第四章物流网络设计

1、2-51物流网络规划问题及其重要性物流设施选址的主要因素物流网络规划过程物流网络规划所需的数据物流网络规划使用的技术设施选址3-51物流网络规划问题就是确定产品从供货点到物流网络规划问题就是确定产品从供货点到需求点流动的结构，包括决定使用什么样的需求点流动的结构，包括决定使用什么样的设施（如果需要使用）、设施的数量、设施设施（如果需要使用）、设施的数量、设施的位置、分派给各设施的货品和客户、设施的位置、分派给各设施的货品和客户、设施之间应使用什么样的运输服务、如何进行服之间应使用什么样的运输服务、如何进行服务等。务等。4-51空间问题空间问题时间问题时间问题5-51空间或地理设计问题是指确定各

2、种设施（如工厂、仓库和零售点）的平面地理位置。确定各种设施的数量、规模和位置时则要在以地理特征表示的客户服务要求和成本之间寻求平衡。这些成本包括：生产采购成本；库存持有成本；设施成本（存储、搬运和固定成本）和运输成本。网络规划的时间性或时期问题是一个为满足客户服务目标而保持产品可得性的问题。通过缩短生产采购订单的反应时间或者通过在接近客户的地方保有库存，可以保证一定水平的产品可获得率。这里首要的考虑因素是客户得到产品的时间。以时间为基础的决策也会影响设施的选址。6-511.顾客服务需求的变化顾客服务需求的变化2.顾客和供应市场的顾客和供应市场的位置变化位置变化3.企业所有权的变化企业所有权的变

3、化4. 成本压力成本压力5. 企业组织变革企业组织变革为什么要对物流网络进行规划设计?7-51（1）自然环境因素）自然环境因素（2）经营环境因素）经营环境因素（3） 基础设施状况基础设施状况（4） 其他因素其他因素8-511定义过程步骤包含在每一步骤中的物流网络再造团队2进行物流审计3审查物流网络方案6开发执行计划4进行设施选址分析5网络/选址决策制定地址选择团队图图4-1 4-1 物流网络设计过程的关键步物流网络设计过程的关键步骤骤9-51 （1）顾客、零售商、现有仓库、制造厂和供应商的位置 （2）所有产品的数量和特殊的运输方式 （3）每个区域的顾客对每种产品的需求量 （4）每种运输模式的运

4、输费率和成本 （5）仓库成本（包括劳动力、仓库保管费用和运营维护费）和费率 （6）产品线上的所有产品清单 （7）运输时间、订货周期、订单满足率 （8）采购、制造成本 （9）向顾客发货的频率和运量 （10）网络中各个节点的存货水平及控制方法 （11）订单处理成本与发生这些成本的物流环节 （12）产品配送模式 （13）顾客服务需求和目标10-51数据汇集原则数据汇集原则l（1）采用网格或其他聚类技术将距离较近的顾客集合起来。l（2） 应根据以下原则将产品汇集为合理数量的产品组： 配送模式。 产品类型。 将需求点汇集为150200个区域。 确保每个区有大致相同的总需求。 将产品汇集成2050个产品组

5、。11-51运输费率估算运输费率估算l企业自有卡车运输成本的估计。l在这里我们区分两种运输模式：整车运输（truckload, 简称TL）和零担运输（less-than-truck-load, 简称LTL）。l在零担运输业中，一般包括三种运输费率：等级（Class）费率、特价（Exception）费率和商品（Commodity）费率。l一旦费率确定后就要确定费率基准数。这些数一般等于出发地和目的地之间的近似距离。有了商品的运输等级和基准数，就可以从承运人的价目表中得到每百磅的具体运输费率。12-51仓储成本仓储成本l与仓储设施相联系的成本可以分为三大类：（1）固定成本）固定成本（2）操作成本）

6、操作成本（3）存储成本存储成本13-51(1) 数学分析技术数学分析技术数学分析技术泛指各种借助简单数学分析技术的方法，包括统计图表、制图技术和表格对比几种方法。这类方法能够考虑主观因素、利润因素、成本和限制条件等许多最复杂的数学模型所不能包括的因素。14-51(2) 优化模型优化模型 优化模型是建立在精确的数学方法的基础之上的，它依据精确的数学过程评价各种方案，并且在给定的假设前提和足够的数据后，可以保证得到针对该问题的数学最优解，即从数学上证明所得到的解是最优的。 优化模型主要包括线性规划、非线性规划、整数规划、动态规划模型、计算机模型、枚举和排序模型。15-51(3) 计算机仿真模型计算

