（管理科学与工程专业论文）运输商选择与配送中心选址联合优化研究.pdf

东南大学硕士学位论文 摘要 运输商选择与配送中心选址联合优化研究 研究生 盛伟导师 陈伟达教授东南大学 摘要 现实中 制造商在产品配送网络中可以选择若干个运输商提供运输服务 不同运输商的运输服 务价格存在差异 并且有根据货运量或运输收入的价格折扣 从而存在配送中心选址过程与运输商 选择过程联合优化的潜在可能性 但是在供应链合作伙伴关系未充分发展的条件下 运输商不能成 为企业的战略同盟 不能向企业提供长期稳定的运输服务 运输质量 价格等具有很大的不确定性 如果这时在配送中心选址过程中考虑运输商的选择 则得出的优化结果会由于运输商的变更 运输 价格的异常波动等因素而在实际应用中失效 因此对配送中心选址过程与运输商选择过程联合优化 的研究没有引起学者们的关注 而在供应链战略合作伙伴关系高度发展的今天 企业在配送中心选址的过程中完全可以考虑到 运输商的选择来实现更优的优化效果 这时的优化不仅仅是对配送中心选址 运输线路选择的优化 同时也是对运输商选择的优化 由于考虑到配送网络中多个运输商的选择 此时配送中心选址中各 条可能的配送线路上的配送费用率是不确定的 此时应用传统的运输商选择模型和配送中心选址模 型均不能满足这两个问题领域联合优化的要求 基于这种认识 本文在综述相关研究概况并论述相关理论的基础上 阐述了新型运输商与制造 商关系 突破了传统的配送中心选址模型中的隐含假设 各条可能的配送线路上的配送费用率是确 定的 本文在配送中心选址模型中 考虑配送中心到需求点可以从服务价格 价格折扣策略不同的 多个运输商中选择承运人 同时实现对配送中心选址 运输线路选择及运输商选择的优化 分别建 立了单源单产品配送网络 多源多产品配送网络及运费折扣条件下两阶段配送网络等多种情况下的 配送中心选址与运输商选择联合优化模型 并给出了算例证明模型的有效性 关键词 配送中心选址 运输商选择 联合优化 运费折扣 东南大学硕士学位论文a b s t r a c t t h er e s e a r c ho nj o i n to p t i m i z a t i o no fd i s t r i b u t i o nc e n t e r l o c a t i o na n dt r a n s p o r t e rc h o i c e g r a d u a t e s h e n gw e i s u p e r v i s o r c h e nw e i d a s o u t h e a s tu n i v e r s i t y a b s t r a c t i nr e a l i t y m a n u f a c t u r e rc mc h o o s e v e r a lt r a n s p o r t e r st op r o v i d et r a n s p o r t a t i o ns e r v i c ei np r o d u c t d i s t r i b u t i o nn e t w o r k t h e ma np o s s i b i l i t yi n j o i n to p t i m i z a t i o no f t h ed i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o na n dt h e t r a n s p o r t e rc h o i c e f o rt h ep r i c et h a tt r a n s p o r t e r sr e q u i r e 勰d i f f e r e n tu s u a l l y a n dt h e r ei sp r i c ed i s c o u n t b a s e do nt h et r a n s p o r t a t i o nv o l u m eo ri n c o m e b u tt r a n s p o r t e r sc o u l dn o tb e c o m et h es t r a t e g i ca l l i e so f t h e a n m u f a c m r e ru n d e rt h eo m d i t i o nt h a ts u p p l yc h a i np a r t n e r s h i ph a dn o tf u l l yd e v e l o p e d t r e a i s p o r t e r sc o u l d n o tp r o v i d et r a n s p o r t a t i o ns f f f v i c ef o rl o n gt e r m a n dt h eq u a l i t ya n dp r i c eo f t r a n s p o r t a t i o ni su n c c t i a i l li f w ec o n s i d e rt h e 血a n s p o r t e rc h o i c ei nt h ed i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o np r o c