基于提升核心竞争力的优化方案.doc 94页

'“邯运杯”大学生物流设计大赛基于提升核心竞争力的优化方案前言物流在我国的发展历史并不久，但我国企业认识物流重要性的速度很快。由于在产品市场上所面临的竞争和威胁日益递增，企业开始更多地从供应链的角度强调整体的竞争。在我国此次遭受了美国的次贷危机影响之后，无论是制造型的企业还是服务型的企业，都越发重视物流环节企业。邯运集团经过6年风雨，已经发展成为一个大型的综合的物流企业。目前企业在册员工总数10600余人，各类营运车辆10000余部，是全国物流企业100强大型综合物流集团，位列全国500家最大服务企业物流公路运输业第15位。做为邯运集团下属的河北快运公司，是整个集团的核心组织，现有分支机构17个，业务以河北省为中心，覆盖全国各大城市，发展前景良好。但目前河北快运公司的发展也存在着一些问题，例如库存效率低，仓库布局不合理，信息系统有缺陷，市场需求响应慢，人员的绩效不高等等……本文针对河北快运现存在的问题，对其作出了一份以提升其核心竞争力的优化方案。1、以优化河北快运的配送中心内部结构和信息系统为切入点，利用Pareto遗传算法解决货位配置优化问题从而优化仓库布局，完善仓储储位管理和统一仓储设备，并且建立入库、出库、拣货的仓库作业优化方案；通过入库预处理模块、出库模块、查询功能模块等一系列具体的完整的信息系统功能模块来完成实际的的作业流程操作。优化河北快运的配送中心内部结构和信息系统两方面可以解决河北快运自身的仓库仓储问题，并使其信息化、规范化、集中化。2、从人员方面入手，分别利用适用于邯运集团人员的员工薪酬体系模型和员工绩效考核模型来建立和完善员工薪资体系和员工绩效考核体系，提出了基于心理契约的新型组合激励模型，建立起适合整个邯运集团的全方位、立体式的人力资源管理体系。3、从企业长远发展目标出发，立足于快运行业现状，对河北快运市场进行细分和定位，确定了河北快运实行物流品牌营销战略。从集中资源优势的内部业务整合，实施7条适应市场需求的外部营销策略和建立适合河北快运自身实际的客户关系管理模式三方面打造河北快运的物流品牌营销，力图使河北快运在同行业中彰显自己的品牌特色。4、针对河北快运的绩效考核体系，利用平衡记分卡从财务、顾客、内部经营和创新与学习能力四方面考核企业绩效，既有现有绩效的评价考核，又有长远竞争能力的评价考核。采用层次分析方法和建立回归模型明确整个集团的优劣势和战略发展方向。值得注意的是，其中的人力资源管理体系和企业绩效考核体系不仅适用河北快运，而且是适用于整个邯运集团的。而配送中心内部结构和信息系统的优化以及物流品牌营销战略的建立同样也适用于其他与河北快运企业结构，业务结构等相似的兄弟分公司。在方案中我们会详细阐述河北快运存在的问题，立足于河北快运公司来确立优化解决方案，通过方案中提出的优化方案以及相关的技术和模型，应用辐射到整个邯运集团来解决同系列的问题。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛第一章：绪论1.1河北快运优化设计研究的背景及意义河北快运的一系列优化工作项目和方案是在我国经济政治等全面综合的大前提下提出，因而，深刻理解其设计研究的背景和意义具有很大的必要性。1.1.1河北快运优化设计研究的背景我国第十一届全国人大二次会议于3月5日在北京人民大会堂顺利开幕，国务院总理温家宝为全国人民做了工作报告。针对于在2008年我国发生了令人痛心的“5.12”大地震，同时又遭受到了经济危机，这两件大事对于我国整年的发展有着极大的影响。因而总理明确指出：在肯定成绩的同时，也要清醒地看到，我们正面临前所未有的困难和挑战。一是国际金融危机还在蔓延、仍未见底。国际市场需求继续萎缩，全球通货紧缩趋势明显，贸易保护主义抬头，外部经济环境更加严峻，不确定因素显著增多。二是受国际金融危机影响，经济增速持续下滑，已成为影响全局的主要矛盾。一些行业产能过剩，部分企业经营困难，就业形势十分严峻，财政减收增支因素增多，农业稳定发展、农民持续增收难度加大。从温总理的报告中可以看出，我国在接下来很长的一段时间里将大力促进内需。从企业的角度，社会秩序的安全和经济的稳定是企业实现效益最大化的两大基石。我国目前的社会秩序在中央强大的宏观调控下取得显著成就，尽管2008年的金融危机席卷了全球，致使各国内部的各行各业都深受影响，其中尤以各国的进出口贸易影响最大。以中国为例，我国的广东沿海以出口贸易为主的加工企业在2008年末和2009年初纷纷宣告倒闭。同时，在我国的宁波，以服装出口为主营业务的制造企业绝大多数出现了裁员，停工，以及倒闭的现象，使当地的国际贸易总额出现了较大的滑坡。此次金融危机有影响程度深，范围广，持续时间长的特点。因而随着金融危机逐步蔓延到各产业领域，作为有“经济晴雨表”之称的物流业难于幸免。据相关资料公布显示：从2008年第三季度起，物流业受到的冲击逐步显现。如中国民航第三季度的航空货邮运输量呈现-10.8%的增长。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛针对我国当前的宏观经济形势和未来发展趋势，国内各物流企业对2009年公司的经营目标，业务范围，目标市场，内部管理，以及未来发展战略的规划等方面做出了相应的调整，以确保企业在金融危机期间平安度过。河北快运虽是邯运集团旗下的所属单位，有较雄厚的财力可支持，但仍应该在全局经济不稳的局势中及时改善滞后政策，抓住机遇，充分利用国内的消费市场需求旺盛，电子商务方兴未艾，劳动力市场数量多和价格便宜，土地资源紧张度相对有所下降，原材料市场价格出现小幅度下调，基础设施发展较快较完善等各方面的有力条件，化危机为转机，以期积蓄力量度过金融危机。1.1.2河北快运优化设计研究的意义本文对河北快运的优化目的是希望通过对其个体的优化，为邯运集团下的如天信运业，飞马快运，天实运业，天祥运业等子公司，分公司和客运站等各旗下企业提供企业在人力资源管理，企业绩效考核，空间设计，信息系统建设等方面存在不足的改进思想和方法。在此次的两会政府报告中，温总理指出：2009年国民经济和社会发展的主要预期目标是：国内生产总值增长8%左右，经济结构进一步优化；城镇新增就业900万人以上，城镇登记失业率4.6%以内；城乡居民收入稳定增长；居民消费价格总水平涨幅4%左右；国际收支状况继续改善。其中，总理特别指出：提出8%左右的国内生产总值增长目标，综合考虑了发展的需要和可能。在我们这样一个13亿人口的发展中国家，要扩大城乡就业，增加居民收入，维护社会稳定，就必须保持一定的经济增长速度。只要政策对头，措施得当，落实有力，就有可能实现这一目标。从温总理的报告中，可以得出：我国在2009年的主要任务是通过各种有利的措施如进一步的优化经济结构来刺激我国的实体经济，保持我国国内生产总值的稳步增长，以尽可能地实现我国人民就业率的降低和提高人民的生活水平。而物流是我国新兴的朝阳产业，在我国的经济复苏中必将产生重大的影响。基于以上的考虑，从各个方面优化河北快运，也就是优化邯运集团，实质是为企业抓住机遇提供条件。对于河北快运来说，企业目前在人力资源管理，信息资源管理，配送中心的仓容量，工作效率等方面存在问题。以致在邯运集团的整个运营网络中无法实现货运相关业务的领头军作用。在河北快运的客户群中，企业无法以优秀的仓储能力，良好的服务项目和质量来广泛地吸引新顾客的合作，也无法长期地保持住同老顾客的合作。如在河北快运与凯蒂服饰合作过程中，就面临了河北快运的凯蒂服饰配送中心仓库设计不合理，分拣速度跟不上，员工工作效率低，出错率高等问题。