朱海鵬
內(nèi)容摘要:本文在分析連鎖零售企業(yè)配送中心選址的目標與要素基礎(chǔ)上,構(gòu)建了配送中心成本最小化的選址模型,并設(shè)計了三種方案。在模型中運用遺傳算法,對成本最小的配送中心設(shè)置方案進行探究,發(fā)現(xiàn)配送中心選址于運輸距離恰當、服務(wù)水平高且?guī)齑娉杀镜偷某擎?zhèn),可使連鎖零售企業(yè)的物流成本最小。最后,結(jié)合算例分析對研究結(jié)果進行了總結(jié),以期為我國連鎖零售企業(yè)發(fā)展提供借鑒與參考。
關(guān)鍵詞:成本最小化 連鎖零售企業(yè) 配送中心 選址 優(yōu)化模型
連鎖零售企業(yè)配送中心選址的目標與成本要素分析
(一)選址目標
連鎖零售商品配送中心是進行社會物流組織的重要節(jié)點,其運作模式的主要特點在于從商品生產(chǎn)者匯集各種商品資源,隨后進行分類和產(chǎn)品配送集約化活動,進而實現(xiàn)物流活動規(guī)模經(jīng)濟性,降低零售商品物流成本。因此,零售商品受資源分布、市場需求以及運輸?shù)纫蛩赜绊?,配送中心選址規(guī)劃在同一區(qū)域內(nèi)的各個地點,各式布局方案會導致整個物流系統(tǒng)運作成本產(chǎn)生較大差異。為用戶提供更好服務(wù),實現(xiàn)更高的社會效益,是進行零售商品物流中心選址、建設(shè)的重心問題。在進行配送中心選址過程中,目標應(yīng)該以費用較低、服務(wù)較好、輻射區(qū)域大以及社會效益高作為主要目標。其中,費用低包括建設(shè)費用和經(jīng)營費用在內(nèi)的總費用最低;服務(wù)好是物流中心選擇的地址應(yīng)該保證連鎖零售商品能夠及時、完好地送達給用戶;輻射強以及社會效益高是指零售商品配送中心選址,應(yīng)從整區(qū)域物流系統(tǒng)出發(fā),使其地域分布與區(qū)域物流資源和需求分布相互適應(yīng),適應(yīng)地方經(jīng)濟發(fā)展的實際情況。
(二)成本要素分析
從成本最小化視角出發(fā),選擇連鎖零售企業(yè)配送中心的所處地址,即權(quán)衡連鎖零售企業(yè)的物流配送成本。根據(jù)物流成本的功能,可將運輸成本與固定設(shè)施成本視為連鎖零售企業(yè)配送中心選址的成本要素。
具體而言,運輸成本即為在貨物運送中產(chǎn)生的物流費用,主要發(fā)生于在原材料采購、產(chǎn)品產(chǎn)銷與退貨等環(huán)節(jié)。運輸成本分為固定支付與自營運輸費用。其中,固定運輸費用包括固定車輛費用、人工費用和運輸機構(gòu)費用。支付運輸費是指支付的運費及其他費用之和。而自營運輸費用則不同,既包括固定運輸費,又包括變動車輛費和變動人工費。變動車輛費是指道路使用費、燃料費、車輛維修費等總和。根據(jù)貨物運輸?shù)木嚯x與具體范圍,可將運輸成本劃分為兩類,一是城鎮(zhèn)配送中心向各門店運送貨物的成本,二是區(qū)域配送中心向城市配送中心運送貨物的成本。
固定設(shè)施成本是指那些不隨企業(yè)凈物流量變動而變動的成本,一旦設(shè)備已發(fā)生變動則需要考慮折舊問題,主要有基礎(chǔ)設(shè)施和倉儲機械、設(shè)備折舊。為提高倉儲或配送中心的技術(shù)競爭力,通常運用加速折舊方法,及時收回投資并更新相關(guān)設(shè)施。固定設(shè)施成本既包括員工工資、獎金、福利及五險一金等費用,還包括倉庫維護費,如倉儲設(shè)施、設(shè)備維護與修理費等。其中,后者通常占總投資額的3%-5%。
連鎖零售企業(yè)配送中心選址成本最小化的模型構(gòu)建
(一)前提概述
圍繞連鎖零售企業(yè)二級配送系統(tǒng)(見圖1)進行分析。主要研究內(nèi)容包括:門店訂貨周期、配送中心安全庫存因子 Ai、Aj,及配送服務(wù)提供中心位置和數(shù)量的確定等。
(二)模型假設(shè)與變量選取
