供应链与物流发展前沿(物流地理信息系统)

1、Shanghai Maritime University供应链与物流发展前沿物流研究中心胡坚堃 序授课形式：专题讲座（物流与供应链相关）考核方式：考查（物流与供应链相关的小论文）上海海事大学物流研究中心胡坚堃 现代物流概论Introduction to Modern Logistics我国物流市场容量l 2014年全国社会物流总额213.5万亿元，按可比价格计算同比增长7.9%；2015年前三季度,全国社会物流总额162.8万亿元,可比增长5.8%。l 2014年物流业总收入7.1万亿元，同比增长6.9%；2015年物流市场规模增速小幅回落，物流业总收入5.4万亿元，同比增长5.1%。（201

2、5年GDP 67.7万亿元）l 在国民经济下行压力加大的宏观背景下，物流作为联结上游生产和下游消费的纽带，需求呈“稳中趋缓”的发展态势；l 物流业收入增幅下降明显，随着物流企业的经营成本不断攀升及社会物流总费用的提升，大大压缩了物流企业的利润，物流企业转型动力加速。什么是物流?大众的观点从目前的细分情况来看，成金字塔状分布。至上往下依次分为：快递市场、零担物流市场、合同物流市场、企业物流市场。大致而言，市场容量从上到下依次上升，利润从上至下依次降低。快递：顺丰、EMS、四通一达、京东、百世汇通等零担：德邦、中铁、天地华宇、佳吉、盛辉等合同物流：中外运、中铁、中快运、中远洋、中物流等企业物流：中

3、石油、河南能源化工集团、国电物资、中粮等品牌网络科技物流市场格局美国对物流的定义物流是为了计划、执行和控制原材料、在制品及制成品从供应地到消费地的有效率的流动而进行的两种或多种活动的集成（美国物流管理协会，1963）物流是有计划地对原材料、半成品和成品由其生产地到消费地的高效流通活动（美国后勤管理协会，1980）现代物流是供应链程序的一部分，针对物品、服务及相关信息的流通与储存，从起源点到消费点进行有效率及有效果的规划、执行与控管，以达成客户的要求（美国物流管理协会，1998）日本对物流的定义物流是将货物由供应者向需求者的物理性移动，是创造时间价值和场所价值的经济活动，包括包装、搬运、保管、库

4、存管理、运输、配送等活动领域（日通综合研究所）教科书定义物流发展历史物流 Physical distribution现代物流 Logistics供应链管理 SCM循环型物流 Reverse Logistics萌芽：军事领域的“后勤”物流的产生不是理论研究的结果，而是从社会经济、企业经营的需求中派生出的概念，它没有原来的基础领域。各学科领域的专家学者，利用各自学科的理论、方法研究物流，形成了形式上的跨学科理论物流管理课程分布对各高校物流专业开设的课程进行统计分析。统计每类课程出现的次数物流课程分布情况物流课程梳理物流知识点梳理-1物流知识点梳理-2专业化第三方物流智能化物流+信息+智能装备（移动

5、互联网、大数据）平台化第四方物流（增值服务）网络化、国际化国际化网络（海外电商物流、二三线、农村）物流行业发展趋势铁道 陆地长距离运输的主要方式 优点：费用低 缺点：缺乏机动性公路 最普及的运输方式，中短途 优点：机动性好，“门到门”， 缺点：费用高，污染，交通堵塞，安全性低水路 海运和河运 优点：运量大，费用低 缺点：速度慢，易受天气影响，建设码头费用高 专用船，混装船，集装箱船，滚装船航空 优点：速度快 缺点：费用高管道 优点：运输成本地，维护成本低，安全，事故少 缺点：输送地点和对象方面具有局限性物流环节1：运输仓储的作用和意义起着缓冲、调节和平衡的作用，克服产品生产和消费在时间上的差异

