仓储与配送成本是目前困扰服装企业发展的关键问题,如何降低仓储与配送成本已成为众多服装企业关注的重点。惠红旗等［1］指出我国服装企业的物流管理比较粗放。刘小红［2］指出我国服装企业的物流存在规模不经济,效率低下等问题,今后的服装物流会朝精细物流方向发展。CHOI等［3］则认为时尚服装业应该提倡绿色制造和配送。

从企业的供应、生产、销售等过程来看,销售物流属于供应链的下游环节,目前对销售物流的研究多集中于物流仓储和配送技术2个方面［4 －7］,但国外最新的物流理论研究文献很少有针对服装企业的。

在服装物流仓储技术的研究方面,刘翠娟等［8］认为,在市场竞争日益激烈的今天,服装企业需要好的物流仓储作业管理工作,需要不断提高服装的出入库、分拣、盘点、退货等工作效率。自射频识别( RFID) 技术在各专业领域不断广泛应用,服装企业也迫切需要RFID技术以提升其竞争力。徐琪［9］针对服装供应链,提出了基于RFID的仓储配送智能化管理系统框架,能为计算服装拣选配送的最短距离、拣选的优化路线和顺序等方面提供决策支持。

在服装物流配送技术的研究方面,RUTH［10］以老挝服装出口商为例,分类研究了多式联运问题,建立了每条路径的信心指数、运输方式及节点链接,也研究了多式联运成本模型和它的局限性。目前,国内针对多式联运问题的深入研究还比较缺乏,该项研究对国内的同类研究具有良好的参考价值。林祖伟等［11］提出了一种采用多Agent技术构建服饰企业分销与物流配送管理系统的方法,可用来提高物流配送的效率。孙琼玲等［12］从客户满意度的视角, 就服装物流的配送问题提出了基于客户满意度的车辆调度模型和相应的遗传算法,以此来提高服装配送质量。基于类似的视角,胡觉亮等［13］提出了基于时间满意度的服装配送模型,并给出具体实例验证了算法的可行性。华铨平等［14］也提出了服装车辆路径问题模型并对模型作了时效性约束,给出了与模型相匹配的改进型蚁群算法。关于服装物流配送的研究还包括物流配送模式的选择,白如彬等［15］认为第三方共同配送物流模式是川南服装行业批发商的最佳运行模式。这反映出随着第三方物流的发展,越来越多的服装企业开始选择第三方物流进行配送,这是一个必然的发展趋势。

本文从知识准则入手,着重研究了服装企业销售物流多候选点最优仓库选址及配送组合决策模型,提出了遵循知识准则的求解算法,并对1个大型的算例进行了求解,较好地实现了仓库选址最优及配送成本最优的双优目的。

在现实情况下,仓库选址有许多的要求,要考虑到自然环境、经营环境、基础设施状况、客户和供应商的分布、土地条件、人力资源条件、其他因素等。 但仓库作为进出货物的集散地,从效益的角度还应考虑仓库的动态运营因素,如仓库总费用是否最低、 仓库储存能力与市场需求是否配平。本文将这些动态运营因素归纳成知识准则。

知识准则1( 无约束仓库选址总仓储费用最低准则) : 知识准则1保证了仓储能力不会过剩或不足,由于在企业n个仓库的运营过程中,每个城市仓库的运营成本不同( 因地价、租金不同) ,再加上每个仓库的服务能力不同,在总仓库储存能力既定的情况下,如何优选出最优的仓库组合实际上就是一个决策问题。无约束仓库选址总仓储费用最低准则就是在可供候选的仓库当中,以总仓储费用最低为准则对仓库的选址进行最优决策。它要求以仓库的单位运营成本最低为优选基准,进而合理优选出最优的仓库组合。

知识准则2(有约束仓库选址总仓储费用最低准则):在现实情况下,因为企业租赁某个或某几个仓库多年,在此情况下,现有的仓库必然要纳入到选址中。设Wc为已运营仓库集合,Wh为全部候选仓库集合(Wh包含Wc)。有约束仓库选址总仓储费用最低准则要求最优仓库选址方案中必须包括Wc,也包括Wh-Wc中的部分或全部仓库,以共同构成企业仓库选址总体最优方案。

知识准则3( 仓库总储存与市场总需求配平准则) : 即现有的总仓储能力与市场对货物的总需求存在配平的要求。一个公司可能有几十个、上百个仓库,它们的仓储能力不仅要满足市场对货物的总需求,还应该是配平的。对于成熟的企业,市场的需求可以通过预测来实现,因此,仓库总储存与市场总需求配平准则对一个企业来讲非常重要,过多仓储能力会造成过剩,过少会造成不足。

仓储方案一旦确定,在目标市场对货物需求已知的情况下,在配送过程中起始地与目的地的配送成本问题关系到企业运营的好坏。由前所述,配送成本问题已经引起服装企业的高度重视。然而,在仓库与目标市场的配送方面,如何确定最优的配送方案也是一个重要的问题。鉴于此,本文提出了知识准则4,用以实现配送成本最小化目标。

知识准则4( 最短距离最大供应匹配准则) : 该准则要求每个仓库与每个地区的匹配规则为最短距离最大供应匹配,从而实现货物配送的行驶里程数为最短。该匹配原则能减少无效配送,并能保证配送成本为最低。

设定某服装经营企业,需重新对仓库选址进行决策。该公司拟在I个候选的仓库中进行选址决策,以满足向J个地区配送服装的需求。所有仓库的总储存能力要求等于或略大于J个地区对服装的需求。假设车辆配送均为整车进行。另设:第i个仓库到第j个销售地区的距离为dij;第j个地区的需求量为sj;每个候选仓库的年运营成本为Ci;配送车辆的单位配送成本为v;仓库的年最大处理能力为Mi;xij为决策变量,表示第i个仓库向第j个地区的实际发车量;bi为0-1选择变量,它也为决策变量。