因而，对河北快运的整体优化有利于企业提高核心竞争力，拥有良好的信息管理系统和科学的仓库结构设计，提高工作效率，激励员工的工作积极性，从而，在根本上实现河北快运的顾客量增加，业务增加，效益提升，利润率扩大。对于邯运集团来说，它是我国历史相对来说比较悠久的国有物流企业，在制度方面，或是设备方面容易出现落后的情况，但作为一家物流企业，无论是在革命战争年代，还是在社会主义建设时期，邯运集团都督发挥了积极的不可替代的作用，因而，为了在我国的21世纪发挥更大的作用，邯运集团必须不断改善自身的硬件和软件条件，来为我国的经济事业发展服务。同时，邯运集团有意拓展现有的物流业务。目前，邯运集团在国际采购，国际快件以及成衣国际货运代理公司这三类形式上有一定的优势。相信，只要邯运集团在各方面进行优化之后，又在公司自身有严格的章程和运作制度、规范的控制体系的有利条件基础上，集团将在不久的将来实现企业上市的目标。这有利于邯运集团长期保持住业内的领军地位。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛1.2河北快运优化设计研究的总体思路在本案例分析的第二章中全面，全面分析了河北快运的宏观环境和微观环境，具体明确了河北快运在物流行业中的优劣势及其在最近几年的机会和威胁。本着强化河北快运的核心竞争力出发，在确定优化设计的理论的依据基础上合理地规划了优化设计的具体内容。1.2.1河北快运优化设计研究的理论依据通过广泛地查阅相关资料，明确了河北快运优化设计的总体思路。而在全部的优化设计中，始终贯穿了霍尔三维结构的思想核心。在这套被称为硬系统方法论的霍尔三维结构思想中，把某一个工程或是某一个项目具体地分阶段和步骤，并明确了实现这一工程或项目所需要的素质。其最核心的思想是：一个工程或项目的完成和实现必须要依靠各个方面和环节的整体配合及协调。换而言之，在实现河北快运的整体优化中必须要强调其在配送中心内部结构，信息系统建设，作业流程，员工绩效，企业物流品牌营销，企业绩效考核等方面的同时优化。从配送中心内部结构的优化为切入点，以此来带动整体的优化，突破了我国物流界长期认为物流关键在流动环节的不正确认识。在河北快运的案例中，其在操作层和管理层都存在问题。为了可以实现河北快运的整体优化，各方面的健康均衡发展，河北快运在操作层需要同时优化仓库结构，信息建设和作业流程，在管理层需要同步优化人力资源管理和企业绩效考核。其优化设计的具体思路见图1-1。图1-1河北快运优化设计的具体思路93 “邯运杯”大学生物流设计大赛1.2.2河北快运优化设计研究的实现路径河北快运作为第三方物流企业，为客户提供仓储量大，仓储效率高的储存能力是一重要职能。河北快运在北京马驹桥的凯蒂服饰配送中心，在石家庄的润丰物流中心等普遍存在配送中心内部结构设计不合理，没有考虑配送中心的长期发展，以致配送中心无法在结构不变化的前提下采用如托盘，叉车等有利于提高存储效率的设备。其中凯蒂服饰配送中心的结构问题主要表现在以下几个方面：1、入货区，发货区，退货区等货区的位置布局不合理2、无装卸平台区域设计3、仓库货架排列和通道设计不科学问题4、二层仓库间交通方式问题优化凯蒂服饰配送中心的内部结构，有利于使用机械化水平高的搬运和装卸设备，提高库存容量，以解决仓库仓容量不足的难题。但河北快运的凯蒂服饰配送中心有另一个重大的不足影响着配送中心物流服务能力的提高――－发货拣货等环节出错率高。该配送中心目前的发货和分拣活动主要靠的是人工，其信息化水平很低。员工在拣货时是一人念单发货，一人核对货物号的，这种方式降低了工作效率，提高了出错率。为了有效解决这个问题，配送中心必须要优化内部的信息系统，可以从以下信息系统功能模块入手：1、现有库存模块2、入库管理模块3、库存盘点模块4、出库模块5、货入库管理模块6、员工管理模块7、查询功能模块8、预测功能模块在配送中心的内部结构和内部信息系统都得到优化的基础上，凯蒂服饰配送中心通过对中心内部的货物流程进行改进，使得作业流程在效率方面和绩效方面都将会得到很大的优化。在以上三个方面完善的条件下，员工的工作环境会有很大改善，工作量会减少，工作强度会降低。这在一定程度上会起到激励员工积极性的作用。但为了达到长远对员工的激励效果，邯运集团需要制定符合实际，科学合理的员工绩效体系。这样会加强河北快运的整体实力和竞争力。从长远角度考虑，河北快运在自身综合实力提升的同时，非常有必要营销本企业的物流品牌，以在激烈的市场竞争中占据更大的从市场份额。与此同时，邯运集团要为每个下属单位制定有效的企业绩效考核体系，以达到全面合理评价每一企业的目的，从而增强每一企业的实力，如使河北快运的竞争力持续得到提升和利润率不断上升，最后确定河北快运的市场领导者地位。根据河北快运优化设计的具体思路，同时结合盖洛普路径的相关应用理论，得出了河北快运优化的盖洛普路径（如图1-2）。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛93 “邯运杯”大学生物流设计大赛图1-2河北快运优化的盖洛普路径优化配送中心内部结构优化作业流程优化配送中心信息系统提高员工绩效营销河北快运品牌确定河北快运的市场领导者地位制定对企业的绩效考核体系河北快运竞争力持续提升体系河北快运利润增多盖洛普路径由此进入体系93 “邯运杯”大学生物流设计大赛第二章：河北快运的战略规划在我国目前市场变化快的背景下，为了在我国尚欠完善的物流市场中赢得领导者的角色，河北快运必须要从综合环境出发，制定出适合自己的战略。在此次我国遭受了美国的次贷危机之后，各企业转变经营思想，重新评价企业的合作伙伴，以优化企业所处的整条供应链，尤其强化企业自身的核心竞争力，把非核心且不擅长的物流业务外包给专业第三方公司。这对河北快运来说是一个很好的机会。因而，在制定河北快运的战略过程中首先要对物流行业的宏观环境进行分析，再对河北快运所属的邯运集团进行全面分析，以明确河北快运背后的支撑实力，最后分析河北快运个体的优劣势和面临的机会及威胁，通过把河北快运与第三方VMI物流模式要求的比较，以及与同一市场中的各竞争对手的比较，了解河北快运的市场竞争力，最终确定河北快运的核心竞争力：多样化的增值服务和JIT式的配送服务。其具体的分析思路见图2-1。河北快运的宏观环境分析河北快运的微观环境明确河北快运的优劣势及面临的机会和威胁明确河北快运的核心竞争力，并采取措施提升优化配送中心的内部结构和作业流程，提高效益优化配送中心内部的信息系统，提高效率建设河北快运的品牌营销战略制定科学的人员绩效考核和物流企业的绩效考核体系图2-1方案整体设计分析思路93 “邯运杯”大学生物流设计大赛2.1河北快运的宏观环境分析物流在供应链中是实现制造企业精益生产，服务企业采取JIT模式的关键，可以在很大程度上缩短顾客的订货提前期和产品的制造周期。物流在我国的历史是开始于近代，但我国物流整体发展前景好，潜力大。利用PEST分析方法针对我国物流发展进行宏观分析（如图2-2）。物流宏观环境分析政治因素分析经济因素分析社会因素分析技术因素分析图2-2物流宏观环境分析2.1.1政治因素分析在我国的经济市场中，国家的宏观调控作用起了很大的作用。我国政府经济管理部门作为宏观物流管理的主体，近年在物流规划、物流政策制定等方面发挥了积极的作用。2001年3月，由我国六家行业主管联合发布了《关于发展现代物流的罗干意见》。这是我国第一个涉及物流的诸多部门联合制定的为促进物流发展的政策性指导文件，显示了政府部门主管对现代物流的关注和加快物流发展的意向。邯运集团是以运输为本企业的主营业务，又是靠近我国的首都，这是邯运集团的长期发展提供了很大的优势。2.1.2经济因素分析我国在近十年来的GDP增长率平均超过8％。