合理的倉(cāng)儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)布局可以在保障物資供應(yīng)的要求下，綜合考慮“成本、效率、服務(wù)”的約束，在供應(yīng)鏈成本最優(yōu)和滿足客戶響應(yīng)需求的前提下，應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)思想，理論結(jié)合實(shí)際，建立可行的數(shù)學(xué)模型，充分依據(jù)實(shí)際調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)域規(guī)劃降低供應(yīng)鏈總體成本。本文以網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化為研究對(duì)象，探索供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)及面向?qū)嶋H應(yīng)用的方法，并進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證。

 

2. 倉(cāng)儲(chǔ)物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的戰(zhàn)略指導(dǎo)和方法

2.1 倉(cāng)儲(chǔ)物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的戰(zhàn)略指導(dǎo)

多數(shù)企業(yè)的倉(cāng)儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，很多都是基于歷史原因和銷售部門的要求設(shè)立的，缺乏從全局角度認(rèn)證其合理性。商業(yè)環(huán)境的快速變化和銷售渠道的多樣化，需要管理人員站在企業(yè)和供應(yīng)鏈的全局上統(tǒng)籌網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，持續(xù)優(yōu)化倉(cāng)網(wǎng)布局。如果公司戰(zhàn)略定位未來在某些區(qū)域公司主營(yíng)業(yè)務(wù)必須處于絕對(duì)領(lǐng)先地位，倉(cāng)網(wǎng)布局的戰(zhàn)略部署應(yīng)該考慮以下幾個(gè)方面：

 

(1）三角形布局：長(zhǎng)三角及京津冀城市群，倉(cāng)庫選址可考慮在三角重點(diǎn)城市有倉(cāng)，中心區(qū)域全覆蓋；

 

(2）弧線型布局：珠江三角洲城市群，城市布局呈弧線形，倉(cāng)庫選址可以考慮按弧線展開，倉(cāng)庫覆蓋范圍實(shí)現(xiàn)首尾呼應(yīng)；

 

(3）啞鈴型布局：川渝城市群呈啞鈴型布局，倉(cāng)庫選址可以優(yōu)先選在成都重慶兩端，中間城市倉(cāng)庫布局連成線，有利于供應(yīng)鏈快速響應(yīng)；

 

(4）兩頭型布局：沈陽大連、福州泉州、濟(jì)南青島等城市群，倉(cāng)庫選址可以考慮放兩端，倉(cāng)庫同時(shí)可以輻射中間區(qū)域；

 

(5）衛(wèi)星輻射布局：鄭州、西安等城市群，經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈眾星拱月狀，倉(cāng)庫選址可以考慮在省會(huì)城市，可以輻射周邊區(qū)域；

 

(6）插旗型布局：新疆、西藏等偏遠(yuǎn)區(qū)域，倉(cāng)庫選址可以考慮單倉(cāng)輻射全省，優(yōu)先占領(lǐng)市場(chǎng)，戰(zhàn)略占據(jù)先導(dǎo)位置。

 

2.2 倉(cāng)儲(chǔ)物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的方法

(1）倉(cāng)庫選址重心法

某一區(qū)域選擇一個(gè)倉(cāng)庫可利用重心法選址。其目的是在給定的供應(yīng)點(diǎn)或者需求點(diǎn)（客戶)的需求貨量基礎(chǔ)上，找到最佳的重心點(diǎn)，從這個(gè)重心點(diǎn)到供應(yīng)點(diǎn)或需求點(diǎn)所要移動(dòng)貨物所花費(fèi)的努力（距離）最少

 

重力中心法分為兩種類型：基于倉(cāng)庫數(shù)量進(jìn)行選址；基于服務(wù)覆蓋率進(jìn)行選址（例如3 0 0公里覆蓋80%貨量等）。

 

簡(jiǎn)易公式：

 

 

*Cx——重心的x坐標(biāo)；

 

*Cy——重心的y坐標(biāo)；

 

*Dix——第i個(gè)地點(diǎn)的x坐標(biāo)；

 

*Diy——第i個(gè)地點(diǎn)的y坐標(biāo)；

 

*Vi——運(yùn)到第i個(gè)地點(diǎn)或從第i個(gè)地點(diǎn)運(yùn)出的貨物量。

 

重力中心可以幫助找到為了滿足服務(wù)要求并需要花費(fèi)最小的運(yùn)輸成本的倉(cāng)庫范圍；是幫助決定倉(cāng)庫數(shù)量和位置的重要一步，在重力中心選址后備選倉(cāng)范圍會(huì)得到進(jìn)一步更新。

 

(2）倉(cāng)庫選址運(yùn)籌學(xué)算法

某一區(qū)域多個(gè)倉(cāng)庫選址，可利用運(yùn)籌學(xué)算法建模，在所有可行的備選倉(cāng)中選擇需要打開或關(guān)閉的倉(cāng)庫，建議每個(gè)倉(cāng)庫規(guī)模如何，功能定位，輻射范圍。

