基于高峰期物流優(yōu)化方案研究

文/張志穎 馬丹妮 劉文 董斕

基于高峰期物流優(yōu)化方案研究

文/張志穎 馬丹妮 劉文 董斕

本文研究的是基于高峰期物流的優(yōu)化方案，主要從倉儲、運輸這兩個關(guān)鍵步驟進(jìn)行分析，通過歷史數(shù)據(jù)找到影響這兩個作業(yè)的瓶頸因素，并利用k-means聚類分析、蟻群算法等商務(wù)智能工具進(jìn)行優(yōu)化分析，特針對高峰期物流遇到的貨物爆倉、物流運輸慢等諸多問題提出了相關(guān)的改進(jìn)建議，對于高峰期物流的設(shè)計規(guī)劃具有重要的借鑒意義。

高峰期物流；倉儲；運輸；k-means；蟻群算法

一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

“物流”作為一個在20世紀(jì)中期全球范圍內(nèi)興起的現(xiàn)代管理學(xué)概念，其產(chǎn)生后便在全球范圍內(nèi)都得到了深入的發(fā)展。而物流作為電子商務(wù)的重要支點，在近年來電子商務(wù)快速發(fā)展的同時，物流業(yè)也面臨著高峰期物流運營的巨大壓力。目前，國外對高峰期物流的應(yīng)對方式主要從零售商以及實際運輸流程，如：加派臨時員工、建立“移動站點”等途徑入手。而我國關(guān)于高峰期物流的處理方式則主要集中在第三方物流的倉儲管理以及物流運輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

（一）國外物流公司對于高峰期物流的應(yīng)對方法

1.提高了樞紐站點的自動化水平，升級路線規(guī)劃裝置。

2.提前與零售商溝通、協(xié)商，來布置物流公司的快遞物流運力。

3.增加人力 ，快遞公司雇傭臨時員工。

（二）國內(nèi)物流公司對于高峰期物流的應(yīng)對方法

1.根據(jù)業(yè)務(wù)量的變化情況，采用臨時租用倉儲和租用場地等措施，加快快遞處理速度。在投遞過程中遵循“先到先派”的原則，加快快遞處理速度。

2. 為提高企業(yè)競爭力、緩解網(wǎng)點派送壓力，在應(yīng)對高峰增加人力物力的投資同時，推出改善路由中轉(zhuǎn)、出臺季節(jié)性調(diào)整有償派送補(bǔ)助網(wǎng)點等政策，確保高峰路由通暢，扶持偏遠(yuǎn)、相對經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的地區(qū)網(wǎng)點公司的扶持，適當(dāng)增加快件派送費。

3..通過網(wǎng)站連續(xù)向社會公告旺季期間快件流量、流向信息和消費提示，在網(wǎng)上監(jiān)控進(jìn)來多少件，流出多少件，向消費者進(jìn)行提示，引導(dǎo)消費者根據(jù)需要適度調(diào)整節(jié)前消費習(xí)慣，理性錯峰使用快遞服務(wù)。

二、論文研究的技術(shù)路線圖1

三、問題及優(yōu)化

3.1.倉儲優(yōu)化方案

3.1.1. 物流中心倉庫選址

圖1 論文研究技術(shù)路線圖

倉庫是物流中心的核心部分，其管理質(zhì)量直接影響物流中心的整體水平。物流中心的建設(shè)具有投資大、回收期長、難更改等特點，盲目地規(guī)劃會造成運營的很多問題。高峰期物流中心的位置更是對物流的效率起到了決定性的影響，因此在選取倉庫地址應(yīng)全方面地考慮，為接下來的運輸環(huán)節(jié)打好基礎(chǔ)，倉庫選址參考指標(biāo)見表1。

其中，在確定倉庫面積和儲位容量時需要綜合考慮貨物的周轉(zhuǎn)率，平均庫存等因素，尤其是在高峰期，安全庫存量的確定尤為重要。

安全庫存量的計算公式：安全庫存量=安全系數(shù)×需求量變化偏差值，其中安全系數(shù)為α。（見表2）

安全庫存可以防止需求率增長和到貨延期所引起的缺貨而設(shè)置的倉庫最低儲存量，需要注意的是，高峰期的安全庫存需要通過歷史的高峰期進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測時的波動率應(yīng)比平常提高5%左右。

