□ 尹巍巍

(中通服供應(yīng)鏈管理有限公司，北京 100005)

1 引言

物流配送中心是物流系統(tǒng)的重要組成部分，其選址是否合理將直接影響物流系統(tǒng)的運(yùn)作效率和經(jīng)濟(jì)效益?？茖W(xué)合理的位置分布能夠有效降低運(yùn)輸成本、節(jié)約配送時(shí)間，提高物流服務(wù)質(zhì)量。因此，物流配送中心選址已經(jīng)成為了一個(gè)企業(yè)重要的戰(zhàn)略決策問(wèn)題。目前，應(yīng)用于物流配送中心選址的方法有很多(如因素評(píng)分法、德?tīng)柗品?、重心法和線性規(guī)劃法等)，但是這些方法普遍存在主觀性強(qiáng)、假設(shè)脫離實(shí)際和計(jì)算結(jié)果不可實(shí)現(xiàn)等局限性，難以解決企業(yè)的實(shí)際問(wèn)題。本文以A公司京津冀區(qū)域的配送中心選址為例，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際問(wèn)題，對(duì)傳統(tǒng)的重心法進(jìn)行改進(jìn)，幫助A公司確定合理可行的配送中心選址方案。通過(guò)實(shí)例證明，應(yīng)用改進(jìn)的重心法使得選址過(guò)程更加快捷方便，選址結(jié)果更加精確實(shí)用，是解決實(shí)際問(wèn)題的有效工具。

2 改進(jìn)的重心法

2.1 傳統(tǒng)重心法存在的問(wèn)題

重心法是將物流系統(tǒng)中的需求點(diǎn)看作是分布在某一平面范圍內(nèi)的物體系統(tǒng)，各點(diǎn)的需求量看作是物體的重量，將物體系統(tǒng)的重心作為物流中心的最佳設(shè)置點(diǎn)。該模型是在一個(gè)確定的平面直角坐標(biāo)系中，將待定的物流中心坐標(biāo)作為變量，以待定的物流中心到各個(gè)需求點(diǎn)的距離，與運(yùn)輸量和運(yùn)輸費(fèi)率的乘積之和為目標(biāo)函數(shù)，使得目標(biāo)函數(shù)最小的坐標(biāo)即為最優(yōu)物流中心位置。[1]傳統(tǒng)的重心法計(jì)算簡(jiǎn)單，可以快速確定物流中心的位置，但是它存在很多不足，主要表現(xiàn)在：

①坐標(biāo)數(shù)據(jù)獲取不方便。坐標(biāo)系建立是用方格圖疊放在紙質(zhì)地圖上，將各點(diǎn)人工標(biāo)注在方格圖上，利用方格圖的坐標(biāo)系來(lái)確定各點(diǎn)的坐標(biāo)。

②距離數(shù)據(jù)脫離實(shí)際。傳統(tǒng)重心法將物流中心與各需求點(diǎn)之間的距離假定為直線距離。但是實(shí)際上運(yùn)輸距離受到實(shí)際道路狀況和運(yùn)輸交通網(wǎng)絡(luò)的影響，呈現(xiàn)是非直線的關(guān)系，這種假設(shè)使得選址結(jié)果產(chǎn)生很大偏差。

③運(yùn)輸費(fèi)率測(cè)算簡(jiǎn)單。傳統(tǒng)模型在處理運(yùn)輸費(fèi)率時(shí)，往往借助線性函數(shù)來(lái)確定，而實(shí)際中運(yùn)輸費(fèi)率與運(yùn)輸距離和運(yùn)輸批量存在數(shù)量關(guān)系，傳統(tǒng)計(jì)算結(jié)果與實(shí)際費(fèi)率會(huì)有比較大的偏差。

④目標(biāo)函數(shù)具有局限性。傳統(tǒng)重心法假定不同地點(diǎn)的物流中心建設(shè)費(fèi)用和營(yíng)運(yùn)費(fèi)用相同，僅以運(yùn)輸成本作為目標(biāo)函數(shù)。而隨著近些年地產(chǎn)價(jià)格的驟漲，不同地點(diǎn)的建設(shè)費(fèi)用和營(yíng)運(yùn)費(fèi)用相差很大，物流中心的建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用成為了選址的重要影響因素[2]。

⑤選址結(jié)果實(shí)用性差。由于傳統(tǒng)重心法忽略了物流中心的地理屬性和交通便利性，造成所求的選址結(jié)果在實(shí)際中是無(wú)法應(yīng)用的。

