考虑送货顺序的拼箱循环取货作业分析

王延辉，赵一飞 （上海交通大学，上海200030）

WANG Yanhui, ZHAO Yifei (Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030, China)

新兴的互联网拼箱平台已相继开展“门到门”全流程的物流服务，然而其运营模式仍采用传统的以人工操作为主的集装箱拼箱业务流程，未能充分利用平台整合优势，存在业务模式不合理、流程浪费的问题。未来，随着航运定制化需求的提升、客户对时效和服务要求的提高，互联网拼箱平台必须解决自身问题，革新业务模式，才能在激烈的行业竞争中建立地位。本文以互联网拼箱平台为研究主体，针对现有拼箱业务中存在的流程浪费问题，提出考虑送货顺序的拼箱循环取货作业，旨在通过引入“双循环取货”业务模式，并针对该模式设计集成取送货路径和装箱顺序的拼箱方案，有效缩短拼箱业务流程、降低拼箱成本。

1 现有模式及缺陷分析

拼箱运输（Less than Container Loading，LCL），即货主托运零散或小数量的货物由承运人负责装箱的一种方式。承运人接到这种货物后，按性质和目的地进行分类，把同一目的地、性质相同的货物拼装进同一个集装箱进行运输[1]。拼箱运输并非主流的集装箱运输形式，其主要面向中小型的出口商、货运代理和小工厂，货源广泛性和运输灵活性远不如整箱。拼箱业务需要综合考虑装运港、目的港、交货期，货物的品种、体积、重量等各方面的条件，要求运输企业具有极强的货源整合和运输运营能力。集装箱拼箱业务涉及的利益相关方众多，有货主、货物代理（货代）、无船承运人（NVOCC）、船公司、集卡司机、报关行、拼箱仓库、各段物流运输商等。

国内的拼箱业务长期以传统的货代拼箱和人工操作为主，运转效率、拼箱成功率较低。随着货主的目标逐渐由低成本转变为更加灵活的供应链，传统集装箱运输也逐渐重视交易数字化、区块链、货物跟踪和预测分析等功能。近年来，以信息化、互联网、人工智能等新技术改造传统行业的浪潮也席卷传统航运业[2]。互联网拼箱平台应运而生，其应用互联网技术，将以往的电话联络、线下操作的流程有效嵌入平台，增强数据的共享效率，以帮助NVOCC 寻找适箱货物、帮助货主寻找更低价格的舱位。互联网拼箱平台通过有效缩减交易中间环节、减少货代层级差价，可以提供更低的运费，货代提供的货源与NVOCC 提供的舱位在拼箱平台实现对接，市场结构更加扁平化，从而获得越来越多货主青睐。拼箱业务模式改进前后变化如图1 所示。

为提升客户使用体验，互联网拼箱平台陆续推出“门到门”服务方案，领先的拼箱平台已经逐步向一站式物流解决方案供应商转变。拼箱平台可根据货主需求，指令零担承运车辆到货主处取货，并运送至拼箱仓库等待拼箱；拼箱完成后，平台可根据NVOCC 信息指令集卡司机将货物运送至指定港区，拼箱效率大幅提升。同样地，待货物抵达目的地港区后，互联网拼箱平台可根据NVOCC 提供的到港信息指令集卡司机前往取货，并运送至拆箱仓库完成拆箱，根据各单货物的目的地信息指令零担承运车辆送货上门。当前拼箱流程如图2 所示。

图1 拼箱业务模式改进前后变化

图2 当前拼拆箱流程示意图

互联网拼箱平台“门到门”服务需要协调众多参与方，信息交互和业务流程都更加繁杂。然而，其平台运营模式仍为线下流程的简单累加，未能实现与平台功能的良好结合，功能生态较为原始。随着平台服务规模的扩大，围绕拼箱平台而产生的新问题不断涌现，十分影响拼箱平台的运作效率、服务质量，甚至一定程度上形成社会问题。例如：

