“互聯(lián)網(wǎng)+”時代農(nóng)村物流配送中心選址的優(yōu)化方案設(shè)計

楊葉勇

基金項目：江蘇省教育廳哲學(xué)社會科學(xué)研究基金資助項目“蘇南地區(qū)應(yīng)急物流供應(yīng)鏈的構(gòu)建與運行機制研究”（批準(zhǔn)號2013sjb6300091）；職教類青年專項課題“基于雙維視角的‘現(xiàn)代學(xué)徒制參與者研究”（課題編號SYKJ15D14）

中圖分類號：F252 文獻標(biāo)識碼：A

內(nèi)容摘要：本文簡要概述了農(nóng)村物流配送中心選址的內(nèi)容及原則，對物流配送中心選址的目標(biāo)以及選址決策流程進行具體分析，基于成本最小化視角設(shè)計了農(nóng)村物流配送中心選址的優(yōu)化模型。在此基礎(chǔ)上，利用啟發(fā)式算法對運行步驟進行細致分析，最后使用案例算法得到農(nóng)村物流配送的最佳選址方案。

關(guān)鍵詞：“互聯(lián)網(wǎng)+” 農(nóng)村物流 配送中心 選址 模型設(shè)計

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下農(nóng)村物流配送中心選址要義、目標(biāo)與決策流程

一般而言，“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下農(nóng)村物流配送中心選址應(yīng)遵循以下基本原則：第一，經(jīng)濟性原則。農(nóng)村市場經(jīng)濟潛力巨大，流通企業(yè)在入駐農(nóng)村規(guī)劃配送中心選址時，以盈利性為基本原則，即綜合考量費用的最低成本。這類成本包括了設(shè)施成本、交通工具與運輸成本以及倉儲等費用。同時，物流配送中心選址的確定位置，對之后配送時間、服務(wù)質(zhì)量都會產(chǎn)生較大影響。因而，遵循經(jīng)濟性原則規(guī)劃配送中心選址，能夠更好地開展農(nóng)村市場的競爭。第二，適應(yīng)性原則。在農(nóng)村區(qū)域規(guī)劃物流配送中心，還應(yīng)與當(dāng)?shù)氐恼摺⑽锪鬟\輸?shù)确矫娼Y(jié)合，與當(dāng)?shù)丶夹g(shù)發(fā)展水平、區(qū)域分布情況以及交通運輸承載力等協(xié)調(diào)統(tǒng)一發(fā)展。第三，戰(zhàn)略性原則。選擇最佳的物流配送中心，需要從農(nóng)村區(qū)域的大物流系統(tǒng)出發(fā)，遵循當(dāng)?shù)卣w發(fā)展戰(zhàn)略。特別是在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代背景下，需要從全局層面考慮，局部服從整體，短期利益服從長期利益，為拓展農(nóng)村市場奠定基礎(chǔ)條件。

農(nóng)村物流配送中心是聯(lián)系城鄉(xiāng)商貿(mào)流通的重要節(jié)點，其運作模式特征在于它并不是以商品生產(chǎn)為運作的社會組織，而是從各類生產(chǎn)商、批發(fā)商等手中匯聚商品資源，然后進行分類、配送等集約化的行為，進而實現(xiàn)最合理的利用物流網(wǎng)絡(luò)資源、降低商品流通成本的目的。因而，受農(nóng)村交通運輸條件、商品資源分布以及市場需求因素的影響，農(nóng)村物流配送中心的選址規(guī)劃設(shè)計在同一區(qū)域不同節(jié)點、不同的布局方案，所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益與社會效益可能會有較大的差異。合理布局選址方案的最主要目標(biāo)在于，為用戶提供高質(zhì)量、全方位的周到服務(wù)，降低流通成本，進一步實現(xiàn)社會效益與經(jīng)濟效益的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一。所以，商家在農(nóng)村物流配送中心選址過程中（見表1），應(yīng)根據(jù)配送模式、配送物品、組織管理、顧客需求以及經(jīng)濟效益的選址要求，實現(xiàn)與之對應(yīng)的目標(biāo)即流通費用較低、服務(wù)質(zhì)量水平較高、輻射區(qū)域廣泛以及社會效益高等。其中，流通費用低包括在規(guī)劃物流配送中心選址時，考慮到基礎(chǔ)設(shè)施成本與運營成本的總成本最低；服務(wù)質(zhì)量水平較高是指所選的物流配送中心，應(yīng)保證配送商品及時、完好地送達客戶；輻射強及社會效益高是指農(nóng)村物流配送中心選址應(yīng)從所選區(qū)域的物流大系統(tǒng)出發(fā)，使得選址區(qū)域的物流資源與市場需求、商品資源分布能夠達到高度協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，適應(yīng)地方經(jīng)濟發(fā)展的實際情況。

