合理的倉儲網絡布局可以在保障物資供應的要求下，綜合考慮“成本、效率、服務”的約束，在供應鏈成本最優(yōu)和滿足客戶響應需求的前提下，應用運籌學思想，理論結合實際，建立可行的數學模型，充分依據實際調研數據進行區(qū)域規(guī)劃降低供應鏈總體成本。本文以網絡優(yōu)化為研究對象，探索供應鏈網絡設計及面向實際應用的方法，并進行實例驗證。

 

2. 倉儲物流網絡規(guī)劃的戰(zhàn)略指導和方法

2.1 倉儲物流網絡規(guī)劃的戰(zhàn)略指導

多數企業(yè)的倉儲網絡，很多都是基于歷史原因和銷售部門的要求設立的，缺乏從全局角度認證其合理性。商業(yè)環(huán)境的快速變化和銷售渠道的多樣化，需要管理人員站在企業(yè)和供應鏈的全局上統籌網絡規(guī)劃，持續(xù)優(yōu)化倉網布局。如果公司戰(zhàn)略定位未來在某些區(qū)域公司主營業(yè)務必須處于絕對領先地位，倉網布局的戰(zhàn)略部署應該考慮以下幾個方面：

 

(1）三角形布局：長三角及京津冀城市群，倉庫選址可考慮在三角重點城市有倉，中心區(qū)域全覆蓋；

 

(2）弧線型布局：珠江三角洲城市群，城市布局呈弧線形，倉庫選址可以考慮按弧線展開，倉庫覆蓋范圍實現首尾呼應；

 

(3）啞鈴型布局：川渝城市群呈啞鈴型布局，倉庫選址可以優(yōu)先選在成都重慶兩端，中間城市倉庫布局連成線，有利于供應鏈快速響應；

 

(4）兩頭型布局：沈陽大連、福州泉州、濟南青島等城市群，倉庫選址可以考慮放兩端，倉庫同時可以輻射中間區(qū)域；

 

(5）衛(wèi)星輻射布局：鄭州、西安等城市群，經濟發(fā)展呈眾星拱月狀，倉庫選址可以考慮在省會城市，可以輻射周邊區(qū)域；

 

(6）插旗型布局：新疆、西藏等偏遠區(qū)域，倉庫選址可以考慮單倉輻射全省，優(yōu)先占領市場，戰(zhàn)略占據先導位置。

 

2.2 倉儲物流網絡規(guī)劃的方法

(1）倉庫選址重心法

某一區(qū)域選擇一個倉庫可利用重心法選址。其目的是在給定的供應點或者需求點（客戶)的需求貨量基礎上，找到最佳的重心點，從這個重心點到供應點或需求點所要移動貨物所花費的努力（距離）最少

 

重力中心法分為兩種類型：基于倉庫數量進行選址；基于服務覆蓋率進行選址（例如3 0 0公里覆蓋80%貨量等）。

 

簡易公式：

 

 

*Cx——重心的x坐標；

 

*Cy——重心的y坐標；

 

*Dix——第i個地點的x坐標；

 

*Diy——第i個地點的y坐標；

 

*Vi——運到第i個地點或從第i個地點運出的貨物量。

 

重力中心可以幫助找到為了滿足服務要求并需要花費最小的運輸成本的倉庫范圍；是幫助決定倉庫數量和位置的重要一步，在重力中心選址后備選倉范圍會得到進一步更新。

 

(2）倉庫選址運籌學算法

某一區(qū)域多個倉庫選址，可利用運籌學算法建模，在所有可行的備選倉中選擇需要打開或關閉的倉庫，建議每個倉庫規(guī)模如何，功能定位，輻射范圍。

 

備選倉的選擇可以使用網格法：將設定的一片選址區(qū)域網格化，每個網格的中心作為一個離散的候選點，基于地理信息和業(yè)務偏好，可以設定禁用一些網格。網格尺寸可以逐漸縮小，推薦選點范圍可控。

 

備選倉確認后，通過運籌學算法建模，可測算各個場景的總成本和時效。

 

3. 倉儲物流網絡規(guī)劃運籌學建模的方法框架

3.1 數據采集和處理

需要采集和處理以下信息：統計時間周期、站點信息（現有倉庫信息、備選倉庫信息、需求點信息、供應點信息）、產品、歷史需求和未來需求，運輸單價，租金單價，可選擇性（是否考慮已有倉庫進行選址）；

 

建模假設：每個需求點由一個倉庫配送貨物。

 

3.2 建立模型

(1）符號說明

S：供應點集合；

 

D：需求點集合；

 

F：備選倉庫集合；

 

Q：時間階段集合。

 

(2）模型變量

 

(3）模型參數

ckij：從供應點i向倉庫j供貨物k的單位運價；

 

ekjh：從倉庫j向需求點h配送貨物k的單位運價；

 

dkhq：需求點h在時期q需求貨物k的數量；

 

Lij：供應點i到倉庫j之間的距離；

 

Ri j：倉庫j到需求點h之間的距離；

 