2.2 重心法改進(jìn)模型

本文針對(duì)重心法存在的不足，提出了一種改進(jìn)的模型和求解方法。該模型建立步驟如下：

①對(duì)需求點(diǎn)依據(jù)空間和屬性特點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分類，確定需求點(diǎn)的個(gè)數(shù)和位置，統(tǒng)計(jì)各需求點(diǎn)的需求量。

②利用GIS獲取各需求點(diǎn)經(jīng)緯度坐標(biāo)，建立平面直角坐標(biāo)系。GIS技術(shù)是一種地理信息系統(tǒng)，以地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，可實(shí)時(shí)提供多種空間和動(dòng)態(tài)的地理信息。將各個(gè)需求點(diǎn)名稱輸入GIS系統(tǒng)中，通過(guò)GIS空間查詢功能可獲得各需求點(diǎn)的經(jīng)緯度信息，再把各個(gè)需求點(diǎn)的經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換為平面直角坐標(biāo)系。[3]通過(guò)GIS技術(shù)獲取數(shù)據(jù)更加方便，利用經(jīng)緯度建立坐標(biāo)系更加精確。

③確定各需求點(diǎn)的運(yùn)輸費(fèi)率。運(yùn)輸費(fèi)率不僅與運(yùn)輸距離有關(guān)，而且與運(yùn)輸批量有著密切關(guān)系。[4]依據(jù)各需求點(diǎn)的運(yùn)輸距離和運(yùn)輸批量的特點(diǎn)，確定各點(diǎn)之間的運(yùn)輸費(fèi)率。

④建立模型并求初始解。

設(shè)在某計(jì)劃區(qū)域內(nèi)，有n個(gè)需求點(diǎn)，分布在不同的坐標(biāo)點(diǎn)(Xi,Yi)上，各點(diǎn)的需求量為Wi(i=1,2,…,n)。在計(jì)劃區(qū)域內(nèi)擬設(shè)置一個(gè)物流配送中心，坐標(biāo)為(X0,Y0)；ri為物流配送中心至需求點(diǎn)i的運(yùn)輸費(fèi)率；di為需求點(diǎn)i到物流配送中心的直線距離，而需求點(diǎn)i到物流配送中心的距離不是簡(jiǎn)單的直線距離，本文引入λi非直線系數(shù)可將兩點(diǎn)的直線距離di轉(zhuǎn)換成與實(shí)際貼近的運(yùn)輸距離Di，則有：

(1)

(2)

其中δ為物流配送中心的倉(cāng)庫(kù)面積，C為物流配送中心單位建設(shè)費(fèi)用和經(jīng)營(yíng)費(fèi)用(若配送中心為租賃第三方倉(cāng)庫(kù)，則為單位租金)。因?yàn)椴煌赜虻牡貎r(jià)差異很大，總費(fèi)用H不僅包含配送費(fèi)用，而且要考慮倉(cāng)儲(chǔ)費(fèi)用(倉(cāng)庫(kù)建設(shè)費(fèi)用、經(jīng)營(yíng)費(fèi)用或者租賃費(fèi)用)。使總費(fèi)用H最小的物流配送中心位置，必須滿足：

(3)

可以求得物流配送中心坐標(biāo)為：

(4)

(5)

⑥確定物流中心設(shè)立地點(diǎn)。將迭代求得的物流配送中心坐標(biāo)值，通過(guò)GIS轉(zhuǎn)換查詢得到實(shí)際地理位置及周邊交通狀態(tài)，配送中心應(yīng)該建設(shè)在符合城市規(guī)劃的地點(diǎn)，避開(kāi)地價(jià)過(guò)高的商業(yè)中心、用地緊張居民區(qū)和喧鬧的旅游景點(diǎn)。[5]決策者可根據(jù)選址具體要求和當(dāng)?shù)貙?shí)際情況對(duì)該位置作出調(diào)整，并最終確定物流配送中心合適的位置。

