基于訂單分析的煙草多點(diǎn)儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同策略研究

馬宗澤，呂永貴，王 謙

（1.云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，云南 昆明 650024；2.紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，云南 昆明 650024）

1 引言

當(dāng)前，煙草工業(yè)企業(yè)的卷煙生產(chǎn)量高于倉庫容積總量且?guī)靺^(qū)分散，銷售卷煙的品規(guī)各地區(qū)差異較大，單獨(dú)庫房或物流中心受訂單影響或庫容影響，常需要從其他庫區(qū)或向其他庫區(qū)配送大量不同品規(guī)的成品卷煙，這種現(xiàn)象稱之為移庫。每年煙草工業(yè)企業(yè)的移庫作業(yè)需要配置大量運(yùn)輸車輛，由此煙草工業(yè)企業(yè)在移庫作業(yè)中需支出巨額的配送成本。雖然現(xiàn)代煙草工業(yè)企業(yè)大多自建物流管理信息系統(tǒng)，應(yīng)用GPS、電子標(biāo)簽等設(shè)備對(duì)倉儲(chǔ)業(yè)務(wù)與配送業(yè)務(wù)進(jìn)行數(shù)字化管理，單體倉庫的信息化、自動(dòng)化較高，單體運(yùn)輸管理系統(tǒng)較為完善。但在倉庫存儲(chǔ)與各庫間配送整體協(xié)同作業(yè)策略中，各環(huán)節(jié)的信息系統(tǒng)仍處于“信息孤島”狀態(tài)，在完成本環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)后再開始與下一環(huán)節(jié)有關(guān)的工作，對(duì)于有可能帶來下一環(huán)節(jié)工作的變異和資源浪費(fèi)，并沒有過多的考慮，在各倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)與其之間的成品煙流動(dòng)的整體性調(diào)配中沒有形成有效的協(xié)同作業(yè)和統(tǒng)一調(diào)度，仍有提升的空間。倉庫群間的協(xié)同策略缺失，導(dǎo)致大量移庫作業(yè)的出現(xiàn)，加劇了各地區(qū)庫房的卷煙數(shù)量與品規(guī)不均衡，在卷煙供應(yīng)高峰期表現(xiàn)尤為突出，移庫周轉(zhuǎn)率越高，配送資源的成本越高。

本文通過對(duì)各成品卷煙倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)（各地區(qū)倉庫）在規(guī)定時(shí)間點(diǎn)內(nèi)卷煙品規(guī)和數(shù)量的優(yōu)化分布，以總體里程為基礎(chǔ)，確定配送車輛的合理調(diào)配順序，以實(shí)現(xiàn)移庫現(xiàn)象的減少。

2 煙草多點(diǎn)儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同策略思路

2.1 核心問題

移庫作業(yè)的產(chǎn)生存在兩方面原因：①卷煙工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)速度高于成品卷煙流轉(zhuǎn)速度，需要將生產(chǎn)后的成品卷煙運(yùn)輸?shù)絺}儲(chǔ)中心存放并向各倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)發(fā)貨；②各倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的倉儲(chǔ)能力有限，也不可能存放全類型品規(guī)的成品卷煙，在訂單需求品規(guī)缺乏時(shí)，即需要移庫作業(yè)。因此，移庫作業(yè)是根據(jù)各倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的需求訂單，成品卷煙在各倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)急性流轉(zhuǎn)。

2.2 總體設(shè)計(jì)

要降低成品卷煙在各倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)急性流轉(zhuǎn)，就需要在訂單分配之初，在未來一段時(shí)間內(nèi)各倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)訂單需求預(yù)測的基礎(chǔ)上，確定運(yùn)力資源使用的優(yōu)先順序，通過整體性倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)成品卷煙周轉(zhuǎn)量與運(yùn)力的匹配，盡可能減少各節(jié)點(diǎn)間的應(yīng)急性運(yùn)輸，如圖1所示。