1.案例與假設(shè)。假設(shè)在兩座城市中,連鎖零售企業(yè)各有門店n1和n2個,且兩座城市均具備配送中心建立的前提條件。配送中心從工廠訂購了大批量某產(chǎn)品,將其儲存于配送中心內(nèi)部,并采用多點停留方式,為各門店送貨,將送貨時間設(shè)定為第二天開始前,或門店經(jīng)營結(jié)束后。設(shè)定三個可供選擇的配送中心選址方案,見圖2所示。
方案—:設(shè)定n1和n2門店有兩個配送中心A點與B點,所在城市門店都由A與B配送;方案二:僅在第一個城市設(shè)立配送中心C點,所在城市門店都由C點配送;方案三:僅在第二個城市設(shè)定配送中心D點,所在城市門店都由D點配送。根據(jù)上述方案設(shè)計,進行如下假設(shè):
除去時間與空間增長趨勢,門店n1、n2需求量在變化。設(shè)定日需求量正態(tài)分布 N(μRi,σ2Ri),其中i=1,2,……,(n1+n2) 為連鎖零售門店序號。 μRi、σ2Ri統(tǒng)計值可從之前銷售經(jīng)驗和當?shù)亟?jīng)濟、居民收入情況進行統(tǒng)計。庫存策略。配送中心管理人員采用周期檢查方式,在門店結(jié)束營業(yè)時,對貨物庫存剩余開展盤查,并根據(jù)盤查結(jié)果發(fā)布訂單信息。L天是生產(chǎn)商向配送中心發(fā)貨的提前期,其中包括備貨、運輸與采購時間;為不影響連鎖零售門店正常營業(yè),配送中心在門店結(jié)束營業(yè)后或在第二天營業(yè)之前,將貨送到,提前期為0天;貨物從訂貨到送達提前期為1天。連鎖零售企業(yè)總部統(tǒng)一采購訂貨成本為O,配送中心與門店采用電子通知方式;并設(shè)定緊急供貨成本S。連鎖零售企業(yè)門店消費者忠誠度比例為θ。
2.變量選取。為更好建立模型,本文特定義如表1所示。
(三)模型建立
1.配送中心庫存費用。推斷城市配送中心的需求量近似服從正態(tài)分布 N(μj,σ2j)。其中
由上述模型推理得出:無缺貨成本時,通過設(shè)定安全庫因子,可保證配送中心的零缺貨概率大于服務(wù)水平。
為此,城市配送中心無缺貨概率可得:
進一步,xj~N(μj,Lσ2j) ,可從上述模型得知,單位時間內(nèi),連鎖零售企業(yè)門店配送中心庫存持有成本與訂貨成本之和為:
2.運輸成本。對配送中心兩種運輸成本進一步細分可知,當零售門店脫離本市配送中心,且由其他城市配送中心配送貨物時,整體運輸成本由城間運輸成本與內(nèi)部運輸成本共同構(gòu)成。而門店在本市配送中心范圍內(nèi)時,配送成本僅為貨物運輸成本。那么,設(shè)定從城市配送中心j到門店i的單位運輸成本為gii;區(qū)域配送點到城市配送中心單位運輸成本為dj。由此得到下述總的運輸成本公式:
3.系統(tǒng)總成本模型。通過以上分析,可得系統(tǒng)總成本目標函數(shù)為:
將系統(tǒng)目標設(shè)定為總成本最小化,根據(jù)約束條件,決策變量設(shè)為 kj,ki,Ni,Yj,Zij,可得到如下系統(tǒng)數(shù)學模型:
其中 Zij,Xi,Yj為0-1變量。可為周邊門店提供服務(wù)的開放式配送中心,用式(9)表示;零售門店與配送中心服務(wù)水平約束分別用式(10)、(11)表示;每個門店有且只有一個配送中心為其服務(wù),用公式(12)表示。
(四)模型求解
上述總成本模型為整數(shù)規(guī)劃模型,運行相對復雜。涉及到候選城市配送中心及其組合方式,同時隨著數(shù)量上升指數(shù)也在升級。由此可知,采用常規(guī)算法效率與速度難以提升,而經(jīng)過與其他算法對比,遺傳算法以其運算速度快、運行結(jié)果精準等特征,為本文所采用。通過分析系統(tǒng)總成本函數(shù),發(fā)現(xiàn)該函數(shù)為 ki的下限函數(shù),對其求導得到 ,即隨著 ki增大,系統(tǒng)總成本也在遞增,滿足約束條件Ei≥Ti 的最小ki值可得最優(yōu)解。進一步的分析,對公式(8)關(guān)于ki 求導: ,那么在上述條件下,也可得到同樣最優(yōu)解。
算例分析
(一)算例設(shè)定
