物流配送最优路线选择研究

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摘 要

随着中国经济和电子商务的发展,物流配送作为挖掘\第三利润源泉\的突破口,受到了国内各行业的极大重视并得到较快发展。寻找最优的配送路线成为一大重要问题。

本文在对研究物流配送的含义、现状等基本理论的基础上，根据国内外物流配送的现状和现存问题，对物流配送路线优化做了着重分析。根据路线优化问题，建立相关的数学模型，分析物流配送优化的意义和目标，并通过里程节约法进行实证分析，从而寻找出最优路线。

正确的使用节约法使配送路线得以优化，可以节约配送企业的费用，提高企业的竞争优势。里程节约法是一种简便、易行的配送路线的方法，它的出现受到国内外的物流配送界的青睐，其思路简单、清晰，便于执行，而且很有效，但在考虑对时间反应性与客户灵活性时，也体现出其缺点。所以要选择合理的用法来处理物流配送路线问题。

关键词: 物流配送，最优路线，里程节约法

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目 录

1物流配送相关概念 .................................................................................................................. 1 1.1 物流配送的含义 ............................................................................................................... 1 1.2物流配送的功能及特点 ................................................................................................... 1 2物流配送的发展现状 .............................................................................................................. 3 2.1国外的物流配送发展现状 ............................................................................................... 3 2.1.1发达国家物流配送的发展 ......................................................................................... 3 2.1.2外国物流配送所带来的经验 ..................................................................................... 4 2.2我国的物流配送发展现状 ............................................................................................... 6 3配送路线优化及可行性分析 .................................................................................................. 8 3.1配送路线优化的概念 ....................................................................................................... 8 3.2配送方案优化所遵从的原则 ........................................................................................... 8 3.3配送线路优化的意义 ....................................................................................................... 9 4优化配送路线的节约里程法 ................................................................................................ 10 4.1基本节约里程法 ............................................................................................................. 10 4.2基于里程节约法的实际研究 ......................................................................................... 10 设计体会及今后的改进意见 ................................................................................................... 14 参考文献 ................................................................................................................................... 15

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1物流配送相关概念

1.1 物流配送的含义

配送(distribution)。在经济合理的区域范围内，根据用户要求，对物品进行拣选、加工、包装、分割、组配等作业，并按时送达指定地点的物流活动。

配送几乎包括了所有的物流功能要素，是物流的一个缩影或在某个小范围中物流全部活动的体现。一般的配送服务均集装卸、包装、保管、运输于一身，通过这一系列活动将货物送达目的地货主。少数特殊配送还需要包装加工服务，包括的内容更广。配送是以运输及分拣配送为主，分拣配货是具独特要求，也是其最有特点的活动。[1]

1.2物流配送的功能及特点

配送作为一种新型的物流手段，伴随着生产的不断发展而日趋成熟。发展配送，无论对于物流系统的完善，企业的发展，还是整个经济社会效益的提高，都具有重要的作用。

配送的功能主要有：

（1）配送是物流系统的终端，是直接面对服务的部分； （2）配送是物流系统的缩影；

（3）提高企业物流系统的运行经济效益 （4）简化手续，方便客户；

（5）提高物品供应或商品销售保证程度； （6）配送是电子商务的平台。

物流配送带来的作用：

（1）配送完善和优化了物流系统。第二次世界大战后，高水平的干线运输呼唤支线运输和小搬运配套，但支线运输和小搬运在适应性、灵活性、服务性上的欠缺，致使运力不合理、运输成本过高。配送的出现使干线运输、支线运输及小搬运统一，输送过程得以优化和完善。

（2）配送提高了末端物流的效益。配送通过大批量进货，集中发货，以及将多个小批量集中一起大批量发货，都能有效的节省运力，实现经济运输，降低成本，使末端的物流经济效益得到提高。

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（3）配送通过集中库存使企业实现低库存或零库存。采取准时制配送方式之后，生产企业完全可以依靠配送中心的准时配送而不需保持自己的库存或保持少量安全库存而不必留有经常库存。

（4）配送简化事物，方便客服。采用配送的方式，客户只需向一处订购，或一个进货单位联系就可以订购到以往需要去许多地方才能顶到的货物，因此大大的减轻了客户的工作量和负担，也节省了事务的开支。

