基于系統(tǒng)動力學(xué)的共享前置倉配送模式研究

吳延峰，田 凱，李麗紅

（河南科技大學(xué) 車輛與交通工程學(xué)院，河南 洛陽 471003）

0 引言

近年來，隨著新零售模式的快速發(fā)展，現(xiàn)有物流配送模式面臨著巨大考驗(yàn)[1]。在新零售環(huán)境下，傳統(tǒng)的城市末端配送方式越來越暴露出成本高、效率低、資源浪費(fèi)等諸多問題，嚴(yán)重制約了城市物流的發(fā)展[2]。如何變革物流配送模式，提高配送效率，以滿足消費(fèi)者的多樣化需求，達(dá)到城市配送中的“精益配送”，成為學(xué)界研究的熱點(diǎn)問題。汪傳雷，等[3]基于共同配送理論和現(xiàn)代規(guī)模經(jīng)濟(jì)，提出了混合綠色、低碳、智能概念的城市共配模式。Anderluh，等[4]基于時間和空間同步構(gòu)建了一種兩級城市配送模式。王漢新，等[5]論證了共同配送在緩解城市交通壓力、降本增效等方面具有積極的促進(jìn)作用。王雅琴[6]則認(rèn)為利用傳統(tǒng)城市道路運(yùn)輸實(shí)施共同配送，不能有效緩解道路擁擠和交通堵塞等問題，提出將軌道運(yùn)輸納入城配體系來開展城市共同配送。尚金麗，等[7]針對城市交通壓力大，導(dǎo)致城市末端配送效率低的問題，提出“云物流”社區(qū)終端配送模式。Thompson，等[8]提出一種城市集成化配送網(wǎng)絡(luò)，即各個供應(yīng)商以協(xié)作共享的方式為終端客戶提供配送服務(wù)，實(shí)例證明了該網(wǎng)絡(luò)可有效減少運(yùn)輸車輛數(shù)量和運(yùn)輸距離。邱晗光，等[9]在全渠道配送模式背景下，基于交付流程中不同推拉分界點(diǎn)的設(shè)置，界定了三種城市配送當(dāng)日達(dá)機(jī)制，即網(wǎng)絡(luò)平臺整合機(jī)制、配送中心實(shí)施機(jī)制及社區(qū)店實(shí)施機(jī)制，并對三種當(dāng)日達(dá)實(shí)施機(jī)制進(jìn)行了比較分析。然而，上述配送模式雖然在一定程度上降低了城市末端配送成本，但隨著消費(fèi)者需求的不斷升級，消費(fèi)者對“最后一公里”的配送時效性和服務(wù)質(zhì)量要求仍難以滿足，前置倉模式的出現(xiàn)使得分鐘級的末端配送成為可能。

前置倉最初是生鮮電商企業(yè)為了及時滿足消費(fèi)者日益增長的消費(fèi)需求以及應(yīng)對加劇的市場競爭，在消費(fèi)者附近區(qū)域設(shè)置的小型倉儲單位，對提高企業(yè)的末端配送時效性、消費(fèi)體驗(yàn)有著較為積極的促進(jìn)作用[10-11]。目前，關(guān)于前置倉的理論研究較少，主要是各類零售企業(yè)在C端市場布局前置倉，如阿里旗下的盒馬鮮生、7Fresh、叮咚買菜及每日優(yōu)鮮；在B端市場，由于單一平臺的流量難以帶來規(guī)模效應(yīng)，成本高，少有企業(yè)涉及[12]。然而在B端市場配送領(lǐng)域，近年來隨著大城市出臺政策優(yōu)化城市核心區(qū)功能，不斷對城內(nèi)的物流倉儲網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行疏解，大型倉儲設(shè)施開始向郊區(qū)遷移，加上貨車限行、道路擁堵等不確定性情況，城市配送服務(wù)水平受到了嚴(yán)重的影響[13]。此外，隨著商貿(mào)市場的逐步規(guī)范，傳統(tǒng)代理商數(shù)量大幅減少，如果通過B2B平臺配送，中小或新興B2B平臺僅靠自身流量難以支撐其自建物流體系，城市末端配送時效嚴(yán)重滯后。因此，針對上述問題，提出在城市內(nèi)部設(shè)置共享前置倉的設(shè)想，利用共享前置倉的方式賦能傳統(tǒng)零售企業(yè)，全面改造傳統(tǒng)零售流通領(lǐng)域的成本結(jié)構(gòu)，提升運(yùn)營效率。但是，這種方式帶來的效率提升與收益能否支持其前置倉的運(yùn)作成本，且優(yōu)于傳統(tǒng)城市倉配送模式還有待研究。因此，本文采用系統(tǒng)動力學(xué)理論和建模方法，結(jié)合共享前置倉配送模式的渠道特點(diǎn)、服務(wù)范圍等，確定系統(tǒng)邊界、構(gòu)建共享前置倉運(yùn)營系統(tǒng)的存量流量模型，通過仿真對比分析，驗(yàn)證共享前置倉配送模式的可行性。

