“互聯網+新農村”下的配送中心雙層選址模型研究

聞良，付星

（長安大學，陜西 西安 710000）

“互聯網+新農村”下的配送中心雙層選址模型研究

聞良，付星

（長安大學，陜西 西安 710000）

考慮到“互聯網+新農村”模式下，建立配送中心，設立分撥點能將新農村環境下分散、多且雜的產品進行集中處理。在給定條件下，通過設立雙層選址模型，計算給定初始值，得出較合理的選址方案，使得運輸企業、客戶均受益，實現雙贏。

互聯網+新農村；配送中心；雙層選址模型

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.11.004

CLC NO.: U495 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)11-07-03

引言

2013年中央1號文件在《關于加快發展現代農業進一步增強農村發展活力的若干意見》一文中強調統籌協調，促進工業、城鎮、信息和農業現代化同步發展，強化現代農業基礎支撐，推進新農村建設[1]。新農村的建設是一項惠民工程，跟隨電子商務的步伐，B2C模式應用使得農民享受網購的優惠，C2B電商模式應用農民可以將當地特色產品或者自己種植綠色無公害瓜果賣給全國各地需要的人，使得農民品嘗到電商甜頭。如果農村物流得不到發展，那么一定會影響農村對電子商務的需求，從而影響供貨商的積極性[2]。根據2016年中國互聯網信息交易中心（CNNIC）的網絡交易額及增長率調查報告顯示，我國的網絡零售交易額成高速增長態勢，雖然增長率有所下滑，但是增長率依舊達到40%左右，具體數據詳見表格1。

表1　中國網絡交易額及增長率

根據CNNIC中國城鄉網民結構調查報告顯示：2014年與2015年相比，城鎮網民增長速率為4.80%低于農村網民增長速率9.50%，詳細數據見表2。

表2　城鎮、農村網民的數量及占比

由上述CNNIC調查報告得出結論：我國網民占據總人口數量的一半多，而且增長速率明顯；伴隨電商+新農村，越來越多的農民加入互聯網行列中來，農村網民的數目也在逐年遞增，其增長速率遠高于城鎮網民增長速率。建設物流配送中是鏈接工廠與農村、城市與農村產品溝通、電商拓展的中間橋梁。

新農村環境下，農村建設大多是政府規劃成型，對于配送中心、新農村代理點（后面簡稱代理點）建立會有相應的候選地址，對于企業來說，使得運輸費用、產品配送處理費用、固定投資費用以及綜合費用等總費用最小是關鍵，但是對于客戶而言運輸費用、快件產品配送處理費用最小是他們想要的結果。當選址的結果使得都接近雙方的目標時時較合理的選址方案。首先，對于企業來說，運輸費用的降低能使得企業節省一大筆費用，在B2C模式下，產品（主要是快件）小而散，雜且多特點使得企業要想開墾農村電商這塊土地，必須建立配送中心、代理點使得配送簡單，節省費用，而且能夠提供優質的服務，將商品快速及時送到農民客戶手中；其次對于客戶（主要是農民）來講，方便省時省錢是他們所關心的內容，當客戶需要運送貨物，運輸費用和對產品的處理費用是他們所需要考慮的方面，客戶會選擇總的費用最低最為最佳選擇。

1、問題描述

在電商時代，B2C模式下，通常農民充當C的角色，即作為客戶通過互聯網購買網上商品，生產商將下單購買的商品通過當前快遞公司將產品運送到農民手中，這是B2C模式中較為常見的形式。隨著農民生產意識提高，“互聯網+”生產效應不斷擴大，現在形成一種由農民擔當生產商，城鎮居民充當購買客戶，農民將自己種植的瓜果蔬菜、民間工藝產品通過互聯網實現銷售，這期間，快遞公司之類的運輸企業再一次起到橋梁連接作用，負責將產品運送到城鎮顧客手中，其模式可以總結為“互聯網+新農村”新型模式。

運輸企業連接農村與城鎮起到非常重要的作用，其中對運輸企業和客戶而言運輸成本、產品配送費用是可變費用中最要的兩項。對于運輸企業還有建廠投資費用和綜合費用也是比較重要兩項固定費用。本文通過建模，期望在備選地址中找出既有利于企業又有利于客戶的選址方案。

運輸成本是一項重要成本指標。運輸企業配送過程在選址、車輛數確定情況下，輸運距離成為主要的因素。通常企業希望能夠以最短距離將產品配送到客戶手中，這樣既省時又省力，還能得到更好的用戶體驗，增加用戶數；同樣客戶在配送過程，希望找到距離自己最近，方便快捷，運費又省的運輸企業手中。因此在備選方案中，通過雙層目標優化能找到比較理想的選址方案。

固定成本和綜合費用是運輸企業必須考慮的成本因素。固定成本與選址地址有關，而綜合成本則是綜合考慮其他方面的因素。兩者費用與企業選擇備選地址有關系，越靠近市區這兩項成本越高，但是距離較近，運輸費用較低；反之則費用越低，運輸距離較遠，運輸費用相對較高。因此對于地址選擇需要將固定成本加入，綜合考慮。

2、模型假設

將產品不經過復雜的配送路線，通過每個代理點將需求點進行小規模的集中，再將各個分撥點集中來的產品進行配。設置小區域代理點是對新農村環境下，區域面積大，運輸產品數量多、體積小、終端配送分散等特點最簡單且行之有效的辦法。其配送網絡圖可以簡化為圖1所示。

