常见物流网络模型浅析-京东云开发者社区

### 1 背景简介

#### 1.1.业务背景

物流网络是一个复杂问题集，本文将以快递业务为例，简单介绍三种网络模型以及对应的业务实例。

#### 1.2.问题域

快递业务一般是处理多点发多点问题，即始发地为多个、目的地也为多个时，如何构建网络才能成本最低。

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下图是自然网络情况下的情况（所有始发地到目的地均为直发，无计划性网络建设的情况）

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显然，在每票货量不大的情况下，自然网络的成本较高，经济性较差。
除成本因素外，物流网络建设也涉及其他要素，如时效、货量与负载、网络弹性、服务质量等。

### 2 模型介绍

#### 2.1 轮轴式模型

轮轴式模型是较为传统的物流模型，其运作方式为：

- 始发地短途运输到集货地；
- 集货地发干线运输到散货地
- 散货地短途运输到各个目的地

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轮轴式模型正是通常所说的“干线+落地配”模式，通过增加集散、短途接驳，来节省干线运输的成本。其网络形状如两轮+一轴。

由于增加了接驳、装卸等环节，轮轴式网络的单票时效远远低于直发。
传统运输企业、通达系快递等均是轮轴式网络的典型用户。

#### 2.2 轴辐射模型

轴辐射模型是典型的“一点发全国”模型。

通过建立超级转运枢纽，配合高时效的核心航空网络，可以将始发地的货物全部集中到枢纽、进行分拨后再发往目的地。

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轴辐射模型中的转运枢纽一般会选址在大陆块中部、气候稳定无变化、道路基建较好的区域。

超级转运枢纽附近容易催生出产业集群，包括物流园区、加工厂、供应链服务商等。
联邦快递Fed-ex是轴辐射模型的典型用户，其核心枢纽-孟菲斯枢纽是世界上最繁忙的货运机场，日处理能力1200W单（2021年数据）。

（图：联邦快递孟菲斯转运枢纽）

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国内顺丰在鄂州机场投入使用后，也全面建成一点发全国能力。
顺丰宣称的“全国一线城市2小时达”，正是轴辐射模型的典型应用。

#### 2.3 库存分级前置模型

库存分级前置模型的核心思想是以仓代配，通过建立CDC-RDC-FDC三级库存中心，将库存前置到离客户最近的FDC仓库。当客户进行交易时，由FDC就近发货。

三级库存中心之间通过算法调度和补货来优化库存分布，以减少货物的总搬运次数。

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库存前置模型是以空间换时效的思路，通过提前进行基础设施建设（仓网）、将库存在销售之前部署到客户附近，从而最大限度提高客户交易时的体验。

严格意义上来说，库存前置模型解决的并不是一般快递散落的多点对多点问题，而是通过仓配协同，来提升整个供应链的效率。要快速配送就要优化库存分布，要优化库存就要掌控销售订单信息，故此模型的应用方必须能做到商-仓-配一体，使用门槛较高。

库存前置模型的典型使用方为京东和amazon。

### 3 网络模型的应用

#### 3.1 纯配场景下的应用

前述三种网络模型中，前两种模型更适合应对散点发散点的纯配场景。
轮轴式模型与轴辐式模型的差别在于：主要的集散/分拨中心是一个（辐射中心）还是两个（两轮轴心）。

以快递散单业务为例，JDL的快递C2C目前是使用轮辐模型网络。

比如北京发往上海的特快送，其运营轨迹可能是：寄件人-北京XX站点-北京XX分拣--上海XX分拣-上海XX站点-收件人。

同样是个人寄件，如果顺丰在鄂州花湖机场基础上全面使用轴辐核心网络（仅为简化举例，并非实情），则一票北京发往上海的顺丰特快，其运营轨迹可能是：寄件人-北京XX站点-北京XX机场-鄂州花湖枢纽-上海XX机场-上海XX站点-收件人。

