基于第三方物流公司服務(wù)優(yōu)化方案研究

文/肖琪敏 張志穎 曾思鈺 李奇蓬

基于第三方物流公司服務(wù)優(yōu)化方案研究

文/肖琪敏 張志穎 曾思鈺 李奇蓬

隨著電商時(shí)代的到來(lái)，物流運(yùn)輸業(yè)備受關(guān)注，近年來(lái)，物流優(yōu)化方案成為眾多學(xué)者研究的一個(gè)熱點(diǎn)，本文將焦點(diǎn)放在了第三方物流公司服務(wù)方案的優(yōu)化研究上，針對(duì)因預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確而造成的缺貨損失，大量產(chǎn)品積壓造成的庫(kù)存成本過高等問題提出了解決建議方案，優(yōu)化入庫(kù)、揀貨、出庫(kù)整個(gè)作業(yè)流程，提高整個(gè)作業(yè)的效率。

第三方物流服務(wù)公司；ABC分類法；ARIMA模型；安全庫(kù)存；揀貨路徑

引言

倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)是物流供應(yīng)鏈的一部分，對(duì)整個(gè)物流作業(yè)的效率有著決定性的影響，本文以倉(cāng)庫(kù)出入系統(tǒng)為實(shí)際研究對(duì)象，通過對(duì)其工作模式作業(yè)流程分析，找出影響系統(tǒng)的關(guān)鍵因素，發(fā)現(xiàn)作業(yè)過程中的瓶頸以及存在的問題。然后根據(jù)現(xiàn)有倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了適合現(xiàn)有倉(cāng)庫(kù)作業(yè)系統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)設(shè)置規(guī)劃方案，對(duì)整個(gè)第三方物流公司服務(wù)方案進(jìn)行優(yōu)化，提高了整體作業(yè)的效率，為倉(cāng)儲(chǔ)物流的發(fā)展提出了建設(shè)化的建議。（見表1）

一、物流倉(cāng)庫(kù)整體設(shè)施情況調(diào)研結(jié)果

經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有第三方物流服務(wù)公司的調(diào)研，對(duì)物流倉(cāng)庫(kù)共有的基礎(chǔ)設(shè)施做如下整理：

二、問題分析及優(yōu)化

2.1因庫(kù)存預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確而引起的缺貨損失

控制庫(kù)存量既要保證安全庫(kù)存防止因缺貨帶來(lái)的損失，又要避免因貨物積壓引起的倉(cāng)庫(kù)貨位庫(kù)存量的浪費(fèi)，準(zhǔn)確地保持一定的庫(kù)存，這就需要管理人員對(duì)倉(cāng)庫(kù)最大庫(kù)存量及各類貨物的安全庫(kù)存進(jìn)行精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)。

2.1.1物流中心可用庫(kù)存量預(yù)測(cè)

存貨周轉(zhuǎn)就是對(duì)暫時(shí)未賣出的貨架上的產(chǎn)品依據(jù)先進(jìn)先出的原則進(jìn)行循環(huán)。存貨周轉(zhuǎn)包括兩種類型：前線存貨和后備存貨的周轉(zhuǎn)。前線存貨是指陳列在貨架或者零售商購(gòu)物環(huán)境處的散裝商品，后備存貨指的是存放在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的用于補(bǔ)貨的貨物。庫(kù)存周轉(zhuǎn)天數(shù)為10～20天，存儲(chǔ)區(qū)庫(kù)存量維持在80%左右。

通過對(duì)物流中心的調(diào)研，可以計(jì)算出倉(cāng)庫(kù)內(nèi)托盤儲(chǔ)位的數(shù)量（包括立體倉(cāng)庫(kù)和普通貨架）假設(shè)為3488個(gè)、閣樓貨架儲(chǔ)位假設(shè)為828以及揀貨儲(chǔ)位數(shù)量假設(shè)為384。

計(jì)算庫(kù)存容量時(shí)，假設(shè)貨物包裝規(guī)格600mm×400mm×500mm、440mm×320mm×300mm、300mm×240mm×230mm的貨物占比分別為15%、65%、20%。每個(gè)閣樓儲(chǔ)位可存放3箱貨物，每個(gè)揀貨儲(chǔ)位可存放4箱貨物。

表1 物流倉(cāng)庫(kù)調(diào)研結(jié)果

表2 安全系數(shù)表

圖1 立體倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)位設(shè)計(jì)方案

由此可計(jì)算出庫(kù)存最大容量：

庫(kù)存最大容量=3488×(10×0.15+24×0.65+6 0×0.15)+828×3+384×4=105172(箱)

可用庫(kù)存容量=最大庫(kù)存容量×(1-80%)=21034(箱)