（1） 拼箱仓库位置给城市交通带来巨大影响。肖红[3]研究了集装箱货站对上海市主要集疏运道路及整体交通情况的影响。由于上海市集拼仓库分布在宝山及浦东物流园区等东部地区，而上海货源来自江苏、浙江等上海西、西北和西南部地区，拼箱货车必定途径上海市外部环路。根据调研，每年在上海港吞吐的集装箱中至少有20%为拼箱货物，每箱平均拼装5～8 单，按照2019 年上海港集装箱吞吐量4 330 万标箱，若每单货物均通过零担车辆运送，则平均每天至少有12 万辆货运车辆奔跑在城市道路上，给上海城市道路造成极大的压力。

（2） 拼箱仓库效率较低，增加了装卸和仓储成本。一方面，由于拼箱实际箱量小，现有拼箱仓库多与整箱仓库结合在一起，仓库方更注重操作方便、处理效率高的整箱业务，导致拼箱车辆的排队等待时间更长、装卸成本更高；另一方面，适箱货物难以快速匹配，货物长期堆积在拼箱仓库，增加了仓储成本的同时，降低了运输服务的时效质量。随着拼箱业务对灵活性和时效性的要求逐渐提升，拼箱仓库已不再适合和整箱仓库共同运营。

（3） 零散货物上门揽配成本居高不下，货源向更为灵活的陆路运输流失。在集装箱运输的整个流程中，干线运输的单位成本无疑是最低的，而面向末端的零担取送货单位成本较高，特别是在较近路程的运输中。当前，我国零担运输企业众多，企业质量良莠不齐，零担运输转运、交接、装卸频率高，且货损、货差率较高[4]。由于零担货运人力、装卸成本提升，以及运输线路规划不完善，导致零担货物运输成本居高不下。

如何解决拼箱仓库对城市交通、仓储成本和服务质量的影响，如何有效降低末端揽配的运输成本，成为互联网拼箱平台急需解决的重要问题。而要解决这些问题，必须有效压缩其业务流程，并从“门到门”全流程视角设计更优的揽配路径，降低末端揽配成本。

2 文献综述

由于西方国家整箱率高、国内对拼箱市场关注严重不足，关于集装箱拼箱业务的讨论在中外文献中并不多见。在当前研究中，有学者总结拼箱操作层面的种种问题，如郑珊[5]站在实际操作层面对出口集装箱拼箱业务中出现的效率问题进行了梳理，其中就提出拼箱货物在仓库长期存放的高成本问题、货主送取货的服务问题、装卸流程带来的效率问题，及拼箱货源不足带来的高成本问题。邱冬琪[6]认为拼箱运输中混拼的运输方式会使货物产生两次装箱、拆箱和中间的转运过程，若转运港衔接跟不上或直拼货量不足，会使货物在转运港发生滞留，从而增大货损货差的机会，增加大量的费用开支。肖红[3]研究了集装箱货站对上海市主要集疏运道路及整体交通情况的影响，认为拼箱货物对城市道路的影响不容小觑，并建议在上海市北部和南部分别向内陆延伸设立公路集拼货运站以缓解日益增长的货运需求对上海市交通带来的巨大压力。

