第3-6物流网络系统

1、CH2 物流网络系统第一节 物流系统网络的含义与组成要素物流系统网络的含义物流网络的组成要素一、物流系统网络的含义物流系统网络是物流系统的空间网络结构，是物流活动的载体。它是指货物从供应地到需求地的整个流通渠道的结构。包括物流节点的类型、数量与位置，节点所服务的相应客户群体，节点的连接方式以及货物在节点之间空间转移的运输方式等。二、物流系统网络的组成要素运输方式铁路运输、公路运输、水路运输、航空运输、管道运输、多式联运物流节点物流系统中货物从供应地到需求地流动过程中经过停靠的地方制造商、供应商、零售商、仓库、配送中心、物流中心等三、物流节点的种类转运型物流节点储存性物流节点流通性物流节点（一）

2、转运型物流节点转运型物流节点是以连接不同运输方式或相同运输方式为主要功能的物流节点，是处于运输线路上的中转节点公路货运站；铁路货运站；公铁联运站；港口；水陆联运站；空运转运站；综合转运站（二）储存型物流节点储存型物流节点是以存放货物为主要职能的物流节点按照仓库的使用对象和权限分类：自有仓库、营业仓库、公共仓库按照仓库结构和构造分类：平房仓库、楼房仓库（楼库）、高层货架仓库/立体仓库、罐式仓库、散装仓库按照仓库的技术处理方式和保管方式分类：普通仓库、冷藏仓库、恒温仓库、危险品仓库。（三）流通型物流节点流通型物流节点是以组织物流快速流转为主要职能的物流节点。流通型仓库、集货中心、分货中心、加工中心

3、、配送中心、物流中心、物流园区第二节 物流网络结构模式物流网络基本形式直送网络结构模式利用“送奶路线”的直送网络结构模式通过配送中心中转的物流网络模式通过配送中心使用“送奶路线”配送与集货的物流网络模式多枢纽节点的LD-CED网络模式单一枢纽站纯轴辐式网络模式单一枢纽站复合轴辐式网络模式多枢纽站单一分派轴辐式网络模式多枢纽站分派轴辐式网络模式一、物流网络基本形式直送模式中转模式供应地需求地图1-a 物流网络的典型结构直送模式供应地需求地图1-b 物流网络的典型结构中转模式中转节点二、直送网络结构模式优势：环节少、简单易行、运输时间短；局限性：需求足够大，则有效；需求量过小，则成本过高；三、利用

4、“送奶路线”的直送网络结构模式这种网络结构模式是通过一辆卡车（或其它运输工具）把一个供应地的货物直接向多个需求地运送，或者由一辆卡车从多个供应地装载一个需求地的货物，再直接运送。优势：无需中转仓库，成本低四、通过配送中心中转的物流网络模式在这种物流网络结构模式中，供应地的货物不是直接运送到需求地，而是先运到配送中心中转后，再运到需求地。这种物流网络模式中，其核心集中表现在：收集（collection）、交换（exchange）和发送（delivery），简称CED模式。供应地需求地图3 通过配送中心的运送模式配送中心供应地需求地图4 配送中心使用“送奶路线”配送的物流网络配送中心五、通过配送中

5、心使用“送奶路线”配送与集货的物流网络模式六、多枢纽节点的LD-CED网络模式这种网络模式是采用“物流中心+配送中心”的模式，也就是“Logistics centerDistribution center）（简称LD）。厂商物流中心物流中心配送中心客户图5 多枢纽节点的LD-CED网络六、多枢纽节点的LD-CED网络模式七、单一枢纽站纯轴辐式网络模式hubandspoke网络结构是通过中转进行双向运输的网络结构，是干线运输与地方支线运输相结合的网络。单一枢纽站纯轴辐式网络是由若干站点和一个枢纽站点组成。枢纽站站点站点站点站点站点站点图6 单一枢纽站纯轴辐式网络结构模式双向物流运输收货、送货站点

6、转运中心（枢纽站）单一枢纽站纯轴辐式网络系统中的运输组织工作方式：第一个运输阶段：收货站点收集（pick up）其服务区内货主的货物（这一过程简称集货）并把货物运送到相应的站点（depots）。第二个运输阶段：不同的站点将收集的目的地不是本站服务区的货物选择合适的主输方式运到转运中心转运。第三个运输阶段：将来自于不同站点的货物按照去向的不同在转运中心处进行分装组合。在工作时间内，选择合适的运输方式将货物运送至相应的送货站点。 第四个运输阶段：送货站点把货物递送至收货客户，从而完成整个货物的运输过程。一般来讲，集货与递送货物的工作往往合二为一，收获站点与送货站点也合二为一。双向物流运输收货、送货

