楊振宇，陳 剛，安 瑾 （貴州大學(xué) 管理學(xué)院，貴州 貴陽 550025）

0 引言

伴隨著新零售理念的飛速發(fā)展及生鮮電商對實(shí)體生鮮零售門店的沖擊，生鮮連鎖零售企業(yè)的業(yè)務(wù)內(nèi)容有了新的補(bǔ)充，許多生鮮連鎖零售企業(yè)在滿足門店的C端顧客需求的同時，大力拓展B端市場。由于B端需求點(diǎn)的增多，配送中心直接送貨到需求點(diǎn)的城配模式成本過高，生鮮連鎖零售企業(yè)需要建立新的城市配送網(wǎng)絡(luò)以降低成本。而利用連鎖門店網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，將部分門店改造為倉店一體的前置倉，在滿足自身周邊需求的同時為其他門店及B端需求點(diǎn)供貨，以降低城市配送成本、強(qiáng)化城市配送能力是生鮮連鎖零售型企業(yè)優(yōu)化門店送貨系統(tǒng)和搶占B端市場的有效方式。前置倉的選址是決定生鮮城市配送網(wǎng)絡(luò)前期投入和運(yùn)營效率與成本的關(guān)鍵，需考慮門店改造的合理性、生鮮的易腐性、配送的規(guī)模效益等特征，因此有必要對新零售下生鮮連鎖零售企業(yè)前置倉選址問題進(jìn)行研究。

物流設(shè)施選址及物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題研究的基本共識是該問題研究需要有明確的應(yīng)用背景，不同行業(yè)不同城市不同企業(yè)的物流設(shè)施選址和物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題特征差異明顯。在物流設(shè)施選址領(lǐng)域中，Mu?uzuri等[1]基于城市核心區(qū)實(shí)施貨運(yùn)車輛限時通行的背景，提出在城市核心區(qū)布局消費(fèi)者提貨點(diǎn)，并研究了提貨點(diǎn)的選址布局問題；Wang等[2]采用遺傳粒子群混合算法研究了城市配送兩層物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)施選址及分配問題；張戎等[3]在對上海城市配送末端節(jié)點(diǎn)現(xiàn)狀調(diào)查分析的基礎(chǔ)上建立了城市配送末端節(jié)點(diǎn)選址雙層規(guī)劃模型，分別站在規(guī)劃者和客戶角度綜合考慮；趙午泉等[4]構(gòu)建了考慮配送中心到末端需求點(diǎn)近似配送距離的中轉(zhuǎn)中心選址及末端需求點(diǎn)分配聯(lián)合優(yōu)化模型；陳剛等[5]在軍民融合背景下，將需求點(diǎn)進(jìn)行分級并提出抗毀性參數(shù)，建立了以總里程最小化為目標(biāo)的無人機(jī)配送中心選址模型。以上研究主要是僅針對C端或僅針對B端客戶需求進(jìn)行配送網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，將C端與B端需求綜合考慮的研究較少，且在選址方面都側(cè)重于前期規(guī)劃建設(shè)而不是后期改造。

綜上，選址問題在城市配送、生鮮農(nóng)產(chǎn)品物流方面都有一定的研究成果，但已有的研究大多集中于單一種類、純中轉(zhuǎn)功能的城市中轉(zhuǎn)設(shè)施建設(shè)選址，在對已有門店進(jìn)行多種類、多功能的城市中轉(zhuǎn)設(shè)施改造方面的研究較為少見，而在城市中建設(shè)新的城市中轉(zhuǎn)設(shè)施的成本對于中小型生鮮連鎖零售企業(yè)而言過高，故對于中小型生鮮連鎖零售企業(yè)，將已有門店進(jìn)行中轉(zhuǎn)功能與服務(wù)功能結(jié)合的“倉店一體化”前置倉改造，同時服務(wù)C端、B端需求已經(jīng)成為新零售的主流模式之一。因此，本文基于店改倉特點(diǎn)，構(gòu)建生鮮連鎖零售企業(yè)前置倉選址模型，以期為生鮮連鎖零售企業(yè)轉(zhuǎn)型提供參考。