圖1 儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同技術(shù)路線圖

多點(diǎn)儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同的管理策略是一種用于多倉庫存儲(chǔ)與庫間運(yùn)輸協(xié)同調(diào)度管理的卷煙物流系統(tǒng)。該系統(tǒng)為嵌入式系統(tǒng)，由中央調(diào)度分析模塊、生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集模塊、倉庫數(shù)據(jù)采集模塊、在途車輛數(shù)據(jù)采集模塊、執(zhí)行單據(jù)輸出模塊五部分組成，分別部署在中央服務(wù)器、生產(chǎn)環(huán)節(jié)終端服務(wù)器、倉儲(chǔ)終端服務(wù)器、車載終端，各模塊間通過服務(wù)器以局域網(wǎng)、以太網(wǎng)進(jìn)行信息傳遞、數(shù)據(jù)分析及通信業(yè)務(wù)。根據(jù)儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同算法將數(shù)據(jù)采集模塊輸入的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集信息、倉儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集信息與在途車輛數(shù)據(jù)采集信息，按照生產(chǎn)后待發(fā)貨卷煙的特征、多點(diǎn)倉庫儲(chǔ)存特征、在途車輛配送特征進(jìn)行分析匹配，輸出配送頻次最低的配送信息，經(jīng)由執(zhí)行單據(jù)輸出給各倉庫及車輛調(diào)度中心。

2.3 儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同實(shí)施內(nèi)容

儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同最終要通過現(xiàn)有的管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其輸入值為生產(chǎn)后待發(fā)卷煙數(shù)據(jù)特征、多點(diǎn)倉庫儲(chǔ)存特征、在途車輛配送特征，輸出為儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同執(zhí)行單。

可以用一個(gè)表述式來表示儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同特性表，如下：

K=（執(zhí)行單號(hào),待發(fā)卷煙，倉庫，在途車輛，入庫日期）

通過儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同分析，可以針對(duì)成品卷煙各庫與在途車輛呈現(xiàn)出的不同特征，在待發(fā)貨階段合理調(diào)配配送資源，制定配送計(jì)劃，考量不同倉庫的庫容和車輛配送時(shí)間，并將待發(fā)成品卷煙分配至不同的倉庫，建立多庫儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同的運(yùn)作體系。

（1）定義G表示待發(fā)卷煙數(shù)據(jù)特征，則G1，G2，…，Gm分別表示第1，2，…，m個(gè)待發(fā)卷煙數(shù)據(jù)特征，形成待發(fā)卷煙信息輸入表，該表包含：

G待=（待發(fā)批次，待發(fā)品規(guī)，待發(fā)數(shù)量，待發(fā)地點(diǎn)，出貨日期）

（2）定義 L輸入表示待發(fā)出倉庫數(shù)據(jù)特征，則 L輸入1，L輸入2，…，L輸入m分別表示第1，2,…，m個(gè)倉庫的數(shù)據(jù)特征，形成倉庫信息輸入表L輸入，該表包含：

L輸入=（倉庫代號(hào)，空余容量，最遲出庫量，需求品規(guī)，卷煙品規(guī)，待發(fā)地點(diǎn)，到貨日期）

（3）定義 L輸出表示待接倉庫數(shù)據(jù)特征，則 L輸出1，L輸出2，…，L輸出m分別表示第1，2，…，m個(gè)倉庫的數(shù)據(jù)特征；形成待接貨倉庫信息輸出表L輸出，該表包含：

L輸出=（倉庫代號(hào),擬接受品規(guī)，品規(guī)量，車載信息，移庫品規(guī)量，到貨日期）

（4）定義A表示在途車輛特征，則A1，A2，…，Am分別表示第1，2，…，m臺(tái)車輛的數(shù)據(jù)特征，形成在途車輛信息輸入表A在途，該表包含：

A在途=（在途車輛代號(hào)，車載品規(guī)數(shù)，車載量，目標(biāo)倉庫代號(hào)，區(qū)位代號(hào)，到貨日期）

3 儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同算法

3.1 理論模型

多點(diǎn)儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同，實(shí)質(zhì)是合理安排補(bǔ)貨期內(nèi)多存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的車輛配送先后順序。按照補(bǔ)貨訂單的需求，由生產(chǎn)基地調(diào)運(yùn)成品卷煙以確保存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)在達(dá)到安全庫存時(shí)保有充足的品規(guī)卷煙，在配送業(yè)務(wù)過程中，根據(jù)存儲(chǔ)點(diǎn)的分布和需求合理調(diào)配運(yùn)力，以求從整體上減少倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)間的移庫作業(yè)，實(shí)現(xiàn)成本最低、運(yùn)力調(diào)配最優(yōu)的一種實(shí)施策略。

