聶聞聰,向 楠,楚龍娟,劉永權(quán)
(1.中建地下空間有限公司,四川 成都 610200;2.四川交投物流有限公司,四川 成都 610200)
國(guó)內(nèi)針對(duì)物流需求預(yù)測(cè)的研究先后經(jīng)歷了從區(qū)域物流、城市物流、第三方物流等宏觀層面,到冷鏈物流、港口物流、農(nóng)產(chǎn)品物流等針對(duì)某一細(xì)分領(lǐng)域的研究轉(zhuǎn)變,已經(jīng)由宏觀的體系化研究,轉(zhuǎn)變聚焦到更加貼合生活、工作的類似社區(qū)團(tuán)購(gòu)、外賣送餐、貨拉拉等專業(yè)化城市配送物流研究上。近年來,我國(guó)大型城市發(fā)展也逐步形成不同的人口聚集區(qū)域,住宅區(qū)域、辦公區(qū)域和商業(yè)區(qū)域的功能存在明顯的差異,從時(shí)效、品類等方面也形成了不同的物流需求特征。
需要特別指出的是,物流需求不能等同于物流需求量,只有被滿足的物流需求才能叫做物流需求量。因此,物流需求與物流需求量是有區(qū)別的,本文是基于物流需求分析,暫未考慮逆向物流,其目的是為城市規(guī)劃、企業(yè)運(yùn)營(yíng)提供預(yù)測(cè)方法及數(shù)據(jù)參考。
現(xiàn)有的物流需求預(yù)測(cè)研究強(qiáng)調(diào)特定方法在實(shí)際生產(chǎn)生活中的具體應(yīng)用,側(cè)重解決我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際問題,這也使得城市配送需求研究一直是目前國(guó)內(nèi)學(xué)者不斷探討的熱門主題。在物流需求預(yù)測(cè)方法方面,國(guó)內(nèi)外學(xué)者也主要集中于采用經(jīng)典的時(shí)間序列模型、模糊理論、回歸分析、指數(shù)平滑、灰色模型,求解方法從啟發(fā)式算法,再到人工智能、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)等,相關(guān)模型的應(yīng)用多樣,但基于城市配送基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)規(guī)律模型研究相對(duì)較少。
在實(shí)際應(yīng)用中,通常是以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中貨運(yùn)量或貨物周轉(zhuǎn)量進(jìn)行近似替代,或是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行折算,將其中部分作為城市配送需求預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),僅能得到趨勢(shì)性預(yù)測(cè)結(jié)論。雖然從貨物周轉(zhuǎn)量的角度,城市物流需求可以通過物流各個(gè)環(huán)節(jié)(如運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、配送、流通加工等)的支撐能力進(jìn)行研究,但目前我國(guó)物流統(tǒng)計(jì)指標(biāo)比較單一、粗放,各項(xiàng)預(yù)測(cè)基本只有依靠貨物運(yùn)輸量和貨物運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量來進(jìn)行比較籠統(tǒng)的換算,缺乏實(shí)際有效的數(shù)據(jù)支撐。因此在預(yù)測(cè)城市配送物流需求時(shí)存在較大偏差,主要原因如下:
(1)官方對(duì)貨運(yùn)量的粗放統(tǒng)計(jì),與實(shí)際有效物流量需求存在結(jié)構(gòu)性差異。其中,官方貨運(yùn)量統(tǒng)計(jì)同時(shí)包含了第一、二、三產(chǎn)業(yè)的物流量。由于城市分工和產(chǎn)業(yè)聚集,每一個(gè)城市所生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品以及大部分工業(yè)產(chǎn)品并不一定在本城市進(jìn)行消費(fèi),導(dǎo)致官方粗放統(tǒng)計(jì)形成的數(shù)據(jù)基數(shù)往往偏大,同時(shí),各產(chǎn)業(yè)的占比結(jié)構(gòu)不同,以常規(guī)產(chǎn)業(yè)占比作產(chǎn)業(yè)物流量的區(qū)分,將會(huì)影響預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
(2)同城內(nèi)部的配送暫未納入貨運(yùn)量官方統(tǒng)計(jì),導(dǎo)致同城配送量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)缺失。隨著物流的社會(huì)化發(fā)展,社區(qū)團(tuán)購(gòu)等新業(yè)態(tài)下,部分日用品和生鮮產(chǎn)品的銷售渠道轉(zhuǎn)移到了線上,即出現(xiàn)了以同城即時(shí)配送為代表的物流需求,包括送餐服務(wù)、社區(qū)團(tuán)購(gòu)、生鮮倉配等模式,這一部分物流量不適用基于貨運(yùn)量的物流需求預(yù)測(cè)方法。
