城市共同配送中心選址研究

賓厚+曾琴云+王歡芳

摘 要：在分析影響選址生態(tài)適宜性因素的基礎(chǔ)上，引入生態(tài)位適宜度模型進(jìn)行第一次篩選，旨在揭示資源現(xiàn)狀對(duì)城市可持續(xù)發(fā)展的適宜性程度。此外，采用混合整數(shù)規(guī)劃模型對(duì)剩余備選方案進(jìn)行二次篩選，并以Z市為例，計(jì)算各備選點(diǎn)與理想點(diǎn)的距離遠(yuǎn)近，確定最終共同配送中心方案。實(shí)證結(jié)果表明該模型能較好地處理城市生態(tài)環(huán)境與共同配送中心選址問題，以期為其他城市共同配送選址提供一定借鑒。建議政府著眼城市未來發(fā)展，加強(qiáng)共同配送中心的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，合理布局，提高資源利用率，促進(jìn)整個(gè)共同配送中心協(xié)調(diào)運(yùn)作。

關(guān)鍵詞：生態(tài)位適宜度；共同配送中心；選址；混合整數(shù)規(guī)劃法

文章編號(hào)：2095-5960（2016）04-0086-08；中圖分類號(hào)：F270；文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、引言

在十二屆全國人大二次會(huì)議上，國務(wù)院總理李克強(qiáng)在《政府工作報(bào)告》中提出要深化流通體制改革，降低流通成本，促進(jìn)城市物流配送、快遞業(yè)以及網(wǎng)絡(luò)購物的發(fā)展，充分釋放十幾億人口蘊(yùn)藏的巨大消費(fèi)潛力。作為支撐國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代物流業(yè)，正面臨著經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下的新發(fā)展機(jī)遇。特別是在當(dāng)前內(nèi)需不足、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的背景下，投資拉動(dòng)轉(zhuǎn)向消費(fèi)拉動(dòng)的經(jīng)濟(jì)增長方式已成為必然趨勢，物流業(yè)作為拉動(dòng)內(nèi)需的重要紐帶，已獲得各方的高度關(guān)注。作為物流重要環(huán)節(jié)之一的共同配送中心選址則關(guān)系到整個(gè)城市物流系統(tǒng)的運(yùn)作效率。而且，當(dāng)前城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)和城市問題日益凸顯的現(xiàn)實(shí)也要求各個(gè)企業(yè)在積極推行共同配送的同時(shí)更加關(guān)注生態(tài)環(huán)境保護(hù)。[1]另外，建設(shè)共同配送中心需要配備大量基礎(chǔ)設(shè)施（如固定的機(jī)械設(shè)備及廠房），且花費(fèi)的時(shí)間及金額較多，使得其一旦建成很難搬遷，如果選址不當(dāng)，將會(huì)損失慘重。

目前，國內(nèi)外學(xué)者在研究物流配送中心選址方面已經(jīng)取得了較為豐富的成果，尤其是對(duì)影響物流配送中心選址的各種因素及成本進(jìn)行了較為充分地論證，并將模糊綜合評(píng)價(jià)法[2]、模糊聚類分析法[3][4]、目標(biāo)粒子群法[5]、混合整數(shù)規(guī)劃法[6][7][8]、TOPSIS法[9]、啟發(fā)式算法[10]、遺傳算法[11]、人工蟻群算法[12]等各種技術(shù)方法運(yùn)用到選址模型中，使物流配送中心選址成本最優(yōu)化問題得到了基本解決。其中，混合0—1整數(shù)規(guī)劃法相對(duì)于其他選址方法具有更好的適用性和成本節(jié)約性，能較好處理共同配送中心選址問題。

