第5章物流结点选址与布局设计1

1、第第 5 5 章章物流结点选址与布局设计物流结点选址与布局设计2本章学习目标理解物流结点选址的意义、影响因素 掌握物流结点选址的步骤与内容 掌握物流结点选址方法 理解物流结点的选址模型 了解物流（配送）中心设施布局设计的方法 3本章主要内容本章主要内容1 物流结点选址概述 2 物流结点选址模型3 物流（配送）中心设施布局设计 物流结物流结点选址点选址与布局与布局设计设计 第一第一 节节 物流物流结结点选址概述点选址概述知识要点：物流结点选址目标；影响结点选址的因素；物流结点选址规划流程；物流结点选址的主要方法5物流物流结结点选址的目标点选址的目标1、成本最小化2、服务最优化3、辐射范围最大化4

2、、社会效益最高化结点选址战略 好的设施选址应考虑所有物品的流动过程及其相关成本。在保证客户服务水平的前提下，寻求利润最高、成本最低的配送方案是选址战略的核心所在。主要包括：确定设施的数量、地理位置、规模，并规划各设施所服务的市场范围等等。 6家乐福 (物流选址实例) “每次家乐福进入一个新的地方，都只派1个人来开拓市场。进台湾家乐福只派了1个人，到中国内地也只派了1个人。”9月11日，家乐福的企划行销部总监罗定中用这句令记者吃惊不已的话做他的开场白。 罗解释说，这第一个人就是这个地区的总经理，他所做的第一件事就是招一位本地人做他的助理。然后，这位空投到市场上的光杆总经理，和他惟一的员工做的第一

3、件事，就是开始市场调查。他们会仔细地去调查当时其它商店里的有哪些本地的商品出售，哪些产品的流通量很大，然后再去与各类供应商谈判，决定哪些商品会在将来家乐福店里出现。一个庞大无比的采购链，完完全全从零开始搭建。 7 十字路口的商圈这个十字路口的商圈这个“空降兵空降兵”的落点注定是的落点注定是十字路口，因为十字路口，因为CarrefourCarrefour的法文意思就是十字路口，的法文意思就是十字路口，而家乐福的选址也不折不扣地体现这一个标准而家乐福的选址也不折不扣地体现这一个标准所有的路都开在了路口，巨大的招牌所有的路都开在了路口，巨大的招牌500500米开外都米开外都可以看得一清二楚。而一个投

4、资几千万的店，当然可以看得一清二楚。而一个投资几千万的店，当然不会是拍脑袋想出的店址，其背后精密和复杂的计不会是拍脑袋想出的店址，其背后精密和复杂的计算，常令行业外的人士大吃一惊。根据经典的零售算，常令行业外的人士大吃一惊。根据经典的零售学理论，一个大卖场的选址需要经过几个方面的详学理论，一个大卖场的选址需要经过几个方面的详细测算：细测算：第一就是商圈内的人口消费能力。第一就是商圈内的人口消费能力。第二需对这些区域进行进一步细化调查。第二需对这些区域进行进一步细化调查。第二就是需要研究这片区域内的城市交通和周边的商圈的竞第二就是需要研究这片区域内的城市交通和周边的商圈的竞争情况。争情况。8选址

5、主要应考虑以下因素选址主要应考虑以下因素选址因素选址因素基础设施状况自然环境因素系统内部因素其他因素经营环境因素影响因素的权衡9一项在全球范围内对许多制造业企业所作的调查表明，企业认为下列5组因素（每一组中又可分为若干因素）是进行设施选址时必须考虑的： （1）劳动力条件； （2）与市场的接近程度； （3）生活质量； （4）与供应商和资源的接近程度； （5）与其它企业设施的相对位置。由此可见，制造业企业在进行设施选址时，要更多地考虑地区因素，而对于服务业来说，由于服务项目难以运输到远处，那些需要与顾客直接接触的服务业企业的服务质量的提高有赖于对最终市场的接近与分散程度，设施必须靠近顾客群。 10

