物流系統(tǒng)規(guī)劃

1、第七章 物流系統(tǒng)規(guī)劃教學目的：使學生理解物流系統(tǒng)規(guī)劃的概念，掌握物流系統(tǒng)單設(shè)施選址規(guī)劃的重心法，理解區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃和物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，掌握多設(shè)施選址規(guī)劃的方法?；疽螅?、理解物流系統(tǒng)規(guī)劃的概念；2、掌握單設(shè)施選址的重心法及多設(shè)施選址的混合規(guī)劃法；3、理解區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃和物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；教學重點：單設(shè)施選址的重心法及多設(shè)施選址的混合規(guī)劃法教學時數(shù)：6學時第一節(jié) 物流系統(tǒng)規(guī)劃概述一、物流系統(tǒng)規(guī)劃的基本問題 物流是一個復雜的社會經(jīng)濟系統(tǒng)，要使這個系統(tǒng)能夠良好地運行，必須做好它的規(guī)劃和設(shè)計工作，一般來講，規(guī)劃設(shè)計一個物流系統(tǒng)要考慮以下幾個方面的問題： (一) 物流系統(tǒng)的輸入條件是指物流系統(tǒng)的范圍以及

2、外部環(huán)境。 物流是一個完整的系統(tǒng)，它受外界環(huán)境的制約，在規(guī)劃設(shè)計物流系統(tǒng)時必須先根據(jù)所要解決的問題確定所設(shè)計的物流系統(tǒng)的范圍和它的外部環(huán)境以及兩者的接口。 物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計能夠起到改善其外部環(huán)境的作用。 (二)物流系統(tǒng)的輸出結(jié)果也就是物流系統(tǒng)的目標任務(wù)。 對于任何工程問題，都可以有多種解決途徑，但是它的前提條件（輸入）和所需要達到的目的（輸出）必須是明確的。 (三)對物流系統(tǒng)優(yōu)劣的評價標準一般的評價標準應(yīng)包括經(jīng)濟性、技術(shù)可靠性、靈活性、安全性、可擴展性、勞動強度、易操作性、服務(wù)水平、環(huán)境保護、社會效益等方面的內(nèi)容 (四)物流系統(tǒng)規(guī)劃時的注意事項 1. 原始數(shù)據(jù)的收集 一般來講，需要收集的數(shù)據(jù)主

3、要包括以下幾類： （1）物料特性 （2）物料流量 （3）環(huán)境條件 （4）經(jīng)濟數(shù)據(jù) （5）物料搬運設(shè)備的數(shù)據(jù) 2. 方案中的可控變量和不可控因素 一些因素則可以由規(guī)劃人員在一定的范圍內(nèi)進行選擇，這些就是物流系統(tǒng)中的可控變量。 物流系統(tǒng)規(guī)劃中還有很多因素是隨機的、不確定的，這是設(shè)計人員無法控制的因素。 二、物流系統(tǒng)規(guī)劃的層次 從物流系統(tǒng)的作用地位看，可分為： 物流戰(zhàn)略層規(guī)劃 物流策略層（戰(zhàn)術(shù)層）規(guī)劃 運作層的規(guī)劃從規(guī)劃所涉及的行政級別和地理范圍看，又可分為： 國家級物流系統(tǒng)規(guī)劃 區(qū)域級物流系統(tǒng)規(guī)劃 行業(yè)（部門）物流系統(tǒng)規(guī)劃 企業(yè)物流系統(tǒng)規(guī)劃第二節(jié) 區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃一、區(qū)域物流與區(qū)域物流系統(tǒng)化區(qū)域是

4、指有一定空間的地方和景觀，是具有特定的政治、自然和經(jīng)濟意義的地區(qū)范圍。 在多數(shù)情況下，區(qū)域概念表明的是一國經(jīng)濟范圍內(nèi)劃分的不同經(jīng)濟區(qū)，如我國的長江三角洲、珠江三角洲、環(huán)渤海經(jīng)濟圈、成渝經(jīng)濟區(qū)等。區(qū)域物流是在一定的區(qū)域地理環(huán)境中，以大中型城市為中心，以區(qū)域經(jīng)濟規(guī)模和范圍為基礎(chǔ)，結(jié)合物流輻射的有效范圍，將區(qū)域內(nèi)外的各類物品從供應(yīng)地向接受地進行有效的實體流動；根據(jù)區(qū)域物流基礎(chǔ)設(shè)施條件，將公路、鐵路、航空、水運及管道輸送等多種運輸方式與物流節(jié)點有機銜接，并將運輸、儲存、裝卸搬運、包裝、流通加工、配送及信息處理等物流基本活動有機集成 的綜合過程。區(qū)域物流的構(gòu)成要素1. 區(qū)域物流主體要素2. 區(qū)域物流客體

