東北大學(xué),物流與供應(yīng)鏈管理,課件,Ch7 物流系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)_2009(3).ppt

1、,物流與供應(yīng)鏈管理,主講人：邱若臻 Email: ,2,3,第3篇 供應(yīng)鏈與物流管理系統(tǒng)的規(guī)劃與控制,4,物流戰(zhàn)略規(guī)劃概述,物流網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計(jì),運(yùn)輸系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì),Ch7 物流系統(tǒng)的 規(guī)劃與設(shè)計(jì),倉儲(chǔ)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì),供應(yīng)鏈的一體化戰(zhàn)略,5,內(nèi)容摘要： 概括介紹物流戰(zhàn)略規(guī)劃的基本概念 重點(diǎn)介紹物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則與方法 詳細(xì)介紹運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的內(nèi)容與方法 詳細(xì)介紹倉儲(chǔ)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的內(nèi)容與方法 概括介紹供應(yīng)鏈一體化戰(zhàn)略的涵義、作用和特征,6,I.物流戰(zhàn)略規(guī)劃概述,7,企業(yè)的物流戰(zhàn)略規(guī)劃是指企業(yè)的高層管理機(jī)構(gòu)根據(jù)本企業(yè)的長(zhǎng)期經(jīng)營(yíng)發(fā)展目標(biāo)，在對(duì)企業(yè)的外部環(huán)境和內(nèi)部條件進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上，制

2、定的物流管理的方針和政策。,一、物流戰(zhàn)略規(guī)劃的含義和目標(biāo),企業(yè)進(jìn)行物流戰(zhàn)略規(guī)劃的目的是保證企業(yè)的物流系統(tǒng)能夠滿足如下的目標(biāo)： 1、良好的服務(wù)性 2、總成本最低 3、快捷性 4、空間的有效利用 5、規(guī)模最優(yōu)化,8,企業(yè)物流戰(zhàn)略的金字塔結(jié)構(gòu),二、物流戰(zhàn)略規(guī)劃的內(nèi)容,9,1,客戶服務(wù)目標(biāo),客戶服務(wù)基準(zhǔn)是企業(yè)確定物流戰(zhàn)略的主要依據(jù)。 顧客對(duì)物流服務(wù)水平的要求決定著包括采購、制造、銷售、倉儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)在內(nèi)的整個(gè)供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)。 物流活動(dòng)的主要目的是要向內(nèi)部和外部客戶提供及時(shí)準(zhǔn)確的交貨。 因此，有必要首先對(duì)客戶需求有清晰的了解，并開發(fā)能夠滿足客戶需求的物流服務(wù)戰(zhàn)略。,10,2,戰(zhàn)略層,渠道設(shè)計(jì),物流網(wǎng)絡(luò)的

3、規(guī)劃,內(nèi)容：確定設(shè)施的數(shù)量、地理位置、規(guī)模，分配各設(shè)施 所服務(wù)的市場(chǎng)范圍； 目標(biāo)：以成本最小化或利潤(rùn)最大化作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。,目的：確定為達(dá)到期望的客戶服務(wù)水平需要執(zhí)行哪些活動(dòng)，以 及由渠道中的哪些成員來執(zhí)行這些活動(dòng)； 內(nèi)容：渠道目標(biāo)的制定；渠道長(zhǎng)度和寬度的評(píng)價(jià)；市場(chǎng)、產(chǎn)品 企業(yè)以及中間商因素的研究；渠道成員的選擇及合作；,戰(zhàn)略層決策的目的是確定物流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和渠道設(shè)計(jì)。,11,3,戰(zhàn)術(shù)層,物流戰(zhàn)略的職能部分 ，涉及對(duì)運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和物料管理方面的分析與設(shè)計(jì)。,運(yùn)輸管理決策包括運(yùn)輸方式的選擇、運(yùn)輸路線的優(yōu)化、車輛裝載計(jì)劃和運(yùn)輸管理績(jī)效評(píng)價(jià)等方面的內(nèi)容 ； 與倉儲(chǔ)有關(guān)的決策包括倉儲(chǔ)設(shè)

4、施的布置、貨物裝卸搬運(yùn)技術(shù)的選擇等內(nèi)容； 在物料管理方面，著重分析客戶需求預(yù)測(cè)、庫存控制、生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃和采購策略等。,12,運(yùn)作層涉及物流信息系統(tǒng)、指導(dǎo)日常物流運(yùn)作的規(guī)章制度、設(shè)施設(shè)備的配置與維護(hù)，以及物流組織變革與管理等問題。,4,運(yùn)作層,物流決策三角形,物流戰(zhàn)略規(guī)劃主要解決四個(gè)方面的問題，即客戶服務(wù)目標(biāo)、設(shè)施選址戰(zhàn)略、庫存策略和運(yùn)輸策略。,13,三、物流戰(zhàn)略規(guī)劃的步驟,物流環(huán)境分析,物流戰(zhàn)略定位,確定物流戰(zhàn)略的實(shí)施策略,14,行業(yè)評(píng)價(jià)：市場(chǎng)規(guī)模與成長(zhǎng)性、競(jìng)爭(zhēng)者實(shí)力與戰(zhàn)略、自身有利與不利因素,區(qū)域市場(chǎng)的變化特征,新技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài),物流渠道與物流服務(wù)產(chǎn)業(yè)狀況,政府法律、法規(guī)導(dǎo)向,one,two,

5、three,four,five,（一）企業(yè)物流環(huán)境分析,15,確定物流服務(wù)標(biāo)準(zhǔn),物流成本定位,服務(wù)質(zhì)量定位,one,two,three,（二）物流戰(zhàn)略定位 物流戰(zhàn)略定位的要點(diǎn)是以物流成本和質(zhì)量為主要出發(fā)點(diǎn)，確定在計(jì)劃期內(nèi)物流管理所要達(dá)到的水平，分析這個(gè)水平是否切實(shí)可行，并提出充分的依據(jù)。,16,專業(yè)化與分工協(xié)作,物流系統(tǒng)運(yùn)作結(jié)構(gòu)的選擇,競(jìng)爭(zhēng)策略,one,two,three,（三）確定物流戰(zhàn)略的實(shí)施策略,17,1. 專業(yè)化分工與分工協(xié)作,（1）物流與商流的分離,（2）物流功能具體化 制造商下游的與商流相關(guān)的業(yè)務(wù)由分銷商和零售商來執(zhí)行，并由第三方廠商提供物流服務(wù)。制造商致力于技術(shù)開發(fā)和市場(chǎng)占有，向

6、客戶推廣自己的產(chǎn)品。零售商的職能被設(shè)計(jì)成分銷商的委托銷售人。 協(xié)作的準(zhǔn)則：物流服從商流,18,2. 物流系統(tǒng)運(yùn)作結(jié)構(gòu)的選擇,物流系統(tǒng)運(yùn)作結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是確定產(chǎn)品從原材料起點(diǎn)到市場(chǎng)需求終點(diǎn)的整個(gè)流通渠道的結(jié)構(gòu)，包括物流設(shè)施的類型、數(shù)量和位置，設(shè)施所服務(wù)的顧客群體與產(chǎn)品類別，以及產(chǎn)品在設(shè)施之間的運(yùn)輸方式。 設(shè)計(jì)物流運(yùn)行結(jié)構(gòu)必須充分考慮空間和時(shí)間兩方面的因素?？臻g方面是指為工廠、倉庫、零售點(diǎn)等設(shè)施選址。時(shí)間方面是指保證產(chǎn)品的可得性，以及為滿足顧客服務(wù)目標(biāo)而采用的庫存策略和運(yùn)輸管理方法。,19,物流系統(tǒng)運(yùn)作的三種結(jié)構(gòu),（1）多階段結(jié)構(gòu),（2）直送結(jié)構(gòu) （3）混合結(jié)構(gòu),20,物流戰(zhàn)略規(guī)劃概述,物流網(wǎng)

