基于重心法和因次分析法的生鮮零售前置倉選址問題分析

楊德艷，朱 媛

（1.江蘇師范大學(xué) 商學(xué)院，江蘇 徐州 221116；2.江蘇師范大學(xué)科文學(xué)院 管理學(xué)院，江蘇 徐州 221132）

0 引言

生鮮食品是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚囊徊糠郑哂邢念l繁、需求量大、重復(fù)購買率高等特征，是零售市場中最重要的一類，而生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)擁有萬億級別的市場體量，是國民基礎(chǔ)消費品產(chǎn)業(yè)。我國鮮食產(chǎn)品市場規(guī)模龐大，且呈逐年遞增趨勢。數(shù)據(jù)顯示，生鮮食品所占比例高達(dá)50%以上。2020年一年生鮮食品的市場交易額就達(dá)到了1.79萬億元。

隨著疫情的爆發(fā)，“宅地”經(jīng)濟(jì)孕育而生，所有行業(yè)，包括生鮮農(nóng)產(chǎn)品零售業(yè)，都在尋找擴(kuò)大其在線業(yè)務(wù)的方法。社區(qū)封閉式防疫導(dǎo)致國內(nèi)食品需求回升，加速了生鮮食品從線下到線上的需求，與此同時，對生鮮到家服務(wù)的需求不斷上漲，消費者逐漸養(yǎng)成線上購物的習(xí)慣。據(jù)統(tǒng)計，2020 年上半年全國生鮮電商市場規(guī)模為1 821.2 億元，同比增長137.6%；2019 年生鮮電商月活用戶超7 100 萬，同比增加了75.4%；生鮮到家客單價、客單量快速增長，毛利率提升，獲客成本降低，且新用戶的整體留存率高達(dá)83%。由此可見，疫情加速了生鮮品類線上滲透率提升的進(jìn)程。

生鮮產(chǎn)品具有保質(zhì)期短的典型特征，如何將產(chǎn)品快速的送到消費者手中是生鮮產(chǎn)品交易中的重要一環(huán)。而前置倉的選址問題決定了產(chǎn)品的配送時間，在生鮮產(chǎn)品配送中起著決定性的作用。

1 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述

為規(guī)范前置倉這一新興業(yè)態(tài)的經(jīng)營行為，中國連鎖經(jīng)營協(xié)會于2020年4月1日起發(fā)布生效的《前置倉管理規(guī)范》中定義：前置倉是一種通過企業(yè)總部線上經(jīng)營，將商品通過前置在社區(qū)的服務(wù)站進(jìn)行倉儲和配送，實現(xiàn)商品快速到達(dá)的線上零售和末端配送相結(jié)合的業(yè)態(tài)。從字面分析為“倉庫前置”，即根據(jù)需求密度在消費者周圍1-3km附近設(shè)置的小型倉庫，為服務(wù)半徑1-3km內(nèi)的客戶提供即時配送服務(wù)，是末端倉配一體化的服務(wù)模式。相比于傳統(tǒng)倉庫，服務(wù)對象直接為消費者，距離消費者更近，倉庫面積更小，服務(wù)范圍更小；相比于末端門店，成本更低，更易選址。

選址-路徑問題（Location-routing Problem，LRP）最早由Gandy提出，在早期研究中多用于優(yōu)化應(yīng)急救援[1]和常規(guī)商品物流網(wǎng)絡(luò)[2]。近年來，隨著冷鏈物流和生鮮電商的發(fā)展，學(xué)者們開始關(guān)注生鮮電商物流設(shè)施的選址-路徑相關(guān)問題。如，李佳沨，等[3]從倉儲、運輸、包裝等方面提出了冷鏈物流低碳化管理相應(yīng)的對策，為相關(guān)部門及企業(yè)制定冷鏈物流低碳化管理政策與措施提供了參考。代田莉，等[4]以ISMMICMAC模型為基礎(chǔ)，分析得出消費體驗和第三方監(jiān)管是影響我國生鮮電商發(fā)展最深層的因素。Hashim，等[5]針對模糊環(huán)境下由制造商、配送中心和客戶組成的三級供應(yīng)鏈體系的多目標(biāo)優(yōu)化問題，決策了配送中心的數(shù)量和位置以及供應(yīng)鏈中兩條運輸線路上的運輸量。Contreras，等[6]在拉格朗日邊界約化的基礎(chǔ)上，提出了一種分枝定界法，并對該方法進(jìn)行了快速求解。Holmberg[7]利用非線性凸集的運輸費用精確線性化方法，給出了一個不受能力約束的工廠選址問題的精確解。Syam[8]通過將企業(yè)的庫存、訂貨、運輸?shù)荣M用引入到企業(yè)選址中，使企業(yè)的整體物流費用最小化。