(3)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與實(shí)際值有一定的差距。官方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)僅能描述宏觀經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行情況,由于統(tǒng)計(jì)調(diào)查方法、數(shù)據(jù)收集能力、調(diào)查范圍等限制以及我國(guó)現(xiàn)行統(tǒng)計(jì)制度不完善,導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不完備,與實(shí)際有一定出入。
(4)城市配送系統(tǒng)是開放系統(tǒng),影響物流需求的因素眾多,量化處理難度大,且數(shù)據(jù)灰性大,一般又包含許多隨機(jī)性因素之間的相互作用,很多過程具有后效性,關(guān)系不確定性較強(qiáng),因此,目前對(duì)于各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)因子與物流需求規(guī)模間的關(guān)系還沒有建立確定的數(shù)學(xué)模型。
然而,城市配送需求的準(zhǔn)確性是影響城市規(guī)劃及新業(yè)態(tài)下城市物流基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的關(guān)鍵,也是物流企業(yè)運(yùn)營(yíng)最為關(guān)注的核心因素。其主要原因在于城市配送服務(wù)能力不可儲(chǔ)存,具有易逝性,一旦配送車輛駛出配送中心,在配送車輛還有額外裝載能力和行駛里程的情況下,這些未被利用的配送能力就會(huì)浪費(fèi),無法像實(shí)體產(chǎn)品那樣利用庫存等措施進(jìn)行存儲(chǔ)。這也就導(dǎo)致當(dāng)城市的物流基礎(chǔ)設(shè)施或企業(yè)的配送規(guī)劃出現(xiàn)偏差時(shí),很難通過低成本策略進(jìn)行改善。
通過分析物流行業(yè)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)結(jié)構(gòu)以及7個(gè)大城市物流需求規(guī)律可知,城市化進(jìn)程的加速以及電子商務(wù)活動(dòng)的快速發(fā)展,部分商貿(mào)流通的物流需求轉(zhuǎn)化為網(wǎng)上購(gòu)物形成的包裹快遞物流需求,特別是隨著城市快速發(fā)展,產(chǎn)生各類新需求新業(yè)態(tài)的同時(shí),必然會(huì)有企業(yè)為滿足這種需求,調(diào)動(dòng)必要的資源,進(jìn)行新業(yè)務(wù)開發(fā)、運(yùn)營(yíng)和銷售。隨著消費(fèi)趨勢(shì)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)的持續(xù)演變,城市配送需求規(guī)模也將受到一定影響。
由于城市配送需求的預(yù)測(cè)復(fù)雜程度高,存在較多的影響因素,導(dǎo)致針對(duì)其進(jìn)行估計(jì)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不高。因此,要分析城市配送需求,首先需要對(duì)城市物流配送的層級(jí)結(jié)構(gòu)、居民支出結(jié)構(gòu)、物流設(shè)施以及主要的需求區(qū)域進(jìn)行分析。
考慮到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)獲取的難度以及時(shí)間和成本的限制,無法對(duì)所有城市進(jìn)行抽樣調(diào)查,需構(gòu)建一個(gè)基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的城市配送需求預(yù)測(cè)方法,初步分析城市配送的物流量以及主要品類。
城市配送需求品類可分為三種:城市農(nóng)副食品配送需求、城市內(nèi)部產(chǎn)生的即時(shí)配送物流需求以及城市工業(yè)品配送需求,如圖1所示。
圖1 城市配送需求分析框架
不同城市所處的地理位置不同,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同,因此食品消費(fèi)習(xí)慣也存在差異。城市配送需求主要以服務(wù)消費(fèi)者為目的,因此農(nóng)副食品物流需求預(yù)測(cè)與人口數(shù)量相關(guān),在一定時(shí)間內(nèi)人均農(nóng)副食品消費(fèi)不會(huì)出現(xiàn)大幅的波動(dòng),城市農(nóng)副食品配送需求可通過國(guó)家統(tǒng)計(jì)局《統(tǒng)計(jì)年鑒》中不同地區(qū)的主要農(nóng)副食品消費(fèi)量以及城市人口進(jìn)行估算。