6、，创造商品的时间价值和使用价值。 粮食，猪肉 战略性储备，应急仓储和运输是物流活动的两大支柱。物流环节2：仓储仓储货架高层货架-自动化货位式货架辊轮式货架京东“亚洲一号”自动分拣机（欧洲进口）托盘是用于集装、搬运和运输的放置作为单元负荷的货物和制品的水平平台的装置。是物流领域中适应装卸机械化而发展起来的一种常用集装器具。优点：可用机械操作，提高作业效率、减少劳动强度既便于清点、减少货损货差事故托盘装卸搬运的意义装卸搬运在物流活动转换中起承上启下的联接作用，本身不具有明确的价值装卸搬运在物流成本中占有重要地位装卸搬运是提高物流系统效率的关键物流环节3-装卸搬运平衡重式叉车AGV堆垛机包装是生产物

7、流的终点，同时也是社会物流的起点。包装的目的和意义保护产品便于储运促进销售物流环节4：包装商业包装半自动拉伸薄膜缠绕封箱机械流通过程中的辅助性的加工活动称为流通加工。流通加工是在生产的基础上增加商品的附加价值，它在生产者和消费者之间，起着承上启下的作用。物流环节5：流通加工流通加工的形式及作用钢卷剪切水泥玻璃自行车、助动车服装、书籍水产品、肉类、蔬菜、水果等酒类配送与运输的概念有时难以准确划分配送处于“二次运输”、“末端输送”的地位，与运输相比，更直接面向并靠近用户配送路线的确定： 配送路线优化是物流研究中一个很重要的课题 确定优化目标确定约束条件建模求解 优化目标：效益最大，成本最低，路径最

8、短，吨公里最小，准确性最高 约束：收货人对物品和时间要求，允许通行的时间，车辆容积和载重的限制，配送中心运力物流环节6：配送配送中心有存储功能的配送中心仅有配送功能而没有存储功能的配送中心物流信息技术概论Introduction of logistics information technology上海海事大学物流研究中心胡坚堃 中国物流业成长显著，但物流各环节效率偏低、物流费用偏高。2007-2014年全国社会物流总额复合增长率达到了17.48%日本仓储成本占GDP比重在3%左右，美国约为4%，而我国仓储成本占GDP比重在6%以上中国物流费用占GDP比例为18%,是日本4倍，美国的2倍我国物

9、流行业的信息化程度比较低物流企业中只有38.14%在2013年进行了信息化投资其中7.69%的企业信息化投资率不足1%23.08%的企业信息化投资率介于1-5%38.46%的企业信息化投资率为5-10%7.69%的企业信息化投资率在10-15%20.08%的样本企业投资率超过15% 2013 年物流信息化检测报告中国物流业现状我国物流改善的空间以物联网为基础的智能物流是提升现代物流的根本手段 物联网技术是智能物流的基础 。（信息采集） 互联网与移动互联网是 智能物流的中枢系统（信息传输） 大数据、云计算是智能 物流的大脑 。（信息决策） 物流装备是智能物流的 骨架，物流互联网的实体运作与应用是

10、要通过各类智能设备来完成。（物理信息系统）智能物流最终通过应用系统展现 “ 信息化+物流”催生智能物流智能物流技术是指通过使用信息技术对物流信息进行收集、分类、传送、汇集、鉴别、追踪、查询，以实现物流信息辅助交易、控制业务、协调工作、支持战略和决策等智能物流信息化支撑环节一：仓储自动化自动化仓储系统是在不直接进行人工处理的情况下能自动存储和取出物料的系统。与企业级计算机管理信息系统联网、与生产线紧密相连率先应用的行业：汽车、胶卷、烟草快速发展的行业：电商环节二：干线网络化企业供应链出现了物流与信息流不同步的现象，GIS技术是一个有效的解决方案。GIS 不再是孤立的物流管理平台，可最大程度的发挥

11、其地理分析功能，向开放的数据中心和公共信息平台的方向发展，辅助商业决策。环节三：配送移动化网络购物市场井喷式发展，推动电商物流网络体系建设 ，目前电商对配送移动化的需求最高。（APP）以京东为例，自 2007 年起，京东开始建设运营自有物流系统，目前具备国内第一流的自建物流系统。仓储方面：目前京东拥有中国电商行业最大的仓储设施，截至 2014 年底，京东在全国拥有 7 大物流中心，在中国七大主要城市建立了前端物流中心，还在其他 21个城市建立了单独的仓库存放大件货品。 截至 2014 年底， 京东在全国 40 座城市运营 123个大型仓库。配送方面：京东拥有 3210 个配送站和自提点，覆盖全

