馬　驪，王銀珠，張　敏，蘇　揚(yáng)

(1.西安財(cái)經(jīng)學(xué)院 商學(xué)院， 陜西 西安　710100;2.西安財(cái)經(jīng)學(xué)院 管理學(xué)院， 陜西 西安　710100； 3.西安科技大學(xué) 通信與信息工程學(xué)院， 陜西 西安　710054)

一、 引 言

1935年，美國(guó)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)協(xié)會(huì)對(duì)物流做了最早的定義：“物流是包含于營(yíng)銷(xiāo)之中的物質(zhì)資料和服務(wù)，從生產(chǎn)地到消費(fèi)地流動(dòng)過(guò)程中伴隨的種種活動(dòng)”[1]。現(xiàn)代物流管理概念是隨著商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐步形成和發(fā)展起來(lái)的。從最初孤立地看待運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)等各個(gè)環(huán)節(jié)，發(fā)展到從總成本角度綜合考慮實(shí)物分銷(xiāo)中的儲(chǔ)、運(yùn)各項(xiàng)活動(dòng)，整合企業(yè)原材料、半成品、產(chǎn)成品的儲(chǔ)運(yùn)等環(huán)節(jié)的管理，提出一體化物流管理概念，再到20世紀(jì)90年代與供應(yīng)鏈管理思想的結(jié)合，物流理論研究和概念一步步完善起來(lái)[2]。物流配送是物流系統(tǒng)的一項(xiàng)十分重要的功能。隨著現(xiàn)代消費(fèi)的多樣化和個(gè)性化的發(fā)展趨勢(shì)，物流需求也朝著多品種、小批量方向發(fā)展。在市場(chǎng)的主導(dǎo)權(quán)由處于供應(yīng)鏈上游、中游的原材料供應(yīng)企業(yè)或生產(chǎn)企業(yè)向處于下游的零售企業(yè)或消費(fèi)者不斷轉(zhuǎn)移的態(tài)勢(shì)下，物流服務(wù)需要更加貼近市場(chǎng)，貼近消費(fèi)者。

在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，以B2B、B2C、C2C為代表的電子商務(wù)交易規(guī)模越來(lái)越龐大，同時(shí)也造就了像亞馬遜、阿里巴巴、京東等一批極具影響力的電商。這些電商巨頭在發(fā)展初期由于缺乏規(guī)模支持，不可能自建物流網(wǎng)絡(luò)及其配送體系，只能借助第三方物流實(shí)現(xiàn)訂單配送[3]。隨著企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和網(wǎng)絡(luò)訂單數(shù)量的激增，第三方物流已成為制約電商配送服務(wù)的瓶頸，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是第三方物流公司服務(wù)水平參差不齊，服務(wù)水平較差的公司在公眾節(jié)假日期間交貨不及時(shí)、貨不對(duì)版，直接影響電商的信用度和美譽(yù)度；二是多數(shù)第三方物流公司受限于制度體系不完善以及資金和倉(cāng)儲(chǔ)能力的短缺，導(dǎo)致物流成本偏高，結(jié)果影響電商的利潤(rùn)[4],第三方物流能力有限，缺少一體化的物流解決方案[5]。目前大的電商集團(tuán)對(duì)于前二者已經(jīng)有了很好的應(yīng)對(duì)之道。例如，阿里巴巴借助淘寶網(wǎng)和天貓網(wǎng)，京東借助其京東商城，實(shí)現(xiàn)了海量商品信息的呈現(xiàn)[6]，借助支付寶和各家銀行的網(wǎng)上銀行平臺(tái)，電商均能有效掌控資金流，唯獨(dú)物流成為當(dāng)前電商集團(tuán)的一大軟肋，阿里巴巴首席執(zhí)行官馬云曾明確表示消費(fèi)者的抱怨和投訴絕大部分來(lái)自物流[7]。在這種情況下，各大電商開(kāi)始投入重金打造自己的物流系統(tǒng)和平臺(tái)，京東已在北京、上海、廣州和其他幾個(gè)省會(huì)城市建立7個(gè)一級(jí)物流中心，此外還建立了25個(gè)二級(jí)物流中心[8]。阿里巴巴集團(tuán)則表示將以投資加融資1000億元人民幣的模式打造阿里物流體系和阿里物流平臺(tái)[9]。

