基于系統動力學的共享前置倉配送模式研究

吳延峰，田 凱，李麗紅

（河南科技大學 車輛與交通工程學院，河南 洛陽 471003）

0 引言

近年來，隨著新零售模式的快速發展，現有物流配送模式面臨著巨大考驗[1]。在新零售環境下，傳統的城市末端配送方式越來越暴露出成本高、效率低、資源浪費等諸多問題，嚴重制約了城市物流的發展[2]。如何變革物流配送模式，提高配送效率，以滿足消費者的多樣化需求，達到城市配送中的“精益配送”，成為學界研究的熱點問題。汪傳雷，等[3]基于共同配送理論和現代規模經濟，提出了混合綠色、低碳、智能概念的城市共配模式。Anderluh，等[4]基于時間和空間同步構建了一種兩級城市配送模式。王漢新，等[5]論證了共同配送在緩解城市交通壓力、降本增效等方面具有積極的促進作用。王雅琴[6]則認為利用傳統城市道路運輸實施共同配送，不能有效緩解道路擁擠和交通堵塞等問題，提出將軌道運輸納入城配體系來開展城市共同配送。尚金麗，等[7]針對城市交通壓力大，導致城市末端配送效率低的問題，提出“云物流”社區終端配送模式。Thompson，等[8]提出一種城市集成化配送網絡，即各個供應商以協作共享的方式為終端客戶提供配送服務，實例證明了該網絡可有效減少運輸車輛數量和運輸距離。邱晗光，等[9]在全渠道配送模式背景下，基于交付流程中不同推拉分界點的設置，界定了三種城市配送當日達機制，即網絡平臺整合機制、配送中心實施機制及社區店實施機制，并對三種當日達實施機制進行了比較分析。然而，上述配送模式雖然在一定程度上降低了城市末端配送成本，但隨著消費者需求的不斷升級，消費者對“最后一公里”的配送時效性和服務質量要求仍難以滿足，前置倉模式的出現使得分鐘級的末端配送成為可能。

前置倉最初是生鮮電商企業為了及時滿足消費者日益增長的消費需求以及應對加劇的市場競爭，在消費者附近區域設置的小型倉儲單位，對提高企業的末端配送時效性、消費體驗有著較為積極的促進作用[10-11]。目前，關于前置倉的理論研究較少，主要是各類零售企業在C端市場布局前置倉，如阿里旗下的盒馬鮮生、7Fresh、叮咚買菜及每日優鮮；在B端市場，由于單一平臺的流量難以帶來規模效應，成本高，少有企業涉及[12]。然而在B端市場配送領域，近年來隨著大城市出臺政策優化城市核心區功能，不斷對城內的物流倉儲網點進行疏解，大型倉儲設施開始向郊區遷移，加上貨車限行、道路擁堵等不確定性情況，城市配送服務水平受到了嚴重的影響[13]。此外，隨著商貿市場的逐步規范，傳統代理商數量大幅減少，如果通過B2B平臺配送，中小或新興B2B平臺僅靠自身流量難以支撐其自建物流體系，城市末端配送時效嚴重滯后。因此，針對上述問題，提出在城市內部設置共享前置倉的設想，利用共享前置倉的方式賦能傳統零售企業，全面改造傳統零售流通領域的成本結構，提升運營效率。但是，這種方式帶來的效率提升與收益能否支持其前置倉的運作成本，且優于傳統城市倉配送模式還有待研究。因此，本文采用系統動力學理論和建模方法，結合共享前置倉配送模式的渠道特點、服務范圍等，確定系統邊界、構建共享前置倉運營系統的存量流量模型，通過仿真對比分析，驗證共享前置倉配送模式的可行性。

1 共享前置倉配送模式介紹

1.1 共享前置倉配送模式的界定

在共享前置倉配送模式中，運營系統包含一個統籌品牌商、城市倉、共享前置倉與B端門店和C端消費者之間物流服務的信息管理中心、與B端門店數量和消費者屬性相匹配的多個共享前置倉和1個城市倉，如圖1所示。信息管理中心作為共享前置倉配送系統的大腦，滿足倉到倉、倉到店、倉到C端的多種場景要求，擁有能同時支撐及服務線上平臺、C端、門店等渠道的倉儲管理能力，為所有企業提供信息搜集、分析和共享服務，因此實施該模式對信息系統提出了較高的要求。此外，共享前置倉的建設管理者既可以是品牌商和區域經銷商共同投資組建的專業物流公司，也可以是品牌商以外的城配企業。