12、国 1862 个区县，每个配送站配备一支拥有 2-20 位配送员的配送队，其中 2-4 人一周 7 天一天 10 小时处理配送。趋势：基于大数据的物流运营服务资本往产业价值高地流动，从设备制造到系统集成到基于大数据的物流运营服务，最终实现供应链的整合将是行业发展的方向。从智能物流设备提供到仓储运营仓储运营服务模式：为客户提供仓储运营服务，提供高效的自动化仓储系统，达到提高存储效率，降低客户的资金压力。 由智能物流系统集成商投资设备为客户提供仓储运营服务 降低客户投资风险：大部分客户由于对设备的不了解，对于新技术的采用持谨慎态度，投资决策无法完成，通过智能物流系统集成商投资可降低客户的综合投资风

13、险 智能物流系统集成商具备技术研发能力，可以在使用过程中逐步优化设备性能，出入库效率逐步提高 降低仓储物流运营成本，同样设备投入的情况下，效率提高可以大大降低单箱的作业成本基于大数据的物流金融物流金融是金融机构通过与物流企业合作， 在供应链运作过程中向客户提供的融资及配套的结算和保险等相关金融服务的业务， 其核心是物流融资。专题1：物流地理信息系统引言定位导航生活路况 上海海事大学上海海事大学Shanghai Maritime University 1909 2009 2004 1912 1958地理信息系统概述GIS物流应用的常见方法GIS的物流应用案例 上海海事大学上海海事大学Shangh

14、ai Maritime University 1909 2009 2004 1912 1958地理信息系统概述 地理信息系统 (GIS) 是以可视化和分析地理配准信息为目的，用于描述和表征地球及其他地理现象的一种系统。 整合多种来源的知识并创建一个跨领域的合作环境。什么是GIS 每个 GIS 都包括一系列的交互式智能地图和其他视图（例如 3D 地球），用于显示地球表面上的要素以及要素之间的关系。GIS 通过地图来显示和利用地理信息 表示为中心线的街道 表示植被、居民区、商业区等的土地利用区域。 行政区 水体与河流 表示土地所有权的宗地多边形 表示高程和地形的表面 某一感兴趣区域的航空像片或卫星

15、图像GIS 图层GIS 利用基于图层的地理信息模型来表征和描述世界。要素类（矢量数据）： 要素类是同一类型要素的逻辑集合图层的分类栅格数据集：栅格是基于栅格单元的数据集，用于存放影像、数字高程模型以及其他专题数据点 用于定义小到无法用线或面表示的地理要素的离散位置，例如井位、电话线杆和河水位标。点也可表示地址位置、GPS 坐标或山峰。线用于表示宽度过小而无法用面表示的地理对象（例如街道中心线和河流）的形状和位置。线也可用于表示只具有长度而不具有面积的要素，例如等值线和行政边界。面是闭合区域（多边形），用于表示同质要素（例如州、县、宗地、土壤类型和土地利用区域）的形状和位置。在以下示例中，面表示

16、地块。图层的基本制图表达形式1要素要素 - 点、线和面地图通过地图符号、颜色和标注来传达描述性信息。例如：道路基于各自道路类（例如表示分车道高速公路、主街道、居住区街道、未铺面道路和小路的线符号）来显示。河流和水体通常使用表示水的蓝色来绘制。城市街道标有名称，并通常标有一些地址范围信息。特殊的点符号和线符号用来表示特殊要素，例如铁路线、机场、学校、医院和各种类型的事件。在 GIS 中，描述性属性在表中进行管理，而表以一系列基本关系数据库概念为基础。属性表为存储和使用属性信息提供了简单、通用的数据模型。属性表本身是开放的，因为所具有的简单性和灵活性的特征使属性表能够广泛支持众多应用程序。以下是几