選取倉庫的位置應(yīng)綜合考慮供貨商和買家的距離，利用k-means算法，將供貨商和買家的地址轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)，根據(jù)計劃建立的庫存?zhèn)€數(shù)k，尋找最短路徑的k個中心聚點的坐標(biāo)即為倉庫地址，具體實現(xiàn)如下：

假設(shè)某公司計劃建設(shè)兩間倉庫，即k=2：（見圖2）

3.1.2 物流中心組織架構(gòu)

對于第三方物流公司而言，明確的崗位分工、規(guī)范可行的作業(yè)流程可保證倉儲管理高效、順暢，提高客戶滿意度。針對高峰期，公司應(yīng)設(shè)立高峰期應(yīng)急小組，對高峰期的特殊情況進(jìn)行應(yīng)急處理，例如設(shè)立隨時盤點小組，在入庫、揀貨、復(fù)核任意過程中隨時對貨位進(jìn)行檢驗，遇到庫存不足的貨位，貼上較為明顯的標(biāo)識物，提醒補(bǔ)貨員盡快補(bǔ)貨，保證貨物的充足。

3.1.3 物流中心貨位優(yōu)化

依據(jù)商品保管方式的不同，應(yīng)該為每種商品確定合適的儲存單位、儲存策略、分配規(guī)則，以及其它儲存商品要考慮的因素，把貨品有效地配置在先前所規(guī)劃的儲位上，為了提高工作效率，可以利用ABC分類法（又稱巴雷特分析法）確定貨位的儲位安排，ABC分類法是按照貨物的價值的不同和重要程度的不同以及貨物的周轉(zhuǎn)率作為依據(jù)對貨物進(jìn)行分類。A類貨物將被給予最高的處理優(yōu)先權(quán)，B類一般控制，C類盡可能簡單控制。

針對高峰期物流，貨物的儲位安排可以在定位存放的基礎(chǔ)上增加一點隨機(jī)性，在保證固定儲位易識別的基礎(chǔ)上，共用儲位，還可以在貨架的旁邊空地處，在不影響叉車、手推車等運輸工具運行的條件下，設(shè)置臨時儲位，方便貨位缺貨時及時補(bǔ)貨，增大倉庫儲存空間利用率。

3.1.4 物流中心倉庫作業(yè)流程優(yōu)化

根據(jù)實際情況設(shè)計出整個倉庫作業(yè)流程業(yè)務(wù)（見圖3），消除瓶頸因素保障整個流程的暢通，提高倉庫設(shè)備和工作人員的利用率，從而提高工作效率。

表1 倉庫選址參考指標(biāo)

圖2 k-means算法為倉庫選址

圖3 倉庫作業(yè)管理流程

圖4 “最后一公里”傳統(tǒng)配送模式

針對高峰期物流，可以在上述流程的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)：

（1）為了最大化倉庫的利用率，入庫時可以在“對號入座”的基礎(chǔ)上增加隨機(jī)性，尤其是針對那些周轉(zhuǎn)率比較高的A類貨物。

（2）由于高峰期訂單量劇增，單一的摘果式或播種式揀貨方法已經(jīng)不能滿足整體作業(yè)的需要，這時就需要兩種方法結(jié)合，對于比較大的訂單，可以采用摘果式按單揀選，可以合并小的訂單，集中揀貨之后再進(jìn)行二次揀選。

3.2.運輸優(yōu)化方案

3.2.1 整合物流信息

淘寶和天貓現(xiàn)在的物流模式主要是外包給以快遞公司為代表的第三方物流（3PL）企業(yè)。第三方物流企業(yè)不擁有商品，也不參與商品的買賣，只是提供以合同為約束的基礎(chǔ)化的物流代理服務(wù)。在平時3PL的物流運作足以滿足用戶的需求，但是雙十一期間由于第三方物流企業(yè)的規(guī)模，人力資源有限，優(yōu)勢體現(xiàn)不出，劣勢被放大，不免顯得力不從心，這時只有第四方物流平臺(FourthPartyLogistics即4PL，F(xiàn)PL)才能夠滿足巨大的物流運輸需求。

4PL是一個供應(yīng)鏈的集成商，它相當(dāng)于物流的中央大腦，通過所擁有信息的總體整合借助其他資源提供一套完整的解決方案。4PL通過分析第三方物流企業(yè)的優(yōu)勢，采用取長補(bǔ)短的方法，整合出一套最優(yōu)的運輸方案。簡單來說，貨物的配送被切分成幾段，每個第三方物流公司只需要配送自己物流企業(yè)具有相對優(yōu)勢的路段，最終貨物以最快的速度送達(dá)用戶的手中。