1 問題描述

針對生鮮連鎖零售企業(yè)拓展B端市場，優(yōu)化城市配送網(wǎng)絡(luò)。在已有的生鮮連鎖零售門店內(nèi)進(jìn)行前置倉改造的選址規(guī)劃，即從城市生鮮加工配送中心到市區(qū)C端及B端消費(fèi)者過程中面臨的前置倉選址問題。通過前期對所有門店的規(guī)模大小、交通環(huán)境等客觀因素進(jìn)行定性分析并篩選出一系列候選點(diǎn)，再在這一系列的候選點(diǎn)中選擇符合目標(biāo)且滿足約束的門店作為前置倉改造的地址。市區(qū)中的C端需求點(diǎn)為所有零售門店（包括改造后的前置倉），用以滿足個體消費(fèi)者需求。B端需求點(diǎn)為中小型企業(yè)或單位，例如中小型幼兒園、餐飲企業(yè)。因?yàn)榕渌湍Ｊ降母淖?，第一級配送（由配送中心到前置倉）的運(yùn)輸費(fèi)用由于配送量的集中存在規(guī)模效益。各個零售門店的規(guī)模大小不一，通常分為旗艦店（大型門店）、標(biāo)準(zhǔn)店（中型門店）、迷你店（小型門店），三種類型門店改造后的前置倉的中轉(zhuǎn)能力、建設(shè)成本各不相同，所以要綜合考慮備選門店規(guī)模限制、服務(wù)能力限制與周邊需求量進(jìn)行選址。本文建立了以城市配送總成本最小為目標(biāo)函數(shù)的模型，其中包括郊區(qū)生鮮加工配送中心送貨至城市前置倉的運(yùn)輸成本、城市前置倉送貨至需求點(diǎn)的運(yùn)輸成本及貨損成本、前置倉的改造成本以及運(yùn)營成本。

2 模型構(gòu)建與求解

2.1 符號說明

B：前置倉備選點(diǎn)集合，i∈B；N：需求點(diǎn)集合，j∈N；P：城市前置倉類型集合，k∈P；Si：備選點(diǎn)的面積；Rk：類型為k的前置倉的最大中轉(zhuǎn)量；Fk：類型為k的前置倉的改造成本；Ek：類型為k的前置倉的最小面積；Ck：類型為k的前置倉的最大服務(wù)半徑；Hj：需求點(diǎn)j的需求量；I：單位生鮮商品的價格；qij：備選點(diǎn)與需求點(diǎn)之間的距離；di：配送中心到備選點(diǎn)i的距離；θ1,θ2：分別表示配送中心到前置倉備選點(diǎn)的生鮮價值損耗系數(shù)和前置倉備選點(diǎn)到需求點(diǎn)的生鮮價值損耗系數(shù)，θ1,θ2∈［0,1］；μ：配送中心至前置倉運(yùn)輸規(guī)模效益參數(shù)，μ∈［0,1 ］；Gk：類型為k的前置倉年平均單位運(yùn)營成本；λ1,λ2：分別表示配送中心到前置倉的單位運(yùn)輸費(fèi)用和前置倉到需求點(diǎn)的單位運(yùn)輸費(fèi)用；Z：擬改造的前置倉的個數(shù)；M：一個充分大的實(shí)數(shù)；βi：配送中心到前置倉備選點(diǎn)i的配送量；wij：前置倉備選點(diǎn)i到需求點(diǎn)j的配送量；xijk：為0-1決策變量，取1時表示k類型的前置倉備選點(diǎn)i服務(wù)需求點(diǎn)j，否則取0；yik：為0-1決策變量，取1時表示在備選點(diǎn)i建設(shè)k類型的前置倉，否則取0。