各大電商在打造自身物流體系的過(guò)程中，無(wú)論采用哪種發(fā)展戰(zhàn)略，倉(cāng)儲(chǔ)建設(shè)都是其關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它包括倉(cāng)儲(chǔ)地點(diǎn)選擇、倉(cāng)儲(chǔ)面積和倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備規(guī)劃、倉(cāng)儲(chǔ)信息管理(有的電商直接稱(chēng)之為“數(shù)字倉(cāng)儲(chǔ)”)、倉(cāng)儲(chǔ)盈利模式分析[10]。如果說(shuō)海陸空運(yùn)輸通道是物流網(wǎng)絡(luò)的線(xiàn)路，倉(cāng)儲(chǔ)則是商品存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的中間節(jié)點(diǎn)。在網(wǎng)絡(luò)訂單的高峰期，例如，每年“雙十一”的購(gòu)物狂歡季，倉(cāng)儲(chǔ)可能會(huì)出現(xiàn)“爆倉(cāng)”情況。如果按訂單高峰期的需求進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)購(gòu)地和倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備配置，無(wú)疑投資巨大，當(dāng)多數(shù)時(shí)候場(chǎng)地和設(shè)備都處于閑置狀態(tài)時(shí)，電商可能會(huì)在很長(zhǎng)的時(shí)間才能收回投資成本。如果倉(cāng)儲(chǔ)購(gòu)地量和倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備配置過(guò)低，倉(cāng)儲(chǔ)“爆倉(cāng)”概率增加，直接影響電商物流配送的客戶(hù)滿(mǎn)意度。因此倉(cāng)儲(chǔ)建設(shè)成本和倉(cāng)儲(chǔ)吞吐量是建設(shè)過(guò)程中必須加以平衡的兩個(gè)制約因素，而平衡支點(diǎn)則是基于現(xiàn)代倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)化和信息化的庫(kù)存優(yōu)化管理[11]。

二、國(guó)內(nèi)外關(guān)于倉(cāng)儲(chǔ)物流的研究狀況

(一)國(guó)外研究狀況

20世紀(jì)50年代，國(guó)外一些大型制造企業(yè)開(kāi)始引入自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)的自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)包括一個(gè)多層倉(cāng)儲(chǔ)貨架、一個(gè)或多個(gè)堆垛機(jī)、一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)出入口[12]。多層倉(cāng)儲(chǔ)貨架極大提高了企業(yè)對(duì)空間的利用率，通過(guò)計(jì)算機(jī)操控完成存貨和取貨減少了工作人員數(shù)量、降低了人力成本，而快速的存貨和取貨加快了物流響應(yīng)速度，縮短了客戶(hù)的等待時(shí)間。從自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)問(wèn)世之日起，對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)物流的研究主要集中在如何提高其效率，而自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和存取策略則被認(rèn)為是影響系統(tǒng)效率的兩個(gè)主要因素。Bozer和White研究了自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中的堆垛機(jī)存儲(chǔ)和檢索貨物所需的時(shí)間[13]，Bozer和White的研究表明堆垛機(jī)的取貨時(shí)間和倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的形狀有很大關(guān)聯(lián)，倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的形狀不同會(huì)導(dǎo)致存取貨物的時(shí)間有所不同。Roodbergen和Vis則研究了在二維自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中系統(tǒng)出入口位置不同時(shí)倉(cāng)儲(chǔ)效率的變化[14]，他們的研究討論了四種系統(tǒng)出入口類(lèi)型，分別是系統(tǒng)的出口和入口同在倉(cāng)儲(chǔ)貨架的底端同側(cè)位置；系統(tǒng)的出口和入口在倉(cāng)儲(chǔ)貨架的同側(cè)但在不同的高度；系統(tǒng)出入口同在倉(cāng)儲(chǔ)貨架的中心位置和系統(tǒng)的出口和入口同在貨架的底端不同側(cè)。Randhawa等人討論了在二維自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中多個(gè)系統(tǒng)出入口在三種操作方式下的效率[15]，他們用仿真的方法來(lái)評(píng)估三種不同操作方式下的系統(tǒng)效率。