高速发展的国民经济提高了人均消费水平，为物流的发展提供了强大的动力。在2008年，全球遭受了美国的次贷危机，这促使企业间的竞争程度更加激励，因而，企业必须转变经营理念，会以前所未有的关注程度在企业采购，生产，存储，配送等各环节的物流活动。作为第三方物流公司的邯运集团在已有的发展基础上，在市场竞争中会有更大的竞争力。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛2.1.3社会因素分析任何一家企业都是供应链中的参与者。强化企业自身的核心竞争力，将非核心业务进行外包是对企业自身，对整体供应链的明智之举。但我国企业的物流理念目前相对比较浅薄，落后。这不利于我国物流行业的健康、快速的发展。并且，我国整体上的基础设施建设不完善，东西部不平衡，这从根本上制约了全国物流的全方面，多样化发展。2.1.4技术因素分析现代化物流格局是以信息技术、运输技术、配送技术、装卸搬运技术、库存控制技术等专业技术为支撑的。而我国自主研发物流技术的实力弱。对于复杂性高，性能强的高要求物流技术，我国企业大多会采取向日本、美国等物流发展水平高的国家引进。这对于像邯运集团这样的第三方物流企业会产生物流成本高的问题，不利于发展现代化物流。邯运集团主要网络是在我国的华中和华北地区，而外资独资的物流企业或中外合资的物流企业主要集中于长江中下游和我国的东南沿海地区，这不利于先进物流技术在我国西部和北部地区的传播。2.2河北快运的微观环境分析VMI在西方世界兴起，发展的速度快，这得益于供应商管理策略的全局性。随着VMI的发展，第三方VMI也逐渐走入企业的经营策略考虑范围，是市场的发展趋势。河北快运作为第三方物流提供商，为了适应长远的发展计划，需要以第三方VMI发展模式所需要的要素去要求自身。而在我国的物流市场中，市场竞争者数量多，河北快运要实现目标市场的领导者就需要动态关注对手的形势，并充分掌握局势发展。也就是说，对于河北快运的战略规划来说，准确分析河北快运的微观环境是极其重要的。2.2.1河北快运与第三方VMI物流模式要求的比较VMI（VendorManagedInventory）即由供货方帮助采购方或是最终用户管理库存，是一种供应链环境下的库存运作模式，与传统的库存管理模式完全相反。供应商管理库存模式在我国的经济市场中的应用频率增加，而由第三方VMI即由第三方公司来帮助交易双方管理库存更是市场经济中的一种趋势。VMI是一种用户和供应商之间的合作性策略，以对双方来说都是最低的成本增加产品的可获性，在一个相互同意的目标框架下由供应商管理库存。这样的目标框架被经常性地监督和修正，以产生一种连续改进的环境。第三方VMI库存管理策略需要坚持一下几大原则：93 “邯运杯”大学生物流设计大赛1、合作性原则：在库存管理过程中，利益不只是涉及到买方和卖方，同时涉及到了第三方的利益。这就要求在彼此合作期间，相互要及时交流信息，并要给予对方一定程度的信任。这是实施第三方VMI的基本。2、互惠原则：第三方VMI的实施是在供应链的范围内，强调的是整条供应链的利益，而不是某一个体企业的利益。3、目标一致性原则：因为在达成协议之前，多方合作人都应该明确实施第三方VMI的目标和意义，明确自身的责任和义务，并用框架协议来束缚自身及对方。4、连续改进原则：采取第三方VMI的目的是促使各合作方都可以共享利益，减少不必要的人力和物力浪费，而动态的合作方式更有利于实现这一目标。第三方VMI物流模式的发展是基于VMI模式基础之上的，在物流行业中的历史不是很久，但在未来必将成为主流。河北快运作为一家专业的第三方物流公司，其核心竞争力是多样化的增值服务和JIT式的配送服务。随着物流在我国的发展，第三方VMI物流模式将成为必然。所以将河北快运的物流模式与第三方VMI模式进行比较，有利于河北快运明确自身的不足，并及时进行改进（如表2-1）。经过初步的比较，河北快运在很多方面与第三方VMI物流模式的要求有不一致性，在发展目标上存在局限性，而在信息化发展程度上，以及对顾客的响应速度上存在滞后。同时在企业物流网络，网点的发展上速度有待加快。表2-1河北快运与第三方VMI物流模式的比较河北快运第三方物流模式第三方VMI物流模式目标为实现更多的业务使供应链系统完善仓储量大大流程控制弱强信息化程度低高，且流畅网点密集度以自身发展而聚集以客户需求而设立信息共享程度低高资源利用率低高对客户响应速度慢较快2.2.2河北快运与各竞争对手的比较我国物流业的发展历史较短，但发展速度快，且发展势头好。河北快运要想成为市场的领导者，就要清楚同一目标市场中的竞争对手，及每一对手的实力和其核心竞争力。河北快运要想实现成为第三方VMI的目标，就必须强化自身的信息化建设和提高管理水平。同时，河北快运还必须认识到：在这一市场中，它一定会面临到许多的竞争者，如外资物流企业，国有大中型物流企业，中小型私人物流企业等。在竞争者中，尤其是外资物流企业和国有大中型物流企业对于河北快运来说有很大的威胁。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛根据中国物流与采购联合会在2008年组织实施对重点企业物流统计调查工作，并排出了《2008年中国物流企业主营业务收入前50名企业名单》。调查显示：我国物流企业实力进一步得到壮大。其中收入排在首位的仍是国有性质的中国远洋运输总集团，其主营业务收入超过千亿元。国有性质的物流企业有着得天独厚的有利条件，在物流市场中的竞争力较大。这对于河北快运而言，有利有弊。好处是河北快运是国有性质的邯运集团旗下的，弊端是河北快运自身的竞争力不强。在物流市场中竞争，河北快运需要避强藏弱，发挥自身企业的优势。表2-2是河北快运与三类主要竞争者在各方面的比较，有助于河北快运在实际业务运行中取胜。从中可以看出：河北快运在资金，信息建设，企业信誉，规范化程度，员工激励制度等方面有一定的优势，但在基础设施建设，增值服务项目设置，品牌建设投入，企业制度等方面的发展还有待完善，这反应出河北快于应该在制度等软性方面加大投资。表2-2河北快运与各竞争对手的比较方面竞争主体外资物流企业国有大中型物流企业中小型民营物流企业河北快运资金实力雄厚雄厚一般较好基础设施建设初步发展中比较完善不完善不完善信息建设高高一般较好服务项目种类多少多少服务质量水平高一般一般一般企业信誉好好一般好品牌建设投入大大较小小创新力强较弱一般弱规范化程度高高较低高企业制度较完善完善不完善不完善员工激励制度效果好效果一般效果一般效果较好管理方式多样化，先进单一，落后单一单一抗风险能力强较强弱较强核心竞争力比较强比较强比较弱一般股本结构复杂单一较复杂单一网点网络不密集密集不密集较密集员工素质高一般低一般2.2.3河北快运的SWOT分析从河北快运作为个体的角度来看：其现有20家分、子公司，其中河北省内有11家，省外主要大中城市有9家，并且分、子公司下设多个网点。河北快运在册职工500人，包括临时工、司机等在内可达七八百人。现有仓储面积总共40000㎡，车辆650部，其中配送车200部，厢式大货车100多部。河北快运主要的业务范围为医药、日用百货、卷烟、陶瓷、化工产品的物流配送，其中以医药为主。河北快运还为多家大型企业如卷烟厂、国美、联合利华、可口可乐、联想、国达医药等提供货运代理。其在整体供应链中处于的地位（如图2-3）93 “邯运杯”大学生物流设计大赛第1层第2层第n层销售商或用户第1层第2层第n层供应商111111河北快运222222333333nnnnnn图2-3河北快运在供应链中的位置分析河北快运作为提供第三方物流的企业，在物流市场中必须要明确其根本的核心业务，以及自身的核心竞争力。