其中，i∈S,j∈F,k∈K,h∈D,q∈Q

 

(4）建立數學模型

 

目標函數中等式右端第一項是從供應點到倉庫的運輸費用，第二項是從倉庫到需求點的運輸費用，第三項是建設倉庫的固定費用。

 

以上運籌學求最優(yōu)解，即可得出最優(yōu)成本下倉庫選址的最優(yōu)位置、建設規(guī)模和上下游關系。

 

3.3 網絡設計和優(yōu)化方法

(1）供應鏈網絡現狀還原

輸入網絡優(yōu)化相關數據與規(guī)則，搭建還原現狀的基準網絡模型，并進行診斷。輸入數據需要包含以下重要信息：

 

*標準化數據格式；

 

*客戶及產品需求分布；

 

*倉庫布局、吞吐量及面積利用率計算；

 

*分銷網絡流量及流向；

 

*服務覆蓋關系及時效；

 

*成本細分。

 

(2）倉庫選址分析

基于當前和期望的服務時效要求，確定候選倉庫列表，作為后續(xù)網絡優(yōu)化的輸入；候選倉庫可基于重心法計算的區(qū)域，枚舉所有的備選倉庫列表；也可使用網格法形成備選倉庫列表。

 

3.4 實施策略

倉庫數量增加會導致固定成本增加，配送運輸成本會下降，選擇合適的倉庫數量是對兩個成本的權衡，供應鏈成本符合微笑曲線理論。

 

設計不同的場景并進行優(yōu)化計算，可以快捷的探索不同的網絡層級結構、業(yè)務模式和業(yè)務參數對供應鏈關鍵績效（KPI）的影響。對于企業(yè)而言可以分析如下場景：

 

(1)基于新倉網層級策略，例如3級倉網策略“供應商-倉庫-客戶”，以及備選倉庫列表，優(yōu)化需要啟用或關閉的倉庫，以及產品流向；

 

(2)基于渠道共享場景，以及備選倉庫列表，優(yōu)化需要啟用或關閉的倉庫，以及產品流向；

 

(3)基于倉庫數量限制，優(yōu)化需要啟用或關閉的倉庫，以及產品流向。

 

4. 具體實例分析

4.1 某大型設備企業(yè)售后零備件網絡規(guī)劃方案

某大型設備企業(yè)售后零備件倉庫，很多都是基于歷史原因和售后的要求設立的，沒有充分評估滿足特定服務時效需求，并科學測算最少需要多少個倉庫，導致公司運營壓力大、成本浪費嚴重。公司設備售后備件在全國超過21個倉庫、上百個客戶站點，約5000個SKU,15種不同的服務時效要求，庫存金額超過數千萬元。

 

本次方案的目標是在滿足對客戶的服務時效要求的前提下，基于成本（主要為庫存持有成本、倉庫固定運營成本、倉租成本、運輸成本）最優(yōu)，主要針對3個方面做優(yōu)化：

 

*備件倉網布局優(yōu)化；

 

*優(yōu)化倉庫和客戶的服務覆蓋關系；

 

*合理的庫存配置策略。

 

4.2 方案實施和效果分析

通過還原當前網絡現狀，重現現有倉庫和網絡布局，重新布局倉網結構，并確定庫存持有成本最合適的方案。最終的網絡布局將其21個倉庫改變?yōu)?個，網絡布局的變化和持續(xù)的庫存計劃將庫存水平降低17%，同時客戶訂單服務滿足率提升了3%（從95%提升到98%）。

 

圖1 21個倉庫現狀   下載原圖

 

圖2 6個倉庫現狀   下載原圖

 

5. 總結和展望

5.1 主要研究成果總結

本文基于倉儲物流網絡規(guī)劃進行了建模和方法論研究，主要工作如下：

 

(1)提出了倉網規(guī)劃需要站在企業(yè)的全局上統籌考慮整個供應鏈的戰(zhàn)略部署方案；

 

(2)提出了倉網規(guī)劃中倉庫選址的基本方法；

 

(3)建立了包含“供應端-倉庫-需求端”的網絡規(guī)劃的方法框架及運籌學建模思路；

 

(4)提出了不同場景下的倉網布局優(yōu)化策略。

 

5.2 存在問題和不足之處

網絡規(guī)劃建模只考慮了理想情況下的模型，供應點、倉庫和需求點之間的最大配送量及流經倉庫的貨物需要的可變費用現實場景需要考慮。

 

5.3 下一步研究展望

供應鏈設計方案，短期通過倉網規(guī)劃，以滿足客戶需求為導向，構建適應未來客戶和業(yè)務需求的倉儲物流網絡。中期通過庫存策略，優(yōu)化產品布局，改善產品新鮮度和企業(yè)現金流。長期通過優(yōu)化供應計劃，推動實現端到端協同供應鏈管理。探索三層級倉庫選址及倉庫分層、功能定為，庫存優(yōu)化與補貨策略，實現倉網-商品布局-庫存水位-計劃調度-物流運輸的供應鏈全流程優(yōu)化，是下一步的研究方向。