2.2 數(shù)學(xué)模型

構(gòu)建新零售下生鮮連鎖零售企業(yè)前置倉選址模型如下：

目標(biāo)函數(shù)式（1）表示最小化城市配送網(wǎng)絡(luò)總成本，其中包括配送中心到前置倉的運(yùn)輸成本、前置倉到需求點(diǎn)的運(yùn)輸成本及貨損成本、前置倉改造成本以及運(yùn)營成本。約束條件式（2）為前置倉的服務(wù)半徑約束，前置倉與其服務(wù)的需求點(diǎn)間的距離不得超過其最大服務(wù)半徑；式（3）表示一個備選點(diǎn)只能建設(shè)一個類型的前置倉；式（4）、式（5） 表示k類型的前置倉i只有被選中才能為需求點(diǎn)供貨；式（6）為前置倉面積約束，表示k類型的前置倉備選點(diǎn)的面積滿足要求才會被選中；式（7）表示擬定建設(shè)前置倉的數(shù)量；式（8）、式（9）表示配送中心配送量、前置倉中轉(zhuǎn)量與需求點(diǎn)需求量的平衡關(guān)系；式（10）表示保證配送中心不會為沒有選中的前置倉配送；式（11）為前置倉轉(zhuǎn)運(yùn)量約束，即前置倉轉(zhuǎn)運(yùn)量不得超過服務(wù)能力；式（12）為配送量的非負(fù)約束；式（13）為決策變量的0-1約束。

3 算例分析

3.1 實(shí)際算例

本文以貴州電商企業(yè)美乘網(wǎng)在貴陽區(qū)域的城市配送網(wǎng)絡(luò)為實(shí)例，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均來源于貴陽實(shí)地調(diào)研。美乘網(wǎng)在貴陽云巖區(qū)擁有一個城市生鮮加工配送中心，承擔(dān)所有線上訂單與線下門店的供貨需求。因?yàn)锽端市場擴(kuò)大，傳統(tǒng)的直配方式效率低下且成本較高，現(xiàn)擬通過增加城市生鮮前置倉作為城市配送的中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，故要進(jìn)行前置倉選址決策。將美乘網(wǎng)在貴陽區(qū)域內(nèi)擁有的13家門店作為備選點(diǎn)，選中10個門店進(jìn)行倉店一體化的改造，在服務(wù)門店周邊C端客戶的同時滿足B端訂單需求。本文末端需求點(diǎn)的年需求量基于企業(yè)往年數(shù)據(jù)估算，配送中心與備選點(diǎn)的距離、備選點(diǎn)與需求點(diǎn)間的距離為從高德地圖上得到的實(shí)際距離。從配送中心到前置倉采取直送方式，以輕型冷鏈箱式卡車配送，單位費(fèi)率約為3元/（t·km），在運(yùn)輸規(guī)模效益下實(shí)際單位費(fèi)率約為0.9元/（t·km），生鮮損耗系數(shù)θ1=0.002；從前置倉到需求點(diǎn)以小型面包車配送，單位費(fèi)率約2元/（t·km），生鮮損耗系數(shù)θ2=0.006。需求點(diǎn)、候選點(diǎn)分布如圖1所示、候選門店信息如表1所示：

圖1 需求點(diǎn)、候選點(diǎn)分布圖

表1 候選門店信息

候選門店考慮其本身面積大小，可以改造為服務(wù)能力不同的小、中、大三類前置倉，其改造成本與運(yùn)營成本因改造面積、人力配置、設(shè)備配置不同而有所區(qū)別。因?yàn)榕渌湍Ｊ降母淖?，生鮮的一級配送（配送中心至前置倉）更為集中，規(guī)模效益明顯，且使用冷藏車配送，生鮮單位損耗也有所降低。擬改造前置倉個數(shù)為10個，運(yùn)輸規(guī)模效益參數(shù)為μ。不同類型前置倉相關(guān)參數(shù)如表2所示：

表2 不同類型前置倉相關(guān)參數(shù)

根據(jù)已構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型，采用Lingo編程，在Intel（R） Core（TM）i5-2450M CPU@2.50GHZ，2GRAM筆記本電腦上運(yùn)行得到最優(yōu)解（見圖2），運(yùn)行時間為2s，得到的最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值為372.25萬元，其中運(yùn)輸成本29.14萬元、改造及運(yùn)營成本79.5萬元、貨損成本263.5萬元。在擬建立10個前置倉的條件下，該選址結(jié)果如圖2所示。