（5）配送可以降低整个社会物资的库存水平。发展配送，实行集中库存，整个社会物资的库存总量必然低于各企业分散的库存总量。同时，配送有利于灵活高度，有利于发挥物资的作用。此外，集中库存可以发挥规模经济优势，降低库存成本 [2]。

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2物流配送的发展现状

2.1国外的物流配送发展现状

2.1.1发达国家物流配送的发展

在发达国家，配送已经成为了制造商和经营商普遍接受和采用的物流方式，而且还在迅猛发展，主要表现在以下几个方面：

（一）配送的规模日趋扩大

随着经济的迅速发展和产品产量及消费量的急剧增长，在发达国家，配送的规模及其范围也在同步扩大。据统计，在许多产品(包括服装、食品、家电等)的供货总量中，通过配送方式到达经营者或用户手中的比例高达50%～90%，与此同时，配送的品种也不断增加，采用配送方式向需求者供货的产品不仅包括一些轻工产品(如药品、服装、食品等)，而且包括一些原材料。从配送的活动范围来看，随着道路交通等基础设施的不断改善和日趋完善，一些发达国家的配送服务已经延伸到了省际和国际。[3] （二）配送技术和设备更加先进

由于发达国家物流设备的更新周期比较短．因此，其配送技术和设备非常先进，目前任发达国家配送业务中主要采用的新技术有：条形码标识技术、自动存货和补货技术、自动分拣技术等，其设备的选用尽可能考虑到建设自动仓库的要求，具有蓄电池叉车，机械化或半自动化设备，高架仓库增加堆垛高度，扩大发货站台等。同时，发达国家的很多配送中心建立了自动化的配送系统，包括由计算机控制的自动处理系统和数控分拣系统等，大大提高了配送的效率。 （三）配送服务质量明显提高

按照配送的基本要求，配送服务或业务必须做到准时、准确和快速，不能出差错。具体来讲，要做到练选配货准确无误；发货不出现错装；发货时间不能超过规定的期限；发送的目的地准确无误；运输货物要保持货物的完整性，不得污损货物。

在竞争激烈的配送市场中，企业必须向用户提供高质量、高水平的服务才能立足。因此，发达国家的一些配送中心都把提高配送服务质量视为发展配送业务的重要手段，有严格的规章制度确保商品配送作业准确有序地进行，真正体现了优质服务。一套严格的规章制度使配送中心的各个环节作业严格按规定时间完成，并能留下详细的作业记录。它们

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不仅仅出色地完成配送的基本任务，使配送货物的准确率、准时率经常保持在100％的水平，同时，更加重视尽力提供更好、更全面的服务。 2.1.2外国物流配送所带来的经验

到20世纪80年代末,发达国家的配送业经过几十年的发展，己发展到一个较高水平。总的说来，发达国家在配送方式和手段上有以下几方面的经验可供借鉴： （一）配送组织的共同化

配送初期，是以单独企业为主体的配送，为满足用户配送要求，出现了配送车辆利用率低、不同配送企业间货物交叉运输、迂回运输、交通紧张等许多方面的不合理现象。通过一定的发展，出现了联合配送，配送企业互通信息，共同计划，大大提高了配送车辆的利用串和配送企业的效率。例如，日本于20世纪60年代开始的“共同配送”，是在各个公司单独配送效率低而且难以解决的情况下才被采用，如果在本公司单独就能建立合理化配送系统，也就没有必要考虑共同配送了。但近来的发展，已上升到从大范围考虑合理化，致力于推行整个城市、所有企业的共同配送。[4]

（二）配送计划化

初期配送，强调即时较多，即完全按照顾客要求办事，而不是按顾客的合理要求办事。也就是说配送企业并没有站在本企业经济的角度来制定科学合理的计划而不是完全按顾客要求进行配送，是高水平计划配送的一大进展。计划配送有效地促进了配送合理化，不仅降低了配送成本。提高了企业配送效益，同时也适时地满足了顾客的需求，减少了用户配送费用支出，深受用户的欢迎。 （三）配送区域化、网络化

