煙草工業(yè)企業(yè)內(nèi)部移庫路徑優(yōu)化

葉 斌，朱凌飛，王毅君，尚 偉

（浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 市場營銷部，浙江 杭州 310000）

1 引言

多數(shù)煙草工業(yè)企業(yè)的成品倉庫主要由高架庫、樓庫等多種不同類型的倉庫構(gòu)成，形成了跨區(qū)域多層次的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部倉儲體系。由于企業(yè)內(nèi)各庫點(diǎn)間距離不一，倉庫職能不同，裝運(yùn)方式不同等特點(diǎn)，各點(diǎn)間重復(fù)移庫、對向移庫時常發(fā)生，卷煙移庫成本和庫存成本在整個企業(yè)物流成本中占了較高比重，傳統(tǒng)的管理模式越來越難以支撐煙草行業(yè)物流的發(fā)展，因此是否科學(xué)合理的制定物流作業(yè)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)各個庫點(diǎn)間協(xié)同運(yùn)作及協(xié)同式庫存控制是決定卷煙工業(yè)企業(yè)的移庫成本和庫存成本的高低的關(guān)鍵。

在成品卷煙物流協(xié)同運(yùn)作理論領(lǐng)域有較多研究，如孟迪云[1]分析了以行政區(qū)域?yàn)橹黝}的傳統(tǒng)煙草配送模式帶來的重復(fù)建設(shè)、效率低、物流成本高等眾多問題，探討建立一種低物流成本的跨區(qū)域物流配送中心協(xié)調(diào)配送模式。章志華，陸海良[2]針對企業(yè)內(nèi)存在多個生產(chǎn)基地和多個倉庫的情況，主張通過對訂單中品牌集中度、覆蓋度及關(guān)聯(lián)度等分析，在生產(chǎn)和物流活動過程中制定不同的存儲和出庫策略。周新偉[3]基于煙草行業(yè)補(bǔ)貨機(jī)制的研究基礎(chǔ)，研究建立了基于多級存銷比控制的投放和滾動預(yù)測模型，并探討研究了基于多級存銷比控制的主動供貨系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。黃衛(wèi)忠，陸海龍，張思榮[4]提出了基于存銷比的VMI卷煙補(bǔ)貨策略。以上研究主要集中在煙草工商企業(yè)間配送的協(xié)同運(yùn)作和基于存銷比的庫存控制理論研究。因此本文通過建立工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的多庫點(diǎn)協(xié)同調(diào)度與庫存控制模型，優(yōu)化運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)多庫協(xié)同調(diào)度和庫存精益控制。

2 現(xiàn)有多庫移庫現(xiàn)狀—以Z公司為例

以煙草工業(yè)企業(yè)Z公司為例，其成品物流在多庫運(yùn)作層面主要采取較為傳統(tǒng)的管理模式，即所有卷煙主要移庫至某個倉庫作為單一配送中心進(jìn)行統(tǒng)一的配送業(yè)務(wù)，Z公司內(nèi)部倉庫運(yùn)作運(yùn)作模式如圖1所示。

圖1 Z公司內(nèi)部倉儲運(yùn)作模式

該模式的主要問題包括：

（1）單一配送中心，倉庫作業(yè)能力浪費(fèi)。由于將QS倉庫定位為核心配送中心，具備發(fā)運(yùn)功能的DZ倉庫只發(fā)揮倉儲職能，沒有充分利用其裝運(yùn)能力和地理位置較優(yōu)越的特點(diǎn)，造成了DZ倉庫作業(yè)資源的浪費(fèi)。

（2）重復(fù)移庫量較大，有較大降低空間。據(jù)統(tǒng)計(jì)，Z 公司2016 年重復(fù)移庫量達(dá)400 014 件，由此帶來了巨大的移庫成本，具有極大的降低空間。

（3）移庫方向選擇有待優(yōu)化。在移庫量和移庫單位費(fèi)用確定情況下，移庫距離是影響成本的關(guān)鍵因素。由于采取傳統(tǒng)管理方式，Z公司物流中心采取了以QS倉庫為單一配送中心的運(yùn)作模式，兩個高架庫的庫存主要移往QS 倉庫或經(jīng)DZ 存儲周轉(zhuǎn)后再移庫至QS 倉庫，由QS 倉庫統(tǒng)一發(fā)運(yùn)，而HY 高架庫與QS倉庫的距離較遠(yuǎn)，移庫路徑選擇不科學(xué)，因此在該種移庫運(yùn)作模式情況下，移庫距離較遠(yuǎn)，移庫成本較高，移庫效率偏低，存在較大改進(jìn)和提升空間。