两种网络类型的主要差异在于：轴辐射网络核心分拨工作集中在唯一的超级枢纽上（即使增加更多线路，枢纽数量也不变，只是辐射更加密集），而轮辐射网络的分拨工作分散在两侧的一对轮心（如果有多条干线，则可能会有多对轮轴）。

如下图，轴辐射模型增加一条目的地干线：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/98c515fb-312b-4c5a-bae7-dadfcf8f516920221024143723.png)

此时，其转运枢纽需要增加一个出港分拨方向。

而下图是轮辐射模型增加一条目的地干线的情况：

![](//img1.jcloudcs.com/developer.jdcloud.com/62f792f4-1fae-4028-8129-a12aea3e3dae20221024143755.png)

此时，集散地1分拨需要增加设置一个出港方向，新建的集散地3分拨需要设置一个进港方向。

#### 3.2 仓配场景下的应用

模型3（库存分级前置模型）是仓配场景下的网络模型。

目前常见三级前置（CDC-RDC-FDC），一般是前置到城市维度。

但也有更多级前置的情况，如前置到小区、街道等，近年较热的生鲜前置仓就常常前置到街道级别。

#### 3.3 场景比较

抽象来看，如果将物流也视作一种供应链，将收件方视为需求方，将寄件方视为供给方，

则纯配场景下，供需关系是由供给驱动的，既完全依赖于寄件人的自然供给；

而仓配场景下的库存前置模型，是由需求驱动的，是在对需求预测的基础上，提前收拢供给（库存），预置到离需求方更近的位置。

供给驱动对应于推动式生产，需求驱动对应于拉动式生产，而将库存前置到什么级别、前置到离需求方多远的位置，则对应于供给链中的推拉结合点，需要视场景而决定。

### 4 扩展话题

#### 4.1 不同模型间的相互演化

以上介绍的三种模型并不互斥，实际在应用中可能互相补充。如库存前置模型的仓网搭配轮辐式快递网络，轴辐射模型新建第二个枢纽中心从而演变为更大尺度的轮辐模型（如联邦快递洲际业务）等。轴辐射模型也可以通过新建更多的枢纽来降低成本，同时核心网络模型演变为多枢纽轴辐模型。

物流网络建设是一个系统工程，涉及拓扑学、算法、业务形态、组织管理等多重维度，实际运营时还有可能涉及多张网络融合，网络内外资源协同等，有兴趣的同学可以与网络规划同事做进一步交流。

#### 4.2 最后一公里与同城网络

1）由于近年快递业快速发展，最后一公里派送产生了更多业态，如菜鸟驿站、京东校园派、丰巢快递柜等。

抽象来看，他们都是在末端增加了一个微型集散地，并同时提供暂存服务。这个微型集散地到最终用户地址间的物流，可以由收件人自行完成（比如去快递柜取件）、也可以由集散地管理者完成（如驿站派送），甚至由第三方完成（如疫情封控小区中的志愿者）。

末端模式的多样化也可能影响网络模型设计，比如某地区客户全部在自提点取件，那么可能无需设计派送站点-快递员上门流程，而需要设计分拣/站点到自提点的接驳路线。

2）与快递网络不同，同城即时配送网络是另一个领域。由于同城运力辐射范围较窄（骑手一般配送5公里内），供给方（如提供外卖的饭店）在城市范围内散点分布，需求高峰期又较为集中，其网络设计的难点就变成了如何按需求预测提前分布运力、按热点方向进行聚合订单履约时间规划，以缩短高峰期的履约时间和路径。在分钟级时间压力下，同城网络的“规划建设”与“计划履约”之间的边界越来越模糊，而仿真和实时计算则越来越重要。

#### 4.3 一体化供应链的上下游延伸

库存分级前置模型是以商-仓-配一体协同的打法来切入市场。从供应链视角来看，配的下游可能有安装维修、逆向售后，仓的上游可能有基础设施（园区）建设，是适合于资本长周期运作且收益稳定的项目。以商流切入市场，不断向供应链上下游延伸生态，提升全链条的长期价值，正是“十节甘蔗”意义所在。

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###### 自猿其说Tech-JDL京东物流与数据智能部
###### 作者：严飞