3 實(shí)例研究

3.1 A公司配送中心選址問(wèn)題描述

A公司是一家國(guó)內(nèi)知名食品企業(yè)，擁有3家OEM工廠可供應(yīng)100余種產(chǎn)品，銷售網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國(guó)，其中京津冀區(qū)域是其主要的銷售市場(chǎng)。近年來(lái)，隨著京津冀區(qū)域市場(chǎng)的擴(kuò)張和銷售渠道的深化，大賣場(chǎng)和連鎖超市即KA客戶在不斷增加。這類客戶具有訂單批量小、頻次大、布局分散和多品種要貨的特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)送貨要求和產(chǎn)品保質(zhì)期具有嚴(yán)格要求。公司原有“一對(duì)多”工廠直發(fā)客戶的配送模式，不僅因工廠遠(yuǎn)離銷售市場(chǎng)，使得長(zhǎng)距離配送成本壓力大，而且因時(shí)效性問(wèn)題，導(dǎo)致缺貨斷貨、送貨不及時(shí)現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，難以滿足客戶需求。為此，A公司決定改變?cè)泄S直配的物流模式(如圖1)，通過(guò)設(shè)立京津冀區(qū)域配送中心，來(lái)緩解工廠倉(cāng)配壓力，更好的滿足客戶終端配送的需求。

圖1 A公司物流模式對(duì)比

A公司京津冀區(qū)域配送中心主要服務(wù)于北京、天津和河北范圍內(nèi)的客戶，因各區(qū)域客戶性質(zhì)不同，客戶訂單呈現(xiàn)出不同特點(diǎn)(如圖2)，北京和天津地區(qū)大賣場(chǎng)和連鎖超市即KA客戶居多，訂單具有批量小批次多的特點(diǎn)，配送要求高且復(fù)雜；河北地區(qū)經(jīng)銷商客戶居多，訂單整車配送居多，配送成本較低。為了更好的滿足不同客戶的需求，配送中心設(shè)立要充分考慮各客戶訂單特點(diǎn)和不同的配送要求。

根據(jù)實(shí)際現(xiàn)狀，A公司對(duì)配送中心選址提出了以下方面的要求：①隨著近年來(lái)地價(jià)和人工成本的上漲，在京津冀區(qū)域建設(shè)配送中心的成本高昂，A公司決定選擇與第三方物流公司合作的方式設(shè)立配送中心，一方面可降低大量的資金投入，另一方面可提高物流專業(yè)性。②配送中心的設(shè)立要考慮各區(qū)域內(nèi)不同客戶的訂單特點(diǎn)，保障配送中心有能力滿足所有客戶的送貨要求，特別是零散訂單的配送。配送中心輻射半徑在600公里左右，車輛行駛時(shí)間不超過(guò)8小時(shí)。③選擇的配送中心要使總費(fèi)用最低，這些費(fèi)用主要包含配送中心至客戶的配送費(fèi)用和配送中心的倉(cāng)庫(kù)租賃費(fèi)用。因工廠至配送中心的干線運(yùn)輸均是整車運(yùn)輸，在京津冀范圍內(nèi)選址此部分費(fèi)用變化不大，所以總費(fèi)用中不予考慮。

圖2 A公司客戶訂單批量與批次特點(diǎn)圖

3.2 A公司配送中心選址過(guò)程

本文結(jié)合A公司實(shí)際的選址要求，將改進(jìn)后的重心法應(yīng)用于A公司配送中心選址中，具體選址過(guò)程如下：

第一步：獲取數(shù)據(jù)。

A公司在京津冀區(qū)域內(nèi)客戶共有89家，按照理論每個(gè)客戶就是一個(gè)需求點(diǎn)，但是結(jié)合A公司的實(shí)際情況，將客戶按照客戶性質(zhì)和訂單特點(diǎn)，以城市或者區(qū)縣為單位進(jìn)行劃分，共劃分為36個(gè)客戶區(qū)域。把每個(gè)客戶區(qū)域作為一個(gè)需求點(diǎn)，將每個(gè)區(qū)域內(nèi)客戶的運(yùn)輸量匯總作為該需求點(diǎn)的運(yùn)輸量。再利用GIS空間查詢功能獲得各需求點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)，建立平面直角坐標(biāo)系(如圖3)。

圖3 基于客戶需求點(diǎn)的直角坐標(biāo)系

由于不同地區(qū)運(yùn)輸?shù)缆?、車輛資源和交通狀況等條件不同，導(dǎo)致不同地區(qū)的運(yùn)輸費(fèi)率存在很大差別；而且運(yùn)輸費(fèi)率會(huì)隨運(yùn)輸距離長(zhǎng)短、運(yùn)輸批量大小不同而變化。因此，本文借助A公司歷史運(yùn)輸數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)出運(yùn)輸費(fèi)率與運(yùn)輸距離和運(yùn)輸批量的數(shù)量關(guān)系(如圖4)，以此確定各個(gè)需求點(diǎn)的運(yùn)輸費(fèi)率。