站在生態(tài)學(xué)的角度，生態(tài)位是指物種在特定尺度下、在特定生態(tài)環(huán)境中的職能地位，它能夠反映物種與生態(tài)環(huán)境的相互作用關(guān)系。生態(tài)位適宜度是指發(fā)展對(duì)資源的需求與區(qū)域現(xiàn)狀資源供給之間的匹配關(guān)系，反映了資源現(xiàn)狀對(duì)可持續(xù)發(fā)展的適宜性程度。[13]共同配送中心選址應(yīng)該考慮各備選地的資源狀況，即生態(tài)位適宜度，并將不滿足選址要求的方案排除掉；否則，即使能夠找到使總成本最小的共同配送中心，其在存在瓶頸資源條件約束的前提下也無法長久存在。[14]因此，在構(gòu)建城市共同配送系統(tǒng)過程中，選址問題是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

本文以z市為例，構(gòu)建一種基于生態(tài)位適宜度與混合整數(shù)規(guī)劃法相結(jié)合的共同配送中心選址模型。該方法既考慮了影響選址的生態(tài)適宜性因素，又考慮到配送的成本費(fèi)用，是一種適用性更強(qiáng)的決策方法。

二、共同配送中心選址的影響因素

（一）共同配送中心選址的生態(tài)適宜性因素

1.自然環(huán)境影響

一是氣候條件，共同配送中心除了應(yīng)當(dāng)避免產(chǎn)生粉塵、腐蝕性氣體的地方外，也應(yīng)該避開輻射強(qiáng)度大和易發(fā)生火災(zāi)的位置。二是地質(zhì)條件，對(duì)于擬建共同配送中心的地面應(yīng)要求具備一定的硬度和抗壓能力，同時(shí)也要求適當(dāng)?shù)耐寥莱休d力。三是水文條件，在河水容易泛濫的位置，特別是洪澇區(qū)、干河灘等地不宜建造共同配送中心。四是地形條件，要盡可能選擇地勢較高且地形平坦的地方，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離地貌復(fù)雜的地方，如盆地、山坡等。

2.社會(huì)環(huán)境影響

一是交通狀況，為減少配送成本、提高配送效率，共同配送中心的建設(shè)應(yīng)盡可能選擇能夠?qū)崿F(xiàn)聯(lián)合運(yùn)輸?shù)牡胤健６枪不A(chǔ)設(shè)施，城市道路網(wǎng)絡(luò)、線路及通信條件等公共設(shè)施齊備的地方更有利于共同配送中心的建立，且該場區(qū)應(yīng)具備污水、固體廢棄物等處理能力。三是勞動(dòng)力水平，共同配送中心選址時(shí)，應(yīng)考慮該地是否具備數(shù)量充足和素質(zhì)較高的勞動(dòng)力條件，且當(dāng)?shù)氐膭趧?dòng)法律法規(guī)是否會(huì)影響到未來選址的經(jīng)營成本。四是物流成本費(fèi)用，成本費(fèi)用因素主要由物流中心至共同配送中心以及共同配送中心至各客戶的運(yùn)輸成本構(gòu)成，為降低成本，共同配送中心應(yīng)該選擇接近物流服務(wù)需求的地方。

（二）共同配送中心選址的其他因素

1.外部因素

一是政策法規(guī)，當(dāng)?shù)卣畬?duì)共同配送中心建設(shè)是否有優(yōu)惠政策、共同配送中心的建設(shè)是否符合國家的土地政策及城市規(guī)劃。二是城市發(fā)展規(guī)劃，在遵循城市總體規(guī)劃方向的前提下，共同配送中心還應(yīng)考慮城市未來發(fā)展的速度及方向。三是環(huán)境保護(hù)要求，共同配送中心選址應(yīng)盡量選擇在離市中心、居民區(qū)較遠(yuǎn)的位置，既能減少汽車尾氣和噪音的污染，也使城市生態(tài)文明建設(shè)得以保持。

