1. 引言
合理的仓储网络布局可以在保障物资供应的要求下，综合考虑“成本、效率、服务”的约束，在供应链成本最优和满足客户响应需求的前提下，应用运筹学思想，理论结合实际，建立可行的数学模型，充分依据实际调研数据进行区域规划降低供应链总体成本。本文以网络优化为研究对象，探索供应链网络设计及面向实际应用的方法，并进行实例验证。
2. 仓储物流网络规划的战略指导和方法
2.1 仓储物流网络规划的战略指导
多数企业的仓储网络，很多都是基于历史原因和销售部门的要求设立的，缺乏从全局角度认证其合理性。商业环境的快速变化和销售渠道的多样化，需要管理人员站在企业和供应链的全局上统筹网络规划，持续优化仓网布局。如果公司战略定位未来在某些区域公司主营业务必须处于绝对领先地位，仓网布局的战略部署应该考虑以下几个方面：
(1）三角形布局：长三角及京津冀城市群，仓库选址可考虑在三角重点城市有仓，中心区域全覆盖；
(2）弧线型布局：珠江三角洲城市群，城市布局呈弧线形，仓库选址可以考虑按弧线展开，仓库覆盖范围实现首尾呼应；
(3）哑铃型布局：川渝城市群呈哑铃型布局，仓库选址可以优先选在成都重庆两端，中间城市仓库布局连成线，有利于供应链快速响应；
(4）两头型布局：沈阳大连、福州泉州、济南青岛等城市群，仓库选址可以考虑放两端，仓库同时可以辐射中间区域；
(5）卫星辐射布局：郑州、西安等城市群，经济发展呈众星拱月状，仓库选址可以考虑在省会城市，可以辐射周边区域；
(6）插旗型布局：新疆、西藏等偏远区域，仓库选址可以考虑单仓辐射全省，优先占领市场，战略占据先导位置。
2.2 仓储物流网络规划的方法
(1）仓库选址重心法
某一区域选择一个仓库可利用重心法选址。其目的是在给定的供应点或者需求点（客户)的需求货量基础上，找到最佳的重心点，从这个重心点到供应点或需求点所要移动货物所花费的努力（距离）最少
重力中心法分为两种类型：基于仓库数量进行选址；基于服务覆盖率进行选址（例如3 0 0公里覆盖80%货量等）。
简易公式：
*Cx——重心的x坐标；
*Cy——重心的y坐标；
*Dix——第i个地点的x坐标；
*Diy——第i个地点的y坐标；
*Vi——运到第i个地点或从第i个地点运出的货物量。
重力中心可以帮助找到为了满足服务要求并需要花费最小的运输成本的仓库范围；是帮助决定仓库数量和位置的重要一步，在重力中心选址后备选仓范围会得到进一步更新。
(2）仓库选址运筹学算法
某一区域多个仓库选址，可利用运筹学算法建模，在所有可行的备选仓中选择需要打开或关闭的仓库，建议每个仓库规模如何，功能定位，辐射范围。
备选仓的选择可以使用网格法：将设定的一片选址区域网格化，每个网格的中心作为一个离散的候选点，基于地理信息和业务偏好，可以设定禁用一些网格。网格尺寸可以逐渐缩小，推荐选点范围可控。
备选仓确认后，通过运筹学算法建模，可测算各个场景的总成本和时效。
3. 仓储物流网络规划运筹学建模的方法框架
3.1 数据采集和处理
需要采集和处理以下信息：统计时间周期、站点信息（现有仓库信息、备选仓库信息、需求点信息、供应点信息）、产品、历史需求和未来需求，运输单价，租金单价，可选择性（是否考虑已有仓库进行选址）；
建模假设：每个需求点由一个仓库配送货物。
3.2 建立模型
(1）符号说明
S：供应点集合；
D：需求点集合；
F：备选仓库集合；
Q：时间阶段集合。
(2）模型变量
(3）模型参数
ckij：从供应点i向仓库j供货物k的单位运价；
ekjh：从仓库j向需求点h配送货物k的单位运价；
dkhq：需求点h在时期q需求货物k的数量；
Lij：供应点i到仓库j之间的距离；
Ri j：仓库j到需求点h之间的距离；