圖1 共享前置倉配送運作流程

本文提出的共享前置倉配送模式融入了倉配一體的思想和協同共享的理念，并借鑒了快遞網絡的運作流程，是在電商前置倉配送模式基礎上演變而來的由第三方物流企業主導的多家品牌商共享倉儲配送服務模式。第三方物流企業通過整合不同的品牌商，將來自不同品牌商的不同種類貨物按照各品牌商的具體要求進行分類儲存，同時對倉內分揀和倉外配送多個物流環節進行協調，實現倉配一體化。此外，該共享前置倉類似于快遞網絡中的分撥中心，但具有短時儲存功能，通過把貨物分揀成每個具體的訂單，由末端運力配送到B端門店或C端消費者手中。

1.2 共享前置倉配送模式的功能和特點

在共享前置倉配送模式中，零售企業和第三方物流企業不再是一個個獨立的個體，他們通過共享前置倉被連接起來，最大程度的整合社會資源，讓訂單、貨物、配送、倉儲等形成規模，提高網絡密度和倉庫使用率，最終達到規模經濟，實現共享前置倉從成本中心向利潤中心的升級轉變。在共享前置倉配送模式下，第三方物流企業收集客戶的需求信息，并將分析整理后的信息通過其信息管理中心與品牌商進行共享；第三方物流企業將從品牌商處取得的貨物按照訂單具體需求進行分揀，并通過開展共同配送降低成本，還可以通過倉與倉之間的貨物周轉進行調貨配送，往返時間和距離都變短，減少了空駛里程，提升配送時效。此外，第三方物流企業通過對分撥到共享前置倉的貨物做庫位規劃，滿足入駐類型的多元化，并實現短時倉儲和靈活配送，構建服務半徑3-5km的配送網絡，最快2h到達。選用新能源物流車進行配送交付，實現綠色節能。

為加快響應速度，該模式物流服務所有環節均實現數字化、線上化，并且具備BC一體化的物流服務能力，2B訂單與2C訂單一套履約體系即可滿足要求。共享前置倉滿足各種變化的倉儲要求，如具有季節性消費的水果、蔬菜等。在銷售旺季，商家倉儲空間緊張時，可將貨品暫存共享前置倉以便調用，節省不必要的建倉成本。此外，通過橫向擴大入倉客戶類型，如服務品牌商、B2B平臺、無人零售企業、部分社區社群電商和C端消費者等，攤薄共享前置倉運營成本，并實現縱向全時段多類型客戶共享倉配，提高倉庫使用效率。首先，根據目前市場上的配送時效要求，將配送貨物分類，然后分時段入庫、卸車、分揀，不同班次配送不同的貨物，從而提高倉庫作業效率，降低運營成本，如圖2所示。但是，并非所有貨物都適合共享前置倉配送模式，一般是具有時效性或區域性的貨物，比如飯店食材、當地水果、生鮮、風味零食等，都必須要在店鋪開門之前進行交付；社區團購、部分飯店等需要的貨物，最遲在下午3點之前就要配送完成；便利店補貨或常溫品的配送，在商店關門之前交貨。

圖2 多班配送示意圖

2 系統動力學模型構建

共享前置倉作為一種新的城市配送手段，其運營特征有待研究和歸納。系統動力學是研究關系錯綜復雜的系統，通過結構理論的視角解釋和分析運營管理中存在的問題[14-15]。因此，本節將根據共享前置倉的功能和特點，結合系統動力學方法，構建共享前置倉運營系統模型。

2.1 系統邊界及變量

由于企業實際運營成本構成復雜，本文將第三方物流企業的市場行為簡化，分別建立運輸子系統、庫存子系統和配送子系統模型，每個系統之間相互作用和影響，通過逐級反饋構成一個整體的系統。運營總成本是指把貨物從城市倉運到共享前置倉再到交付過程中所產生的全部費用。訂單量代表著入駐客戶的數量，直接影響著配送成本，是反映企業營業收入的重要數據，對分析第三方物流企業的經營狀況具有重要作用。