6、物流结点选址影响因素物流结点选址影响因素 影响物流结点选址的因素很多，在进行设计时需要考虑的主要因素为：区域经济发展背景资料。社会经济发展规划，产业布局，工业、农业、商业、住宅布局规划；交通运输网及物流设施现状。交通运输干线、多式联运小转站、货运站、港口、机场布局现状；城市规划。城市人口增长率，产业结构与布局，物流中心选址不合适，往往会在主干线通道上造成交通阻塞、运距过长造成能源浪费、车辆空载率高、调度困难等问题；环境保护与社会可持续发展。在规划物流中心时应充分注意到环境保护和社会可持续发展问题，不仅涉及到城市交通阻塞、物流中心选址，而且涉及到筹资组建与运营以及运输经营集约化等综合问题。11物

7、流物流结结点的选址基本要求点的选址基本要求靠近综合交通枢纽 靠近工业区或者大型专业市场城市边缘或者近郊城镇 发达的道路网络支撑城市物流系统布局理论模型城市物流系统布局理论模型12物流结点选址布局规划的流程（物流结点选址布局规划的流程（1）物流需求分析及预测物流需求分析及预测物流系统功能定位及分解物流系统功能定位及分解物流系统结构物流系统结构选址方法和模型选址方法和模型布局优化布局优化可行方案可行方案综合评价综合评价给出最终方案给出最终方案选址优化问题选址优化问题框架初设问题框架初设问题方案评价问题方案评价问题调整调整13物流结点选址布局规划的流程（物流结点选址布局规划的流程（2）框架初设 设计

8、一个物流系统的初始框架：在物流系统需求分析和预测的前提下，对物流系统的功能进行定位和分解，从而确定物流的初始系统结构，即给出系统的层次、节点最大设定数目和系统基本功能。选址优化 也是整个布局规划的关键问题，由选址和流量分配构成。优化规划一般对选址和流量分配同时进行。进行完布局方案优化后有一个到第一步的物流系统结构的反馈过程，即对物流系统初始结构的一个调整过程。方案评价 即对所有备选方案进行综合评价，确定最终方案。 14物流物流结结点选址布局的方法点选址布局的方法定性分析法定量法1、解析法2、最优化规划法3、启发式方法4、仿真方法5、综合因素评价法15解析法选址解析法选址解析方法就是指用函数公式

9、计算的方法，来确定物流中心的选址，通常是指重心方法选址。这种方法把运输成本表达为运输需求量、距离以及时间的函数，根据距离、需求量、时间或三者的结合，用代数方法来求解物流中心的坐标。重心法是连续模型，即其选址点是一定区域内的连续坐标。解析方法考虑影响因素较少，模型简单，主要适用于单个配送中心选址问题。对于复杂的选址问题，解析方法往往难以求解，通常需要借助其他更为综合的分析技术。16最优化规划选址最优化规划选址最优化规划方法就是用运筹学的理论方法，在许多可用的选择中挑选出一个最优方案。最优化规划问题的关键是构造目标函数和选择约束条件，即把选址影响因素（自变量因子）的相关关系找出来。最优化方法是一种

10、离散模型，即对有限的备选点进行优化组合。最优化规划方法中的线性规划及整数规划是目前应用最为广泛的选址方法。最优化规划方法的优点是它属于精确式算法，能获得精确最优解。不足之处主要在于对一些复杂情况很难建立合适的规划模型，或者模型太复杂，难以得到最优解。17启发式规划选址启发式规划选址启发式方法是一种逐次逼近最优解的方法，大部分在20世纪50年代末期以60年代期间被开发出来。当复杂的线性规划或者非线性规划难以用运筹学中的方法原理进行求解时，启发式方法发挥了巨大的作用。启发式方法与最优规划方法的最大不同是它不是精确式算法，不能保证给出的解决方案是最优的，但只要方法得当，能够使获得的可行解与最优解是非

11、常接近的，而且启发式算法相对最优规划方法计算简单，求解速度快。因此启发式方法是规划技术中非常实用的方法。 18仿真法选址仿真法选址仿真方法是试图通过模型重现某一系统的行为或活动，而不必实地去建造并运转一个系统。在选址问题中,仿真技术可以使分析者通过反复改变和组合各种参数，多次试行来评价不同的选址方案；还可进行动态模拟。 仿真方法可描述多方面的影响因素，因此具有较强的实用价值，常用来求解较大型问题。仿真方法的不足主要在于仿真方法不能提出初始方案, 只能通过对各已存在的备选方案进行评价，从中找出最优方案。所以在运用这项技术时必须首先借助其他技术找出各初始方案，而且预定初始方案的好坏会对最终决策结果

