肉食品物流配送中心選址優化研究——以遼寧省盤錦市為例

叢迎雪，王 利，蘇于群（遼寧師范大學 城市與環境學院，遼寧 大連 116029）

0 引 言

物流一詞起源于美國，我國對現代物流的定義是合理運用現代物流技術方法優化物流系統的結構與流程，以盡可能低的成本實現準時、快捷、高效的物流服務[1]。物流配送中心是處于樞紐或重要位置、具有完整的物流環節，并能將物流集散、信息和控制等功能實現一體化運作的物流節點[2]，合理的物流配送中心的選址可以提高物流效率、降低物流成本。

截至目前，國際上關于物流配送中心選址問題的研究已趨于成熟，出現了許多模型和算法，且各有優缺點[3-6]。其中，比較有代表性的研究有：魯曉春（2000）提出了重心法的矢量運算方法，并運用偏微分方程對模型進行求解，使運算結果更趨于最優化的要求；張培林、魏巧云等（2003）建立了一個關于多個配送中心的選址模型，分別考慮線性及非線性的影響因素，并用“表上作業法”和“啟發式”算法求解模型；武漢理工大學宋景芬、包凡彪等（2004）運用模糊綜合評判模式對全程物流樞紐城市中心地址的選取進行評判。盡管各學科專家對以上的物流配送中心選址模型進行改進和優化，在理論和實踐上已取得了較大的成果，但是技術過于復雜，優化成本過高。本文在選用重心法模型的基礎上，采用MS-Excel與GIS[7]技術相結合，具有較強的技術優勢。MS-Excel中的規劃求解工具[8]是求解目標規劃問題中的一種最常用、最方便的工具，無需專門的操作學習和程序編寫。此外，利用GIS空間分析技術，對數據作定量的分析，最終以電子地圖的形式清晰地顯示選址范圍以及目標優化位置。這種方法所需數據易于獲取，工作量小，簡單易行。作為農產品之一的肉食品在產銷上有自己的特點，例如它具有生產集中、消費分散的特點，屬于大眾消費商品與人口的關系較為密切。它的生產、消費、物流設計要素都具有空間屬性，需要空間優化。鑒于肉食品的這些特點，對其物流配送中心選址可選用此方法。

1 研究區概況

盤錦是遼寧省下轄的一個地級市，位于遼寧省西南部，遼河三角洲中心地帶，地理坐標為北緯40°39′～41°27′,東經121°25′～122°31′之間。屬暖溫帶半濕潤氣候區，四季分明，氣候適宜。總面積4 071平方公里，占遼寧省總面積的占遼寧省總面積的2.75%。2008年末，全市總人口129.15萬人，轄2個區、2個縣，即雙臺子區、興隆臺區、盤山縣、大洼縣，區縣共轄29個縣鄉。該市具備得天獨厚的物流業發展條件。例如地處以沈陽、大連和錦州為中心的遼寧三大經濟區交匯處，是三大經濟板塊的重要節點，區位優勢明顯。方便快捷的綜合交通體系，已形成以京沈、盤海營高速公路和莊林線、沈盤線、大盤線、大錦線、庫二線等國省干道為主骨架，以縣鄉公路、專用公路為支線的全市城鄉公路網絡，溝海鐵路和盤營客運高速鐵路貫穿全境。農業方面，2010年全年肉類總產量13.7萬噸。肉類主要是以牛肉、豬肉以及雞鴨肉為主，其中豬肉產量6.7萬噸，牛肉產量0.35萬噸，禽肉產量6.5萬噸。肉類生產情況呈現出養殖場集中生產為主，分散農戶為輔的空間分布特點，主要的養豬場、養牛場、雞鴨養殖場共有十幾處，參見圖1（a）。肉類消費情況也呈現出空間分布的特點，即有由中心到外圍遞減的趨勢，肉類消費的高值區主要集中在本市經濟人口相對集中的東南部，參見圖1（b）。