7、絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計(jì),運(yùn)輸系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì),Ch7 物流系統(tǒng)的 規(guī)劃與設(shè)計(jì),倉儲(chǔ)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì),供應(yīng)鏈的一體化戰(zhàn)略,21,II.物流網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計(jì),一、物流網(wǎng)絡(luò)概述,二、物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)決策的內(nèi)容及以影響因素,三、物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式,四、物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的步驟與方法,22,一、物流網(wǎng)絡(luò)概述,物流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是物流系統(tǒng)的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是物流活動(dòng)的載體。它是指貨物從供應(yīng)地到需求地的整個(gè)流通渠道的結(jié)構(gòu)。包括物流節(jié)點(diǎn)的類型、數(shù)量與位置，節(jié)點(diǎn)所服務(wù)的相應(yīng)客戶群體，節(jié)點(diǎn)的連接方式以及貨物在節(jié)點(diǎn)之間空間轉(zhuǎn)移的運(yùn)輸方式等。,23,通過對(duì)企業(yè)物流系統(tǒng)的分析，可將其抽象成由結(jié)點(diǎn)、線路和連接工具（主要指運(yùn)輸工具）等連成的網(wǎng)絡(luò)，典型

8、的企業(yè)物流網(wǎng)絡(luò)圖如下：,24,網(wǎng)絡(luò)中的鏈代表不同存儲(chǔ)點(diǎn)之間貨物的移動(dòng) 中轉(zhuǎn)點(diǎn)零售店、倉庫、工廠或者供貨商，就是節(jié)點(diǎn)。 物流節(jié)點(diǎn)，是指物資在流通過程中所經(jīng)過的中轉(zhuǎn)地點(diǎn)。其表現(xiàn)形式：倉庫、集貨中心、配送中心、轉(zhuǎn)運(yùn)中心等。 物流節(jié)點(diǎn)的主要作用 ： 1、商品周轉(zhuǎn)中心的作用 2、商品分揀中心的作用 3、商品保管中心的作用 4、商品在庫管理中心的作用 5、流通加工中心的作用,25,物流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的組成要素,構(gòu)成要素,1. 運(yùn)輸方式,2. 物流節(jié)點(diǎn),鐵路運(yùn)輸 公路運(yùn)輸 水路運(yùn)輸 航空運(yùn)輸 管道運(yùn)輸 包裹運(yùn)輸 多式聯(lián)運(yùn) ,制造商 供應(yīng)商 零售商 物流企業(yè)的倉庫 配送中心 物流中心 物流起點(diǎn)與終點(diǎn) ,26,物流網(wǎng)

9、絡(luò)規(guī)劃問題就是確定產(chǎn)品從供貨點(diǎn)到需求點(diǎn)流動(dòng)的結(jié)構(gòu)，包括決定使用什么樣的設(shè)施（如果需要使用）、設(shè)施的數(shù)量、設(shè)施的位置、分派給各設(shè)施的貨品和客戶、設(shè)施之間應(yīng)使用什么樣的運(yùn)輸服務(wù)、如何進(jìn)行服務(wù)等。,物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問題,27,物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問題,28,空間或地理設(shè)計(jì)問題是指確定各種設(shè)施（如工廠、倉庫和零售點(diǎn)）的平面地理位置。確定各種設(shè)施的數(shù)量、規(guī)模和位置時(shí)則要在以地理特征表示的客戶服務(wù)要求和成本之間尋求平衡。這些成本包括：生產(chǎn)采購成本；庫存持有成本；設(shè)施成本（存儲(chǔ)、搬運(yùn)和固定成本）和運(yùn)輸成本。,網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的時(shí)間性或時(shí)期問題是一個(gè)為滿足客戶服務(wù)目標(biāo)而保持產(chǎn)品可得性的問題。通過縮短生產(chǎn)采購訂單的反應(yīng)時(shí)間或者通過

10、在接近客戶的地方保有庫存，可以保證一定水平的產(chǎn)品可獲得率。這里首要的考慮因素是客戶得到產(chǎn)品的時(shí)間。以時(shí)間為基礎(chǔ)的決策也會(huì)影響設(shè)施的選址。,29,30,二、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)決策的內(nèi)容及影響因素,（一）網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)決策的內(nèi)容 確定設(shè)施功能：確定各設(shè)施的功能及需要在其內(nèi)部完成的流程。 設(shè)施選址：確定各設(shè)施的地理位置。 能力配置：確定各設(shè)施的處理能力。 市場(chǎng)和供給配置：確定各設(shè)施應(yīng)應(yīng)由哪些供給源供貨或服務(wù)于哪些市場(chǎng)。,31,企業(yè)的經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略 產(chǎn)品特點(diǎn) 競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境 社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施 宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境 政治環(huán)境,（二）網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)決策的影響因素,32,回路運(yùn)輸模式,經(jīng)過物流樞紐節(jié)點(diǎn)中轉(zhuǎn)模式,直送模式,物流網(wǎng)絡(luò)基本形式,三、物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)

11、構(gòu)模式,33,物流網(wǎng)絡(luò)的三種典型結(jié)構(gòu),可衍生出9種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式,34,9-1 直送網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式,特點(diǎn) 所有貨物直接從供應(yīng)地運(yùn)達(dá)到貨物需求地，每次運(yùn)輸路線是指定的，管理人員只需決定運(yùn)輸?shù)臄?shù)量并選擇運(yùn)輸方式。需在運(yùn)輸費(fèi)用和庫存費(fèi)用之間進(jìn)行權(quán)衡。 優(yōu)點(diǎn) 環(huán)節(jié)少，無需中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，減少樞紐節(jié)點(diǎn)的建設(shè)運(yùn)營(yíng)成本，操作和協(xié)調(diào)上簡(jiǎn)單易行，效率較高。 缺點(diǎn) 當(dāng)各需求地需求較少，未達(dá)到滿載時(shí)，成本較高，并且無法滿足業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的需要，輻射范圍有限，無法應(yīng)用于區(qū)域物流系統(tǒng)。,35,9-2 利用“送奶路線”的直送網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式,特點(diǎn) 通過一輛卡車(或其他運(yùn)輸工具)把一個(gè)供應(yīng)地的貨物直接向多個(gè)需求地運(yùn)送，或由一輛卡車從多個(gè)供應(yīng)地

12、裝載一個(gè)需求地的貨物，再直接運(yùn)送。需對(duì)每條“送奶路線”進(jìn)行規(guī)劃。見下圖。 優(yōu)點(diǎn) 無需中轉(zhuǎn)倉庫，聯(lián)合運(yùn)輸降低運(yùn)輸成本。如豐田公司利用“送奶路線”運(yùn)輸來維持其在美國(guó)和日本的JIT制造系統(tǒng)。,36,9-2 利用“送奶路線”的直送網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式,37,9-3 通過配送中心中轉(zhuǎn)的物流網(wǎng)絡(luò)模式,定義 供應(yīng)地的貨物先運(yùn)到配送中心中轉(zhuǎn)，再運(yùn)到需求地。核心集中表現(xiàn)在：收集(collection)、交換(exchange)和發(fā)送(delivery)，簡(jiǎn)稱CED模式。見下圖。 特點(diǎn) 若運(yùn)輸規(guī)模經(jīng)濟(jì)要求大批量進(jìn)貨而需求地需求量又偏少，則配送中心保存庫存，并為需求地庫存更新進(jìn)行小批量送貨，如沃爾瑪商店。 若需求地對(duì)某一供

13、應(yīng)地的產(chǎn)品需求規(guī)模大到足以獲取進(jìn)貨的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，則配送中心通過把進(jìn)貨分揀成運(yùn)送到每個(gè)需求地的較小份額，并與來自不同供應(yīng)地的產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)接，稱為對(duì)接倉儲(chǔ)或貨物對(duì)接(cross-docking)。此時(shí)，每輛進(jìn)貨車上裝有來自同一個(gè)供應(yīng)地并將運(yùn)送到多個(gè)需求地的貨物，而每輛送貨車上裝有來自不同供應(yīng)地并將被運(yùn)送至同一個(gè)需求地的貨物。,38,9-3 通過配送中心的運(yùn)送模式,39,9-4 通過配送中心使用“送奶路線”配送與集貨的物流網(wǎng)絡(luò)模式,9-4 配送中心使用“送奶路線”配送的物流網(wǎng)絡(luò),40,9-5 多樞紐節(jié)點(diǎn)的LD-CED網(wǎng)絡(luò)模式,9-5 多樞紐節(jié)點(diǎn)的LD-CED網(wǎng)絡(luò),41,9-6 單一樞紐站純軸輻式(h