面对“一带一路”战略带来的国际贸易增量机会，如何借助互联网数字化、大数据和分析的颠覆性力量转型升级传统航运业，特别是集装箱拼箱业务，进一步优化业务模式，寻找新的业务增长点，成为较热的议题。桂云苗等[7]为有效求解大规模的航空货代拼箱决策问题，在拼箱问题的混合整数规划模型基础上，将模型转换为集合覆盖问题，利用常用的拉格朗日松弛方法，提出了一个拼箱问题的求解方法。卜雷等[8]应用遗传算法并考虑货物装载重量、装载容积、优先装箱约束条件对集装箱运输中的普零货物拼箱配装流程进行了优化。刘雪菲等[9]对互联网拼箱平台中多层货代的模式问题进行梳理，发现目前的拼箱业务存在操作层级多、信息流转环节多、仓库信息获取滞后等问题，针对该等问题设计出国际集装箱出口拼箱平台整体框架，并在理论上论证了集装箱拼箱平台借助减少货代层级可实现成本降低，在此基础上提出通过实现拼箱货物循环取货和提供大数据商品，完成对现有拼箱供应链流程的优化与再造。LIU Xuefei 等[10]针对传统集拼业务中货物取送流程复杂、效率低下的问题，采用Clarke-Wright 节约算法，设计了集拼车辆取货路径优化和装卸码头车辆调度的两阶段模型，并结合上海港腹地拼箱货物集散问题，阐述了该集成优化模型的应用。其中，对取货路径的优化模型中采用了循环取货，并验证该模式能有效减轻货物运输对港口腹地道路交通的影响。

循环取货是在送奶工解决牛奶运输问题时总结提出的运输策略，后被广泛应用到了汽车物流领域。Nemoto 等[11]曾指出，零部件生产商使用一辆货车按照设定路线依次从多个供应商（货主） 处收取零部件，能达到缩小工厂库存、零件物流按需及时送达的目标，更好地实现JIT 供应。陈丽等[12]指出，循环取货的模式下，改变以往供应商与生产商1 对1 的供货模式，改由第三方物流公司参与到对供应商的统一管理中，运输资源可以在供应商之间协调，从而提高转载效率和运输成本，同时，循环取货可通过“零库存”降低企业占有资金，提高资金周转率。李琦等[13]指出，高效的循环取货模式适用于集装箱拼箱领域，满足其对物流成本和时效性的要求，能有效提高车辆利用率，降低运输成本。

从上述国内外的研究成果可以得出，当前研究中对集装箱拼箱业务提出的问题较为一致地指向其冗长的操作流程、较差的信息化程度及效率低下的拼箱仓库；其次，前人的研究中也指出以循环取货、路径优化为代表的拼箱业务流程改进方向；最后，根据对循环取货和拼箱业务特征的研究得出，循环取货思想应用于拼箱业务流程优化，可以有效减少其库存环节、降低运输成本。随着平台影响力扩大，货运需求逐渐聚集，在充足货源和离线装箱[14]的条件下，吸收借鉴循环取货技术方案成为可行方案。由此，本文将以拼箱业务中较为新兴的互联网拼箱平台为研究主体，瞄准其现有业务流程中存在的操作流程复杂冗长、拼箱仓库效率低下、门到门服务中揽配成本居高不下的问题，提出考虑送货顺序的拼箱循环取货作业模式。

3 改进方案

为解决操作流程复杂冗长、拼箱平台效率低下的问题，本文提出在操作流程中取消拼箱仓库、采用集成循环取货和循环送货的“双循环取货”模式。通过考虑送货顺序的拼箱循环取货作业，集成优化取送货路径和装箱顺序（如图3 所示），有效降低运输成本。

图3 集成揽配路径、集成装卸顺序示意图

在新的作业模式中，集装箱卡车成为移动的拼箱仓库，操作流程中可取消拼箱仓库装箱和到港拆箱的环节，转为直接在货主处装箱发送、从码头提箱后按照目的地需求进行配送。例如，大型腹地型港口城市A（如上海） 在一定时间内出现目的地为港口城市B（如深圳） 的适箱货物。拼箱平台围绕优化后的取货路径安排集卡司机到腹地城市集货中心进行循环取货。A 到B之间采用干线集装箱运输。货物抵达B 港口后，由集卡司机沿给定线路进行循环送货。循环取送货可有效缩短装配流程、减少倒载，降低揽配、装卸成本，对拼箱优化具有重要意义。

