智慧云物流管網(wǎng)中庫(kù)存控制模型研究

馬麗娟，高麗娜

（西安外事學(xué)院，西安710077）

庫(kù)存控制關(guān)系著一個(gè)公司的財(cái)務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)，為了實(shí)現(xiàn)庫(kù)存總費(fèi)用最低，并加快資金周轉(zhuǎn)，庫(kù)存的有效控制尤為重要。只有實(shí)現(xiàn)了有效的庫(kù)存控制，才可能使庫(kù)存不出現(xiàn)積壓，從而降低產(chǎn)品的報(bào)廢或貶值率。如果庫(kù)存量過(guò)多，就很可能造成貨物積壓，增加企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，占用大量的流動(dòng)資金，而如果庫(kù)存量過(guò)少，又會(huì)影響產(chǎn)品的及時(shí)銷售，并造成企業(yè)面臨信譽(yù)危機(jī)。因此，面對(duì)隨機(jī)的客戶需求和訂貨時(shí)間，如何實(shí)現(xiàn)庫(kù)存的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)最佳庫(kù)存量，成為云物流庫(kù)存管理的一大難點(diǎn)。

一、問(wèn)題描述

智慧云物流是在現(xiàn)代物流管理模式中引入大數(shù)據(jù)云計(jì)算技術(shù)的理念，是基于標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè)流程、大數(shù)據(jù)的處理能力、精確的環(huán)節(jié)控制、智能的決策支持、靈活的業(yè)務(wù)覆蓋能力以及深入的信息共享，建立基于大數(shù)據(jù)的服務(wù)平臺(tái)，完成物流行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)活動(dòng)。設(shè)給定智慧云物流平臺(tái)G（V，A），理想的最佳庫(kù)存控制應(yīng)該是，進(jìn)入庫(kù)存的量等于流出庫(kù)存的量，以最大限度減少庫(kù)存費(fèi)用，且不影響銷售。當(dāng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)庫(kù)存不足的狀況，從而降低服務(wù)水平，影響企業(yè)信譽(yù)和銷售利潤(rùn)；或者會(huì)出現(xiàn)庫(kù)存積壓狀況，從而導(dǎo)致庫(kù)存保管費(fèi)用和倉(cāng)庫(kù)面積增加，同時(shí)使產(chǎn)品成本提高。因此，使流動(dòng)資金被大量占用，造成企業(yè)資源的大量閑置，而影響其優(yōu)化和合理配置。本文將引用泵站調(diào)速原理來(lái)實(shí)現(xiàn)每個(gè)配送中心的設(shè)計(jì)。

二、庫(kù)存量調(diào)節(jié)原理

運(yùn)行在實(shí)際工況下時(shí)，泵站中的水泵通常是以額定轉(zhuǎn)速來(lái)運(yùn)行的，然而，大多數(shù)情況下，設(shè)計(jì)工況卻不是實(shí)際工況。在泵站的設(shè)計(jì)過(guò)程中，水泵型號(hào)的選擇通常是依據(jù)固定的揚(yáng)程和設(shè)計(jì)流量來(lái)決定的。而這個(gè)固定的揚(yáng)程和設(shè)計(jì)流量則是通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析若干年的數(shù)據(jù)資料，以歷年的平均情況來(lái)逼近實(shí)際情況。然而，實(shí)際運(yùn)行情況常常偏離設(shè)計(jì)值，而偏離越大，運(yùn)行效率也將越低，調(diào)節(jié)也就越不明顯。因此，需要通過(guò)變速調(diào)節(jié)來(lái)滿足實(shí)際情況。這一情況與庫(kù)存控制一致。因?yàn)榭蛻舻男枨罅恳彩且粋€(gè)隨機(jī)變量，所以配送中心對(duì)需求點(diǎn)提供需求的比例以及最佳庫(kù)存量也可以通過(guò)這樣的變速調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)效率的提高。

表1 模型參數(shù)及變量說(shuō)明

圖1 配送中心庫(kù)存量調(diào)節(jié)性能曲線

現(xiàn)有某一配送中心的庫(kù)存量調(diào)節(jié)性能曲線如上圖，假設(shè)該配送中心在某時(shí)庫(kù)存量為H凈0時(shí)，對(duì)應(yīng)工作點(diǎn)則在A0，該工作點(diǎn)此時(shí)對(duì)應(yīng)的效率則為η0，此時(shí)效率最高。當(dāng)其經(jīng)常工作在H凈下，對(duì)應(yīng)工作點(diǎn)則變?yōu)锳1，效率也將隨之變化為η1，如果能實(shí)現(xiàn)配送中心的實(shí)時(shí)調(diào)速，即可以根據(jù)提供需求的比例不同來(lái)調(diào)節(jié)需求比例，如上圖所示，假設(shè)配送中心提供需求的比例原本為Z2，現(xiàn)在需求發(fā)生了變化，將其調(diào)整為Z1，則流量庫(kù)存曲線Q-H將調(diào)整為Q-H’，流量效率曲線將由Q-η變?yōu)镼-η’，同時(shí)，配送中心的工作點(diǎn)則會(huì)從A1變?yōu)锳2，效率就能提高到η2。因?yàn)槟芨鶕?jù)需求比例的變化來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以減少了庫(kù)存量，也就能大幅度降低成本。從而，通過(guò)對(duì)整個(gè)物流系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況進(jìn)行分析，可以得出具有變速調(diào)節(jié)功能的配送中心，如果實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)其庫(kù)存量H、提供需求的比例z，就能使整個(gè)物流系統(tǒng)發(fā)揮最高的效率。

