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配送中心直配半径的研究

石 静 张皓琨0 引言目前,卷烟配送的主要模式包括一库制集中配送和一库制接力式配送。其中,一库制集中配送即由配送中心对整个区域的卷烟零售户提供配送到户服务,不经过二级中转站。该模式有利于最大限度地实现资源整合、提高设施设备的利用率,以及公司对市场的控制力。因此,各地区烟草公司开始兴起并库和配送路线的优化工作,但由于市公司的配送服务范围、配送中心的经济辐射能力有限,对于特定地区由配送中心百分之百进行直送是否合理还有待研究。一库制接力式配送将配送区域划分为直接配送区域和接力配送区域,直配区域由配送中心配送到户,接力区域设置中转站,配送中心先将卷烟经由干线运输至中转站后,再换用小车接力配送到户。该模式为远离城区的零售户提供了卷烟配送方案,有利于从时间和空间角度充分利用运力,实现规模效益。近几年,随着经济的不断发展,道路交通网络逐渐完善,设施扩建和先进设备的引进,使卷烟配送中心的配送能力不断提高,为卷烟直配范围的扩大提供了必要条件,以行政区域划分卷烟配送范围的管理方式优势已不再明显。为此,本文将对卷烟集中配送与接力配送两种模式进行比较,研究卷烟配送模式的合理性,确定经济直配半径的取值范围,减少不必要的中转站,提高资源利用率,节省物流成本。1 理论分析结合卷烟配送流程,定义某配送小车的工作量T 的进行量化为式中:n 为配送卷烟件数,s 为行驶里程数,N 为服务的客户总数,其他参数通过采集相关信息统计分析得出,如表1 所示。以8 h 工作制计算,若只考虑保证配送车辆能在当天往返,则小车空载往返可到达的最远距离约为180km。在额定工作时间的约束下,理论上当直配半径扩大时,小车花在路上的时间将增多,服务时间可能会减少,进而影响小车的满载率,故可通过设置期望达到的小车满载率来估算直配半径。由相关统计信息可知,某市零售户平均单次需求为0.84 件,配送车辆载荷为60 件,则在保证小车满载率为70% 时,即每辆小车送货量为42 件,服务约50 户零售户时,由式(1)可知车辆最大行驶时间t 2 = 2.7 h,最大行驶总里程S max= 121.5 km;由相关统计信息,某市接力配送路线的平均里程为42.4 km,假设小车在零售户之间的行驶距离为30 km,可大致估算配送小车干线最大里程为d max =45.75 km,即在保证小车平均满载率不小于70% 时,直配半径在45 km 左右为宜。当直配半径在一定范围内变化时,均可保证小车在当日往返,但在小车平均工作时间近似相等的情况下,小车往返里程随直配半径的增大而增加,同时零售户分布密度的逐渐降低也使小车配送里程增加,车辆行驶时间上升,可用来服务零售户的时间减少,小车的平均满载率逐渐降低,需要的配送小车数量可能会更多,从而带来物流成本的上升。若直配半径过小,本该直配到户的卷烟经过多次装卸,直接增加了接力配送的卷烟倒搬费用以及干线运输费用等。因此,在决定直配半径时,不能仅考虑配送车辆能在当日往返,也不能仅考虑直配车辆的满载率,还需要从节省物流成本的角度研究相对合理的卷烟直配范围,并对问题做出必要的假设。1)若采用集中配送模式,假设方案如图1 所示。图1 集中配送示意2)若采用接力配送模式,假设将整个区域划分为直接配送和接力配送区域如图2 所示,并在接力配送区域的零售户分布中心配置中转站。当直配区域扩大为整个区域,即等同为集中配送。图2 划分直配范围3)由于在规划配送路线时,把相互靠近的客户安排在一起配送能减少行车距离,较为合理,故可假设接力配送模式下,直配区域内的配送方案相较于集中配送模式变动不大,即为简化问题可假设2 种配送模式对于虚线区域内的配送成本相等;而对于接力配送区域,即虚线外区域,由大车先将卷烟通过干线运输至中转站,卸装后再用小车进行配送,如图3 所示。