12、产生很大影响。19综合因素评价法综合因素评价法综合因素评价法是一种全面考虑各种影响因素，并根据各影响因素重要性的不同赋予权重赋予权重，对方案进行评价、打分，以找出最优的选址方案。综合因素评价法可以综合考虑各方面因素，包括量综合考虑各方面因素，包括量化和非量化因素，化和非量化因素，（非量化因素也可通过打分来量化），适用范围广。不足之处在于打分和赋权过程中存在人为因素，同时的人往往得出不同的结果。第二节第二节 物流物流结结点的选址模型点的选址模型知识要点：选址问题类型；选址问题特点；单设施选址模型；多设施选址模型21一、选址问题类型一、选址问题类型 按设施对象划分按设施对象划分不同的物流设施其功能

13、不同，选址时所考虑的因素也不不同的物流设施其功能不同，选址时所考虑的因素也不相同；在决定设施定位的因素中，通常某一个因素会比相同；在决定设施定位的因素中，通常某一个因素会比其他因素更重要：其他因素更重要：工厂和仓库选址工厂和仓库选址经济因素；经济因素；服务设施（医院、银行等）选址服务设施（医院、银行等）选址容易到达；容易到达；零售选址零售选址地点因素；地点因素；按设施的数量划分按设施的数量划分单一设施选址：单一设施选址： 运输成本是首要考虑的因素。运输成本是首要考虑的因素。多设施选址：需综合考虑竞争力，设施之间需求的分配，多设施选址：需综合考虑竞争力，设施之间需求的分配，集中库存的效果，设施成

14、本等。集中库存的效果，设施成本等。按选择的离散程度划分按选择的离散程度划分连续选址法（连续选址法（Continuous Location MethodsContinuous Location Methods）：考察一个连续空间）：考察一个连续空间中所有可能的点，并选择其中最优的一个。中所有可能的点，并选择其中最优的一个。离散选址法（离散选址法（Discrete Location MethodsDiscrete Location Methods）：在一系列可能方案中）：在一系列可能方案中作出选择。实践中更常用，主要针对多设施选址。作出选择。实践中更常用，主要针对多设施选址。按数据的集成程度按数据

15、的集成程度粗精度：精度有限，只能将设施定位于某个较大的地理范围内。粗精度：精度有限，只能将设施定位于某个较大的地理范围内。细精度：如场地选址法，适用于零售业选址、城市内选址和对工厂、细精度：如场地选址法，适用于零售业选址、城市内选址和对工厂、仓库的最终位置进行决策。仓库的最终位置进行决策。按时间维度划分按时间维度划分静态方法：以某一时期的数据为基础进行选址静态方法：以某一时期的数据为基础进行选址动态方法：跨越多年，用于多个阶段选址规划的方法。动态方法：跨越多年，用于多个阶段选址规划的方法。2223二、物流结点选址问题及特点二、物流结点选址问题及特点 1.确定选址问题确定选址问题 在建立一个选址

16、模型之前，需首先确定以下几个问题： (1)选址的对象是什么? (2)选址的目标是怎样的? (3)选址的目标函数是什么? (4)有什么样的一些约束? 根据以上这些不同的问题，选址模型可以分为相应的类型，不同的类型将建立不同的数学模型，进而选择相应的算法进行求解。这样，就可以得到该选址问题的方案。 2.选址问题特点选址问题特点 在选址问题的研究中，Mark s.Daskin总结了五个特点：（1）选址决策是研究不同层次的人类组织的选址问题，从个人、家庭到公司、政府机构甚至是国际机构。（2）选址决策是一个战略决策，需要考虑长期的资金利用和经济效益。（3）选址决策还涵盖了经济的外延含义，包括污染、交通拥

17、挤和经济潜力等。（4）由于大多数选址问题是NP-HARD问题，很难求得选址模型的最优解，特别是大型问题。（5）选址问题都有相应的应用背景，模型的结构（目标函数、变量和约束）由相应的应用背景决定。243.选址问题中的距离计算选址问题中的距离计算直线距离折线距离22)()(jijiEijyyxxdjijiRijyyxxd xj xi yj yi O x 折线距离（折线距离（ dij） 直线距离（直线距离（ dij） y 终点终点 三、物流结点选址模型三、物流结点选址模型（一）（一） 单一物流结点的选址模型单一物流结点的选址模型单个物流结点选址是指在规划区域内设置唯一物流设施的选址问题。1重心模型(