14、ub-and-spoke)網(wǎng)絡(luò)模式,通過中轉(zhuǎn)進(jìn)行雙向運(yùn)輸，是干線運(yùn)輸與地方支線運(yùn)輸相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)。如航空運(yùn)輸管理、第三方物流運(yùn)輸管理、郵政包裹業(yè)務(wù)、供應(yīng)鏈管理等。 該網(wǎng)絡(luò)由一些節(jié)點(diǎn)組成，每對(duì)節(jié)點(diǎn)之間雙向都具有一定運(yùn)輸量，形成兩條OD(origin-destination)流。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問題是如何選擇中樞節(jié)點(diǎn)，使每條OD流通過一個(gè)或兩個(gè)樞紐節(jié)點(diǎn)(hub)后到達(dá)目的地。 單一樞紐站點(diǎn)軸輻式網(wǎng)絡(luò)由1個(gè)樞紐點(diǎn)和若干站點(diǎn)組成。如下圖所示。,42,單一樞紐站純軸輻式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的運(yùn)輸組織方式如下：,收貨站點(diǎn)收集其服務(wù)區(qū)內(nèi)貨主的貨物，并把貨物運(yùn)送到相應(yīng)的站點(diǎn)； 不同的站點(diǎn)將收集的目的地不是本站服務(wù)區(qū)的貨物選擇合適

15、的運(yùn)輸方式運(yùn)到轉(zhuǎn)運(yùn)中心轉(zhuǎn)運(yùn)； 將來自不同站點(diǎn)的貨物按照去向的不同在轉(zhuǎn)運(yùn)中心處進(jìn)行分類組合。在工作時(shí)間內(nèi)，選擇合適的運(yùn)輸方式將貨物運(yùn)送至相應(yīng)的送貨站點(diǎn)； 送貨站點(diǎn)把貨物送至收貨客戶，從而完成整個(gè)貨物的運(yùn)輸過程。通常，集貨與遞送貨物工作合二為一，收貨站點(diǎn)與送貨站點(diǎn)也合二為一。,43,該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，貨物的整個(gè)移動(dòng)過程分為兩部分：干線運(yùn)輸和本地運(yùn)輸(包括集貨和遞貨)，如下圖所示。 干線運(yùn)輸通常是在送貨站點(diǎn)與轉(zhuǎn)運(yùn)功能的樞紐站點(diǎn)間和樞紐站與收貨站點(diǎn)間的長(zhǎng)途運(yùn)輸，一般采用大運(yùn)量運(yùn)輸方式； 本地運(yùn)輸則在收貨站點(diǎn)或送貨站點(diǎn)的服務(wù)覆蓋區(qū)域內(nèi)采用小型車輛的短途公路運(yùn)輸方式實(shí)現(xiàn)。 具體組織方式見下圖。,44,樞紐站,

16、干線運(yùn)輸,集貨/遞送,站點(diǎn),站點(diǎn),站點(diǎn),站點(diǎn),站點(diǎn),轉(zhuǎn)運(yùn)中心(樞紐站),收貨、送貨站點(diǎn),發(fā)貨人或收貨人,9-6 單一樞紐站純軸輻式網(wǎng)絡(luò)貨物組織方式,45,該網(wǎng)絡(luò)模式中，貨物的運(yùn)輸可以直接由發(fā)送站點(diǎn)運(yùn)至收貨站點(diǎn)，不通過轉(zhuǎn)運(yùn)中心或樞紐站。 可以有效縮短運(yùn)輸時(shí)間，降低運(yùn)輸成本。 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力、服務(wù)范圍與純軸式網(wǎng)絡(luò)基本相同，適用于區(qū)域性運(yùn)輸服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。但在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成和運(yùn)輸方式上存在較大差異，其運(yùn)輸組織更加靈活。,9-7 單一樞紐站復(fù)合軸輻式網(wǎng)絡(luò)模式,樞紐站,站點(diǎn),站點(diǎn),站點(diǎn),站點(diǎn),站點(diǎn),轉(zhuǎn)運(yùn)中心(樞紐站),收貨、送貨站點(diǎn),雙向物流運(yùn)輸,9-7 單一樞紐站復(fù)合軸輻式網(wǎng)絡(luò)模式,46,收、發(fā)貨站點(diǎn)必須唯一地與其

17、中一個(gè)樞紐站連接，所有出發(fā)和到達(dá)的貨物，也必須在其所對(duì)應(yīng)的樞紐站進(jìn)行處理。,9-8 多樞紐站單一分派軸輻式網(wǎng)絡(luò)模式,轉(zhuǎn)運(yùn)中心(樞紐站),收貨、送貨站點(diǎn),雙向物流運(yùn)輸,9-7 多樞紐站單一分派軸輻式網(wǎng)絡(luò),47,多樞紐站單一分派軸輻式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中貨物流轉(zhuǎn)組織方式如下： 收貨站點(diǎn)收集服務(wù)區(qū)內(nèi)貨主的貨物，并把貨物運(yùn)送到相應(yīng)的站點(diǎn)，稱為集貨過程； 不同的站點(diǎn)將收集的目的地不是本站服務(wù)區(qū)的貨物選擇合適的運(yùn)輸方式運(yùn)到相對(duì)應(yīng)的唯一分派的樞紐站； 將來自不同站點(diǎn)(本服務(wù)區(qū)域內(nèi))和其他樞紐站的貨物按照去向的不同在樞紐站進(jìn)行分類組合。如果貨物是其他樞紐站服務(wù)區(qū)域的，則選擇合適的運(yùn)輸方式將其在樞紐站間轉(zhuǎn)運(yùn)； 對(duì)本樞紐站

18、服務(wù)區(qū)域內(nèi)的貨物，也選擇合適的運(yùn)輸方式將其運(yùn)送到送貨站點(diǎn)； 送貨站點(diǎn)把貨物遞送至收貨客戶，從而完成整個(gè)貨物的運(yùn)輸過程。集貨與遞送貨物、收貨站點(diǎn)與送貨站點(diǎn)通常合二為一。,48,多樞紐站單一分派軸輻式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，貨物的整個(gè)移動(dòng)過程分為：主要干線運(yùn)輸、干線運(yùn)輸和本地運(yùn)輸(包括集貨和遞貨)。 主要干線運(yùn)輸：樞紐站與樞紐站間的長(zhǎng)途運(yùn)輸，一般采用大運(yùn)量運(yùn)輸方式； 干線運(yùn)輸：在收貨站與樞紐站點(diǎn)間和樞紐站與送貨站點(diǎn)間的長(zhǎng)途運(yùn)輸，一般采用較大運(yùn)量運(yùn)輸方式； 本地運(yùn)輸：在收貨站點(diǎn)或送貨站點(diǎn)的服務(wù)區(qū)域內(nèi)采用小型車輛的短途公路(或城市道路)運(yùn)輸方式實(shí)現(xiàn)。 具體組織方式見下圖。,49,轉(zhuǎn)運(yùn)中心(樞紐站),收貨、送貨站點(diǎn)

19、,發(fā)貨人或收貨人,9-9 多樞紐站單一分派軸輻式網(wǎng)絡(luò)貨物組織方式,50,9-9 多樞紐站多分派軸輻式網(wǎng)絡(luò)模式,允許收貨站點(diǎn)或發(fā)貨站點(diǎn)與多個(gè)樞紐站相連，收發(fā)貨站點(diǎn)可以根據(jù)實(shí)際情況(如樞紐站擁擠、交貨期要求)選擇與其相連的樞紐站，提高網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)運(yùn)效率，縮短運(yùn)輸時(shí)間，降低物流成本。,9-9 多樞紐站多分派軸輻式網(wǎng)絡(luò)模式,51,四、物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的步驟與方法,網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)決策的步驟,52,1,一元網(wǎng)點(diǎn)布局的重心法和微分法, 重心法 是一種模擬方法。將物流系統(tǒng)中的需求點(diǎn)和資源點(diǎn)看成分布在某一平面范圍內(nèi)的物流系統(tǒng)，各點(diǎn)的需求量和資源量分別看成物體的重量，利用求物體系統(tǒng)重心的方法來確定物流網(wǎng)點(diǎn)的位置。,求解簡(jiǎn)單，但

20、將縱向和橫向的距離獨(dú)立開來，與實(shí)際不符，只能作為參考,53,問題描述：某計(jì)劃區(qū)內(nèi)，有n個(gè)資源點(diǎn)和需求點(diǎn)，各點(diǎn)的資源量或需求量為wj (j=1,2,n)，他們各自的坐標(biāo)是(xj，yj ) (j=1,2,n)，需設(shè)置一個(gè)網(wǎng)點(diǎn)(x,y)，網(wǎng)點(diǎn)至資源點(diǎn)或需求點(diǎn)的運(yùn)費(fèi)率為cj。,54, 微分法配送中心選址 設(shè)配送中心向第i個(gè)客戶的商品供應(yīng)量為wi；單位商品的運(yùn)費(fèi)為cj（元/噸公里）。設(shè)配送中心位置p(x,y)，各客戶位置pi(xi,yi)，則第i個(gè)客戶與配送中心距離為,55,總運(yùn)費(fèi)：,由重心法求得系統(tǒng)的重心坐標(biāo)，以重心坐標(biāo)作為初始值。記重心坐標(biāo)為（x0，y0）； 將（x0，y0）代人公式得（x1，y1）