1 共享前置倉配送模式介紹

1.1 共享前置倉配送模式的界定

在共享前置倉配送模式中，運(yùn)營系統(tǒng)包含一個統(tǒng)籌品牌商、城市倉、共享前置倉與B端門店和C端消費(fèi)者之間物流服務(wù)的信息管理中心、與B端門店數(shù)量和消費(fèi)者屬性相匹配的多個共享前置倉和1個城市倉，如圖1所示。信息管理中心作為共享前置倉配送系統(tǒng)的大腦，滿足倉到倉、倉到店、倉到C端的多種場景要求，擁有能同時支撐及服務(wù)線上平臺、C端、門店等渠道的倉儲管理能力，為所有企業(yè)提供信息搜集、分析和共享服務(wù)，因此實(shí)施該模式對信息系統(tǒng)提出了較高的要求。此外，共享前置倉的建設(shè)管理者既可以是品牌商和區(qū)域經(jīng)銷商共同投資組建的專業(yè)物流公司，也可以是品牌商以外的城配企業(yè)。

圖1 共享前置倉配送運(yùn)作流程

本文提出的共享前置倉配送模式融入了倉配一體的思想和協(xié)同共享的理念，并借鑒了快遞網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作流程，是在電商前置倉配送模式基礎(chǔ)上演變而來的由第三方物流企業(yè)主導(dǎo)的多家品牌商共享倉儲配送服務(wù)模式。第三方物流企業(yè)通過整合不同的品牌商，將來自不同品牌商的不同種類貨物按照各品牌商的具體要求進(jìn)行分類儲存，同時對倉內(nèi)分揀和倉外配送多個物流環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)倉配一體化。此外，該共享前置倉類似于快遞網(wǎng)絡(luò)中的分撥中心，但具有短時儲存功能，通過把貨物分揀成每個具體的訂單，由末端運(yùn)力配送到B端門店或C端消費(fèi)者手中。

1.2 共享前置倉配送模式的功能和特點(diǎn)

在共享前置倉配送模式中，零售企業(yè)和第三方物流企業(yè)不再是一個個獨(dú)立的個體，他們通過共享前置倉被連接起來，最大程度的整合社會資源，讓訂單、貨物、配送、倉儲等形成規(guī)模，提高網(wǎng)絡(luò)密度和倉庫使用率，最終達(dá)到規(guī)模經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)共享前置倉從成本中心向利潤中心的升級轉(zhuǎn)變。在共享前置倉配送模式下，第三方物流企業(yè)收集客戶的需求信息，并將分析整理后的信息通過其信息管理中心與品牌商進(jìn)行共享；第三方物流企業(yè)將從品牌商處取得的貨物按照訂單具體需求進(jìn)行分揀，并通過開展共同配送降低成本，還可以通過倉與倉之間的貨物周轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào)貨配送，往返時間和距離都變短，減少了空駛里程，提升配送時效。此外，第三方物流企業(yè)通過對分撥到共享前置倉的貨物做庫位規(guī)劃，滿足入駐類型的多元化，并實(shí)現(xiàn)短時倉儲和靈活配送，構(gòu)建服務(wù)半徑3-5km的配送網(wǎng)絡(luò)，最快2h到達(dá)。選用新能源物流車進(jìn)行配送交付，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能。

