智慧云物流管网中库存控制模型研究

马丽娟，高丽娜

（西安外事学院，西安710077）

库存控制关系着一个公司的财务运转，为了实现库存总费用最低，并加快资金周转，库存的有效控制尤为重要。只有实现了有效的库存控制，才可能使库存不出现积压，从而降低产品的报废或贬值率。如果库存量过多，就很可能造成货物积压，增加企业的运营成本，占用大量的流动资金，而如果库存量过少，又会影响产品的及时销售，并造成企业面临信誉危机。因此，面对随机的客户需求和订货时间，如何实现库存的动态调节，以实现最佳库存量，成为云物流库存管理的一大难点。

一、问题描述

智慧云物流是在现代物流管理模式中引入大数据云计算技术的理念，是基于标准化的作业流程、大数据的处理能力、精确的环节控制、智能的决策支持、灵活的业务覆盖能力以及深入的信息共享，建立基于大数据的服务平台，完成物流行业的各个环节活动。设给定智慧云物流平台G（V，A），理想的最佳库存控制应该是，进入库存的量等于流出库存的量，以最大限度减少库存费用，且不影响销售。当时，会出现库存不足的状况，从而降低服务水平，影响企业信誉和销售利润；或者会出现库存积压状况，从而导致库存保管费用和仓库面积增加，同时使产品成本提高。因此，使流动资金被大量占用，造成企业资源的大量闲置，而影响其优化和合理配置。本文将引用泵站调速原理来实现每个配送中心的设计。

二、库存量调节原理

运行在实际工况下时，泵站中的水泵通常是以额定转速来运行的，然而，大多数情况下，设计工况却不是实际工况。在泵站的设计过程中，水泵型号的选择通常是依据固定的扬程和设计流量来决定的。而这个固定的扬程和设计流量则是通过统计分析若干年的数据资料，以历年的平均情况来逼近实际情况。然而，实际运行情况常常偏离设计值，而偏离越大，运行效率也将越低，调节也就越不明显。因此，需要通过变速调节来满足实际情况。这一情况与库存控制一致。因为客户的需求量也是一个随机变量，所以配送中心对需求点提供需求的比例以及最佳库存量也可以通过这样的变速调节来实现效率的提高。

表1 模型参数及变量说明

图1 配送中心库存量调节性能曲线

现有某一配送中心的库存量调节性能曲线如上图，假设该配送中心在某时库存量为H净0时，对应工作点则在A0，该工作点此时对应的效率则为η0，此时效率最高。当其经常工作在H净下，对应工作点则变为A1，效率也将随之变化为η1，如果能实现配送中心的实时调速，即可以根据提供需求的比例不同来调节需求比例，如上图所示，假设配送中心提供需求的比例原本为Z2，现在需求发生了变化，将其调整为Z1，则流量库存曲线Q-H将调整为Q-H’，流量效率曲线将由Q-η变为Q-η’，同时，配送中心的工作点则会从A1变为A2，效率就能提高到η2。因为能根据需求比例的变化来进行调节，所以减少了库存量，也就能大幅度降低成本。从而，通过对整个物流系统运行的实际情况进行分析，可以得出具有变速调节功能的配送中心，如果实现了实时调节其库存量H、提供需求的比例z，就能使整个物流系统发挥最高的效率。

三、最佳库存量的确定

水泵扬程—流量曲线随转速的变化规律基本符合比例律。对于库存来说，当某一商品流量大时，也就说明该商品的需求大，必然需要增加库存量，所以，库存—流量和需求比例的变化规律也符合比例律。因此，根据水泵转速确定的方法可以得到配送中心的工作参数与需求比例有以下关系：

这是调速后的抛物线方程，在这条曲线上所有点都符合比例律。设该配送中心的安全库存量为Hs，R为需求量，则该配送中心的库存关系式为：H=Hs+RQ2，与式（4）联解，得：

将式（7）代入式（1），即得最佳需求比为：

式中：

H0—当前库存量

HS—安全库存量

R—需求量

Q0—管网中的流量

当配送中心选定后，额定情况下的云物流管网流量Q0、当前库存量H0、需求比例Z0都是常数，因此，对于固定的配送中心而言，任意的需求量R都对应一个最佳的库存量。

四、算例设计

云仓储分布问题，即按照消费者的分布特征，全面布局整个云物流平台上的配送中心网点，让企业在接到客户订单后，配送中心可直接指定最近的同城快递分拨点进行配送，从而实现高效低费用的配送。

云物流环境下“云仓储”分布的影响因素很多，除了考虑自然环境因素、人力资源因素、社会环境因素等一般因素之外，还需要结合“云仓储”的特殊要求，考虑其特有的影响因素。

第一，总费用。物流总费用是“云仓储”分布的重要考虑因素之一。对于一般企业的流通来讲，物流费用=一级配送中心到客户整个流通环节的费用总和+一级配送中心的存储和固定设施费用。因此，“云仓储”平台中的配送中心的设置应采用就近原则，从而实现其总费用最低。

第二，客户分布情况。从历史交易记录来看，经济较发达地区的购买率明显较高。因此，在“云仓储”平台的建设过程中，应该根据客户的地域分布和货物流向来设计配送中心的位置和库存量，从而实现效率的提高和物流配送成本的降低。

第三，各级配送中心需实现的功能。为了实现物流效率最高且物流配送费用最低，必须明晰各级配送中心的功能。本文要建立的“云仓储”一级配送中心，其主要功能是货物的批量存储与配送，因此其单位存储费用和配送费用较低；而二级配送中心的主要功能则是分拣、流通加工并最终配送至客户，其存储时间短，因此其单位存储费用低，但是配送费用却较高。

以某仓库为例，分析该仓库的实际调节性能。采用仿真计算的方法，假设该仓库云物流管网中的流量Q0=0.336，当前库存量H0=3.31，仓库效率为η0=85.5%，现采用变速调节库存量的控制方式，可求出最佳需求比Zop=1 392，经调速控制后的效率则提高为92.4%。

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