“互联网+新农村”下的配送中心双层选址模型研究

闻良，付星

（长安大学，陕西 西安 710000）

“互联网+新农村”下的配送中心双层选址模型研究

闻良，付星

（长安大学，陕西 西安 710000）

考虑到“互联网+新农村”模式下，建立配送中心，设立分拨点能将新农村环境下分散、多且杂的产品进行集中处理。在给定条件下，通过设立双层选址模型，计算给定初始值，得出较合理的选址方案，使得运输企业、客户均受益，实现双赢。

互联网+新农村；配送中心；双层选址模型

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号文件在《关于加快发展现代农业进一步增强农村发展活力的若干意见》一文中强调统筹协调，促进工业、城镇、信息和农业现代化同步发展，强化现代农业基础支撑，推进新农村建设[1]。新农村的建设是一项惠民工程，跟随电子商务的步伐，B2C模式应用使得农民享受网购的优惠，C2B电商模式应用农民可以将当地特色产品或者自己种植绿色无公害瓜果卖给全国各地需要的人，使得农民品尝到电商甜头。如果农村物流得不到发展，那么一定会影响农村对电子商务的需求，从而影响供货商的积极性[2]。根据2016年中国互联网信息交易中心（CNNIC）的网络交易额及增长率调查报告显示，我国的网络零售交易额成高速增长态势，虽然增长率有所下滑，但是增长率依旧达到40%左右，具体数据详见表格1。

表1　中国网络交易额及增长率

根据CNNIC中国城乡网民结构调查报告显示：2014年与2015年相比，城镇网民增长速率为4.80%低于农村网民增长速率9.50%，详细数据见表2。

表2　城镇、农村网民的数量及占比

由上述CNNIC调查报告得出结论：我国网民占据总人口数量的一半多，而且增长速率明显；伴随电商+新农村，越来越多的农民加入互联网行列中来，农村网民的数目也在逐年递增，其增长速率远高于城镇网民增长速率。建设物流配送中是链接工厂与农村、城市与农村产品沟通、电商拓展的中间桥梁。

新农村环境下，农村建设大多是政府规划成型，对于配送中心、新农村代理点（后面简称代理点）建立会有相应的候选地址，对于企业来说，使得运输费用、产品配送处理费用、固定投资费用以及综合费用等总费用最小是关键，但是对于客户而言运输费用、快件产品配送处理费用最小是他们想要的结果。当选址的结果使得都接近双方的目标时时较合理的选址方案。首先，对于企业来说，运输费用的降低能使得企业节省一大笔费用，在B2C模式下，产品（主要是快件）小而散，杂且多特点使得企业要想开垦农村电商这块土地，必须建立配送中心、代理点使得配送简单，节省费用，而且能够提供优质的服务，将商品快速及时送到农民客户手中；其次对于客户（主要是农民）来讲，方便省时省钱是他们所关心的内容，当客户需要运送货物，运输费用和对产品的处理费用是他们所需要考虑的方面，客户会选择总的费用最低最为最佳选择。

1、问题描述

在电商时代，B2C模式下，通常农民充当C的角色，即作为客户通过互联网购买网上商品，生产商将下单购买的商品通过当前快递公司将产品运送到农民手中，这是B2C模式中较为常见的形式。随着农民生产意识提高，“互联网+”生产效应不断扩大，现在形成一种由农民担当生产商，城镇居民充当购买客户，农民将自己种植的瓜果蔬菜、民间工艺产品通过互联网实现销售，这期间，快递公司之类的运输企业再一次起到桥梁连接作用，负责将产品运送到城镇顾客手中，其模式可以总结为“互联网+新农村”新型模式。

运输企业连接农村与城镇起到非常重要的作用，其中对运输企业和客户而言运输成本、产品配送费用是可变费用中最要的两项。对于运输企业还有建厂投资费用和综合费用也是比较重要两项固定费用。本文通过建模，期望在备选地址中找出既有利于企业又有利于客户的选址方案。

运输成本是一项重要成本指标。运输企业配送过程在选址、车辆数确定情况下，输运距离成为主要的因素。通常企业希望能够以最短距离将产品配送到客户手中，这样既省时又省力，还能得到更好的用户体验，增加用户数；同样客户在配送过程，希望找到距离自己最近，方便快捷，运费又省的运输企业手中。因此在备选方案中，通过双层目标优化能找到比较理想的选址方案。

固定成本和综合费用是运输企业必须考虑的成本因素。固定成本与选址地址有关，而综合成本则是综合考虑其他方面的因素。两者费用与企业选择备选地址有关系，越靠近市区这两项成本越高，但是距离较近，运输费用较低；反之则费用越低，运输距离较远，运输费用相对较高。因此对于地址选择需要将固定成本加入，综合考虑。