通过SWOT分析法全面解析河北快运的优劣势及威胁和机会，以明确河北快运的核心竞争力。1、河北快运的优势（1）物流网络和基础设施的支持邯运集团的子公司河北快运经过多年的发展，具备了完善的各种物流基础设施，并在这方面还不断投放资金。旗下现有20家分、子公司，其中河北省内8家，省外主要大中城市9家，并且分、子公司下设多个网点。再联合了邯运集团其他下属单位的运输网络，形成了一张基本覆盖全国的运输网，为客户省内或跨省运输提供有效的支持。（2）总公司政策的支持邯运集团的政策制度很具有全局性，如对整个集团的人事管理建立资料库以吸收优秀人才，为各下属单位输送有力的人事力量。一个提拔制度明确的企业有助于增加企业的生命力和员工的向心力。（3）客户资源和自身品牌的支持河北快运主要的业务范围是医药、日用百货、卷烟、陶瓷、化工产品的物流配送，其中又是以医药为主。同时，它还为我国著名的多家大型企业如卷烟厂、国美、联合利华、可口可乐、联想、国大医药等提供货运代理。可见，河北快运的客户群体范围是广的，且是相对稳定的。在与知名品牌商的合作过程中，河北快运也打响了自身企业的品牌，提升了企业的品牌价值。这些无形资产为它开发新客户起促进作用。（4）资金支持河北快运是邯运集团的子公司。目前，邯运集团总资产有11亿元，下辖50多个基层单位，有各类营运车辆10000余部。足见其资金雄厚，可为河北快运提供强大的资金后盾。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛2、河北快运的劣势（1）业务流程信息化和标准化低河北快运的马驹桥配送中心在仓储、运输和配送作业流程中没有形成标准化运作，以致作业质量和作业能力难以保证，在旺季时的作业质量和作业能力更是如此。仓储作业设备落后，托盘没有得到普及，RFID技术没有得到广泛应用，造成装车和卸车效率低，自动化和机械化程度低。（2）客户类型单一，增值服务缺乏虽然河北快运近年来向外拓展业务取得不错的成果，但是现有的业务还是过于集中在一两个行业。根据对案例中提供的表7-2河北快运主要业务流量以及流向进行主要业务流量分析（其结果如下图2-4）。从中可以看出：药品在业务中占了近四分之一，也就是客户国达医药是其主要客户。在业务过程中，河北快运在仓储服务中层次低，没有突出个性化服务项目。可以说在增值服务项目上开发程度还处于表层，没有深度挖掘。图2-4河北快运各项业务的比例注：考虑到钢铁本身质量的特殊性以及鞋是以箱为单位，因此未纳入计算范围。（3）人力资源管理有待提高河北快运马驹桥配送中心仓库现有员工17人，员工工资在仓库总成本中占有很大比例。随着业务量的不断增加，员工难以胜任。反映出高的员工成本却没有得到高效益。这归结于员工的能力水平参差不齐，整个作业流程缺乏业务绩效有效的评估，也缺乏一套合理科学的考核标准。（4）兄弟企业间信息化程度低邯运集团有众多的下属单位。在兄弟企业间难免会发生业务往来，而在河北快运与飞马快运之间的合作中，由于信息化建设程度低，业务的具体信息无法及时准确在两家企业间传递，造成委托件的运输质量低。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛（5）公司网点分部密度差别大河北快运公司共有17个一级节点，分部主要集中在河北，部分主要集中在河北省内，只有少数的一级节点分部在省外主要的大城市，而河北快运的运输网络是河北石家庄为中心向外辐射，北至哈尔滨，西至兰州，东到上海，南到香港。没有深入中西部城市，一定程度上阻碍了跨省业务的发展。3、河北快运的机遇（1）国家政策倾斜度加大在我国“十一五”规划中的大力发展服务业条款中就明确提出优先发展交通运输业的和现代物流业。国家对物流也开始政策倾斜，出台了更多的文件标准以进一步促进物流行业的规范和发展。同时，国家相继在沿海建设保税区以促进国际物流的发展。（2）国家经济增长快连续数年我国GDP的增长率都是超过8%的。扶持第一产业，支持第二产业，开发第三产业是经济增长的原因。随着经济的增长，国民收入水平上升，人均消费水平也得到了提高。这带动了电子商务的大跨步发展，为我国第三方物流发展起了很大的推动作用。（3）物流理念的深入市场竞争的焦点已经发生了变化，越来越多的非物流企业开始重视物流环节，也逐渐出现把非核心业务的物流业务外包给专业的第三方物流企业。同时，外资物流公司在本国的驻入也加速了物流理念的传播，为我国物流企业提供了更多的发展机会。（4）科学技术的进步RFID、EDI等软件技术和托盘、货架等硬件设备为现代物流的信息化，标准化提供了有利的途径。企业积极大胆尝试新的科学技术，为企业向多样化物流服务项目提供可能。4、河北快运的威胁（1）同行竞争对手多目前，我国由传统仓储，运输企业改造而来的物流企业占据了较大的市场份额。私有制的物流企业大多规模小，但增值服务多，竞争力不容忽视；国有大中型物流企业在原有的业务基础和资产基础上，经过不断深度改革和创新，其竞争力强；外资如马士基等，其拥有先进的管理理念和方法，打入市场速度快，服务水平高。总体而言，物流行业中，河北快运的对手很多，且对手各有特色。（2）需方对企业要求高在世界经济总体影响下，我国通货膨胀现象不断加深，CPI指数呈同步增长。这造成我国乃至世界的各种原材料价格上升，大大缩小了各种企业的利润空间。再加上受到此次的美国次贷危机的影响，我国企业面临更大的竞争压力。2.2.4河北快运确定竞争战略93 “邯运杯”大学生物流设计大赛表2-3SWOT战略分析表内部能力外部因素优势（strength）劣势（weakness）1物流网络和基础设施的支持2总公司政策的支持3客户资源和自身品牌的支持4资金支持1业务流程信息化和标准化低2客户类型单一，增值服务缺乏3人力资源管理有待提高4兄弟企业间信息化程度低5公司网点分部密度差别大机会（opportunities）SO战略WO战略1国家政策倾斜度加大2国家经济增长快3物流理念的深入4科学技术的进步充分利用河北快运的内外部条件，集中力量发展企业的核心竞争力。丰富河北快运的客户类型，增值服务项目，提高人力资源管理效率，加强信息建设。风险(threats)ST战略WT战略1同行竞争对手多2需方对企业的要求高及时反映客户的动态需求，保持对同行竞争者状况的关注。避免出现由信息化程度低，人力资源管理不善引起的业务量降低，尽量满足客户的多样化需求。基于对河北快运的SWOT分析建立SWOT战略表（如表2-3），在坚持利用有利条件，避免不利条件，改善不足方面的思想前提下，最终确立河北快运在经营过程中应该采用SO战略，即对河北快运竞争优势强的领域进行专攻，为这一特定的市场领域提供较好的物流服务，增强其在该领域的竞争力，成为该领域的市场领导者。2.3河北快运的发展方向通过对河北快运的宏观环境和微观环境全面分析，了解到河北快运在各个方面的发展程度不一，在某些方面发展的程度较好，值得其他企业学习，但在另一些工作上仍有待加强。同时，明确了河北快运的发展方向为努力提高企业的核心竞争力，即提高物流服务。为了实现在河北快运目标市场上赢得较大的市场份额，河北快运需要在信息管理，仓储容量，人力资源管理，企业绩效管理，企业品牌建设等方面同步前进。相信:通过河北快运的整体优化，其一定可以成为邯运集团的龙头个体企业。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛第三章河北快运配送中心的优化与设计河北快运与凯蒂服饰的合作关系已有两年之长，为其业务河北快运专门在北京马驹桥的物流园区建立了一个配送中心，用于凯蒂服饰公司的仓储分拣作业，并提供相应送货的服务。