物流中心規(guī)劃中的物流量模型

物流中心規(guī)劃中的物流量模型

1基于空間供需平衡的物流中心抗混在物流系統(tǒng)的規(guī)劃中，物流中心（logistic中心）的占地面積是一個不可避免的問題。然而,遺憾地是,到目前為止,人們對于物流設(shè)施規(guī)劃的研究更多地著眼于物流系統(tǒng)內(nèi)物品(article)需求量預(yù)測的方法以及物流中心的選址等問題,而較少地對物流中心的占地規(guī)模問題進行討論。通常,如果按照物流中心內(nèi)部用地性質(zhì)來分,可以將物流中心分為停車場、集裝箱作業(yè)區(qū)、物流倉儲、流通作業(yè)區(qū)、道路、綠化區(qū)、輔助建筑物以及發(fā)展預(yù)留地等部分。盡管物流中心的規(guī)模和該物流中心的物流需求、處理能力以及生產(chǎn)組織水平有密切關(guān)系。顯然,我們可以宏觀地認(rèn)為,這些區(qū)域的面積的總和與物流中心的物品需求量以及物流中心處理物品的作業(yè)水平(包括組織管理水平)有關(guān)。目前,雖然上述物流中心內(nèi)多數(shù)區(qū)域的面積(如停車場面積、集裝箱作業(yè)區(qū)面積、道路、綠化面積等)都可以根據(jù)相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行計算。但是作為總體物流中心的面積的預(yù)測方法尚有待于開發(fā)。本文基于物流中心占地面積和物品需求量以及作業(yè)水平有關(guān)基本假設(shè),考慮物品的需求量和供給能力應(yīng)對平衡,提出了一個基于空間供需平衡原理的物流中心占地規(guī)模預(yù)測模型。本文提出的模型,對于物流中心占地規(guī)模的預(yù)測以及完善物流設(shè)施規(guī)劃方法體系具有一定的意義。2模型的基本思想2.1物流中心的業(yè)務(wù)范圍內(nèi)所運輸?shù)奈锲?在某首先,在本文中,我們稱物流中心處理的對象為物品,盡管許多地方常稱之為貨物(goods、freight)。事實上,貨物更多的用來稱呼被運輸?shù)奈锲?而對物流中心來說,處理的內(nèi)容并非僅僅是運輸。其次,我們知道,在某物流中心業(yè)務(wù)范圍內(nèi)處理的物品中,有些經(jīng)過物流中心進行分揀、搬運、倉儲、加工、包裝以及加工等物流服務(wù)。有些則根據(jù)需要不經(jīng)過物流中心,而被直接從A地發(fā)送至B地(參見圖1)。通常,我們稱那些必須經(jīng)過物流中心的物品的量為適站量。顯然,對物流中心的占地規(guī)模產(chǎn)生直接影響的只是那些必須經(jīng)過物流中心處理的物品,其需求量為適站量。因此,我們在確定物流中心的占地規(guī)模時,應(yīng)當(dāng)以適站量為主要參考依據(jù)。適站量是物流設(shè)施規(guī)劃中物品的需求量預(yù)測階段就必須確定的量。因此,本文所說的物品的需求量是指適站量。2.2物流中心的規(guī)模上一節(jié)中我們曾提到,某一物流中心內(nèi),物品的進出應(yīng)當(dāng)保持平衡原則。即,對于某一物流中心來說,在一定時期內(nèi)流入的適站量應(yīng)當(dāng)和它的服務(wù)能力平衡,否則將不可能有新的物品流入該物流中心。而物流中心的服務(wù)能力和物流中心的占地規(guī)模、物流中心的機械化水平以及組織管理水平有關(guān)。因此,可以分別建立物流中心的物品需求模型和物流中心的物品處理能力的供給模型。利用二者相等來求解平衡時的物流中心的規(guī)模。下面將分別提出這些模型。2.3物流中心的占地面積一般認(rèn)為,物流中心所吸引的適站量D和該中心包括價格、處理能力、所需時間等因素的服務(wù)水平有關(guān)。即,D受到物流中心以占地面積為代表的容量(可以近似地理解為占地面積的大小、機械化水平等)、成本以及服務(wù)水平的影響。為了簡單起見,這里設(shè):D=γAαCβ(1)D=γAαCβ(1)其中,Di:為物流中心的物品需求量(單位:t);Ai:為物流中心的占地面積(單位:104m2);Ci:為物流成本(單位:元);α,β,γ:為參數(shù)。上式可以一般地理解為:物流中心所吸引的適站量和它的規(guī)模呈正比、和利用它所需的成本呈反比。即:應(yīng)當(dāng)有α>0,β>0。2.4物流中心對流中心的供給能力和供給能力的影響如果我們假設(shè)物流中心的機械化水平以及生產(chǎn)組織水平一定,則可以認(rèn)為物流中心的供給能力和物流中心的占地面積呈正比。