在以往物流企業實際運作中，大都注重運輸成本和庫存成本，但隨著時代的進步，消費者需求不斷升級，服務質量漸漸引起企業的重視[16]。服務質量與企業的服務能力相關，服務能力指一個服務系統提供服務的能力程度。本文所提出的服務能力主要是指第三方物流企業在發展過程中的生產、配送、客戶關系管理等方面的綜合能力。在本系統模型中，服務能力受盈利能力、生產能力、訂單服務能力以及客戶關系維護能力的直接影響，間接受到營業收入的影響。

2.2 共享前置倉運營總成本模型

在共享前置倉配送模式下，運營總成本主要由總運輸成本、庫存成本、訂單配送總成本、共享前置倉租賃成本構成。

其中運輸總成本是指把貨物從城市倉運到共享前置倉過程中所產生的費用，包括運輸成本、裝卸搬運成本、運輸貨損成本等，運輸成本由運輸費率和運輸量決定。

運輸總成本=運輸成本+裝卸搬運成本+運輸貨損成本運輸成本=運輸量×運輸費率

前置倉庫存成本包括存儲成本、缺貨成本、出入庫成本等，其中存儲成本由實際庫存和單位庫存成本來決定。

庫存成本=存儲成本+缺貨成本+出入庫成本存儲成本=庫存量×單位時間存儲費率

庫存量=INTEG(入庫量-倉出庫量，初始庫存）

配送總成本是指把貨物從倉庫配送到末端門店過程中所產生的費用，包括訂單配送成本、訂單配送貨損成本等。訂單配送成本由訂單費率和訂單量決定。

配送總成本=訂單配送成本+配送貨損成本訂單配送成本=訂單量×訂單配送費率

共享前置倉運營總成本模型的系統動力學流圖如圖3所示。

圖3 共享前置倉運營總成本模型系統動力學流圖

2.3 共享前置倉服務能力模型

服務能力模型引用了運營總成本模型里的部分變量，模型流圖如圖4所示。在該模型中，訂單量的增加勢必會造成營業收入和運營總成本的增加，從而提高營業利潤；營業利潤和營業收入增加，盈利能力得到提高，對資本再投入有促進作用，進而生產能力加強，提升服務能力。服務能力的增加直接促進客戶滿足度因子的提升，進而吸引潛在客戶入駐，提高市場占有率。

圖4 共享前置倉服務能力模型的系統動力學流圖

2.4 模型參數設置

Z公司是一家專業的第三方物流服務商，其主要為品牌商、無人零售企業等進行末端配送服務。基于Z公司相關數據，結合相關學者在系統動力學仿真方面的研究成果，本文設定的共享前置倉運營系統實證模型參數見表1。

表1 Z公司模型參數說明

3 仿真結果分析

為保證模型滿足既定的約束條件和研究目標，本文對建立的系統動力學模型逐項進行效度檢驗。將上述對應的參數代入模型后，對共享前置倉配送模式下的物流服務過程中的關鍵變量進行分析，研究其對整個運作系統營業利潤和服務能力的影響。仿真模擬共享前置倉運營績效的變化趨勢，重點研究共享前置倉運營成本、利潤以及服務能力等。模型的仿真時長設置為60個月，步長為1月。為方便區分，本文將共享前置倉配送模式模型命名為SFDC（Shared Front Distribution Center），傳統配送模式模型命名為CDM（Conventional Distribution Mode）。分析兩種模式下運營成本與服務能力的變化和區別，以研究共享前置倉運營系統的特征。

3.1 關鍵變量分析

目前，生鮮電商前置倉大都因訂單量不夠，不具有規模經濟效益，始終無法實現盈利，故共享前置倉訂單量達到何值時才能實現盈利是一個值得研究的問題。隨著政府不斷出臺政策疏解城內大型倉儲設施，城市配送服務需求增長，影響著共享前置倉的發展。另外，目前政府還沒有實質性的共享倉儲監管政策法規，倉儲雙方都缺乏安全感，影響入駐客戶數量，故政策因子也是本文考慮的關鍵變量。