在前置倉改造之前，美乘網(wǎng)傳統(tǒng)的直配方式由配送中心向市區(qū)的43個需求點(diǎn)供貨。在直配模式下，單位配送費(fèi)用為4元/（噸·km），生鮮損耗系數(shù)取0.015，計(jì)算得到運(yùn)輸成本55萬元，貨損成本412萬元，總成本467萬元。分析以上結(jié)果可知，本文構(gòu)建的模型實(shí)現(xiàn)了降低運(yùn)輸成本及貨損成本的目標(biāo)，可以成功應(yīng)用于生鮮連鎖零售企業(yè)前置倉改造選址決策。

3.2 參數(shù)分析

3.2.1 參數(shù)Z的影響分析

參數(shù)Z為擬改造前置倉個數(shù)，在總需求量不變與門店中轉(zhuǎn)容量受限的情況下，擬改造前置倉個數(shù)有下限，若改造個數(shù)少于下限，模型無可行解。通過以公式（14）為目標(biāo)函數(shù)，以式（2）至式（6）、式（8）至式（12）為約束條件構(gòu)成的數(shù)學(xué)模型求出，求得最少前置倉數(shù)為9個。

不同擬改造前置倉個數(shù)下的模型的最優(yōu)值及選址結(jié)果見表3。由表3可知，隨著擬定前置倉的增多，目標(biāo)函數(shù)值遞減，而迷你店的數(shù)目逐漸增多，這意味著從成本上看，迷你店的經(jīng)濟(jì)效益最佳，而建立越多的迷你店，配送網(wǎng)絡(luò)的總物流成本越低，隨著前置倉個數(shù)的增多，總成本降低的幅度越來越低，最終在擬改造11～13個前置倉時保持不變。這說明改造11個前置倉為成本最小的方案。

圖2 前置倉改造選址及配送方案

3.2.2 參數(shù)Ck的影響分析

在擬改造10個前置倉的情況下，大型前置倉服務(wù)半徑的變動對計(jì)算結(jié)果無影響，這是因?yàn)樵跐M足服務(wù)半徑約束與容量約束的條件下，模型會優(yōu)先選擇成本更低的中小型前置倉，從而沒有選中改造大型前置倉。由表4可知，若增加中小型前置倉的服務(wù)半徑，當(dāng)半徑達(dá)到一定程度時，如C1,C2=8時，再增大服務(wù)半徑對目標(biāo)函數(shù)無影響，同時選址方案也無變化，這是因?yàn)榇藭r容量約束強(qiáng)于服務(wù)半徑約束。

表3 擬定前置倉個數(shù)不同情況下的最優(yōu)值和選址結(jié)果

表4 服務(wù)半徑不同情況下的最優(yōu)值和選址方案

4 結(jié)束語

本文以貴州美乘生鮮新零售線下門店“倉店一體化”改造、轉(zhuǎn)變城市配送模式為背景，提出了以成本最小化為目標(biāo)的前置倉選址模型，對于豐富選址理論模型與指導(dǎo)企業(yè)運(yùn)營實(shí)踐均有重要意義。不同于一般的選址問題，本模型考慮了已有門店本身規(guī)模大小改造為不同類型前置倉的可行性和經(jīng)濟(jì)效益，此外還考慮了前置倉的服務(wù)半徑、轉(zhuǎn)運(yùn)能力、規(guī)模效益和擬定改造數(shù)等約束條件，分析了三種不同前置倉對選址方案產(chǎn)生的影響，所得方案的城市物流總成本相比現(xiàn)有狀況降低了20%。前置倉的轉(zhuǎn)運(yùn)時間及運(yùn)輸車輛在城市道路擁堵情況下的速度都會對生鮮產(chǎn)品貨損成本造成影響，考慮這些因素將更有參考價值，有待日后深入研究。