拉式供应链模式下卷烟配送物流资源的优化重构和动态适配研究应用
摘要：卷烟配送物流是烟草行业供应链的重要组成部分。结合卷烟配送物流传统上采用推式供应链模式的现状分析，本文开展了面向拉式供应链模式的物流资源优化重构和动态适配研究，主要包括：以零售订单和卷烟入库两大业务需求为驱动源，进行了卷烟配送物流的拉式供应链作业流程和资源配置的“4311”系统设计，涵盖物流资源数字化、资源排产智能化、作业指令扁平化三大功能实现；通过构建动态适配算法、开发动态适配系统，从“拉”“排”“推”三个序贯环节实现了卷烟配送物流资源的动态适配场景化运行，使得整个供应链运行响应更加快捷、运行更加顺畅、结构更加优化。目前，依据本文技术研发的系统已经在Z省得到了成功的应用，效果显著。
关键词：卷烟配送、拉式供应链、物流资源配置、动态适配算法
一、引言
推式供应链和拉式供应链是两种典型的供应链运行模式。其中，推式供应链以上游制造商为核心，通过生产产能、历史销售数据统计并结合库存情况，由上游制造商通过中间销售商再到末端消费者逐级向下驱动整个供应链的运行；而拉式供应链正好相反，它以最末端消费者的需求和订单为核心，具有自下而上驱动供应链运行的特征[1][2]。与推式供应链相比，拉式供应链的主要优势是各级中间库存大大减少[3][4]，代价是供应链各环节上必须具备快速、顺畅、准确的响应能力 [5]。
传统上，烟草行业从卷烟制造到卷烟配送再到卷烟零售采用的是推式供应链模式，不可避免地存在推式供应链的诸多弊端，难以对行业的发展和经营环境的变化作出灵活高效的匹配，因而迫切需要一种基于业务需求驱动的拉式供应链理念的资源管理运营方式，实现物流资源的集约高效运用。由于我国实行的烟草专卖制度，卷烟销售市场带有很强的计划经济和市场监管色彩，销售订单需求具有相当程度的准确性[6]，这就为推式供应链向拉式供应链转变或两者的结合提供了重要的前提条件。然而，长期的推式供应链运行形成的卷烟配送物流资源配置和运行模式不完全适用拉式供应链的运行需求，需要在经营管理观念转变的同时进行资源优化重构和动态运行适配以实现对拉式供应链模式的有效支撑。本文针对此问题开展研究取得了一些成果，并在Z省地市进行了成功应用。
二、现状与需求分析
卷烟销售市场有着明显的淡旺季特点，尤其在元旦、春节期间的销售数量往往是一般非节非假淡季的数倍，这一现象对于卷烟配送供应链的资源配置形成极大挑战：如果根据最大需求确定资源投入，就意味着大多数时间里物流配送必须承担高昂的资源闲置损失；如果根据平均需求确定资源供给能力，则在需求高峰的旺季时期存在因物流能力不足而产生供应中断的风险。因此，卷烟物流的仓储、分拣、配送各环节均存在着不同程度的物流资源优化配置、整合运用需求。
在拉式供应链中，生产和销售是由订单、需求驱动的。具体到烟草物流行业，卷烟仓储、分拣、配送等环节的资源配置是与客户订单、烟厂的卷烟到货需求相协调的，即拉式供应链中的物流资源不再是固定配置，一切根据订单需求来决定，是订单需求的直接反应。这样，拉式模式与传统的推式模式相比有非常明显的优点：一是通过更好地监控零售商订单的到达情况，可以有效缩短物流资源的准备周期；二是由于准备周期缩短，销售商的库存相应减少，使整个供应链的库存水平都有了很大下降，从而提高了物流资源利用率。