文/張志穎 馬丹妮 劉文 董斕

基于高峰期物流優(yōu)化方案研究

文/張志穎 馬丹妮 劉文 董斕

本文研究的是基于高峰期物流的優(yōu)化方案，主要從倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸這兩個(gè)關(guān)鍵步驟進(jìn)行分析，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)找到影響這兩個(gè)作業(yè)的瓶頸因素，并利用k-means聚類(lèi)分析、蟻群算法等商務(wù)智能工具進(jìn)行優(yōu)化分析，特針對(duì)高峰期物流遇到的貨物爆倉(cāng)、物流運(yùn)輸慢等諸多問(wèn)題提出了相關(guān)的改進(jìn)建議，對(duì)于高峰期物流的設(shè)計(jì)規(guī)劃具有重要的借鑒意義。

高峰期物流；倉(cāng)儲(chǔ)；運(yùn)輸；k-means；蟻群算法

一、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

“物流”作為一個(gè)在20世紀(jì)中期全球范圍內(nèi)興起的現(xiàn)代管理學(xué)概念，其產(chǎn)生后便在全球范圍內(nèi)都得到了深入的發(fā)展。而物流作為電子商務(wù)的重要支點(diǎn)，在近年來(lái)電子商務(wù)快速發(fā)展的同時(shí)，物流業(yè)也面臨著高峰期物流運(yùn)營(yíng)的巨大壓力。目前，國(guó)外對(duì)高峰期物流的應(yīng)對(duì)方式主要從零售商以及實(shí)際運(yùn)輸流程，如：加派臨時(shí)員工、建立“移動(dòng)站點(diǎn)”等途徑入手。而我國(guó)關(guān)于高峰期物流的處理方式則主要集中在第三方物流的倉(cāng)儲(chǔ)管理以及物流運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

（一）國(guó)外物流公司對(duì)于高峰期物流的應(yīng)對(duì)方法

1.提高了樞紐站點(diǎn)的自動(dòng)化水平，升級(jí)路線(xiàn)規(guī)劃裝置。

2.提前與零售商溝通、協(xié)商，來(lái)布置物流公司的快遞物流運(yùn)力。

3.增加人力 ，快遞公司雇傭臨時(shí)員工。

（二）國(guó)內(nèi)物流公司對(duì)于高峰期物流的應(yīng)對(duì)方法

1.根據(jù)業(yè)務(wù)量的變化情況，采用臨時(shí)租用倉(cāng)儲(chǔ)和租用場(chǎng)地等措施，加快快遞處理速度。在投遞過(guò)程中遵循“先到先派”的原則，加快快遞處理速度。

2. 為提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、緩解網(wǎng)點(diǎn)派送壓力，在應(yīng)對(duì)高峰增加人力物力的投資同時(shí)，推出改善路由中轉(zhuǎn)、出臺(tái)季節(jié)性調(diào)整有償派送補(bǔ)助網(wǎng)點(diǎn)等政策，確保高峰路由通暢，扶持偏遠(yuǎn)、相對(duì)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的地區(qū)網(wǎng)點(diǎn)公司的扶持，適當(dāng)增加快件派送費(fèi)。

3..通過(guò)網(wǎng)站連續(xù)向社會(huì)公告旺季期間快件流量、流向信息和消費(fèi)提示，在網(wǎng)上監(jiān)控進(jìn)來(lái)多少件，流出多少件，向消費(fèi)者進(jìn)行提示，引導(dǎo)消費(fèi)者根據(jù)需要適度調(diào)整節(jié)前消費(fèi)習(xí)慣，理性錯(cuò)峰使用快遞服務(wù)。