選擇合理的農(nóng)村物流配送中心地址，能夠最大限度降低流通企業(yè)成本、提升經(jīng)濟效益。配送中心選址的決策過程主要包括以下幾個環(huán)節(jié)（見圖1）：首先，決策者通過收集整理歷史資料，分析當(dāng)?shù)匚锪飨到y(tǒng)現(xiàn)狀；經(jīng)過資料整理，細致分析當(dāng)?shù)氐貎r、業(yè)務(wù)量、費用、配送路線、設(shè)施現(xiàn)狀等資料，進而開始定量分析，由此制定物流系統(tǒng)基本計劃。其次，在對配送中心選址時，還應(yīng)進行算法科學(xué)評估。若對單一配送中心進行選址，可采用數(shù)理解法、重心法；而針對多個配送中心進行選址時，可采用啟發(fā)式算法、線性運算法等。再次，決策者選出最佳選址算法時，需要進一步對所得結(jié)果進行復(fù)查。復(fù)查就是要對農(nóng)村物流配送中心的選址約束條件進一步細分。此時，決策者應(yīng)明確建立配送中心成本高低、必要性，還應(yīng)根據(jù)物流系統(tǒng)基本計劃，確定所需要了解的基本條件，包括地理環(huán)境、交通條件、勞動條件、相關(guān)法律等，以縮小選址范圍。在此基礎(chǔ)上，對上述影響因素賦予一定權(quán)重，并使用加權(quán)算法對結(jié)果進行計算、核查。如所得數(shù)值通過核查步驟，那么該選項為最佳選址之一；如不符合原計算結(jié)果，需要返回上一步驟重新運算，直至循環(huán)結(jié)果同一。最后，需要決策者綜合服務(wù)質(zhì)量、市場生產(chǎn)與消費資料、土地價格等，對所得結(jié)果進行評價，考察其可行性、現(xiàn)實意義及實用性，進而得到最佳的農(nóng)村物流配送中心選址。

農(nóng)村物流配送中心選址的優(yōu)化模型構(gòu)建

農(nóng)村物流配送中心選址是否合理，將直接影響到農(nóng)產(chǎn)品配送活動是否高效?？茖W(xué)合理建設(shè)配送中心，不僅可降低配送中心運營成本，還可推動商品產(chǎn)銷間的最佳協(xié)調(diào)，進而保持商品流通渠道的暢通。在分析農(nóng)村物流配送中心選址的決策流程基礎(chǔ)上，還需運用模型理論與實際案例進行具體探討。因而，本文將總費用最低化作為基本目標(biāo)，綜合考慮農(nóng)村物流配送中心位置、倉儲、交通等因素，進行了其選址最優(yōu)化模型目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)建。

（一）模型基本假設(shè)與變量選取

現(xiàn)進行如下假設(shè)：選定若干農(nóng)村物流配送中心的候選區(qū)域，并在選定區(qū)域內(nèi)進行最優(yōu)篩選；只有一個物流配送中心提供消費市場區(qū)域的已知需求量；已知商品在農(nóng)村地區(qū)的運輸費用，且運送地和配送中心之間距離和運輸費用呈正比關(guān)系；假設(shè)在”互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下，候選配送中心的基礎(chǔ)設(shè)施費用、運營管理費用已知；假設(shè)運輸速度為常量，且已選定的農(nóng)村商品物流配送中心總體容量能夠有效滿足該區(qū)域的消費需求。同時，區(qū)域內(nèi)的消費需求數(shù)量可以根據(jù)統(tǒng)計分析，即需求量是一個預(yù)測的外生常量?；诖?，本文設(shè)定變量如表2所示。

