基于新型城鎮(zhèn)化的城鄉(xiāng)配送網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究

彭永濤　杜建國　羅建強(qiáng)

摘要：構(gòu)建了城鄉(xiāng)物流一體化的配送網(wǎng)絡(luò)，基于新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展特點(diǎn)，考慮配送帶來的環(huán)境污染問題，建立了以配送成本、環(huán)境污染治理成本、運(yùn)營(yíng)成本及建設(shè)成本等為最小和以配送時(shí)間為最短的多目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型，采用GAMS軟件對(duì)所建模型求解，算例的計(jì)算結(jié)果表明，配送中心的選址及網(wǎng)絡(luò)配送的線路與實(shí)際配送特點(diǎn)相符，能為城鎮(zhèn)一體化的配送網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)提供科學(xué)的決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：新型城鎮(zhèn)化；配送網(wǎng)絡(luò)；雙向流通；多目標(biāo)

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2016.05.29

中圖分類號(hào)：F252 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-8409（2016）05-0136-04

Abstract：This paper constructed the distribution network on urbantown integration. And then， it established the general urbantown integrated distribution network optimization model based on the characteristics of the development of the new urbanization， considering the problem of environmental pollution caused by the distribution， in which the objective functions were to minimize the total cost and delivery time ，including the distribution costs， environmental pollution control costs， operating costs and construction costs. application GAMS software for solving the model，example of the calculated results with the actual distribution characteristics match，the model that is correct and reasonable was verified， so it can provide a scientific decisionmaking support method for such distribution network design.

Key words：newtype urbanization； distribution network； twoway flow of logistics；multiobjective

隨著社會(huì)的發(fā)展，我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程逐步加快、城鎮(zhèn)化水平日益提高，我國城鎮(zhèn)化率已達(dá)到50%，為了科學(xué)、持續(xù)發(fā)展城鎮(zhèn)建設(shè)，近年來國家提出了以城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、城鄉(xiāng)一體、產(chǎn)業(yè)互動(dòng)及節(jié)約集約等為基本特征的新型城鎮(zhèn)化發(fā)展思路。在新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的條件下，物流需求及物流體系將發(fā)生變化，表現(xiàn)在城市對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的急劇需求以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的大量需求，物流的配送網(wǎng)絡(luò)也將產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性變化，表現(xiàn)在城市物流網(wǎng)絡(luò)與農(nóng)村物流網(wǎng)絡(luò)的資源整合和共同配送上，因此構(gòu)建新型城鎮(zhèn)化發(fā)展條件下的城鄉(xiāng)一體化配送網(wǎng)絡(luò)，研究城鄉(xiāng)一體化配送網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化問題，可有效服務(wù)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，提高社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)保效益，確保高效優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

目前，針對(duì)城鄉(xiāng)物流一體化的理論研究的相關(guān)文章較多，如李臨鍵[1]以贛南發(fā)展為背景，構(gòu)建了贛南城鄉(xiāng)一體化配送網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)包括物流中心的構(gòu)建和信息平臺(tái)的搭建；宋宇[2]構(gòu)建了連鎖零售企業(yè)城鄉(xiāng)市場(chǎng)“雙向流通”模式，并對(duì)模式發(fā)展提供了相關(guān)政策建議；盧美麗[3]、何梅芳[4]和周凌云等[5]構(gòu)建了包括基礎(chǔ)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和內(nèi)容建設(shè)的城鄉(xiāng)物流一體化的構(gòu)架模式，指出城鄉(xiāng)一體化的物流，既強(qiáng)調(diào)城市服務(wù)農(nóng)村，也強(qiáng)調(diào)鄉(xiāng)村服務(wù)城市，兩者相互依存、優(yōu)勢(shì)替補(bǔ)、彼此促進(jìn)；孫靜[6]、孫美紅[7]分別研究了城鄉(xiāng)一體下的物流成本問題，通過發(fā)展城鄉(xiāng)一體化，來降低農(nóng)村配送成本的具體措施；盧美麗[8]基于城鄉(xiāng)物流一體化，構(gòu)建了雙向的連鎖經(jīng)營(yíng)配送網(wǎng)絡(luò)模型，并對(duì)配送中心和農(nóng)產(chǎn)品收購中心進(jìn)行了優(yōu)化。