以上這些研究針對(duì)的是二維自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，近年來(lái)，隨著土地資源的緊缺和土地價(jià)格的上漲，企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)的占地面積必須合理安排才能控制成本。因此，更高存儲(chǔ)量、更高空間利用率以及更快地響應(yīng)顧客需要的多維度緊致化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)隨之出現(xiàn)，這些新型的多維度的自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的二維或單維的自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)[16]。三維緊致化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)密度更高，需要的操作人員更少，有多層的倉(cāng)儲(chǔ)貨架，可以提高存儲(chǔ)的密度從而降低空間的浪費(fèi)。三維緊致化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)庫(kù)存管理、物料管理有很大程度的影響，三維緊致化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題很復(fù)雜困難。一方面，成本高會(huì)影響它的應(yīng)用范圍；另一方面，效率較難提高，如何經(jīng)濟(jì)地設(shè)計(jì)三維緊致化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)使其更加適合于企業(yè)的應(yīng)用成了重點(diǎn)研究問(wèn)題。

(二)國(guó)內(nèi)研究狀況

現(xiàn)階段我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)物流存在的問(wèn)題也使得電商企業(yè)不得不花巨資自建物流和倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，前文已論及無(wú)論阿里巴巴還是京東，均已投入巨資自建物流平臺(tái)和物流體系，這也給眾多從事倉(cāng)儲(chǔ)物流的研究者提供了研究機(jī)會(huì)和樣本，李劼巍以蘇寧電器為研究對(duì)象，介紹了其自建倉(cāng)儲(chǔ)的情況，并據(jù)此分析了倉(cāng)儲(chǔ)供給和需求的錯(cuò)位因素[17]。研究同時(shí)也提出了改進(jìn)建議。劉瀅以韻達(dá)快遞倉(cāng)儲(chǔ)經(jīng)營(yíng)管理模型為對(duì)象進(jìn)行了研究，通過(guò)管理理論進(jìn)行分析并給出了解決建議[18]。以上這些研究都是根據(jù)現(xiàn)實(shí)中的電商企業(yè)為研究對(duì)象，通過(guò)企業(yè)遇到的問(wèn)題來(lái)分析并給出解決建議。

從國(guó)內(nèi)已有的研究也可以看出，現(xiàn)階段我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)物流存在的問(wèn)題要么反映在倉(cāng)儲(chǔ)管理上，要么反映在倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)上，目前更多的共識(shí)還是在倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)層面，如果倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)足夠先進(jìn)，應(yīng)該就能解決效率方面的問(wèn)題[19]。因此本文探討一種在倉(cāng)儲(chǔ)體積既定的情況下，庫(kù)存商品的調(diào)度策略及具體調(diào)度算法，以期獲得倉(cāng)儲(chǔ)吞吐量的最大化，從而提升電商物流體系建設(shè)過(guò)程中的倉(cāng)儲(chǔ)盈利能力。

三、 主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度

目前的倉(cāng)儲(chǔ)信息管理系統(tǒng)普遍采用無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification，RFID)實(shí)現(xiàn)商品的出庫(kù)、入庫(kù)管理。RFID是一種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線(xiàn)電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸，采用RFID最大的優(yōu)勢(shì)在于：讀取數(shù)據(jù)方便快捷、數(shù)據(jù)識(shí)別速度快、數(shù)據(jù)容量大。工信部所做的統(tǒng)計(jì)表明我國(guó)物流企業(yè)在2015年年底已全部實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)入貨和出貨的無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別和管理。

