煙草工業企業內部移庫路徑優化

葉 斌，朱凌飛，王毅君，尚 偉

（浙江中煙工業有限責任公司 市場營銷部，浙江 杭州 310000）

1 引言

多數煙草工業企業的成品倉庫主要由高架庫、樓庫等多種不同類型的倉庫構成，形成了跨區域多層次的工業企業內部倉儲體系。由于企業內各庫點間距離不一，倉庫職能不同，裝運方式不同等特點，各點間重復移庫、對向移庫時常發生，卷煙移庫成本和庫存成本在整個企業物流成本中占了較高比重，傳統的管理模式越來越難以支撐煙草行業物流的發展，因此是否科學合理的制定物流作業計劃，實現各個庫點間協同運作及協同式庫存控制是決定卷煙工業企業的移庫成本和庫存成本的高低的關鍵。

在成品卷煙物流協同運作理論領域有較多研究，如孟迪云[1]分析了以行政區域為主題的傳統煙草配送模式帶來的重復建設、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域物流配送中心協調配送模式。章志華，陸海良[2]針對企業內存在多個生產基地和多個倉庫的情況，主張通過對訂單中品牌集中度、覆蓋度及關聯度等分析，在生產和物流活動過程中制定不同的存儲和出庫策略。周新偉[3]基于煙草行業補貨機制的研究基礎，研究建立了基于多級存銷比控制的投放和滾動預測模型，并探討研究了基于多級存銷比控制的主動供貨系統的設計與實現。黃衛忠，陸海龍，張思榮[4]提出了基于存銷比的VMI卷煙補貨策略。以上研究主要集中在煙草工商企業間配送的協同運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企業內部的多庫點協同調度與庫存控制模型，優化運行策略，實現多庫協同調度和庫存精益控制。

2 現有多庫移庫現狀—以Z公司為例

以煙草工業企業Z公司為例，其成品物流在多庫運作層面主要采取較為傳統的管理模式，即所有卷煙主要移庫至某個倉庫作為單一配送中心進行統一的配送業務，Z公司內部倉庫運作運作模式如圖1所示。

圖1 Z公司內部倉儲運作模式

該模式的主要問題包括：

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

（2）重復移庫量較大，有較大降低空間。據統計，Z 公司2016 年重復移庫量達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化。在移庫量和移庫單位費用確定情況下，移庫距離是影響成本的關鍵因素。由于采取傳統管理方式，Z公司物流中心采取了以QS倉庫為單一配送中心的運作模式，兩個高架庫的庫存主要移往QS 倉庫或經DZ 存儲周轉后再移庫至QS 倉庫，由QS 倉庫統一發運，而HY 高架庫與QS倉庫的距離較遠，移庫路徑選擇不科學，因此在該種移庫運作模式情況下，移庫距離較遠，移庫成本較高，移庫效率偏低，存在較大改進和提升空間。

3 多庫協同運作模型的建立與應用

本模型的研究主要從問題分析、約束條件及相關參數設定、模型的設立、應用表上作業法求解模型及模型的優化五個方面展開。

3.1 問題分析

從本質來講，Z公司多庫運作問題的關鍵點在于移庫路徑的優化和移庫量的確定，而移庫方向的確定則基本確定了QS和DZ兩庫的協同發運量，因此，多庫點協同運作模型所要核心解決的問題是各上游庫點應將卷煙以何種數量移往哪個配送中心的問題，問題解決的目標是移庫成本最小化。

基于以上問題分析，本文從兩個層面來建立協同運作模型，首先將該問題數學化，并應用表上作業法求解，得出多庫協同運作初步模型；然后通過對協同發運環節規則的優化，來完善多庫點協同運作模型。

本文將品牌X 作典型進行建模分析，以表上作業法求解，并將成果應用于其他品牌。

3.2 約束條件及相關參數

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

表1 QS倉庫和DZ倉庫作業條件

表1 反應了當前QS 倉庫和DZ 倉庫所能開展的作業情況，是模型中重要的約束條件。

（2）關鍵數據的運算公式。根據接下來研究的模型數據的需要，本文將通過標識部分已知參數來確定關鍵數據的運算方式，并在下文運用該運算方式獲取關鍵數據：

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

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

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

Ri:省內市場年需求量，Rix:品規X的省內年需求量；

Ro:省外市場年需求量，Rox:品規X的省外年需求量；

INX:品牌X的NY產量省內銷量占其總銷量比重；

ONX:品牌X的NY產量省外銷量占其總銷量比重；

IHX:品牌X的HY產量省內銷量占其總銷量比重；

OHX:品牌X的HY產量省外銷量占其總銷量比重；

IJX:品牌X的JG產量省內銷量占其總銷量比重；

OJX:品牌X的JG產量省外銷量占其總銷量比重；

GX:品牌X個性化裝運量占其省外銷量的比重。

基于以上參數可得以下模型中幾個關鍵數據運算公式：

省外市場相關數據運算公式：

品牌X的省外年需求量

品牌X的個性化裝運需求量

品牌X的托盤裝運需求量

省內市場相關數據運算公式：

由于省內市場完全用采用整托盤聯運，因此省內年需求量等于省內托盤裝運量：

品牌X的省內年需求量=品規X的省內托盤聯運量

托盤裝運運輸量運算公式：

品牌X的托盤裝運運輸量

3.3 模型的構建

通過對約束條件的分析和各類參數的設定，本文在本章節將建立關于多庫移庫方向選擇問題的數學模型，模型主要涉及的參數為各個卷煙廠的卷煙生產量、各下游庫點的卷煙裝運需求量及移庫運輸單價表，而模型目標則是各庫點間移庫成本最低。