其中，i∈S,j∈F,k∈K,h∈D,q∈Q
(4）建立数学模型
目标函数中等式右端第一项是从供应点到仓库的运输费用，第二项是从仓库到需求点的运输费用，第三项是建设仓库的固定费用。
以上运筹学求最优解，即可得出最优成本下仓库选址的最优位置、建设规模和上下游关系。
3.3 网络设计和优化方法
(1）供应链网络现状还原
输入网络优化相关数据与规则，搭建还原现状的基准网络模型，并进行诊断。输入数据需要包含以下重要信息：
*标准化数据格式；
*客户及产品需求分布；
*仓库布局、吞吐量及面积利用率计算；
*分销网络流量及流向；
*服务覆盖关系及时效；
*成本细分。
(2）仓库选址分析
基于当前和期望的服务时效要求，确定候选仓库列表，作为后续网络优化的输入；候选仓库可基于重心法计算的区域，枚举所有的备选仓库列表；也可使用网格法形成备选仓库列表。
3.4 实施策略
仓库数量增加会导致固定成本增加，配送运输成本会下降，选择合适的仓库数量是对两个成本的权衡，供应链成本符合微笑曲线理论。
设计不同的场景并进行优化计算，可以快捷的探索不同的网络层级结构、业务模式和业务参数对供应链关键绩效（KPI）的影响。对于企业而言可以分析如下场景：
(1)基于新仓网层级策略，例如3级仓网策略“供应商-仓库-客户”，以及备选仓库列表，优化需要启用或关闭的仓库，以及产品流向；
(2)基于渠道共享场景，以及备选仓库列表，优化需要启用或关闭的仓库，以及产品流向；
(3)基于仓库数量限制，优化需要启用或关闭的仓库，以及产品流向。
4. 具体实例分析
4.1 某大型设备企业售后零备件网络规划方案
某大型设备企业售后零备件仓库，很多都是基于历史原因和售后的要求设立的，没有充分评估满足特定服务时效需求，并科学测算最少需要多少个仓库，导致公司运营压力大、成本浪费严重。公司设备售后备件在全国超过21个仓库、上百个客户站点，约5000个SKU,15种不同的服务时效要求，库存金额超过数千万元。
本次方案的目标是在满足对客户的服务时效要求的前提下，基于成本（主要为库存持有成本、仓库固定运营成本、仓租成本、运输成本）最优，主要针对3个方面做优化：
*备件仓网布局优化；
*优化仓库和客户的服务覆盖关系；
*合理的库存配置策略。
4.2 方案实施和效果分析
通过还原当前网络现状，重现现有仓库和网络布局，重新布局仓网结构，并确定库存持有成本最合适的方案。最终的网络布局将其21个仓库改变为6个，网络布局的变化和持续的库存计划将库存水平降低17%，同时客户订单服务满足率提升了3%（从95%提升到98%）。
图1 21个仓库现状 下载原图
图2 6个仓库现状 下载原图
5. 总结和展望
5.1 主要研究成果总结
本文基于仓储物流网络规划进行了建模和方法论研究，主要工作如下：
(1)提出了仓网规划需要站在企业的全局上统筹考虑整个供应链的战略部署方案；
(2)提出了仓网规划中仓库选址的基本方法；
(3)建立了包含“供应端-仓库-需求端”的网络规划的方法框架及运筹学建模思路；
(4)提出了不同场景下的仓网布局优化策略。
5.2 存在问题和不足之处
网络规划建模只考虑了理想情况下的模型，供应点、仓库和需求点之间的最大配送量及流经仓库的货物需要的可变费用现实场景需要考虑。
5.3 下一步研究展望
供应链设计方案，短期通过仓网规划，以满足客户需求为导向，构建适应未来客户和业务需求的仓储物流网络。中期通过库存策略，优化产品布局，改善产品新鲜度和企业现金流。长期通过优化供应计划，推动实现端到端协同供应链管理。探索三层级仓库选址及仓库分层、功能定为，库存优化与补货策略，实现仓网-商品布局-库存水位-计划调度-物流运输的供应链全流程优化，是下一步的研究方向。