城市內(nèi)部的即時(shí)配送主要集中在送餐業(yè)務(wù)、社區(qū)團(tuán)購(gòu)等同城短距離配送,由于該類物流需求具有非常強(qiáng)的互聯(lián)網(wǎng)粘性,目前已形成了以美團(tuán)、阿里餓了么等為龍頭的寡頭市場(chǎng)。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)趨于平穩(wěn)時(shí)期,其每單成本差異不大,因此在預(yù)測(cè)該類需求時(shí),可以參考以上兩家公司公開發(fā)布的年報(bào)進(jìn)行測(cè)算:以2019年為例,美團(tuán)外賣傭金為496.64億元,交易筆數(shù)25.05億單;餓了么外賣傭金為180.58億元,可粗略推算出,同城即時(shí)配送需求量為36.07億單。由于此類需求對(duì)城市配送需求的影響集中在特定時(shí)間段和短距離區(qū)域,其需求相對(duì)較為獨(dú)立,因此,本文僅對(duì)數(shù)據(jù)測(cè)算進(jìn)行說明,不作深入探討。
城市工業(yè)品配送涉及耐用品、日用品這兩部分,對(duì)應(yīng)《統(tǒng)計(jì)年鑒》中的限額以上批發(fā)和零售業(yè)商品分類銷售額,其中包括了27大類(見表1)。
由于統(tǒng)計(jì)年鑒中的相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)僅提供了銷售額數(shù)據(jù),沒有重量數(shù)據(jù)。因此需采用網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模調(diào)研的方式,取得對(duì)應(yīng)的平均重量,從而換算出較為準(zhǔn)確的物流需求量。
單位價(jià)格重量調(diào)研針對(duì)兩類物資,一類為批發(fā)物資,可以考慮以專業(yè)市場(chǎng)的定價(jià)為標(biāo)準(zhǔn),通過批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格表獲取;另一類為零售類物資,可以采用抽樣調(diào)查的方式獲取。以上兩種物資的調(diào)研,均存在樣本獲取難度大、花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、成本高等問題,直接調(diào)研實(shí)施難度大,目前電子商務(wù)數(shù)據(jù)比較全面,數(shù)據(jù)真實(shí)有效,因此通過收集電商平臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)研,獲取該品類貨品的價(jià)格、重量數(shù)據(jù),通過聚類的方式得到相對(duì)準(zhǔn)確的單位價(jià)格重量,通過以農(nóng)產(chǎn)品對(duì)標(biāo)的誤差分析,將誤差彈性系數(shù)引入模型,從而將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)當(dāng)中的金額轉(zhuǎn)化為物流需求重量。
在完成對(duì)城市配送物流量的測(cè)算之后,可以根據(jù)不同年份的價(jià)格指數(shù),對(duì)單位價(jià)格重量均值進(jìn)行年份還原,進(jìn)而使用時(shí)間序列數(shù)據(jù)對(duì)城市物流配送量進(jìn)行預(yù)測(cè)。
城市內(nèi)部產(chǎn)生的同城配送物流需求量主要集中在幾個(gè)大型即時(shí)配送公司,可以通過其公布的年報(bào)測(cè)算出相應(yīng)的物流訂單數(shù)量,此部分物流需求預(yù)測(cè)可單獨(dú)進(jìn)行。整體預(yù)測(cè)思路如圖2所示。
圖2 預(yù)測(cè)城市配送物流需求思路
第一步:確定預(yù)測(cè)范圍。
第二步:根據(jù)預(yù)測(cè)范圍及考查的物流需求細(xì)分類收集年鑒數(shù)據(jù),包括:GDP、第一產(chǎn)業(yè)值、第二產(chǎn)業(yè)值、第三產(chǎn)業(yè)值、人口規(guī)模、居民可支配收入、居民消費(fèi)水平、地區(qū)消費(fèi)品零售總額;批發(fā)和零售業(yè)商品分類銷售額;商品零售價(jià)格指數(shù);人均消費(fèi)農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量。
第三步:進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)研,獲取分類單一產(chǎn)品銷售量、單價(jià)、毛重(注意獲取數(shù)據(jù)盡可能全面,網(wǎng)絡(luò)調(diào)研取數(shù)時(shí)間點(diǎn)與相應(yīng)年鑒年份一致)。
第四步:對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗,確保數(shù)據(jù)的有效性,由于長(zhǎng)尾效應(yīng),取前80%權(quán)重的數(shù)據(jù)集作為有效數(shù)據(jù)(注意異常數(shù)據(jù)、空值、虛假數(shù)值)。
第五步:根據(jù)不同年份的價(jià)格指數(shù),對(duì)單位價(jià)格重量均值進(jìn)行年份還原,得到預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)集。