（1）制約條件：①在成品卷煙配送過程中，同等級(jí)別存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)間的運(yùn)輸采用同一車型，因此在本模型中，采用同一車型作為配送運(yùn)力；②在同一運(yùn)載車型下，當(dāng)前卷煙工業(yè)企業(yè)基本采用托盤運(yùn)輸，因此車載量也是固定的，為每車6個(gè)托盤，在模型中規(guī)定為單車標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸量。

（2）模型構(gòu)建步驟。TSi為第i個(gè)配送節(jié)點(diǎn)開始執(zhí)行時(shí)間；Ti為倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)i的需送達(dá)的時(shí)間，TWi為倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)i的調(diào)度等待時(shí)間，ti記為倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn) i的訂單裝車時(shí)間；I1，I2，…，Im為倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)i的訂單的品規(guī)，Q1，Q2，…,Qm為相應(yīng)品規(guī)的數(shù)量；Oi為倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)i的訂單產(chǎn)品的總件數(shù)；Kj為第j輛貨車的額定裝載量；i為倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的編碼，發(fā)貨生產(chǎn)基地記為0，S0i（0＜p＜q＜Q）表示倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)i、車輛、發(fā)貨生產(chǎn)基地0之間的距離總和；v表示第j輛車輛的速度；xij為0-1變量，xij=1時(shí)表示倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)i的訂單由第j輛車執(zhí)行運(yùn)送,否則為0；車輛執(zhí)行配送的順序按照總里程最短原則執(zhí)行，對(duì)于擁有N個(gè)訂單的倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)i,M輛貨車,其用車數(shù)量模型為：

在N個(gè)倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中配送的先后順序通過儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同配送系數(shù)實(shí)現(xiàn)，將maxZi的總里程與其他倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的總里程進(jìn)行兩兩對(duì)比得：

α=ΣS0i×maxZi/ΣS0j×maxZj

其中，若S0i,S0j中包含同向里程，則：

α=（ΣS0i×maxZi）-S/（ΣS0j×maxZj）-S

其中，S為同向的里程數(shù)。

根據(jù)得到的儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同配送系數(shù)α，其中阿爾法趨于0則為優(yōu)先配送，定為首先配送，剩余倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)再次進(jìn)行兩兩對(duì)比得到依次配送順序。

3.2 模型求解

（1）輸入T時(shí)間段剩余需要執(zhí)行的訂單信息，按照倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)編碼從小到大依次排列形成訂單集合O={O1,O2,…,Oi,…ON}。若沒有倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)i的訂單，則Oi=0。輸入當(dāng)天可供調(diào)配車輛信息，并按照車輛運(yùn)能從小到大依次排序形成車輛集合K={K1，K2，…，Kj，…，KM}。

（2）確定初始值i=0。

（3）若 Oi∈[α·Kj,Kj]，輸出{i，min{Kj}}，i=i+1。否則，繼續(xù)步驟（4）。訂單集合O中訂單Oi優(yōu)先選擇符合的路線進(jìn)行車輛匹配。

（4）若Oi∈[α·Kj,Kj]，則在集合K中未匹配的車輛中進(jìn)行搜索。若存在K輛車，使得Oi≤∑Kj,且Oi≤∑Kj∈[α,1],而K-1 輛車不能使得 Oi≤∑Kj,且 Oi/∑Kj∈[α,1]時(shí)，搜索停止，記這 K輛車為集合 iK，輸出{i，iK}，i=i+1。否則，繼續(xù)步驟（5）。

（5）比較Us'中倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)與配送中心距離，選擇max{S0i}的倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)i。按照搜索半徑Usrr為訂單倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)i在其周圍進(jìn)行第一次搜索，若存在這樣的訂單使得∑Oi∈[α*Kj,Kj]，且Ti≤Ti'+Sii'/v+ti'則進(jìn)行步驟 （3）。若∑Oi∈[α*Kj,Kj]，且 Tj≤Tj'+Sii'/v+t'，繼續(xù)步驟4。否則，增加搜索半徑的大小Usrr=Usrr+β繼續(xù)搜索。繼續(xù)步驟（6）。