圖4 運(yùn)輸費(fèi)率與運(yùn)輸距離和運(yùn)輸批量的數(shù)量關(guān)系圖

經(jīng)過(guò)對(duì)A公司內(nèi)部數(shù)據(jù)調(diào)取及統(tǒng)計(jì)整理，得到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表(如表1所示)。

表1 A公司基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表

圖5 備選配送中心地理位置圖

第二步：將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)代入模型，求得最優(yōu)解。

表2 模型迭代結(jié)果

第三步：確定配送中心設(shè)定的最佳地點(diǎn)。

通過(guò)模型求解，最終使總費(fèi)用最小的配送中心地點(diǎn)，經(jīng)緯度為39.8691°N、116.4917°E，經(jīng)GIS技術(shù)查詢定位得知這點(diǎn)位于北京市朝陽(yáng)區(qū)東四環(huán)處，迭代過(guò)程中各個(gè)備選方案地理位置如圖5中數(shù)字標(biāo)注位置。理論最佳位置處于北京東四環(huán)與五環(huán)之間，但是此處地價(jià)昂貴且要受到北京市內(nèi)大型車輛的運(yùn)輸管制，這對(duì)設(shè)立配送中心極為不利。

因此，A公司對(duì)該區(qū)域周邊進(jìn)行實(shí)地考察，發(fā)現(xiàn)就近在北京市朝陽(yáng)區(qū)馬駒橋處擁有物流基地，此處具備充足的倉(cāng)儲(chǔ)資源和運(yùn)輸資源；地理位置優(yōu)越，處于北京東南五環(huán)與六環(huán)之間；交通便利，毗鄰京滬高速、京津高速和京哈高速，利于市內(nèi)配送和省際運(yùn)輸。經(jīng)過(guò)綜合測(cè)算，A公司在此選定了物流配送中心。

4 總結(jié)

物流配送中心選址是企業(yè)重要的決策問(wèn)題，關(guān)系到物流運(yùn)營(yíng)效率的高低，甚至影響整個(gè)供應(yīng)鏈運(yùn)作是否通暢。本文對(duì)A公司京津冀區(qū)域配送中心選址問(wèn)題進(jìn)行了深入剖析，并對(duì)傳統(tǒng)的重心法進(jìn)行改進(jìn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)重心法的不足，建立A公司配送中心選址的模型并提供有效的求解工具。該改進(jìn)的重心法優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：①利用GIS技術(shù)提取各需求點(diǎn)的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，以此建立直角坐標(biāo)系，數(shù)據(jù)提取方便且貼切實(shí)際；②結(jié)合各地區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)密集情況，引入非直線系數(shù)將兩點(diǎn)之間的直線距離轉(zhuǎn)換為運(yùn)輸距離，使得計(jì)算結(jié)果更加真實(shí)；③運(yùn)輸費(fèi)率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)，充分考慮了運(yùn)輸費(fèi)率與運(yùn)輸距離和運(yùn)輸批量的關(guān)系，并借鑒A公司歷史運(yùn)輸數(shù)據(jù)賦予各需求點(diǎn)真實(shí)的運(yùn)輸費(fèi)率值，使得計(jì)算結(jié)果更加貼合A公司運(yùn)營(yíng)實(shí)際情況；④目標(biāo)函數(shù)設(shè)立時(shí)，充分考慮配送中心所處地理位置的地價(jià)差異和交通便利性。將用地類型、配送中心所在地租金、倉(cāng)庫(kù)面積等影響因素納入模型中，使得最佳位置的選擇避開(kāi)了地價(jià)過(guò)高的商業(yè)中心、用地緊張的居民區(qū)和旅游景點(diǎn)，并充分考慮到交通便利條件和周邊環(huán)境，這使得計(jì)算結(jié)果更加可行。本文在傳統(tǒng)重心法的基礎(chǔ)上，結(jié)合A公司實(shí)際選址需求對(duì)傳統(tǒng)方法進(jìn)行改進(jìn)，用新方法有效解決了A公司配送中心選址的問(wèn)題，使得選址過(guò)程方便快捷，選址結(jié)果精確實(shí)用。為A公司實(shí)現(xiàn)了節(jié)約物流成本，提高配送效率，提升客戶滿意度的目標(biāo)。