然而，要真正实现拉式供应链的物流资源管理需要一定的基础条件支持和业务流程重构、整合，从目前Z省烟草物流的运营实际看主要包括以下几方面：一是夯实和扩展物流资源要素的数字化基础，尤其对处于资源供给基础的人员岗位、设备实施、辅料耗材、作业流程等资源制定完善的量化指标体；二是形成科学、智能的物流资源供给与业务需求匹配机制，尤其适应零售户及异型烟快增长、卷烟品规分布不均衡、淡旺季销量波动大等业务现状；三是消除资源调度指令下达环节过多、过长、反馈不够灵敏现象，尤其一个调度方案要涉及储配、设备、送货等三个以上部门，作业指令在传输过程中经常被漏读、误读，资源多配、漏配、误配的情况时有发生；四是实际物流作业过程中缺乏能够动态适应订单需求变化的资源配置方法，尤其是欠缺经过科学优化和历史经验验证的模型算法来支撑出入库、分拣、配送等关键环节的资源动态适配。
三、卷烟配送物流的拉式供应链作业流程和资源配置系统架构
根据上述分析，拉式供应链以需求订单为驱动源，沿着送货资源配置、分拣资源配置、仓储资源配置的逆向流程顺序（不同于推式供应链的仓储、分拣、送货正向流程顺序），在送货作业能力、分拣作业能力、仓储作业能力、库位分配能力等的约束条件下，卷烟配送物流的拉式供应链作业流程重构如图1所示。
图1 卷烟配送物流的拉式供应链作业流程
卷烟配送物流的作业流程涉及众多资源的配置问题，如送货环节的车辆、送货员配置，分拣环节的标准烟分拣线、异型烟分拣线、巡线员配置，仓储环节的叉车、接货装卸员、仓位规划、入库出库设备配置，甚至还涉及营销系统（采购、订单、结算、投放）、后勤保障、设备运维等部门。在传统资源配置基础上，根据拉式供应链的作业流程特点，以物流资源的预排、调度为切入点，通过物流资源要素梳理、匹配优化、调度简化，促进资源供给与业务需求更为经济的贴合和更为高效的响应，形成以需求订单为驱动的拉式供应链资源配置新系统，总体架构如图2所示。
图2 卷烟配送物流的拉式供应链资源配置系统
在资源配置系统的架构设计层面形成“4311”功能框架，即围绕资源要素层、数据算法层、管理应用层、终端展现层四个层级，面向决策、管理、作业三类人员对象，重点对物流资源进行数据化标签、数据采集整合，建设一个物流资源基础数据库，并在此基础上进行各作业流程节点与全供应链的算法模型设计，形成一套资源适配的算法模型集。
四、卷烟配送物流拉式供应链资源配置系统的实现
根据拉式供应链目标任务并结合资源配置系统的架构，系统实现包括三个方面：一是通过资源数字化扫清数据盲点、打通数据堵点，实现物流资源的全面数字化管理；二是对供应链排产作业的全链条智能化，进行节点作业与全链条匹配的资源算法模型优化，输出与订单需求最佳的资源匹配结果；三是作业指令扁平化，通过消除冗余环节使作业指令直达一线作业人员，提高资源供给效率。
1.物流资源数字化
通过对现有配送中心全流程每个作业环节所需各种资源进行要素属性梳理及标签数字化表达，整合形成仓储、分拣、配送三大核心作业环节共计13种资源要素，形成了物流作业关键环节资源要素配置清单和技术要求，主要包括：人员（支持人员定位、考勤和任务浏览）、车辆（采集车辆油耗、车速等信息并与送货任务关联，实现在途精益管理；通过车牌识别关联作业单据与配送任务，保证工业卷烟厂到货与配送信息完整性）、货架（通过货架感应检测托盘是否摆放到位或取出，简化上/下架确认过程，减少作业误差；通过堆垛机识别上/下架任务是否完成）、分拣线（检测设备状态、故障情况、烟仓布局及运行效率）、打码机（采集打码数量，计算分拣效率）、烟包（与包装机对接，发送烟包码，在标签上打印唯一识别码，用于零售户交接）、备货区（获取备货区烟道占用情况，用于均衡烟道分配）、环境（具备仓内温湿度采集及无线上传功能）、能耗监测（采集仓储、分拣不同工段用电量，用于与业务关联的能耗分析）、生产现场监控（监控作业现场人员、设备状态）、作业现场信息屏（根据需要，在收货、发货、分拣等作业现场安装指示屏，用于作业信息发布）、中控室大屏（监控配送中心及车辆在途状态）、叉车（用于上/下架任务接收与确认，具备语音合成功能）。在此基础上，将卷烟配送物流相关的上下位系统及物联感知设备的数据进行整合分类，建立数据交换和共享机制。在物流资源要素清单的基础上，结合实际作业场景及资源要素特点，进一步验证确立了每一个作业动作资源配备量标准，为作业链条的拉式算法模型构建提供基础参数。