2.內(nèi)部因素

一是服務(wù)水平，服務(wù)水平要求無論何時(shí)，只要客戶提出物流需求，共同配送中心都能保證提供快速、滿意的服務(wù)。二是客戶需求分布，分布范圍廣、需求多樣性等特點(diǎn)使得共同配送中心選址時(shí)必須考慮其服務(wù)對(duì)象的分布、對(duì)配送服務(wù)的要求等。三是商品特性，物流業(yè)和制造業(yè)的協(xié)同機(jī)制將對(duì)配送中心的建設(shè)產(chǎn)生重大影響，尤其是經(jīng)營多種類型商品的共同配送中心。四是供銷貨物流向，對(duì)比供向物流和銷向物流，共同配送中心應(yīng)當(dāng)分別選擇靠近上游企業(yè)和靠近下游客戶的位置。

三、基于生態(tài)位適宜度的城市共同配送中心選址模型

（一）問題描述

假設(shè)某城市有n個(gè)供應(yīng)商的供應(yīng)量能夠滿足r個(gè)需求點(diǎn)的需求，依據(jù)城市規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)方面的要求，現(xiàn)欲從該城市各備選配送點(diǎn)中選擇若干個(gè)共同配送中心。已知各備選點(diǎn)的最大容量、需求點(diǎn)的年需求量以及各供應(yīng)點(diǎn)的年最大供應(yīng)量，供應(yīng)點(diǎn)到配送點(diǎn)之間的距離，配送點(diǎn)到需求點(diǎn)之間的距離，且運(yùn)輸成本與運(yùn)量成正比，一個(gè)配送點(diǎn)可由多個(gè)供應(yīng)點(diǎn)供貨，一個(gè)用戶的需求僅由一個(gè)配送點(diǎn)提供，同時(shí)需要考慮影響選址的生態(tài)位適宜性因素，以及對(duì)客戶不滿意的、運(yùn)輸中報(bào)廢的商品進(jìn)行回收，以此減少資源浪費(fèi)及對(duì)環(huán)境的污染。如何在考慮到資源現(xiàn)狀和生態(tài)環(huán)境影響的基礎(chǔ)上，從m個(gè)備選點(diǎn)中選擇最多t個(gè)共同配送中心使得整個(gè)配送總成本達(dá)到最小？

（二）生態(tài)位適宜度模型—第一次篩選

生態(tài)位適宜度模型是在生態(tài)位基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，用于衡量生物單元與其所在生態(tài)位之間關(guān)系的模型。從生態(tài)學(xué)角度考慮，生態(tài)位適宜度可以較好地描述土地利用單元與其所處環(huán)境條件之間的關(guān)系，因此，將生態(tài)位引入選址過程可以衡量資源現(xiàn)狀與城市生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系。

（三）混合整數(shù)規(guī)劃法建模：第二次篩選

第一次篩選通過將定性指標(biāo)定量化，建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型，對(duì)影響選址的生態(tài)位適應(yīng)性因素進(jìn)行了分析。然而，影響選址的因素很多，測算的過程也很復(fù)雜，單純依靠這些因素進(jìn)行選址決策會(huì)產(chǎn)生誤差。為了更有效地研究共同配送中心選址的合理性，文章構(gòu)建了混合整數(shù)規(guī)劃模型進(jìn)行第二次篩選，以期實(shí)現(xiàn)配送總費(fèi)用最小化的目標(biāo)。

1.模型假設(shè)

為了簡化城市共同配送中心選址模型的求解，提出如下假設(shè)：首先，共同配送中心的容量能夠滿足用戶的需求；已知擬建共同配送中心的數(shù)量；配送點(diǎn)的運(yùn)營成本確定；已知配送點(diǎn)的固定投資成本；已知配送節(jié)點(diǎn)間的運(yùn)距；用戶需求、配送時(shí)間要求已知；運(yùn)輸成本與運(yùn)距、運(yùn)量，單位環(huán)保成本與運(yùn)距存在正比例關(guān)系；假定各個(gè)備選配送中心均存在回收貨品且回收率相同；每個(gè)需求點(diǎn)僅由一個(gè)配送中心配送。