e s su n d e rt h i sc o n d i t i o n t h e o p t i m i z a t i o nr e s u l tw i l l f a i lt oa p p l yb e c a u s eo ft h ef a c t o r s u c ha sa i 怔 r 龇i o l io ft h ea a n s p o r t a n d a b n o r m a lf l u c t u a t i o no f t r a n s p o r t a t i o np r i c e s or e s e a r c h e r sd i d n tp a ya t t e n t i o nt ot h e j o i n to p t i m i z a t i o no f d i s t f i b m i o nc e n t e rl o c a t i o np r o c e s sa n dt r a n s p o r t e rc h o i c ep r o c e s s n o w a d a y s m a n u f a c t u r e rc a l lc o n s i d e rt r a n s p o r t e rc h o i c ei nt h ed i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o np l o 嚣t o o b t a i nm o r eo p t i m a lr e s u l t f o rt h a tt h es t r a t e g i cs u p p l yc h a i rp a t t n m s h i ph a sb e e nh i g h l yd e v e l o p i n g t h e o p t i m i z a t i o ni n c l u d e sn o to n l yd i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o n 缸m 邓哟蝣o nr o u t ec h o i c e b u ta l s o 位璩印咖 c h o i c e c o n s i d e r i n gt h a tt h e r m a yb en o to n l y 彻e 馈m s 卵咖盯i nt h ed s t r i b u t o nn e t w o r k t h e t r a n s p o r t a t i o ne x p e r s er a t ei su n c e m i n t h et r a d i t i o n a ld i s t r i b u t i o nc e n 把rl o c a t i o nm o d e l sa n dt r a n s p o r t e r c h o i c em o d e l sc a n ta p p l yt os o l v et h e j o i n to p t i m i z a t i o no f t h e s ot w oa r e a s o t h i sp a p e rd i s c m s o st h en w r e l a t i o n s h i po f t r a n s p o r t e r sa n dm a n u f a c t u r e r s a n di tb r e a k st h r o u g ht h e c o n n o t a t i v es u p p o s i t i o ni nt h et r a d i t i o n a ld i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o nm o d e l st h a tt h ed i s t r i b u t i o ne x p a n s e r a t ei ne v e r yp o s s i b l ed i s t r i b u t i o nr o u t ei sd e f i n i t e i nt h ed i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o nm o d e l s i tc o n s i d e r s t h a tt h e r e 勰s e v e r a lt r a n s p o r t e r sc a nb e c h o o s et op r o v i d et h ew d l l s p o l t a t i o ns e r v i c eb e 嘲t h e d i s t r i b u t i o n l t t e f sa n dt h er e q u i r e m e n tp o i n t s a n dt h e 仃 m s p 删钯r sh a v ed i f f e r e n ts e r v i c ep r i c ea n dp r i c e d i s c o m a ts t r a t e g y t h i sp a p e