3 多庫協(xié)同運(yùn)作模型的建立與應(yīng)用

本模型的研究主要從問題分析、約束條件及相關(guān)參數(shù)設(shè)定、模型的設(shè)立、應(yīng)用表上作業(yè)法求解模型及模型的優(yōu)化五個方面展開。

3.1 問題分析

從本質(zhì)來講，Z公司多庫運(yùn)作問題的關(guān)鍵點(diǎn)在于移庫路徑的優(yōu)化和移庫量的確定，而移庫方向的確定則基本確定了QS和DZ兩庫的協(xié)同發(fā)運(yùn)量，因此，多庫點(diǎn)協(xié)同運(yùn)作模型所要核心解決的問題是各上游庫點(diǎn)應(yīng)將卷煙以何種數(shù)量移往哪個配送中心的問題，問題解決的目標(biāo)是移庫成本最小化。

基于以上問題分析，本文從兩個層面來建立協(xié)同運(yùn)作模型，首先將該問題數(shù)學(xué)化，并應(yīng)用表上作業(yè)法求解，得出多庫協(xié)同運(yùn)作初步模型；然后通過對協(xié)同發(fā)運(yùn)環(huán)節(jié)規(guī)則的優(yōu)化，來完善多庫點(diǎn)協(xié)同運(yùn)作模型。

本文將品牌X 作典型進(jìn)行建模分析，以表上作業(yè)法求解，并將成果應(yīng)用于其他品牌。

3.2 約束條件及相關(guān)參數(shù)

（1）約束條件。從庫點(diǎn)功能結(jié)合來看，由于資源配備及倉庫特點(diǎn)，QS倉庫能裝運(yùn)各類作業(yè)，包括高架庫的移庫入庫、加工煙入庫、卷煙個性化運(yùn)業(yè)務(wù)和托盤卷煙裝運(yùn)業(yè)務(wù)等，而DZ倉庫只支持高架庫的移庫入庫和托盤卷煙裝運(yùn)任務(wù)。受此約束條件影響，加工煙必須至QS倉庫入庫，卷煙個性化裝運(yùn)任務(wù)必須到QS倉庫裝運(yùn)。QS倉庫和DZ倉庫作業(yè)條件見表1。

表1 QS倉庫和DZ倉庫作業(yè)條件

表1 反應(yīng)了當(dāng)前QS 倉庫和DZ 倉庫所能開展的作業(yè)情況，是模型中重要的約束條件。

（2）關(guān)鍵數(shù)據(jù)的運(yùn)算公式。根據(jù)接下來研究的模型數(shù)據(jù)的需要，本文將通過標(biāo)識部分已知參數(shù)來確定關(guān)鍵數(shù)據(jù)的運(yùn)算方式，并在下文運(yùn)用該運(yùn)算方式獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù)：