二、論文研究的技術(shù)路線(xiàn)圖1

三、問(wèn)題及優(yōu)化

3.1.倉(cāng)儲(chǔ)優(yōu)化方案

3.1.1. 物流中心倉(cāng)庫(kù)選址

圖1 論文研究技術(shù)路線(xiàn)圖

倉(cāng)庫(kù)是物流中心的核心部分，其管理質(zhì)量直接影響物流中心的整體水平。物流中心的建設(shè)具有投資大、回收期長(zhǎng)、難更改等特點(diǎn)，盲目地規(guī)劃會(huì)造成運(yùn)營(yíng)的很多問(wèn)題。高峰期物流中心的位置更是對(duì)物流的效率起到了決定性的影響，因此在選取倉(cāng)庫(kù)地址應(yīng)全方面地考慮，為接下來(lái)的運(yùn)輸環(huán)節(jié)打好基礎(chǔ)，倉(cāng)庫(kù)選址參考指標(biāo)見(jiàn)表1。

其中，在確定倉(cāng)庫(kù)面積和儲(chǔ)位容量時(shí)需要綜合考慮貨物的周轉(zhuǎn)率，平均庫(kù)存等因素，尤其是在高峰期，安全庫(kù)存量的確定尤為重要。

安全庫(kù)存量的計(jì)算公式：安全庫(kù)存量=安全系數(shù)×需求量變化偏差值，其中安全系數(shù)為α。（見(jiàn)表2）

安全庫(kù)存可以防止需求率增長(zhǎng)和到貨延期所引起的缺貨而設(shè)置的倉(cāng)庫(kù)最低儲(chǔ)存量，需要注意的是，高峰期的安全庫(kù)存需要通過(guò)歷史的高峰期進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)時(shí)的波動(dòng)率應(yīng)比平常提高5%左右。

選取倉(cāng)庫(kù)的位置應(yīng)綜合考慮供貨商和買(mǎi)家的距離，利用k-means算法，將供貨商和買(mǎi)家的地址轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)，根據(jù)計(jì)劃建立的庫(kù)存?zhèn)€數(shù)k，尋找最短路徑的k個(gè)中心聚點(diǎn)的坐標(biāo)即為倉(cāng)庫(kù)地址，具體實(shí)現(xiàn)如下：

假設(shè)某公司計(jì)劃建設(shè)兩間倉(cāng)庫(kù)，即k=2：（見(jiàn)圖2）

3.1.2 物流中心組織架構(gòu)

對(duì)于第三方物流公司而言，明確的崗位分工、規(guī)范可行的作業(yè)流程可保證倉(cāng)儲(chǔ)管理高效、順暢，提高客戶(hù)滿(mǎn)意度。針對(duì)高峰期，公司應(yīng)設(shè)立高峰期應(yīng)急小組，對(duì)高峰期的特殊情況進(jìn)行應(yīng)急處理，例如設(shè)立隨時(shí)盤(pán)點(diǎn)小組，在入庫(kù)、揀貨、復(fù)核任意過(guò)程中隨時(shí)對(duì)貨位進(jìn)行檢驗(yàn)，遇到庫(kù)存不足的貨位，貼上較為明顯的標(biāo)識(shí)物，提醒補(bǔ)貨員盡快補(bǔ)貨，保證貨物的充足。

3.1.3 物流中心貨位優(yōu)化

依據(jù)商品保管方式的不同，應(yīng)該為每種商品確定合適的儲(chǔ)存單位、儲(chǔ)存策略、分配規(guī)則，以及其它儲(chǔ)存商品要考慮的因素，把貨品有效地配置在先前所規(guī)劃的儲(chǔ)位上，為了提高工作效率，可以利用ABC分類(lèi)法（又稱(chēng)巴雷特分析法）確定貨位的儲(chǔ)位安排，ABC分類(lèi)法是按照貨物的價(jià)值的不同和重要程度的不同以及貨物的周轉(zhuǎn)率作為依據(jù)對(duì)貨物進(jìn)行分類(lèi)。A類(lèi)貨物將被給予最高的處理優(yōu)先權(quán)，B類(lèi)一般控制，C類(lèi)盡可能簡(jiǎn)單控制。

針對(duì)高峰期物流，貨物的儲(chǔ)位安排可以在定位存放的基礎(chǔ)上增加一點(diǎn)隨機(jī)性，在保證固定儲(chǔ)位易識(shí)別的基礎(chǔ)上，共用儲(chǔ)位，還可以在貨架的旁邊空地處，在不影響叉車(chē)、手推車(chē)等運(yùn)輸工具運(yùn)行的條件下，設(shè)置臨時(shí)儲(chǔ)位，方便貨位缺貨時(shí)及時(shí)補(bǔ)貨，增大倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存空間利用率。

