基于重心法的城市冷鏈倉配中心選址分析

王萍 周虹光

摘 要：合理的冷鏈倉配中心選址有利于降低社會總成本和促進社會資源的合理配置，同時有益于企業(yè)提高投資收益和服務效率。基于目前南寧市主要冷庫與大型商超布點的現(xiàn)狀，通過重心法建立配送中心選址模型進行分析計算，并通過迭代法求解最低總運費，使用計算工具求解配送中心位置坐標，從而確定城市冷鏈倉配理論最佳配送中心，并得到實際驗證。

關鍵詞：冷鏈倉配中心；選址；重心法；迭代

一、引言

城市冷鏈業(yè)務的不斷發(fā)展，對冷鏈倉配選址提出更高的要求，冷鏈倉配中心的選址也成為冷鏈企業(yè)考慮配送系統(tǒng)、提升物流配送效率、降低成本、減少損耗的重要考慮因素。作為政府主管部門，從科學的規(guī)劃選址、土地資源整合到配送效益提升等也要在審批配送選址方案時考慮倉配中心的選址問題。這對經濟、環(huán)境及社會效益都有著重要意義。因此，城市冷鏈倉配中心選址分析具有重要的經濟價值。

1.文獻回顧

在配送中心選址問題研究上，國外研究較早。依據(jù)相關文獻，配送中心選址主要有按驅動力、設施分布量、位置的離散特點和時間維度等進行選址分類，各自具有不同的特征。運輸成本因素在選址方案中非常重要，在早期研究中都成為重要考慮因素，雖然大多數(shù)研究是在農業(yè)和早期工業(yè)社會，但這個因素一直沿用至今。

Alfred Webber（1909）首次提出韋伯問題，主要研究單個發(fā)貨地址向多個收貨地址發(fā)貨時，涉及發(fā)貨地址的定位問題。解決問題的方法是以發(fā)貨點到所有收貨點的總距離最短為解，屬線性規(guī)劃法。Alfred A.Kuehn 和 Michael J.Hamburger（1962）提出啟發(fā)式算法解決倉庫選址問題。同韋伯問題的解決方法不同，啟發(fā)式算法更便利、靈活，但求得的解不一定精確，在實際應用時可在大規(guī)模的倉庫和目的地間的多點選址。Cooper（1963）提出概括的韋伯問題，主要研究當面對不斷變化的需求，怎樣確定服務點的位置和覆蓋范圍，以服務點與客戶端之間的運輸平均距離最短或運輸成本最低為選擇原則。Cooper（1964）提出啟發(fā)式算法來解決概括的韋伯問題。Geoffrion（1975）提出動態(tài)倉庫選址問題的方案，解決在變化的狀態(tài)下，以運輸和經營等總成本最小來確定倉庫地點。Sherali和Shetty（1977）提出分解算法解決概括的韋伯問題。Kazuyoshi Hidaka 和Hiroyuk Okano（1998）研究大規(guī)模配送中心選址問題，提出可以先使用貪婪啟發(fā)式計算出初步解，再用氣球搜索啟發(fā)式計算得出最優(yōu)解。

魯曉春等（2000）提出將重心法作為單一配送中心選址是存在不完善的，應補充用微分法對總運輸費進行偏導數(shù)；宋世強（2009）提出多重心法下的多址選址模型的研究，提出求解時可通過EXCEL表格自定義公式進行計算，方法簡單實用。孫浩然等（2011）建立鮑姆爾-沃爾夫模型，主要包括運輸費用成本外的配送中心的固定和變動成本，將模型應用到實例中并得到驗證。張敏（2017）提出聚類分析法、可拓決策法，通過研究對象間的關聯(lián)性開展分類，應用重心點坐標計算公式，找到區(qū)域運輸成本最低的重心點坐標。此方法可用于全省17個地級市的核心物流城市的選址，實現(xiàn)城市間配送資源共享。

2.本文研究思路及技術路線

本文重心法選址是一種以物流體系重心為依托，以追求物流配送成本最小為目標的選址決策方法。此方法綜合借鑒Geoffrion、魯曉春、宋世強等所提出的選址模型，在調研分析城市主要冷庫和大型商超分布及運營情況分析下，在平面直角坐標系中先采用坐標位置先來確定配送中心備選位置，并通過求偏導數(shù)、迭代方法向最優(yōu)中心點靠攏，并通過計算機EXCEL表進行計算分析，得出最佳倉配中心位置坐標。