21、； 再將（x1，y1）代人公式，反復(fù)重復(fù)上面的步驟，直至兩次迭代結(jié)果相同時(shí)為止。這時(shí)即獲得網(wǎng)點(diǎn)最佳位置坐標(biāo)（x，y）。,56,例:某計(jì)劃區(qū)域內(nèi)資源點(diǎn)與需求點(diǎn)的分布情況如圖7-7，各點(diǎn)資源量、需求量和運(yùn)費(fèi)率列于表7-1。需在該地區(qū)設(shè)置一個(gè)物流網(wǎng)點(diǎn)D，只考慮運(yùn)輸費(fèi)用，求D的最佳位置。,各點(diǎn)資源量、需求量和運(yùn)費(fèi)率,57,資源點(diǎn)和需求點(diǎn)的分布圖,58,根據(jù)重心法，求得(x0,y0),將x0，y0，代人公式，得x15.04 , y15.06；再將x1, y1代人公式，得x2, y2，如此反復(fù)迭代，各次迭代結(jié)果列入表7-2。求得網(wǎng)點(diǎn)最佳位置坐標(biāo)為x4.91，y5.06，即D(x，y)D(4.91，5.06

22、)。,59,迭代結(jié)果,60, 非線性系統(tǒng)最優(yōu)化模型 微分模型是一種連續(xù)模型，將運(yùn)輸距離用坐標(biāo)表示，把運(yùn)輸費(fèi)用看成兩點(diǎn)間直線距離的函數(shù)，與實(shí)際不符。另外，對(duì)于所選地點(diǎn)的自然條件限制，連續(xù)模型也未考慮。 例如，配送中心不能建在水庫或河流上?？擅枋鋈缦?目標(biāo)：min C = cwidi 約束 x2+y2R2 x-y0,61,2,多元網(wǎng)點(diǎn)布局,考慮下面一類具有代表性的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題：供應(yīng)商將原材料運(yùn)送到核心企業(yè)的工廠，工廠對(duì)原材料進(jìn)行加工后將產(chǎn)成品運(yùn)到核心企業(yè)所屬的各分銷中心，分銷中心再將產(chǎn)品運(yùn)送給各個(gè)客戶或客戶區(qū)。核心企業(yè)在進(jìn)行供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)時(shí)，需要確定在哪些待選地點(diǎn)建立工廠和分銷中心，并確定每個(gè)工

23、廠和分銷中心的服務(wù)對(duì)象以及最佳的運(yùn)輸流。 假定一個(gè)工廠可以由多個(gè)供應(yīng)商供貨，一個(gè)分銷中心可由多個(gè)工廠供貨，但每個(gè)客戶只能由一個(gè)分銷中心供貨，則上述供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問題可以用下面的模型描述。,(1) 混合整數(shù)規(guī)劃模型,62,s.t.,63,模型中符號(hào)的含義如下： 下標(biāo)： i：供應(yīng)商序號(hào)，i1,2,I； j：工廠待選地點(diǎn)序號(hào)，j1,2,J； k：分銷中心待選地點(diǎn)序號(hào)，k1,2,K； l：客戶序號(hào)，l1,2,L； m：原料序號(hào)，m1,2,M； n：產(chǎn)品序號(hào)，n1,2,N。,64,決策變量： uj：0-1變量，表示是否在第j個(gè)待選地點(diǎn)建立工廠（1-是，0-否）； vk：0-1變量，表示是否在第k個(gè)待選地

24、點(diǎn)建立分銷中心（1-是，0-否）； wkl：0-1變量，表示是否由第k個(gè)分銷中心待選地點(diǎn)向第l個(gè)客戶運(yùn)送貨物（1-是，0-否）。 xijm：由第i個(gè)供應(yīng)商向第j個(gè)工廠待選地點(diǎn)運(yùn)送的第m種原料的數(shù)量； yjkn：由第j個(gè)工廠待選地點(diǎn)向第k個(gè)分銷中心待選地點(diǎn)運(yùn)送的第n種產(chǎn)品的數(shù)量。,65,常數(shù)：Si：第i個(gè)供應(yīng)商的供應(yīng)能力； Cj：第j個(gè)工廠基準(zhǔn)產(chǎn)品的生產(chǎn)能力； Wk：第k個(gè)分銷中心的處理能力； Dln：第l個(gè)客戶對(duì)第n種產(chǎn)品的需求量； rjn：第j個(gè)分廠生產(chǎn)第n種產(chǎn)品相對(duì)于生產(chǎn)基準(zhǔn)產(chǎn)品的占用生產(chǎn)能力系數(shù)； hjn：第j個(gè)工廠生產(chǎn)第n種產(chǎn)品的單位成本； gnm：加工單位第n種產(chǎn)品所需的第m種原料的

25、數(shù)量； ej：在第j個(gè)待選地點(diǎn)建立和經(jīng)營(yíng)工廠所需的固定費(fèi)用； fk：在第k個(gè)待選地點(diǎn)建立和經(jīng)營(yíng)分銷中心所需的固定費(fèi)用； aijm：將第m種原料由第i個(gè)供應(yīng)商運(yùn)送到第j個(gè)工廠待選地點(diǎn)的單位運(yùn)費(fèi)； bjkn：將第n種產(chǎn)品由第j個(gè)工廠待選地點(diǎn)運(yùn)送到第k個(gè)分銷中心待選地點(diǎn)的單位運(yùn)費(fèi)； ckln：將第n種產(chǎn)品由第k個(gè)分銷中心待選地點(diǎn)運(yùn)送到第l個(gè)客戶的單位運(yùn)費(fèi)； dkl：由第k個(gè)分銷中心待選地點(diǎn)到第l個(gè)客戶的距離； Nmin：各分銷中心分管的客戶數(shù)量的下限； Nmax：各分銷中心分管的客戶數(shù)量的上限。,66,上述的多元網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型為0-1混合整數(shù)規(guī)劃模型。 目標(biāo)函數(shù)表示物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和

26、運(yùn)營(yíng)成本最小。 約束條件（1）為供應(yīng)商供應(yīng)能力約束。 約束條件（2）表示運(yùn)送到某工廠的某種原料的數(shù)量應(yīng)該與該工廠生產(chǎn)產(chǎn)品所需的該種原料數(shù)量相一致，系數(shù)gnm可以根據(jù)物料清單（BOM）獲得。 約束條件（3）為各工廠的生產(chǎn)能力約束，同時(shí)保證了只有建立了工廠的待選地點(diǎn)才能向分銷中心供貨。 約束條件（4）保證了只有被選為分銷中心的待選地點(diǎn)，才能向客戶供貨，并且限定了每個(gè)分銷中心負(fù)責(zé)分管的客戶數(shù)量的上下限。 約束條件（5）表示每個(gè)客戶只能由一個(gè)分銷中心供貨。 約束條件（6）表示各工廠向某分銷中心提供的某種產(chǎn)品的總量，應(yīng)等于由該分銷中心供貨的各個(gè)客戶對(duì)這種產(chǎn)品的需求總量。 約束條件（7）為各分銷中心的最大

27、處理能力約束。 約束條件（8）為決策變量取值的約束。,67,(2) 覆蓋模型,覆蓋模型，即對(duì)于需求已知的一些需求點(diǎn)，如何確定一組服務(wù)設(shè)施來滿足需求點(diǎn)的需求。該模型中，需要確定服務(wù)設(shè)施的最小數(shù)量和合適的位置。,適應(yīng)范圍： 商業(yè)物流系統(tǒng)，如零售點(diǎn)選址問題、加油站選址、配送中心選擇； 公用事業(yè)系統(tǒng)，如急救中心、消防中心等； 計(jì)算機(jī)與通信，如有線電視網(wǎng)的基站、無線通信網(wǎng)絡(luò)基站、計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)中的集線器設(shè)置等。,68, 集合覆蓋模型 用盡可能少的設(shè)施去覆蓋所有的需求點(diǎn)。,集合覆蓋模型,69,目標(biāo)函數(shù),其中， N=(1,2,.,n)-n個(gè)需求點(diǎn); M=(1,2,.,m)-m個(gè)節(jié)點(diǎn)候選點(diǎn)； di-第i個(gè)節(jié)點(diǎn)需