采用無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別技術(shù)后，在一件商品按所屬門(mén)類(lèi)已入庫(kù)的情況下，通常在出庫(kù)之前其存儲(chǔ)地點(diǎn)不再發(fā)生變化，這樣方便工作人員在極短時(shí)間內(nèi)就能找到商品的貨架位置。隨著不同商品出庫(kù)、入庫(kù)流程的加快，這種方式也產(chǎn)生了“倉(cāng)儲(chǔ)碎片”問(wèn)題，圖1形象地描述了此問(wèn)題。

圖1　“倉(cāng)儲(chǔ)碎片”二維示意圖

圖1中的貨架有9個(gè)存儲(chǔ)單位，每個(gè)存儲(chǔ)單位的規(guī)格尺寸為1×1，對(duì)于圖1a，此時(shí)的貨架無(wú)法容納任何一個(gè)尺寸為2×1的新到商品，其原因在于a中貨架的空閑存儲(chǔ)空間非常分散，這些相對(duì)分散的空閑存儲(chǔ)空間我們稱(chēng)之為“倉(cāng)儲(chǔ)碎片”，如果將這些分散的“倉(cāng)儲(chǔ)碎片”重新整合成b、c、d、e所示的更大空閑存儲(chǔ)空間，此時(shí)貨架由于不存在“倉(cāng)儲(chǔ)碎片”，可以再接納2個(gè)尺寸為2×1的新到商品，貨架的吞吐量因此較之a(chǎn)得到提升。大型物流配送中心倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的占地面積通常在幾萬(wàn)平方米甚至幾十萬(wàn)平方米的數(shù)量級(jí)，對(duì)于電子商務(wù)的配送過(guò)程而言，一件商品從發(fā)貨方送至客戶(hù)手中的配送過(guò)程里，商品可能在多個(gè)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，如圖2所示。

圖2　物流配送流程

借助數(shù)字化倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，一件商品在從發(fā)貨方開(kāi)始發(fā)送之前，每個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)(圖2的倉(cāng)儲(chǔ)1、倉(cāng)儲(chǔ)2、倉(cāng)儲(chǔ)3)的空間可用情況是已知的，任何一個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)如果“爆倉(cāng)”，管理系統(tǒng)不會(huì)允許發(fā)貨方發(fā)貨，因?yàn)檫@樣可能會(huì)加劇“爆倉(cāng)”倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)的貨品擁堵，當(dāng)且僅當(dāng)每個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)可用時(shí)，倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)才會(huì)對(duì)發(fā)貨方的發(fā)貨行為放行。而即使貨品從發(fā)貨方發(fā)出到送至客戶(hù)的過(guò)程中，也有可能因?yàn)橄乱粋€(gè)倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)(圖2中的倉(cāng)儲(chǔ)3)“爆倉(cāng)”而不得不在上一個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)(圖2中的倉(cāng)儲(chǔ)2)積壓，結(jié)果連鎖反應(yīng)導(dǎo)致更多的倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)“爆倉(cāng)”?？傊瑹o(wú)論在發(fā)貨前還是發(fā)貨過(guò)程中，配送鏈中有一個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)“爆倉(cāng)”，都會(huì)直接導(dǎo)致配送過(guò)程無(wú)法如期按約完成，而且還有可能加劇其他貨物配送的違約。