圖1（a） 肉類生產分布

圖1（b） 肉類消費分布

鑒于盤錦市肉食品產銷的這種特點，而且盤錦市依托其豐富的石油和農業資源，物流服務體系以石化、裝備制造業、糧食深加工為主體，對于作為大眾消費的這種肉類幾乎沒有建設專門化的物流配送中心。以致使肉類配送分散、成本高、效率低下。因此，合理的肉類物流配送中心選址，對盤錦市來說非常必要，它有利于完善盤錦市的物流系統，推動盤錦市物流發展水平的總體提升。

2 優化模型與技術方法

2.1 優化邏輯

2.1.1 基本假定

影響物流配送中心選址的因素主要有自然環境因素、經濟效益、社會效益、基礎設施和企業自身的情況等[9]。但是，在實際操作中，如環境、社會效益等因素無法量化。因此在確定選址范圍之前要做如下基本假定。從降低物流成本出發，主要考慮經濟效益，這里主要考慮人口和運費，假設其他因子影響很小或各地均一。肉類資源點、消費點的產量和消費量已知，假設區內肉類供需平衡。得到如下模型，用以表示選址范圍：

式中P（x,y）——最優資源點集散中心

P——各鄉鎮肉類產量

C（x,y）——最消費點集散中心

R——各鄉鎮人口數量

D1——各資源點到集散中心的距離

D2——各消費點到集散中心的距離

2.1.2 數學模型

（1）一般模型

物流配送中心選址問題可以分為單一物流配送中心選址和多級物流配送中心選址，分別對應的代表性方法有重心法和CFLP模型法。如果物流配送中心的物流配送服務范圍比較小，可以選用只建設一個物流配送中心的單一物流配送中心選址模型。根據模型的適用性，本文選用重心法對盤錦市肉類物流配送中心的選址進行優化。重心法的基本原理是物流系統內，目標位置點到各資源點和需求點的物流總成本最小。

在建立重心法模型之前要對模型做如下基本假定：（1）假設在選址時僅考慮運輸成本，其他的建設成本、運營成本等可以估計；（2）運輸費用只與配送中心和配送點的直線距離有關，不考慮城市交通狀況；（3）選擇配送中心時，不考慮配送中心所處地理位置的地產價格；（4）各需求點和資源點的供應量和需求量為已知。某規劃區內有n個需求點和資源點，各點的資源或需求量為Wj（j=1,2,…,n），它們各自的坐標是（xj,yj）（j=1,2,…,n）；目標位置點的坐標為（x0,y0），dj表示每個需求點或資源點到目標位置的歐幾幾何距離，r為運費率，由此可以得到下面的規劃模型：

物流配送中心選址優化屬于線性規劃問題，本文對其重心法模型采用MS-Excel中的規劃求解工具進行求解。首先，需要構造線性規劃的數學一般模型[10]，如下：

（2）具體模型

盤錦市目前擁有分布于大洼鎮、清水鎮、沙嶺鎮等鄉鎮的畜牧養殖廠近20家，養殖廠生產集中布局分散的特點，為便于研究，本文以主要的11處養殖廠的地理坐標和2010年的肉類產量為依據設立資源集散中心的約束條件。由于肉類具有大眾消費的屬性特點，消費群體是城鄉居民，多集中分布于各類餐館、超市等人口經濟稠密區。因此，在設立需求集散中心時，以盤錦市各鄉鎮（共29個）作為需求點，需求量按各鄉鎮2010年總人口和人均年消費肉類28.6公斤確定。還應考慮接近人口密集區這一約束條件，盤錦市人口分布具有集中于東南部的特點。根據以上因素，設立需求集散中心的約束條件，建立如下模型：

其中，Z1：資源集散中心的物流總成本，Z2：消費集散中心的物流總成本，PJ：資源點肉類產量，r：運費率，ri：各鄉鎮總人口，a：該市人均肉類消費量，d1：各自源點到集散中心距離，d2：各需求點到消費集散中心的距離，（x1,y1）： 資源集散中心點坐標，（x2,y2）：消費集散中心點坐標，（xj,yj）：資源點坐標，（xi,yi）：需求點坐標。