2.1.2安全庫(kù)存的預(yù)測(cè)

安全庫(kù)存量是為了防止需求率增長(zhǎng)和到貨延期所引起的缺貨而設(shè)置的倉(cāng)庫(kù)最低儲(chǔ)存量，在保證物流的暢通的基礎(chǔ)上做最少量的庫(kù)存，一般情況下，安全庫(kù)存量需保持穩(wěn)定不變，稍有變化，便需要盡快補(bǔ)齊。

安全庫(kù)存量的計(jì)算公式：安全庫(kù)存量=α*Δ

α：安全系數(shù)（見表2）

Δ：需求量變化偏差值

2.1.3銷售量的預(yù)測(cè)

準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)下一個(gè)時(shí)間單位的銷售量，可以更精確地控制相關(guān)產(chǎn)品的庫(kù)存量，保證貨物的供求平衡，本文利用ARIMA模型進(jìn)行預(yù)測(cè)。AR是自回歸，p為自回歸項(xiàng)；MA為移動(dòng)平均，q為移動(dòng)平均項(xiàng)數(shù)，d為時(shí)間序列成為平穩(wěn)時(shí)所做的差分次數(shù)。

研究ARIMA模型建模步驟

1.根據(jù)時(shí)間序列的序列圖、自相關(guān)函數(shù)和偏自相關(guān)函數(shù)圖檢驗(yàn)其趨勢(shì)及其季節(jié)性變化規(guī)律，對(duì)序列的平穩(wěn)性進(jìn)行判斷。

2.對(duì)非平穩(wěn)序列進(jìn)行平穩(wěn)化處理。如果數(shù)據(jù)序列是非平穩(wěn)的，并存在一定的增長(zhǎng)或下降趨勢(shì)，則需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差分處理，直到處理后的數(shù)據(jù)的自相關(guān)函數(shù)值和偏相關(guān)函數(shù)值無(wú)顯著地異于零。

3.根據(jù)時(shí)間序列模型的識(shí)別規(guī)則，確定相應(yīng)的模型參數(shù)。

4.進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)，診斷殘差序列是否為白噪聲。

5.利用已通過檢驗(yàn)的模型進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。

2.2貨位安排不合理

合理安排每種貨位的儲(chǔ)位，既可以充分地利用倉(cāng)庫(kù)的儲(chǔ)位，更能提高入庫(kù)、揀貨、出貨整個(gè)流程的工作效率，本文首先采用ABC分類法將貨物進(jìn)行分類，根據(jù)分類結(jié)果以及各類貨物的特征進(jìn)行貨位安排。

ABC分類基本思路：

一級(jí)分類：根據(jù)年銷量金額對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分類，計(jì)算累計(jì)頻率，按照2080原則排序分類。

二級(jí)類間排序：針對(duì)于ABC每類產(chǎn)品內(nèi)部，根據(jù)每類產(chǎn)品流通速度進(jìn)行排序（由年銷量可反映），進(jìn)行二級(jí)分類

經(jīng)過對(duì)倉(cāng)庫(kù)貨物的往年銷量表以及貨物的基本信息表研究分析，我們認(rèn)為，對(duì)于配送中心來(lái)說(shuō)，某種產(chǎn)品的年銷售額可以直觀地反應(yīng)某種產(chǎn)品的重要程度，研究ABC的分類步驟如下：

第一步，計(jì)算：

1.計(jì)算每一種產(chǎn)品的年銷量金額：

2.計(jì)算全部商品年總銷量金額：

3.計(jì)算每種產(chǎn)品年銷量金額占年總銷量金額比：

第二步，制作ABC分析表，計(jì)算累計(jì)頻率由大到小排序。

第三步，根據(jù)累計(jì)頻率表，制作ABC分析圖。

第四步，ABC分類完成后，根據(jù)每種產(chǎn)品年銷量來(lái)進(jìn)行ABC各類內(nèi)部之間的排序。

2.2.1存儲(chǔ)儲(chǔ)位設(shè)計(jì)及指派

存儲(chǔ)儲(chǔ)位主要分為兩部分區(qū)域：立體倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)儲(chǔ)位和普通貨架存儲(chǔ)儲(chǔ)位。

對(duì)于立體倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)儲(chǔ)位來(lái)說(shuō)，本研究將各類產(chǎn)品指派的標(biāo)準(zhǔn)如下：

1.基礎(chǔ)：為了使每個(gè)堆垛機(jī)工作量大致相同，使每種產(chǎn)品均勻地放在每一排（排：水平于地面），確保某個(gè)堆垛機(jī)不會(huì)因?yàn)樨浳话才挪缓侠磉^度使用而損壞，也不會(huì)產(chǎn)品分布不均勻?qū)е缕渌讯鈾C(jī)閑置造成時(shí)間成本的提高。