為加快響應(yīng)速度，該模式物流服務(wù)所有環(huán)節(jié)均實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、線上化，并且具備BC一體化的物流服務(wù)能力，2B訂單與2C訂單一套履約體系即可滿足要求。共享前置倉滿足各種變化的倉儲要求，如具有季節(jié)性消費(fèi)的水果、蔬菜等。在銷售旺季，商家倉儲空間緊張時，可將貨品暫存共享前置倉以便調(diào)用，節(jié)省不必要的建倉成本。此外，通過橫向擴(kuò)大入倉客戶類型，如服務(wù)品牌商、B2B平臺、無人零售企業(yè)、部分社區(qū)社群電商和C端消費(fèi)者等，攤薄共享前置倉運(yùn)營成本，并實(shí)現(xiàn)縱向全時段多類型客戶共享倉配，提高倉庫使用效率。首先，根據(jù)目前市場上的配送時效要求，將配送貨物分類，然后分時段入庫、卸車、分揀，不同班次配送不同的貨物，從而提高倉庫作業(yè)效率，降低運(yùn)營成本，如圖2所示。但是，并非所有貨物都適合共享前置倉配送模式，一般是具有時效性或區(qū)域性的貨物，比如飯店食材、當(dāng)?shù)厮?、生鮮、風(fēng)味零食等，都必須要在店鋪開門之前進(jìn)行交付；社區(qū)團(tuán)購、部分飯店等需要的貨物，最遲在下午3點(diǎn)之前就要配送完成；便利店補(bǔ)貨或常溫品的配送，在商店關(guān)門之前交貨。

圖2 多班配送示意圖

2 系統(tǒng)動力學(xué)模型構(gòu)建

共享前置倉作為一種新的城市配送手段，其運(yùn)營特征有待研究和歸納。系統(tǒng)動力學(xué)是研究關(guān)系錯綜復(fù)雜的系統(tǒng)，通過結(jié)構(gòu)理論的視角解釋和分析運(yùn)營管理中存在的問題[14-15]。因此，本節(jié)將根據(jù)共享前置倉的功能和特點(diǎn)，結(jié)合系統(tǒng)動力學(xué)方法，構(gòu)建共享前置倉運(yùn)營系統(tǒng)模型。

2.1 系統(tǒng)邊界及變量

由于企業(yè)實(shí)際運(yùn)營成本構(gòu)成復(fù)雜，本文將第三方物流企業(yè)的市場行為簡化，分別建立運(yùn)輸子系統(tǒng)、庫存子系統(tǒng)和配送子系統(tǒng)模型，每個系統(tǒng)之間相互作用和影響，通過逐級反饋構(gòu)成一個整體的系統(tǒng)。運(yùn)營總成本是指把貨物從城市倉運(yùn)到共享前置倉再到交付過程中所產(chǎn)生的全部費(fèi)用。訂單量代表著入駐客戶的數(shù)量，直接影響著配送成本，是反映企業(yè)營業(yè)收入的重要數(shù)據(jù)，對分析第三方物流企業(yè)的經(jīng)營狀況具有重要作用。

在以往物流企業(yè)實(shí)際運(yùn)作中，大都注重運(yùn)輸成本和庫存成本，但隨著時代的進(jìn)步，消費(fèi)者需求不斷升級，服務(wù)質(zhì)量漸漸引起企業(yè)的重視[16]。服務(wù)質(zhì)量與企業(yè)的服務(wù)能力相關(guān)，服務(wù)能力指一個服務(wù)系統(tǒng)提供服務(wù)的能力程度。本文所提出的服務(wù)能力主要是指第三方物流企業(yè)在發(fā)展過程中的生產(chǎn)、配送、客戶關(guān)系管理等方面的綜合能力。在本系統(tǒng)模型中，服務(wù)能力受盈利能力、生產(chǎn)能力、訂單服務(wù)能力以及客戶關(guān)系維護(hù)能力的直接影響，間接受到營業(yè)收入的影響。

2.2 共享前置倉運(yùn)營總成本模型

在共享前置倉配送模式下，運(yùn)營總成本主要由總運(yùn)輸成本、庫存成本、訂單配送總成本、共享前置倉租賃成本構(gòu)成。

其中運(yùn)輸總成本是指把貨物從城市倉運(yùn)到共享前置倉過程中所產(chǎn)生的費(fèi)用，包括運(yùn)輸成本、裝卸搬運(yùn)成本、運(yùn)輸貨損成本等，運(yùn)輸成本由運(yùn)輸費(fèi)率和運(yùn)輸量決定。

運(yùn)輸總成本=運(yùn)輸成本+裝卸搬運(yùn)成本+運(yùn)輸貨損成本運(yùn)輸成本=運(yùn)輸量×運(yùn)輸費(fèi)率

前置倉庫存成本包括存儲成本、缺貨成本、出入庫成本等，其中存儲成本由實(shí)際庫存和單位庫存成本來決定。

庫存成本=存儲成本+缺貨成本+出入庫成本存儲成本=庫存量×單位時間存儲費(fèi)率

庫存量=INTEG(入庫量-倉出庫量，初始庫存）

配送總成本是指把貨物從倉庫配送到末端門店過程中所產(chǎn)生的費(fèi)用，包括訂單配送成本、訂單配送貨損成本等。訂單配送成本由訂單費(fèi)率和訂單量決定。