二、主要冷庫和大型商超分布及運營情況分析

為開展南寧市城市冷鏈倉配中心選址分析，首先對目前南寧市主要冷庫與大型商超布點的現(xiàn)狀、經營情況開展調研，為下一步重心法計算分析收集相關數(shù)據(jù)依據(jù)。

1.南寧市主要冷庫分布概況

根據(jù)市場調研，南寧市有冷庫企業(yè)23家，其中3家已搬遷，3家因沒有客戶而拆遷或改建；調研中發(fā)現(xiàn)，冷庫處于供過于求的狀態(tài)，冷庫出租率較低，平均出租率僅為55%，其中冷藏庫普遍出租率要高于冷凍庫，平均出租率為61%，冷凍庫平均出租率僅為54%。

據(jù)整體調研情況分析得知，目前南寧市的冷庫處于“大庫少，小庫多”的格局（如圖1），大冷庫共有4家，其中JQLK、ZNLK、YTLK為國有企業(yè)，HJXLK是合資企業(yè)。其余均為民間私營的小型冷庫。目前，4家大冷庫的庫容均在數(shù)萬噸，總體庫容約為23萬噸，約占南寧市整個冷庫庫容的80%，分布比較分散。民間的小型冷庫，單體庫容從幾十噸到上千噸不等，庫容總量占南寧市整個冷庫庫容的20%，主要分布區(qū)域為江南區(qū)和西鄉(xiāng)塘區(qū)。

2.冷庫業(yè)務模式、服務類型及價格水平

根據(jù)調研，目前南寧冷庫經營方的業(yè)務類型傳統(tǒng)單一，以庫房出租為主，部分配套有裝卸及處置管理。收入來源也相對單一，主要是租倉費以及配套的裝卸費、處置費等。小型冷庫更是沒有任何配套服務，主要收入為租倉費。調研的冷庫出租的形式有包倉和散租兩種方式，包倉的價格范圍在2.5-4元/㎡/天，散租的價格范圍在3-5元/㎡/天，裝卸費單邊收費標準一般在 30元/噸；部分冷庫收取預冷費，一般為50元/噸。冷庫平均租金統(tǒng)計如下圖2。

南寧市冷庫租金的高低分布方面，冷庫租金與所處區(qū)域位置息息相關。在距離高速路路口越近的冷庫租金同比較高，大型市場周邊分布的散小冷庫相對會比市場配套冷庫便宜，老舊的冷庫相較于施設較好的新冷庫價格便宜。南寧冷庫平均租金分布如下圖3。

通過實地市場調研，冷庫經營缺乏集冷鏈倉儲、配送及其它增值服務于一體的規(guī)模型綜合冷庫，僅YTLK采購少量冷藏車，提供部分市內配送服務，其他大型冷庫公司會引進一些冷鏈物流公司，為其客戶提供冷鏈資源。

3.南寧城市大型商超分布情況

根據(jù)市場調研，2017年南寧市大型商超主要有WRM、HRWJ、RRL、BJHL、NCBH及LKL，這六家商超共計65家門店分布于城市人口密集區(qū)、商業(yè)中心區(qū)。作為南寧冷鏈貨物倉配的主要實體企業(yè)對象的分布網絡圖，并以A1至A65表示，具體分布情況如圖4所示。

三、重心法建模思路及計算方法

在配送中心的選址方法上，即通過在確定的平面直角坐標系中，使各原材料供應點（需求點）坐標位置與其相應供應量（需求量）、運輸費率之積的總和等于配送中心備選位置坐標與各供應點（需求點）的供應量（需求量）、運輸費率之積的總和相等來確定配送中心備選位置，并通過求偏導數(shù)、迭代方法向最優(yōu)點靠攏，求解時通過計算機EXCEL表進行計算分析，得出最佳倉配中心位置坐標。

