供应链物流网络设施选址方法及GIS应用研究

1、供应链物流网络设施选址方法及GIS 应用研究张树山金俊武金宁(吉林大学,长春130012摘要本文首先论述了供应链环境下物流网络设施选址的理论与现实意义,在介绍重心模型原理基础上,以吉林省某乳业集团物流网络设施选址为实例进行了验证应用,并且提出了基于GIS 技术的物流设施选址方法及注意事项。该方法对供应链管理环境下的物流网络设施选址问题具有重要的参考价值。关键词供应链管理物流网络设施选址GIS 应用中图分类号F27017文献标识码C收稿日期:20051110基金项目:吉林省发展与改革委员会计划项目(项目编号:200312681研究背景及意义当前,由于顾客需求的日益多样化和全球动态经济环境的逐渐形

2、成,使企业间的竞争日趋激烈。供应链管理就是企业群在这一特定的环境下的积极应变方式。供应链管理已经成为企业获取竞争优势的重要手段和发展趋势。供应链管理主要包括选址、库存、运输、生产四大决策问题。当企业寻求降低成本和改善服务的新方法时,在供应链管理模式下,将物流和制造设施放置在何处就变得非常复杂和重要。供向链网络设施(工厂、物流中心、仓库、供应点、分销点等选址是一个重要的基础性决策问题,它直接影响到供应链系统运作中的相关成本。设施选择具有影响持久性和不易更改性,占用企业的大量财力、人力等资源,属于物流管理战略层的研究问题。只有合理配置当前和未来的供应链网络设施资源,企业群才能适应和满足不断变化的动

3、态经营环境。供应链网络设施选址涉及竞争对手分布、基础设施分布、顾客及供应商市场位置、存货战略定价、土地位置成本、配套设施、运输(或配送线路等许多与地理位置有关的复杂的、综合的、动态的社会和经济因素,并且需要大量应用运筹学模型、算法来解决。由于供应链系统追求的目标是在顾客满意的情况下整体效益的最大化,选址决策也要站在新的角度上对待,不能只考虑某单一节点的利润最大,而是要从整体的角度上,以核心企业的选址为基础,达到整个供应链条的运作顺畅和利益最大。近年来,物流设施选址理论发展迅速,国内外学者在该领域已经取得了许多研究成果。目前已形成了多种方法,按选择的离散程度大致可分为连续选址模型(C ontin

4、uous Location M odels 和离散选址模型(Discrete Lo 2cation M odels 两种。但针对供应链环境下的物流设施选址问题的研究理论与方法还很少。文中提到的设施范围不局限于选地建厂,也可以是供应商、批发商、零售商等供应链合作伙伴。本文从供应链管理视角,探讨了实现供应链系统整体利益实现帕累托最优的协同选址途径和方法问题,通过重心法的应用案例,证明了该方法的可行性,并指出了GIS 技术在物流网络设施选址中的应用方法,为进一步深入研究奠定了基础。2物流设施选址模型及应用211重心法选址模型该模型有不同名称,如精确重心法(Exact Center 2of 2grav

5、ity Approach 、网格法(G rid Method 。该模型可用来为工厂、场站、仓库或零售/服务等物流网络设施选址。模型表述如下:MinTC =iV i R i d i (1式中:T C 总运输成本;V i i 点的运输量;R i 到i 点的运输费率;d i 从位置待定的物流系统节点到i 点的距离。解方程,可以得到物流系统节点位置的坐标值。其精确重心的坐标值为:X =i V i R i X i /d i i V i R i /d i Y =i V i R i Y i /d i iV i R i /d i (2式中:X ,Y 位置待定的仓库的坐标;X i ,Y i 产地和需求地的坐标。

6、距离d i 可以由下式估计得到:d i =K(X i -X 2+(Y i -Y 2(3212供应链物流网络设施选址方法为了说明问题方便,我们取供应链中的三个环节,并以一天的运输量及运输费用举例。吉林省某乳业集团由位于通榆县和松原市的两个子公司(分别表示为P1和P2向长春市场供货,欲建立一个保鲜仓库。长春市现已有三家大的分销商,分别为M1,M2,M3,现在想要76扩大市场,增设一分销商M4,满足批发商K 1和K 2的销售需求。集团要寻找使运输成本最小的仓库和分销商的位置。网格图如图1所示。 图1网格坐标图(a 图1网格坐标图(b (1将一张方格图叠放在地图上,可以很方便地得到各点的相对位置,并用