 

備選倉(cāng)的選擇可以使用網(wǎng)格法：將設(shè)定的一片選址區(qū)域網(wǎng)格化，每個(gè)網(wǎng)格的中心作為一個(gè)離散的候選點(diǎn)，基于地理信息和業(yè)務(wù)偏好，可以設(shè)定禁用一些網(wǎng)格。網(wǎng)格尺寸可以逐漸縮小，推薦選點(diǎn)范圍可控。

 

備選倉(cāng)確認(rèn)后，通過運(yùn)籌學(xué)算法建模，可測(cè)算各個(gè)場(chǎng)景的總成本和時(shí)效。

 

3. 倉(cāng)儲(chǔ)物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃運(yùn)籌學(xué)建模的方法框架

3.1 數(shù)據(jù)采集和處理

需要采集和處理以下信息：統(tǒng)計(jì)時(shí)間周期、站點(diǎn)信息（現(xiàn)有倉(cāng)庫信息、備選倉(cāng)庫信息、需求點(diǎn)信息、供應(yīng)點(diǎn)信息）、產(chǎn)品、歷史需求和未來需求，運(yùn)輸單價(jià)，租金單價(jià)，可選擇性（是否考慮已有倉(cāng)庫進(jìn)行選址）；

 

建模假設(shè)：每個(gè)需求點(diǎn)由一個(gè)倉(cāng)庫配送貨物。

 

3.2 建立模型

(1）符號(hào)說明

S：供應(yīng)點(diǎn)集合；

 

D：需求點(diǎn)集合；

 

F：備選倉(cāng)庫集合；

 

Q：時(shí)間階段集合。

 

(2）模型變量

 

(3）模型參數(shù)

ckij：從供應(yīng)點(diǎn)i向倉(cāng)庫j供貨物k的單位運(yùn)價(jià)；

 

ekjh：從倉(cāng)庫j向需求點(diǎn)h配送貨物k的單位運(yùn)價(jià)；

 

dkhq：需求點(diǎn)h在時(shí)期q需求貨物k的數(shù)量；

 

Lij：供應(yīng)點(diǎn)i到倉(cāng)庫j之間的距離；

 

Ri j：倉(cāng)庫j到需求點(diǎn)h之間的距離；

 

其中，i∈S,j∈F,k∈K,h∈D,q∈Q

 

(4）建立數(shù)學(xué)模型

 

目標(biāo)函數(shù)中等式右端第一項(xiàng)是從供應(yīng)點(diǎn)到倉(cāng)庫的運(yùn)輸費(fèi)用，第二項(xiàng)是從倉(cāng)庫到需求點(diǎn)的運(yùn)輸費(fèi)用，第三項(xiàng)是建設(shè)倉(cāng)庫的固定費(fèi)用。

 

以上運(yùn)籌學(xué)求最優(yōu)解，即可得出最優(yōu)成本下倉(cāng)庫選址的最優(yōu)位置、建設(shè)規(guī)模和上下游關(guān)系。

 

3.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和優(yōu)化方法

(1）供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀還原

輸入網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化相關(guān)數(shù)據(jù)與規(guī)則，搭建還原現(xiàn)狀的基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)模型，并進(jìn)行診斷。輸入數(shù)據(jù)需要包含以下重要信息：

 

*標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式；

 

*客戶及產(chǎn)品需求分布；

 

*倉(cāng)庫布局、吞吐量及面積利用率計(jì)算；

 

*分銷網(wǎng)絡(luò)流量及流向；

 

*服務(wù)覆蓋關(guān)系及時(shí)效；

 

*成本細(xì)分。

 

(2）倉(cāng)庫選址分析

基于當(dāng)前和期望的服務(wù)時(shí)效要求，確定候選倉(cāng)庫列表，作為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的輸入；候選倉(cāng)庫可基于重心法計(jì)算的區(qū)域，枚舉所有的備選倉(cāng)庫列表；也可使用網(wǎng)格法形成備選倉(cāng)庫列表。

 

3.4 實(shí)施策略

倉(cāng)庫數(shù)量增加會(huì)導(dǎo)致固定成本增加，配送運(yùn)輸成本會(huì)下降，選擇合適的倉(cāng)庫數(shù)量是對(duì)兩個(gè)成本的權(quán)衡，供應(yīng)鏈成本符合微笑曲線理論。

 

設(shè)計(jì)不同的場(chǎng)景并進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，可以快捷的探索不同的網(wǎng)絡(luò)層級(jí)結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)模式和業(yè)務(wù)參數(shù)對(duì)供應(yīng)鏈關(guān)鍵績(jī)效（KPI）的影響。對(duì)于企業(yè)而言可以分析如下場(chǎng)景：

 