在調研南寧城市主要冷庫與大型商超布點的現(xiàn)狀、經營特點的基礎上，開展城市冷鏈倉配中心選址分析。遍布南寧主城區(qū)店面、冷鏈倉儲情況為基礎分析材料，選取占據(jù)主要居住區(qū)和人流密集區(qū)域的65家品牌商超的店面網點、現(xiàn)場調研統(tǒng)計的HRWJ3家門店在南寧冷鏈貨品年需求量以及部分小規(guī)模商超和冷鏈倉配需求方作為城市倉配最佳配送中心點分析的基礎。基于現(xiàn)狀點位、市場實際需求量的城市倉配最佳配送中心點分析，通過理論最佳配送點為與南寧市現(xiàn)有冷庫布局情況進行比較。

1.基于重心法的配送中心選址模型建立

WRM、HRWJ、RRL、BJHL、NCBH及LKL是南寧市大型超市的主要群體代表，對冷鏈貨物的需求穩(wěn)定、量大，并且要求規(guī)范，本次選取它們65家門店網點結構，并以A1至A65表示，作為南寧市冷鏈貨物倉配最佳配送中心建模計算的基礎。將65家門店按其實際地理位置放入平面直角坐標系，每一超市對應坐標系中一點，將各供應點（需求點）按其實際地理位置放入平面直角坐標系，每一地點對應坐標系中一點，用坐標（x，y）表示，其中點P0（x0，y0）代表配送中心，n個超市對應的坐標為各供應點（需求點）坐標分別為（Xi，Yi）（i=1，2，…，n）。

2.計算方法

四、倉配最佳配送中心點的確定

1.日均配送量設定

據(jù)現(xiàn)場調研初步統(tǒng)計，HRWJ3家門店在南寧的冷鏈貨品年需求量約為8800噸，可推算出日均配送量約為8噸每家分店，考慮到南寧城區(qū)部分商超規(guī)模和冷鏈倉配需求規(guī)模較小，如LKL、NCBH等日銷售量不及HRWJ等國內品牌連鎖商超，同時參考華南等較發(fā)達城市，如廣州、深圳地區(qū)超市日冷鏈配送需求情況（HNTH冷鏈每家分店直配需求量在6.8噸），因此針對大型連鎖商超，可初步確定每家分店日均6噸配送量，并以此進行城市冷鏈供應鏈運輸路線網絡設定。

2.配送成本距離分析

根據(jù)南寧市大型超市的百度地圖分布點（如上圖4所示），將其按實際地理位置放入平面直角坐標系，每一超市對應坐標系中一點，用坐標（x，y）表示。將各點轉化為配送點坐標位置，根據(jù)A1至A65生鮮超市坐標位置結合其配送量及配送費率計算，假設配送中心初始選定地點坐標為P0（1，1），距離系數(shù)為1.4，坐標系中每一單位坐標表示2公里，故單位換算為2。通過對城市配送車輛的調研了解到，車輛配送費率受配送距離的影響，同時結合配送市場行業(yè)情況，確定配送費率的一般標準。從而分別計算各連鎖分店到配送中心初始點（1.0，1.0）的運輸距離、運輸成本和總成本。

3.倉配最佳配送中心點確定

五、結束語

通過對南寧市目前品牌商超的店面網點分布現(xiàn)狀，結合南寧市冷庫布局及運營情況、城區(qū)冷鏈貨物需求量的現(xiàn)場調研數(shù)據(jù)，建立重心法供需關系模型，通過理論計算和迭代方法選擇最優(yōu)點坐標，通過計算機EXCEL表進行計算分析，從而推導得出的最佳冷鏈倉配配送中心點，經驗證與實際相符。

基于該方法具有較強的可操作性及應用性，因此可為冷庫經營企業(yè)、冷鏈配送企業(yè)以及計劃對城市冷鏈物流業(yè)務拓展投資的企業(yè)提供決策依據(jù)，可有效實現(xiàn)企業(yè)投資收益的最大化，提升供需企業(yè)的服務效率，降低社會總成本，實現(xiàn)社會資源的合理配置。方法便于解決中小城市單個配送中心選址問題，還可以提高選取城市大型冷鏈庫區(qū)域配送中心的效率，這為今后政府部門、企業(yè)在新城區(qū)、商業(yè)區(qū)冷鏈確定最佳配送中心選址提供有效的幫助。

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