图3 接力配送示意假设每辆配送小车每天出车一次,且配送车辆车型一致,集中配送模式的物流成本主要考虑小车的配送成本,以及车辆的固定成本,即有式中:c 为单位距离配送成本,L 1 为集中配送模式的路径总长度,由假设可将其分解为直配区域路径长度L 11 与接力配送区域路径长度L 12 之和,n 1 为集中配送模式需要的小车数量,k 为小车的使用成本。接力配送模式的物流成本主要考虑大车干线运输费用、大车的使用成本、转站的固定成本、卷烟的倒搬成本、小车的配送成本,以及配送小车的使用成本等,即有式中:d 为干线运输距离,C 为大车单位距离运输成本,K 为大车的使用成本,T 为中转站的固定成本,t为倒搬成本,L 2 为接力配送模式的路径总长度,也可分解为直配区域路径长度L 21 与接力配送区域路径长度L 22之和,n 2 为接力配送模式需要的小车数量。接力配送相较集中配送,对于直配区域内的配送方案基本不变,故为简化问题假设2 种配送模式对直配区域的配送花费基本相等,即cL 11 ≈cL 21。对于接力区域,L 12 由配送中心出发至零售户和由零售户返回至配送中心的距离,该距离较大,可将其近似为d (见图3),以及在零售户间的巡回距离,该距离可近似为L 22,即L 12 ≈ 2dn 1 +L 22。则:①对全市实行集中配送模式,则相对于接力配送,多花的配送费用可简为即集中配送模式多花费的物流费用主要包括小车由配送中心出发至零售户和由零售户返回至配送中心的配送成本。②对全市实行接力配送模式,相对于集中配送,多花的配送费用可简为接力配送模式多花费的物流费用主要包括大车干线运输费用、大车的使用成本、中转站的固定成本、卷烟的倒搬成本,以及多使用的小车成本。综上,若存在d min 使Δ接= Δ集,则d min 为2 种模式物流花费基本相等的临界值,在d >d min 的区域内,接力配送模式相对更经济,反之亦然。结合某市各行政区面积大小、地形分布特点等,以30 km×30 km 区域作为中转站服务范围,假设中转站建在零售户分布中心,改变接力配送区域到配送中心的距离r ,见图4。由式(4)、式(5)估算出直配半径r在一定范围内变化时,相应的Δ接与Δ集,比较2 种配送模式的物流成本,零售户平均分布密度及需求量由某市卷烟配送中心提供。其他相关参数取值见表2。 在本研究中,各参数的计算方式为:车辆单位距离运价=单位距离的油耗× 油价;车辆固定成本=车辆折旧成本+车辆修理成本+配送(运输)人员工资;中转站固定成本=设施折旧成本+设备折旧成本+管理人员工资+水电等经营成本;卷烟倒搬成本=工人工资/倒搬件数。各成本取值结合调研结果如表3 所示。图4 接力配送示意若已知配送小车的平均满载率可得到所需的车辆数目,假设直配半径在10 ~ 90 km 变化时小车的满载率为50% ~ 80%,并随直配半径的增大而线性减小;接力配送小车的满载率根据统计信息取70% ~ 90%,由于距离市区越远,零售户分布密度越小,支线里程越大,小车的满载率理论上有所降低,故假设其值随直配半径线性减小。估算结果如表4 所示,由表4 可更直观地看到,直配半径较小时接力配送成本要高于集中配送,且现有中转站的规模可能难以满足接力区域的需求总量。当直配半径达到40 km 时,对直配半径外的区域采用接力配送,相对集中配送更合理。离配送中心越远的区域,采用接力配送越经济。2 实验研究前述内容结合实际经验与相关假设,从节省物流成本的角度在一定区域内对2 种配送模式进行了大致比较,对直配半径的临界值做了大致估算。这里将通过实验验证相关结论,并进一步研究当中中转站服务范围(也即中转站规模)变化时,对直配半径临界值的影响。假设中转站固定成本与中转站规模成正比,即与中转站服务范围成正比;其他参数同表2。由于卷烟配送路线是闭合巡回的,并非点到点的线段,实验中采用蚁群算法来规划配送路径,以尽可能接近实际情况。卷烟配送工作制为5 天,且配送频率为一周一送,为减小计算规模,以日为计算周期。