7、机仿真模型仿真模型考虑了具体设计和网络性能方面的动态情况。物流网络的仿真包括模拟成本结构、约束条件和其他能够合理地代表网络的因素。仿真程序是对系统的模型进行抽样试验的技术。当设计的物流网络不需要详实和优化的解决方案，或者不是特别关键时，仿真方法是最合理的选择。供应链的概念16-51(4) 启发式模型启发式模型启发式模型在建模上介于仿真模型和优化模型之间，它将仿真模型定义的真实性和优化模型所能实现的寻求最优解的过程结合起来。启发式方法的定义如下：启发式方法是一个简化了的推理过程，寻求得到满意答案，而不是最优解。17-51(4) 启发式模型启发式模型 在规划时使用启发式方法，注意以下的一些规则：仓

8、库的最佳选址往往在需求最密集的中心点附近；仓库的最佳选址往往在需求最密集的中心点附近；应该由供货点直接供货给那些按整车批量购买的客户，不应再经应该由供货点直接供货给那些按整车批量购买的客户，不应再经过仓储系统；过仓储系统；对需求量及需求提前期波动很小的产品，应当实行准时化管理，对需求量及需求提前期波动很小的产品，应当实行准时化管理，尽量减少库存；尽量减少库存； 在当前配送体系中增加新的物流设施的前提条件是：新增加的设施能最大化的节约物流成本；新增加的设施能最大化的节约物流成本；从配送角度看，那些订货量少而且位于产品配送网络末梢的顾客从配送角度看，那些订货量少而且位于产品配送网络末梢的顾客其代价

9、最高；其代价最高；从分销网络的最远端开始，沿途搭载小批量货物直到装满整车，从分销网络的最远端开始，沿途搭载小批量货物直到装满整车，再回到运输起点的运输方法是最经济的。再回到运输起点的运输方法是最经济的。18-51(5) 专家系统模型专家系统模型专家系统，又称人工智能系统，是将人们以往在解决问题中积累的经验、方法与专长转化为计算机程序.专家系统有以下几个明显的优点： 能处理定性信息，也能处理定量信息，可以使得能处理定性信息，也能处理定量信息，可以使得某些关键的主观因素成为决策过程的组成部分。某些关键的主观因素成为决策过程的组成部分。 专家系统能够处理不确定的信息，而且利用部分专家系统能够处理不确

10、定的信息，而且利用部分信息也能够对问题求解。信息也能够对问题求解。 专家系统解决问题的速度更快，成本更低，并且专家系统解决问题的速度更快，成本更低，并且可以很快的提高物流管理人才的决策能力。可以很快的提高物流管理人才的决策能力。 专家系统提供的知识可以转移、复制、并且具有专家系统提供的知识可以转移、复制、并且具有文档化特征。文档化特征。19-51（1）重心法）重心法 单设施选址是为单个物流设施选址，最常用的是重心模型。重心法是一种静态的选址方法，将运输成本作为唯一的选址决策因素。给定供给点与需求点的坐标、以及节点之间的运输量，则单设施选址应当使得运输总成本最小。iiiiM inTCV R d；

11、20-51设施选址的坐标通过下面一组方程来确定:21-5122-51重心法例题重心法例题：某企业的两个工厂分别生产A，B两种产品，供应三个市场M1，M2，M3，已知的条件如表4-1所示。现需设置一个中转仓库，A，B两种产品通过该仓库间接向三个市场供货。请使用重心法求出仓库的最优选址。节点（i）产品运输总量运输费率XiYi1 P1A2000$0.05382 P2B3000$ 0.05823 M1A&B2500$ 0.075254 M2A&B1000$ 0.075645 M3A&B1500$ 0.0758823-51(2) 简单栅栏法简单栅栏法 这是一种启发式方法，在欧氏几

12、何平面内，通过简单地衡量x和y方向的平均值，选择合适的坐标(xi,yi)，以达到最小化吨公里的目标。现在介绍简单栅栏法。24-5125-51；距离为：总成本为：26-51多设施选址多设施选址 多设施选址更具有现实意义，也更为复杂。 多设施选址的问题中，可以归纳为以下基本规划问题：数量配置问题，确定合适的设施数量；数量配置问题，确定合适的设施数量；区位配置问题，确定每一个设施的地理位置；容量配置问题，确区位配置问题，确定每一个设施的地理位置；容量配置问题，确定每个设施的规模；定每个设施的规模；市场和供给配置问题，确定每个设施应服务于那些市场，每个设市场和供给配置问题，确定每个设施应服务于那些市场