配送總成本=訂單配送成本+配送貨損成本訂單配送成本=訂單量×訂單配送費(fèi)率

共享前置倉運(yùn)營總成本模型的系統(tǒng)動力學(xué)流圖如圖3所示。

圖3 共享前置倉運(yùn)營總成本模型系統(tǒng)動力學(xué)流圖

2.3 共享前置倉服務(wù)能力模型

服務(wù)能力模型引用了運(yùn)營總成本模型里的部分變量，模型流圖如圖4所示。在該模型中，訂單量的增加勢必會造成營業(yè)收入和運(yùn)營總成本的增加，從而提高營業(yè)利潤；營業(yè)利潤和營業(yè)收入增加，盈利能力得到提高，對資本再投入有促進(jìn)作用，進(jìn)而生產(chǎn)能力加強(qiáng)，提升服務(wù)能力。服務(wù)能力的增加直接促進(jìn)客戶滿足度因子的提升，進(jìn)而吸引潛在客戶入駐，提高市場占有率。

圖4 共享前置倉服務(wù)能力模型的系統(tǒng)動力學(xué)流圖

2.4 模型參數(shù)設(shè)置

Z公司是一家專業(yè)的第三方物流服務(wù)商，其主要為品牌商、無人零售企業(yè)等進(jìn)行末端配送服務(wù)?；赯公司相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)學(xué)者在系統(tǒng)動力學(xué)仿真方面的研究成果，本文設(shè)定的共享前置倉運(yùn)營系統(tǒng)實(shí)證模型參數(shù)見表1。

表1 Z公司模型參數(shù)說明

3 仿真結(jié)果分析

為保證模型滿足既定的約束條件和研究目標(biāo)，本文對建立的系統(tǒng)動力學(xué)模型逐項進(jìn)行效度檢驗(yàn)。將上述對應(yīng)的參數(shù)代入模型后，對共享前置倉配送模式下的物流服務(wù)過程中的關(guān)鍵變量進(jìn)行分析，研究其對整個運(yùn)作系統(tǒng)營業(yè)利潤和服務(wù)能力的影響。仿真模擬共享前置倉運(yùn)營績效的變化趨勢，重點(diǎn)研究共享前置倉運(yùn)營成本、利潤以及服務(wù)能力等。模型的仿真時長設(shè)置為60個月，步長為1月。為方便區(qū)分，本文將共享前置倉配送模式模型命名為SFDC（Shared Front Distribution Center），傳統(tǒng)配送模式模型命名為CDM（Conventional Distribution Mode）。分析兩種模式下運(yùn)營成本與服務(wù)能力的變化和區(qū)別，以研究共享前置倉運(yùn)營系統(tǒng)的特征。

3.1 關(guān)鍵變量分析

目前，生鮮電商前置倉大都因訂單量不夠，不具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，始終無法實(shí)現(xiàn)盈利，故共享前置倉訂單量達(dá)到何值時才能實(shí)現(xiàn)盈利是一個值得研究的問題。隨著政府不斷出臺政策疏解城內(nèi)大型倉儲設(shè)施，城市配送服務(wù)需求增長，影響著共享前置倉的發(fā)展。另外，目前政府還沒有實(shí)質(zhì)性的共享倉儲監(jiān)管政策法規(guī)，倉儲雙方都缺乏安全感，影響入駐客戶數(shù)量，故政策因子也是本文考慮的關(guān)鍵變量。

3.1.1 訂單量對系統(tǒng)績效的影響。應(yīng)用VENSIM軟件對存流量模型進(jìn)行仿真，結(jié)果如圖5所示。從圖5a中可以看出，隨著訂單量的增加，營業(yè)利潤也隨之增加。營業(yè)利潤的增加對資本再投入有促進(jìn)作用，從而提升服務(wù)能力，如圖5b所示。但在共享前置倉的月訂單量未達(dá)到810單時，單倉營業(yè)利潤小于0，說明營業(yè)收入不足以覆蓋共享前置倉的運(yùn)營成本；共享前置倉的月訂單量只有在大于810單時，才能實(shí)現(xiàn)盈利。因此，對于共享前置倉管理者而言，需要盡可能引導(dǎo)和開發(fā)客戶潛力，實(shí)現(xiàn)貨物入駐品類的多元化，從而提高網(wǎng)絡(luò)訂單密度，通過開展共同配送降低配送成本。