7、几何坐标来表示各子公司和分销商的位置,见图1(a 和图1(b 。各点的坐标、货物运输量和运输费率见表1。表1各点的坐标、货物运输量和运输费率地点i总运输量V (T /天运输费率(元/T/km 坐标值X坐标值Y501456310注:表中运输费率是经验丰富的驾驶员估计所得,与实际值可能存在一定偏差,但不会影响计算结果的整体趋势。(2用重心公式计算初始选址坐标,计算得到:X 1=164915/3515=4614648Y 1=2369/2415=6617324(3这些坐标值限定了仓库Q 的位置,与该位置相关的运输成本可以从表2中得出:表2物流网络设施单独选址运输成本计算表地点iX Y V R d 成本

8、6350150145701572547613644运输成本T C 12428129这里:通榆距离长春实际距离为250公里,前郭距离长春实际距离为170公里,计算图中的直线距离,取近似值K=3所以,d i =3(X i -X 2+(Y i -Y 2经过计算,运输成本:T C 1=2428129(元(4在仓库位置确定的基础上,确定分销商M4的位置。计算分销商M4的初始位置,得到:X 2=49418416/9=5419824Y 2=39012958/9=4313662经过计算,运输成本:T C 2=6761211(元所以,两部分的总运输成本:T C =T C 1+T C 2=2428129+6761

9、211=310415(元从供应链管理角度,考虑供应链各个节点企业在内的整体利益,运用经重心选址模型的迭代应用,能使供应链运输总成本减少,提高供应链的总体收益。因此,若欲通过供应链管理提高企业的竞争能力,各节点企业要站在整体的角度上,协同考虑物流网络设施的布局问题。3GIS 在物流网络设施选址中的应用311T ransC AD 中的物流设施选址模型T ransC AD 是美国Caliper 公司开发的基于GIS 的运输规划与物流网络分析软件。与物流分析相关的模型包括:车辆路线模型、最短路径模型、网络物流模型、分配集合模型、设施选址模型等。可以利用软件提供的二次开发工具开发软件没有包含的实际应用模

10、块。根据研究需要,采用了其中的设施选址模型对上述应用进行了分析,证明了基于GIS 物流网络设施选址方法的可行性和优越性。312操作步骤首先要收集并输入分销商信息资料,包括地理位置和尽量详细分销商属性资料,如销售额、服务范围等;其次是输入已定和待定的仓储中心位置数据和属性数据;再次是输入各个仓储中心为每个分销商的服务费用;设定好相应参数后,运行设施选址模型,得到相应的方案,根据情况进行调整,直至满意为止。(下转第75页86从表2的结果可以看出各期的数据变化并不明显,说明最大可订票数量对B/P b 值并不敏感。这于静态的模型之间的差距很大,主要是因为我们这里的结果是最大可以接受的数量。并且动态规划

11、的逆向求解方法决定了B/P b 只影响起飞时刻的销售数量。按B/P b =115计算两组取消订票概率的结果如表3所示。表3T (距离起飞天数01 104109119128129138140145从表3的结果可以看出各期的数据变化明显,说明最大可订票数量对取消订票的概率敏感。并且随着起飞时间的接近最大可销售数量的差异逐渐缩小。从图1中可以更加清楚的看到表2,3中的结论。图1三组数据超售数量对比5总结本文利用动态规划的方法确定机票超售的数量。这种方法可以运用于机票销售的过程,使得超售工作可以和机票销售工作有机结合起来,有利于超售实时控制。这种方法所需参数易于通过统计资料获得,保证了此方法可以有效实

12、施。本文未考虑多等级票价对超售的影响,这是有待进一步研究的问题。参考文献(上接第68页313注意事项在应用T ransC AD 进行物流网络设施选址工作之前,应熟悉GIS 的基本概念,知道怎样创建、修改地图,演示、编辑数据,怎样生成线路网,怎样连接、处理费用矩阵,创建、修改运输路径等基本问题,应尽量避免因错误而进行的重复工作。如果时间及资源允许,建议所有工作尽量在T ransC AD 中进行,以免数据格式转换过程中出现不必要的问题。4总结供应链物流网络设施选址是供应链管理模式出现后而产生的新课题。本文用重心模型求到的坐标值只是近似解,由于物流设施选址问题涉及的因素较多,选址问题复杂。在解决选址

13、时,根据具体情况,可选择其它选址模型。另外,借助GIS 等软件,可以增加选址的可视化表现功能,提高选址方案的调整效率。本文结合实际问题提出的供应链物流网络设施选址思想及方法,对企业选择合适的物流网络设施、提高供应链战略规划与管理能力,具有重要的指导意义。参考文献4.张广军,马立宏.城市蔬菜集散中心选址问题GIS 实证分析J .物流技术与应用,1999,(35.T ravel Demand.M odeling with T ransC AD M.U 1S 1A Caliper C orporation ,20016.R outing and Logistics with T rans C AD M.U