rs e t su pj o i n to p t i m i z a t i o nm o d e l so f t h ed i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o na n dt h e t r a n s p o r t e rc h o i c ei nt h es i n g l e s o n r s i n g l e p r o d u c td i s t r i b u t i o nn e t w o r k m u l t i s o u r c e m u l t i p r o d n c t d i s t r i b u t i o nn e t w o r k a n dt w o s t a g ed i s t r i b u t i o nn e t w o r kw i t ht r a n s p o r t a t i o ne x p e i i d i s c o u n la n dw e i l l u s t r a t et h ev a l i d i t yw i t hn u m e r a le x a m p l e s k e yw o r d s d i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o n t r a n s p o r t e rc h o i c e j o i n to p t i m i z a t i o n t t a n s p o r t a t i o n e x p e m ed i s c o u n t 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果 尽我所知 除了文中特别加以标注和致谢的地方外 论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果 也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明 并表示了谢意 研究生签名 丛叠日期 望 石 7 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学 中国科学技术信息研究所 国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档 可以采用影印 缩印或其他复制手段保存论文 本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致 除在保密期内的保密论文外 允许论文被查阅和借阅 可 以公布 包括刊登 论文的全部或部分内容 论文的公布 包括刊登 授权东南大学研 究生院办理 研究生签名 挫导师签名 研究生签名 耻导师签名 东南大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 选题背景及问题的提出 第一章绪论 随着科学技术的进步和生产力的不断发展 市场的不确定性不断增加 市场由卖方市场转变为 买方市场 制造企业的竞争压力越来越大 为了提高自身的竞争力 制造企业对采用先进的制造技 术和管理技术的要求也越来越迫切 其中如m r p i i e r p 企业资源计划 i t 技术被众多企业所 应用于内部资源的管理 但是随着合作竞争时代的到来 市场竞争实质上已经不再是单个企业之间 的竞争 同时更多的需要合作企业之间的密切配合 由于科学技术的不断进步和经济的不断发展 全 球化信息网络和全球化市场逐步形成以及技术变革的加速 围绕新产品的市场竞争也日趋激烈 面对 日益激烈的竞争压力和多样化的生产需求 企业必须放弃过去那种将从原材料供应到产成品销售的 各项业务集于一身的 纵向一体化 模式 转而将自身有限的资源和技术集成为企业的核心能力 通 过与供应商 分销商的密切合作 建立起有效的网纠 以美国福特汽车公司为例 在推出f c s t i v a 时 发动机由日本企业马自达生产 其他零件的生产和整车的装配在韩国进行 只有设计是在美国 进行的 最后新车由第三方物流企业运往全世界市场销售 在f c s t i v a 的生产和销售中 福特汽车公 司正是有效的获得了合作企业的配合 从而取得市场成功 为了增强企业的市场竞争能力 许多学者对供应链优化问题进行了研究 取得的研究成果可以 分为三类 第一类 针对全局供应链的优化 一般采用网络设计方法或基于仿真的方法 如阿恩茨思 b c a r n t z e n 等人建立的全局供应 链管理模型 g l o b a ls u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t g s c 是到目前为止最全面的m i p s 型 考虑了客 户 供应商 人力资源 各种运输模式的运输时间和费用 减免税情况 返购率和产品本地化目标 出口法规 关税 返税率等在内的多方面因素 第二类 针对供应链单个方面的优化 以往的供应链研究一般集中于链中各环节内部的有效性 如对制造商内部的生产系统 配送中 心选址 运输安捧 库存等的优化 这类问题关注的是供应链的某个方面 希望得到供应链的某个 方面的优化结果而容易忽视供应链系统的整体性 这类问题通常可以通过建立数学规划模型 