实验结果如表5 所示,C 直、C 接为对接力区域分别采用直接配送和接力配送所花费的成本。由实验结果可知:1)当中转站服务范围为30 km×30 km,直配半径为40 km 时,接力配送模式更为经济,与估算结果近似。2)当中转站规模、服务范围较小时,集中配送相对接力配送模式更经济;随着规模、服务范围增大,接力配送模式成本相对变低,直配半径在60 km 左右时该方式开始优于集中配送,这意味着对60 km 范围内零售户进行直配,对60 km 范围外的区域通过中转站接力配送更经济;随着中转站服务范围的逐渐扩大,接力配送模式的优势更加明显,临界点也逐渐减小到30 km。原因在于接力配送需要达到一定的规模才能实现经济效益,规模太小中转站成本、大车运输费用相对较高,则不如集中配送经济。从另一个角度来看,也可理解为直配半径越大,直配成本越高,接力配送实现规模效益所需要的中转站规模越小。3)通过直配半径临界值的变化可以看出,在一定规模前提下离配送中心越远的区域,采用接力配送相对于直配越经济。以上实验通过改变直配半径比较了2 种配送模式的相关成本,说明集中配送有其适用情形,一定条件下接力配送模式优于集中配送,研究了临界点的取值与随中转站规模变化的趋势规律。经调研可知,某市中转站最大规模900 m2,容量约为1 200 件,结合某市零售户需求量等情况,取30km×80 km 作为实验区域。当直配半径从20 ~ 80 km变化时,中转站最大服务范围为1 800 km2、需求总量为1 023 件。依次改变直配半径r ,r 内的区域直接配送,r 外的区域接力配送,配送路径规划采用蚁群算法。相关成本取值同表2,比较总成本的变化,从而得出接力配送模式的最佳直配半径。运行结果如表6 所示。由表6 可知:1)直配半径在30 km 以内时,接力配送成本高于集中配送, 因为直配范围外过多的零售户使大车的干线运输成本、以及卷烟的倒搬成本大大增加。2)直配半径在40 km ~ 50 km 时,接力配送成本低于集中配送,这就意味着对40 km(最大50 km)范围内的零售户采用直配,对40 km(最大50 km)范围外的零售户采用接力配送相对于全区集中配送要经济,其中直配半径在40 km 左右时最经济。3)若直配半径达到60 km,对60 km 范围外的零售户采用接力配送的物流成本高于集中配送,因为直配范围外的零售户数量和需求量较少,中转站成本、干线运输成本相对过高。4)接力配送模式从配送中心到中转站的干线运输量大、线路长,产生规模效应,但卷烟需要多经过一次装卸,中转站的建设运营也需要一定的成本,当这些成本在一定范围内变动时,经济直配半径也将相应变化。若卷烟倒搬成本、大车运输成本相对较高,经济直配半径将会增大,反之亦然。3 结论本文对卷烟一库制集中配送和接力配送等2 种配送方式进行了研究。集中配送需要保证车辆在当日往返,故首先以工作时间为约束,在保证一定满载率的前提下研究直配半径取值的变化;然后从节省物流成本的角度对2 种配送模式的进行比较,在一定条件下接力配送将优于集中配送,并随中转站服务范围的扩大,直配半径的临界值逐渐减小;最后对一定区域内,接力配送的经济直配半径进行了研究,扩大了某市卷烟直配范围,对部分中转站设置的必要性进行了讨论。举报/反馈发表评论发表作者最新文章高定位精度的第三代核环行起重机运行系统 刚柔耦合动力学仿真01-2014:40液压挖掘机转台有限元分析与疲劳强度评估01-2014:33SPMT 液压平板车车板变形有限元计算与仿真模拟01-2014:31相关文章从零开始学风险管理:管理报告中相关成本信息扭曲的风险及其管理菏泽仲裁办念好“四”字诀 建设过硬党支部贵安新区政务服务中心今年将从十方面优化服务洛阳今年改造31座公路危旧桥梁,涉及这些国省干线权威发布|新旧动能转换跑出“加速度”!山东全年退出地炼产能1176万吨

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