Sj:JG 卷煙廠的年生產(chǎn)量（即JG 高架庫的供應(yīng)量），Sjx:品牌X的JG卷煙廠的年生產(chǎn)量；

Sh:HY卷煙廠的年生產(chǎn)量（即HY高架庫的供應(yīng)量），Shx:品牌X的HY卷煙廠的年生產(chǎn)量；

Sn:HY卷煙廠的年生產(chǎn)量（即NY高架庫的供應(yīng)量），Snx:品牌X的NY卷煙廠的年生產(chǎn)量；

Ri:省內(nèi)市場年需求量，Rix:品規(guī)X的省內(nèi)年需求量；

Ro:省外市場年需求量，Rox:品規(guī)X的省外年需求量；

INX:品牌X的NY產(chǎn)量省內(nèi)銷量占其總銷量比重；

ONX:品牌X的NY產(chǎn)量省外銷量占其總銷量比重；

IHX:品牌X的HY產(chǎn)量省內(nèi)銷量占其總銷量比重；

OHX:品牌X的HY產(chǎn)量省外銷量占其總銷量比重；

IJX:品牌X的JG產(chǎn)量省內(nèi)銷量占其總銷量比重；

OJX:品牌X的JG產(chǎn)量省外銷量占其總銷量比重；

GX:品牌X個性化裝運(yùn)量占其省外銷量的比重。

基于以上參數(shù)可得以下模型中幾個關(guān)鍵數(shù)據(jù)運(yùn)算公式：

省外市場相關(guān)數(shù)據(jù)運(yùn)算公式：

品牌X的省外年需求量

品牌X的個性化裝運(yùn)需求量

品牌X的托盤裝運(yùn)需求量

省內(nèi)市場相關(guān)數(shù)據(jù)運(yùn)算公式：

由于省內(nèi)市場完全用采用整托盤聯(lián)運(yùn)，因此省內(nèi)年需求量等于省內(nèi)托盤裝運(yùn)量：

品牌X的省內(nèi)年需求量=品規(guī)X的省內(nèi)托盤聯(lián)運(yùn)量

托盤裝運(yùn)運(yùn)輸量運(yùn)算公式：

品牌X的托盤裝運(yùn)運(yùn)輸量

3.3 模型的構(gòu)建

通過對約束條件的分析和各類參數(shù)的設(shè)定，本文在本章節(jié)將建立關(guān)于多庫移庫方向選擇問題的數(shù)學(xué)模型，模型主要涉及的參數(shù)為各個卷煙廠的卷煙生產(chǎn)量、各下游庫點(diǎn)的卷煙裝運(yùn)需求量及移庫運(yùn)輸單價表，而模型目標(biāo)則是各庫點(diǎn)間移庫成本最低。

（1）模型符號及變量的定義

cij:從Ai到Bj的單位運(yùn)價；

xXij:品牌X從Ai到Bj的移庫運(yùn)輸量；

（2）數(shù)學(xué)模型：代入各個移庫量和移庫單位成本得到了模型的移庫運(yùn)輸表或產(chǎn)銷矩陣表，表內(nèi)核心數(shù)據(jù)為各庫點(diǎn)間的移庫成本。模型的移庫運(yùn)輸表見表2。

表2 移庫運(yùn)輸表

基于表1，本文所要研究的多個補(bǔ)給庫卷煙移庫去向問題（去向哪個倉庫及數(shù)量）的核心為移庫成本最小化問題。在產(chǎn)銷平衡的條件下，要求總移庫成本最小化，求取最小成本的方案，可以通過建立以下數(shù)學(xué)模型求解：

從以上的移庫運(yùn)輸問題的數(shù)學(xué)模型中可以看出，它包含了3×3 個變量，有3 個約束條件，求解相對較復(fù)雜，在此本文將引入表上作業(yè)法求解。

3.4 應(yīng)用表上作業(yè)法求解移庫協(xié)同問題

以Z 公司品牌X 產(chǎn)品的移庫模式作為典型來研究，并將該研究成果應(yīng)用于其他所用品牌。

為確定Z公司多庫點(diǎn)間品牌X移庫運(yùn)輸平衡表，須明確以下構(gòu)成運(yùn)輸平衡表的關(guān)鍵數(shù)值：單位運(yùn)價、供應(yīng)量和需求量。

（1）單位運(yùn)價表的確定：根據(jù)當(dāng)前Z 公司執(zhí)行的運(yùn)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，本文通過計(jì)算可得各內(nèi)部庫點(diǎn)間移庫單位成本（單位：元/萬支），由JG卷煙廠倉庫距離QS和DZ 倉庫的距離都超過800km 以上，因此其單位運(yùn)費(fèi)由M代替，M≥12。Z公司成品物流單位運(yùn)價見表3：

表3 Z公司移庫單位運(yùn)價

（2）產(chǎn)銷平衡表的確定：即確定模型中上游倉庫的供應(yīng)量和下游倉庫的需求量。

本文根據(jù)公式（1）-（5）獲取了2017 年品牌X 的預(yù)計(jì)生產(chǎn)量和預(yù)計(jì)銷售量，具體數(shù)據(jù)如下：

HY產(chǎn)煙生產(chǎn)量SHJ=55萬件；

NY產(chǎn)煙生產(chǎn)量SNJ=26萬件；

JG產(chǎn)煙生產(chǎn)量SJJ=40萬件；

省內(nèi)預(yù)計(jì)銷售量RIJ=45萬件；

省外預(yù)計(jì)銷售量ROJ=76萬件；

預(yù)計(jì)個性化裝運(yùn)量RGJ=11萬件；

預(yù)計(jì)托盤聯(lián)運(yùn)量RTJ=110萬件；

通過分析Z 公司多庫點(diǎn)移庫運(yùn)輸平衡表中各庫點(diǎn)供應(yīng)量即為各卷煙廠預(yù)計(jì)生產(chǎn)量可得：

上游倉庫供應(yīng)量：

HY高架庫X的供應(yīng)量aJ1=Shj=55萬件；

HY高架庫X的供應(yīng)量aJ2=Snj=26萬件；

JG高架庫X的供應(yīng)量aJ3=Sjj=40萬件。

下游倉庫需求量：

由于設(shè)施設(shè)備配備的原因，個性化裝運(yùn)任務(wù)只能在QS倉庫完成，故平衡表中QS倉庫（個性化裝運(yùn)）B3 的需求量即個性化裝運(yùn)量，即bJ3=RGJ=11萬件；而QS 和DZ 兩庫托盤裝運(yùn)需求之和則為Z 公司托盤聯(lián)運(yùn)預(yù)計(jì)量，即bJ1+bJ2=110萬件。