3.1.4 物流中心倉(cāng)庫(kù)作業(yè)流程優(yōu)化

根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)出整個(gè)倉(cāng)庫(kù)作業(yè)流程業(yè)務(wù)（見(jiàn)圖3），消除瓶頸因素保障整個(gè)流程的暢通，提高倉(cāng)庫(kù)設(shè)備和工作人員的利用率，從而提高工作效率。

表1 倉(cāng)庫(kù)選址參考指標(biāo)

圖2 k-means算法為倉(cāng)庫(kù)選址

圖3 倉(cāng)庫(kù)作業(yè)管理流程

圖4 “最后一公里”傳統(tǒng)配送模式

針對(duì)高峰期物流，可以在上述流程的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)：

（1）為了最大化倉(cāng)庫(kù)的利用率，入庫(kù)時(shí)可以在“對(duì)號(hào)入座”的基礎(chǔ)上增加隨機(jī)性，尤其是針對(duì)那些周轉(zhuǎn)率比較高的A類(lèi)貨物。

（2）由于高峰期訂單量劇增，單一的摘果式或播種式揀貨方法已經(jīng)不能滿(mǎn)足整體作業(yè)的需要，這時(shí)就需要兩種方法結(jié)合，對(duì)于比較大的訂單，可以采用摘果式按單揀選，可以合并小的訂單，集中揀貨之后再進(jìn)行二次揀選。

3.2.運(yùn)輸優(yōu)化方案

3.2.1 整合物流信息

淘寶和天貓現(xiàn)在的物流模式主要是外包給以快遞公司為代表的第三方物流（3PL）企業(yè)。第三方物流企業(yè)不擁有商品，也不參與商品的買(mǎi)賣(mài)，只是提供以合同為約束的基礎(chǔ)化的物流代理服務(wù)。在平時(shí)3PL的物流運(yùn)作足以滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，但是雙十一期間由于第三方物流企業(yè)的規(guī)模，人力資源有限，優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)不出，劣勢(shì)被放大，不免顯得力不從心，這時(shí)只有第四方物流平臺(tái)(FourthPartyLogistics即4PL，F(xiàn)PL)才能夠滿(mǎn)足巨大的物流運(yùn)輸需求。

4PL是一個(gè)供應(yīng)鏈的集成商，它相當(dāng)于物流的中央大腦，通過(guò)所擁有信息的總體整合借助其他資源提供一套完整的解決方案。4PL通過(guò)分析第三方物流企業(yè)的優(yōu)勢(shì)，采用取長(zhǎng)補(bǔ)短的方法，整合出一套最優(yōu)的運(yùn)輸方案。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，貨物的配送被切分成幾段，每個(gè)第三方物流公司只需要配送自己物流企業(yè)具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)的路段，最終貨物以最快的速度送達(dá)用戶(hù)的手中。

3.2.2 針對(duì)最后一公里問(wèn)題的解決方案

（1）設(shè)立快遞臨時(shí)存放站

目前阿里巴巴和部分物流企業(yè)共同打造的“菜鳥(niǎo)驛站”就是針對(duì)物流配送的最后一公里問(wèn)題的（如圖4，圖5）。簡(jiǎn)單而言，菜鳥(niǎo)驛站就是幫助消費(fèi)者代收快遞的面向社區(qū)的物流服務(wù)平臺(tái)。它的優(yōu)勢(shì)在于讓快遞的收發(fā)時(shí)間變得靈活，但是這在雙十一期間恰恰成為它的缺點(diǎn)。雙十一期間快遞流通量極大，如果不能讓用戶(hù)盡快取走快遞，會(huì)造成大量快遞的滯留，這會(huì)大大降低物流的效率。雙十一期間，菜鳥(niǎo)驛站應(yīng)該重新制定規(guī)程，規(guī)定用戶(hù)的最晚取貨時(shí)限，以縮短快遞積壓時(shí)間，提高快遞效率。