在前置倉選址方面，楊振宇，等[9]考慮到服務(wù)半徑、轉(zhuǎn)運能力、規(guī)模效益等影響因素，以成本最小化為目標(biāo)進(jìn)行前置倉選址建模，對前置倉的布局進(jìn)行了優(yōu)化。王成林，等[10]構(gòu)建了基于車輛配送方案和客戶個性化選擇的雙層規(guī)劃模型，對三級末端貨運服務(wù)網(wǎng)點進(jìn)行選址研究。黃凱明，等[11]基于有向圖刻畫了“工廠、中心倉庫、區(qū)域倉庫、零售商”組成的兩層物流設(shè)施選址和三層車輛路徑規(guī)劃問題，以設(shè)施選址費用、車輛固定成本和運輸費用之和最小為目標(biāo)建立相應(yīng)的模型，解決了設(shè)施選址和分配問題。楊朋玨[12]針對末端城配難問題，對比便利店、共同配送中心和自提柜三種末端城配模式的優(yōu)缺點，提出了末端共同配送網(wǎng)點模式，并分別從定性和定量兩種角度提出了兩種選址方法。葉夢瑩[13]針對某生鮮電商配送優(yōu)化問題，提出了使用循環(huán)箱的便利店自提模式，并在模糊評價與層次分析的基礎(chǔ)上建立了混合整數(shù)規(guī)劃模型。

綜上可知，國內(nèi)外學(xué)者主要研究了選址問題與各種成本之間的關(guān)系，對于前置倉選址的研究注重實際運用，將理論與實際相結(jié)合。基于生鮮產(chǎn)品易損耗的特性，在相關(guān)設(shè)施選址時一般從生鮮食品在運輸過程中的損耗、新鮮度對需求的影響兩方面分析選址的影響因素，都引入了損耗成本，將產(chǎn)品的新鮮度加入選址模型中。在對上述文獻(xiàn)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，本文對徐州市的生鮮零售前置倉選址問題進(jìn)行了研究。

2 考慮運輸成本的生鮮前置倉選址模型建立

2.1 重心法

重心法是將請求位置和資源位置之間的距離置于與運輸需求相同的水平，確定每個請求點的水平坐標(biāo)，并根據(jù)需求、距離和單位成本運輸生成函數(shù)表達(dá)式，最終通過微分解將運輸成本降至最低，以獲得最佳地理位置。本文利用重心法來確定物流網(wǎng)點的位置。假設(shè)P(x0,y0)表示所求設(shè)施的位置，P(xi,yi)表示現(xiàn)有設(shè)施（或各供應(yīng)點）的位置(i=1,2,...,n)，wi表示第i個供應(yīng)點的運輸量。若用Ci表示各供應(yīng)點的運輸費率，C0表示場址的運輸費率，根據(jù)重心法有：

重心坐標(biāo)公式如下：

2.2 模型建立

重心法模型需要滿足以下前提條件：

（1）已知需求地的需求量和地理位置；

（2）擬興建的前置倉容量已達(dá)到用戶要求；

（3）運輸成本與運輸量和運輸距離呈直線相關(guān)；

（4）已知前置倉與需求點之間的每一次運送成本。

結(jié)合相關(guān)理論和實例具體情況，若供應(yīng)點和場址的運輸費率相等，即Ci=C0，以最小化成本為目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建模型如下：

根據(jù)前期調(diào)查數(shù)據(jù)得到徐州市民最希望在蘇寧廣場、銅山萬達(dá)以及云龍萬達(dá)建立盒馬生鮮前置倉。由于已知數(shù)據(jù)是經(jīng)緯度，需要通過計算求出實際配送的距離。假設(shè)所建地點的地理坐標(biāo)分別為A(x1,y1)和B(x2,y2)，兩點的實際距離是經(jīng)過AB兩點的大圓的劣弧長度。原點坐標(biāo)為地心，以赤道平面為基本面，以0度經(jīng)線圈所處的平面為基礎(chǔ)，構(gòu)建出一個空間直角坐標(biāo)系，則AB 兩點的球坐標(biāo)分別為A(Rcosx1cosy1,Rsiny1cosy1,Rsiny1)和B(Rcosx2cosy2,Rsiny2cosy2,Rsiny2)，其中R為地球半徑6 370km，則AB兩點之間的實際距離為d=Rarccos(cos(x1-x2)*cosy1*cosy2+siny1*siny2)。根據(jù)百度地圖得到上述三個地點的經(jīng)緯度，見表1。

表1 各備選地址及坐標(biāo)

將表1數(shù)據(jù)代入式（5）和式（6）可得：

因此，徐州市新建盒馬前置倉的理想位置應(yīng)該在（3 475.56,1 912.22）處，結(jié)合上述三個備選地址的坐標(biāo)位置相比，應(yīng)該建在蘇寧廣場較為合適。