基于以上產(chǎn)銷信息，可得到本模型的Z公司運(yùn)輸平衡表見表4。

表4 2017年度關(guān)于品牌J的內(nèi)部移庫平衡表

（3）利用表上作業(yè)法求解：利用表上作業(yè)法求解品牌X的運(yùn)輸平衡表，可得最優(yōu)解見表5。

表5 2017年度關(guān)于品牌X移庫模型最優(yōu)解

通過對最優(yōu)解的梳理，可得品牌X 的2017 年多庫協(xié)同運(yùn)作模型，主要由協(xié)同移庫層面和協(xié)同出庫層面兩個層面構(gòu)成：在多庫點(diǎn)協(xié)調(diào)移庫層面，各庫將按照模型的要求作為移庫方向指導(dǎo)方針，在日常移庫計(jì)劃安排中，盡可能遵照此模型安排移庫，品牌X的具體移庫流向方案如下：

①HY卷煙廠高架庫將55萬件X卷煙移庫至DZ倉庫；②NY卷煙廠高架庫將26萬件X卷煙移庫至QS倉庫；③JG卷煙廠倉庫將40萬件X卷煙移庫至QS倉庫。

在多庫點(diǎn)間協(xié)同出庫層面，QS倉庫和DZ倉庫將按移庫方案接收移庫卷煙，并依據(jù)移庫入庫卷煙數(shù)量安排車輛就地裝運(yùn)，實(shí)現(xiàn)多庫點(diǎn)協(xié)同式出庫。品牌X的協(xié)同方案如下：①DZ倉庫負(fù)責(zé)將55萬件X卷煙完成托盤聯(lián)運(yùn)裝運(yùn)，主要面向省內(nèi)商業(yè)客戶；②QS倉庫負(fù)責(zé)將66 萬件X 卷煙裝運(yùn)出庫，面向省內(nèi)和省外商業(yè)客戶，其中11 萬件X 卷煙通過個性化裝運(yùn)的方式發(fā)往省外客戶。

以上兩個層面的方案基本構(gòu)成了多庫點(diǎn)協(xié)同運(yùn)作初步模型，運(yùn)作模型如圖2所示。

圖2 品牌X的協(xié)同運(yùn)作模型

通過以上方案的實(shí)施并將研究模型推廣至20多個其余品牌，將會改變相對原先單一移庫方向和單一配送中心的單點(diǎn)運(yùn)作模式，優(yōu)化內(nèi)部移庫路徑，建立起多庫高度協(xié)同的出庫運(yùn)作模式，將大大提高移庫效率和出庫效率，較大幅度的降低移庫成本。

4 實(shí)例應(yīng)用

本文分析了多庫協(xié)同運(yùn)作問題，建立多庫點(diǎn)協(xié)同調(diào)度與庫存控制模型，并將本文的模型成功的應(yīng)用于Z公司內(nèi)部倉儲的運(yùn)作中。

如3.4節(jié)的方式，將模型應(yīng)用到了2017年的所有品牌內(nèi)部移庫方向選擇。經(jīng)過2017 年的應(yīng)用表明，內(nèi)部移庫成本合計(jì)降低800萬元，車輛對訂單的響應(yīng)時間縮短29min，成品物流運(yùn)作上取得了顯著的降本增效成效。

5 結(jié)論

本研究應(yīng)用數(shù)學(xué)建模和協(xié)作理論來求解卷煙工業(yè)企業(yè)內(nèi)部多庫點(diǎn)運(yùn)作問題，優(yōu)化移庫路徑，引入表上作業(yè)方法求解移庫協(xié)同問題，構(gòu)建一套移庫路徑選擇模型，并實(shí)例應(yīng)用了驗(yàn)證了模型的有效性。

該模型適用于煙草省級工業(yè)企業(yè)及下屬卷煙廠多個倉庫間的卷煙移庫路徑或方向選擇，且該模型具有操作方式簡便，決策科學(xué)合理等優(yōu)點(diǎn)。在日常運(yùn)輸管理中，企業(yè)物流管理部門可進(jìn)一步優(yōu)化需求和產(chǎn)量預(yù)測，使得代入數(shù)據(jù)更為精準(zhǔn)，使模型得出的策略更為合理，進(jìn)而進(jìn)一步降低物流費(fèi)用，提高運(yùn)行效率。