1 研究背景
2009年《物流業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》出臺，我國物流業(yè)進入了高速發(fā)展時期。2012年物流業(yè)進入了調(diào)整和轉(zhuǎn)型期，2014年國家出臺了物流業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃；截至2014年年底，我國的快遞企業(yè)包括中國郵政在內(nèi)總量已經(jīng)達到1.4萬多家，數(shù)量之多，增長速度之快，這是其他任何一個行業(yè)都沒有出現(xiàn)過的[1]。2016年《物流業(yè)降本增效專項行動方案（2016—2018年）》出臺，2017年物流企業(yè)集體上市。物流業(yè)的發(fā)展實現(xiàn)了從無到有，從整體落后到部分超越的良好發(fā)展勢頭。隨著物流市場的逐步擴大和
物流量的逐年增加，集團企業(yè)和跨國經(jīng)營物流企業(yè)增多，物流運輸跨區(qū)域調(diào)度的頻率越來越高。
2022年我國物流運行情況分析報告顯示，2022年我國社會物流總費用與GDP的比率為14.7%，物流總費用為17.8萬億元，其中，運輸費用為9.55萬億元，運輸成本占社會物流總費用的53.7%。因此，合理地進行運輸調(diào)度，設(shè)計規(guī)劃最優(yōu)的運輸調(diào)度方案是降低物流業(yè)總費用的主要途徑。
2 服務(wù)行業(yè)的物流特點
我國是全球最大的服裝制造國家，曾有“世界加工廠”的美譽。我國的服裝生產(chǎn)與制造在全球服裝市場中占據(jù)較大的份額，傳統(tǒng)的服裝行業(yè)以線下的批發(fā)零售為主要的銷售模式。隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的發(fā)展，服裝行業(yè)于20世紀90年代進入電子商務(wù)領(lǐng)域，最早實現(xiàn)了信息化變革，并積極探索將線上和線下相結(jié)合的銷售模式。
電子商務(wù)的出現(xiàn)和成功應(yīng)用，催生了一大批電商平臺，使得服裝行業(yè)的營銷模式逐漸由商圈營銷向社群營銷轉(zhuǎn)變，服裝營銷不再受地域的限制，物流需求呈現(xiàn)出了點多面廣的特點。2020年至今，我國每年的快件量都在千億件以上。中國物流與采購聯(lián)合會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2022年至今，紡織業(yè)、紡織服飾業(yè)、食品酒飲和醫(yī)藥制造業(yè)商務(wù)快件呈持續(xù)上升趨勢。近年來，隨著經(jīng)濟發(fā)展和人民消費水平的提升，人們的消費觀念發(fā)生了巨大變化，個性化、差異化需求越來越明顯，對服裝的物流需求呈現(xiàn)出了多品種、小批量的特點。
時效性強、需求多樣化的服裝物流如何響應(yīng)降本增效方案的落實，同時在市場中保持核心競爭力，成為服裝行業(yè)的重要研究課題。
3 服裝行業(yè)常見的運輸調(diào)度問題及求解方法
對服裝業(yè)物流從業(yè)人員來說，常見的物流運輸調(diào)度問題有三大類，一是供需平衡的運輸調(diào)度問題，二是供不應(yīng)求的運輸調(diào)度問題，三是供大于求的運輸調(diào)度問題。三類問題有一個共同的要求，那就是既要按要求滿足客戶的需求，又要以盡可能低的成本完成調(diào)度任務(wù)。解決這類問題最常用的方法有西北角法、最小元素法、Excel規(guī)劃求解方法等。以供需平衡的運輸調(diào)度問題為例，借助一個例子來說明求解方法。
某種物資有甲、乙、丙三個供應(yīng)點，有A、B、C、D四個需求點。三個供應(yīng)點的供應(yīng)量分別為18件、18件、19件，四個需求點的需求量分別為16件、15件、7件、17件。總供應(yīng)量和總需求量相等都為55件，這是一個典型的供需平衡運輸調(diào)度問題。如何安排調(diào)運方案，使之能既滿足需求又成本最低呢？
3.1 基于西北角法的運輸調(diào)度解決方案
物流運籌學(xué)研究就是在運籌學(xué)方法的基礎(chǔ)上結(jié)合物流的特點，利用運籌學(xué)的方法來解決物流過程中的優(yōu)化管理問題[2]。西北角法是物流運籌學(xué)中常用的解決運輸調(diào)度問題的方法。