由于拼箱货物在运输途中不倒载，因此在循环取货方案的优化中，应采用考虑送货顺序的拼箱循环取货作业。该作业模式主要涉及两方面的集成优化：取送路径和装卸顺序。其中，取送路径优化以取货和送货的总线路最短为目标，以降低末端道路运输成本。集成取送货优化可以简化为在众多适箱货物中选择取、送线路最短的拼箱循环取货路线，集装箱直接从目的地码头提箱后送至目的地客户处开箱交付。集成取送货的路径优化可以在满足整个取、配过程中的成本最小条件的同时，有效缩短装配流程、减少一次倒载，对流程优化有重要意义。而装卸顺序优化以未严格按照“先装后卸”的原则进行装箱的次数为优化目标，次数越少，装卸成本越低。根据送货路径优化结果赋予装箱货物一定的优先级，即优先级较高的货物在装箱时放到最后装箱（先装后卸），从而达成对装卸顺序的集成优化，可实现到港直接送货并减少揽配流程中的装卸成本。

基于以上改进，考虑送货顺序的拼循环取货作业在一定程度上减少了拼箱作业的参与者，拼箱仓库、零担运输将不再在拼箱流程中担任角色，有效缩短了业务流程。改进后的业务流程简图如图4 所示。

图4 互联网拼箱平台业务流程示意图

货主（出口商） 以托运委托书将货物委托给货代，或者由货主直接对接拼箱平台，将货运需求上传至拼箱平台：货运需求需准确描述如货物信息：种类、体积（包括长、宽、高信息）、重量、形状等；货物揽配要求：货舱位置、装运港要求、目的地位置、买卖合同约定的交货日期；以及可选服务：包装服务、供应链金融服务等选项。互联网拼箱平台利用其资源整合能力，通过大数据技术分析货主提供的货物运输需求信息，与其他适箱货物进行匹配。互联网拼箱平台可以利用虚拟现实等技术进行模拟装箱，以最大程度减少溢短装。

拼箱货物匹配完成后，可向NVOCC 发布运输需求，NVOCC 根据向船东订舱的结果接单。平台根据货主上传的货物信息，以及NVOCC 上传的舱位信息，调度集卡司机携空箱按照既定线路依次抵达货主仓库，接取货物并完成拼箱，按照最终装箱结果填写相应单据上传平台。集卡司机按照拼箱平台指示将货物运送至指定堆场，由NVOCC 联络班轮公司执行干线运输指令。待货物抵达目的地后，班轮公司将到港信息发送至NVOCC，拼箱平台根据NOVCC 上传的信息调度集卡司机进行循环送货。在调度集卡司机前往货主仓库或集卡司机配送至收件人的过程中，互联网拼箱平台可应用考虑送货顺序的拼箱循环取货作业模型对集卡司机揽配的线路进行路径优化，以找到最优循环取货、循环送货路径，并向集卡司机提供该路径的相关导航。全部“门到门”运输完成后，各参与方凭单据向互联网拼箱平台进行结算。

在新的业务模式中，互联网拼箱平台应用新兴技术对货物装箱进行模拟变得极为重要，拼箱模拟可有效减少溢短装几率、增大满载率，提升装箱质量。另外，循环取送货的作业线路优化结果将直接决定揽配运输成本，包括运输成本和装卸成本等，因此，完善的优化方案对该作业模式至关重要。

4 效益定性分析

对于大多数的物流企业，其经营业务大多以道路货物运输为主，因而其运营成本也主要以运输成本为主，并不涉及货物装卸、堆存和其他代理业务[15]。与其他物流企业不同，提供“门到门”服务的互联网拼箱平台需要整合包括运输、装卸、堆存等在内的多个运输过程，将互联网拼箱平台组织拼箱业务的成本分为运输成本、装卸成本、库存成本和管理成本。