5、要素3. 區(qū)域物流載體要素區(qū)域物流系統(tǒng)化主要是規(guī)劃、建立和完善區(qū)域物流網(wǎng)絡(luò)體系。構(gòu)筑區(qū)域物流系統(tǒng)的主要內(nèi)容包括：區(qū)域間通道、城市干線道路、區(qū)域物流設(shè)施、城市的集配中心、企業(yè)的倉庫等聯(lián)合組成的物流網(wǎng)絡(luò)體系。二、區(qū)域物流系統(tǒng)的布局原則區(qū)域物流系統(tǒng)按“行政區(qū)域”進行布局：優(yōu)勢：資料易于收集，容易被政府關(guān)注和支持。弊端：強化了行政干預力量，違背市場規(guī)律的作用。區(qū)域物流系統(tǒng)按“經(jīng)濟區(qū)域”進行布局，則能適應(yīng)生產(chǎn)力的發(fā)展，體現(xiàn)自然資源稟賦狀況，同時還能體現(xiàn)區(qū)域物流中心的完整性和開放性。因此，區(qū)域物流系統(tǒng)的布局原則是按照“經(jīng)濟區(qū)域”而不是“行政區(qū)域”進行布局。三、區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃的程序與內(nèi)容區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃涉

6、及區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平、運輸結(jié)構(gòu)、物流基礎(chǔ)設(shè)施布局和運行機制。 規(guī)劃的一般程序如下圖所示：區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃的程序框圖區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃的內(nèi)容：1. 構(gòu)筑區(qū)域物流系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施體系 主要包括：購筑干線道路與區(qū)域物流設(shè)施、城市內(nèi)的集配中心、不同企業(yè)的倉庫聯(lián)合組成的物流網(wǎng)絡(luò)體系。2. 構(gòu)筑指揮區(qū)域物流系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)體系 這指運用移動通信、GPS系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)、計算機在線經(jīng)營管理系統(tǒng)、公用經(jīng)濟信息網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)等，建立全國性、甚至全球性的計算機物流信息網(wǎng)絡(luò)體系和EDI系統(tǒng)，實現(xiàn)物流信息共享以及商流、物流、信息流集成化應(yīng)用的目標。 3. 構(gòu)筑區(qū)域物流系統(tǒng)運行的動力機制 這主要包括：完善企業(yè)物流鏈管理機制、多企業(yè)

7、聚集效益機制、企業(yè)外部效益機制和規(guī)模效益機制等方面。第三節(jié) 物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃基礎(chǔ)一、物流網(wǎng)絡(luò)及其要素 （一）物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 物流網(wǎng)絡(luò)是指物流過程中相互聯(lián)系的組織和設(shè)施在空間坐標上的集合。 物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的合理與否對物流系統(tǒng)的效率和效益有十分重要的影響。將產(chǎn)品流動全過程所經(jīng)過的線路和存儲點連接起來，就構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)，這就是物流網(wǎng)絡(luò)。 產(chǎn)品流動網(wǎng)絡(luò)（二）物流網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點和線路 1網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的類型 根據(jù)物流節(jié)點的主要功能的不同，物流網(wǎng)絡(luò)節(jié)點分為： （1）轉(zhuǎn)運型節(jié)點：以接連不同運輸方式為主要職能的節(jié)點。 （2）儲存型節(jié)點：以存放貨物為主要職能的節(jié)點。 （3）流通型節(jié)點：以組織物資在系統(tǒng)中運動為主要職能的節(jié)點。 （

8、4）綜合性節(jié)點：在物流系統(tǒng)中，集中于一個節(jié)點全面實現(xiàn)兩種以上主要功能，將若干功能有機地結(jié)合于一體，有完善設(shè)施、有效銜接和協(xié)調(diào)供應(yīng)的集約型節(jié)點。 2物流網(wǎng)絡(luò)線路的一般特點 （1）方向性（2）有限性（3）多樣性（4）連通性（5）選擇性（6）層次性二、物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的內(nèi)容和目標 物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的內(nèi)容確定最佳的網(wǎng)絡(luò)分銷層次數(shù)、分銷設(shè)施數(shù)目、各分銷設(shè)施的位置和任務(wù)、各分銷設(shè)施的供應(yīng)商和主要客戶分布范圍以及網(wǎng)絡(luò)中的存貨配置等。簡單地講，就是要確定網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點數(shù)目、相對位置及容量的配置（包括生產(chǎn)量、運輸量、存貨量等的分配）。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的總目標是網(wǎng)絡(luò)總成本的最小化，包括庫存持有成本、倉儲成本和運輸成本，同時滿足客戶