由于凯蒂服饰的业务在不断增大，而河北快运在要求增加有限成本投入，不增加目前仓库17人的工作人数情况下，顺利完成工作量则面临挑战。此章节主要从配送中心的内部结构设计规划、硬件科学合理的选用，提高配送中心的工作效率。创新应用Pareto遗传算法进行货架货位的分配模型，利用3DSMAX软件建立优化后的仓库三维立体模型等。3.1河北快运配送中心现状解剖对配送中心布局现状的了解分析是优化设计配送中心的第一步，在全面了解配送中心布局及业务等方面的信息后，我们才能进一步针对配送中心为其专门优化设计。规划使配送中心能具备现代物流的必要设施设备，能高效完成凯蒂服饰的仓储配送业务，能成为国内屈指可数的现代物流配送中心。3.1.1配送中心布局概要配送中心处于北京马驹桥的物流园区。1、仓库结构：2层建筑；2、可用面积：4800平方米；3、仓库目的：用于凯蒂服饰公司的仓储分拣作业，并提供相应的送货服务；4、堆码方式：直接堆码；5、货架高度：大约2米多高；6、拣货辅助工具：梯子；7、货架排列：横列式布置，即货架或货垛的长度方向与库房两侧墙壁互相垂直（与两端墙面互相平行）；8、作业区域划分：入货区，发货区，退货区，WMS系统办公室，拣货区，存箱区，装箱检验区；9、通道：一层通道的宽度占了仓库宽度的近1/3；二层通道宽度占仓库宽度1/8左右；10、二层仓库间交通方式：楼梯。3.1.2配送中心业务信息1、配送中心每月存储货物：目前43900箱，5年后预计84000箱；93 “邯运杯”大学生物流设计大赛2、库房存储服装的品种与规格：目前12300种，5年后预计24000种；3、配送中心每月存储服装的品种与数量：目前522万件，5年后预计1000万件；4、配送中心每天出库总箱数：目前420箱，5年后预计1100箱；5、配送中心每天发货的门店数：目前127家，5年后预计300家；6、配送中心每天入库总箱数：目前400箱，5年后预计1000箱；7、配送中心每天入库的家数：目前5家，5年后预计12家；8、配送中心每月入库箱数：目前7200，5年后预计18000箱；9、配送中心每月操作量：目前200万件，5年后预计500万件；10、配送中心每天出库的件数：目前48000件，5年后预计120000件。河北快运在北京马驹桥的物流园区是特为凯蒂服饰而建，承担了仓储及配送业务。从案例5中的一些数据也知，配送中心的业务量在未来是大幅增加。配送中心在现有设备下是无法完成业务量，所以对配送中心的优化设计是必须的。3.2河北快运配送中心存在的问题通过案例5凯蒂服饰的案例描述，结合案例中相关表格数据和行业资料，我们发现配送中心存在以下问题：3.2.1仓库布局不合理引起的浪费如案例图3-1和图3-2所示。仓库由原来的3000平方米，提高到目前的4800平方米的仓库。二层仓库造成的交通局限并没有改善，仓库采取的是楼梯。在货区规划上，入库区、发货区、退货区，设计不合理。引起货物进、出仓库及拣货都造成路程的迂回，时间的浪费和效率的降低。图3-1仓库现一层布置图93 “邯运杯”大学生物流设计大赛图3-2仓库现二层布置图3.2.2仓储作业流程不合理造成工作绩效的局限案例指出配送中心现在采用2米多高的货架，直接将整箱货物直接码垛在货架上，不严格按货位摆放。当需要往货架最上层码放货物需要借助梯子。发货前装箱工作，需要两个人进行，一个人读发货单，一个人核对货物号。这样造成的是效率低，而且出错率高。仓库每天出入库的业务量大，库存量大，而且库房每天收到的退货多，这些退货往往是一些过季的服装，产品质量并没有问题，需要再次上架，等待次年销售。这些因素更造成仓库业务量大，对仓储面积需求和工作效率提高的要求。3.2.3仓储设备落后，拣货出错率高、效率低由于服装的种类繁多，仓库没有采用托盘，并没有根据科学合理的设计减轻工作量，提高效率。5年后，仓库容量到翻倍增加，作业量大幅上升。如果不采用托盘等其他仓储设备，对于完成这些作业量是及其困难的。3.2.4绩效管理缺乏，激励失效仓库现有员工17人。在仓库业务量增加，员工工作强度增加的情况下，如果缺乏对员工的激励，则会影响到员工的积极性。绩效管理的缺乏，在员工仓库分拣能力，效率的提高上也造成一个缺陷。3.2.5信息系统简陋，信息化程度低93 “邯运杯”大学生物流设计大赛案例中没有对配送中心的信息系统建设问题做出介绍，只是在仓库布局上有WMS系统办公室。但是从现存的业务流程、储位管理等可以看出，目前配送中心的仓储业务流程基本采用原始的手工操作方式，信息化程度低、信息滞后，严重阻碍了与客户的有效沟通，没有为仓储作业决策的制定和实施提供有效的信息系统支持，从而也导致了仓储作业效率的低下。3.3河北快运配送中心优化方案的设计思路在3.1和3.2中，我们剖析了河北快运配送中心的布局和业务现状，也分析出配送中心目前存在的主要几方面问题。在优化前，我们必须确定方案优化的整体思路，把握整体需求，考虑全局因素，这一思路在3.3中我们将展开介绍。3.3.1仓库优化要素关系遵循效率、经济效益、服务的统一，仓库内布置设计，是根据仓库场地条件、仓库业务性质和规模、物资储存要求以及技术设备的性能和使用特点等因素，对仓库各组成部分，如货场、通道、附属固定设备等，在规定范围内，一定成本下，进行合理安排和布置。具体关系原则如图3-3所示：货物流速作业者感觉保管成本作业时间空间效率保管空间人性成本效率流量评估评估评估评估评估时间图3-3仓库优化要素关系93 “邯运杯”大学生物流设计大赛3.3.2配送中心仓库优化要素关系应用凯蒂服饰的配送中心实际情况结合优化要素关系，我们对配送中心的内部功能的划分、货位布局等进行了重新的设计。确保内部功能区域划分清晰的仓库，在进行日常出入库操作、库位管理等作业时，都能更为明确、更有根据性和针对性的进行。相应会增设拣货区，使货物在出库前能被提前拣出、入库前被提前卸下，都能保证工作的流畅性，从而提高仓储效率，最大化的利用仓库面积。合理的货位布局，通道设计，储位管理，都比以前更快捷地将货物转移到拣货区或者出库。综上所述，改造后的配送中心的布局，会在控制成本前提下，最大限度的利用了仓库资源，提高工作效率。3.4河北快运配送中心平面布置的设计通过3.1对配送中心现状了解和3.2中配送中心目前存在的问题分析。我们根据仓库优化要素关系，通过对配送中心功能分区、平面布局等设计，并给出了配送中心的优化有的平面布局图。利用3DMAX，展示配送中心优化后的三维立体效果。3.4.1河北快运配送中心功能分区根据凯蒂服饰对配送中心的业务要求，结合将来的业务需要，物流配送中心必须满足下面几方面的作业需求：1、进货。包括：车辆进货、进货卸载、进货点收、理货等。2、储存保管。包括：入库、挑拨补充理货等。3、分拣。订单分拣、拣货分拣、集货等。4、出货。流通加工、品检、出货点收、出货装载等。5、运输。车辆调度、路线安排、车辆运输、交递货物等。6、仓储管理。盘点（定期、不定期）到期物品处理、移仓与储位调整等。7、逆向物流。退货、退货卸载、退货点收、退货责任确认、退货废品处理、换货补货等。8、物流后勤。车辆货物出入管理、卸载车辆停车管理、包装中转容器回收、暂收、废物回收处理等。河北快运对于凯蒂服饰的业务需求，要求配送中心功能分区包括进货区、储存区、分拣区、WMS办公室、出货区。3.4.2河北快运配送中心平面布置配送中心南侧开门为进货区，北侧开门为出货区，进货区与出货区前方的装卸连通行场地按20-22m宽计算（保证卸货停车时，另一车辆可通过，以及对于车辆转弯半径的考虑）。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛配送中心货物运输是以箱式货车为主，车长9m，车的转弯半径有18米，故优化方案中，是以道路按8m宽计算（可保证两辆车通行），月台按4m计算，进货区与出货区分别有6个月台。