為了簡化運算流程,更好地對模型進行優(yōu)化分析,對上述案例中兩個城市分布的兩個連鎖零售店為案例。設(shè)定模型變量及參數(shù)值,如表2所示,并規(guī)定:配送中心服務(wù)水平≥80%,門店目標服務(wù)水平≥95%。
通過MATLAB軟件計算得出表3結(jié)果,從表3所給數(shù)據(jù)結(jié)果來看,三種方案設(shè)計下,能夠得到成本最優(yōu)解。由表3分析,連鎖零售門店的貨物由本區(qū)域配送中心進行配送,較由其他城市配送中心配送的安全庫存因子小,但零售門店的服務(wù)水平較高,符合實際情況,所以模型結(jié)果數(shù)據(jù)有效。另外,三方案從成本與服務(wù)水平進行分析,方案一中設(shè)立配送中心,最能節(jié)省成本;方案二中城市2門店由城市1配送中心配送,增加了運輸成本,但總成本得到減少額多于運輸成本,表明同城配送系統(tǒng)總成本未必最低;在方案三中,生產(chǎn)廠商與配送中心的運輸成本較其他方案高,從需求量視角而言,城市1較城市2的門店需求大,若在城市2設(shè)立配送中心,則運輸成本、庫存水平與運量均較高。由此可以看出,最劣的方案為方案三,與所得結(jié)果相同。
(二)需求敏感性分析
構(gòu)建模型中假設(shè)連鎖性零售門店所面臨的需求穩(wěn)定,但實際中,需求處于不穩(wěn)定狀態(tài)。由此,先考慮需求變化對物流配送系統(tǒng)總成本與最佳方案篩選的影響。
需求標準差的敏感性分析。一般情況下,節(jié)假日或連鎖零售企業(yè)的短期促銷行為,會造成需求的短期波動。運用需求分布表示,則為μ基本不變,σ波動較大。在需求標準差改變,但需求總量固定條件下,上述方案中,配送系統(tǒng)的總成本均保持不變??梢?,方案選擇不受需求短期波動影響。
基于恒定方差系數(shù)的需求敏感性分析。經(jīng)濟或市場占有率增長會使需求長期增多,此時cv為需求的方差系數(shù)。其變化微小,可視為恒定。因此,當經(jīng)濟或市場占有率正向或負向變動,造成需求均值長期正向或反向變化時,總物流配送成本會與需求呈近似線形關(guān)系,即同向顯著變化。方案①中總物流成本的變動幅度最小,方案③中總物流成本的改變幅度最大,當需求增加未超+25%之時,方案②始終是最優(yōu)解;當需求增長幅度超+25%時,方案①是最優(yōu)。以此得知,總體物流成本的變動幅度隨需求不相關(guān)的成本占總成本比的增多而降低,需求不斷增多將影響最佳方案篩選結(jié)果。連鎖零售企業(yè)對配送中心的設(shè)置決策中,既需考慮當前需求之下的總體物流成本,又要考慮長期性需求變動趨勢。在本算例之中,若將來需求降低,或增幅不大時,方案②是最優(yōu),若需求增幅較大,則需在方案①和②之間重新權(quán)衡。
(三)運輸距離的敏感性分析
1.城市之間運輸距離的敏感性分析。城市之間運輸路線的變化,使得城間距離隨之發(fā)生改變。對于方案一而言,不存在城間運輸。因此,兩城之間的距離變化不會對方案—產(chǎn)生影響。通過對比方案二和方案三可知,由于后者城間運輸量較大,因此其最小總成本波動幅度大于前者。總體而言,城間運輸量可顯著影響配送系統(tǒng)總成本,且二者呈正向影響關(guān)系。即運送量增加,總成本越大。同時,各個方案的城間運輸量不同時,則由城間距離決定方案的選擇。
2.生產(chǎn)商與配送中心距離的敏感性分析。供應(yīng)商與運輸路線改變,會影響生產(chǎn)商與配送中心的距離參數(shù)。而二者距離的轉(zhuǎn)變對以上三種方案均有影響,但對方案二與方案三的影響相對較小,對方案—影響最大。若想讓方案—最優(yōu),則需將生產(chǎn)商與配送中心距離縮短超過30%。所以可知,生產(chǎn)商與配送中心間的距離,對方案選擇與配送中心總成本具有較大影響。因此,除考慮模型測算出的結(jié)果外,連鎖企業(yè)配送中心選址還需對敏感性分析結(jié)果進行綜合評估,進而做出最優(yōu)選址方案。
參考文獻:
1.鄒德玲,倪曉峰.連鎖零售企業(yè)配送中心選址研究[J].價格月刊,2010(7)
2.劉伯超.物流配送中心選址適合度研究[J].商業(yè)時代,2012(35)