18、Gravity Method)典型的问题描述如下：现计划修建一座仓库，为一系列需求地 供货，已知每个需求地 的需求量 ，先假设运输费用与货物重量和距离成正比，即到各点的运输单价是一样的，问仓库应选在何处才能使总运输费用最少？(x,y)(xi,yi)DiniiiiyyxxDyxC122)()(),(min数学模型：数学模型：为了得到精确重心的数学公式或算法，将上式中为了得到精确重心的数学公式或算法，将上式中 对对 和和 求偏导，并令其为零后得到：求偏导，并令其为零后得到：),(yxCxyniiiniiiidDdxDx11niiiniiiidDdyDy11其中其中22)()(yyxxdiii精确重

19、心法的一个迭代的方法：精确重心法的一个迭代的方法：（1 1）首先令）首先令 ， （2 2）计算）计算 （3 3）计算：）计算： ， （4 4）重复（）重复（2 2）、（）、（3 3）直至）直至 和和 的变化足够小。的变化足够小。niiniiiDxDx11niiniiiDyDy1122) () (yyxxdiiiniiiniiiidDdxDx11niiiniiiidDdyDy11x y 30例 地区有四个产品需求地，需求地的坐标、需求量和运输费用率如表所示，拟建一个配送中心，为这四个需求地进行产品配送，试找出最佳选址点。需求地编号需求地坐标运输费用率（千元/T.km）需求量Wj（T）12342，

20、211，310，84，95555232.5131求解迭代法求解（1）计算初始坐标为：X0.Y0=（8.5802，5.0950）（2）初始位置到各点的距离 ： P0Pi1234di7.273.203.236.02(3)求解多次迭代坐标，并计算运输费用。 编程计算结果： 32求解迭代次数配送中心选址坐标运输费用（千元）18.9497，5.1322190.184229.0951，501229190.016539.1506，5.1019189.986649.1734，5.0821189.978259.1842，5.0668189.974769.1902，5.0556189.973479.1939，5.

21、0477189.972489.1963，5.0422189.97212.交叉中值模型(Cross Median)例 一个报刊连锁公司想在一个地区开设一个新的报刊零售点，主要的服务对象是附近的5个住宿小区的居民，他们是新开设报刊零售点的主要顾客源。图的笛卡儿坐标系确切地表达了这些需求点的位置，表是各个需求点对值的权重。这里，权重代表每个月潜在的顾客需求总量，基本可以用每个小区中的总的居民数量来近似。经理希望通过这些信息来确定一个合适的报刊零售点的位置，要求每个月顾客到报刊零售点所行走的距离总和为最小。解答：解答：需求点沿 轴的位置从左到右516=6426+3=9136+3+1=103425从右到

22、左257=7347+3=10134251i36需求点沿 轴的位置从上到下556=6446+3=9336+3+3=122211从下到上111=1221+7=8331+7+3=114455i 综合考虑 x、y 方向的影响，于是最后可能的地址为A、B之间的一条线段(见右图)。 下表对A、B两个位置的加权距离进行了比较。从比较的结果可以看到，它们直接的加权距离是完全相等的。也就是说，可以根据实际情况，选址A、B之间的任何一点。38（二）多物流结点选址模型（二）多物流结点选址模型1.单品种选址模型（混合整数规划模型）问题描述：从一组候选的地点中选择若干个位置作为物流设施网点(如配送中心)，使得从已知若干

23、个资源点(如工厂)，经过这几个设施网点(配送中心)，向若干个客户运送同一种产品时总的物流布局成本(或运输成本)为最小。如图所示。 39 混合整数规划法混合整数规划法物流节点选址费用构成（1）建设费用建设费用主要包括土地费用和建造费用，一般不同选址的建造费用差别相对教小，主要考虑土地费用。（2）运营费用对物流节点来说主要包括运输费用、储存费用、公共事业费和人员工资等，一般前两种是关系选址的主要考虑费用。40模型假设模型假设 以下模型的共同基本假设：（1）系统中货源点和客户的位置以及各点的供应量量、和 需求量都是已知的；（2）备选点的位置、最大容量是已知的；（3）运输费用率是已知的，并且运输费用为