9、對反應(yīng)時間的要求。 物流網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)化通常是在滿足客戶反應(yīng)時間要求的前提下，使分銷設(shè)施數(shù)目盡可能地減少，在庫存持有成本與運輸成本之間達到平衡。三、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃所需數(shù)據(jù)及其來源 （一）物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 1產(chǎn)品線上的所有產(chǎn)品清單； 2顧客、存貨點、原材料供應(yīng)源的地理分布； 3每一區(qū)域的顧客對每種產(chǎn)品的需求量； 4運輸成本和費率； 5運輸時間、訂貨周期、訂單滿足率； 6倉儲成本和費率； 7采購制造成本； 8產(chǎn)品的運輸批量； 9網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的存貨水平及控制方法； 10訂單的頻率、批量、季節(jié)波動； 11訂單處理成本與發(fā)生這些成本的物流環(huán)節(jié)； 12顧客服務(wù)目標； 13在服務(wù)能力限制范圍內(nèi)設(shè)備和設(shè)施的可

10、用性； 14產(chǎn)品配送模式。 （二）網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃所需數(shù)據(jù)的來源 1經(jīng)營業(yè)務(wù)運作文件 2會計報告 3物流研究報告4公開出版物 第四節(jié) 設(shè)施選址規(guī)劃的影響因素物流設(shè)施選址規(guī)劃l 物流設(shè)施選址是指在一個具有若干供應(yīng)網(wǎng)點及若干需求網(wǎng)點的經(jīng)濟區(qū)域內(nèi)，選一個地址建立物流設(shè)施的規(guī)劃過程。比較好的物流設(shè)施選址方案是使商品通過物流設(shè)施的匯集、中轉(zhuǎn)、分發(fā)，直至輸送到需求網(wǎng)點的全過程的效益最好。通常，物流設(shè)施擁有建筑物和設(shè)備等，如果選址不當，將產(chǎn)生極大的負面影響并付出代價。物流設(shè)施選址方法l 近年來，選址理論迅速發(fā)展，常見的選址方法有專家選擇法、解析法、模擬法、啟發(fā)式方法等。而物流設(shè)施的選址是一個相當復雜的問題，上述的幾

11、種方法都有其側(cè)重性。而且，影響物流設(shè)施選址的因素還有很多的不確定性，這就造成了常規(guī)選址方法往往存在一定的片面性。第五節(jié) 單設(shè)施選址規(guī)劃l 由 S.Eilon，和Nicons Christofides所研究的重心法（Centroid Method）是解決單設(shè)施選址的一個常用方法。所謂重心法是將物流系統(tǒng)的需求點看成是分布在某一平面范圍內(nèi)的物體系統(tǒng)，各點的需求量和資源分別看成是物體的重量，物體系統(tǒng)的重心將作為物流設(shè)施的最佳設(shè)置點，利用確定物體重心的方法來確定物流設(shè)施的位置。一、單設(shè)施選址的重心法l 重心法是一種確定單個設(shè)施的方法，這種方法要考慮現(xiàn)有設(shè)施之間的距離和要運輸?shù)呢浳锪俊Ｋ捎糜诠S、車站、

12、倉庫或零售/服務(wù)設(shè)施選址。屬于靜態(tài)連續(xù)選址方法。l 選址因素：運輸成本（運輸費率和運輸量）。l 問題描述：設(shè)有一系列點分別代表供給點和需求點，各自有一定量貨物需要以一定的運輸費率運向位置待定的倉庫（或從倉庫運出），該倉庫如何選址？運輸量重心法（單設(shè)施選址）運輸量重心法（單設(shè)施選址）假設(shè)現(xiàn)在要建一座配送中心以向 n 個零售商供貨，令 n 個零售商在平面上的坐標為 （x1,y1）, (x2,y2), , (xn,yn)，各零售商的裝運量分別為 q1, q2,qn，則依下式算出的配送中心位置（x,y）將可使新工廠到n個零售商的分配成本和為最小。q1q2q3q4運輸量重心法算例問題：假設(shè)在市區(qū)建一配送

13、中心，給位于東、西、南、北、中五區(qū)的商場配送，各商場的位置及配送量如表所示。用重心法求出配送中心的位置坐標。區(qū)域位置配送量（噸）東西南北中10, 42, 37, 05, 86, 44000800010000800020000運輸量重心法算例將上表中的數(shù)據(jù)代入重心公式求得：擬建配送中心的坐標為（5.72,3.68）或（6，4）。精確重心法精確重心法又稱微分法l 該方法需要以重心法的結(jié)果未初始解，不斷迭代，直到前后兩次迭代的解誤差不超過設(shè)定的范圍，從而得到最佳結(jié)果。（一）已知條件（1）工廠倉庫和配送中心的坐標值為：（2）單位運輸費率為 （3）設(shè)施點i的貨物運輸需求量為 根據(jù)市場情況，現(xiàn)決定新建一座