即:如果設(shè)S為物流中心的供給能力、A為物流中心的占地面積,則有下式成立:S∝A(2)則,物流中心的供給能力為:S=kA(3)其中,k表示單位面積的物流處理量。2.5物流中心的占地面積與單位面積的物流處理量和成本呈反比來解釋要達到供需平衡,必須有D=S。通過(1)、(3)式,可以得到:γAαCβ?kA=0(4)γAαCβ-kA=0(4)通過上式,可以解出:A=[γkCβ]11?α(5)A=[γkCβ]11-α(5)從(5)式可以看出,首先,應(yīng)當(dāng)有α≤1,同時,應(yīng)當(dāng)有β>0。因為只有如此,我們才可以得到物流中心的占地面積和單位面積的物流處理量以及成本呈反比這樣合乎邏輯的解釋。顯然,只要α,β,γ和k已知,可以很方便的通過(5)式解出Ai。3供需平衡模型的語法供需平衡模型可以通過如下分階段、分步驟求解。3.1利用調(diào)查數(shù)據(jù)分析求解化值確定α,β和γ利用回歸的方法可以確定式(1)中的各項參數(shù)α,β和γ。即,將式(1)作如下變形:InD=Inγ+αInA+βInC(6)利用對D,A以及C的調(diào)查數(shù)據(jù)就可以通過式(6)求出α,β和γ的數(shù)值。當(dāng)k的值確定(可以期望值的形式給定)后,從方程式(5)中解出A。3.2基于armd-modson法的面積測算當(dāng)k的值確定(可以期待值的形式給定)后,利用非線性最小2乘法從方程式(4)中解出A。至于非線性最小2乘的解法,通常有Gauss-Newton法以及Levenberg-Marquardt-Morrison法。為了使用方便,人們開發(fā)了多種軟件包,如SAS等。利用這些軟件包,可以較為容易的同時得到多個參數(shù)以及面積的解。顯然,作為規(guī)劃者,當(dāng)然希望k值越高越好。但在規(guī)劃時,這也僅僅是一個期望值。規(guī)劃者可以利用(4)式,對不同k下的面積進行測算。此外,k還可以有廣義和狹義之分。如上所述的均為廣義的k,也可以將k定義為僅僅包括物流倉儲、流通作業(yè)區(qū)的占地面積。但是,這樣定義的結(jié)果,通過(3)式獲得的面積將僅僅意味著物流倉儲、流通作業(yè)區(qū)的面積。當(dāng)然,這樣定義時,有關(guān)(1)、(3)式中的相關(guān)數(shù)據(jù)也應(yīng)當(dāng)作相應(yīng)的改動。4回歸使用擬合優(yōu)度為了驗證上述方法的有效性,作者嘗試著利用一些調(diào)查數(shù)據(jù)構(gòu)筑一個預(yù)測模型。首先,利用這些數(shù)據(jù)和解法1,得到方程式(1)中的各項參數(shù)值如下:α=0.64,β=0.065和γ=55.42。然后,利用方程式(3),我們可以得到系數(shù)k=35.4。因此,物流中心面積的預(yù)測模型為如下方程式:A=3.56C-0.16(7)圖2為利用方程式(7)得到的計算結(jié)果和回歸使用的數(shù)據(jù)的分布示意圖。其中R2是用來評價回歸方程擬合優(yōu)度的一個指標(biāo),R2越接近1,表明回歸擬合的效果越好,就本模型來說R2=0.70表明如果按本模型推算的面積和實際的面積之間的差距較小。從圖2可以看出,隨著物流中心的成本增加,物流中心的面積將會減小。顯然,這一結(jié)果符合邏輯。此外,物流成本的增加和物流中心的面積的減少呈現(xiàn)出非線性關(guān)系。且面積減少的速率低于成本增加的速率。這在很大程度上表明,物流中心的物流服務(wù)作業(yè)需要一些最基本的空間。這些基本作業(yè)空間很難以被壓縮。此外,物流中心的諸如綠地、辦公室等用地也屬于難以壓縮的部分。另外,在公式(2)中我們看到,k是一個標(biāo)志著物流中心使用、管理水平的系數(shù)。為了分析該系數(shù)對物流中心占地面積的影響。我們在上述例題(k=35.4)的基礎(chǔ)上,分別給出不同的k(設(shè)k=30,k=40),繪制成曲線(參見圖3),來討論k對于物流中心占地面積的影響。由圖3可以看到,由不同的k值形成一組趨勢相同的曲線。從總的趨勢來看,正如我們所預(yù)期的那樣,在相同成本下,k越高,物流中心所需的占地面積越小。上述事例都表明本論文提出模型的合理性。4物流中心面積本文運用空間供需平衡原理提出了一個物流中心占地規(guī)模預(yù)測模型。并且運用一些基本調(diào)查數(shù)據(jù)嘗試著建立了一個預(yù)測模型。并對模型的預(yù)測結(jié)果進行了分析討論。模型建立了成本與物流中心面積的相互關(guān)系,為進一步分析物流中心的預(yù)測提供了工具。利用該工具,我們可以分析、預(yù)測不同成本下的物流中心應(yīng)