面向电网企业的仓储配送网络优化模型构建与实证研究

作者简介:
高正平(1976-),男,江苏扬州人,国网江苏省电力有限公司研究员级高级工程师,研究方向:电网物资供应链管理;张盛(1978-),男,江苏南京人,国网江苏省电力有限公司高级工程师,研究方向:电网物资供应链管理;韩飞(1982-),男,江苏南京人,国网江苏省电力有限公司高级工程师,研究方向:电网物资供应链管理(南京 210024);郭伟(1976-),男,江苏扬州人,江苏安方电力科技有限公司高级工程师,研究方向:电网物资供应链管理(泰州 225300)。

原文出处:
供应链管理

内容提要:

合理的仓储配送网络是提升物资配送效率、降低仓储运营成本、优化资源配置和提升服务水平的关键。为解决当前电网物资仓储资源配置不均衡、协议库存分散、网络规划层次局限等问题,文章通过构建Advanced-CFLP模型对现有仓储配送网络进行优化。首先,从模型的核心要素出发,说明模型考虑的关键点,即服务、成本和能力;其次,针对核心要素构建Advanced-CFLP主模型和子模型,列出约束条件,阐述模型运算流程;最后,通过南方某省电网仓储配送网络规划的实际案例,验证所建模型的有效性,结果表明模型输出方案能够有效提升仓储配送工作质效,验证了所建模型的有效性。


期刊代号:F14
分类名称:物流管理
复印期号:2022 年 05 期

字号:

      目前,仓储配送成为提升电网整体供应链水平的关键环节之一。进行电网仓储配送网络研究,建立运行畅、结构优、质量高的仓储配送网络体系,无论是对于公司深化挖潜增效、降本提质,还是对服务新业态、满足新要求、支撑新发展,都具有重要意义。

      当前电网物资仓储配送存在的问题主要体现在四个方面:①仓储资源配置时空不均,库容利用率呈季节性波动,部分仓库间服务半径重叠,资源配置有待优化。②协议库存分散,仅少部分集中储备于区域配送中心,全省安全库存水平高。③网络规划层次单一,多停留在仓库选址层面,未实现全局性、系统性、集成化最优。④数字化管理水平有限,数据测算精度不足。

      针对仓储配送问题,国内外学者分别从运用启发式算法[1-4]、精确求解算法[5-7],构建离散型选址模型[8-10]、连续型选址模型[11-12]以及采用定性分析法[13-14]等一系算法模型进行研究。比较仓储配送网络规划常用方法优缺点,定性法过于主观,量化不足,常用于辅助定量法规划;网络规划属NP-hard难题,数学模型计算较科学,但对算力要求高,甚至无法求得最优解[15-19],因此对于求解模型和算法,需要结合实际问题的特点与需求灵活选用或改进,以提高问题解决的准确性和可靠性。

      通过分析电网企业仓储配送网络实际情况及其特点,可以发现电力企业仓储配送网络规划符合典型的有容量限制设施选址问题(CFLP)[20-22]。为解决前述问题,文中综合考虑服务、成本和能力,结合电网企业特点与管理需求,对典型CFLP模型进行改良、优化,构建了更具针对性的Advanced-CFLP模型。模型运用遗传算法进行求解,应用仓储配送网络规划辅助决策系统进行算例分析,设置服务保障率、库存周期、补库间隔期等业务参数,在静态总量数据基础上输出总成本最低的网络方案,结果验证了Advanced-CFLP模型的有效性。

      二、问题描述与核心要素

      (一)问题描述

      已知有M个仓库、N个需求单位,共K类需求物资,其中类物资为定额储备模式,类物资为入库中转模式。现需从M个仓库中选取若干作为区域库、若干作为周转库,确定区域库与周转库、周转库与需求单位之间的网络辐射关系,并确定区域库、周转库分别存储的物资种类及数量,使仓储配送网络整体成本最优,对比现有规划模型特点,可知该问题符合典型的有容量限制设施选址问题(CFLP),属于NP-hard规划问题。

      (二)核心要素

      为全面优化仓储配送网络,文中综合考虑了服务、成本和能力三个核心要素。具体为:

      (1)以满足服务保障水平为前提。在仓储配网络规划模型中考虑服务保障率、库容利用率等因素,在提高物资供应服务水平前提下寻找降低成本的网络方案。

      (2)以仓储物流成本最优为目标。成本是影响仓储网络布局的重要因素,综合考虑仓储配送各环节业务,确定仓储物流成本构成:仓库和设备租赁成本、仓库运营成本、存货持有成本、运输成本。

      (3)以符合仓库能力要求为约束条件。统筹考虑物资存放要求、存储条件、仓库库容能力等约束条件,规避因规划不合理或本身能力不足出现的仓库爆仓或利用率不足等情况。

      三、Advanced-CFLP仓储配送网络优化模型

      (一)模型符号说明

      为更好理解文中所建模型,首先对模型中所涉及的符号进行说明,模型中各符号含义如下:

      :区域库t的租赁费;

      :周转库i的租赁费;

      :物资K的运输费率;

      :区域库t与周转库i之间的距离,为实际行程距离;

      :周转库i与需求单位j之间的距离,为实际行车距离;

      :需求单位j对物资K的年需求总量;

      :物资K的最小包装单元的重量;

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