划分好的弹性区域内的零售户，按照最短路径模型，采用迪杰斯特拉算法计算出一条完整的送货路线。由于零售户位置和路网数据分属两个图层，相互之间没有任何直接的数据联系，算法在运算前会先把零售户垂直映射到最近的道路上，再开始路径的计算，所以当部分乡村或者偏远地区的道路数据缺失时，这种处理方式就容易导致计算得到不合理的结果。所以在进行运算之前，需要通过系统筛选排除那些离道路比较远的零售户，然后再进行运算得到一个初步的路径结果。再结合原有固定线路的路径并配合人工的判定，把前面排除出来的零售户加入到路径中，形成最终的结果。
（4）沟通调整
沟通调整是必不可少的一个步骤，需要组织有经验、熟悉地域情况的人员对线路规划的结果进行确认，确定区域划分方案的合理性以及可操作性，需要组织相关的送货员对弹性区域内计算得到的路径顺序进行确认和调整。通过沟通确认进一步规避因数据问题导致不合理结果出现的概率，降低优化实施过程推进的风险。
3.优化实施的过程方法及注意事项
优化实施的过程总体上可以分为4个阶段，如图2。
（1）准备阶段
准备阶段的主要工作包括建立项目组织、对线路优化的过程方法进行充分的沟通，对后续的工作过程和方向形成一致的理解；完成零售户位置数据的采集及校准工作；完成各送货部各周期的送货数据采集及分析，通过对订单波动性和时间均衡性的分析评估线路优化的空间，确定各送货部线路优化的目标和方向。
（2）规划阶段
按照上文阐述的过程方法，完成对各区域线路的规划工作，并对规划结果进行预期优化效果的测算，根据弹性减车指数和时间均衡指数来评估目前规划的弹性线路的运行效果，最终协商确定优化目标。
（3）磨合阶段
选择试点区域应用规划的结果进行实际的运行验证，进一步消除错误的地理数据；根据运行中发现的问题，进行算法的微调以达到更好的效果；跟踪实际的运行数据，验证和体现线路优化的成果。为控制工作推进的风险，注意要采用渐进式的优化参数配置方式进行实施，比如运行的第一周采用弹性但不减车的参数配置，给送货员熟悉新线路留出时间，然后在后续的几周再通过调整参数配置逐步加大优化力度，渐进式逼近优化目标。
（4）推广阶段
应用在磨合阶段积累的经验和方法，向全区域进行推广，并整理总结各个区域的优化成效。
四、 基于数据分析的优化决策
在郑州烟草实施线路优化的过程中，充分利用数据分析的方法来为优化工作指明方向，为决策提供依据。
1.规划前的数据分析，评估优化空间
规划前选取非高峰期的三个月的数据，通过“户数波动指数”、“户数均衡指数”，结合车辆平均装载率和工作时间饱和度来综合评判，各送货部采用“弹性模式”后，在减少车次和均衡性上评估优化空间的大小。如图3。
波动指数越大代表通过弹性模式实现减少车次的空间越大，均衡指数越大代表通过弹性模式实现工作均衡的空间越大。
2. 规划后的数据分析，预估优化效果
同样使用图3中的原始数据，根据线路规划后的弹性区域划分结果，进行模拟运算，通过“弹性减车指数”和“时间均衡指数”来评估目前规划的弹性线路的优化效果，确定最终的优化目标。如表1所示（这里的配送域代表某一条弹性线路）。
弹性减车指数表示该区域能节省一个车次的潜力，参数值越大，表示减车潜力越大；时间均衡指数表示该区域各线路工作时间不均衡的程度，参数值越大，表示不均衡程度越高。
3.实施后的数据分析，体现优化结果
弹性模式优化实施后的效果，主要通过“行车里程”和“时间均衡”的对比来体现。
以试点送货区域新郑（9辆车）为例，启用弹性减车模式运行的最初两周（11月16日~11月30日）共减少4个车次，结合单车里程的优化前后数据对比可预估得到这两周时间新郑总共减少里程411.46公里。由于最初的两周采取的优化策略以求稳为主，优化参数的设置方便采用比较保守的方案，若按正常的参数设置，预计最终的优化结果可以再提升1.5~2倍，若遇到淡季则还能进一步提升。
“时间均衡”的改进通过优化前后时间均衡指数的对比结果得到，详细数据如图4。
从时间均衡数据对比的详细数据中可以看出，采用弹性模式后时间均衡指数从0.86优化为0.62，提高了27.9%。
五、结语
郑州烟草在实施线路优化后，周出车次数减少14%到20%（减车比例与销量相关）。通过两个大的优化阶段来达成车次优化效果：
（1）通过全区域的线路规划实现了合并取消4个中转站（优化前有6个中转站）、缩减13辆车（优化前有112辆车）即65个车次的优化结果；
（2）通过弹性线路模式的优化实施，每周再缩减15~40个车次（弹性减车每周减少0~20个车次，机动车出车每周减少15~20个车次）的优化结果。
在智能配送管理系统项目建设中，不仅实现降本增效的目的，而且总结归纳出一套如何充分利用先进的信息化手段为开展线路优化业务服务的线路优化过程方法。这套方法已被郑州烟草的工作实践所证明，是一套行之有效的、能够为烟草行业在配送环节更好地实施降本增效提供帮助的、在行业内具有参考意义。
文︱郑州市烟草公司
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