通过 计算机仿真等来鳃决 第三类 供应链多方面的联合优化 随着市场全球化进程的快速推进和竞争压力的增加 供应链各方 供应商 零售商 中介商等 开始寻找一种供应链可以采用的协作管理方法来进行双优或多方最优博弈 供应链联合优化问题研 究也逐步得到加强 在这三类研究成果中 由于供应链系统的复杂性 对全局供应链的优化十分困难 全局供应链 的优化模型很难得到实际应用 大多数研究成果依然停留在理论阶段 对供应链某单个方面的优化 研究也已经相当成熟 随着全球化的不断推进和市场竞争的日趋激烈 企业越来越依靠供应链来获 l 东南大学硕士学位论文 第一章绪论 得自身的竞争优势 供应链中的各个企业 各个方面的协同关系越来越紧密 供应链中的合作伙伴 关系越来越深入 在这种现实环境中 加强供应链中联合优化问题的研究的要求也越来越迫切 在供应链多方面的联合优化研究中 库存与运输联合优化这样的典型问题的研究已经比较成熟 而供应链中其他环节的联合优化研究成果相对较少 而对运输商选择与配送中心选址这两个过程联 合优化的研究成果则更少 随着市场环境的不断变化 市场竞争的日趋激烈 从企业生存与发展的 现实需要出发 对供应链中运输商选择与配送中心选址这两个过程联合优化研究的要求更加迫切 在现实中 许多制造商在产品的配送过程中采用多个运输商为其运输货物 而这些运输商所索 取的运费往往存在差异 并且运输商为了获得更多的运量往往根据货运量或运输收入向托运人提供 价格优惠折扣 在这样的情况下 如果制造商在配送中心选址过程中考虑到多个运输商的选择 则 存在实现配送中心选址过程与运输商选择过程的联合优化的可能性 取得比分别对两个过程进行单 独优化更好的优化效果 真正实现i i 2 但是在供应链企业之间合作关系未高度发展 不足以形 成战略同盟的条件下 运输商不能保证能够向企业提供长期稳定的产品运输服务 同时运输质量 价格等也具有很大的不确定性 这时在配送中心选址过程中考虑运输商的选择 则得出的优化结果 会由于运输商的变更 运输价格的异常波动等因素而在实际应用中失效 因此过去对配送中心选址 过程与运输商选择过程的联合优化研究的现实要求不迫切 学者们对配送中心选址过程与运输商选 择过程的联合优化的关注非常有限 而在供应链战略合作伙伴关系高度发展的今天 制造商与运输商之间的合作关系已经发展到战 略同盟的阶段 制造商完全可以通过与运输商的密切合作 数据共享 在配送中心选址的过程中考 虑运输商的选择 从而实现更优的优化效果 这时的优化不仅仅是对配送中心选址 运输线路选择 的优化 同时也是对运输商选择的优化 对运输商选择与配送中心选址的优化研究 具有很强的理 论与实际意义 1 2 相关的研究现状 1 2 1 配送中心选址研究现状 在供应链系统中 配送中心居于重要的枢纽地位 起着承上启下的作用 在其物流上游是供应 地 工厂 码头等 在其下游则是需求方 零售商 用户等 而配送中心的建设投资大 周期长 回收缓慢 且一经选定后就将长期运营 重新选址的成本极高 因此 配送中心的合理选址 无论 是新建 改扩建或者是租用 就显得十分重要 它不仅与配送中心的运营费用直接相关 而且对工 作效率和物流控制水平产生很大的影响 因此为了提高供应链的综合效益 在供应链分析和设计时 配送中心的选址具有十分重要的意义 正因为如此 配送中心选址问题受到了国内外专家学者的广 泛关注 高校和研究机构的相关专业的专家和学者对此己经做出了大量的研究 如 北方交通大学 交通运输系进行了 现代物流中心选址及功能设置方案研究 的课题研究 台湾交通运输研究所以 台湾地区物流厂商为研究对象 提出了 物流中心区位选址模式之研究 的研究课题 美国西北大 学和佛罗里达大学也就物流中心选址问题联合申请了美国国家科学基金 对配送中心选址问题的研究己有6 0 余年的历史 对各类配送中心的选址问题在理论和实践方面 2 东南大学硕士学位论文第一章绪论 都取得了令人瞩目的成果 形成了许多可行的模型和方法 归纳起来 这些方法可分为三类 第一类 定性方法 这种方法是根据经验迸行决策 步骤如下 第一步 根据经验确定评价指标 第二步 对各待 选地点利用评价指标检验优劣性 第三步 根据检验结果进行决策 定性选择常用的方法有 头脑 风暴法 专家调查法 p e 州去 层次分析法 a h p 2 4 模糊综合评判法 删 定性方法注重历史经 验 具有简单易行的优点 但由于主要靠主观判断 决策结果可能不够理性 随意性强 第二类 定量方法 根据选址设施的数量 定量方法又可分为两类 单设施和多设施选址 单设施选址方法有重心 法 交叉中值模型 因素评分法 1 等 多设施选址方法包括k u e h n i t a m b u r g e r 模型 b a u m o l w o l f e 模型 多重心法 加权评分法 空间引力模型 混合整数规划模型 双层规划模型 1 等等 定量选址方法中运输费用一般假设为线性的 但实际上 许多运输费用是非线性的 基于这种考虑 文献 1 4 建立的选址模型属非线性混合o 1 规划模型 为克服求解上的困难 建立了一个分解过滤模 式 进一步给出了一种实用的启发式算法 文献 1 5 考虑了非线性运输费用的选址问题 并用分枝 定界法进行了求解 文献 1 6 在多种商品 多设施选址框架下引入像存货费用 定货费用和运输费 用等成本因素 通过模型同时实现选址 流量 运输成本和运输时间的最优化 文献 1 7 在选址中 