圖5 訂單量與系統(tǒng)績效關(guān)系仿真結(jié)果

3.1.2 政策因子對系統(tǒng)績效的影響。政府出臺的不同政策將影響共享前置倉運(yùn)營系統(tǒng)績效的發(fā)展趨勢。除了參考已有研究成果，還根據(jù)共享前置倉發(fā)展的政策需求，將城市倉儲設(shè)施管理政策和共享倉儲監(jiān)管政策設(shè)置為仿真政策因子。為了考察政策實(shí)施力度對共享前置倉運(yùn)營系統(tǒng)績效的影響，改變政策因子的參數(shù)值，設(shè)立兩個政策方案，分別是政府為大型倉儲設(shè)施疏解政策和共享倉儲監(jiān)管政策實(shí)施設(shè)置緩沖期和加大政策實(shí)施力度，見表2。

表2 政策因子變化方案

由于論文篇幅所限，本文僅列舉了不同方案下營業(yè)利潤和總服務(wù)能力的變化趨勢，具體仿真結(jié)果如圖6所示。從圖6可以看出，與初始狀態(tài)相比，改變政策實(shí)施力度，營業(yè)利潤及總服務(wù)能力將會增加，這也體現(xiàn)了共享前置倉屬地的倉儲物流政策對前置倉的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要，因此共享前置倉運(yùn)營管理方應(yīng)重視倉儲政策的影響，并積極采取措施進(jìn)行改善，從而提高運(yùn)營系統(tǒng)績效。

圖6 政策因子與系統(tǒng)績效關(guān)系仿真結(jié)果

3.2 與傳統(tǒng)配送模式運(yùn)營績效比較

3.2.1 運(yùn)營成本分析。共享前置倉配送模式與傳統(tǒng)配送模式下的運(yùn)營成本仿真結(jié)果如圖7所示。從圖7可以看出，共享前置倉配送模式下的運(yùn)營成本相比于傳統(tǒng)配送模式，總體降低12%~30%。但由于兩種配送模式履約結(jié)構(gòu)的差別，仿真曲線呈現(xiàn)出不同的增長態(tài)勢，共享前置倉配送模式下的運(yùn)營成本曲線波動較小，總體走勢上為線性增長。其原因主要是隨著時間的推移，共享前置倉新入駐客戶數(shù)量和已入駐客戶粘性增加，導(dǎo)致訂單量提升；訂單量增加在一定程度上導(dǎo)致訂單配送成本提高，進(jìn)而增加了運(yùn)營總成本。另外，在共享前置倉配送模式中，配送成本在運(yùn)營總成本構(gòu)成中占比較大，如圖8所示。所以在共享前置倉配送服務(wù)過程中，應(yīng)當(dāng)合理規(guī)劃配送線路，降低配送成本。

圖7 運(yùn)營總成本仿真結(jié)果

圖8 共享前置倉運(yùn)作成本仿真結(jié)果

3.2.2 服務(wù)能力分析。如圖9所示，共享前置倉配送模式和傳統(tǒng)配送模式服務(wù)能力累積自30個月后產(chǎn)生較大區(qū)別，共享前置倉配送模式的服務(wù)能力提升速度比傳統(tǒng)配送模式更快。由于受多個方面因素的影響，隨著時間的推移，兩種模式下服務(wù)能力走勢差異逐漸增大，共享前置倉配送模式的服務(wù)能力增速愈加變快，最終在60個月后形成大約23%的服務(wù)能力差異。顯然，在零售行業(yè)全渠道變革環(huán)境下，共享前置倉配送模式比傳統(tǒng)城市配送模式更具競爭力。

圖9 總服務(wù)能力仿真結(jié)果

4 結(jié)語

為解決城市配送中存在的問題，本文提出在城市內(nèi)設(shè)置共享前置倉，并對共享前置倉配送模式進(jìn)行界定和分析?；谙到y(tǒng)動力學(xué)理論和建模方法，確定系統(tǒng)邊界及變量、函數(shù)，構(gòu)建存量流量模型，對共享前置倉配送模式進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明，雖然在城市配送框架中設(shè)置了共享前置倉，末端配送系統(tǒng)由二級轉(zhuǎn)化為三級結(jié)構(gòu)，但由于其共享開放的性質(zhì)，運(yùn)營成本仍得到顯著降低，服務(wù)能力得到了顯著提升，表明共享前置倉配送模式能夠切實(shí)幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效。鑒于當(dāng)前零售行業(yè)的渠道結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜化，該模式在一定程度上代表了未來末端配送發(fā)展的方向。但是，共享前置倉承擔(dān)了一定的庫存壓力，如何有效降低其庫存成本，需要在今后的研究中做進(jìn)一步的探討。