(1)基于新倉(cāng)網(wǎng)層級(jí)策略，例如3級(jí)倉(cāng)網(wǎng)策略“供應(yīng)商-倉(cāng)庫-客戶”，以及備選倉(cāng)庫列表，優(yōu)化需要啟用或關(guān)閉的倉(cāng)庫，以及產(chǎn)品流向；

 

(2)基于渠道共享場(chǎng)景，以及備選倉(cāng)庫列表，優(yōu)化需要啟用或關(guān)閉的倉(cāng)庫，以及產(chǎn)品流向；

 

(3)基于倉(cāng)庫數(shù)量限制，優(yōu)化需要啟用或關(guān)閉的倉(cāng)庫，以及產(chǎn)品流向。

 

4. 具體實(shí)例分析

4.1 某大型設(shè)備企業(yè)售后零備件網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方案

某大型設(shè)備企業(yè)售后零備件倉(cāng)庫，很多都是基于歷史原因和售后的要求設(shè)立的，沒有充分評(píng)估滿足特定服務(wù)時(shí)效需求，并科學(xué)測(cè)算最少需要多少個(gè)倉(cāng)庫，導(dǎo)致公司運(yùn)營(yíng)壓力大、成本浪費(fèi)嚴(yán)重。公司設(shè)備售后備件在全國(guó)超過21個(gè)倉(cāng)庫、上百個(gè)客戶站點(diǎn)，約5000個(gè)SKU,15種不同的服務(wù)時(shí)效要求，庫存金額超過數(shù)千萬元。

 

本次方案的目標(biāo)是在滿足對(duì)客戶的服務(wù)時(shí)效要求的前提下，基于成本（主要為庫存持有成本、倉(cāng)庫固定運(yùn)營(yíng)成本、倉(cāng)租成本、運(yùn)輸成本）最優(yōu)，主要針對(duì)3個(gè)方面做優(yōu)化：

 

*備件倉(cāng)網(wǎng)布局優(yōu)化；

 

*優(yōu)化倉(cāng)庫和客戶的服務(wù)覆蓋關(guān)系；

 

*合理的庫存配置策略。

 

4.2 方案實(shí)施和效果分析

通過還原當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，重現(xiàn)現(xiàn)有倉(cāng)庫和網(wǎng)絡(luò)布局，重新布局倉(cāng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并確定庫存持有成本最合適的方案。最終的網(wǎng)絡(luò)布局將其21個(gè)倉(cāng)庫改變?yōu)?個(gè)，網(wǎng)絡(luò)布局的變化和持續(xù)的庫存計(jì)劃將庫存水平降低17%，同時(shí)客戶訂單服務(wù)滿足率提升了3%（從95%提升到98%）。

 

圖1 21個(gè)倉(cāng)庫現(xiàn)狀   下載原圖

 

圖2 6個(gè)倉(cāng)庫現(xiàn)狀   下載原圖

 

5. 總結(jié)和展望

5.1 主要研究成果總結(jié)

本文基于倉(cāng)儲(chǔ)物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃進(jìn)行了建模和方法論研究，主要工作如下：

 

(1)提出了倉(cāng)網(wǎng)規(guī)劃需要站在企業(yè)的全局上統(tǒng)籌考慮整個(gè)供應(yīng)鏈的戰(zhàn)略部署方案；

 

(2)提出了倉(cāng)網(wǎng)規(guī)劃中倉(cāng)庫選址的基本方法；

 

(3)建立了包含“供應(yīng)端-倉(cāng)庫-需求端”的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的方法框架及運(yùn)籌學(xué)建模思路；

 

(4)提出了不同場(chǎng)景下的倉(cāng)網(wǎng)布局優(yōu)化策略。

 

5.2 存在問題和不足之處

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建模只考慮了理想情況下的模型，供應(yīng)點(diǎn)、倉(cāng)庫和需求點(diǎn)之間的最大配送量及流經(jīng)倉(cāng)庫的貨物需要的可變費(fèi)用現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景需要考慮。

 

5.3 下一步研究展望

供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)方案，短期通過倉(cāng)網(wǎng)規(guī)劃，以滿足客戶需求為導(dǎo)向，構(gòu)建適應(yīng)未來客戶和業(yè)務(wù)需求的倉(cāng)儲(chǔ)物流網(wǎng)絡(luò)。中期通過庫存策略，優(yōu)化產(chǎn)品布局，改善產(chǎn)品新鮮度和企業(yè)現(xiàn)金流。長(zhǎng)期通過優(yōu)化供應(yīng)計(jì)劃，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)端到端協(xié)同供應(yīng)鏈管理。探索三層級(jí)倉(cāng)庫選址及倉(cāng)庫分層、功能定為，庫存優(yōu)化與補(bǔ)貨策略，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)網(wǎng)-商品布局-庫存水位-計(jì)劃調(diào)度-物流運(yùn)輸?shù)墓?yīng)鏈全流程優(yōu)化，是下一步的研究方向。