考虑到服务水平的要求 有文献针对配送中心选址问题中需求等因素的随机性 建立了配送中心选 址的随机数学模型 配送中心选址问题中的模糊因素也被学者们所关注 文献 2 1 中将各个需 求地对产品的需求量以及各分厂的生产能力等难于确定的参数看成是模糊参数 建立了模糊机会约 束规划模型 采用启发式算法同分枝定界法相结合以提高问题的求解速度 文献 2 2 针对经营多类 商品的b 2 c 电子商务企业顾客需求总量小 品种多 位置分散等特点 提出用分级聚类法将顾客进行 分类 并模糊估计每类顾客单位重量商品配送运输费用 建立了b 2 c 电子商务中多商品配送中心优化 设计的模糊规划模型 配送中心选址的随机规划模型和模糊规划模型一般需要将随机量和模糊量先 转换成确定量 方便闯题的求解 李延晖 马士华等人建立了基于时间约束的单源 p 个中转点 多源多品种 考虑需求和时间约束的随机性的一系列配送中心选址模型 强调满足各需求点对配送 时间的要求 将启发式搜索与传统的分枝定界法相结合来求解问题 一1 在配送中心选址模型的 求解中 遗传算法 神经网络等软计算方法也得到了应用 定量方法的优点是可以得到比较准确 可信的解 缺点是很多问题被简单化 问题的某些方面 可能被歪曲 第三类 定性与定量方法相结合 这些方法都是先对候选地点进行评价 筛选掉明显不符合要求的地点 然后再通过数学模型进 行选址 这种方法综合了定性和定量方法的优点 能够做出比较理想的决镱 1 2 2 运输商选择研究现状 运输商是企业物流服务供应商的一种 选择运输商的方法很多 主要分为三大类 也是三个发 展阶段 分别为 定性的选择评价方法 定量的选择评价方法 定性与定量相结合的方法 作为物 流服务供应商的运输商 其选择方法与一般的供应商选择方法既有共同之处 又有其自身的特点 3 东南大学硕士学位论文第一章绪论 几种常用的运输商选择方法介绍如下 1 直观判断法 这是一种定性选择方法 主要根据征询及调查所得的资料 并结合个人的分析判断 对运输商 进行分析 评价 选择 这种方法粗糙 不够精确 2 层次分析法 a 肝 层次分析法 简记a 在2 0 世纪7 0 年代中期由s 嘶正式提出 它是 种定性和定量相结合的 系统化 层次化的分析方法 由于它在处理复杂的决策问题上的实用和有效性 很快在世界范围得 到重视 层次分析法是根据具有递阶结构的目标 子目标及约束条件等对运输商进行评价 这种方 法通过对优先程度的比较实现运输商的选择 由于供应商选择问题中常常会有模糊的因素 有文献 研究了模糊层次分析法 运用层次分析法有很多优点 其中最重要的一点就是简单n t 层次 分析法不仅适用于存在不确定性和主观信息的情况 还允许以合乎逻辑的方式运用经验 洞察力和 直觉 层次分析法最大的优点是提出了层次本身 3 成本法 4 1 对运输服务质量 交货期等都能满足要求的运输商 需要通过计算成本进行比较分析 选择的 运输商是成本最低的 成本法包括成本比率法 t h ec o s tr a t i o 活动成本法 a c t i v i t yb a s e d c o s t i n g a b c 等 4 数据包络分析法 d e a 数据包络分析法是在相对效率评价概念的基础上建立起来的一种新的系统分析方法 适用于多 输入 多输出 相同类型单位 例如运输商 的有效性评价 5 数学规划方法 数学规划方法在解决优化闯题上有着及其广泛的应用 在供应商选择问题的解决中 数学规划 方法是个重要的手段 但是专门针对运输商选择的数学规划方法研究并不多 文献1 3 8 运用多目标 混合整数规划模型 考虑在多货种和多个承运人情形下 对运输服务供应链中承运人数量及其相应 货载份额进行优化决策 该决策模型综合考虑了承运人根据运输收益给予不同折扣价格环境下运输 价格 运输质量和交货绩效等因素 有助于托运人有效而合理地选择承运人和分配货载 1 2 3 联合优化问题研究现状 联合优化研究的一个重要问题是库存与运输联合优化问题 i t i o 最早在7 0 年代 已经有学 者对同时优化库存和运输问题进行了研究 1 9 7 9 年 h e r f o i l 曾论述过同时优化库存和运输这两个在 运筹学中以往一直被单独研究的经典问题的重要性及由此可能带来的经济效益 但没有提出具体的 解决办法 库存与运输联合优化问题的广泛研究是从8 0 年代才开始的 库存和运输联合优化问题主要解决的是这样一类问题 在同时考虑运输和库存的相应要素的前 提下 如何有效而经济的管理和组织配送活动 在有限或趋于无限的周期内 将一种或若干种货物 从一个或多个供应链上游节点运送到一个或多个供应链下游节点 决策者需要对时间或频度 配 送量 运输方式和策略等方面进行决策 前两个方面主要考虑的是库存控制 第三个方面主要考虑 的是运输优化 4 东南大学硕士学位论文第一章绪论 国外发表的关于库存与运输联合优化的文献 对决策的三个层次 即战略层 战术层和作业层 都有论述 但大多集中于后两者 从采用的方法来看 大多数是按照一定的规则 将客户划分到不 同子集内 再对每个子集分别进行库存和运输优化 最后对所有子集集成以实现系统优化 所用数 学模型包括混合整数规划 网络流和非线形规划等方法 如文献 4 l 研究了将一种资源从单源点运送 到多客户的库存和运输联合优化问题 文中假设客户需求是随机的 费用包括可变运费和库存保管 费 缺货损失费构成的非线性库存费用 该文建立了一个非线性混合整数规划模型并采用广义班德 