17、个重要的概念：使用表组织描述性数据。表包含行。表中所有行具有相同的列。每一列都具有一种类型，例如整型、小数型、字符型和日期型。在关系数据库中，这些概念还包括一系列可用于处理表及其数据元素的关系函数和操作符。图层的基本制图表达形式2属性GIS 中的影像通常指多种类型的基于像元或基于像素的数据源 - 用于卫星、航空摄影、数字高程模型、栅格数据集等。影像作为一种栅格数据类型进行管理，这种类型的栅格数据由像元组成，像元则以行和列组成的格网结构排列。除地图投影之外，栅格数据集的坐标系还包含栅格数据的像元大小和一个参考坐标。通过这些属性可使用从左上角一行开始的一系列像元值描述栅格数据集。图层的基本制图表达

18、形式3影像 GIS 包括大量地理处理功能，用于从现有数据集中获取信息、应用分析功能以及将结果写入新的结果数据集。 GIS具备大量空间运算符，例如此处所示的“缓冲区”工具和“相交”工具，它们可应用于 GIS 数据分析。GIS 分析工具 某些线状要素会彼此相连。例如，道路网中的街段、水网中的管道、水文网中的河流线以及电网中的电线都会互相连接。通过追踪网络可执行许多操作，例如，查找最快行驶路径、识别出水网中要关闭的阀门或者追踪河流的下游。空间关系和行为-网络 许多要素彼此相邻并具有重叠几何；例如，相邻的县、宗地及其他行政区域共享重叠的边。空间关系和行为-拓扑 要素的许多描述性信息通常存储在单独的属性

19、表中。使用标准的关系数据库方法可将这些单独属性表中的属性与各个要素相关联。空间关系和行为-相关表 所有类型的地理信息（要素、栅格和属性）均可参与这些空间和属性关系。在 GIS 中，可使用扩展的数据类型（例如拓扑和网络）对这样的关系进行建模。空间关系和行为-叠加通过对地理对象应用一系列的空间运算符来发现和识别出多种类型的空间关系。例如，可在要素周围的给定距离处创建缓冲区并与另一个数据集进行面叠加，从而识别出 GIS 中靠近某一要素的其他要素。 地理配准是指使用地图坐标为地图要素指定空间位置。地图图层中的所有元素都具有特定的地理位置和范围，这使得它们能够定位到地球表面或靠近地球表面的位置。地理配准

20、和坐标系 GIS 中进行表面高程建模等值线和高程点 - 等值线是表示具有相等值（如表面高程高度）的位置的线。高程点可用于表示重要的山峰。构成数字高程模型 (DEM) 数据集TIN - TIN 是一种以多个三角形相连的网络来表示表面的数据结构。每个三角形结点都有一个 x,y 坐标和一个 z 值或表面高程值。TIN 可以包含表面高程建模所需的其他信息，如山脊线、水系线、建筑垫层和水体边界。与 DEM 类似，TIN 可通过插值来估计任意位置的表面值。 用于传递和了解信息 地图用于以一种有组织的形式显示和传递大量信息。人类具有空间思维能力，能够查看地图，将地图上的位置与实际地理位置相关联，并从每幅地图

21、所包含的大量内容中获取和了解关键信息。GIS的作用-1 用于研究各种现象 地图可用于发现和研究某些现象，例如某城市的人口特征。在 GIS 中，很多地图可以是动态的，并且可以生成报告和图像以反映某些时间范围内的多种特征和变化。GIS的作用-2地图可直观地反映现象。此地图显示出南加利福尼亚州部分地区的人口年龄分布情况。颜色越暗，表示对应地区的人口平均年龄越大。单击地图上的一个要素即可显示所选块组的年龄分布情况。 时间序列分析 可以将随时间变化的图层的地图交互属性定义和保留。例如，通过 GPS 追踪设备获得的动物迁徙情况动态地图。可以使用时间滑块工具来显示动物在不同日期所处的位置。GIS的作用-3上