14、中轉(zhuǎn)倉庫，要求確定中轉(zhuǎn)倉庫的最佳位置。（二）模型假設(shè)（1）運輸費用與距離成正比；（2）運輸線路為直線或基本按直線考慮；（3）忽略在不同地點選址可能產(chǎn)生的固定投資、勞動力成本及庫存成本的差異；（4）不考慮將來的運輸費率的變化；（5）待選址設(shè)施到現(xiàn)有節(jié)點i 之間的距離為：式中，k 表示模型中坐標單位與實際空間距離的比例尺（三）單設(shè)施選址模型l 目標：使運輸總成本最小。l min TC = åi Vi Ri Dil TC運輸總成本；l Vi 設(shè)施點i 的運輸總量；l Ri 待選址設(shè)施到設(shè)施點i 的運輸費率；l Di 待選址設(shè)施到設(shè)施點i 的距離。（四）模型求解步驟l （1）確定已知的供給點

15、和需求點的坐標、運輸量及線性運輸費率；l （2）忽略距離Di ，根據(jù)重心公式求得待選址設(shè)施的初始坐標（x0 ，y0 ）；l （3）根據(jù)第二步求得的（x0 ，y0）計算出Di ;l （4）將Di代入公式求出修正的（x，y） ；l （5）反復迭代計算Di ，直到（x，y） 的變動滿足要求；l （6）最后，根據(jù)求得的最佳坐標值計算運輸總成本。應(yīng)用舉例l 例7-1 某企業(yè)有兩個生產(chǎn)基地，三個地區(qū)物流中心, 各設(shè)施點的位置坐標如下表所示?，F(xiàn)需設(shè)置一個中轉(zhuǎn)倉庫， 由生產(chǎn)基地向中央倉庫供貨，中央倉庫再向三個物流中心分撥供貨。請使用重心法確定中央倉庫的最優(yōu)選址。節(jié)點（i）運輸總量運輸費率坐標xi坐標yiP12

16、0000.4038P230000.4082P325000.6025P410000.6064P515000.6088求解過程(1) 確定中央倉庫的初始選址方案（x0 ，y0 ）。相關(guān)數(shù)據(jù)的計算見下表：x05.16åiViRixiåiViRiy05.16åiViRiyiåiViRi（2）根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，利用重心公式求得中央倉庫的初始坐標如下：P4P3 P5P1P2中央倉庫的初始坐標為（5.16，5.18）。（）按照求解步驟中的第3步、第4步和第5步，循環(huán)計算各距離，再對坐標值進行修正，迭代結(jié)果如下表所示：迭代次數(shù)x 坐標y 坐標總成本1234101005.

17、1605.0384.9904.9964.9174.9105.1805.0565.0315.0235.0545.058171768171450171417171409171401171401重心法的優(yōu)點及局限性：l 優(yōu)點：計算簡便，速度快。l 局限性： （1）只考慮了運輸成本、沒有考慮固定投資和運營費用。 （2）模型假設(shè)運輸成本與運距呈線性關(guān)系，而實際上的運輸費用與運距不是呈線性關(guān)系，而是復雜的非線性關(guān)系。 （3）待設(shè)施選址與各倉庫之間的路線不一定都是直線距離。第六節(jié) 多設(shè)施選址規(guī)劃多設(shè)施選址要復雜得多，典型的是倉庫的選址問題，包括：物流網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)該有多少個倉庫?這些倉庫應(yīng)該有多大規(guī)模，應(yīng)位于什么

18、地點?哪些客戶指定由倉庫負責供應(yīng)?各個工廠、供應(yīng)商或港口應(yīng)指定由哪些倉庫負責？各個倉庫中應(yīng)該存放哪些產(chǎn)品?哪些產(chǎn)品應(yīng)從工廠、供應(yīng)商或港口直接運送到客戶手中?用于多設(shè)施選址方法有很多：精確法；多重心法；混合整數(shù)線性規(guī)劃；目標規(guī)劃法；動態(tài)規(guī)劃法；模擬法；啟發(fā)法等等。l 我們通過一個實例來描述多設(shè)施選址的問題例7-2 某城市計劃籌建包括生產(chǎn)基地在內(nèi)的綠色食品專賣連鎖超市網(wǎng)絡(luò)，計劃如下：（1）受現(xiàn)有條件的限制，生產(chǎn)基地的數(shù)量限制在12個；（2）出于人口分布的考慮，計劃建立3個大型專賣超市，專賣超市的地址選擇受種種條件的約束基本選定，沒有再選擇的余地；（3）受專賣超市數(shù)量和位置的約束及可供選址的土地因素約束，考慮在市內(nèi)建設(shè)12個大型中轉(zhuǎn)倉庫；（4）產(chǎn)品分為A、B兩大類。l 現(xiàn)在，需要對以下幾個問題進行決策：（1）建設(shè)幾個中轉(zhuǎn)倉庫？（2）如果建立一個中轉(zhuǎn)倉庫，應(yīng)建哪一個？（3