3.2.2 針對最后一公里問題的解決方案

（1）設(shè)立快遞臨時存放站

目前阿里巴巴和部分物流企業(yè)共同打造的“菜鳥驛站”就是針對物流配送的最后一公里問題的（如圖4，圖5）。簡單而言，菜鳥驛站就是幫助消費者代收快遞的面向社區(qū)的物流服務(wù)平臺。它的優(yōu)勢在于讓快遞的收發(fā)時間變得靈活，但是這在雙十一期間恰恰成為它的缺點。雙十一期間快遞流通量極大，如果不能讓用戶盡快取走快遞，會造成大量快遞的滯留，這會大大降低物流的效率。雙十一期間，菜鳥驛站應(yīng)該重新制定規(guī)程，規(guī)定用戶的最晚取貨時限，以縮短快遞積壓時間，提高快遞效率。

圖5 當(dāng)前“最后一公里”配送模式

圖6 快遞“最后一公里”新型配送模式圖

圖7 蟻群算法優(yōu)化路徑流程圖

由于菜鳥驛站的數(shù)量有限，“雙十一”物流量巨大，于是我們經(jīng)常能夠看到大家排長隊等快遞的現(xiàn)象，即使最大化快遞的中轉(zhuǎn)效率也是杯水車薪，所以這里我們提出在菜鳥驛站下設(shè)立快遞臨時存放站（如圖6）。我們把菜鳥驛站看做社區(qū)范圍內(nèi)的快遞中轉(zhuǎn)的核心，把周圍的小型超市，社區(qū)門店設(shè)為臨時存放站，或者在幾棟樓之間搭建簡約快遞存放蓬作為臨時存放站，每天按照區(qū)域?qū)⒖爝f送到指定的臨時存放站中。這不僅僅提高了最后一公里的配送效率，同時也減少了用戶排隊等待快遞的時間，為用戶帶來更好的服務(wù)體驗；設(shè)立在小型超市，社區(qū)門店的臨時存放站也為門店帶來了客流量，達(dá)成雙贏的效果。

對于臨時存放站的選址，我們可以通過質(zhì)心法來解決，并且在第一年設(shè)立存放站以后，我們還可以利用物流的運輸數(shù)據(jù)去模擬蟻群算法（步驟如圖7）得到存放站的最優(yōu)路徑，以優(yōu)化臨時存放站的地點來獲取最高效的方案。

（2）合理利用閑置交通資源

現(xiàn)在的物流配送大都采取鐵路運輸，航空運輸和公路運輸三種情況，我們可以通過合理利用閑置的交通資源來幫助物流配送。

目前我國已有37座城市有自己的地鐵干線，而地鐵的運營時間在12～16小時之間不等，除去維修時間，地鐵還有大約2個小時左右的閑置時間。如果我們能合理利用這段時間來進(jìn)行物流運輸，會大大提高物流的運輸效率。

一般情況下，11月份不是旅游旺季，出租車行業(yè)也會存在大量的閑置資源，這為物流公司提供了新的途徑——與出租車/網(wǎng)約車行業(yè)聯(lián)合。在滴滴打車等約車軟件上顯示貨物位置、大小、收貨地址等相關(guān)信息，順路的司機(jī)就能夠把貨物帶到收貨地或是菜鳥驛站（業(yè)務(wù)流程圖如圖3.7），這大大減少了貨物停滯時間，同時，這種方式也帶給司機(jī)額外的收入。但是這種方式也存在一定的局限性，第一，由于空間有限，出租車司機(jī)只能搭載小件的貨物；第二，貴重的物品和易碎品都不易采用這種運載方式；第三，如果貨物途中出現(xiàn)破損，責(zé)任不易劃分。

四、總結(jié)

本文分析了高峰期物流優(yōu)化的必要性及重要性，對其涉及的關(guān)鍵問題進(jìn)行了較為深入的分析，在合理的假設(shè)基礎(chǔ)上，運用商務(wù)智能算法對倉庫的選址、安全庫存的控制、最優(yōu)路徑的選擇等問題提出了解決方案，對于應(yīng)對高峰期物流的優(yōu)化發(fā)展提供了可參考使用的措施。

（作者單位：大連理工大學(xué)盤錦校區(qū)）