圖1　配送網絡路線簡化圖

2.1模型假設

（1）能夠大致預測某一區域或范圍內網購的能力、產品運輸量，并且配送中心能夠滿足這一要求；

（2）能夠大致確定備選建設的配送中心、代理點地址以及數目；

（3）配送中心、經銷商分撥點以及需求點之間的運費計算均為運輸量的線性函數；

（4）配送中心的配送費用為配送量的可變函數；

2.2模型變量及參數定義

2.2.1變量定義

Xij：從第i個配送中心運輸到第j個代理點的產品數量；Yjk：從第i個分撥點運輸到第k個需求點的產品數量；Yj：第j個分撥點是否被選（被選中值為1，否則為0）。

2.2.2參數定義

I：配送中心集合（1,2,3，…，n）

J：分撥點集合（1,2,3，…，m）

K：需求點集合（1,2,3，…，p）

Fj：第j個代理點的固定基礎投資費用；

Cij：從第i個配送中心向第j個分撥點運輸之間運輸產品的數量；

Djk：從第j個分撥點向第k個需求點之間運輸產品的單位運費；

Si：第i個配送中心最多可配送的產品數量；

Uj：第j個分撥點配送產品的單位可變費用；

Vk：第k個需求點需要配送產品數目；

Wj：第j個分撥點的存儲能力；

Zj：通過第j個分撥點的產品數量；

2.3模型描述

上層規劃：

上層目標函數是從企業角度出發使總的運輸費用、配送費用、固定投資費用、綜合費用最小。約束條件（2）保證至少建立一個分撥點；約束條件（3）分撥點配送總能力大于配送中心總的產品數量；約束條件（4）代理點j流通量與進入分撥點的產品數量相等；約束條件（5）是0-1約束變量。此模型是典型的整數規劃問題求解，模型的求解可采用分支定界法求解，而模型中的Xij、 Xjk的解由下層規劃求得。

下層規劃：

下層規劃客戶對配送中心、分撥點的選擇行為。目標函數（6）表示各代理點配送量和需求量，以使其總費用最小，其模型遵循客戶最有原則。約束條件（7）表示配送中心i到各代理點運輸量等于分撥點的收集產品數量；約束條件（8）表示代理點j到各需求點的運輸量等于需求點需要配送產品的數目；約束條件（9）表示進出點產品數目不等，有一個產品丟失率?；約束條件（10）表示配送中心到分撥點j運輸量應該大于j的最大配送量；約束條件（11）表示約束條件為非負變量。同時，對于給定的Yj我們可以計算出目標函數的矩陣是正定，存在唯一解。

模型求解：對于一般的雙層規劃屬于NP-hard問題，很難精確求解，本文給出的模型是一個混合整數雙層規劃問題[3]。對于模型求解，根據給定的初始解，求解下層模型得到，帶入上層模型得到Zj，最后帶入上層目標函數，得出第k次計算出來的Fk最小費用目標函數，最后（δ為迭代精度），最后有望收斂于雙層模型的最優解。其具體計算方法如下：

步驟一：給定一個初始解，迭代次數從k=0開始計算，得到下層問題的解，根據得出，帶到上層目標函數，得到F0。

步驟二：對于給定的初始解，迭代次數到k，計算得到下層問題的解，帶入上層得到，在帶入上層目標函數，得到Fk。

3、算例

某企業欲在A市有2個配送中心，需要對該市8個新農村配送產品，擬規劃5個分撥點J1、J2、J3、J4、J5對新農村居民實施配送。已知分撥點每日的單位可變費用分別為35、40、37.5、37.5、40元；分撥點的建設費用分別為7500、7800、7450、7650、7500元；配送中心配送需求量和各個分撥點的日需求量、分撥點到需求點單位運費情況和需求點的日需求量，詳細數據見表格3和表格4，產品丟失率σ=0.01。

表3　配送中心、分撥點的日需求量

表4　分撥點到需求點的單位運費情況以及需求點的日需求量

因此由上面的解可以得到，可以得到F0中運費為932.5，可變費用為6825，總的，根據帶入上層目標函數得到新的一組解。

第三步：依據解算出F1中固定投資費用為22450，運輸費用為1152.5，可變費用為6600，總費用為30202.5。

按照上面得步驟，迭代得到F2、…、Fk-1、Fk的值，比較得到最小值為，為最后求得的結果。

[1]吳勇杰.電子商務環境下的農村流通供應鏈優化研究,[D].成都理工大學碩士論文.2014.

[2]吳勇杰,顏佳玲.基于農村電子商務環境下的物流模型研究[J].物流工程與管理,2013,（3）.

[3]馬丹祥.逆向物流網絡設計優化模型研究,[D].西南交通大學碩士論文.2005.

Distribution center tier "Internet + New Countryside" under study Location Model

Wen Liang, Fu Xing
（Chang'an University, Shaanxi Xi'an710000）

Taking into account the "Internet + New Countryside" mode, the establishment of distribution centers, set up under the new agency locations can disperse rural environment, more and miscellaneous products for centralized treatment. Under the given conditions, through the establishment of a double location model to calculate given initial value, derived more reasonable siting program, making transportation enterprises, customers are to benefit and achieve win-win situation.

"Internet + New Countryside"; Distribution Center; Double Location Model

U495

A

1671-7988(2016)11-07-03

聞良，就讀于長安大學，物流工程與管理專業。