城市配送中心自有车辆规模研究

      文章编号：1003-1421(2007)12-0061-03 中图分类号：F259.23 文献标识码：A

      1 问题的提出

      在城市供应链中，配送中心的出现能够缩短供应链、减少客户的库存、有效降低物流成本和提高客户的核心竞争力。城市配送中心一般采用汽车进行配送，可将物品直接配送到最终用户。在城市配送活动中其配送运输成本居高不下，成为构成物流配送总成本的主要部分[1]。因此，实现运输过程的优化管理、有效实施运输成本控制对整个物流成本的控制和降低具有决定性作用。

      目前，我国城市配送中心普遍采取内外部车辆相结合的配送策略，其降低配送运输成本的方式主要通过对配送车辆进行路径优化和对自有车辆规模进行优化。国内外学者对第一种方式已做了大量研究，而对第二种方式的研究较少。

      由于城市配送中心每日配送量是随机数，因此，要根据配送量来安排车辆。但自有车辆过多，配送量少时，会出现车辆闲置，造成浪费。反之，自有车辆过少而配送量多时，就要从别处租车，但外协车辆有可能无法达到客户满意的服务水平，导致配送中心信誉的损失，甚至使客户流失。所以，配置合理的车辆数对配送中心尤为重要。对配送中心车辆规模的确定很多研究是通过短期的车辆优化调度来确定所需要的配送车辆数[2]。但车辆规模的确定是一个长期的计划问题，而不是短期的车辆调度问题[3]。文献[4]对配送中心车辆数是以天为周期（台班）来确定配送中心的车辆需求，这与配送中心的实际用车情况不符；另外，其在运用成本效益分析确定配送中心长期拥有的车辆规模时，没考虑外协车辆对客户服务水平的影响，而客户满意程度决定着配送中心的成败。为此，引入配送周期概念，运用成本—效益分析法确定配送中心合理的车辆数。

      2 模型构建与求解

      2.1 配送周期概念的引入

      配送中心配送车辆的需求数量不仅受到客户配送订单量的影响，还受到客户订单集中程度的影响。如果配送中心在一天内获得客户的总配送订单量很多，则需要的配送车辆数也多；但如果这些订单很分散，则需要的车辆相对要少一些，这是因为在一个较长的时间段内车辆可以多次重复利用。配送中心对车辆需求的产生取决于配送订单的出现，车辆需求量的多少取决于一天内在某个时点或时间段随机配送订单量的多少。因而，以天为计算周期（台班·日）来反映配送中心对车辆的需求有些欠妥。为了正确反映配送中心对车辆的需求，引入了配送周期的概念。

      配送周期是指配送中心收到一批配送订单后，安排的第一辆配送车从离开至该配送车再回到配送中心的时间间隔。因此，每天的配送周期数与客户配送订单的分布情况有关，而每个配送周期内对车辆的需求数是由该周期内订单量的多少来确定。由于客户每天订单的出现，以及订单量多少都是随机的，并且所有的配送中心客户配送订单的分布规律也各不相同，因此可通过统计法，确定一般配送中心的车辆使用数的分布函数。按配送周期计算配送中心的车辆使用数，可以得到如表1所示关于配送中心在过去一段时间内，每个配送周期的车辆使用情况统计表。

      

      由于表中数据都是过去数据的统计，因而配送中心在确定合理的车辆规模时，应考虑到配送中心业务的发展趋势，对表中数据进行修正。根据修正后的统计数据得出不同数量车辆的使用频率数及累计频率数，结合以下数学模型，就可算出配送中心应配置的车辆数。

      2.2 模型构建的假设条件

      (1)根据城市配送中心配送距离一般较短的特点，设配送中心所有自有车辆每次配送运输成本相同，并且所有外协车辆配送运输成本相同。设在每个配送周期中自有车辆的运行成本为，外协车辆的运行成本为

      配送中心主要的利润来源于对大客户的服务，通过ABC法将客户划分为A、B两类客户。设A类客户的配送量占总配送量的比例为θ（θ＞1-θ）。

      (2)A类客户每个配送周期中对车辆的需求比例等于A类客户配送量占配送中心总配送量的比例，也为θ。

      (3)通过交货准时率反映配送中心的服务水平，设城市配送中心自有车辆的交货准时率为α，外协车辆的交货准时率为β。

      (4)对A类客户配送出现延期交货时，配送中心将受到惩罚，惩罚值为w；而对非主要客户延期交货时。则惩罚较小，在此假设为0。

      2.3 模型的建立

      以实现配送中心配送运输费用最小为目标构建模型，通过成本—效益分析法求解配送中心合理的自有配送车辆数。设Q为配送中心拥有合理的配送车辆数；x为每个配送周期实际需要的车辆数，x是随机变量，其分布密度为P(x)。

      当x≤Q时，即需要的车辆数比配送中心拥有的车辆数少，则配送中心完成配送任务的总费用为：

      当x≥Q时，即需要的车辆数比配送中心拥有的车辆数多，则配送中心完成配送任务的总费用为：