（1）模型符號及變量的定義

cij:從Ai到Bj的單位運價；

xXij:品牌X從Ai到Bj的移庫運輸量；

（2）數學模型：代入各個移庫量和移庫單位成本得到了模型的移庫運輸表或產銷矩陣表，表內核心數據為各庫點間的移庫成本。模型的移庫運輸表見表2。

表2 移庫運輸表

基于表1，本文所要研究的多個補給庫卷煙移庫去向問題（去向哪個倉庫及數量）的核心為移庫成本最小化問題。在產銷平衡的條件下，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學模型求解：

從以上的移庫運輸問題的數學模型中可以看出，它包含了3×3 個變量，有3 個約束條件，求解相對較復雜，在此本文將引入表上作業法求解。

3.4 應用表上作業法求解移庫協同問題

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

為確定Z公司多庫點間品牌X移庫運輸平衡表，須明確以下構成運輸平衡表的關鍵數值：單位運價、供應量和需求量。

（1）單位運價表的確定：根據當前Z 公司執行的運費標準，本文通過計算可得各內部庫點間移庫單位成本（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，因此其單位運費由M代替，M≥12。Z公司成品物流單位運價見表3：

表3 Z公司移庫單位運價

（2）產銷平衡表的確定：即確定模型中上游倉庫的供應量和下游倉庫的需求量。

本文根據公式（1）-（5）獲取了2017 年品牌X 的預計生產量和預計銷售量，具體數據如下：

HY產煙生產量SHJ=55萬件；

NY產煙生產量SNJ=26萬件；

JG產煙生產量SJJ=40萬件；

省內預計銷售量RIJ=45萬件；

省外預計銷售量ROJ=76萬件；

預計個性化裝運量RGJ=11萬件；

預計托盤聯運量RTJ=110萬件；

通過分析Z 公司多庫點移庫運輸平衡表中各庫點供應量即為各卷煙廠預計生產量可得：

上游倉庫供應量：

HY高架庫X的供應量aJ1=Shj=55萬件；

HY高架庫X的供應量aJ2=Snj=26萬件；

JG高架庫X的供應量aJ3=Sjj=40萬件。

下游倉庫需求量：

由于設施設備配備的原因，個性化裝運任務只能在QS倉庫完成，故平衡表中QS倉庫（個性化裝運）B3 的需求量即個性化裝運量，即bJ3=RGJ=11萬件；而QS 和DZ 兩庫托盤裝運需求之和則為Z 公司托盤聯運預計量，即bJ1+bJ2=110萬件。

基于以上產銷信息，可得到本模型的Z公司運輸平衡表見表4。

表4 2017年度關于品牌J的內部移庫平衡表

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

表5 2017年度關于品牌X移庫模型最優解

通過對最優解的梳理，可得品牌X 的2017 年多庫協同運作模型，主要由協同移庫層面和協同出庫層面兩個層面構成：在多庫點協調移庫層面，各庫將按照模型的要求作為移庫方向指導方針，在日常移庫計劃安排中，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。

在多庫點間協同出庫層面，QS倉庫和DZ倉庫將按移庫方案接收移庫卷煙，并依據移庫入庫卷煙數量安排車輛就地裝運，實現多庫點協同式出庫。品牌X的協同方案如下：①DZ倉庫負責將55萬件X卷煙完成托盤聯運裝運，主要面向省內商業客戶；②QS倉庫負責將66 萬件X 卷煙裝運出庫，面向省內和省外商業客戶，其中11 萬件X 卷煙通過個性化裝運的方式發往省外客戶。

以上兩個層面的方案基本構成了多庫點協同運作初步模型，運作模型如圖2所示。

圖2 品牌X的協同運作模型

通過以上方案的實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運作模式，優化內部移庫路徑，建立起多庫高度協同的出庫運作模式，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 實例應用

本文分析了多庫協同運作問題，建立多庫點協同調度與庫存控制模型，并將本文的模型成功的應用于Z公司內部倉儲的運作中。

如3.4節的方式，將模型應用到了2017年的所有品牌內部移庫方向選擇。經過2017 年的應用表明，內部移庫成本合計降低800萬元，車輛對訂單的響應時間縮短29min，成品物流運作上取得了顯著的降本增效成效。

5 結論

本研究應用數學建模和協作理論來求解卷煙工業企業內部多庫點運作問題，優化移庫路徑，引入表上作業方法求解移庫協同問題，構建一套移庫路徑選擇模型，并實例應用了驗證了模型的有效性。

該模型適用于煙草省級工業企業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，決策科學合理等優點。在日常運輸管理中，企業物流管理部門可進一步優化需求和產量預測，使得代入數據更為精準，使模型得出的策略更為合理，進而進一步降低物流費用，提高運行效率。