（二）模型構(gòu)建

從系統(tǒng)成本的最小化視角出發(fā)，設(shè)立“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下農(nóng)村物流配送中心選址成本最小化模型構(gòu)建，即：

（1）

公式（1）中，所包含的約束條件如下：第一，， i=1，2，…，l， j=1，2， …，m，該公式所要表述商品生產(chǎn)地受到實際生產(chǎn)能力的約束。商品貨源地數(shù)量（l）與生產(chǎn)地到配送中心總貨量的總和數(shù)量，要小于商品基地對應(yīng)的生產(chǎn)能力的上限。在此條件下，商品數(shù)量的配送可與當(dāng)?shù)叵M需求數(shù)量達到平衡狀態(tài)。第二，，j=1，2， …，m ，該公式所要說明的是，商品配送中心j容量建設(shè)約束。即配送中心數(shù)量（m）與配送中心（j）到消費地（k）運貨量的乘積，也就是總貨量與商品生產(chǎn)基地對應(yīng)生產(chǎn)能力的上限做比較。如超出這個能力，則不適宜將該地區(qū)作為物流配送中心。第三， ，j=1，2， …，m ，在考慮到商品配送中心供應(yīng)能力時，配送中心數(shù)量（m）與配送中心（j）到消費地（k）運貨量的乘積，與商品實際消費量（k）作比較。正常情況下，配送中心商品總貨量應(yīng)稍大于或等于實際消費需求量，才可以滿足當(dāng)?shù)貐^(qū)域的消費需求。第四，，j=1，2， …，m ，在考慮商品配送中心建設(shè)數(shù)量時，配送中心數(shù)量（m）與整數(shù)變量（Ij）的乘積，與可進行的農(nóng)村物流配送中心數(shù)量作為比較。只有當(dāng)前者小于或等于可建設(shè)的配送中心數(shù)量時，該地區(qū)入選作為配送中心才有最大的社會經(jīng)濟效益。第五，當(dāng)上述約束條件滿足 Qij≥0， qjk≥0， cij≥0，sjk≥0 ，且相應(yīng)變量限定于條件 i=1，2，…，l， k=1，2，…，n，j=1，2，…，m 時，成本最小化（Cmin）模型運算才真正有意義。endprint

（三）模型的運算與求解

傳統(tǒng)算法中，NQ-difficult是一種無法獲得精確解的問題，而配送中心選址優(yōu)化模型的求解過程過于復(fù)雜，類似于該問題的解答。為此，需要借助一種更為精簡的算法，更好對農(nóng)村物流配送中心選址模型進行運算與求解，此時的啟發(fā)式算法成為比較好的選擇。具體來說，設(shè)定在m個候選區(qū)域內(nèi)每次所選的結(jié)果組成N個組合集，即 CNm。在該集合中，包括候選區(qū)域的配送中心下標(biāo)集合為V。隨后，應(yīng)用啟發(fā)式算法對農(nóng)村物流配送中心組合情況進行求解，將每個組合集討論完后，計算終止。具體算法步驟如下：

Step1：let U=V。計算出組合集中候選區(qū)域的中心容量上限為 ；鑒于配送中心容量上限需要滿足該區(qū)域的消費需求，還需要驗證與比較情況，如若前者大于或等于后者，那么該條件滿足，組合進入下一步的運算；否則刪除該組合，繼續(xù)分析下一組。

Step2：計算， J={jmin[cij+sjk]}，j∈U

Step3：利用單純形方法求解下列線性規(guī)劃問題：

目標(biāo)函數(shù)： （2）

約束條件：

（3）

利用圖上作業(yè)法在約束條件（3）的情況下，對目標(biāo)函數(shù)（2）進行運算，獲得線性規(guī)劃的最優(yōu)解：

{Qij+qjk}（ i=…l； j=…m； k=…n） （4）

Step4：求解農(nóng)村物流配送中心j配送容量 Qi=∑Qij， j∈U分析是否滿足 λQj≤Dj，j∈U條件，如若滿足，進行下一步；不滿足則刪除該組合，分析下一組合。