2.资源排产智能化
按仓储、分拣、配送三大作业环节对关键作业流程进行分解、简化，将有上下游及并行关系的作业流程构建形成10个关键作业资源适配模型并进行算法设计。在具体的建模过程中，充分利用多年来沉淀的历史数据并根据现场采集的当前数据，按照“节点效率最高，衔接流程最短，全链资源消耗最少”的原则来形成不同业务需求条件下的算法模型，形成涵盖各环节单点算法的模型集，如卷烟到货模型、卷烟入库模型、存储规划模型、备货出库模型、分拣作业模型、设备运行模型、辅料耗材模型、配送作业模型、中转运输模型和车辆维保模型，最终形成以业务订单需求为驱动、各资源要素优化配置的资源预排、作业计划排程“一键排产”整合路径，提高资源调度效率和利用饱和度，如图3所示。
图3 卷烟配送物流资源的智能“一键排产”
3.作业指令扁平化
通过后台作业“一键排产”算法得出的作业指令直接输出到相关作业人员，减少沟通环节、消除冗余信息。根据物流资源适配结果将调度信息进行整合，基于大屏端、PC终端、移动端载体，面向决策对象、管理对象、作业对象进行不同任务场景发布，并在工房入口处设立作业排产查询大屏、分拣线现场设立当日排产信息及生产进度展示大屏、仓储卸货区设立三维储位出入库状态展示触摸屏，多维度、多场景将作业指令实时推送到作业现场，员工一目了然，如图4所示。
图4 智能“一键排产”信息展示大屏
五、卷烟配送物流拉式供应链资源动态适配的实现
1.动态适配算法
拉式供应链的核心特征是供应链各环节以需求和订单为驱动源，逆向配置供应链各环节资源。具体到本文的卷烟配送物流，当卷烟到货量、分拣量、送货量等订单需求随时间动态变化时，要求出入库环节、分拣环节、配送环节的作业能力能够随订单需求做动态适配的变化，而实现这一目标的根本前提是各环节物流资源（如设备资源、人力资源、物资资源等）的投放能够随订单需求而动态适配。其中，适配的准则是作业效率最高，动态的准则对订单变化的跟随最迅捷。根据这一思想，基于零售业务销售（量）及工业卷烟入库（量）需求拉动，构建了实际物流作业过程中各作业环节资源的实时动态适配算法模型（表1），主要形成了叉车、卸货班组人岗复用模型、分拣线柔性调度模型、配送线路优化模型等三类基本动态适配算法体系，在不同的业务变量触发下输出不同适配结果。
表1 拉式供应链模式下关键环节资源投放动态适配算法模型
以分拣线柔性调度模型为例。实际应用中，2022年某日订单需求分拣量为11万条，其中常规烟91000条、异型烟19000条。如果按以往推式供应链调度做法三线全开，结果是常规线效率产能有富余而异型烟效率供给不足，导致常规线作业时长不饱和而异型烟线作业超时，三条线劳动强度不平衡，员工有意见，能耗有浪费。采用拉式供应链调度的柔性调度模型执行时，常规烟分拣效率需14000条/小时，异型烟分拣效率需2923条/小时，动态适配模型算法给出了“1+1.5”的排产建议，在两条常规线上进行了作业量的差异分配，量大的份额保证一条常规线饱和，量小份额的另外一条常规线其分拣班组提早完成分拣任务后可以与异型烟分拣班组进行轮替，平衡了整体劳动强度，整体作业时长也有减少。
2.动态适配机制的系统实现