分解算法进行求解 文献 4 2 讨论的是单源多客户的液化甲烷配送系统 每个客户的存储能力和安全 库存水平已知 国内对库存与运输联合优化的研究相对较少 文献 4 3 提出了在配送系统设计中库存与运输联合 优化问题的重要性 文献 4 4 提出了配送系统设计中的综合模型 对选址 运输和库存进行综合决 策 文献 4 5 针对一个供应商 多个销售商组成的两级供应链系统 在需求随机 订货提前期随机的 情况下 建立含有运输价格折扣的库存 运输联合优化模型 以计算整合策略中最佳订货点和订货量 使供应链整体盈利最大 文献 4 6 研究了在随机条件下如何基于f p p 思想来求解库存与运输联合优 化问题 除库存与运输联合优化问题之外 文献 4 7 建立了多生产厂 多分销中心 多种产品 多时段 的供应链生产与分销联合优化数学模型 并设计了遗传算法和线性规划单纯形法相结合的混合算法 文献 4 8 为在供应链管理中避免个别企业获取暴利 对业绩良好的企业进行鼓励 研究了供应商在无 折扣情况下与订货商合作形成的供应链联合优化决策问题 利用线性加权和方法建立了带有约束因 子的供应链联合优化决策模型 文献 4 9 研究了企业内具有物流供需关系的供应链上各部门在合作 条件下以企业总利润最大化为目标的产量联合优化决策模型 文献 5 0 在文献 4 9 1 的基础上 进一步 提出了具有复杂工艺流程的加工制造企业内部供应链各环节产量联合优化模型 并给出了解法 在传统的配送中心选址模型中 对运输的优化仅仅在于对运输量 配送路线的优化 如n 中值 模型 b a u 1 一 l f e 模型 m u n p m 脚 a c l i v 时u n e a p i t a t e d 跏j l 姆i o c a l i 胁b l e m 模型等 在这些模型中 有个隐含的假设 各条可能的配送线路上的单位产品配送费用率是固定的 在供应 链集成化程度不高的条件下 在配送中心选址过程中可以通过对单位距离运输费率及路程的估算来 确定各条可能的配送线路上的单位产品配送费用率 在传统的运输商选择模型中 也没有考虑到配 送中心选址 但在供应链企业问合作伙伴关系深入发展 运输企业提供的运输价格由于各线路费用 率差异及价格折扣因素而相差足够显著的现实情况下 传统配送中心选址模型和运输商选择模型因 其只关注其自身方面的优化 而影响优化效果 在配送中心选址模型中 考虑各条外向运输线路 配 送中心到需求点 可以从服务价格 价格折扣策略不同的多个运输商中选择承运人 同时实现对配 送中心选址 运输线路选择及运输商选择的优化 实现运输商选择与配送中心选址联合优化 具有 重要的理论和实际意义 但是直到目前为止 运输商选择与配送中心选址联合优化研究成果还非常 少见 1 2 4 现有研究的不足 配送系统规划设计中 经常遇到配送中心选址问题和作为供应商的运输商的选择问题 这两个 5 东南大学硕士学位论文第二皇堕堡 领域是相互密切联系的 存在联合优化的潜在利益和可能性 但是对于这两个领域联合优化的研究 成果非常少 虽然现实中制造商在为分布式制造工厂到配送中心 配送中心到需求点可以选择若干 个运输商提供运输服务 由于不同运输商的运输服务价格存在差异 并且有根据货运量或运输收入 的价格折扣 并且在配送中心选址问题研究中逐渐发展起来的各种模型考虑到了多产品 库存 数 量价格折扣 运输服务水平等各种因素 但很少有研究文献考虑到配送中心选址过程中结合运输商 选择的情况 所有的配送中心选址模型都存在一个隐含的假设 各条可能的配送线路上的配送费用 率是确定的 这是因为在供应链伙伴关系未充分发展的条件下 运输商不能成为企业的战略同盟 不能向企业提供长期稳定的运输服务 企业产品的运输质量 价格等具有很大的不确定性 如果这 时在配送中心选址过程中即考虑选择运输商的数量及运输商运输服务价格 刚得出的优化结果会由 于运输商的变更 运输价格的异常起落等因素而在实际应用中失效 因而只能通过对单位距离运输 费率及路程的估算这样的方法来确定各条可能的配送线路上的单位产品配送费用率 而在供应链合作伙伴关系高度发展的今天 企业在配送中心选址的过程中完全可以考虑到运输 商的选择来实现更优的优化效果 这时的优化不仅仅是对配送中心选址 运输线路选择的优化 同 时也是对运输商选择的优化 这样在配送中心选址过程中 由于考虑到制造商分布式制造工厂到配 送中心 配送中心到需求点的运输服务选择若干个运输商 不同运输商的运输服务价格存在差异并 且有根据货运量或运输收入的价格折扣 此时配送中心选址中各条可能的配送线路上的配送费用率 就是不确定的 此时传统的配送中心选址模型无法解决问题 应用传统的运输商选择模型和配送中 心选址模型均很难取得良好的优化效果 1 3 本文的主要研究内容 传统的配送中心选址模型中假设各条可能的配送线路上的配送费用率是确定的 这一假设在待 建设的配送网络中存在多个运输商 甚至存在根据货运量或运输收入的价格折扣的情况下是不科学 的 本文针对传统的配送中心选址模型的这一不足 在配送中心选址模型中 考虑各条外向运输线 路 配送中心到需求点 可以从服务价格 价格折扣策略不同的多个运输商中选择承运人 同时实 现对配送中心选址 运输线路选择及运输商选择的优化 实现运输商选择与配送中心选址联合优化 这对有效的配送网络的建立 配送网络效益的提高有着很强的理论和实际意义 本文阐述了运输商选择与配送中心选址的相关概念和理论 