28、求量； Cj-設(shè)施點(diǎn)j的容量； A(j)-設(shè)施j所覆蓋的需求點(diǎn)集合； B(i)=j | iA(j)-可覆蓋節(jié)點(diǎn)i的設(shè)施點(diǎn)j的集合； xj =0,當(dāng)設(shè)施位于節(jié)點(diǎn)i時(shí)； =1;當(dāng)設(shè)施位于節(jié)點(diǎn)j時(shí)。 yij-節(jié)點(diǎn)i需求中被分配給節(jié)點(diǎn)j的部分,70,算法,第一步：初始化。令所有yij=0, xj=0, yi=yij=0(已分配的需求)，并確定集合A(j)和集合B(i)。,第二步：選擇下一個(gè)設(shè)施點(diǎn)。在M中選擇xj=0且A(j)的模為最大的點(diǎn)j為設(shè)施點(diǎn)，即|A(j)|max|A(j)|，令xj=1，并在M集合中剔除節(jié)點(diǎn)j，即MMj;,第三步：確定節(jié)點(diǎn)j的覆蓋范圍。將A(j)中的元素按B(i)的模從小到大的

29、順序指派給j，直至j的容量為Cj=0或A(j)為空。其中，對(duì)于i A(j)且yiCj，責(zé)令 yijCj/di，yi=yi+yij，Cj=0,第四步：若N或M為空，停止；否則，更新集合A(j)和集合B(i)，轉(zhuǎn)第二步。,jM,jM,設(shè)施位于需求點(diǎn)上，且覆蓋的需求點(diǎn)最多,先解決最難滿足的需求點(diǎn),71,例：農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)選址.條件：市場(chǎng)最大服務(wù)半徑為3公里，第6居民點(diǎn)不允許建市場(chǎng)。希望盡可能少的建造農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)服務(wù)9個(gè)居民點(diǎn)。,解： 需求點(diǎn)N=1,2,9，候選節(jié)點(diǎn)M=1,2,3,4,5,7,8,9.,72,候選點(diǎn)服務(wù)范圍,A(4)=1,3,4,5,6,7, |A(4)|=6為最大，故j=4。依次指派5,7,1

30、,6,3,4歸節(jié)點(diǎn)4服務(wù)。 此時(shí)，N=2,8,9，M=1,2,3,5,7,8,9，更新A(j)和B(i)。,|B(1)|=4, |B(3)|=5, |B(4)|=5, |B(5)|=3, |B(6)|=4, |B(7)|=3,73,候選點(diǎn)服務(wù)范圍,A(8)=8,9, |A(8)|=2為最大，故j=8。依次指派8, 9歸節(jié)點(diǎn)8服務(wù)。 繼續(xù)迭代，得j=2，居民點(diǎn)2歸節(jié)點(diǎn)2服務(wù)。 計(jì)算結(jié)果為（4，8，2）,可能并非最優(yōu),74, 最大覆蓋模型 已知若干個(gè)需求點(diǎn)的位置和需求量，從一組候選地點(diǎn)中選則某個(gè)位置作為物流設(shè)施網(wǎng)點(diǎn)，使其盡可能多地滿足需求點(diǎn)的服務(wù)。,最大覆蓋模型,75,目標(biāo)函數(shù),其中， N=(1,

31、2,.,n)-n個(gè)需求點(diǎn); M=(1,2,.,m)-m個(gè)節(jié)點(diǎn)候選點(diǎn)； di-第i個(gè)節(jié)點(diǎn)需求量； Cj-設(shè)施點(diǎn)j的容量； A(j)-設(shè)施j所覆蓋的需求點(diǎn)集合； B(i)=j|iA(j)-可覆蓋節(jié)點(diǎn)i的設(shè)施點(diǎn)j的集合； xj =0,當(dāng)設(shè)施位于節(jié)點(diǎn)i時(shí)； =1;當(dāng)設(shè)施位于節(jié)點(diǎn)j時(shí)。 yij-節(jié)點(diǎn)i需求中被分配給節(jié)點(diǎn)j的部分。,76,(3) P-中值模型,P中值模型，是指在一個(gè)給定數(shù)量和位置的需求集合和一個(gè)候選設(shè)施位置的集合下，分別對(duì)p個(gè)設(shè)施找到合適的位置并指派每個(gè)需求點(diǎn)到一個(gè)特定的設(shè)施，使之達(dá)到在工廠和需求點(diǎn)之間的運(yùn)輸費(fèi)用最低。,P中值模型的圖形表達(dá),77,數(shù)學(xué)描述,N研究對(duì)象中的n個(gè)客戶； M研究

32、對(duì)象中m個(gè)候選地點(diǎn)； di第i個(gè)客戶的需求量； cij從地點(diǎn)i到j(luò)的單位運(yùn)輸費(fèi)用； p可以建立的設(shè)施總數(shù)(pm)； xj =1, 在jM建立設(shè)施； =0,其他情形。 yij =1, 假如客戶iN由設(shè)施jM來提供服務(wù)； =0, 其他情形。,78,貪婪取走算法,令當(dāng)前選中設(shè)施點(diǎn)數(shù)k=m，即將所有m個(gè)候選位置都選中。,將每個(gè)客戶指派給k個(gè)設(shè)施點(diǎn)中距離最近的一個(gè)設(shè)施點(diǎn)。求出總運(yùn)輸費(fèi)用Z。,若k=p，輸出設(shè)施點(diǎn)及客戶的指派結(jié)果，停止；否則，轉(zhuǎn)第4步。,從k個(gè)設(shè)施候選點(diǎn)中確定一個(gè)取走點(diǎn)，滿足：假如將它取走并將它的客戶指派給其他的最近設(shè)施點(diǎn)后，總費(fèi)用增加量最小。,從候選點(diǎn)集合中刪去取走點(diǎn)，令k=k-1，轉(zhuǎn)第

33、2步。,79,例：某公司擬在得到8個(gè)超市訂單的新地區(qū)建2個(gè)倉庫，用最低的運(yùn)輸成本來滿足該地區(qū)需求。經(jīng)考察，確定4個(gè)候選地址，如下圖所示。從候選地址到各個(gè)超市的運(yùn)輸成本Cij、各超市的需求量di，選擇其中2個(gè)候選點(diǎn)作為倉庫地址，使總運(yùn)輸成本最?。╬=2）。,超市及倉庫候選點(diǎn)位置,80,解：k=4，令第i個(gè)超市指派給Cij中最小的候選點(diǎn)。 第1次指派結(jié)果：A=(a1,a2,a8)=(1,1,1,4,4,2,3,3)，Z=Ciaidi2480。,1,2,3,4,81,分別對(duì)刪掉候選點(diǎn)1，2，3，4進(jìn)行分析如下： 若刪去候選點(diǎn)1，則(a1,a2,a8)=(4,2,2,4,4,2,3,3)，Z=Ciai

34、di=3200，增量為3200-2480720；,若刪去候選點(diǎn)2，則(a1,a2,a8)=(1,1,1,4,4,3,3,3)，Z=Ciaidi=2620，增量為140；,若刪去候選點(diǎn)3，則(a1,a2,a8)=(1,1,1,4,4,2,4,2)，Z=Ciaidi=3620，增量為1140；,若刪去候選點(diǎn)4，則(a1,a2,a8)=(1,1,1,2,3,2,3,3)，Z=Ciaidi=3520，增量為1040；,因此，移走第2個(gè)候選點(diǎn)所產(chǎn)生增量最小，首先被移走的是候選位置2。,82,此時(shí)k=3， (a1,a2,a8)=(1,1,1,4,4,3,3,3) ，Z=2620。分析刪除1,3,4結(jié)果：

35、若刪去候選點(diǎn)1，則(a1,a2,a8)=(4,4,4,4,4,3,3,3)，Z=Ciaidi=4540，增量為454026201920；,若刪去候選點(diǎn)3，則(a1,a2,a8)=(1,1,1,4,4,4,4,4)，Z=Ciaidi=5110，增量為2490；,若刪去候選點(diǎn)4，則(a1,a2,a8)=(1,1,1,1,3,3,3,3)，Z=Ciaidi=3740，增量為1120；,83,倉庫選址及客戶指派結(jié)果,因此，移走第4個(gè)候選點(diǎn)所產(chǎn)生增量最小，第二個(gè)被移走的是候選位置4。 此時(shí)，k=2=p，計(jì)算結(jié)束。結(jié)果為：應(yīng)在位置1，3投建新的倉庫，總運(yùn)輸成本為Z=3740。見下圖,84,物流戰(zhàn)略規(guī)劃概述