经过拉式供应链思维模式的物流资源数字化和资源排产智能化设计后，根据动态适配算法集并立足现有物流作业平台进行信息化改造，实现动态适配机制，通过一块中心调度屏外加仓储、分拣、配送、后勤等共计5屏将资源的动态适配结果直接下发到作业现场每位员工，如图5所示。
图5 动态适配机制下的集成作业流程
在中心调度屏，调度人员通过实时业务数据进行生产动态排程，也可导入营销部门提供的类别客户周期定量表、工业合同执行计划表，通过后台计算来预测下一个周期的业务需求量。系统对业务订单量和卷烟入库量进行动态预测，得出当前生产周期作业的排产指令计划，并对未来生产周期内的资源进行排程预测。资源排产指令完成后，自动下发到现场的各环节作业导视屏，一线作业人员进入联合工房作业区即可明确工作岗位、工作量以及需提前准备的生产资源。
3.动态适配的场景化运行
卷烟配送物流资源动态适配系统通过“拉”“排”“推”三个动作实现物流资源的动态匹配，“拉”为核心。“拉”指的是拉业务需求，包含2个方面：零售户订单需求、卷烟到货需求。对业务需求预测的精准计算能确保资源动态整合运用的预期效果，是“拉”业务需求的关键。
卷烟到货需求主要是根据当月各卷烟制造商（即各省中烟公司）与各地市卷烟销售商（即各地市烟草公司）签订的合同总量和当前执行进度，测算本周期和下一周期的卷烟到货量。零售户订单需求则以营销部门提供的客户类别、定量标准、下周投放卷烟品规数量、投放卷烟总量计划，以及对应零售户总数和各零售户历史订单订足率等维度为依据，在当日实际业务订单产生之前，进行预测性计算，形成相对准确的排产依据，并在真实订单形成后进行资源配置微调。在业务实践中，以周为单位进行测算。
“排”，即动态安排物流资源配置。根据“拉”环节的业务需求测算量，系统后台根据三个主要作业环节的资源算法模型，自动给出资源“一键排产”建议，对设备、人员、岗位做出生产组织调度。
“推”，即将作业指令推送给相关工作岗位。完成作业调度后，作业现场终端指引大屏自动获取当天仓储分拣业务需求量信息、作业人员的排班信息，以及相关笼车、托盘、裹膜的消耗信息；在分拣现场大屏，实时推送每条分拣线的作业单据信息，同步显示分拣重点设备监控画面；仓储卸货环节，卷烟卸货、备货指令实时传输到触摸屏，作业人员既可以实时完成作业单据确认，也可以现场查询仓储数据；配送作业大屏则实时完成卷烟分发到零售户的送货服务指派，包括车辆、送货员、送货路线、完成情况等，并对待送货、送货中、送货完成等不同阶段进行统计。
六、结论
烟草行业的卷烟配送物流具备实施拉式供应链模式的基本特征。本文围绕拉式供应链理念主线，以零售订单和卷烟入库两大业务需求为驱动源，以物流资源的预排、调度为切入点，进行了卷烟配送物流的拉式供应链作业流程和资源配置的优化重构和动态适配，提升了卷烟配送物流资源管控、利用、运行水平。
目前，依据本文技术研发的系统已经在Z省得到了成功的应用，效果显著。以Q市配送中心为例，配送业务中淡季分拣效率提高了10%，资源投入节约10%～20%，设备有效作业率提升5%～10%，单车送货户数增加10%，分拣设备能耗降低10%左右。
（基金项目：中国烟草总公司重点研发项目 110202202043）
参考文献:
[1]马士华,林勇.供应链管理（第6版）[M ].北京:机械工业出版社,2020.06.
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本文源自《物流技术与应用》2023年11期
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