以上相關(guān)研究主要是從宏觀的角度分析了城鎮(zhèn)物流一體化的網(wǎng)絡(luò)模式、體系機(jī)制和發(fā)展政策等，從微觀角度研究甚少，文獻(xiàn)[8]雖然研究了配送中心選址和配送網(wǎng)絡(luò)成本優(yōu)化問題，但沒有考慮到網(wǎng)絡(luò)直銷和對(duì)配送時(shí)間優(yōu)化問題。因此本文基于新型城鎮(zhèn)化發(fā)展思路，考慮農(nóng)超對(duì)接和配送帶來的環(huán)境污染問題，建立了以配送成本、環(huán)境污染治理成本、運(yùn)營(yíng)成本及建設(shè)成本等為最小，以配送時(shí)間為最短的多目標(biāo)配送網(wǎng)絡(luò)模型，應(yīng)用GAMS對(duì)所建模型進(jìn)行求解，結(jié)果分析表明，所建模型優(yōu)化了城鎮(zhèn)配送中心選址和網(wǎng)絡(luò)的配送線路，為最終實(shí)現(xiàn)集約和低碳的發(fā)展目標(biāo)提供支撐。

1 問題描述

城鄉(xiāng)共同配送網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)物流一體化的一種主要方式，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)涵是將城市與農(nóng)村配送資源進(jìn)行整合，利用城鄉(xiāng)配送中心，完成工業(yè)消費(fèi)品和農(nóng)產(chǎn)品的共同配送。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包含工業(yè)消費(fèi)品制造商、城鄉(xiāng)配送中心、城市連鎖超市及農(nóng)村連鎖商店等，線路包含了所有節(jié)點(diǎn)之間的連線。工業(yè)消費(fèi)品制造商將生產(chǎn)出的產(chǎn)品經(jīng)過城鄉(xiāng)配送中心配送到城市的連鎖超市和農(nóng)村的連鎖商店，同時(shí)還可以采取直接配送的方式將產(chǎn)品配送到城市連鎖超市。農(nóng)產(chǎn)品由農(nóng)村連鎖商店進(jìn)行收購，將農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)匠擎?zhèn)配送中心再配送到城市連鎖超市，或直接配送到城市的連鎖超市，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示?？紤]城鎮(zhèn)配送中心的配送范圍及服務(wù)能力，對(duì)城鎮(zhèn)配送中心的備選點(diǎn)進(jìn)行選址建設(shè)，并在農(nóng)村連鎖商店選擇特定店鋪對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行收購，同時(shí)考慮配送過程帶來的環(huán)境污染問題和農(nóng)產(chǎn)品的易腐性等特性，對(duì)物流配送線路進(jìn)行以環(huán)境治理最小成本和配送時(shí)間最短進(jìn)行設(shè)計(jì)。綜述分析，本文的問題可描述為在網(wǎng)絡(luò)物流通道的供給能力和供需平衡的條件約束下，求得配送網(wǎng)絡(luò)的總成本（配送成本、環(huán)境污染治理成本、運(yùn)營(yíng)成本及建設(shè)成本）最小和配送時(shí)間最短，并尋求合理的配送中心選址方案。

1.1 模型假設(shè)

假設(shè)1：城市連鎖超市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)連鎖商店需求為固定需求且均能得到滿足，工業(yè)消費(fèi)品制造商、農(nóng)產(chǎn)品收購中心的能力以及配送中心的供給能力已知。

假設(shè)2：商品不考慮品種和品牌的差異性，均以件數(shù)計(jì)算。

假設(shè)3：新建配送中心和農(nóng)產(chǎn)品收購中心的投資及其他已建設(shè)施的固定成本、單位運(yùn)營(yíng)成本、各設(shè)施間的運(yùn)輸成本是確定已知的。

假設(shè)4：網(wǎng)絡(luò)的整體配送時(shí)間不考慮生產(chǎn)時(shí)間和商品在配送中心的停留時(shí)間。

1.2 符號(hào)說明

式（7）至式（9）表示城鎮(zhèn)一體化配送網(wǎng)絡(luò)滿足客戶對(duì)工業(yè)品和農(nóng)產(chǎn)品的需求量；式（10）、式（11）表示網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)品和農(nóng)產(chǎn)品流量平衡；式（12）至式（14）表示物流節(jié)點(diǎn)和線路的商品運(yùn)輸與處理量受到最大容量限制。式（15）、式（16）表示配送中心數(shù)量和城鄉(xiāng)連鎖商店收購農(nóng)產(chǎn)品的建設(shè)數(shù)量約束，式（17）、式（18）表示自變量的取值范圍。

本文所建模型為多目標(biāo)的線性混合整數(shù)規(guī)劃模型，涉及變量較多，又為多目標(biāo)，模型相對(duì)復(fù)雜，可先將多目標(biāo)問題通過權(quán)重的方式轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)，采用GAMS軟件進(jìn)行求解，GAMS軟件主要針對(duì)大型的、復(fù)雜的線性、非線性和混合整數(shù)優(yōu)化問題而設(shè)計(jì)，是解決數(shù)學(xué)規(guī)劃和優(yōu)化的高級(jí)建模系統(tǒng)[9～11]。本文采用GAMS軟件求解，通過求解可以得到新建的城鎮(zhèn)配送中心和農(nóng)產(chǎn)品收購中心的數(shù)目以及所在的具體位置，并可以求出各物流節(jié)點(diǎn)的運(yùn)輸量和最優(yōu)的配送線路。