（6）對(duì)所有未匹配訂單逐一掃描的辦法，If i∈Us，i→Us，令i=i+1，依次得出Us'。直到i=N，跳出掃描，因?yàn)榻?jīng)過多次匹配后車輛有限，搜索多次被拒絕，所以為了使無結(jié)果的搜索停止，規(guī)定搜索次數(shù)NA，搜索停止。其未匹配車輛的倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)訂單則根據(jù)實(shí)際情況采用移庫作業(yè)的方式進(jìn)行補(bǔ)貨。

3.3 模型檢驗(yàn)

以云南中煙在云南省內(nèi)的四個(gè)倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)為例，對(duì)儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同算法進(jìn)行驗(yàn)證。設(shè)定一個(gè)生產(chǎn)基地O1（昆明）發(fā)貨，在省內(nèi)配送網(wǎng)絡(luò)上以折線圖形式展示了2014年8月每日各倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)移庫量的變化趨勢，如圖2所示。從中可見，其中O2（大理）移庫的值為12 630件（萬支），從O3（昭通）移庫的值為13 165件（萬支），從O4（麗江）移庫的值為12 679件（萬支），從O5（紅河）移庫的值為7 150件（萬支）。

圖2 移庫量比例圖

根據(jù)計(jì)算得到移庫車次分別為O2用車往返150車次，平均配送時(shí)間5h；O3用車往返169車次，平均配送時(shí)間5.5h；O4用車往返148車次，平均配送時(shí)間6.5h；O5用車往返102車次，平均配送時(shí)間4h。

另外，移庫主要集中在月中階段，同時(shí)月末有少量移庫發(fā)生。其中505次用車量集中在8月6日-8月14日之間。從O1單次配送距離,O2:319km配送 3.75h；O3:332km配送 4.5h；O4:502km配送6h；O5:281km配送4h。

將該時(shí)間段的移庫量作為模型驗(yàn)證的數(shù)據(jù)，移庫量即為該節(jié)點(diǎn)8月預(yù)計(jì)配送數(shù)量，根據(jù)模型計(jì)算，兩兩對(duì)比α見表1。

根據(jù)α計(jì)算結(jié)果，在月初、月中、月末三個(gè)階段優(yōu)先安排O2的配送車輛，其次，安排O3、O5、O4節(jié)點(diǎn)的配送需求。將預(yù)測卷煙需求量平均分配到月初、月中、月末，完成每一時(shí)間段的配送順序。

在2014年8月9日，預(yù)測剩余配送卷煙品規(guī)與卷煙數(shù)量，O2為 800件，O3為 760件，O5為 300 件、O4為 1 200 件，對(duì)運(yùn)力進(jìn)行分配，優(yōu)先滿足O2節(jié)點(diǎn)需求，安排3輛配送車輛進(jìn)行配送作業(yè)，剩余車輛繼續(xù)進(jìn)行匹配。當(dāng)生產(chǎn)基地車輛不足以完成O4節(jié)點(diǎn)的匹配時(shí)，則將O2、O3、O5已到達(dá)車輛分配至04節(jié)點(diǎn)。

4 結(jié)論與展望

通過模型計(jì)算，四個(gè)倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)從單一生產(chǎn)基地發(fā)出補(bǔ)貨信息時(shí)，通過優(yōu)先級(jí)的排序，在預(yù)測期內(nèi)完成能夠合理使用運(yùn)力資源的分配，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)運(yùn)協(xié)同的優(yōu)先排序，匹配不同倉庫間與配送車輛的工作負(fù)荷，有效解決原有技術(shù)的片面性和局限性，使技術(shù)的精度和實(shí)用性得到大幅度提高，在調(diào)撥之初完成移庫的調(diào)度分配，降低移庫配送成本。但本文沒有綜合考慮共同配送區(qū)域的問題，增加了生產(chǎn)基地的配送壓力，這是本文的缺陷，也是未來研究的重點(diǎn)內(nèi)容。

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