2.2 倉庫的選址
倉庫的選址在物流系統中是一個十分重要的問題,它決定了整個物流系統的模式、結構和形狀。相應的,物流系統的設計(設計倉庫的規模、周轉速度等)又對倉庫的選址起到決定作用。
倉庫選址的過程也可以看做是各項物流成本與客戶服務水平之間的均衡,一般來說,即綜合考慮各項影響因素之后,在一定的客戶服務水平下,利用一定的數學規劃方法,找到綜合成本最低的位置。以銷售為主要目的的倉儲,位置帶來的贏利能力往往起決定作用,位置帶來的收入減去場地成本就得到該地點的贏利能力。以保障為主要目的的倉儲,服務的可得性可能是選址的首要因素,在收入和成本難以確定時尤為如此。
2.2.1 影響倉庫位置的因素
物流系統的現狀和基本規劃是倉庫選址問題的前提條件,它們決定了未來倉庫的作用和規模。研究倉庫選址問題,首先要盡可能定量地分析物流系統的現狀和未來一段時間的規劃,對遠期的作業量、作業成本、運輸路線及需求有盡可能明確的認識。
按照運營形態劃分的話,如果倉庫已經存在,如公共倉庫或租賃倉庫,倉庫位置常常受制于已有的設施。這時選址主要受費率和所提供的服務的影響。影響自營倉庫位置的因素比較復雜,一般來說有以下幾點。
(1) 必要條件。必要條件包括各地的商業數據、已知客戶需求的分布狀況及預測、業務量的增長率、服務范圍等。
(2) 運輸條件。要求靠近鐵路貨運站、港口碼頭、機場、汽車貨運站等運輸據點,有良好的交通條件,靠近客戶。
(3) 土地成本。新建倉庫的土地成本或者地租是影響倉庫費用的重要因素。
(4) 勞動力因素。當地的勞動力成本和可得性,這對于裝卸搬運自動化程度不高,對人工搬運依賴大的傳統倉庫尤為重要。
(5) 城市規劃和各項法律法規。城市發展的布局規劃、關于消防或控制污染等方面的要求、興建物流園區等優惠政策也是可能影響倉庫位置的因素。
(6) 管理與信息條件。是否“商物分流”,即倉庫商務管理對倉庫位置的影響。
(7) 其他因素。例如根據業務種類是否需要冷凍和保溫設施、防公害或危險品處理設施等,選址區是否限制這些特殊條件。
尤其需要注意的是,倉庫位置的選擇一般是長期物流規劃的結果,一旦開始建設,重新選擇將花費巨大的人力、物力,所以在規劃之初,不但要考慮目前的數據,還要預測未來的發展。
2.2.2 倉庫選址策略
在現實中,可以通過采集倉庫到上下游客戶的運輸費率、與不同客戶之間的距離、倉庫儲存費率等數據,利用約束條件和目標函數建立相應的數學模型,求總成本最小的解即最優解,由此得出最佳的選址方案。
1.單設施選址模型
首先介紹一種較為簡單的求解單設施選址的方法,叫做精確重心法或者網格法。這種選址方法只要求知道運輸費率和到倉庫的運輸量,就可以很方便地利用Excel求解,操作起來比較簡單。
設有一系列點分別代表生產地和需求地,各自有一定量貨物需要以一定的運輸費率運向一個未知位置的倉庫或從倉庫運出,那么該倉庫位于何處呢?我們把該點的運量乘以該點的運輸費率,再乘以到該點的距離,求出使上述乘積之和(即總運輸成本)最小的點。即

其中,TC——總運輸成本;
Vi——i點的運輸量;
Ri——到i點的運輸費率;
di——i點到倉庫的距離。
假設各點的坐標為(Xi, Yi),倉庫的位置待定,用()來估計。各點到倉庫的距離可用式(2-2)計算:

其中,K 代表一個常數,將坐標軸上的一個單位距離轉換為實際距離。解上述兩方程可得倉庫位置的坐標值。其精確重心為:

求解過程包含下列6個步驟:
(1) 確定各地坐標值(X, Y),同時確定各點貨物的運輸量和直線運輸費率。
(2) 不考慮距離因素,估算初始倉庫的位置(),利用初始倉庫位置計算di。

(3) 將di代入重新求解(),解出修正的倉庫位置坐標。
(4) 根據修正的倉庫位置坐標再重新計算di。
(5) 重復步驟(3)、(4),直至()坐標在連續迭代過程中的變化很小,沒有實際意義。
(6) 計算最優倉庫位置的總成本。
知識鏈接
倉儲選址決策過程
某公司有2個工廠向倉庫供貨,由倉庫供應3個客戶,工廠和客戶的位置如圖2.1所示。我們需要尋找使運輸成本最小的單一倉庫的位置。將一張網格圖疊放在公路地圖上,可以方便地得到各點的坐標。產品A由P1負責供應,產品B由P2負責供應。這些產品隨后再被運往市場。坐標、運輸量和運輸費率見表2-1。
表2-1 工廠和客戶坐標、運輸量及費率表


圖2.1 工廠P1、P2和客戶M1、M2、M3及建議的倉庫位置圖
利用Excel表格求解,可以簡化計算,見表2-2。
表2-2 計算過程一

現在,我們得到
=322.5/62.5≈5.16
=323.75/62.5≈5.18
根據圖2.1就可以大致確定倉庫的位置。假設K=1,則可以求出總成本(表2-3)。
表2-3 計算過程二

在很多實際應用中,該算法可以計算出一個合理接近最優解的位置,當各點的位置、運輸量及相關成本完全對稱時,即可得出最優解。但當需求點數量較少時,誤差水平會大幅增加。要找到一個更精確的重心解還要完成求解過程的其他步驟。應該指出,此問題的精確解最終是無法得到的,但我們可以通過反復迭代降低所得解的誤差(表2-4)。
表2-4 計算過程三

修正后的坐標值如下:
=101.994/20.246≈5.04
=102.377/20.246≈5.06
總成本為214.31萬元,比初始解降低了0.4萬元。經過多次迭代,總成本和坐標誤差的變化趨近于零。
對于單設施選址模型來說,該方法的優點是有助于尋找倉庫選址問題的最優解,能夠充分真實地反映實際問題。但在解決實際問題中也暴露出一定的缺陷,例如模型需要假設需求量集中于某一點,在不同位置建設倉庫的投資成本差異在模型中無法體現,運輸成本并不完全隨運距成比例增加,節點之間的距離也可能不是直線等。
2.多設施選址策略
面對大多數企業來說,其面臨的問題往往是必須同時決定兩個或多個倉庫的選址,雖然問題更加復雜,但也更接近實際情況。對于多設施選址問題,由于計算過程過于復雜,我們只簡單介紹一種多重心法的基本原理。
多重心法的原理與精確重心法類似,簡單來說就是利用線性規劃,結合實際情況預先將若干個需求點分配給相應的待選址倉庫,形成若干個小物流系統,然后再尋找每個小物流系統的精確重心,再將各點重新分配給已知的精確重心,找出修正后的各群落的重心位置,重復上述過程直到不再有明顯變化,這樣就完成了特定倉庫選址的計算。
隨著倉庫數量的增加,運輸成本通常會下降。與之相悖的是物流系統中的總固定成本和庫存持有成本會上升。最優解就是這兩者的均衡。
在實際運用中,可以加入線性規劃將總成本最優作為約束條件,通過計算機軟件包來求解即可。