2.3 模型驗證

由上文可知，目前徐州市盒馬生鮮前置倉的選址地點與本文采用重心法計算出的坐標(biāo)地址存在一定誤差，因為在實際進(jìn)行選址建庫時，會綜合地價、運價、流量、政策及不可抗因素（如模型所求出的倉儲地址并無可用土地等）。為使差距的合理性具有一定說服力，本文通過分析徐州市盒馬生鮮選址影響因素，采用因次分析評價法對前置倉選址指標(biāo)進(jìn)行了評價。

因次分析法是對每個選擇都要考慮成本因素和非成本因素，然后做一個全面的對比。列舉多種影響因素，并將其分為客觀和主觀兩類，客觀的因素可以用貨幣來衡量，而主觀的因素則不能用貨幣來表述。先確定客觀量度值，然后確定主觀評比值和主觀量度值，最后將客觀量度值和主觀量度值進(jìn)行加權(quán)平均，得到位置量度值，即對選址方案的總體評價值，最高者即為最佳選址。

根據(jù)前期調(diào)查問卷整理得到的結(jié)果，選出蘇寧廣場、云龍萬達(dá)、銅山萬達(dá)三處地址作為建立盒馬生鮮前置倉的待選方案。粗略估計，各地點每年總經(jīng)營成本分別為380萬元、360萬元、365萬元。三個地點的無費用要素優(yōu)劣對比與要素的重要程度匯總見表2。主觀評價與客觀評價權(quán)重均為0.5。

表2 各備選地址非成本因素比較

（1）確定客觀度量值。對于每個可能的位置，都可以找出一個由該位置的各種費用所影響的客觀測量值。用Ci（i=1、2、3）來表示不同地區(qū)的年度運營費用總額，TKI（I=A、B、C）表示各地的客觀度量值：

（2）確定主觀評價值。由于主觀性因子并無一個定量的數(shù)值可供對比，故采用強(qiáng)制選擇方法來衡量各個位置的優(yōu)劣。強(qiáng)制選擇方法會將每一個位置與其他位置配對并進(jìn)行對比，使好的比例是1，壞的比例是0。之后，以每個地點的權(quán)重與總體權(quán)重的比率為基礎(chǔ)，計算出這個地點的主觀評分值，見表3-表9。

表3 客戶分布比較表

表4 供應(yīng)商分布比較表

表5 交通條件比較表

表6 自然條件比較表

表7 人力資源比較表

表8 政策環(huán)境比較表

表9 各因素匯總表

（3）確定位置度量值。區(qū)位度量指標(biāo)LMI是對各選址方案的總體評價，以其較高者為最優(yōu)。

LMIA=0.5×0.323+0.5×0.333=0.328

LMIB=0.5×0.341+0.5×0.267=0.304

LMIC=0.5×0.336+0.5×0.267=0.301

通過計算結(jié)果可以得到，地址蘇寧廣場的位置度量值最大，因此應(yīng)該選擇蘇寧廣場作為徐州市盒馬生鮮前置倉。

3 選址評價及相關(guān)建議

（1）同地址范圍內(nèi)分析。就盒馬生鮮來講，所選的地點在徐州市市中心蘇寧廣場附近，周圍并沒有已建成或待建的類似的生鮮零售前置倉，且建址地點附近有新建成的德基廣場、中央百貨，已經(jīng)有了固定的人流量、客流量等，對盒馬生鮮的建成會帶來一定的幫助。

（2）交通運輸環(huán)境分析。選址位置在當(dāng)?shù)氐能壍澜煌?號線上，且毗鄰公交車站，為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┝藰O大的交通便利。

（3）政策因素分析。徐州市盒馬生鮮前置倉地點在鼓樓區(qū)，熟悉市區(qū)的相關(guān)政策規(guī)定，再根據(jù)鼓樓區(qū)市中心附近人流量大，可以吸引較多顧客，為選址到目前所建地址加分。

根據(jù)兩種選址方法，都得到蘇寧廣場是徐州市盒馬生鮮前置倉的最優(yōu)選擇。本文主要考慮了成本和非成本兩個因素。但是在現(xiàn)實生活中，生鮮食品的種類很多，其儲藏環(huán)境也不一樣，如果在建模時將這些因素考慮進(jìn)去，則會使得選址結(jié)果更具科學(xué)性和合理性。

4 結(jié)語

生鮮食品是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡母哳l消費品，消費市場十分龐大。然而，因為高虧損和難以盈利，生鮮電商的滲透率非常低。生鮮電商企業(yè)成功與否，首先要解決的是前置倉選址問題。如何科學(xué)、合理地選擇前置倉位置，是實現(xiàn)商家與用戶共贏的必要條件。本文將重心法運用到生鮮電商的前置倉選址問題中，并通過因次分析法對徐州市盒馬生鮮前置倉選址進(jìn)行分析，從成本和非成本兩個方面對選址結(jié)果進(jìn)行評價。研究結(jié)果可以為徐州市生鮮電商選址問題提供決策建議，同時為其他城市的前置倉選址問題提供借鑒。