四、主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度策略及其算法

根據(jù)以上分析，一個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)的主動(dòng)調(diào)度發(fā)生在有貨品離開(kāi)倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)的時(shí)刻，其原因是一旦有貨品離開(kāi)，該貨品以前占據(jù)的空間就被騰出，被騰出的空間四周都有貨品時(shí)，這個(gè)被騰出的空間有可能就是“倉(cāng)儲(chǔ)碎片”，需要通過(guò)調(diào)度予以消除。但需要注意的是，“主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度”并非是一旦貨品離開(kāi)就必須觸發(fā)，這在實(shí)際的倉(cāng)儲(chǔ)管理中完全不可行，只會(huì)極大地增加倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)的人工和運(yùn)行維護(hù)成本。本文認(rèn)為必須是倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)貨品占據(jù)的空間達(dá)到一定閾值后，貨品的離倉(cāng)才能啟動(dòng)“主動(dòng)調(diào)度”。此外，離倉(cāng)貨品騰出的空間必須是“倉(cāng)儲(chǔ)碎片”，也才會(huì)啟動(dòng)主動(dòng)調(diào)度。在圖3中，假設(shè)離倉(cāng)貨品騰出的空間表示為空閑空間2，則圖3a的情況需要“主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度”，因?yàn)榭臻e空間1和2都是“倉(cāng)儲(chǔ)碎片”，而在圖3b的情況下則無(wú)需“主動(dòng)調(diào)度”，因?yàn)榭臻e空間1和2相鄰，二者組合在一起形成更大的空閑空間。

a　　　　　　　　　　 　　　　 b 圖3　主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度執(zhí)行與否的區(qū)別

可見(jiàn)，實(shí)行“主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度”需同時(shí)滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：(1)貨品離倉(cāng)時(shí)倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)所有貨品占用空間超過(guò)一定的閾值；(2)倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)的空閑空間里存在“倉(cāng)儲(chǔ)碎片”。

貨品占用空間閾值可以用貨品占用總空間和倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)存儲(chǔ)量的比值來(lái)表達(dá)，閾值設(shè)定則需根據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)倉(cāng)庫(kù)面積大小、貨品入倉(cāng)率、貨品出倉(cāng)率進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)倉(cāng)庫(kù)中一個(gè)空閑空間周?chē)紨[放了貨品時(shí)，該空閑空間標(biāo)記為“倉(cāng)儲(chǔ)碎片”，按此準(zhǔn)則，圖3a中的空閑空間1和2在計(jì)算機(jī)里可以分別標(biāo)識(shí)成倉(cāng)儲(chǔ)碎片1和碎片2共兩個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)碎片。圖3b中盡管有空閑空間1和空間2的區(qū)別，但在計(jì)算機(jī)里倉(cāng)儲(chǔ)碎片只有一個(gè)。

主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度是一個(gè)迭代過(guò)程，必須有迭代終止條件，否則過(guò)多的迭代會(huì)導(dǎo)致倉(cāng)庫(kù)中庫(kù)存貨品被頻繁移動(dòng)存放位置，嚴(yán)重影響倉(cāng)庫(kù)正常運(yùn)行。主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度目的是盡可能地清除“倉(cāng)儲(chǔ)碎片”，有效增大庫(kù)容，但不可能也沒(méi)有必要完全清除“倉(cāng)儲(chǔ)碎片”。迭代終止條件的設(shè)定有多種方法，最簡(jiǎn)單的方法是設(shè)定最多迭代的次數(shù)，也可根據(jù)執(zhí)行調(diào)度后倉(cāng)儲(chǔ)碎片的個(gè)數(shù)占未執(zhí)行調(diào)度前倉(cāng)儲(chǔ)碎片總個(gè)數(shù)的百分比來(lái)設(shè)定，假設(shè)該百分比為α，φ是小于1的百分比閾值，當(dāng)α≤φ時(shí)則可終止當(dāng)前調(diào)度。另外，還可根據(jù)容積比來(lái)設(shè)定，由于調(diào)度前后倉(cāng)庫(kù)中空閑空間的容積總量并不變化。假設(shè)此容積總量為V總，容積比ρ可定義為：