2.分區(qū)而治：將同一種公司的同類產(chǎn)品盡量放在一起，保證調(diào)用時(shí)的效率。

3.使A類產(chǎn)品均勻地分布在靠近出庫(kù)口底層的位置。因?yàn)锳類產(chǎn)品周轉(zhuǎn)率最高，根據(jù)“兩點(diǎn)之間直線最短原則”將其放置在離出庫(kù)口最近的位置，最大程度地提高了A類產(chǎn)品在出貨時(shí)的效率，減少了堆垛機(jī)工作的路徑和時(shí)間。

4.使C類產(chǎn)品均勻地分布在靠近入口頂層的位置。C類產(chǎn)品周轉(zhuǎn)率最低，出貨頻率較低，品種數(shù)量占比很大，入庫(kù)時(shí)需要調(diào)用堆垛機(jī)的次數(shù)相對(duì)較多，這樣安排能使堆垛機(jī)在對(duì)C類產(chǎn)品進(jìn)行入庫(kù)操作時(shí)最小化減少時(shí)間成本提高堆垛機(jī)路徑優(yōu)化效率。

5.使B類產(chǎn)品均勻地分布在立體倉(cāng)庫(kù)正中心偏左位置。B類產(chǎn)品周轉(zhuǎn)率和產(chǎn)品種類居于A和C類產(chǎn)品中間，根據(jù)A、C兩類指派原則與方法容易分析到B類產(chǎn)品的指派。

2.2.2揀貨儲(chǔ)位的設(shè)計(jì)及指派

揀貨儲(chǔ)位主要有兩種：電子貨架揀貨區(qū)和閣樓貨架揀貨區(qū)。

對(duì)于電子標(biāo)簽貨架來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)位設(shè)計(jì)及產(chǎn)品指派的標(biāo)準(zhǔn)如下：

1.將A類產(chǎn)品放置在電子貨架揀貨區(qū)中，保證揀貨過程中的揀貨效率。

2.分區(qū)而治：將同一種公司的同類產(chǎn)品盡量放在一起，保證調(diào)用時(shí)的效率。

3.擺放層數(shù)：由于電子標(biāo)簽貨架只有兩層且每層層高安排合理，故不做具體放置要求。

對(duì)于閣樓貨架揀貨區(qū)來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)位設(shè)計(jì)及產(chǎn)品指派的標(biāo)準(zhǔn)如下：

1.由于B的周轉(zhuǎn)率比C較高，B1區(qū)靠近傳送帶，故B1區(qū)貨架位置優(yōu)于B2區(qū)，將B類產(chǎn)品放置在B1區(qū)左側(cè)貨架位置，C類產(chǎn)品放置在B2區(qū)左側(cè)貨架位置。

2.分區(qū)而治：將同一種公司的同類產(chǎn)品盡量放在一起，保證調(diào)用時(shí)的效率。

3.擺放層數(shù)：將B類商品盡量放置在貨架中層方便揀貨員提高揀貨效率。

由于C的周轉(zhuǎn)率較低，將C類商品放置在下層或者上層。

根據(jù)以上思想，做出如下的貨物儲(chǔ)位安排：

1.立體倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)位設(shè)計(jì)方案：（見圖1）

區(qū)域劃分原則：同類貨物離出貨口空間距離大致相同，A類貨物離出貨口最近，B類適中，C類最遠(yuǎn)

結(jié)論：將所有A類貨物放在上圖中左側(cè)三角形區(qū)域

將所有B類貨物放在上圖中間梯形區(qū)域

將所有C類貨物放在上圖中右側(cè)梯形內(nèi)

2.普通貨架區(qū)儲(chǔ)位設(shè)計(jì)方案（見圖2）

圖2 普通貨架區(qū)儲(chǔ)位設(shè)計(jì)方案

普通貨架特點(diǎn)：在視野范圍內(nèi)，易于監(jiān)管、便于盤存

結(jié)論：將A類貨物放普通貨架區(qū)存儲(chǔ)

安排原因：A類貨物周轉(zhuǎn)率大、價(jià)值較高、需要重點(diǎn)監(jiān)管，以免貨物損壞、丟失造成的損失

3.閣樓貨架儲(chǔ)位設(shè)計(jì)方案（見圖3）

圖3 閣樓貨架儲(chǔ)位設(shè)計(jì)方案

閣樓貨架揀貨B1區(qū)：放置B類商品，卓悅電磁爐等5種商品

閣樓貨架揀貨B2區(qū)：放置C類商品，卓越榨汁機(jī)等11種商品

2.3作業(yè)流程優(yōu)化

在整個(gè)作業(yè)流程中，揀貨因訂單的不同會(huì)存在諸多的多樣性，占整個(gè)作業(yè)流程最大比重（如下圖），因此，我們把優(yōu)化重點(diǎn)放在揀貨這個(gè)具體流程，對(duì)揀貨方式和揀貨路徑進(jìn)行了優(yōu)化。