讨论了配送网络的特征 在对传统 的运输商与制造商关系 传统的配送中心选址与运输商选择过程进行分析的基础上 论述了实现运 输商选择与配送中心选址联合优化所依据的新型运输商与制造商关系 以及联合优化下的配送中心 选址与运输商选择的过程 分别建立了单源单产品模型 多源多产品模型及运费折扣条件下两阶段 配送网络模型 并都给出了算例证明模型的有效性 本文的主要内容章节安排如下 第一章为绪论 这一部分中我们对选题背景及问题的提出 相关研究概况 本文的主要内容和 章节安排进行了阐述 第二章为相关的概念 理论和方法 在这一章中我们对运输商选择与配送中心选址的相关概念 6 东南大学硕士学位论文第一章绪论 和理论进行了讨论 为下面各章模型的建立提供基础 第三章阐述了所研究的配送网络特征 在对传统的运输商与制造商关系 传统的配送中心选址 与运输商选择过程进行阐述的基础上 讨论了实现运输商选择与配送中心选址联合优化所依据的新 型运输商与制造商关系 以及新型运输商与制造商关系下的配送中心选址与运输商选择过程 第四章对本文所建立的单源单产品运输商选择与配送中心选址联合优化模型所解决的问题进行 了描述 在此基础上讨论了本文所建立的单源单产品运输商选择与配送中心选址联合优化模型的基 本假设 建立了o i 线性规划模型 并给出算例验证了模型的有效性 第五章在第四章的基础上 进一步深入研究 将研究的配送网络由单源单产品扩展到多源多产 品 我们先对本文建立的多源多产品模型所要解决的问题进行了描述 然后讨论了本文建立的多源 多产品模型的基本假设 建立了混合整数线性规划模型 同样给出了算例验证了模型的有效性 第六章在前两章研究的基础上 将基于运输收入的运费折扣策略引入所建立的模型之中 在对 模型研究问题进行论述的基础上 讨论了模型的基本假设并建立了混合整数线性规划模型 并给出 算例 最后在结论和展望部分 总结了本文的主要研究工作 并指出可以进一步研究的方向 7 东南大学硕士学位论文 第二章运输商选择与配送中心选址相关理论 第二章运输商选择与配送中心选址相关理论 2 1 运输商选择 近年来 随着物流理论及实践在我国的不断深入与发展 越来越多的企业已对物流在企业中的 重要性有了深刻认识 任何单个企业都不可能长期具有高水平的综合竞争力已经逐渐成为企业界的 共识 合理利用全球资源响应市场需求的供应链管理模式成为提高企业竞争力的必然选择 现代企 业间的竞争已经转变为供应链之间的竞争 而不再仅仅是单个企业之间的较量 供应链管理环境下 企业致力于提高自己的核心竞争力 从降低成本和提高服务等方面考虑 将运输业务外包给运输服 务商无疑是一个有力的手段 据研究统计 从运输费用上来看 运输费占总物流费用6 0 的比例 有些 产品运费高于产品的生产费 正因为运输成本占物流总成本相当大的比重 所以运输决策在物流决 策中具有十分重要的地位 正确选择运输服务商显得尤为重要 如何对运输服务商进行评价和选择 具有重要的理论和实践价值 2 1 1 运输商与运输商选择的概念 企业的供应商包括原材料供应商 物流服务供应商 信息服务供应商等 供应商是指通过交易 向企业提供产品或服务的经济实体 是企业所需经营性资源的主要来源 运输商是物流服务供应商 中的一种 也是第三方物流企业中的一类 是向企业提供运输服务的经济实体 运输商选择问题和 其他类型供应商选择问题一起是学术界和工业界十分关注的优化决策问题 许多研究者进行了并且 还在继续进行相关的研究工作 运输商选择 就是根据企业经营的实际需要 运用科学的方法 对运输商资源进行评价 最终 确定为企业提供运输服务的来源以及合作的方式 2 1 2 运输商的作用 运输商作为第三方物流的一个重要组成部分 已经被众多企业采用来承担企业的运输任务 尽 管采用第三方物流能够给企业带来益处已是得到公认的 但是很多企业并没有认识到采用运输商等 第三方物流的真正价值所在 还仅停留在可以帮助企业削减成本这个层面上 鉴于这种认识偏差 有必要对运输商等第三方物流在供应链中的作用进行讨论 1 成本价值 在竞争激烈的市场上 降低成本 提高利润率往往是企业追求的首选目标 这也是物流在2 0 世 纪7 0 年代石油危机之后其成本价值被挖掘出来作为 第三利润源 受到普遍重视的原因 物流成本 通常被认为是企业经营中较高的成本之一 控制物流成本 就等于控制了总成本 完整的企业物流 成本 应该包括物流设施设备等固定资产的投资 仓储 运输 配送等费用 即狭义的物流费用 以 及为管理 协调物流活动所需的管理费 人工费和伴随而来的信息传递 处理等所发生的信息费等 广义的物流费用 在衡量物流成本的增减变动时 应全面考虑所有这些有关的费用构成的物流总成 8 东南大学硬士学位论文第二章运输商选择与配送中心选址相关理论 本 而不能仅以运输费用和仓储费用的简单之和作为考察物流成本变动的指标 否则企业在进行物 流成本控制或采用第三方物流后 最终核算时有可能会得出企业物流成本不降反升的错误结论 企业将物流业务外包给第三方物流公司 由专业物流管理人员和技术人员 充分利用专业化物 流设备 设施和先进的信息系统 发挥专业化物流运作的管理经验 以求取得整体最优的效果 企 业可以不再保有仓库 车辆等物流设施 对物流信息系统的投资也可转嫁给第三方物流企业来承担 从而可减少投资和运营物流的成本 还可以减少直接从事物流的人员 从而削减工资支出 提高单 证处理效率 减少单证处理费用 