22、方四张在线动态地图快照显示了叉角羚羊在 300 天迁徙过程中特定四天的位置。这些点表示在 10 个月时间（从 2002 年十月到 2003 年八月）内叉角羚羊的每日迁徙情况。 通过分析获得新信息 GIS 地图将强大的可视化功能与稳定的分析和建模系统相结合。GIS 中的分析模型用于生成模型结果，生成的结果可作为新获得的地图图层添加到地图显示画面中。GIS的作用-4表示犯罪率的“热点图”。颜色越偏向暖色调，表示犯罪率越高。此地图显示了对非洲疟疾流行情况的预测。颜色越暗，表示疟疾病例呈现的密度越高。获得状态报告在 Web 上，地图可用于显示状态并确保团队及时了解最新发生的事件。GIS 信息具有动态性

23、，并且对于很多图层，GIS 信息经常更新。动态地图是人们通过普通图像了解最新信息的有效方式。GIS的作用-5联合国人道事务协调办公室 (Office for the Coordination of Humanitarian Affairs, OCHA) 提供的这张状态地图显示了对 2010 年一月海地地震的人道主义救援活动的情况。 编译地理信息 对要素和其他数据进行编译和编辑，这些要素和数据在地理数据库中进行管理和维护。GIS的作用-6 展示构想、概念、计划和设计方案 地图有助于展示构想、计划和设计方案。结合交互式特征报告的有效图层的显示提供了一种可视化、展示和理解多种不同方案的重要途径。GI

24、S的作用-7用于开发和显示设计方案的 2D 地图和 3D 地图，以及一些用作设计决策的输入数据的分析结果。 上海海事大学上海海事大学Shanghai Maritime University 1909 2009 2004 1912 1958GIS物流应用的常见方法可以回答如下问题： 从 A 点到 B 点的最优路线是什么？ 哪些区域距离配送中心的车程小于30分钟？ 距离某个客户最近的仓库或者运输车辆在哪里？ 一支配送服务车队如何在提高客户服务质量的同时降低运输成本？ 新开设的网点应该分布于什么位置，才能满足我预定的市场覆盖率？网络分析覆盖区域最近设施最优配送最短路径求解最优路线用于求解多个点之间最

25、优路线的工具最优是指成本最低可以通过自定义成本因子与障碍构建特定的最优路径计算模型网络-求解最优路线成本因子:时间距离天气情况收费站交通流量道路等级货物重量障碍:路障单行道转弯限制桥洞高度运输车辆类型求解最近设施点可测量事件点和设施点间的行程成本，然后确定最近的行程求解最近设施点依据最优路径计算模型查找最近设施点时可以指定约束条件（如中断成本）。例如，您可以建立最近设施点问题来搜索距离客户 15 分钟车程以内的仓库或车辆。网络-求解最近设施点 网络服务区是指包含所有通行街道（即在指定的成本范围内的街道）的区域。例如，网络上某仓库的5分钟服务区包含从该仓库出发在5分钟内可以到达的所有街道。 可一

26、次性设置多个成本范围获得同心服务区网络-求解网络服务区求解多路径配送可找出一支车队为多个停靠点提供服务的最佳路径VRP可以根据实际情况进行设定以满足不同的要求，如指定货物的送达时间窗口，客户能够容忍的超期时间，驾驶员休息时间等网络-VRP求解位置分配可用于在一系列候选网点中寻找满足条件的位置最优的网点，可以帮助不管是面向当地客源的小型咖啡店，还是拥有配送中心及遍布全球的零售出货链条的跨国性工厂网络寻找网点的最优配置。求解位置分配可以针对不同的问题采用六中不同类型的方法，解决包括新开网点、网点扩张以及网点裁减等问题网络-位置分配位置分配方法:最小化阻抗最大化覆盖范围最小化设施点最大化人流量最大化

27、市场份额目标市场份额 通过轨迹分析可实现以下功能： 通过将包含日期和时间（时间数据）的地理数据以追踪图层的形式添加到地图中，可使此类地理数据更加生动形象，针对时间数据创建和应用操作。 实时追踪对象。Tracking Analyst 支持与全球定位系统 (GPS) 设备及其他追踪和监视设备进行网络连接，从而可以实时将数据绘制成图。 使用时间窗及其他专用于查看随时间变化的数据的选项对时间数据进行符号化。 时间序列分析通过创建数据时钟来分析时间数据中存在的模式。轨迹分析轨迹分析专题图分析Market Penetration for one branch area is shown here. Thi