圖5 當(dāng)前“最后一公里”配送模式

圖6 快遞“最后一公里”新型配送模式圖

圖7 蟻群算法優(yōu)化路徑流程圖

由于菜鳥(niǎo)驛站的數(shù)量有限，“雙十一”物流量巨大，于是我們經(jīng)常能夠看到大家排長(zhǎng)隊(duì)等快遞的現(xiàn)象，即使最大化快遞的中轉(zhuǎn)效率也是杯水車(chē)薪，所以這里我們提出在菜鳥(niǎo)驛站下設(shè)立快遞臨時(shí)存放站（如圖6）。我們把菜鳥(niǎo)驛站看做社區(qū)范圍內(nèi)的快遞中轉(zhuǎn)的核心，把周?chē)男⌒统?，社區(qū)門(mén)店設(shè)為臨時(shí)存放站，或者在幾棟樓之間搭建簡(jiǎn)約快遞存放蓬作為臨時(shí)存放站，每天按照區(qū)域?qū)⒖爝f送到指定的臨時(shí)存放站中。這不僅僅提高了最后一公里的配送效率，同時(shí)也減少了用戶(hù)排隊(duì)等待快遞的時(shí)間，為用戶(hù)帶來(lái)更好的服務(wù)體驗(yàn)；設(shè)立在小型超市，社區(qū)門(mén)店的臨時(shí)存放站也為門(mén)店帶來(lái)了客流量，達(dá)成雙贏的效果。

對(duì)于臨時(shí)存放站的選址，我們可以通過(guò)質(zhì)心法來(lái)解決，并且在第一年設(shè)立存放站以后，我們還可以利用物流的運(yùn)輸數(shù)據(jù)去模擬蟻群算法（步驟如圖7）得到存放站的最優(yōu)路徑，以?xún)?yōu)化臨時(shí)存放站的地點(diǎn)來(lái)獲取最高效的方案。

（2）合理利用閑置交通資源

現(xiàn)在的物流配送大都采取鐵路運(yùn)輸，航空運(yùn)輸和公路運(yùn)輸三種情況，我們可以通過(guò)合理利用閑置的交通資源來(lái)幫助物流配送。

目前我國(guó)已有37座城市有自己的地鐵干線(xiàn)，而地鐵的運(yùn)營(yíng)時(shí)間在12～16小時(shí)之間不等，除去維修時(shí)間，地鐵還有大約2個(gè)小時(shí)左右的閑置時(shí)間。如果我們能合理利用這段時(shí)間來(lái)進(jìn)行物流運(yùn)輸，會(huì)大大提高物流的運(yùn)輸效率。

一般情況下，11月份不是旅游旺季，出租車(chē)行業(yè)也會(huì)存在大量的閑置資源，這為物流公司提供了新的途徑——與出租車(chē)/網(wǎng)約車(chē)行業(yè)聯(lián)合。在滴滴打車(chē)等約車(chē)軟件上顯示貨物位置、大小、收貨地址等相關(guān)信息，順路的司機(jī)就能夠把貨物帶到收貨地或是菜鳥(niǎo)驛站（業(yè)務(wù)流程圖如圖3.7），這大大減少了貨物停滯時(shí)間，同時(shí)，這種方式也帶給司機(jī)額外的收入。但是這種方式也存在一定的局限性，第一，由于空間有限，出租車(chē)司機(jī)只能搭載小件的貨物；第二，貴重的物品和易碎品都不易采用這種運(yùn)載方式；第三，如果貨物途中出現(xiàn)破損，責(zé)任不易劃分。

四、總結(jié)

本文分析了高峰期物流優(yōu)化的必要性及重要性，對(duì)其涉及的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了較為深入的分析，在合理的假設(shè)基礎(chǔ)上，運(yùn)用商務(wù)智能算法對(duì)倉(cāng)庫(kù)的選址、安全庫(kù)存的控制、最優(yōu)路徑的選擇等問(wèn)題提出了解決方案，對(duì)于應(yīng)對(duì)高峰期物流的優(yōu)化發(fā)展提供了可參考使用的措施。

（作者單位：大連理工大學(xué)盤(pán)錦校區(qū)）