2.目標(biāo)函數(shù)

在進(jìn)行生態(tài)位適宜度篩選后，考慮到對(duì)客戶不滿意的商品及配送中產(chǎn)生的廢棄物的回收成本，構(gòu)建以配送總費(fèi)用最小為目標(biāo)的選址模型：

四、實(shí)證分析

為促進(jìn)城市物流發(fā)展，Z市物流企業(yè)擬與其他供應(yīng)商聯(lián)合在該城市內(nèi)建立若干個(gè)共同配送中心，從而對(duì)該城市不同種類的產(chǎn)品實(shí)施共同配送。依據(jù)該城市規(guī)劃及環(huán)境保護(hù)方面的布局要求，經(jīng)若干物流業(yè)專家打分評(píng)價(jià)，擬在該城市7個(gè)備選地點(diǎn)中構(gòu)建共同配送中心，要求共同配送中心建設(shè)數(shù)量不超過5個(gè)。另外，已知所有需求點(diǎn)的年需求量（見表2）、供貨點(diǎn)到備選點(diǎn)及備選點(diǎn)到需求點(diǎn)（城市內(nèi)各大快遞網(wǎng)點(diǎn)等）的單位運(yùn)費(fèi)率為6.5，單位管理費(fèi)用設(shè)為0.2，單位環(huán)保費(fèi)用設(shè)為0.5，年固定環(huán)保費(fèi)用設(shè)為10000。

（一）生態(tài)位適宜度篩選

（二）MATLAB求解過程

（三）共同配送中心方案的確定

已知各個(gè)備選點(diǎn)的坐標(biāo)及理想共同配送中心點(diǎn)所在位置，可以得出各備選點(diǎn)到理想共同配送中心的距離，由近到遠(yuǎn)按1-5對(duì)各備選點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)（見圖3）。

五、結(jié)論

城市共同配送中心對(duì)整合現(xiàn)有物流資源、緩解交通壓力和改善生態(tài)環(huán)境起著至關(guān)重要的作用。文章在總結(jié)國內(nèi)外物流配送中心選址研究成果的基礎(chǔ)上，采用生態(tài)位適宜度和混合整數(shù)規(guī)劃法對(duì)城市共同配送中心選址問題展開研究。

首先，文章提出一種改進(jìn)的生態(tài)位適宜度模型。通過篩選出影響選址的生態(tài)適宜性因素，利用專家打分法將生態(tài)適宜性因素進(jìn)行定量化，并對(duì)各影響因素的重要性進(jìn)行分析，采用熵值法賦予指標(biāo)不同的權(quán)重，避免片面地以平均數(shù)為依據(jù)計(jì)算各備選點(diǎn)的資源測度，突顯氣候條件、交通狀況和物流成本費(fèi)用等因素對(duì)z市生態(tài)位適宜度指數(shù)的影響程度，計(jì)算出生態(tài)適宜度指數(shù)，將存在瓶頸資源限制的備選方案剔除。

其次，在對(duì)備選方案進(jìn)行生態(tài)位適宜度篩選的基礎(chǔ)上，構(gòu)建以共同配送總費(fèi)用最小為目標(biāo)的選址模型，該模型將配送過程中退回的商品及產(chǎn)生的廢棄物回收成本考慮在內(nèi)。

最后，通過對(duì)z市進(jìn)行實(shí)證分析，運(yùn)用Matlab軟件求解出較理想的共同配送中心點(diǎn)，通過與各備選方案的比較，確定共同配送中心選址最優(yōu)方案。結(jié)果表明采用生態(tài)位適宜度和混合整數(shù)規(guī)劃法相結(jié)合的選址方法適用性較強(qiáng)，兼顧生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，所構(gòu)建的城市共同配送中心選址模型為具有長遠(yuǎn)影響且物流成本最小的優(yōu)化模型。

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