24、线性函数；（4）各备选节点的基建费用是已知的。 以下模型中的公共参数和变量： （1）c是各节点间的运输费用率； （2）x、y分别各节点间的运量； （3）a、b分别为需求点的总需求量和供给点的总供给量；41网络抽象总费用中考虑建设投资 对于新建网络，一次性投资费用占较大比例，因此混合整数规划法中考虑了建设费用。jkiykjxkjzij源点源点物流节点物流节点需求点需求点42模型：模型：S.T 是设施的一次性建设费用； 是备选节点k的中转费用率；M最多可选的节点数 qknikikkknimjijijqkmjkjkjqknikikixcPzcycxcF11111111)min（Mkkzyxqkyxm

25、jbzyniazxkkijjkikmjkjniikjniijqkkjimjijqkik点未被选中点被选中，010,212121111111kPkc节点到需求点节点到需求点配送费用配送费用源点到节点源点到节点运输费用运输费用源点到需求源点到需求点直送费用点直送费用节点建设节点建设费用费用节点的中转节点的中转费用费用2.2.服务设施选址服务设施选址 (1)集合覆盖模型，用最小数量的设施去覆盖所有的需求点。 (2)最大覆盖模型，在给定数量的设施下，覆盖尽可能多的需 求点。例 在某区域需规划建设若干个农贸市场为将来该区9个主要居民点提供服务。除第6居民点外，其他各点均有建设市场的条件，如图所示。已知市

26、场的最大服务半径为3km，为保护该区域的环境，希望尽可少地建造农贸市场。问应如何规划？1297865432222333334441113.P中值模型中值模型指在一个给定数量和位置的需求集合和一个候选设施位置的集合下，分别为p个设施找到合适的位置并指派每个需求点到一个特定的设施，使之达到在工厂和需求点之间的运输费用最低？ 需求点 设施候选点 P=3 P P中值模型贪婪取走算法：中值模型贪婪取走算法：第一步：令当前选中设施点数 k=m，即将所有 m个候选位置 都选中。第二步：将每个客户指派给 k个设施点中距离最近的一个设施点。求出总运输费用 Z。第三步：若k=p ，输出设施点及各客户的指派结果，停

27、止；否则，转第四步。第四步：从k 个设施候选点中确定一个取走点，满足：假如将它取走并将它的客户指派给其他的最近设施点后，总费用增加量最小。第五步：从候选点集合中删去取走点，令 k=k-1，转第二步。51第三节第三节 物流（配送）中心设施布局设计物流（配送）中心设施布局设计一、一、 物流（配送）中心设计内容物流（配送）中心设计内容1经营定位确定2流通渠道分析3网点数量及布局4服务水平确定5实行系统整合6.物流配送中心设计目标 7.基本设计条件的确定8.配送中心系统设计的程序52二、物流（配送）规划设计资料的分析1. 物流（配送）的规划设计资料物流（配送）的规划设计资料配送中心的规划设计要素就是影

28、响配送中心系统设计的基础数据和背景资料，主要包括如下几个方面： EEntry：指配送的对象或客户IItem：指配送货品的种类QQuantity：指配送货品的数量或库存量RRoute：指配送的通路SService：指物流服务水平TTime：指物流的交货时间CCost：指配送货品的价值或建造的预算 532. 规划资料的分析 （1） 物品特性分析（2） 储运单位分析（3） EIQ分析EIQ分析就是利用E、I、Q 这三个物流关键要素，来研究配送中心的需求特性，为配送中心提供规划依据。日本铃木震先生积极倡导以订单品项数量分析方法来进行配送中心的系统规划，即是从客户订单的品项、数量与订购次数等出发，进行出货特性的分析。分析的内容包括： 订单量(EQ)分析：单张订单出货数量的分析。 订货品项数(EN)分析：单张订单出货品项数的分析。 品项数量(IQ)分析：每单一品项出货总数量的分析。 品项受订次数(IK)分析：每单一品项出货次数的分析。（4） 订单变动趋势分析54三、 物流（配送）中心内部布局设计物流配送中心布置设计，首先应在其经营策略与物流功能定位的基础上，分析内部作业区域需求，合理设