随着交通运输条件的改善，—些发达国家的配送服务己突破了一个城市范围，延伸到了省际和国际。美国己开展了洲际配送系统，如可口可乐公司、沃尔玛公司在全世界范围建立了自己的物流配送体系。日本不少配送中心的业务是在全国范围或在很大区域范围内进行的。如日本东京的三味株式会社的全国性配送系统，日本资生堂配送系统等都是全国性的配送系统。我们国家一些大企业集团如海尔、联想等也开始在全国范围内建立了强大的配销网络体系。 （四）配送方式多样化

由于流通过程、流通对象及流通手段复杂，在各自领域出现了多种多样的经过优化

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了的配送方式。如在日本出现30千克以下货物的“宅急送”、“宅配便”式配送，小批量快速系统，准时供应系统，分销配送等多种形式。一些国家还兴起了“转承包配送”方式，这种配送方式是指配送中心接到定单以后，将销售和配送货物的任务转交给其他专业公司去完成。这种方式在欧洲尤为盛行。对英因制造业的一项调查结果表明，其用于开展配送业务的680亿英镑的货物中，至少有1/3是与企业以外的配送承包人合作完成的。一些大型的配送中心采用这种配送方式的主要原因在于：利用“转承包”可以发挥承包企业专业化程度高的优势，更好地完成供货任务；可以减轻本配送中心的资金压力和经营风险；可以提高大型配送中心的应变能力，为顾客提供更好的服务。 （五）配送运输专业化

在欧美和日本，不仅运输的社会化程度相当高，而且大量的集装箱车和专用车辆投入运营，这种专业化运输提高了物流质量。日本的企业一般不配备自营汽车，认为外雇的更经济便利。配送中心定期与运输公司签订合同，这样运输企业就可以根据物流量变化灵活调度车辆，最大限度地满足需求。 （六）配送技术装备现代化

配送技术装备作为支撑配送的生产力要素，是进展很大的领域。由于发达国家物流设备的更新周期较短，因此，共配送技术和设备非常先进。到20世纪80年代，发达国家配送已普遁采用了计算机系统、自动搬运系统、自动存储系统、自动分拣系统、光电识别系统、条形码、专用搬运车等新技术，使有的领域工效提高5～10倍。全自动化技术如机器人、无人搬运车等迅速采用，大大提高了配送的效率。 （七）配送服务的信息化

随着计算机的发展，物流公司都在开发和采用信息管理系统。配送中心不仅要与生产商和客户联系，了解厂家、客户的需求信息，并沟通厂商、客户双方，还要与运输企业和内部各部门联系，以了解各项物流活动的进程，这都需要信息系统提供支持。随着配送规模的扩大和计算机的微型化，计算机管理配送取得很大进展，这个进展突出表现在以下三个方面：一是信息传递与处理，如建立EDI、GPS、GIS、ITS系统。二是计算机辅助决策，如辅助进货决策、辅助配货决策、辅助选址决策等。美国IBM公司率先建立了用于配送车辆计划和配送路线选择的计算机软件系统，目前各企业广泛应用的有EOS、POS、ERP系统等。三是计算机与其他自动化装置的操作控制，如无人搬运车、分拨配送中心的自动分拣系统等。

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2.2我国的物流配送发展现状

20世纪70年代以前，我国经济研究中几乎没有使用过“物流”一词，但物流各环节的运作很早就存在于国民经济的各个领域。自从20世纪80年代初，《物资经济研究通讯》刊登了北京物资学院王之泰教授的“物流浅谈”一文，物流在我国逐渐得到了关注和重视。90年代以来的流通实践证明了配送是一种较好的物流方式，我国很多城市的物资部门都设立了配送中心，配送得到了很大的发展。这样，彻底改变了传统的流通模式和方式。实行上门送货为生产企业配送急需的产品，通过构筑代理、配送、连锁相结合的新的流通方式，提高了流通的效率，为用户提供了更为快捷的方便的服务。[5]