西北角法調(diào)運方案設(shè)計示例如圖1所示，將供應(yīng)量、需求量及運價設(shè)計在一張Excel表格中，西北角法，顧名思義就是在安排調(diào)運方案的過程中，首先從西北角即表格的左上角位置安排調(diào)運，即優(yōu)先由甲給A客戶送貨，甲供應(yīng)18件，A需要16件，A的需求得到滿足，此時甲剩余2件。在此時的表格中，B列不予考慮，左上角單元格更新為C3，由甲給B供貨，因為甲僅剩余2件可全部供應(yīng)給B，甲貨物供應(yīng)完畢，表格中第三行不予考慮。除去B列和第三行之后，此時的表格左上角單元格更新為C4，依次繼續(xù)完成調(diào)運，直到所有的需求均被滿足。
圖1 西北角法調(diào)運方案設(shè)計示例
由運量表中產(chǎn)生調(diào)運量的單元格與運價表中對應(yīng)位置的運價相乘再求和，可以得到此調(diào)運方案的總運輸成本為478元。
3.2 基于最小元素法的運輸調(diào)度解決方案
第二種可行的調(diào)運方法為最小元素法。最小元素法是物流運籌學(xué)中用于解決運輸問題的一種有效而且簡單的方法，該方法與西北角法相比更有效。最小元素法調(diào)運方案設(shè)計示例如圖2所示，這里的最小元素指的是運價的最小值，所謂的最小元素法，即每次安排都是選當前運價表中運價最少的單元格安排調(diào)運。當前運價表中最小的元素為E5單元格（5元），就意味著要丙給客戶D送貨，此時D的需求得到滿足，此時D列的運價后續(xù)將不予考慮，丙剩余2件貨物。運價表中的最小元素為C3單元格（6元），即由甲給B送貨成本最低，此時B的需求得到滿足，B列的運價后續(xù)將不予考慮，甲剩余3件貨物。然后在剩余的A、C兩列中找最小運價單元格繼續(xù)安排調(diào)運，直到所有的需求均被滿足。
由產(chǎn)生調(diào)運量的單元格與對應(yīng)位置的運價相乘再求和，可以得到此調(diào)運方案的總運輸成本為412元。
圖2 最小元素法調(diào)運方案設(shè)計示例
以上兩種方法通過手動計算都得到了可行的調(diào)運方案，為完成調(diào)運任務(wù)提供了依據(jù)和參考，保證調(diào)運工作的順利開展，但是兩種方案不盡相同，而且最小元素法得到的總運費比西北角法節(jié)約了66元。那么，最小元素法是不是解決運輸調(diào)度問題的最優(yōu)方法呢？下面進一步分析。
3.3 基于Excel規(guī)劃求解工具的運輸調(diào)度解決方案
隨著2017年物流業(yè)降本增效行動方案的出臺，物流業(yè)的作業(yè)效率亟待提升。大數(shù)據(jù)云計算物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，對物流從業(yè)人員的信息素養(yǎng)和信息化數(shù)據(jù)分析能力的要求越來越高。目前，進行數(shù)據(jù)分析與處理方面的軟件有很多，如Python、Matlab、Oringe、Spss、Excel等。其中，Microsoft Excel以其使用的普遍性、強大的數(shù)據(jù)分析與處理功能被廣泛使用。
運輸調(diào)度問題實際上是在若干資源有限的情況下如何找到最優(yōu)的決策的問題，這類問題屬于典型的運籌學(xué)問題。Excel軟件中的規(guī)劃求解加載項是解決運籌學(xué)問題的工具。用Excel規(guī)劃求解工具尋找最優(yōu)解，最重要的是正確地提煉出規(guī)劃求解的三要素。規(guī)劃求解工具的三要素為目標單元格、可變區(qū)域和約束條件。以上述案例為例，從西北角法和最小元素法求解過程可以看出，不同的方法得到不同的調(diào)運量表，運量表中的單元格即可變單元格。目標單元格為總運價?？傔\價為調(diào)運量與運價表中對應(yīng)單元格的乘積之和，這個計算可以用Excel中的SUMPRODUCT（）函數(shù)實現(xiàn)。該函數(shù)可以實現(xiàn)在給定的幾組數(shù)組中，將數(shù)組中對應(yīng)的元素相乘，并返回乘積之和。
對供需平衡的調(diào)運問題來說，總的供應(yīng)量應(yīng)該等于總的需求量，各個需求點的需求均應(yīng)該被滿足，各個供應(yīng)點的供應(yīng)量也應(yīng)該全部供應(yīng)完畢。因此，約束條件就是運量表中每個供應(yīng)點的實際供應(yīng)量之和應(yīng)該等于運價表中各供應(yīng)點的最大供應(yīng)量，而每個需求點的實際需求量之和等于運價表中設(shè)定的最大需求量。約束條件可以通過Excel函數(shù)的SUM（）函數(shù)計算完成。