运输成本方面，由于相对整箱运输来说，拼箱运输在集装箱班轮干线运输上的成本是一致的，而支线取送比整箱运输更加复杂。在整个物流流程中，面向末端揽配的取送货流程成本占比较高，且货物运输“门到门”服务关键是要强化货物全程运输中两端业务的接取送达水平[16]。本文主要讨论集装箱运输中涉及末端揽配的取送货流程。互联网拼箱平台原有的作业模式一般将取货和送货分开来进行组织，不符合全流程成本最低的优化目标。本文提出的考虑送货顺序的拼箱循环取货作业，针对包含“门到门”服务的拼箱业务流程进行优化，提出应该把取、送流程集成考虑进来，以此为方向解决运输成本中的优化难题：虽然取货路径最短，但若同箱货物目的地分散、需配送路径过长，可能导致整个过程中需要经历的路径并非最短。

装卸成本方面，首先，由于取消拼箱仓库、拆箱仓库，可在业务流程中有效避免至少两次倒载，直接减少流程中的装卸成本。另外，由于装箱顺序会对揽配过程中的装卸成本产生较大影响，本文提出考虑送货顺序的拼箱循环取货作业，其实是在取货装箱的路径优化中考虑到送货的顺序，尽量避免违反装箱原则的“先装先送”，以此为方向解决装卸成本中的优化难题：即便优化了集配两端的路径，但若同箱货物中，先抵达目的地的货物处于集装箱最里面，会增加装卸成本、降低运输效率。

库存成本方面，循环取货的优势将直接体现在：对订单的及时响应。随着互联网拼箱平台完成货箱匹配，集卡司机将直接上门取货并将货物运送至港区。该过程一方面通过即时响应，提升服务效率并有效减少货主的仓储成本；另一方面，以往为寻得适箱货物和适合的舱位，货物往往需要在拼箱仓库等待较长时间，基于当前优化，拼箱平台可有效减少货物停留时间，在节约仓储成本的同时，将仓储服务中可能存在的风险降到最低。

管理成本方面，随着互联网拼箱平台基础服务不断优化，各参与方业务流程逐渐捋顺，交易结构更加扁平化、透明化，可有效减少管理成本、提高拼箱效率。各类参与者如货主、船东、无船承运人、集卡、货代、金融机构等逐渐依托平台寻找业务机会并借助平台工具以更高的效率有效解决运输流程中涉及的对货物的装卸、报关、运输、拼拆等全部业务，并提供业务中涉及的供应链金融、保险、跟踪等服务，集中实现信息流、资金流和物流的运转，推动完整的拼箱业务生态圈有序形成（如图5 所示）。

综上，新的业务模式可有效实现包括运输成本、装卸成本、库存成本和管理成本在内的各项运输成本的下降。同时，可有效提升互联网拼箱平台的客户使用体验，通过为平台对接的各方参与者提供增值服务，加强业务粘性、提升议价能力、丰富盈利模式。

图5 互联网拼箱平台功能生态示意图

5 结论与展望

本文提出的考虑送货顺序的拼箱循环取货作业，是对原有的互联网拼箱业务的流程再造，一方面，本文引入“双循环取货”的业务模式，省去业务流程中的拼箱仓库、零担运输等环节，可实现流程压缩、环节整合，提升平台效率；另一方面，在对路径的优化上，提出集成取送货路径和装箱顺序的路径优化，有效保障该拼箱作业模式的可行性，并实现装卸成本控制。考虑送货顺序的拼箱循环取货作业是针对拼箱平台需覆盖“门到门”的全流程物流成本的性质而提出的重要优化，优化结果预计能有效减少物流总成本。

作为一站式物流解决方案提供商，互联网拼箱平台应站在物流全流程的视角，考虑取、送及干线运输整个流程的优化，而非分别进行取、送货的流程优化。同时，为更好利用平台优势，互联网拼箱平台应加强资源整合思想，逐步取代部分原有参与者的职能，逐步完成系统优化。集装箱拼箱业务在航运业中具备广阔的市场前景，同时也更具有改进需求，未来可以在此基础上讨论和设计更加高效可行的业务模式。