則當(dāng)ρ調(diào)度后/ρ調(diào)度前≤φ時(shí)可終止當(dāng)前調(diào)度，φ是如前所述的小于1的百分比閾值。

在設(shè)定了啟動(dòng)和終止條件后，主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度的算法流程為：首先選擇空閑容量最大的兩個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)碎片a和b(a的容量大于b)，分別判斷與a相鄰的上、下、左、右?guī)齑尕浧返捏w積是否能被倉(cāng)儲(chǔ)碎片b接納，如果都不能被接納，標(biāo)記a為不可調(diào)度碎片；如果能被接納，則選取空閑容量最小且能接納a周邊貨品的碎片c，依次把與a相鄰的上、下、左、右?guī)齑尕浧分匦路湃隿的空閑空間里。迭代此過(guò)程，直到滿(mǎn)足調(diào)度終止條件為止?？傊?，調(diào)度時(shí)的碎片合并過(guò)程是優(yōu)先選擇容量最大的碎片去合并剛好能裝下最大碎片周?chē)鷰?kù)存貨品的最小碎片。

主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度完整的算法流程如圖4所示。

圖4　主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度算法流程

五、 性能仿真

為了驗(yàn)證主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度算法的性能，本文對(duì)執(zhí)行此算法和不執(zhí)行此算法的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)進(jìn)行了算法仿真比較。比較的參數(shù)為三個(gè)：(1)平均等待入倉(cāng)貨品量：系統(tǒng)中排隊(duì)等待進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)存放的貨品數(shù)量；(2)平均等待入倉(cāng)時(shí)間：貨品從開(kāi)始排隊(duì)到進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)的等待時(shí)間；(3)平均存放時(shí)間：貨品從開(kāi)始排隊(duì)進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)到離開(kāi)此倉(cāng)庫(kù)，發(fā)往其他地方的時(shí)間。

仿真中假定貨品到達(dá)服從到達(dá)強(qiáng)度為λ的平穩(wěn)泊松過(guò)程，入倉(cāng)存放時(shí)間服從參數(shù)為μ的負(fù)指數(shù)分布，倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)的存儲(chǔ)強(qiáng)度ρ=λ/μ,仿真過(guò)程中要求ρ<1，否則等待入倉(cāng)貨品將排至無(wú)限長(zhǎng)。貨品入倉(cāng)擺放規(guī)則是選擇最接近貨品體積的空閑空間進(jìn)行擺放，主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度算法的終止條件以算法的迭代次數(shù)n作為閾值。倉(cāng)庫(kù)總空間設(shè)為100000，一件貨品的體積在[1,200]之間滿(mǎn)足均勻整數(shù)分布。

圖5顯示了采用不同迭代次數(shù)的主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度算法和不執(zhí)行算法的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)在不同的貨品到達(dá)率下的平均等待入倉(cāng)貨品量。可以看出，隨著貨品到達(dá)率λ的增加，等待入倉(cāng)貨品量都顯著增加，但采用主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度算法后，等待入倉(cāng)貨品量要比不采用調(diào)度算法的等待量更少，主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度算法中迭代次數(shù)增加，等待入倉(cāng)貨品量會(huì)相應(yīng)減少，當(dāng)?shù)螖?shù)增加到一定值(圖5中n=8)，等待入倉(cāng)貨品量不再減少，表明倉(cāng)庫(kù)的容量已被優(yōu)化調(diào)整到極限。

圖5　采用不同迭代次數(shù)的主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ) 　調(diào)度的等待入倉(cāng)貨品量

圖6和圖7顯示了采用不同迭代次數(shù)的主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度算法和不執(zhí)行算法的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，在不同貨品到達(dá)率下的平均等待入倉(cāng)時(shí)間和平均存放時(shí)間，同樣可以看出，采用主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度算法后，等待入倉(cāng)時(shí)間和存放時(shí)間都要比不采用調(diào)度算法的等待入倉(cāng)時(shí)間和存放時(shí)間更少，而迭代次數(shù)的增加會(huì)使入倉(cāng)等待時(shí)間和總的存放時(shí)間都相應(yīng)減少，同樣當(dāng)?shù)螖?shù)增加到一定值(圖5中n=8)，這兩個(gè)參數(shù)也不再減少，因?yàn)閳D5中已顯示n=8時(shí)，增加迭代次數(shù)不會(huì)再減少等待入倉(cāng)貨品量，顯然，等待入倉(cāng)時(shí)間和存放時(shí)間也不會(huì)再減少。