7、站点转运中心（枢纽站）枢纽站站点站点站点站点站点集货/递送图7 单一枢纽纯轴辐式网络货物组织方式发货人或收货人八、单一枢纽站复合轴幅式网络模式在单一枢纽复合轴幅式网络模式中，货物的运输可以直接由发送站点运至收货站点，而不通过转运中心或枢纽站的转运。枢纽站站点站点站点站点站点站点图8 单一枢纽站复合轴辐式网络模式双向物流运输收货、送货站点转运中心（枢纽站）九、多枢纽站单一分派轴辐式网络模式在多枢纽站单一分派轴辐式网络模式中，收、发货站点必须唯一地与其中一个枢纽站连接，所有出发和到达的货物，也必须在其所对应的枢纽站进行处理。站点图9 多枢纽站单一分派轴辐式网络双向物流运输收货、送货站点转运中心（枢

8、纽站）枢纽站枢纽站站点站点站点站点站点站点站点枢纽站组织方式： 第一个运输阶段：收货站点收集其服务区内货主的货物，并把货物运送到相应的站点。第二个运输阶段：不同的站点将收集的目的地不是本站服务区的货物选择合适的输方式运到相对应的唯一分派的枢纽站。 第三个运输阶段：将来自于不同站点（本服务区域内）和其他枢纽站的货物按照去向的不同在枢纽站处进行分类组合。如果货物是其他枢纽站服务区域内的，则选择合适的运输方式将其在枢纽站间转运。 第四个运输阶段：对本枢纽站服务区域内的货物，也选择合适的运输方式将其运送至相应的送货站点。 第五个运输阶段：送货站点把货物递送至收货客户，从而完成整个货物的运输过程。一般来

9、讲，集货与递送货物的工作往往合二为一，收货站点与送货站点也合二为一。主要干线运输、干线运输、本地运输枢纽站站点站点站点站点站点图10 多枢纽站单一分派轴辐式网络的物流组织方式双向物流运输收货、送货站点转运中心（枢纽站）发货人或收货人枢纽站枢纽站站点十、多枢纽站多分派轴辐式网络模式多枢纽站多分派轴辐式网络模式允许收货站点或发货站点与多个枢纽站相连，收发货站点可以根据实际情况选择与其连接的枢纽站。枢纽站站点站点站点站点站点图11 多枢纽站多分派轴辐式网络模式双向物流运输收货、送货站点转运中心（枢纽站）发货人或收货人枢纽站枢纽站站点站点站点站点第三节 物流网络规划设计原则与影响因素一、设计原则按经济

10、区域建立网络以城市为中心布局网络以厂商集聚形成网络 建设信息化的物流网络二、影响因素二、影响因素产品数量、种类；供应地和需求地客户的地理分布；第一区域的顾客对每种产品的需求量； 运输成本和费率；运输时间、订货周期、订单满足率； 仓储成本和费率；采购或制造成本；产品的运输批量；物流节点的成本；订单的频率、批量、季节波动；订单处理成本与发生这些成本的物流环节； 顾客服务水平；在服务能力限制范围内设备和设施的可用性。3. 物流网络规划物流网络规划：物流节点类型物流节点数量物流节点选址物流运输方式物流网络规划因素战略竞争客户运营成本6个仓库、8个分销商的物流网络WH2WH1WH6WH3WH4WH5V1

11、V2V3V4V5V6V7V8引入配送中心可以大大减少分销的复杂性WH2WH1WH6WH3WH4WH5V1V2V3V4V5V6V7V8D1D2物流网络规划方法图表分析或经验寻优：简单数学计算、图表分析适于简单网络，快速、基本符合要求；模拟仿真软件适合复杂的设计和检验评估具体的方案数学规划：建模优化、软件计算寻找最优方案物流网络规划所需的数据顾客服务需要和企业目标地理位置顾客、零售商、仓库、配送中心、制造商和供应商产品类型、数量、特殊运输要求顾客需求量每个地区内，对每种产品的年需求量运输成本每种运输方式的运输费率仓库成本人工成本、保管成本和固定成本订单处理成本选址问题的分类按目标分：不同的目标考虑