由于库存管理控制的加强可降低存货水平 削减存储成本 通过 第三方物流企业广泛的结点网络实施共同配送 可大大提高运输效率 减少运输费用等等 这些都 是第三方物流能够产生的成本价值 对企业而言 应建立起一套完整的物流成本核算体系 以便真 实地反映企业实施物流控制或采用第三方物流所带来的效益 促使企业物流活动日趋合理化 2 服务价值 在社会化大生产更加扩大 专业化分工愈加细化的今天 服务成为企业竞争的关键因素 以最 小的总成本提供预期的顾客服务已成为企业努力的方向 帮助企业提高顾客服务水平和质量也正是 第三方物流所追求的根本目标 服务水平的提高会提高顾客满意度 增强企业信誉 促进企业的销 售 提高利润率 进而提高企业市场占有率 在市场竞争日益激烈的今天 高水平的顾客服务对于 现代企业来说是至关重要的 它是企业优于其同行的一种竞争优势 物流能力是企业服务的一大内 容之一 会制约企业的顾客服务水平 例如 在生产时由于物流问题使采购的材料不能如期到达 也许会迫使工厂停工 不能如期交纳顾客定货而承担巨额违约金 更重要的是会使企业自身信誉受 损 销量减少 甚至失去盘好合作的顾客 这就是为什么现代企业如此重视服务 重视物流的原因 之一 物流服务水平实际上己成为企业实力的一种体现 而第三方物流在帮助企业提高自身顾客服 务水平上自有其独到之处 利用第三方物流企业信息网络和结点网络 能够加快对顾客定货的反应 能力 加快订单处理 缩短从定货到交货的时间 进行门对门运输 实现货物的快速交付 提高顾 客满意度i 通过其先进的信息和通讯技术可加强对在途货物的监控 及时发现 处理配送过程中的 意外事故 保证定货及时 安全到达目的地 尽可能实现对顾客的承诺 产品的售后服务 送货上 门 退货处理 废品回收等也可由第三方物流企业来完成 保证企业为顾客提供稳定 可靠的高水 平服务 企业对物流的控制和管理 实际上就是成本与服务之间的一种均衡 而且在市场环境下 服务 甚至比成本更重要 现代企业必须充分认识到顾客服务的重要性 在考虑是否采用第三方物流时 应处理好成本与服务的均衡问题 不应一味追求物流成本的削减 即使在企业自己从事物流时也应 如此 因为低成本往往容易导致低服务 过分压价 会使第三方利益受损 无力通过自身积累来扩 大规模 也就无力给企业提供更好的服务 反过来也会损害企业自身的长远利益 应该说只要企业 顾客服务水平的提高所带来的效益大于其成本的支出 那么这种决策就是可取的 只有当企业采用 第三方物流后既增加成本 服务水平又不见有提高甚至下降时 企业才应该重新决策 3 风险分散价值 企业如果自己运作物流 要面临两大风险 一是投资的风险 二是存货的风险 前面我们已经 说过 企业自营物流是要进行物流设旅 设备的投资的 如建立或租赁仓库 购买车辆等 这样的 9 东南大学硕士学位论文第二章运输商选择与配送中心选址相关理论 投资往往比较大 而如果企业物流管理能力较低 不能将企业拥有的物流资源有效地协调 整合起 来 尽量发挥其功用致使物流效率低下 物流设施闲置 那么企业在物流上的投资就是失败的 这 部分在物流周定资产上的投资将面临无法回收的风险 另一方面 企业由于自身配送能力 管理水 平有限 为了及时对顾客定货作出反应 防止缺货和快速交货 往往需要采取高水平库存的策略 即在总部以及各分散的定货点处维持大量的存货 而且一般来说 企业防止缺货的期望越大 所需 的安全储备越多 平均存货数量也越多 在市场需求高度变化的情况下 安全库存量会占到企业平 均库存的一半以上 对于企业来说就存在着很大的资金风险 尽管存货属于流动资产的一种 但它 不仅不是马上就能动用的资产 而且它还需要占用大量资金 存货越多 变现能力往往越弱 企业 资金越少 而且随着时间的推移 存货有贬值的风险 在库存没有销售出去变现之前 任何企业都 要冒着巨大的资金风险 企业如果通过第三方物流企业进行专业化配送 由于配送能力的提高 存 货流动速度的加快 企业可以减少内部的安全库存量 从而减少企业的资金风险 或者把这种风险 分散一部分给第三方物流企业 4 竞争力提升价值 企业利用第三方物流 可使自身专注于提高核心竞争力 生产企业的核心能力是生产 制造产 品 销售企业的核心能力是销售产品 而且随着外部市场环境的变化 企业的生产经营活动已变得 越来越复杂 一方面 企业需要把更多的精力投入到自己的生产经营当中 另一方面 企业交往的 对象更多了 所要处理的关系也更为复杂 在处理各种关系和提高自身核心能力上 企业的资源分 配便会出现矛盾 如果将企业与顾客间的物流活动转由第三方物流企业来承担 便可大大降低企业 在关系处理上的复杂程度 企业通过采用第三方物流后 原来的直接面对多个顾客的 对多关系变 成了直接面对第三方物流的一对一关系 企业在物流作业处理上避免了直接与众多顾客打交道而带 来的复杂性 简化了关系网 便于将更多精力投入自身的生产经营中 此外 作为第三方物流企业 可以站在比单一企业更高的角度上来处理物流问题 通过其掌握 的物流系统开发设计能力 信息技术能力将原材料供应商 制造商 批发商 零售商等处于供应链 上下游的各相关企业的物流活动有机衔接起来 使企业能够形成一种更为强大的供应链竞争优势 这是个别企业所无法实现的工作 在专业化分工越来越细的时代 再有实力的企业也不可能面面俱到 什么都做得很好 把自己 较不擅长的部分 或者说不是自己核心能力的部分给第三方来承担 扬长避短 实际上就使得企业 和第三方物流各自