13、，每个设施有哪些供给源供货等等。施有哪些供给源供货等等。 以仓库选址为例，需要考虑的问题有：需设置的仓库的数量、容量及位置、每个仓库服务的顾客群、各仓库的产品供给源、每种产品的库存配置与运输。27-51多重心法例多重心法例 4.3 已知四个区域市场，它们的坐标分别为M1（3，3）、M2（6，8）、M3（9，5）、M4（11，9）。四个市场所需要的产品分别为20000件、50000件、60000件、30000件。现需要设置一些中转仓库。已知仓库到各个市场的运输费率为0.08元/件公里，每修建一个仓库每年需承担的固定成本为100000元，仓库的平均维持成本为500000元，其中N为仓库的个数。假设

14、该种产品由国外进口，无论中转仓库建在目标市场中的什么位置，产品从生产厂到仓库之间的运输费用都大致相等，因此这部分费用在求解时不考虑。请做出仓库选择决策。28-51 解：仓库的个数最少为一个，最多为四个，分别建在每个市场中心。对于每一种可能的仓库个数决策，分别用重心法求出最优选择，并计算物流总成本，然后从中选出总成本最小的方案。29-51表表4-7 选选址址决决策策 供货任务分配 方案 仓库1 仓库2 仓库3 最小运输总成本 1 M1,M2 M3 M4 932953 2 M1,M3 M2 M4 1600001 3 M1,M4 M2 M3 1011931 4 M2,M3 M1 M4 2039615

15、 5 M2,M4 M1 M3 1018235 6 M3,M4 M1 M2 1073314 考察修建3个仓库的情况：30-51对仓库个数N1，2，3，4的情况，分别求出最优选址方案：结论：修建两个仓库，仓库1（6，8）服务市场M1,M2，M4，仓库2（11，9），服务市场M3。31-51混合整数线性规划混合整数线性规划 混合整数规划的主要优势在于固定成本及不同水平的可变成本均能包括在分析之中。 现在以仓库选址为例，决策目标是在物流网络中确定仓库的数量、容量与位置、使得物流总成本最小， 决策问题的约束条件是： 各生产厂的产量约束；各生产厂的产量约束； 所有的市场需求必须被满足；所有的市场需求必须被

16、满足； 仓库的周转总量与库存约束；仓库的周转总量与库存约束； 同一市场所需的各种产品必须由同一个仓库供应，不允许交同一市场所需的各种产品必须由同一个仓库供应，不允许交叉运输。叉运输。32-51约束条件： 生产能力限制 ijklklX ijS； 必须满足所有的需求 ijkljXilDkly； 顾客由单一仓库供货 klky1； 仓库周转总量限制 kkV z ilklliDy kkV z； 33-5134-51输入顾客订单数据及顾客地理位置数据预处理程序达到经济送货批量的订单由中转仓库供货的订单主程序输入运输费率、存储成本、税率等输入待评估的仓库选址方案计算物流总成本是否继续否是开始仓库选址模拟流程

17、仓库选址模拟流程35-51 设施选址时经常要考虑诸多成本因素，还有许多非成本因素，这些非成本因素难于用成本来衡量。比如说服务中心，服务中心通常是物流网络最末端的存储点，它的选址不像工厂和仓库选址那么重视成本因素，而是更加关注对销售额影响较大的一些因素，如靠近竞争者、人口构成、客流模式、公正的态度等。因此，不能用前面的数学方法来选址，而采用综合因素的评价方法。36-51加权评分法加权评分法 此方法适合比较各种非经济因素。由于各种因素的重要程度不同，需要采取加权方法，步骤如下：针对厂址选择的基本要求和特点列出要考虑的各种因素；针对厂址选择的基本要求和特点列出要考虑的各种因素；按照各因素相当重要程度，分别规定各因素相应的权重。按照各因素相当重要程度，分别规定各因素相应的权重。通过征询专家意见或其他方法来决定各因素的权重；通过征询专家意见或其他方法来决定各因素的权重；对各因素定分；对各因素定分；将每个因素的权重乘以选址方案在该因素上的得分，得到将每个因素的权重乘以选址方案在该因素上的得分，得到该方案在该因素上的加权得分，各因素加权得分加总得到该方案在该因素上的加权得分，各因素加