36、,物流網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計(jì),運(yùn)輸系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì),Ch7 物流系統(tǒng)的 規(guī)劃與設(shè)計(jì),倉儲(chǔ)系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì),供應(yīng)鏈的一體化戰(zhàn)略,85,一、運(yùn)輸系統(tǒng)概述,二、運(yùn)輸方式的選擇,三、委托運(yùn)輸還是自行運(yùn)輸,二、運(yùn)輸路線的設(shè)計(jì),III.運(yùn)輸系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì),86,一、運(yùn)輸系統(tǒng)的組成,運(yùn)輸是物流系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能，運(yùn)輸成本通常是物流成本中最大的單項(xiàng)成本。因此，有效的進(jìn)行運(yùn)輸系統(tǒng)的規(guī)劃和管理對(duì)于提高客戶服務(wù)水平，降低運(yùn)營(yíng)成本將起到至關(guān)重要的作用。,87,(一),運(yùn)輸系統(tǒng)的構(gòu)成,88,(二),運(yùn)輸系統(tǒng)決策的內(nèi)容,運(yùn)輸路線的設(shè)計(jì),自營(yíng)還是外包,運(yùn)輸方式的選擇,運(yùn)輸決策的內(nèi)容,89,二、運(yùn)輸方式的選擇,目前常見的運(yùn)輸方式

37、主要有五種，即鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸、水路運(yùn)輸、航空運(yùn)輸和管道運(yùn)輸，為了提高運(yùn)輸?shù)男剩谖宸N基本運(yùn)輸方式的基礎(chǔ)上，還形成了聯(lián)合運(yùn)輸、散裝運(yùn)輸、集裝箱運(yùn)輸?shù)染哂刑厥夤δ艿倪\(yùn)輸方式。,90,(一),聯(lián)合運(yùn)輸,聯(lián)合運(yùn)輸?shù)男螒B(tài),聯(lián)合運(yùn)輸是一種綜合性的運(yùn)輸形式，它是將兩種或兩種以上的基本運(yùn)輸方式或運(yùn)輸工具連接起來，實(shí)行多環(huán)節(jié)、多區(qū)段相互銜接的接力式運(yùn)輸。,91,聯(lián)合運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn),聯(lián)合運(yùn)輸能溝通各種運(yùn)輸方式之間的橫向聯(lián)系 2、聯(lián)運(yùn)能挖掘運(yùn)輸潛力，提高運(yùn)輸效率 3、可減少物資流通費(fèi)用 4、有利于開展集裝單元化運(yùn)輸，可以有效提高裝卸效率。,92,運(yùn)輸方式選擇考慮的因素,(二),選擇運(yùn)輸方式需考慮的因素,93,1.

38、因素分析法,對(duì)所要進(jìn)行選擇的運(yùn)輸方式，按重要性因素或其他尺度進(jìn)行標(biāo)定； 按各種不同標(biāo)準(zhǔn)，分別給各種運(yùn)輸工具打分； 對(duì)每種運(yùn)輸工具計(jì)算其總分； 選擇出總分最高的運(yùn)輸方式,數(shù)學(xué)模型,V(j)第j種運(yùn)輸工具的總分； S(i,j)標(biāo)尺i對(duì)運(yùn)輸工具j的分?jǐn)?shù)； n總的標(biāo)尺（準(zhǔn)則）總數(shù)目。,一、單一運(yùn)輸方式選擇,94,2.加權(quán)分析法,對(duì)不同的準(zhǔn)則按其重要性分別給予不同的權(quán)重。,數(shù)學(xué)模型,V(j)運(yùn)輸工具j的總權(quán)重分； W(i) 因素(準(zhǔn)則)i的權(quán)重； S(i,j)標(biāo)尺i對(duì)運(yùn)輸工具j的分?jǐn)?shù)； n總的標(biāo)尺（準(zhǔn)則）總數(shù)目。,95,3.層次分析法,層次分析法是20世紀(jì)70年代由運(yùn)籌學(xué)家薩迪（T. L. Saaty）

39、提出的。是對(duì)復(fù)雜問題做出決策的一種簡(jiǎn)易的新方法，適于那些難于完全用定量進(jìn)行分析的復(fù)雜問題。將半定性、半定量問題轉(zhuǎn)化為定量計(jì)算。使人們的思維過程層次化，逐層比較多種關(guān)聯(lián)因素，為分析、決策、預(yù)測(cè)或控制事物的發(fā)展提供定量的依據(jù)。,96,決策是指在面臨多種方案時(shí)需要依據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)選擇某一種方案。日常生活中有許多決策問題。舉例 1. 在海爾、新飛、容聲和雪花四個(gè)牌號(hào)的電冰箱中選購一種。要考慮品牌的信譽(yù)、冰箱的功能、價(jià)格和耗電量。 2. 在泰山、杭州和承德三處選擇一個(gè)旅游點(diǎn)。要考慮景點(diǎn)的景色、居住的環(huán)境、飲食的特色、交通便利和旅游的費(fèi)用。 3. 在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和數(shù)學(xué)教育中選擇一個(gè)領(lǐng)域申報(bào)科研課題。要

40、考慮成果的貢獻(xiàn)（實(shí)用價(jià)值、科學(xué)意義），可行性（難度、周期和經(jīng)費(fèi)）和人才培養(yǎng)。,97,層次分析法的基本步驟,最高層：目標(biāo)層，該層元素只有一個(gè)。 中間層：準(zhǔn)則層，該層包括為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)所涉及的中間環(huán)節(jié)，可以由若干層次組成，包括所需考慮的準(zhǔn)則和子準(zhǔn)則。 最低層：方案層，該層包括了為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)可供選擇的各種措施、決策方案等。,層次分析法步驟之一-系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)的建立,98,遞歸層次結(jié)構(gòu)示意圖,99,判斷矩陣是表示本層所有因素針對(duì)上一層某一個(gè)因素的相對(duì)重要性的比較。對(duì)要素間的重要性有定量的判斷薩迪的1-9標(biāo)度法,層次分析法步驟之二-構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣,100,第二步在已有層次結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上構(gòu)造兩兩比較的判斷矩陣，

41、其中用戶要解決的問題是對(duì)準(zhǔn)則B中兩個(gè)B所支配的要素i與j按1-9標(biāo)度對(duì)重要程度賦值，并構(gòu)成一個(gè)判斷矩陣C=(cij)nn，其中，cij就是要素i與j相對(duì)于準(zhǔn)則B的重要度比值。 判斷矩陣具有性質(zhì)： cij0, cij=1/cji, i, j=1,2,3,n,101,層次分析法步驟之三-單一準(zhǔn)則下元素相對(duì)權(quán)重計(jì)算,定理：設(shè)由要素C1，C2，Cn和目標(biāo)D，記：,則得判斷矩陣C=(cij)nn,解矩陣C的特征方程|C-I|=0，I為單位矩陣，求特征值i（i=1,2,n），即最大特征值max，對(duì)應(yīng)于max的標(biāo)準(zhǔn)化特征向量為Y=(y1,y2,yn)T,則yi (i=1,2,n)為因素Ci對(duì)目標(biāo)D的權(quán)重。對(duì)

42、應(yīng)于判斷矩陣最大特征值的特征向量表示因素間的相對(duì)重要程度（權(quán)重）。,該方法是一種高精度的計(jì)算權(quán)重方法,Matlab求最大特征值和特征向量 x,lumda=eig(C);r=abs(sum(lumda);n=find(r=max(r);max_lumda=lumda(n,n)最大特征值max_x=x(:,n) max_y=max_x/sum(max_x)歸一化的特征向量,102,權(quán)重近似計(jì)算方法-和積法,第一步，將判斷矩陣C，每列正規(guī)化，得,第二步，將正規(guī)化后的矩陣按行加總，得,第三步，將 正規(guī)化即得到特征向量,第四步，即可求得判斷矩陣的最大特征值為,103,層次分析法步驟之四-單一準(zhǔn)則下的一致