2001年国家经贸委等六部委发出了《关于发展现代物流的若干意见》，文件指出：我国的物流基础设施近年来虽有较大改善，但仍不能适应现代物流发展的需要。继续加强物流基础设施的规划与建设，尽快形成配套的综合运输网络、完善的仓储配送设施、先进的信息网络平台等，为现代物流发展提供重要的物质基础条件。应重视对物流基础设施的规划，特别要加强对中心城市、交通枢纽、物资集散和口岸地区大型物流基础设施的统筹规划。长期以来，由于受计划经济的影响，我国物流社会化程度低，物流管理体制混乱，机构多元化，导致社会化大生产、专业化流通的集约化经营优势难以发挥，规模经营、规模效益难以实现，设施利用率低，布局不合理，重复建设，资金浪费严重。由于利益冲突及信息不通畅等原因，造成余缺物资不能及时调配，大量物资滞留在流通领域，造成资金沉淀，发生大量库存费用。另外，我国物流企业与物流组织的总体水平低，设备陈旧，损失率大、效率低，运输能力严重不足，形成了“瓶颈”，制约了物流的发展，物流配送明显滞后。商流与物流分割，严重影响了商品经营和规模效益。实践证明，市场经济需要更高程度的组织化、规模化和系统化，迫切需要尽快加强建设具有信息功能的物流配送中心。发展信息化、现代化、社会化的新型物流配送中心是建立和健全社会主义市场经济条件下新型流通体系的重要内容。我国是发展中国家，要借鉴发达国家的经验和利用现代化的设施，但目前还不可能达到发达国家物流配送中心的现代化程度，只能从国情、地区情况、企业情况出发，发展有中国特色的新型物流配送中心。随着电子商务的日益普及，中国的物流配送业一定会按照新型物流配送中心的方向发展。

随着物流热的逐渐升温，城市物流配送业也日益得到了重视和发展。近年来，我国的许多大中城市都开始兴建物流中心、配送中心，物流基础设施逐渐得到改善、整体物

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流技术水平也开始得到提高。深圳市是一个典型的例证。目前深圳物流的总体布局为，重点建设六个物流产业园区，而这其中，为国际物流提供服务的有:盐田港区物流园区、西部港区物流园区、机场航空物流园区。服务区域物流的有:华南国际物流中心、平湖物流园区、深圳邮政分驳转运中心。以城市配送服务为主的有:笋岗一清水河物流园区。同时己经有UPS、TNT、MAIZRSK、佐川急便、台湾东源等跨国公司落户园区中。然而由于我国历史原因，长期以来形成了重生产、轻流通，重商流、轻物流的思想，配送的发展在现阶段还很不成熟。

配送在我国的发展也是近十几年的事，进展缓慢、设备落后、信息化程度低是目前的一个基本状况。主要体现在以下几个方面。

（一）配送的服务核心作用难以发挥。配送的核心作用是服务，现阶段的配送方式，基本上是以单兵作战的分散型配送为主，配送调度中心还没有发挥出应有组织、协调、平衡、管理等综合作用。由于物流配送主要是由各专业公司独自进行，而现行物流企业经营外围较窄(如深圳盐田港物流中心只提供国内货物出口的中转、存储功能，而几乎不涉及市内配送业务)，可提供物流配送服务的内容较少，满足不了用户的多种服务需求。

（二）配送操作过程现代化程度低。目前我国配送操作中计算机的应用程度较低，仅限于日常事物管理，而对于物流中的许多重要决策问题，如配送中心的选址、货物组配方案、运输的最佳路径、最优库存控制等方面，仍处于半人工化决策状态，适应具体操作的物流信息系统的开发滞后。

综上所述，我国现在物流配送业的发展还处于起步阶段,与国外先进水平还有较大差距,需要我们结合国情,努力迎头赶上,融入国际经济、贸易、物流大发展的潮流中去,只有这样,我国物流业的国际竞争力才有望真正提高。

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3配送路线优化及可行性分析

3.1配送路线优化的概念

配送线路优化是指对一系列的发货点和收货点，组织适当的行车路线使车辆有序的通过它们，在满足一定的约束条件下（货物需求量与发送量，车辆容量限制，行驶里程限制），力争实现一定的目标（行驶里程最短，使用车辆尽可能少）。但配送作业情况复杂多变，不仅存在配送点多、货物种类多、道路网复杂、路况多变等情况，而且运输服务地区内需求网店分布也不均匀，使得路线优化问题是一个确定解多项式难题，需要启发算法求得近似最优解。[7]