第六步:以GM(1,1)或回歸預(yù)測(cè)模型進(jìn)行預(yù)測(cè),也可選取合適的時(shí)序預(yù)測(cè)方法,根據(jù)需要預(yù)測(cè)出預(yù)測(cè)范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)年限城市配送需求。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)年鑒中定期報(bào)表數(shù)據(jù),涉及物流的大品類分為27項(xiàng),根據(jù)目前城市配送實(shí)際,需剔除工礦、原料、機(jī)電類,以及醫(yī)藥、汽車等有專門物流系統(tǒng)的品類,因此涉及到城市配送的有13項(xiàng),見表1。
表1 城市配送品類
根據(jù)預(yù)測(cè)思路及調(diào)研數(shù)據(jù),構(gòu)建數(shù)學(xué)模型如下:
Q:人均消費(fèi)食品數(shù)量;
:預(yù)測(cè)范圍內(nèi)人口總數(shù)。
:第i個(gè)食品調(diào)查單品單公斤價(jià)格(元/kg);
:第i個(gè)食品調(diào)查單品權(quán)重系數(shù);
:食品調(diào)查單品總數(shù);
:電商配送價(jià)格系數(shù);
:第個(gè)食品調(diào)查單品銷售數(shù)量;
:調(diào)查產(chǎn)品配送價(jià)格(元)。
:根據(jù)調(diào)查估算的食品物流配送量;
:食品批發(fā)零售銷售總額。
:產(chǎn)品估算誤差系數(shù),一般小于5%,若大于5%,則返回查看調(diào)研數(shù)據(jù)是否存在異常,關(guān)鍵詞是否準(zhǔn)確。
w:第項(xiàng)品類根據(jù)調(diào)查估算的產(chǎn)品物流配送量(根據(jù)前述城市配送需求存在于13個(gè)大項(xiàng)中);
C:第項(xiàng)品類批發(fā)零售銷售總額;
s:總城市配送物流需求下限;
s:總城市配送物流需求上限。
由于調(diào)查數(shù)據(jù)是一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的數(shù)據(jù)集,因此需要對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行折算,得出整個(gè)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)序列,補(bǔ)全方法如下:
目前對(duì)于灰色關(guān)聯(lián)分析的理論已有較為詳細(xì)的闡述,通過實(shí)例分析可知組合預(yù)測(cè)方法的誤差值更小。如果灰色預(yù)測(cè)的精度達(dá)不到要求,就應(yīng)試探性采用多項(xiàng)式擬合、回歸預(yù)測(cè)方法等。因此,本文針對(duì)不同品類,采用灰色預(yù)測(cè)或線性擬合的預(yù)測(cè)方法,以達(dá)到更好的預(yù)測(cè)精度。
(1)灰色預(yù)測(cè)?;疑獹M(1,1)模型的研究對(duì)象是“部分信息已知,部分信息未知”的貧信息不確定系統(tǒng)。把預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)序列看作隨時(shí)間序列數(shù)據(jù)序號(hào)變化的灰色量或灰色過程,適用于對(duì)單調(diào)非負(fù)光滑數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分析處理,此時(shí)的誤差較小,預(yù)測(cè)精度較高。
(2)線性或多項(xiàng)式擬合。在GM(1,1)預(yù)測(cè)后驗(yàn)差較大,達(dá)不到預(yù)測(cè)精度時(shí),采用線性擬合或多項(xiàng)式擬合,取得預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。根據(jù)不同數(shù)據(jù)集的趨勢(shì)情況確定合理的預(yù)測(cè)方法,最終獲取各項(xiàng)分類的預(yù)測(cè)量,求和得出城市配送需求預(yù)測(cè)值。
根據(jù)已獲取的電商數(shù)據(jù)集進(jìn)行品類分析,共涉及1 373個(gè)品類、1 922萬條數(shù)據(jù)。
為了對(duì)數(shù)據(jù)的有效性進(jìn)行驗(yàn)證,選取農(nóng)副食品品類,通過人均農(nóng)副食品消耗量測(cè)算,與調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比校驗(yàn)。
對(duì)電商數(shù)據(jù)中的13萬條食品信息進(jìn)行分析,經(jīng)過清洗處理,剔除重復(fù)、異常數(shù)據(jù)后,可得到農(nóng)副食品數(shù)據(jù)分布情況,如圖3所示,可以發(fā)現(xiàn)非常明顯的長(zhǎng)尾效應(yīng),即大部分有價(jià)值(銷量更大,即權(quán)重更大)的信息集中在頭部,因此取置信區(qū)間80%的數(shù)據(jù)集作為分析依據(jù),舍棄尾部無價(jià)值信息。
圖3 農(nóng)副食品數(shù)據(jù)長(zhǎng)尾分布情況