43、性檢驗(yàn),一致性定量為：對(duì)任意1kn，都有cij=cik/cjk，則稱判斷矩陣滿足一致性。 當(dāng)矩陣不具有一致性時(shí)：,引入?yún)?shù)CI，為判斷矩陣最大特征值外的其余特征值的負(fù)平均值，即,當(dāng)判斷矩陣具有完全一致性時(shí)，CI=0。CI值越大，一致性偏差度就越厲害。若CI0.1，就認(rèn)為該判斷矩陣擁有基本一致性；否則，返回上層重新進(jìn)行重要性的兩兩比較。,104,為了避免矩陣維數(shù)對(duì)一致性的影響，引入修正值RI，對(duì)CI進(jìn)行修正，令修正平均值為 CR=CI/RI CR作為衡量判斷矩陣一致性的指標(biāo)，若CR0.1，就認(rèn)為該判斷矩陣基本符合一致性要求。,同階平均隨機(jī)一致性指標(biāo),105,層次分析法步驟之五-層次總排序與總一致

44、性檢驗(yàn),假設(shè)上一層的所有要素A1,A2,Am的總排序已完成，得到相對(duì)于總目標(biāo)的權(quán)重為a1,a2,am，本層次共有n個(gè)要素B1,B2,Bn，且與上一層元素Ai (i=1,2,m)對(duì)應(yīng)本層元素B1Bn的權(quán)重為b1i,bni(若Bj與Ai無關(guān)，則bji=0)，則層次分析總排序的結(jié)果為： B1 B2 Bn,由,得,即，都滿足歸一性。,106,為評(píng)價(jià)層次總排序計(jì)算的一致性精度，也需計(jì)算類似參數(shù)： 若CR0.1，需調(diào)整某些判斷矩陣，通常先調(diào)整CRi較大的判斷矩陣。,107,例：第三方物流企業(yè)TPL的選擇。 若有n個(gè)第三方物流企業(yè)L1, L2,Ln可供貨主選擇，對(duì)于貨主來說最關(guān)心的因素是經(jīng)濟(jì)性、迅速性、安全

45、性和便利性。其中， 經(jīng)濟(jì)性包括：運(yùn)輸費(fèi)用、庫存費(fèi)用和管理費(fèi)用等； 迅速性包括：運(yùn)輸路線、運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸組織方式、?？空军c(diǎn)等； 安全性包括：運(yùn)送方式、準(zhǔn)時(shí)交貨率、客戶抱怨率、知名度等等； 便利性包括：運(yùn)輸能力、運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)、信息管理和公司地點(diǎn)等。,108,構(gòu)建層次分析模型,目標(biāo)層,準(zhǔn)則層,子準(zhǔn)則層,方案層,109,構(gòu)建兩兩判斷矩陣,目標(biāo)層準(zhǔn)則層,A=,110,準(zhǔn)則層方案層,B1=,B2=,B3=,B4=,Bk中元素b是方案Li與Lj對(duì)與準(zhǔn)則Ak(經(jīng)濟(jì)性、迅速性等)的優(yōu)越性比較尺度,111,計(jì)算權(quán)重和排序,對(duì)矩陣A，計(jì)算其最大特征值得max=4.13228 對(duì)應(yīng)的特征向量為：W=(0.462, 0.3

46、00, 0.134, 0.103)T 一致性指標(biāo)為：CI=(4.132-4)/(4-1)=0.04409 又RI=0.9，得一致性比率為CR=0.04409/0.9=0.048990.1 因此，滿足一致性要求。W可以作為權(quán)向量。 由第3層的成對(duì)比較矩陣Bk計(jì)算出權(quán)向量Wk(3)、最大特征根值k和一致性指標(biāo)CIk等如下：,112,求L1在Z中占的比重：0.2930.462+0.6070.3+0.3090.134+0.1490.103=0.3742,求L2在Z中占的比為0.166；,求L3在Z中占的比為0.164；求L4在Z中占的比為0.295；,即，W(3)=(0.374，0.166，0.164

47、，0.295) 組合一致性檢驗(yàn)：,即，應(yīng)選擇L1企業(yè)。,L1 L2 L3 L4,113,例2：第三方物流供應(yīng)商的選擇。 若有n個(gè)第三方物流企業(yè)L1, L2,Ln可供貨主選擇，對(duì)于貨主來說最關(guān)心的因素是服務(wù)質(zhì)量、服務(wù)能力、規(guī)模實(shí)力和服務(wù)價(jià)格。,目標(biāo)層A,114,A-B判斷矩陣,115,116,總排序： A-C判斷矩陣總排序,117,綜合考慮各因素的影響，邀請(qǐng)專家團(tuán)C層各因素指標(biāo)值打分，得到因素的最終得分(見下表)。結(jié)合上述計(jì)算的權(quán)重Cw，按照公式 ，可得各物流供應(yīng)商的綜合分值，即A為7.2578，B為7.136,C為7.673。顯然物流供應(yīng)商C為最優(yōu)。,C層各因素指標(biāo)分值,綜合評(píng)比結(jié)果,118,

48、二、多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸方式選擇,C ji,i+1:從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)i+1選擇第j種運(yùn)輸方式的費(fèi)用； tijl：在節(jié)點(diǎn)i從第j種運(yùn)輸方式換裝成第l種運(yùn)輸方式的換裝費(fèi)用； X ji,i+1=0,1，值為1時(shí)，在節(jié)點(diǎn)i 和節(jié)點(diǎn)i+1之間選擇第j種運(yùn)輸方式 r jli=0,1，值為1時(shí)，在節(jié)點(diǎn)i從第j種運(yùn)輸方式轉(zhuǎn)換為第l種運(yùn)輸方式。,以各種運(yùn)輸方式的運(yùn)輸總成本與換裝總成本之和,節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)i1之間只能選擇一種運(yùn)輸方式,節(jié)點(diǎn)i只發(fā)生一次換裝,確保運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)性,119,采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃思想求解，每個(gè)節(jié)點(diǎn)相當(dāng)于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的一個(gè)階段，利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃的逆序方法一次求取節(jié)點(diǎn)間的最佳運(yùn)輸方式。其中，節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的運(yùn)輸費(fèi)用可表示如下：

49、 Pi-1(j,l)=tjli-1+Qcli-1,i,運(yùn)輸總費(fèi)用,中轉(zhuǎn)費(fèi)用,選用第 l 種運(yùn)輸方式的單位運(yùn)價(jià),120,例：假設(shè)一個(gè)運(yùn)輸線路上有4個(gè)城市，每個(gè)城市對(duì)之間有3種運(yùn)輸方式可以選擇，城市對(duì)之間的運(yùn)輸費(fèi)用和運(yùn)輸中轉(zhuǎn)費(fèi)用如下表所示，假設(shè)運(yùn)量Q25個(gè)單位，試用動(dòng)態(tài)規(guī)劃法求解最佳運(yùn)輸方式組合。,121,（1）對(duì)于第三個(gè)城市。 若第三個(gè)城市以公路方式到達(dá)，則第三個(gè)城市與第四個(gè)城市之間選取各種運(yùn)輸方式的費(fèi)用為 P3(公,公)=t3(公,公)+QC3,4公=0+25250； P3(公,鐵)=t3(公,鐵)+QC3,4鐵=2+25377； P3(公,航)=t3(公,航)+QC3,4航=1+25376；

50、 因此，第三個(gè)城市以公路方式到達(dá)，則第三四城市之間選取公路運(yùn)輸最佳。 同理可得，若第三個(gè)城市以鐵路或航空到達(dá)，則第三四城市之間選取公路運(yùn)輸最佳。P3(鐵,公)52，P3(航,公)51。,122,（2）對(duì)于第二個(gè)城市。 若第二個(gè)城市以公路方式到達(dá)，則第二個(gè)城市與第三個(gè)城市之間選取各種運(yùn)輸方式的費(fèi)用為 P2(公,公)=t2(公,公)+QC2,3公+P3(公,公)=0+254+50150； P2(公,鐵)=t2(公,鐵)+QC2,3鐵+P3(鐵,公)=2+255+52179； P2(公,航)=t2(公,航)+QC2,3航+P3(航,公)=1+253+51127； 最小費(fèi)用P2(公,航)=127，因此