进出货缓冲区及中转区约400m2，主要用于大批量商品堆垛、过车、批量进出货的临时堆放。另外，库外装卸平台，不包含在库区面积中。货架区约1800m2,设有3层货架，以适用服装不同储存量、需求的波动。3.4.3河北快运配送中心物流设施规划1、通道设计配送中心的通道包括库区外通道及库内通道，库区外通道将影响车辆、人员的进出，车辆回转，上下货等动线；而库内通道主要影响配送中心的作业能力和效率。河北快运针对凯蒂服饰建立的配送中心主要包括如图3-4所示的重要通道。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛表3-1河北快运配送中心主要通道类型通道类型说明计算公式河北快运的应用工作通道分为主要通道和交叉通道主要通道：沿着厂房的长度方向，允许两方面货物交通。交叉通道：与主通道方向垂直。主通道=2辆堆高机宽度+0.9米3.5—6米存储通道存储通道宽度2辆堆高机宽度+0.9米存储通道宽度=堆高机转弯半径2.5—3米人行通道只用于员工进出特殊区域的通道，应维持最小数目。W=d*w*n/v人员通过速度v,单位时间通过人数n,两人并排行走所需最短距离d，人身宽幅约w，每一位人员在通道上行走瞬间需要的空间为d*w0.75—1米其他通道为公共设施、防火设备或紧急逃生所需的进出通道楼梯2、出入码头设施设计（1）进出货码头各自独立配送中心现行的一门进出货的方式，引起车辆的混乱，占用仓库面积。先设计在原先出入口的对面也增开门，使配送中心进出货口独立，进出码头独立。按照配送中心预计5年后每天有12家的入库数量，我们分别设计6个进出货码头供使用，来充分应对配送中心今后的繁忙业务。（2）尾端卸货型码头按照码头与作业方式的联系，我们将码头设计为尾端卸货型码头。尾端卸货型码头易于控制环境，适合标准集装箱和拖车，也适合我们对配送中心在仓库设备、作业优化等方面的应用。如图3-5所示。码头外侧齐平，可完全包围码头内部区域，提供较佳的密闭作业空间，对于天气控制的效果也较好，也适用服装类货物。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛图3-4尾端卸货型码头(3)遮蓬配送中心还需要增设遮蓬，避免天气变化的影响，保证装卸作业正常进行的设施，也保证货物不受损。如图3-5所示。图3-5遮蔽示意图93 “邯运杯”大学生物流设计大赛3、WMS办公室WMS办公室设计在一层仓库上方，位于一层与二层空间之间，充分利用仓库空间，提高仓库面积利用率。如图3-6所示图3-6配送中心WMS办公室4、升降机在仓库内配设升降机，使服装由一层拣货区到二层存储区通过升降机完成。提高流通工作效率。避免交通不便引起的时间、人员浪费等。3.4.4河北快运配送中心平面结构示意图综合以上对配送中心各功能区的规划，设施增设等。配送中心优化后的平面示意图如图3-7，图3-8，分别是一层、二层仓库的结构布局。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛拣货区门出货区升降机拣货区入货区门图3-7一层仓库存箱区升降机存箱区楼梯图3-8二层仓库93 “邯运杯”大学生物流设计大赛3.4.5河北快运平面布置优化后效果评价表3-2仓库优化效果评价现行方案优化方案入货区从入门口进入，左转弯进入入货区域进行相关作业。迂回路程，浪费时间，给后续作业造成不变配送中心一层的一面码头只作为入货口，与出货区独立，保证入货时工作效率出货区货物出入都是同一扇门，造成了作业量大时人员车辆的交叉干扰配送中心一层的另一面码头只作为出口，可以保证出货量大时也有条不紊存储区存箱区面积只占仓库面积的1/4不到，存箱区置于二层对于出货不方便，造成工作量的增加通过升降机将货物运输到位于二楼的存储区，方便货物的出货，并且增大存箱区面积，为业务扩增做了准备。拣货区拣货区面积比例过小，楼层位置不合理，拣货方式落后，造成劳动力的浪费拣货区面积大大扩大，为业务增大做好准备，拣货区紧接入货区，使作业方便有利退货区退货区占据了离门最近的有利位置，造成资源浪费，面积比例过于大利用条形码使入库的退货直接重新上架，所以退货区就不必需要，节省仓库面积，节省人员WMS办公室面积比例过大，相应设施反应体现也与货物进出时位置过远将办公室设计在一层仓库的上方，充分利用空间，节省面积人员分配主管1人，录入员4人，退货组5人，上货组4人，入库组3人,合计17人主管1人，录入员6人，上货组6人，入库组5人，合17人。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛3.5河北快运配送中心的仓储设备配送中心在未来5年内的业务量大幅增加，若在不增加工作人员的情况下要提高工作效率，必须在仓库的硬件设备上现代化，高效化。我们根据河北快运配送中心的情况，合理的选取了必要的仓储设备，有效控制了成本，又提高仓库运转效率，符合业务量的需求。3.5.1装卸搬运设备1、应用托盘搬运叉车，体型小，作业灵活、方便、快捷。2、当装运服装的重量在50-100kg（最大不超过200kg），体积不超过0.4m,并且运距在30m范围以内的时还可以选用双轮手推车。3、服装重量在100kg-1t之间,运距在50m以内时可以选用四轮手推车。它既是搬运工具，又是集装单元器具，能随电梯上下楼或随汽车运输，形式多样，灵活方便。3.5.2货架设备配送中心应选用通用性较强的托盘货架。其结构是货架沿着仓库的宽度方向分成若干排，其间有一条巷道，供堆垛起重机、叉车或其它搬运机械运行，每排货架沿着仓库纵向分成若干排，在垂直方向又分为若干层，从而形成大量货格，用以用托盘存储货物。3.5.3电子收货系统当凯蒂服饰的服装到达仓库时，管理员持扫描仪扫描托盘或包装箱上的条形码，系统自动取消接收单证，从而使货物信息进入仓库管理系统（WMS）与订单进行电子核对。该系统能够快速登记货物，缩短收货时间，由于无需人工输入信息，因而极大的提高了效率和准确率。仓库管理信息系统中RFID的应用已经为其做具体设计。3.6河北快运配送中心储位管理的优化对于案例中的第5案例凯蒂服饰中，仓库的货物不严格按货位摆放，货位无统一标号等存在的一系列问题。配送中心应进行科学储位管理。主要内容包括：1.如何最大限度地利用储存空间；2.有效使用人力资源和设备；3.维持一定水平的库存，方便存取；货物的有效移动。在遵循储位管理的基本原则下，有条理、有效的进行储位管理。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛3.6.1储位编号与货位编号1、储位编号方法配送中心对服装提供准确的储存位置，便于仓储作业管理，提高货物入库、出库、盘点的作业效率；便于对储存货物进行分类管理，确定储存资料的正确性；便于计算机管理。2、货位编号根据存储货物服装的特性，货物大批量，种类多，销量大，保管周期短的特征和配送中心选用RFID的仓库管理信息系统，我们按照货架的排、列、层进行标号，对储位进行编码。如010305，表示第1排货架、第3列第5层货位。3.6.2基于Pareto遗传算法的货架货位分配模型1、仓库中固定货架货位的分配需要同时考虑货架稳定性和存取效率,是一个组合多目标优化问题。设某排货架共有p列q层,将距离巷道口最近的列记为第1列,最底层记为第1层,处于第i列第j层的货位记为(i,j)(i=1,⋯,p;j=1,⋯,q),出库台的位置记为(0,1)。