当前物流正向全球化信息化一体化发展，配送在供应链中的作用显得愈加重要。由于现代配送具有多批次，小批量，多品种，高效率的特点，配送要准确做到7R（right product,right quality,right time,right place,ringht condition,right customer,right cost）如何合理，有效的对配置路线进行优化成为非常现实的问题。通常认为配送是小批量，近距离，品种比较复杂，按用户需要搭配品种与数量的服务体系。从配送中心送到各个需要的用户，有很多种路线不同的选择方案。合理的选择配送路线，对企业和社会都具有重要意义。[6]

3.2配送方案优化所遵从的原则

对于配送方案优化的选择，通过对有关资料与数据的研究和分析，得出以下四条选择原则：

（一）配送效益最高或是成本最低。效益与利润挂钩是企业追寻的主要目标。成本直接影响效益。所以，一次两项标准作为优化路线的选择原则颇具现实意义。

（二）配送劳动消耗最小。简单地说就是我们日常活动中物化劳动与活劳动的消耗最小化。

（三）配送服务水平最优化。这里主要牵扯到准时配送的问题，准时配送师服务水平的最重要体现，为了达到此标准，我们或许要不惜成本来体现。同时，我们需要保持良好的服务态度。

（四）配送的里程最短。运输里程是运输成本的直接相关因素，直接影响成本高低。所以在进行物流配送时，我们将运输里程最短作为我们的选案原则贴切实际。

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3.3配送线路优化的意义

对企业来说，优化配送路线，可以减少配送时间和配送里程，提高配送效率，增加车辆利用率，降低配送成本。同时可以加快物流速度，能准时、快速地把货物送到客户的手中，提高客户满意度。又使配送作业安排合理化，提高企业作业效率，有利于企业提高竞争力与效益。

对社会来说，它可以节省运输车辆，减少车辆空载率，降低了社会物流成本，对其 他企业尤其是生产企业具有重要意义。与此同时，还能缓解交通紧张状况，减少噪声、尾气排放等运输污染，对民生和环境也有不容忽视的作用。

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4优化配送路线的节约里程法

4.1基本节约里程法

节约里程法: 又称车辆运行计划法（VSP-Vehicles Scheduling Program ），适用于实际工作中要求得较优解或最优的近似解，而不一定需要求得最优解的情况。

它的基本原理是三角形的一边之长必定小于另外两边之和。基本思想是给A和B两个客户送货，物流中心与A，B的距离分别为a，b。如图所示。如果分别给二者单独送货，总里程为2a+2b。如果改为一辆车巡回送货，则总里程为a+b+c。根据三角形两边之和大于第三边，一辆车巡回送货的总里程小于分别送货。所以节约的里程为2a+2b-（a+b+c）=a+b+c。也就是将运输问题中的两个回路合并为一个回路，每次使合并后的运输问总距离减小额幅度最大，直到达到一辆车的装载限制时，再进行下一辆车的优化。

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图4.1节约里程法示意图

节约里程法的基本步骤主要有：

（一）计算物流中心到客户的距离，画出距离表。

（二）根据最短距离表，利用节约里程法计算出客户之间的节约里程，并有小到大排列， 标致节约里程表。

（三）根据节约里程表和物流中心的约束条件，绘制配送路线。[4]

4.2基于里程节约法的实际研究

下图为一配送网络，P为配送中心，现要利用2吨和4吨的厢式卡车，将货物配送到各个客户，并限制车辆一次运行距离在30公里以内，作出最优配送方案。

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(0.4)D6(1.4)E673F(1.5)65852(0.8)5476PC5(1.5)B49A107104(0.6)J8IH(0.8)9(0.5)411(0.7)3G(0.6)2

图4.2 配送网络图

（1）计算距离，并做出距离表（如表4.1所示）

表 4.1 里程表

需要量 P 0.7 1.5 0.8 0.4 1.4 1.5 0.6 0.8 0.5 0.6 10 9 7 8 8 8 3 4 10 7 A 4 9 14 18 18 13 14 11 4 B 5 10 16 17 12 13 15 8 C 5 9 15 10 11 17 13 D 6 13 11 12 18 15 E 7 11 12 18 15 F 6 8 17 15 G 2 11 10 H 9 11 I 8 J