對(duì)于置信區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)分布進(jìn)行進(jìn)一步分析,縱坐標(biāo)為價(jià)格(元),橫坐標(biāo)為毛重(kg),氣泡大小為采購(gòu)量(kg),如圖4所示,可以看出置信區(qū)間內(nèi)的數(shù)據(jù)相對(duì)比較集中,可以聚集出一個(gè)有效單位重量?jī)r(jià)格,以便換算出物流量。
圖4 調(diào)查農(nóng)副食品價(jià)格重量分布
以青島市數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)算,關(guān)鍵指標(biāo)測(cè)算見表2,與調(diào)研數(shù)據(jù)對(duì)比,通過人口數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)算的人均農(nóng)副食品消耗量誤差在3.60%,說明根據(jù)通過調(diào)研獲取的數(shù)據(jù)能夠作出有效預(yù)測(cè)。
表2 根據(jù)模型測(cè)算出的關(guān)鍵指標(biāo)
按照模型測(cè)算剩余13項(xiàng)品類數(shù)據(jù),結(jié)果見表3。
表3 模型測(cè)算13項(xiàng)城配品類結(jié)果
通過對(duì)歷年單位價(jià)格重量測(cè)算,采用GM(1,1)和線性擬合方式,對(duì)各項(xiàng)分量進(jìn)行外推預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)至2025年,城市配送需求低值為1 947.75萬t,高值為2 087.54萬t,見表4、表5。
表4 各品類2025年低線預(yù)測(cè)值及選取模型
表5 各品類2025年高線預(yù)測(cè)值及選取模型
預(yù)測(cè)至2025年,青島市城市配送需求在1 947萬t至2 087萬t之間。
通過對(duì)需求模型的細(xì)化分類,可根據(jù)數(shù)據(jù)的特性選擇更優(yōu)的預(yù)測(cè)模型,將多個(gè)單一方法的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行有效組合,在一定條件下可以克服單一預(yù)測(cè)方法的局限性,提高物流需求的預(yù)測(cè)精度。如GM(1,1)模型在預(yù)測(cè)過程中會(huì)將不規(guī)則變動(dòng)視為干擾,對(duì)波動(dòng)變化明顯的序列而言,預(yù)測(cè)誤差相對(duì)較大,因此采用線性擬合模型進(jìn)行預(yù)測(cè),確保各分量模型精度均達(dá)到優(yōu)(C<0.35)。
從預(yù)測(cè)結(jié)果可以看出,考慮經(jīng)銷商相互之間購(gòu)買、配送的情況,青島市城市配送需求總量呈快速上升趨勢(shì),其中糧油食品類、家用電器類為增長(zhǎng)量最大的兩類。
本文研究對(duì)于在政府主導(dǎo)下進(jìn)行物流配送基建工作具有指導(dǎo)意義,結(jié)合當(dāng)前市場(chǎng)供應(yīng)商的飽和度以及現(xiàn)存的配送物流業(yè)態(tài),可從規(guī)劃的角度避免區(qū)域內(nèi)同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)和不必要的浪費(fèi)。
城市配送需求實(shí)際是一個(gè)隨著人口聚集區(qū)域的要素稟賦、需求結(jié)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)步而變化的供需優(yōu)化配置的過程。供需匹配程度越高,其資源配置效率就越高。本文從大數(shù)據(jù)調(diào)研的角度分類處理城市配送物流量,推導(dǎo)出相對(duì)準(zhǔn)確的城市配送需求估計(jì)及預(yù)測(cè)方式。通過該方法可對(duì)城市配送需求進(jìn)行細(xì)分類別預(yù)測(cè),從而在規(guī)劃及資源配置時(shí),考慮不同的類型和應(yīng)用場(chǎng)景。如通過某類城市配送量的預(yù)測(cè),為該類城市配送企業(yè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供參考,匹配相應(yīng)的分撥中心、城內(nèi)中轉(zhuǎn)物流節(jié)點(diǎn)、客戶收取點(diǎn)。在物流資源供給規(guī)劃方面,也可以為大型賣場(chǎng)、專業(yè)市場(chǎng)、綜合商業(yè)體等的規(guī)劃提供分類預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。
然而模型仍然存在一些待解決的問題,一是調(diào)研取樣不夠全面,缺乏實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行修正;二是當(dāng)統(tǒng)計(jì)分類調(diào)整時(shí),會(huì)造成相應(yīng)數(shù)據(jù)無法進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)還原。