2、模型假设

将产品不经过复杂的配送路线，通过每个代理点将需求点进行小规模的集中，再将各个分拨点集中来的产品进行配。设置小区域代理点是对新农村环境下，区域面积大，运输产品数量多、体积小、终端配送分散等特点最简单且行之有效的办法。其配送网络图可以简化为图1所示。

图1　配送网络路线简化图

2.1模型假设

（1）能够大致预测某一区域或范围内网购的能力、产品运输量，并且配送中心能够满足这一要求；

（2）能够大致确定备选建设的配送中心、代理点地址以及数目；

（3）配送中心、经销商分拨点以及需求点之间的运费计算均为运输量的线性函数；

（4）配送中心的配送费用为配送量的可变函数；

2.2模型变量及参数定义

2.2.1变量定义

Xij：从第i个配送中心运输到第j个代理点的产品数量；Yjk：从第i个分拨点运输到第k个需求点的产品数量；Yj：第j个分拨点是否被选（被选中值为1，否则为0）。

2.2.2参数定义

I：配送中心集合（1,2,3，…，n）

J：分拨点集合（1,2,3，…，m）

K：需求点集合（1,2,3，…，p）

Fj：第j个代理点的固定基础投资费用；

Cij：从第i个配送中心向第j个分拨点运输之间运输产品的数量；

Djk：从第j个分拨点向第k个需求点之间运输产品的单位运费；

Si：第i个配送中心最多可配送的产品数量；

Uj：第j个分拨点配送产品的单位可变费用；

Vk：第k个需求点需要配送产品数目；

Wj：第j个分拨点的存储能力；

Zj：通过第j个分拨点的产品数量；

2.3模型描述

上层规划：

上层目标函数是从企业角度出发使总的运输费用、配送费用、固定投资费用、综合费用最小。约束条件（2）保证至少建立一个分拨点；约束条件（3）分拨点配送总能力大于配送中心总的产品数量；约束条件（4）代理点j流通量与进入分拨点的产品数量相等；约束条件（5）是0-1约束变量。此模型是典型的整数规划问题求解，模型的求解可采用分支定界法求解，而模型中的Xij、 Xjk的解由下层规划求得。

下层规划：

下层规划客户对配送中心、分拨点的选择行为。目标函数（6）表示各代理点配送量和需求量，以使其总费用最小，其模型遵循客户最有原则。约束条件（7）表示配送中心i到各代理点运输量等于分拨点的收集产品数量；约束条件（8）表示代理点j到各需求点的运输量等于需求点需要配送产品的数目；约束条件（9）表示进出点产品数目不等，有一个产品丢失率∂；约束条件（10）表示配送中心到分拨点j运输量应该大于j的最大配送量；约束条件（11）表示约束条件为非负变量。同时，对于给定的Yj我们可以计算出目标函数的矩阵是正定，存在唯一解。

模型求解：对于一般的双层规划属于NP-hard问题，很难精确求解，本文给出的模型是一个混合整数双层规划问题[3]。对于模型求解，根据给定的初始解，求解下层模型得到，带入上层模型得到Zj，最后带入上层目标函数，得出第k次计算出来的Fk最小费用目标函数，最后（δ为迭代精度），最后有望收敛于双层模型的最优解。其具体计算方法如下：

步骤一：给定一个初始解，迭代次数从k=0开始计算，得到下层问题的解，根据得出，带到上层目标函数，得到F0。

步骤二：对于给定的初始解，迭代次数到k，计算得到下层问题的解，带入上层得到，在带入上层目标函数，得到Fk。

3、算例

某企业欲在A市有2个配送中心，需要对该市8个新农村配送产品，拟规划5个分拨点J1、J2、J3、J4、J5对新农村居民实施配送。已知分拨点每日的单位可变费用分别为35、40、37.5、37.5、40元；分拨点的建设费用分别为7500、7800、7450、7650、7500元；配送中心配送需求量和各个分拨点的日需求量、分拨点到需求点单位运费情况和需求点的日需求量，详细数据见表格3和表格4，产品丢失率σ=0.01。

表3　配送中心、分拨点的日需求量

表4　分拨点到需求点的单位运费情况以及需求点的日需求量

因此由上面的解可以得到，可以得到F0中运费为932.5，可变费用为6825，总的，根据带入上层目标函数得到新的一组解。

第三步：依据解算出F1中固定投资费用为22450，运输费用为1152.5，可变费用为6600，总费用为30202.5。

按照上面得步骤，迭代得到F2、…、Fk-1、Fk的值，比较得到最小值为，为最后求得的结果。

[1]吴勇杰.电子商务环境下的农村流通供应链优化研究,[D].成都理工大学硕士论文.2014.

[2]吴勇杰,颜佳玲.基于农村电子商务环境下的物流模型研究[J].物流工程与管理,2013,（3）.

[3]马丹祥.逆向物流网络设计优化模型研究,[D].西南交通大学硕士论文.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

闻良，就读于长安大学，物流工程与管理专业。