2.3.1揀貨方式

將該物流中心收到的訂單數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，按產(chǎn)品種類、每個(gè)收貨人、產(chǎn)品ABC類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

根據(jù)訂單分析表結(jié)果，分析產(chǎn)品ABC類型，選擇揀貨時(shí)的揀貨儲(chǔ)位及存儲(chǔ)儲(chǔ)位。

根據(jù)訂單分析表結(jié)果，分析訂單中的所有產(chǎn)品的體積大小尺寸和規(guī)格，結(jié)合碼盤方式，得到每種貨物在碼盤時(shí)最多可堆放數(shù)量進(jìn)行分析，進(jìn)而分析選擇揀選方式。

分析：對(duì)于小件物品，為了在同一時(shí)段達(dá)到最高的揀貨效率、節(jié)約時(shí)間成本，本研究采用以分類為前提的播種式分揀為主（即分播），與智能訂單波次合單+揀選復(fù)核區(qū)二次揀選相結(jié)合的模式。

即揀選模式：PDA手持RF射頻揀貨技術(shù)+智能訂單波次合單處理+電子標(biāo)簽分播模式

由此，為了提高揀貨的工作效率，我們對(duì)揀貨的路徑進(jìn)行了優(yōu)化，現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)采用的揀貨路徑有兩種：回轉(zhuǎn)路徑和穿越十中點(diǎn)回轉(zhuǎn)式路徑，對(duì)倉(cāng)庫(kù)的布局進(jìn)行合理的假設(shè)，我們得到如下的揀貨路徑：（見圖4、5）

圖4 回轉(zhuǎn)路徑揀貨路線圖

圖5 穿越+中點(diǎn)回轉(zhuǎn)式揀貨路徑圖

針對(duì)上述兩中揀貨路徑存在的問題，我們對(duì)揀貨路徑進(jìn)行了如下優(yōu)化：（見圖6）

通過上述優(yōu)化，現(xiàn)有的揀貨路徑總長(zhǎng)為：24+40=64m，相比于回轉(zhuǎn)路徑提高了150%，相比于回轉(zhuǎn)式揀貨路徑提高了90.6%。

總結(jié)

圖6 優(yōu)化方案

第三方物流公司服務(wù)優(yōu)化方案對(duì)整個(gè)物流供應(yīng)鏈的效率有著決定性的影響，國(guó)內(nèi)對(duì)于物流系統(tǒng)的優(yōu)化研究已經(jīng)相當(dāng)成熟，本文在了解現(xiàn)有倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行模式的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)模型假設(shè)，并進(jìn)行研究分析，在較短的時(shí)間內(nèi)驗(yàn)證了方案的合理性，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)預(yù)測(cè)不準(zhǔn)造成的缺貨損失，貨位安排不合理，揀貨效率低等亟待解決的問題，運(yùn)用現(xiàn)有的技術(shù)和智能算法，提出了優(yōu)化方案，為第三方物流服務(wù)公司的改進(jìn)提出了可參考建議。

（作者單位：大連理工大學(xué)）

★簡(jiǎn)訊★

京東發(fā)布智慧供應(yīng)鏈戰(zhàn)略

近日，京東集團(tuán)首次對(duì)外發(fā)布了“Y-SMARTSC”京東智慧供應(yīng)鏈戰(zhàn)略，圍繞數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、流程再造和技術(shù)驅(qū)動(dòng)四個(gè)源動(dòng)力，形成覆蓋“商品、價(jià)格、計(jì)劃、庫(kù)存、協(xié)同”五大領(lǐng)域的智慧供應(yīng)鏈解決方案。京東表示，到2017年底，預(yù)計(jì)自動(dòng)化商品補(bǔ)貨在核心品類中將覆蓋80%以上的采購(gòu)場(chǎng)景；日常的非促銷價(jià)格調(diào)整80%以上可以由系統(tǒng)自動(dòng)處理；同時(shí)，將有百家企業(yè)介入開放的京東智慧供應(yīng)鏈系統(tǒng)，提升智慧運(yùn)營(yíng)能力。此外，京東宣布攜手供應(yīng)鏈領(lǐng)域的專業(yè)合作伙伴成立“京東供應(yīng)鏈學(xué)院”，在三年內(nèi)讓京東成為國(guó)內(nèi)擁有最多專業(yè)零售供應(yīng)鏈人才的企業(yè)。