不失一般性,设各货位的高度、长度及货箱的质量相同,则固定货架的货位配置优化问题可以描述为式中,(L·i为将第i列j层货位上的物品搬运到巷道口所用的时间(为便于处理,未考虑堆垛机的启动、制动时间);Vx,Vy为堆垛机的水平、垂直运行速度;L,H为货位的长度、高度;,,为第i列j层货位上单位物品的质量、存取频率及该货位物品数量。第一个目标函数S是使货架的重心最小,以满足货架稳定性的需要。第二个目标函数E是对存取效率的要求,频繁存取的物品应放在能快速取到的位置上。由于货位很多(一般一个货架上有数百个货位,有时会达到上千个货位),对于上述问题采用传统运筹学方法一般仅能解决规模很小的问题,当规模较大时则会出现组合爆炸。本小节将Pareto最优解的概念与遗传算法相结合,提出了一种改进的解决多目标优化问题的Pareto遗传算法(ParetoGA)。2、求解货位配置优化问题的Pareto遗传算法遗传算法是近年来迅速发展起来的一种高效随机搜索与优化算法,在许多领域取得了成功应用。基于种群操作的遗传算法可以同时处理多个可行解(即所谓的种群),因而可在一次运行中找到多个优化解,且对目标函数的连续性没有特殊要求。对于许多工程总是为用户提供多个非劣候选解具有重要意义,用户可根据实际情况确定最终解。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛Pareto最优解的概念广泛应用于多目标优化问题。对于,设其定义域为若不存在X∈Ω,使得则称为该问题的Pareto最优解(有效解或非劣最优解)Pareto最优解不是最优的,但可以说是不坏的,对Pareto最优解的一个直观解释是:对于一些解不可能进一步优化某一(几)个目标而其他目标不至于劣化。Pareto最优解一般不是一个,而是一个集合。ParetoGA是在SGA上加以改进得到的方法,能搜索Pareto最优化解集,SGA适用于单目标无约束优化,包括三个算子:选择,交叉,变异。Pareto2GA在此基础上还有两个算子:小生境技术和Pareto解集过滤器。小生境使个体能共享资源,并保持适当的群体密度。它的作用是使解位于一个区域而不是一个点。Pareto解集过滤器能过滤出每一代的非劣解,最终形成均匀分布Pareto解集。(1)编码　根据货位的特点,为了直观,采用p×q矩阵对解进行编码,如果矩阵的第i行j列位置的元素为m,则表示编号为m的物品放在货架的第(q+1-i)层j列上。(2)适应度函数　货位配置优化问题是求多目标的最小值,选择前,将个体目标的函数值转换为适应值:式中,Smax,Emax分别为最近若干代中两个目标函数的最大值。(3)选择算子　选择操作时,分别根据两个目标函数按适应值比例选择方式繁殖数量相同的两个子种群,然后合并构成下一代种群。为减小随机误差,采用了“余数随机选择”策略。与传统的繁殖方式不同,个体被选择到下一代种群时,为其贴上一个标签“S”或“E”,用以标识该个体是根据稳定性或存取效率目标选择出来的,初始种群中的标签随机产生。为了得到最优解,采用了群体分级的技术,每一代中非劣点被选出作为第1级的点,从剩下的群体中选出的非劣点作为第2级的点,这个过程持续下去直到整个群体被分级。在选择过程中,第级的点复制最多,级别越低的点复制的份数越少,当整个群体都完成分级后,第i级的点的选择概率可由式(3)确定:式中,M为群体规模;Nr为群体分级数;为第i级的群体规模;为第i级点的选择概率。上式也给出了某一点的选择概率Fi=M0。因此,93 “邯运杯”大学生物流设计大赛具有相同级别的点也具有同样的在下一代中的选择概率。这样群体不会只收敛到一个点而是一个非劣点的集合。(4)小生境技术　在GA运算过程中,由于人工群体规模有限和算子产生的随机误差,导致基因漂移的现象,它的后果是使合并后的群体在最优解集内产生同一个点。小生境技术能止基因漂移,使群体均匀地分布在Pareto最优解集中。本文采用的是一种较好的Niche技术,当子代的适应度超过父代时,用子代来替换父代,替换发生在其中一个子代的级别不低于其父代的最高级别,否则父代进入下一代。在这种条件下,新的子代总是优于或至少和父代的特性相似。具体的算法是:从父代中选出两个个体,进行交叉和变异,两个新的个体进入父代中求适应度,用两个新个体的适应度和父代中旧个体的适应度进行比较。(5)Pareto解集过滤器　选择过程不能保证每一代父代的最优特性都能遗传到子代,由于有限的群体规模,有些非劣点再也没有出现过。在进化过程中,其中一些好的点仅仅出现过一次或两次,然后就永远消失了。为了防止这种浪费,引入了Pareto解集过滤器的概念。它的作用是将每一代中的非劣点保留下来,同时去掉解集中的劣点。每一代中级别定为1的点都放入Pareto过滤器,Pareto解集的规模可以任意设定。当新点的数量超过规定的Pareto解集的规模时,再进行一次排序,剔除掉其中的劣点。如果剩下的非劣点的数量仍超Pareto解集的规模,再删掉那些与其他点距离最近的点,以保证过滤器中点均匀分[8]。这个过程充分反映了GA的并行性。与一般的优化方法从一个点出发收敛到另一个点的方式相比,ParetoGA从一个群体出发,收敛到最优的Pareto解集,解集中的每个点都具有同等的价值。(6)交叉操作　在遗传算法中,通常随机选择两个个体进行交叉操作。针对提出的多目标优化问题,引入了交配限制策略。只有当两个个体的标签不同时,才能进行交叉操作,个体赋予的标签可以看作是个体的性别,按照这种方式,不同目标函数下的优良基因可以进行充分组合,能以较大的概率找到各个目标性能均较好的折衷解。根据货位优化配置问题的目标函数值直接取决于物品在货架上的位置。交叉操作中采用了部分匹配交叉算法(Partially2mappedCrossover,PMX)(7)变异操作　变异算子依概率选择一部分个体实施变异,被选定的个体按下面两种方式之一进行变异:①随机选择两个货位,这两个货位上的物品进行对换,这种方式对应于小范围变异。②在货架上随机选择一个矩形区域,位于这个区域中的物品进行倒置操作,这对应于大范围变异。有时货架上会预留一定数量的货位作为缓冲,某些货位上的物品数量也可能为0,按照货架稳定性和存取效率的要求,这些空货箱应该安排到最顶层或距离巷道口最远的货位上,而交叉、变异算子可能会将这些空货箱转移到其他货位上,因而在每次交叉、变异后对子体进行一次修补操作:如果某列中有空货位,则同列上层的货箱顺序向下移动,将空货位安排到同列货架的顶层;然后将每层中的空货位移动到同层距离巷道口最远的位置上。(8)优化过程的流程输入:种群规模pop,Pareto解集规模Pareto-pop,最大允许进化数Genmax。输出:Pareto解集U,目标函数值集合I。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛①初始化t=0生成初始群体并生成外部集合;②根据式(1),式(2)分别计算各点的目标函数值及适应度值;③利用非劣点的定义对群体分级,根据式③计算;④选择、交叉、变异、小生境、生成新群体;⑤取出Rank为1的点,放进Pareto解集过滤器;⑥非劣点检查,剔除劣点;如点个数超过Pa2reto解集规模,删除多余点;⑦检查是否收敛,如没有,转到步骤②;⑧Pareto解集输出及对应的目标函数值集合输出。3、实验结果将上述算法应用于优化某大型仓库的货位配置,该仓库共有13排立体固定货架,每排货架包括10层72列共720个货位。实验中,货架及堆垛机的参数设定为:L=1m,H=1m,Vx=1mPs,Vy=3mPs。取种群规模pop=80,交叉概率pc=018,变异概率pm=012,最大允许进化数Gen-max=250,Pareto解集规模为80,采用Pareto遗传算法比传统遗传算法在存储量开销增加不大情况下,重新配置货位后,化时,系统仍然保持稳定。