三、最佳庫(kù)存量的確定

水泵揚(yáng)程—流量曲線隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律基本符合比例律。對(duì)于庫(kù)存來(lái)說(shuō)，當(dāng)某一商品流量大時(shí)，也就說(shuō)明該商品的需求大，必然需要增加庫(kù)存量，所以，庫(kù)存—流量和需求比例的變化規(guī)律也符合比例律。因此，根據(jù)水泵轉(zhuǎn)速確定的方法可以得到配送中心的工作參數(shù)與需求比例有以下關(guān)系：

這是調(diào)速后的拋物線方程，在這條曲線上所有點(diǎn)都符合比例律。設(shè)該配送中心的安全庫(kù)存量為Hs，R為需求量，則該配送中心的庫(kù)存關(guān)系式為：H=Hs+RQ2，與式（4）聯(lián)解，得：

將式（7）代入式（1），即得最佳需求比為：

式中：

H0—當(dāng)前庫(kù)存量

HS—安全庫(kù)存量

R—需求量

Q0—管網(wǎng)中的流量

當(dāng)配送中心選定后，額定情況下的云物流管網(wǎng)流量Q0、當(dāng)前庫(kù)存量H0、需求比例Z0都是常數(shù)，因此，對(duì)于固定的配送中心而言，任意的需求量R都對(duì)應(yīng)一個(gè)最佳的庫(kù)存量。

四、算例設(shè)計(jì)

云倉(cāng)儲(chǔ)分布問(wèn)題，即按照消費(fèi)者的分布特征，全面布局整個(gè)云物流平臺(tái)上的配送中心網(wǎng)點(diǎn)，讓企業(yè)在接到客戶訂單后，配送中心可直接指定最近的同城快遞分撥點(diǎn)進(jìn)行配送，從而實(shí)現(xiàn)高效低費(fèi)用的配送。

云物流環(huán)境下“云倉(cāng)儲(chǔ)”分布的影響因素很多，除了考慮自然環(huán)境因素、人力資源因素、社會(huì)環(huán)境因素等一般因素之外，還需要結(jié)合“云倉(cāng)儲(chǔ)”的特殊要求，考慮其特有的影響因素。

第一，總費(fèi)用。物流總費(fèi)用是“云倉(cāng)儲(chǔ)”分布的重要考慮因素之一。對(duì)于一般企業(yè)的流通來(lái)講，物流費(fèi)用=一級(jí)配送中心到客戶整個(gè)流通環(huán)節(jié)的費(fèi)用總和+一級(jí)配送中心的存儲(chǔ)和固定設(shè)施費(fèi)用。因此，“云倉(cāng)儲(chǔ)”平臺(tái)中的配送中心的設(shè)置應(yīng)采用就近原則，從而實(shí)現(xiàn)其總費(fèi)用最低。

第二，客戶分布情況。從歷史交易記錄來(lái)看，經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)的購(gòu)買率明顯較高。因此，在“云倉(cāng)儲(chǔ)”平臺(tái)的建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)客戶的地域分布和貨物流向來(lái)設(shè)計(jì)配送中心的位置和庫(kù)存量，從而實(shí)現(xiàn)效率的提高和物流配送成本的降低。

第三，各級(jí)配送中心需實(shí)現(xiàn)的功能。為了實(shí)現(xiàn)物流效率最高且物流配送費(fèi)用最低，必須明晰各級(jí)配送中心的功能。本文要建立的“云倉(cāng)儲(chǔ)”一級(jí)配送中心，其主要功能是貨物的批量存儲(chǔ)與配送，因此其單位存儲(chǔ)費(fèi)用和配送費(fèi)用較低；而二級(jí)配送中心的主要功能則是分揀、流通加工并最終配送至客戶，其存儲(chǔ)時(shí)間短，因此其單位存儲(chǔ)費(fèi)用低，但是配送費(fèi)用卻較高。

以某倉(cāng)庫(kù)為例，分析該倉(cāng)庫(kù)的實(shí)際調(diào)節(jié)性能。采用仿真計(jì)算的方法，假設(shè)該倉(cāng)庫(kù)云物流管網(wǎng)中的流量Q0=0.336，當(dāng)前庫(kù)存量H0=3.31，倉(cāng)庫(kù)效率為η0=85.5%，現(xiàn)采用變速調(diào)節(jié)庫(kù)存量的控制方式，可求出最佳需求比Zop=1 392，經(jīng)調(diào)速控制后的效率則提高為92.4%。

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