12、的因素重要性不同工厂和仓库经济因素；服务设施（医院、银行等）容易到达；零售地点因素；Wal-Mart创始人山姆说“连锁超市成功的关键有3个条件，那就是选址、选址、还是选址”连锁店选址的5件事：对于人流量调查结果的分析有效客流量；对竞争对手的分析估计销售潜力、制定有效策略；地理位置方便顾客；成本的核算考虑零售店之间、零售店与配送中心之间的距离，充分发挥规模经济效益；交通状况在车站下方，避免在道路狭窄、停车场小、车流过大的地方等。例子1：在备选方案w1,w2中进行配送中心选址一个产品，两个工厂，两个备选仓库，三个零售店工厂生产能力P1无限P260000顾客顾客需求C150000C2100000C3

13、50000仓库P1P2C1C2C3W104345W252212生产能力市场需求物流成本工厂零售店仓库无限能力P1P260000W1W20542C1C2C33452125000050000100000经验寻优法（1）应用规则：配送中心选址选择配送成本最小的配送中心来满足每个市场P1P2C1C2C3W100000W2140000600005000010000050000P1P2C1C2C3W104345W252212物流成本解决方案总成本 = 2*50000+1*100000+2*50000+2*60000+5*140000 = 1120000经验寻优法（2）应用规则：配送线路规划已有两个配送中心

14、w1，w2，选择总运输成本最低的配送线路和配送量最优方案路线总成本P1-W1-C13P1-W2-C17P2-W1-C17P2-W2-C14路线总成本P1-W1-C24P1-W2-C26P2-W1-C38P2-W2-C23路线总成本P1-W1-C35P1-W2-C37P2-W1-C39P2-W2-C34P1P2C1C2C3W15000005000000W290000060000010000050000解决方案总成本 = 3*50000+5*900000+2*60000+1*100000+2*50000 = 920000数学规划法的解决方案利用线性规划的方法特点确定目标函数确定限制条件应用专门软件

15、求解Microsoft Excel线性规划软件lingoMatlab适合数据量适中的问题解决方案与数学模式有关错的模式，错的结果适合静态的方案 某公司有两个生产工厂，两个工厂的产品分别送往五个下游零售客户处。设计两个工厂的运输方案，使得两个工厂送达消费者的运输成本最低。运输成本 (单位产品)与运输能力、需求约束Customer 1Customer 2Customer 3Customer 4Customer 5最大运量Factory 1$1.75 $2.25 $1.50 $2.00 $1.50 60,000Factory 2$2.00 $2.50 $2.50 $1.50 $1.00 60,000

16、市场需求30,00023,00015,00032,00016,000选址规划：某冰淇淋公司准备在一城市建立冰淇淋配送点，该城有4个地区，现有4个可选位置，每个位置对各地区的覆盖情况和费用见下表：例子1覆盖位置1位置2位置3位置4地区A111地区B1地区C1地区D11费用350400300380问题：能够覆盖整个城市的建设成本最小方案。都市保健医院想在它所在的大城市周边地区建立紧急救护服务中心，为此要进行选址。选址工作的目标是使所有病人开车到急救室的时间不超过10分钟。下标列出的是病人开车到各备选地点花费的时间。例子2从周边地区123456A0515252515B502030155C152001

17、02515D25301001020E2515251009F155152090问题：最少需要几个急救室，各位于什么地方？俄亥俄信托公司希望在俄亥俄西北部20个县进行选址，该地区还没有首席业务处（Principal Place of Business PPB).根据俄亥俄州的银行法，如果金融企业在任何一个县设立PPB，就可以在该县及比邻的县设立分支机构。俄亥俄信托公司想知道在哪些县设立PPB会使其数量最少？俄亥俄西北部的20个县如下图所示。例子3线性规划问题基本理论及方法数学模型：有三个要素组成：决策变量：一组定值代表所给问题的一个具体解决方案。一般要求其非负。约束条件：反映所给问题的客观限制及完

18、成任务的具体要求，一般表示为一组决策变量的线性等式或不等式。目标函数：问题所要达到的目标。一般表示为决策变量的线性函数，取最大值或最小值。线性规划问题基本理论及方法建模步骤：确定决策变量：根据决策问题，确定x=(x1,x2,x3,xn)找出约束条件：找出所有的限制条件，写出其表达式。明确目标函数：写出目标函数的最大值（或最小值）。线性规划问题基本理论及方法S.t55例：某工厂生产两种新产品：门和窗。经测算，每生产一扇门需要在车间1加工1小时、在车间3加工3小时；每生产一扇窗需要在车间2和车间3各加工2小时。而车间1每周可用于生产这两种新产品的时间为4小时、车间2为12小时、车间3为18小时。已