控制器PID部分的比例常数如果设定在较小的值时,系统的稳定性增强,对象参数可以在更大围内变化,但系统跟踪速度和克服干扰的速度均会减慢。3.6.3储存的模式结合3.6.1储位编号，我们对于存储模式选取货架存储。考虑到成本和实用性，我们选择两面开放货架。这种方式货架前后两面都可以用于存储和拣取，设计弹性较大，可以兼顾先进先出的原则。根据方案中我们重新设计的仓库布局。结合资料两面开放货架的空间大小，我们可以计算出需要的货架数。3.6.4储位管理的方法1、确定储位策略应该考虑的因素我们必须考虑对配送中心空间的最大化使用；劳动力及设备的有效使用；储存货物特性的全盘考虑，包括服装存储的体积、重量、包装单位等规格及温湿度条件、气味影响等特性做彻底了解，以便对货物按特性适当存放；保证储位系统和仓库布局能做到所有货物皆能随时准备存取；货物的有效移动，使人力和机械设备操作达到经济和安全的程度。2、储存策略配送中心对服装的储存应采取分类储存。对需要存放的货物按照一定的特征进行分类，每一类货物固定存在相应的储位上。结合仓库的实际情况，分类储存策略主要有以下几点：（1）固定的储位编号（2）每一批服装进来，按照货物编号，贴上属于条形码。（3）一个种类的服装属于一段区域的条形码，这段区域条形码属于特定的一个储位。用扫描枪扫描服装条形码时就有相应的具体货架位置及其他相应信息，如服装规格、服装总量、剩余数量等。（4）一批服装出仓库，它所对应的条形码就作废。对于退货，重新贴上条形码，放置于特定储位的最高层，等待次年的销售。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛（5）点改变拣货区货物摆放以件为单位元的模式。可采取“五五化”堆垛方式。“五五化”堆垛方式就是以五为基本记数单位，堆码成各种总数为五的倍数的货垛，即大的商品堆码成五五成方;小的商品堆码成五五成包；长的商品堆码成五五长形；短的商品堆码成五五成堆。这样便于清，收发快，适于按件数记的物3、储位分配的模式仓库配置计算机全自动分配方式：利用计算机管理软件，经收集货物信息和储位信息后，由计算机下达储位分配指示。3.7河北快运配送中心的作业优化方案配送中心的作业流程对于现代化物流企业来讲，缺少了高效、标准的管理和操作，还包括物流运作的设施和信息系统。如果河北快运要确保凯蒂服饰这个大客户，并且对特地为凯蒂建立的配送中心的运营，则配送中心必须改进现有作业流程的不足之处。本节的优化方案主要从入库、出库、拣货三方面进行详细叙述。用数学模型的形式为配送中心设计了更高效的拣货方式。根据各个环节统一的目标各自的作业特色，通过具体设计、实施来改进，以此提高作业效率，提升服务水平。3.7.1入库作业优化1、与客户的信息沟通配送中心以与凯蒂服饰建立长远的战略合作伙伴关系为出发点，与凯蒂服饰共同搭建共享的信息平台，改平台可以通过电话或网上订单的形式，使凯蒂服饰将待入库货物的详细资料，包括货物的名称、规格、数量、型号、运输车队等在24小时前告知配送中心。配送中心根据凯蒂所提出的服务要求以及即将发生的入库作业编制初步产品入库计划，并通过仓储管理信息系统对货物仓位、卸货路径、操作平台选择等进行初步计算，做出计划。根据同一时间段内的作业总量编制总体作业入库计划，进行整体协调。2、准备物力。根据凯蒂服饰将要入库服装的种类、包装、数量等情况及捷运方式以及作业计划确定搬运、检验、计量等方法，配备好所用的器材。3、安排仓位。按入库服装的品种、数量、存放时间，结合商品的堆码要求，维修、核算占用仓位的面积，对计算机管理信息系统推荐仓位进行必要的清仓、打扫、准备好相对应货位的条形码。4、卸车作业根据优化设计的仓库，将货车行驶到仓库二楼进行卸货处理。选择卸货平台，安排卸货人员。一般一辆标准车需要3名工作人员。对于非箱式货车，可以考虑双侧卸货，将货物现行堆放在指定的装卸平台两侧的拣货区；对于箱式货车，可以将货物卸到装卸平台的一侧拣货区内。待卸车完毕后，根据仓储管理信息系统所做的工作计划将服装贴上相应的条形码，对这些带入库货物进行安排。93 “邯运杯”大学生物流设计大赛5、信息反馈入库作业完成后，将入库货物信息在24小时内反馈给凯蒂服饰。反馈信息包括：服装的原库存数量、入库后库存总额、货损情况以及各服装种类相对应的条形码等的数据分析与统计。将信息与零售商共享。包括所有在库服装的品种、数量、规格、相对应的条形码等具体信息，零售商可以网上下订单。与客户进行及时有效的信息反馈不仅是配送中心尊重客户，也是公司的一项增值服务。3.7.2拣货作业优化的决策模型配送中心现行的一人读订单，一人取货的拣货方式，出错率高、效率低。配送中心在要处理凯蒂服饰急增的业务量，不增加人工。在现今经济局势下还要尽可能减少成本，我们根据凯蒂服饰的实际需要拣取的品项数及货品在库区的分布情况，建立了一个确定拣货方式的数学模型，能明显地体现出同一批订单拣货效率较现行更高。1、模型假设如图3-9所示,假设拣货区由一定数量的等长巷道组成,巷道两侧的货架上存放着要拣取的品项。人推着拣货车在巷道中行走进行拣取作业。拣货车在巷道中能在两个方向来回移动,且能很容易地改变方向。每张订单上都包含分布在多个巷道中的诸多品项,且订单处理及拣货过程满足以下条件:（1）拣取的商品均以件为出货单位;（2）订单所订购的商品均不缺货;（3）根据拣货指示走到储位附近后寻找并确认货品储位的时间为定值;（4）抓取一件货品所耗费的时间为定值;（5）拣货人员按拣货指示行走到货品放置处的速度与拣取完后搬运行走到暂存区的速度均为定值;（6）批量拣取N张订单时往复行走的时间等于订单别拣取相同订单数量时每张订单往复行走时间的平均值;（7）批量处理N张订单的时间等于分别处理N张订单时间的平均值。图3-9河北快运配送中心拣货区平面示意图93 “邯运杯”大学生物流设计大赛2、模型的建立为了确定正确有效的拣货方式,选择拣货作业所需的总时间作为目标函数。并设:N为订单的数量,为整数;ti为处理第i张订单形成拣货指示所需的时间,i={1,2⋯,N};tn为拣取第n张订单时行走往复所花的时间,n={1,2,⋯,N};tx为寻找货品储位的时间,为定值;tz为抓取一件货品所需的时间,为定值;tf为批量拣取后的分类时间,可以根据经验估计,也可以给定一个期望的分类时间;I为N张订单的品项总数(为整数),不包括重复品项数,即各订单中品项相同的商品计为一种品项;In为第n张订单中商品的品项数,n={1,2,⋯,N},In={1,2,⋯,I};Qnj为第n张订单中第j个品项的数量(件数),j={1,2,⋯,In};KIJ为I品项中第J个品项的订单件数,J={1,2,⋯,I};T1为按订单方式拣取N张订单所耗费的总时间;T2为批量拣取N张订单所耗费的总时间。则目标函数可以表示如下:（1）由拣货作业过程时间的组成O可得:（2）(3)3、算例分析为了检验模型的效果,举一个简单的例子进行说明。假设满足模型要求的配送中心将到达的4张订单进行一次订单处理,各张订单的订购情况分别为:订单1={A,B,C},订单2={A,C,D,E},订单3={A,B,D,F},订单4={A,C,E,F,G},且各品项订货量均为2件。假设处理每张订单的时间及拣取每张订单行走往复的时间均与其所订购的品项数成正比,订单处理时间分别为3秒、4秒、4秒和5秒;根据拣货区的布置情况设拣取时行走往复所花的最大时间第一张订单为为90秒,其他订单为120秒;走到储位附近后寻找确认的时间为4秒,期望分类时间为4分钟。由式(2),(3)可得:　由计算结果可知,T2