（2）节约里程表（如表4.2所示）

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表4.2 节约里程表

需要量 0.7 1.5 0.8 0.4 1.4 1.5 0.6 0.8 0.5 0.6 P 10 9 7 8 8 8 3 4 10 7 A 9(8) D 6(10) 13(3) 11(0) 12(0) 18(0) 15(0) E 7(9) 11(0) 12(0) 18(0) 15(0) F 6(5) 8(4) G 2(5) H I 4(15) B 5(11) C 14(4) 10(7) 5(10) 18(0) 16(1) 9(6) 18(0) 17(0) 15(0) 13(0) 12(0) 10(0) 14(0) 13(0) 11(0) 11(9) 15(4) 17(0) 4(13) 8(8) 13(1) 17(1) 11(2) 9(5) 15(0) 10(0) 11(0) 8(9) J

（3）节约里程从大到小排序（如表4.3所示）

表4.3 节约里程排序

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 路线 AB AJ BC CD DE AI EF IJ 节约里程 15 13 11 10 10 9 9 9 序号 9 10 11 12 13 14 15 16 路线 AC BJ BD CE FG GH HI AD 节约里程 8 8 7 6 5 5 5 4 序号 17 18 19 20 21 22 23 路线 BI FH DF GI BE FI CJ 节约里程 4 4 3 2 1 1 1

（4）最终配送方案

根据节约里程排序表和配车（车辆的载重和容积因素）、车辆行驶里程等约束条件，渐进绘出配送路径：（如图4.3所示）

路径A：P——J——A——B——C——P，4t车，运输27Km,载重量3.6t 路径B：P——D——E——F——G——P, 4t车，运输30Km,载重量3.9t 路径C：P——H——I——P, 2t车，运输23Km,载重量1.3t 节约里程15+13+11+10+9+5+5=68Km 总共行走了80Km，节约了68Km。

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(0.4)D46(1.4)EP737(0.6)J46G0.6IH0.89(0.5)104A(0.7)267C5B(1.5)(0.8)4F(1.5)

图4.3最优路线图

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设计体会及今后的改进意见

在大学的已度过的时间里，我们接触的更多的是专业课，在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到时间去呢？我想做类似的课程设计就为我们提供了良好的实践平台。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。

题目定下来，通过网络搜索材料，如知网，百度等；还复习了一下之前学的专业课。通过近一个星期学习，搜集了很多与其相关的资料。在我查找资料的过程中，让我对我所学过的知识有所巩固和提高，使我学到了新知识，增长了见识。资料已经查找完毕了，接下来我开始对所搜集的资料进行整理、分析研究。我在电脑中都进行分类的整理，然后针对不同部分的写作内容进行归纳和总结。

在课程设计过程中，遇到困难是正常的我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次遇到同样的问题。千里之行始于足下，通过这次课程设计，我更深刻体会到脚踏实地的重要性。学会脚踏实地的迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下基础。在这次设计中，体现出自己单独设计课程的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足与薄弱环节，从而更加弥补。在此感谢老师们 ，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我学习、工作的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；同时感谢帮助过我的同学们，谢谢你们对我的帮助与支持

，让我感受到同学的友谊。

由于本人设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教，我十分乐意接受你们的批评与指正，本人万分感激。

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参考文献

[1] 孟祥茹.物流管理.北京：机械工业出版社 ，2005.

[2] 林芳.我国物流配送模式研究.西南交通大学：管理科学与工程.2004. [3] 桂琴.现代物流配送的发展现状与对策问题的研究.现代管理科学.2006. [4] 刘华琼.物流优化技术.北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社.2011.

[5] 柳林,朱建荣.基于遗传算法的物流配送路径优化问题的研究.计算机工程出版社,2005.227-229. [6] 李清泉,张金亭,黄经南.一个物流配送优化算法.武汉大学学报信息科学版，2003年2月，第28卷. [7] 江超群.董威现代物流运营管理.2003.

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/wrg7.html