單元格設(shè)置完成之后，點開Excel的規(guī)劃求解加載項，打開對話窗口在對應(yīng)位置填入內(nèi)容。因為要尋求的是使總運輸成本最低的調(diào)運方案，故設(shè)置取目標函數(shù)的最小值。選擇的求解方法為單純的線性規(guī)劃后即可求解。該方法得到的總運價為407元，比最小元素法節(jié)省成本5元。不僅完成了調(diào)運任務(wù)，還使總費用最低，因此該方案最優(yōu)。
“規(guī)劃求解”通過調(diào)整決策變量單元格中的值以滿足約束單元格上的限制，并產(chǎn)生對目標單元格期望的結(jié)果。用Microsoft Excel中的“規(guī)劃求解”可以解決線性規(guī)劃與非線性規(guī)劃中的優(yōu)化問題，還應(yīng)用于數(shù)學(xué)模型擬合過程中的參數(shù)優(yōu)化、單變量求解等方面[3]。
3.4 用Excel規(guī)劃求解工具來解決供需不平衡的調(diào)度問題
在實際的服裝運輸調(diào)度工作中，往往會遇到供需不平衡的情況。供不應(yīng)求或者供大于求的情況都是服裝行業(yè)物流人員常見的運輸調(diào)度問題[4]。解決這類問題的基本思路就是將供需不平衡的問題轉(zhuǎn)化為供需平衡的問題，再利用Excel規(guī)劃求解的工具來得到最優(yōu)方案。
舉例說明，有三個供應(yīng)點甲、乙、丙向四個需求點A、B、C、D供應(yīng)物資，四個需求點每日的物資需求量分別為16件、30件、24件、30件，三個供應(yīng)點的每日物資供應(yīng)量分別為30件、40件、50件，運費確定的情況下試確定最經(jīng)濟的物資運輸方案。
從已知數(shù)據(jù)可以看出，三個供應(yīng)點的總產(chǎn)量為120件，四個需求點的總需求量為100件，顯然這是一個供大于求的調(diào)運問題。對于這類運輸調(diào)度問題，可以采取增加一個虛擬的需求點E，從而將供需不平衡的問題轉(zhuǎn)化為供需平衡的問題來求解。設(shè)虛擬需求點E的需求量為20件，進而利用Excel的規(guī)劃求解工具求最優(yōu)解。
因為目標是要求總調(diào)運成本最低的解決方案。既然E點是一個虛擬的需求地，也就是這個E點不會產(chǎn)生實際需求，所以可以將E點的運價設(shè)定為無窮大，然后按照供需平衡的調(diào)運問題進行求解，即文中3.2部分。
4 小結(jié)與展望
相關(guān)統(tǒng)計資料數(shù)據(jù)顯示，物流業(yè)的總成本有60%～70%花費在倉儲運輸環(huán)節(jié)。物流運輸調(diào)度方案的制訂是物流活動的重要環(huán)節(jié)，在人力勞動為主的物流1.0時代，這項工作都是依靠人工手動來完成的，但是通過人工調(diào)度的方式往往無法兼顧多種約束條件，也無法判斷調(diào)度結(jié)果是否滿足要求，不僅耗時耗力，還容易導(dǎo)致調(diào)度出現(xiàn)任務(wù)工作不均勻、人員任務(wù)不飽和的情況，缺乏科學(xué)性和經(jīng)濟性的論證，根本無法實現(xiàn)降本增效的目標。
目前，物流業(yè)已經(jīng)進入以信息化為特征的3.0時代，市面上有很多基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)的調(diào)度系統(tǒng)，但由于其研發(fā)和購置成本相對較高，無法滿足大多數(shù)中小服裝物流企業(yè)的需求。在大數(shù)據(jù)背景下，借助現(xiàn)代信息技術(shù)和數(shù)據(jù)分析軟件，低成本、高效率地完成物資調(diào)度，是物流業(yè)降本增效的重要突破口[5]。
5 結(jié)束語
文章先后利用西北角法、最小元素法和Excel規(guī)劃求解工具對服裝業(yè)的運輸調(diào)度問題進行了分析，可以看出規(guī)劃求解工具是最行之有效的工具。但是文章只針對供需平衡、供大于求、供不應(yīng)求三種常見的運輸調(diào)度問題展開分析，在實際調(diào)運過程中，由于市場競爭會導(dǎo)致不穩(wěn)定因素的出現(xiàn)，往往會遇到供應(yīng)量或需求量無法明確固定而是處于一個區(qū)間范圍內(nèi)的情況，對于這類問題的求解，將在后續(xù)的研究中進行分析。
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