合理的倉儲網(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)用運籌學(xué)思想，理論結(jié)合實際，建立可行的數(shù)學(xué)模型，充分依據(jù)實際調(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)化為研究對象，探索供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及面向?qū)嶋H應(yīng)用的方法，并進(jìn)行實例驗證。

 

2. 倉儲物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的戰(zhàn)略指導(dǎo)和方法

2.1 倉儲物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的戰(zhàn)略指導(dǎo)

多數(shù)企業(yè)的倉儲網(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)域公司主營業(yè)務(wù)必須處于絕對領(lǐng)先地位，倉網(wǎng)布局的戰(zhàn)略部署應(yīng)該考慮以下幾個方面：

 

(1）三角形布局：長三角及京津冀城市群，倉庫選址可考慮在三角重點城市有倉，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，倉庫選址可以考慮按弧線展開，倉庫覆蓋范圍實現(xiàn)首尾呼應(yīng)；

 

(3）啞鈴型布局：川渝城市群呈啞鈴型布局，倉庫選址可以優(yōu)先選在成都重慶兩端，中間城市倉庫布局連成線，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、濟南青島等城市群，倉庫選址可以考慮放兩端，倉庫同時可以輻射中間區(qū)域；

 

(5）衛(wèi)星輻射布局：鄭州、西安等城市群，經(jīng)濟發(fā)展呈眾星拱月狀，倉庫選址可以考慮在省會城市，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，倉庫選址可以考慮單倉輻射全省，優(yōu)先占領(lǐng)市場，戰(zhàn)略占據(jù)先導(dǎo)位置。

 

2.2 倉儲物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的方法

(1）倉庫選址重心法

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

 

重力中心法分為兩種類型：基于倉庫數(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）。

 

簡易公式：

 

 

*Cx——重心的x坐標(biāo)；

 

*Cy——重心的y坐標(biāo)；

 

*Dix——第i個地點的x坐標(biāo)；

 

*Diy——第i個地點的y坐標(biāo)；

 

*Vi——運到第i個地點或從第i個地點運出的貨物量。

 

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

 

(2）倉庫選址運籌學(xué)算法

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

 

備選倉的選擇可以使用網(wǎng)格法：將設(shè)定的一片選址區(qū)域網(wǎng)格化，每個網(wǎng)格的中心作為一個離散的候選點，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，推薦選點范圍可控。

 

備選倉確認(rèn)后，通過運籌學(xué)算法建模，可測算各個場景的總成本和時效。

 

3. 倉儲物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃運籌學(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)計時間周期、站點信息（現(xiàn)有倉庫信息、備選倉庫信息、需求點信息、供應(yīng)點信息）、產(chǎn)品、歷史需求和未來需求，運輸單價，租金單價，可選擇性（是否考慮已有倉庫進(jìn)行選址）；

 

建模假設(shè)：每個需求點由一個倉庫配送貨物。

 

3.2 建立模型

(1）符號說明

S：供應(yīng)點集合；

 

D：需求點集合；

 

F：備選倉庫集合；

 

Q：時間階段集合。

 

(2）模型變量

 

(3）模型參數(shù)

ckij：從供應(yīng)點i向倉庫j供貨物k的單位運價；

 

ekjh：從倉庫j向需求點h配送貨物k的單位運價；

 

dkhq：需求點h在時期q需求貨物k的數(shù)量；

 

Lij：供應(yīng)點i到倉庫j之間的距離；

 

Ri j：倉庫j到需求點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)中等式右端第一項是從供應(yīng)點到倉庫的運輸費用，第二項是從倉庫到需求點的運輸費用，第三項是建設(shè)倉庫的固定費用。

 

以上運籌學(xué)求最優(yōu)解，即可得出最優(yōu)成本下倉庫選址的最優(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；

 

*倉庫布局、吞吐量及面積利用率計算；

 

*分銷網(wǎng)絡(luò)流量及流向；

 

*服務(wù)覆蓋關(guān)系及時效；

 

*成本細(xì)分。

 

(2）倉庫選址分析

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

 

3.4 實施策略

倉庫數(shù)量增加會導(dǎo)致固定成本增加，配送運輸成本會下降，選擇合適的倉庫數(shù)量是對兩個成本的權(quán)衡，供應(yīng)鏈成本符合微笑曲線理論。

 

設(shè)計不同的場景并進(jìn)行優(yōu)化計算，可以快捷的探索不同的網(wǎng)絡(luò)層級結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)模式和業(yè)務(wù)參數(shù)對供應(yīng)鏈關(guān)鍵績效（KPI）的影響。對于企業(yè)而言可以分析如下場景：

 

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

 

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

 

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

 

4. 具體實例分析

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，沒有充分評估滿足特定服務(wù)時效需求，并科學(xué)測算最少需要多少個倉庫，導(dǎo)致公司運營壓力大、成本浪費嚴(yán)重。公司設(shè)備售后備件在全國超過21個倉庫、上百個客戶站點，約5000個SKU,15種不同的服務(wù)時效要求，庫存金額超過數(shù)千萬元。

 

本次方案的目標(biāo)是在滿足對客戶的服務(wù)時效要求的前提下，基于成本（主要為庫存持有成本、倉庫固定運營成本、倉租成本、運輸成本）最優(yōu)，主要針對3個方面做優(yōu)化：

 

*備件倉網(wǎng)布局優(yōu)化；

 

*優(yōu)化倉庫和客戶的服務(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)有倉庫和網(wǎng)絡(luò)布局，重新布局倉網(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個倉庫改變?yōu)?個，網(wǎng)絡(luò)布局的變化和持續(xù)的庫存計劃將庫存水平降低17%，同時客戶訂單服務(wù)滿足率提升了3%（從95%提升到98%）。

 

圖1 21個倉庫現(xiàn)狀   下載原圖

 

圖2 6個倉庫現(xiàn)狀   下載原圖

 

5. 總結(jié)和展望

5.1 主要研究成果總結(jié)

本文基于倉儲物流網(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)提出了倉網(wǎng)規(guī)劃需要站在企業(yè)的全局上統(tǒng)籌考慮整個供應(yīng)鏈的戰(zhàn)略部署方案；

 

(2)提出了倉網(wǎng)規(guī)劃中倉庫選址的基本方法；

 

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

 

(4)提出了不同場景下的倉網(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、倉庫和需求點之間的最大配送量及流經(jīng)倉庫的貨物需要的可變費用現(xiàn)實場景需要考慮。

 

5.3 下一步研究展望

供應(yīng)鏈設(shè)計方案，短期通過倉網(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)需求的倉儲物流網(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。長期通過優(yōu)化供應(yīng)計劃，推動實現(xiàn)端到端協(xié)同供應(yīng)鏈管理。探索三層級倉庫選址及倉庫分層、功能定為，庫存優(yōu)化與補貨策略，實現(xiàn)倉網(wǎng)-商品布局-庫存水位-計劃調(diào)度-物流運輸?shù)墓?yīng)鏈全流程優(yōu)化，是下一步的研究方向。