2.2 技術方法

2.2.1 采用計算機技術對選址的定量分析

相對于傳統的對重心法模型的筆算求解方法，本文選用MS-Excel規劃求解方法，經驗證與傳統的求解方法所得結果一致，且簡單易行。具體步驟如下：首先，根據所獲數據，利用重心法模型公式（1）在MS-Excel中求出個點的物流成本和及物流總成本。其次，根據線性規劃模型公式（5）、（6）設立約束條件，即初始點和最佳目標點的坐標誤差小于0.0000001（表明后一次與前一次的誤差小于0.0000001，體現迭代思想），最佳目標位置點的坐標范圍。再次，在MS-Excel中打開規劃求解參數窗口，設定規劃求解參數。即目標參數為總物流成本最小，可變參數為最佳目標位置點坐標。約束條件參數是迭代約束條件和最佳目標位置點的范圍約束條件，求得肉類資源最佳集散中心坐標是（122.86°E,40.92°N），肉類消費最佳集散中心坐標是（122.85°E,41.17°N），肉類配送中心的選址范圍就是以這兩點的連線為直徑的區域。

2.2.2 優化結果的定性分析

根據重心法中物流系統幾何中心處物流成本最低的原理，盤錦市肉類物流配送中心點的位置應該在配送范圍的幾何中心處（122.21°E,41.08°N），緊鄰盤錦弘享燃料公司和蘭田化工公司，雖然該點的物流成本最低，但不符合物流配送中心的選址條件和原則。因此，要結合物流配送中心選址的適應性、經濟性、協調性、戰略性原則，做定性分析，最終優化出的配送中心點為（122.13°E,41.06°N），具體分析如下：①由于本文研究盤錦市內的肉類配送，屬于中短途運輸，所以這里主要考慮貼近公路貨運站。該點靠近公路出口，緊鄰盤海營高速公路和大錦線附近。此外，該點向南比鄰商業區，而且距離北面的產肉大鎮（沙嶺鎮、清水鎮）較近，可以縮短運距、降低運費，并保證足夠的交通量，符合經濟性原則。②考慮道路網的通達性，結合盤錦市交通規劃，城市環路和環城高速附近位置最優，符合協調性原則。③該點地處平原且位于城郊，地形平坦開闊，有大片可規劃用地，同時也符合戰略性、經濟性原則。④考慮到環境因素，該點地勢較低，處于河流的下游地段，環境污染較少（如圖2所示）。

圖2 錦州市肉食品物流配送中心

3 結束語

本文參考國內外物流配送中心選址的理論及模型，并根據盤錦市肉類產銷特點，最終選用重心法模型進行物流配送中心選址。在求解過程中運用MS-Excel與GIS技術進行模型計算和配送點創建，并通過定性與定量分析相結合最終優化出配送中心點。重心法以運輸總成本最小為目標，方法簡單，操作靈活。但是，理想的幾何區位，實際上需要根據區域微觀因素，例如與城市的距離、與道路的位置關系、現有物流中心發展基礎、肉食品的加工儲存企業分布等具體情況來確定最終目標位置。這就需要在實際的應用過程中，進行更加深入的研究。

[1]胡朝暉，張革佚.用Excel規劃求解報亭選址問題[J].物理工程與管理，2011(1):103-104.

[2]宋華，胡左浩.現代物流與供應鏈管理[M].北京：經濟管理出版社，2000:12-28.

[3]汝宜紅.配送中心規劃[M].北京：北方交通大學出版社，2002:45-47.

[4]魯曉春，詹菏生.關于配送中心重心法選址的研究[J].北方交通大學學報，2000(6):108,110.

[5]張培林，魏巧云.物流配送中心選址模型及其啟發式算法[J].交通運輸工程學報，2003(2):65-68.

[6]任春玉，王曉博.基于遺傳算法和模糊綜合評價法物流配送中心選址研究[J].物流科技，2006(10):78-81.

[7]張培林，魏巧云.物流配送中心選址模型及其啟發式算法[J].交通運輸工程學報，2003(2):65-68.

[8]夏春玉.現代物流概論[M].北京：首都經貿大學出版社，2004:25-26.

[9]徐建華.現代地理學中的數學方法[M].北京：高等教育出版社，2002:129-131.

[10]林娜，李志.基于GIS和遺傳算法的物流配送中心選址研究[J].GIS技術，2010(5):110-113.