3.1.1 訂單量對系統績效的影響。應用VENSIM軟件對存流量模型進行仿真，結果如圖5所示。從圖5a中可以看出，隨著訂單量的增加，營業利潤也隨之增加。營業利潤的增加對資本再投入有促進作用，從而提升服務能力，如圖5b所示。但在共享前置倉的月訂單量未達到810單時，單倉營業利潤小于0，說明營業收入不足以覆蓋共享前置倉的運營成本；共享前置倉的月訂單量只有在大于810單時，才能實現盈利。因此，對于共享前置倉管理者而言，需要盡可能引導和開發客戶潛力，實現貨物入駐品類的多元化，從而提高網絡訂單密度，通過開展共同配送降低配送成本。

圖5 訂單量與系統績效關系仿真結果

3.1.2 政策因子對系統績效的影響。政府出臺的不同政策將影響共享前置倉運營系統績效的發展趨勢。除了參考已有研究成果，還根據共享前置倉發展的政策需求，將城市倉儲設施管理政策和共享倉儲監管政策設置為仿真政策因子。為了考察政策實施力度對共享前置倉運營系統績效的影響，改變政策因子的參數值，設立兩個政策方案，分別是政府為大型倉儲設施疏解政策和共享倉儲監管政策實施設置緩沖期和加大政策實施力度，見表2。

表2 政策因子變化方案

由于論文篇幅所限，本文僅列舉了不同方案下營業利潤和總服務能力的變化趨勢，具體仿真結果如圖6所示。從圖6可以看出，與初始狀態相比，改變政策實施力度，營業利潤及總服務能力將會增加，這也體現了共享前置倉屬地的倉儲物流政策對前置倉的可持續發展至關重要，因此共享前置倉運營管理方應重視倉儲政策的影響，并積極采取措施進行改善，從而提高運營系統績效。

圖6 政策因子與系統績效關系仿真結果

3.2 與傳統配送模式運營績效比較

3.2.1 運營成本分析。共享前置倉配送模式與傳統配送模式下的運營成本仿真結果如圖7所示。從圖7可以看出，共享前置倉配送模式下的運營成本相比于傳統配送模式，總體降低12%~30%。但由于兩種配送模式履約結構的差別，仿真曲線呈現出不同的增長態勢，共享前置倉配送模式下的運營成本曲線波動較小，總體走勢上為線性增長。其原因主要是隨著時間的推移，共享前置倉新入駐客戶數量和已入駐客戶粘性增加，導致訂單量提升；訂單量增加在一定程度上導致訂單配送成本提高，進而增加了運營總成本。另外，在共享前置倉配送模式中，配送成本在運營總成本構成中占比較大，如圖8所示。所以在共享前置倉配送服務過程中，應當合理規劃配送線路，降低配送成本。

圖7 運營總成本仿真結果

圖8 共享前置倉運作成本仿真結果

3.2.2 服務能力分析。如圖9所示，共享前置倉配送模式和傳統配送模式服務能力累積自30個月后產生較大區別，共享前置倉配送模式的服務能力提升速度比傳統配送模式更快。由于受多個方面因素的影響，隨著時間的推移，兩種模式下服務能力走勢差異逐漸增大，共享前置倉配送模式的服務能力增速愈加變快，最終在60個月后形成大約23%的服務能力差異。顯然，在零售行業全渠道變革環境下，共享前置倉配送模式比傳統城市配送模式更具競爭力。

圖9 總服務能力仿真結果

4 結語

為解決城市配送中存在的問題，本文提出在城市內設置共享前置倉，并對共享前置倉配送模式進行界定和分析。基于系統動力學理論和建模方法，確定系統邊界及變量、函數，構建存量流量模型，對共享前置倉配送模式進行仿真分析。結果表明，雖然在城市配送框架中設置了共享前置倉，末端配送系統由二級轉化為三級結構，但由于其共享開放的性質，運營成本仍得到顯著降低，服務能力得到了顯著提升，表明共享前置倉配送模式能夠切實幫助企業實現降本增效。鑒于當前零售行業的渠道結構日益復雜化，該模式在一定程度上代表了未來末端配送發展的方向。但是，共享前置倉承擔了一定的庫存壓力，如何有效降低其庫存成本，需要在今后的研究中做進一步的探討。