51、，二、三城市間選取航空運(yùn)輸最佳。 同理可得，若第二個(gè)城市以鐵路或航空到達(dá)，則第二、三城市之間選取航空運(yùn)輸最佳。P2(鐵,航)128，P2(航,航)126。,對(duì)應(yīng)上一步求出的最優(yōu)方案,123,（3）對(duì)于第一個(gè)城市。 第1個(gè)城市選取不同運(yùn)輸方式，其與第二個(gè)城市之間選取各種運(yùn)輸方式的費(fèi)用為 P1(公)=QC1,2公+P2(公,航)=253+127202； P1(鐵)=QC1,2鐵+P2(鐵,航)=252+128178； P1(航)=QC1,2航+P2(航,航)=254+126226； 最小費(fèi)用P1(鐵)=178，因此，第一城市應(yīng)選取鐵路運(yùn)輸方式?？傔\(yùn)輸費(fèi)用為178.,對(duì)應(yīng)上一步求出的最優(yōu)方案,124

52、,三、委托運(yùn)輸還是自行運(yùn)輸,委托運(yùn)輸 優(yōu)點(diǎn)：企業(yè)可以集中精力發(fā)展自己的核心能力。 缺點(diǎn)：需要處理與企業(yè)外部的承運(yùn)商之間的關(guān)系，增加了交易成本，也增加了對(duì)運(yùn)輸控制的難度。,委托運(yùn)輸 VS 自行運(yùn)輸,自行運(yùn)輸 優(yōu)點(diǎn)：服務(wù)的可靠性、訂貨提前期較短、意外事件反應(yīng)能力強(qiáng)、與客戶的合作關(guān)系。 缺點(diǎn)：固定成本 、運(yùn)營(yíng)成本較高。,125,四、運(yùn)輸路線的設(shè)計(jì),合理的設(shè)計(jì)車輛的運(yùn)輸路線計(jì)劃可以提高車輛利用率、改善客戶服務(wù)水平、降低運(yùn)輸成本、減少資金投入。 幾種不同的類型： 1、單一出發(fā)地和單一目的地，且出發(fā)地和目的地不同； 2、多出發(fā)地和多目的地； 3、出發(fā)地和目的地是同一地點(diǎn)。,126,1,單一出發(fā)地和單一目的

53、地,確定路線的方法描述： 已知一個(gè)由鏈和節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)，其中節(jié)點(diǎn)代表由鏈連接的點(diǎn)，鏈代表節(jié)點(diǎn)之間的成本（距離、時(shí)間或距離和時(shí)間的加權(quán)平均值）。最初，所有節(jié)點(diǎn)都沒有經(jīng)過求解，即沒有通過各個(gè)節(jié)點(diǎn)的明確的路線。已解的節(jié)點(diǎn)是某一路線上的，開始時(shí)只有起點(diǎn)是已解的節(jié)點(diǎn)。,127,最短路徑問題：求兩個(gè)頂點(diǎn)間長(zhǎng)度最短的路徑。路徑長(zhǎng)度指的是路徑上各邊的權(quán)值總和。如距離、費(fèi)用、時(shí)間等。 描述：假設(shè)有一個(gè)n個(gè)頂點(diǎn)和m條弧的連通圖G(Vn,Em)，圖中每條弧(i,j)都有一個(gè)長(zhǎng)度lij，則最短路徑問題為：在連通圖G(Vn,Em)中找到一條從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)n距離最短的路徑。 算法思路：一個(gè)連通網(wǎng)絡(luò)G=(Vn,Em)中，求

54、解從v0到vn的最短路徑時(shí)，首先求出從v0出發(fā)的一條最短路徑，再參照它求出一條次短路徑，一次類推，直到從頂點(diǎn)v0到頂點(diǎn)vn的最短路徑求出為止。,128,給v0以P標(biāo)號(hào)，P(v0)=0，其余個(gè)點(diǎn)均給T標(biāo)號(hào)，T(vi)=； 以vi為剛得到的P標(biāo)號(hào)的點(diǎn)，考慮這樣的點(diǎn)vj:(vi,vj)屬于Em，且vj為T標(biāo)號(hào)。對(duì)vj的T標(biāo)號(hào)進(jìn)行如下修改：T(vj)=minT(vj),P(vi)+lij； 比較所有具有T標(biāo)號(hào)的點(diǎn)，把最小者改為P標(biāo)號(hào)，當(dāng)存在兩個(gè)以上的最小者時(shí)，可以同時(shí)改為P標(biāo)號(hào)。若全部點(diǎn)均為P標(biāo)號(hào)則停止，否則用vj替代vi返回第二步。,Dijkstra標(biāo)號(hào)算法,129,例1:如圖所示為單行線交通網(wǎng)絡(luò)，

55、用Dijkstra算法求v1到v6點(diǎn)的最短路徑。,130,（1）給v1以P標(biāo)號(hào)，P(v1)=0，其余各點(diǎn)均為T標(biāo)號(hào)，T(vj)=,(j=2,3,4,5,6)。,（2）由于(v1,v2)，(v1,v3)屬于E，v2，v3為T標(biāo)號(hào)，所以修改這兩個(gè)點(diǎn)的標(biāo)號(hào),T(v2)=minT(v2), P(v1)+l12=min, 0+4=4 T(v3)=minT(v3), P(v1)+l13=min, 0+6=6,比較所有T標(biāo)號(hào)，T(v2)最小，所以令P(v2)=4，記錄路徑(v1, v2)。 （3）v2為得到P標(biāo)號(hào)點(diǎn)，下面考察(v2,v3)、(v2,v4)、(v2,v5)：,T(v3)=minT(v3), P

56、(v2)+l23=min6, 4+4=6 T(v4)=minT(v4), P(v2)+l24=min, 4+5=9 T(v5)=minT(v5), P(v2)+l25=min, 4+3=7,比較所有T標(biāo)號(hào)，T(v3)最小，所以令P(v3)=6，記錄路徑(v1, v3)。 （4）v3為得到P標(biāo)號(hào)點(diǎn)，下面考察(v3,v4)、(v3,v5)：,T(v4)=minT(v4), P(v3)+l34=min9, 6+5=9 T(v5)=minT(v5), P(v3)+l35=min7, 6+4=7,比較所有T標(biāo)號(hào)，T(v5)最小，所以令P(v5)=7，記錄路徑(v2, v5)。 （4）v5為得到P標(biāo)號(hào)點(diǎn)，

57、考察(v5,v4)、(v5,v6)，得T(v4)=T(v6)=9，令P(v4)=P(v6)=9，記錄路徑(v5, v6)。,131,因此，最短路徑為v1v2v5v6。路長(zhǎng)P(v6)=9。同時(shí)可以的到v1到其余各點(diǎn)的最短路。如下圖所示。,132,例2:如圖所示為雙向通行網(wǎng)絡(luò)，用Dijkstra算法求v1到v6點(diǎn)的最短路徑。,133,（1）給v1以P標(biāo)號(hào)，P(v1)=0，其余各點(diǎn)均為T標(biāo)號(hào)，T(vj)=,(j=2,3,4,5,6)。,（2）由于(v1,v2)，(v1,v3)屬于E，v2，v3為T標(biāo)號(hào)，所以修改這兩個(gè)點(diǎn)的標(biāo)號(hào),T(v2)=minT(v2), P(v1)+l12=min, 0+4=4

58、T(v3)=minT(v3), P(v1)+l13=min, 0+6=6,比較所有T標(biāo)號(hào)，T(v2)最小，所以令P(v2)=4，記錄路徑(v1, v2)。 （3）v2為得到P標(biāo)號(hào)點(diǎn)，下面考察(v2,v3)、(v2,v4)、(v2,v5)：,T(v3)=minT(v3), P(v2)+l23=min6, 4+1=5 T(v4)=minT(v4), P(v2)+l24=min, 4+5=9 T(v5)=minT(v5), P(v2)+l25=min, 4+3=7,比較所有T標(biāo)號(hào)，T(v3)最小，所以令P(v3)=5，記錄路徑(v2, v3)。 （4）v3為得到P標(biāo)號(hào)點(diǎn)，下面考察(v3,v4)、(v3,v5)：,T(v4)=minT(v4), P(v3)+l34=min9, 5+5=9 T(v5)=minT(v5), P(v3)+l35=min7, 5+4=7,比較所有T標(biāo)號(hào)，T(v5)最小，所以令P(v5)=7，記錄路徑(v2, v5)。 （4）v5為得到P標(biāo)號(hào)點(diǎn)，考察(v5,v4)、(v5,v6)，得T(v4)=T(v6)=9，令P(v4)=P(v6)=9，記錄路徑(v5, v6)。,134,因此，最短路徑為v1v2v5v6。路長(zhǎng)P(v6)=9。同時(shí)可以的到v1到其余各點(diǎn)的最短路。如下圖所示。,局限：沒有距離