28、s provides the bank with a clear idea where they are not earning any business. There is really no other way to represent this information, other than by using GIS. Now, this valuable information could be used to implement a market campaign for areas where the bank is doing little or no business. 专题图

29、分析在很多情况下，我们已经有了营业的位置，但是需要调整和管理这些商圈，或拓展新的业务。那么就需要很好的对目前我们已有的客户进行分析。客户信息代码可以从多种渠道获取，通常我们政府部门的人口普查，经济普查可以获取家庭的收入或人口情况，年龄结构。我们还可以通过问卷调查，通过已定的措施，例如礼品或优惠卡等措施，调查周边客户的情况。谁是我的客户他们喜欢什么？谁是我的重要客户我们的客户在哪里？如何联系他们？我们的竞争对手在哪里？如何找到新的客户？热点分析+报表统计As we all know, proximity to branch is very important to banking custome

30、rs. This slide represents the Business Analysts ability to create trade areas based on proximity to the branch. Equal Competition Areas (also known as Thiessen polygons) are created by lines drawn halfway between competing branches and code customers to the closest branch. 上海海事大学上海海事大学Shanghai Marit

31、ime University 1909 2009 2004 1912 1958GIS的物流应用案例GIS的物流应用体系通过Web日常工作指派员工管理区域规划配送系统服务区管理订单分配路线行程单规划分发CIS商业分析下载到手持设备车辆跟踪路线重排列GIS物流GIS与CRM、ERP等系统结合5:8080/ArcgisEnterprise-war/Flex863/index.htmlhttp:/ 派车作业单 时间进度图 行车路线图 行车线路指南 配送线路统计表 配送成本统计表配送优化配送优化线路线路优化优化区域区域优化优化GIS商圈分析单一环状非重叠环状数据驱动环状驾

32、车时间多边形限制环状平等竞争（泰森多边形/Voronoi图）霍夫模型 格网分析手绘区域标准地理区域分区Sub-geography 美国最大的维修服务公司，有六个独特的地理区域，其中包括50个独立的地区。一万多名技术员每年在美国各地完成约11,000,000家庭服务。 Sears Product Repair Services问题 提高10,000 mobile workers工作效率 目标 减少运输时间，提高生产力；工作自动化；技术员更有效率；提高服务水平； 解决方案 CAMS：提供技术服务人员分配地理工作领域，和SAP结合CARS：安排车辆路线，全国范围的街道级地理编码和优化路径，智能手机内

33、含导航系统的能力，协助寻找服务地点，并尽量减少旅行时间，使用Tele Atlas公司Dynamap 街数据结果 提高技术员工一半的完成率（一天）减少通信75%减少服务区60% 技术 路径分析（ArcLogis）GeoCode 数据搜集，显示，SAP，专题图The Arizona Republic 问题 客户广告的投放 目标 每个广告商指定特定市场；分类：订阅者和非订阅者；选择统计标准；对每个商场有不同的策略；解决方案 自定义地图层，这些层包括广告订户，非订户，和承运人路线，街道，零售区等，一个季度更新；SOA，销售人员可进行数据查询，显示和报告，销售人员可以输入的街道地址客户的店面和地区半径（英里）的客户想看看潜在的广告覆盖面。可查看、统计自定义图层的信息；如果广告客户有兴趣，可以选择下拉列表的人口统计，如收入，或指定某个阶层的统计等等结果 查询时间减少广告增加重叠广告领域发现分析速度加快技术 缓冲区分析GEOCODE专题图（数据）详细的客户数据The Arizona Republic 各个数据要素分层显示缓冲区查询 客户详细信息人口密度广告投放策略制定Apex Office Supply（运输公司）问题 高效率的运输产品，满足客户，节省能源目标 更好管理人员和其他资源运送货物及时到客户卸货时间控制解决方案 Arc Logistics 结果 总费用节省：4.3%人力：18