3 算例分析

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

為相應(yīng)政府號(hào)召，現(xiàn)某零售企業(yè)在某城市區(qū)域及鄰近鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)建立城鄉(xiāng)物流一體的配送網(wǎng)絡(luò)，目前該企業(yè)已建立了3個(gè)城市連鎖超市和3個(gè)農(nóng)村連鎖商店，其上游的工業(yè)消費(fèi)品制造商也選擇了3家，將擬在3個(gè)備選地址中選擇建設(shè)1個(gè)城鄉(xiāng)配送中心，并考慮在3個(gè)城鄉(xiāng)連鎖商店的基礎(chǔ)上發(fā)展2個(gè)農(nóng)產(chǎn)品收購中心。相應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如表1至表3所示，其中表1中的數(shù)據(jù)為物流節(jié)點(diǎn)之間的單位配送成本和環(huán)境治理成本，表2中的數(shù)據(jù)為物流節(jié)點(diǎn)之間的配送時(shí)間，表3中的數(shù)據(jù)為物流節(jié)點(diǎn)單位運(yùn)營(yíng)成本、建設(shè)成本和節(jié)點(diǎn)的處理能力。

3.2 計(jì)算結(jié)果

應(yīng)用GAMS軟件對(duì)該問題進(jìn)行求解，共有70個(gè)變量，經(jīng)計(jì)算，選取城鎮(zhèn)配送中心1為建設(shè)點(diǎn)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)連鎖商店1和3代收農(nóng)產(chǎn)品，網(wǎng)絡(luò)的綜合成本合計(jì)為6.7萬元，其中配送成本為3.25萬元，配送過程中的環(huán)境污染治理成本為1.73萬元，物流節(jié)點(diǎn)的經(jīng)營(yíng)建設(shè)費(fèi)用合計(jì)為1.72萬元，配送時(shí)間為558分鐘，配送線路的商品流量如圖2、圖3所示。

從上圖分析得出，選取的1號(hào)城鄉(xiāng)配送中心為2個(gè)城市連鎖超市和3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)連鎖商店提供工業(yè)消費(fèi)品的配送服務(wù)，為2個(gè)城市連鎖超市提供農(nóng)產(chǎn)品的配送服務(wù)，服務(wù)范圍較廣，選址較為科學(xué)合理。網(wǎng)絡(luò)中存在兩條直接配送線路，第一條線路為3號(hào)工業(yè)品的制造商直接將工業(yè)消費(fèi)品配送到2號(hào)城市連鎖超市的線路，考慮網(wǎng)絡(luò)的綜合成本，其直配的綜合成本為6900元，如選擇間接配送，配送成本將高達(dá)12900元，高出了86.9%；另一條直接配送線路為3號(hào)鄉(xiāng)鎮(zhèn)連鎖商店將收購的農(nóng)產(chǎn)品配送到3號(hào)城市連鎖超市線路，考慮到農(nóng)產(chǎn)品易腐性及時(shí)效性的特點(diǎn)，選擇直接配送的時(shí)間為60分鐘，如果選擇間接配送，則時(shí)間將為73分鐘。在實(shí)際生活中，為了節(jié)省物流成本，城市中出現(xiàn)了從工廠直接配送到超市的情況，而為了保證農(nóng)產(chǎn)品的新鮮性，也開始采用農(nóng)超對(duì)接的配送方式，本例計(jì)算的結(jié)果與實(shí)際配送特點(diǎn)要求基本相符，說明該模型具有較好的適應(yīng)性和實(shí)用性。

4 結(jié)束語

本文基于新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的特點(diǎn)，構(gòu)建了城鄉(xiāng)一體化的物流配送網(wǎng)絡(luò)，建立了以網(wǎng)絡(luò)綜合成本最小和配送時(shí)間最短為雙目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)選址配送優(yōu)化模型，在綜合成本中特別提到了環(huán)境污染治理費(fèi)用，使得選取配送線路時(shí)不僅要考慮配送成本和配送時(shí)間因素，同時(shí)也要考慮發(fā)展綠色、集約的物流問題。論文所建城鄉(xiāng)物流一體化的配送網(wǎng)絡(luò)對(duì)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)有一定的參考價(jià)值，今后，在制定物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和建設(shè)物流配送中心時(shí)，應(yīng)考慮城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)物流發(fā)展相結(jié)合，使城市物流向鄉(xiāng)鎮(zhèn)物流延伸，鄉(xiāng)鎮(zhèn)物流向城市物流滲透，最終實(shí)現(xiàn)新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展目標(biāo)。

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（責(zé)任編輯：楊 銳）