在上述服装企业销售物流多候选点最优仓库选址与配送问题下,实际上包括2个函数: 仓库的运营成本函数; 车辆的配送成本函数。本文提出了服装企业销售物流多候选点最优仓库选址及配送组合决策模型z,该模型也是一个成本最低模型。

目标函数:

约束条件:

很显然,模型z是一个比较复杂的线性规划问题,包含2个决策变量bi和xij。设ci为第i个仓库的单位处理成本(元/车),ci=Ci/Mi。模型z的求解步骤如下。

步骤1:初始化dij、sj、Ci、v、Mi、ci。

步骤2:构建已运营仓库集合Wc和全部仓库集合Wh。

步骤3:若Wc为空集,则遵循知识准则1进行选址。若Wc非空,则遵循知识准则2进行选址,确保已运营仓库集合Wc全部被选中,同时设集合Wc中相对应的仓库的bi=1。

步骤4: 将ci序列从小到大进行排序,根据市场需求总量,以ci从小到大选取原则确保单位最低处理成本的仓库优先被选中,并确定相应的bi=1。同时,以知识准则3为基础,确保在多个仓库单位处理成本相同的条件下,优选到大小适中的仓库,从而节约企业的仓储成本。

步骤5: 重复步骤4中的操作,确定余下bi的值,使得

步骤6: 借助计算机编程和知识准则4,用穷举法求解模型z,得到第i个仓库向第j个地区的实际发车量xij、最优的配送及仓储成本、每个仓库的利用率等。

假设某品牌服装的销售地区有25个,公司要在10个地点拟制定仓库选址方案,10个候选仓库(WH1~WH10)到25个地区(AR1~AR25)的距离dij(i=1,2,…,10;j=1,2,…,25)和需求量sj,候选仓库年运营成本Ci及处理能力Mi分别如表1所示。

对上述例子的求解考虑了2种情况,假设v = 1元/ km,求解结果中对各变量的单位进行了处理, 求解过程如下。

1)考虑无约束仓库选址。假设在上述10个仓库中,所有的仓库均是可选的(Wh集合的元素个数为10,Wc为空集)。利用模型及求解算法求得的最优方案xij(第i个仓库向第j个地区的实际发车量,单位为车)为:

配送成本为1 437. 49万元,仓储成本为274万元,总成本z为1 711. 49万元。第1、2、8号仓库没有被选用,第3、4、5、6、7、9号仓库的利用率达到了100% ,第10号仓库的利用率为94. 1% ,各仓库的利用率均值为99. 1%。求解结果中的平均运距为131. 4 km。

2)考虑有约束仓库选址。假设在上述10个仓库中,第2号仓库为必选仓库(假定服装企业与该仓库还有租赁合同)。候选仍为10个,但首先可以确定b2=1(Wh集合的元素个数为10,Wc集合只包含第2号仓库)。此种情况下,利用模型及求解算法求得的最优方案为:

表1距离、需求量及仓库信息表Tab. 1 Foundational data  下载原图

km

配送成本为1 455. 52万元,仓储成本为277万元,总成本z为1 732. 52万元。第1、5、8号仓库没有被选用,第4、6、7、9、10号仓库的利用率达到了100% ,第2号仓库的利用率为94. 35% ,第3号仓库的利用率为99. 23%,各仓库的利用率均值为99%。 求解结果中的平均运距为133. 05 km。

显然,在无约束仓库选址条件下,各仓库的选址都是从最优的角度进行的。然而,在有约束仓库选址条件下,部分仓库因为合同等方面的约束而必须被选中( 它们可能非最优) ,此种情况下的仓库选址成本一般要高于无约束条件选址。算例证明,相比于有约束仓库选址,无约束条件仓库选址能节约仓储成本3万元,节约配送成本18. 03万元,共节约成本21. 03万元,相当于能节约1. 21% 的总成本支出,平均运输距离节约1. 65 km。在算例中,10个仓库与25个地区的平均距离为236. 788 km,而在配送过程中执行完知识准则4后,这种情形下的平均运输距离均有显著的下降。

本文在提出了多候选点最优仓库选址和配送优化知识准则的基础上,研究了服装企业销售物流多候选点最优仓库选址及配送组合决策模型,鉴于该模型是一个具有双决策变量的线性规划问题,求解比较复杂,于是提出了遵循知识准则1至知识准则4的求解算法。最后,设计了一个大型的算例,考虑了无约束和有约束仓库选址2种情形,无约束仓库选址更加理想化,而有约束仓库选址更加偏重于服装企业的现实要求,使用遵循知识准则下的求解算法进行求解,较好地实现了仓库选址最优及配送成本最优的目的。最后的算例分析表明,无约束和有约束仓库选址2种情形下的仓库利用率均较高, 均达到了99% 以上,平均运距均有较大程度的节约,极大地减少了无效配送情况。这说明本文算法及求解思路均取得了良好的效果。

本文研究的物流多候选点最优仓库选址及配送组合决策模型具有较强的通用性,且能普遍适用于服装企业的仓库选址及配送决策当中。与国内同类研究相比,本文的不同之处是主要以知识准则为切入点,比较系统地研究了针对服装企业的销售物流多候选点最优仓库选址和配送组合决策优化问题, 并给出大型算例进行分析,有较强的操作性,能为服装企业的仓库选址与配送组合决策提供一定的参考。