圖6　采用主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度后的平均等待入倉(cāng)時(shí)間

圖7　采用主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度后貨品的平均存放時(shí)間

圖5、圖6、圖7的仿真結(jié)果都表明主動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度算法能有效提升倉(cāng)儲(chǔ)吞吐量，從而降低貨物入庫(kù)的阻塞量和排隊(duì)時(shí)間。

六、 結(jié)束語(yǔ)

從宏觀的角度來(lái)看，我國(guó)東部一些省份和沿海港口城市在制定物流發(fā)展規(guī)劃的基礎(chǔ)上，部分物流項(xiàng)目已經(jīng)投入實(shí)際運(yùn)行。隨著投入運(yùn)行的物流項(xiàng)目產(chǎn)生出日益增大的經(jīng)濟(jì)效益，一些港口城市和中心城市紛紛將物流業(yè)列為城市的支柱產(chǎn)業(yè)或新興產(chǎn)業(yè)予以支持。典型的如深圳將物流業(yè)確定為今后發(fā)展的三大支柱產(chǎn)業(yè)；上海市原來(lái)規(guī)劃成為國(guó)際金融與貿(mào)易中心，現(xiàn)又增加了一個(gè)國(guó)際航運(yùn)中心，即國(guó)際物流中心。物流的蓬勃發(fā)展也使得一些內(nèi)陸省市，如武漢、成都、西安等城市都力爭(zhēng)將物流業(yè)作為今后發(fā)展的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。

具體到電商企業(yè)或物流企業(yè)，電子商務(wù)的飛速發(fā)展對(duì)物流支撐體系的時(shí)效性提出了愈加嚴(yán)格的要求和挑戰(zhàn)，出于商業(yè)成熟度和交通便利性的考慮，電商通常會(huì)把自己物流網(wǎng)絡(luò)中的倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)選擇建設(shè)在一線(xiàn)城市或省會(huì)城市。物流的時(shí)效性要求倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)必須有大規(guī)模的倉(cāng)庫(kù)建設(shè)來(lái)接納眾多貨品，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)分發(fā)。對(duì)于一線(xiàn)城市或大多數(shù)省會(huì)城市“寸土寸金”的情況，這種時(shí)效性要求無(wú)疑會(huì)大大加重倉(cāng)儲(chǔ)建設(shè)成本，因此時(shí)效性和成本是倉(cāng)儲(chǔ)建設(shè)和管理中相互制約的矛盾，需要對(duì)二者進(jìn)行有效平衡。本文據(jù)此設(shè)計(jì)了主動(dòng)式倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度策略及算法，其本質(zhì)是盡可能減少“倉(cāng)儲(chǔ)碎片”，把若干零散的“倉(cāng)儲(chǔ)碎片”合并成更大的空閑空間。在不盲目擴(kuò)大倉(cāng)儲(chǔ)建設(shè)規(guī)模的情況下，主動(dòng)式倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度算法能有效提升倉(cāng)儲(chǔ)點(diǎn)的貨物吞吐量，減少貨品等待入倉(cāng)時(shí)間和積壓排隊(duì)，也就保證了整個(gè)物流網(wǎng)絡(luò)的時(shí)效性。通過(guò)和現(xiàn)代物流管理信息系統(tǒng)的結(jié)合，主動(dòng)式倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)度算法在降低倉(cāng)庫(kù)建設(shè)成本和提升物流管理水平等方面都具有良好的實(shí)用價(jià)值和推廣意義。

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