Step5：let U=U-1，直到出現(xiàn)U=φ結(jié)果，該運算結(jié)束。在U=φ結(jié)果的條件下，選擇出符合條件的組合，對之求解，獲得Cmin對應(yīng)值。所選組合即為成本運行最低、配送服務(wù)質(zhì)量較高以及社會經(jīng)濟效益最大化的最終結(jié)果。

（四）選址模型的仿真案例

假設(shè)，N1和N2為兩個不同的商品貨源地，其日供貨量分別為70噸和50噸，可分別供應(yīng)5個消費區(qū)Y1…Y5，并假定其貨物需求量為固定數(shù)值。商品貨源地周邊則存在4個物流配送中心以供選擇，分別為A1…A4，其建設(shè)費用分別為100萬、80萬、120萬、160萬，存儲最大量為50噸、40噸、60噸、80噸，商品的流轉(zhuǎn)單位為10元/噸、15元/噸、8元/噸、6元/噸。所建物流配送中心的單位商品流轉(zhuǎn)量成本，是依據(jù)該物流中心最大存儲量和其建設(shè)費用比來計算，并在商品貨源地和消費者之間進行流轉(zhuǎn)。其中，農(nóng)村物流配送中心的選址關(guān)鍵在于，能否利用最佳計算機編碼進行選擇。在本算例中，有4個物流配送中心、2個供應(yīng)商與5個消費區(qū)，只在4個候選區(qū)域中選擇一個目標(biāo)作為配送中心。故本算例規(guī)模較小，在計算商品到達配送中心的單位運輸費用時，可采用二進制編碼運算。通過以上假設(shè)并運算得到表3單位運輸費用值，在N1和N2兩個貨源地到4個配送中心運輸費用大小為：A1>A2>A3>A4。

同理，商品經(jīng)由配送中心到達消費者手中的單位運輸費用則如表4所示，A1、A2、A3、A4與Y1、Y2、Y3、Y4、Y5的對應(yīng)費用所得比較為：72、81、82、68即A4

最后，依據(jù)上述A1、A2、A3、A4案例，依據(jù)最終權(quán)值矩陣得到最終核算權(quán)重：

A1點總成本：0.1*20*10*10+0.22**20*10*10+0.25**20*10*10+0.33**20*10*10=1800

A2點總成本：0.2*30*20*11+0.23*30*20*9+0.25*30*20*15+0.2*30*2*5=3651

A3點總成本：0.4*10*8*20+0.3*10*8*15+0.5*10*8*6+0.4*10*8*17=2784

A4點總成本：0.2*9*6*14+0.1*9*6*22+0.15*20*6*26+0.2*9*6*9+0.2*19=1281.6

將最終所得總成本順序進行排序，得到表5結(jié)果。通過表3、表4計算數(shù)值以及表5的選址排序可知，A4綜合優(yōu)先級排名最高。因而，選擇A4為農(nóng)村某區(qū)域物流配送中心選址的最佳方案。具體而言，經(jīng)過對某市農(nóng)村地區(qū)四點位置的最小成本模型、啟發(fā)式算法、仿真案例運算分析發(fā)現(xiàn)，農(nóng)村物流配送中心選址應(yīng)綜合配送中心到消費區(qū)域的運輸費用、消費者單位商品運輸費用以及綜合經(jīng)濟效益的變量進行考量。在算例驗證過程中，A1、A2、A3、A4四個地區(qū)總得分比較，最終核算權(quán)重分別為1800、3651、2784、1281.6?？梢?，A4點最終權(quán)重得分較為明顯，成為最后選址的最佳地點。由此判斷發(fā)現(xiàn)，本文所采用的算法過程所得結(jié)果，與前文最小化成本演算理論結(jié)果相近，進而也進一步驗證上述成本最小化算法的可靠性。

參考文獻：

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