19、知每扇门的利润为300元，每扇窗的利润为500元。根据市场调查得到的这两种新产品的市场需求状况可以确定，按当前的定价可确保所有的新产品均能销售出去。线性规划问题基本理论及方法车间单位产品的生产时间（小时）每周可获得的生产时间（小时）门窗11042021233218单位利润（元）300500问题： 该工厂如何安排这两种新产品的每周生产计划，才能使总利润最大？57例2：美克制造公司的劳动力分配问题： 美克制造公司生产三种产品，每单位产品的利润分别为100元、90元和95元。每个产品都要经过4个车间加工。假定每个车间的工人总工时是给定的，每单位产品在各车间需要的工时见表。决定三种产品的生产数量。车间

20、单位产品需要工时（小时）总可用工时（小时）产品1产品2产品311.00.81.2280020.30.40.4180030.91.20.6390040.80.40.32800单位利润（元）100909558一、生产计划问题例3：某工厂生产甲、乙、丙三种产品，都要经过铸造、机加工和装配三个车间。甲、乙两种产品的铸件可以外包协作，也可自行生产，但产品丙必须在本厂铸造才能保证质量。数据见表。问：公司为了获得最大利润，甲、乙、丙三种产品应各生产多少件？甲、乙两种产品的铸件应由本公司铸造和由外包协作各多少件?59产品甲产品乙产品丙工时限制单件铸造工时（小时）51078000单件机加工工时（小时）64812

21、000单件装配工时（小时）32210000自产铸件成本（元/件）354外协铸件成本（元/件）56-机加工成本（元/件）213装配成本（元/件）322产品售价（元/件）23181660例：某物流公司根据公司的发展规划，需要建设一个仓库。仓库可以在A1，A2，A3，A4这四个地点中选择。由于各地点的具体条件不同，建设费用以及建成后仓库的吞吐量也不同。Wj表示在地点Ai建仓库后的吞吐量大小，ai表示在地点Ai建仓库的费用(i=1,2,3,4)。仓库建好后可以向B1，B2，B3，B4，B5这五个地点配送物质； bj表示Bj的需求量(j=1,2,3,4,5) 。cij表示从Ai到Bj的单位运费。在满足各

22、个配送点的条件下，如何选择仓库地点，使建设费用及运费的总和为最小 (只要求建立该问题的数学模型)。解：设Xij表示由Ai供应Bj的物质数量，并设该问题的数学模型为： ai=300, 400, 380, 410Wj=1000, 2000, 1800, 2200Cij25251434423433551567用Excel做物流网络规划建立表格规划目标规划变量约束条件规划求解目标单元格（必须包含函数或公式）可变单元格（试算值，用逗号分隔多个可变区域）约束（int/bin）选项设置（非负、线性等）模拟仿真方法根据实情建立一个计算机模型可以很复杂计算机反复模拟生成结果特点比较接近现实开发时间长可用于方案比

23、较计算机模型参数方案结果物流节点选址方法(1)重心法（P431,例13.1）特点：适于单个物流节点选址，仅考虑运输成本目标函数多次迭代求得最优解公式（吨-公里-中心）K直线距离物流量运输费率物流节点数量与成本关系节点数量库存成本运输成本平方根法则：物流网络系统中如果库存点（仓库）的数量减少n倍，平均的安全库存量就会下降n的平方根倍。成本总成本固定成本订单成本/采购成本物流节点选址方法(2)运输规划/混合整数规划（P439，例13.5）适用：多物流节点选址求解节点数量节点位置注意：需要考虑哪些条件运输成本固定成本（建设、人力等成本）库存成本订单处理/采购成本仓储能力限制物流节点选址方法(3)定性

24、方法：可以考虑更多的因素，但在对于量化指标的评价准确性上显得不足。代表性方法：德尔菲法（Delphi）层次分析法（AHP）模糊综合评价法德尔菲法（1）组成专家小组。确定专家人数的多少（20）（2）向所有专家提出所要预测的问题及有关要求，并为专家提供所需要的资料。（3）各个专家根据他们所收到的材料，提出自己的意见（4）将各位专家第一次判断意见汇总，列成图表，进行对比，再分发给各位专家，让专家比较自己同他人的不同意见，修改自己的意见和判断（5）将所有专家的修改意见收集起来，汇总，再次分发给各位专家，做第二次修改。重复进行这一过程，直到每一个专家不再改变自己的意见为止。（3-4轮）（6）对专家的意见

25、进行综合处理。层次分析法（AHP）20世纪70年代中期由美国运筹学家T.L.Saaty正式提出。它是一种定性和定量相结合的、系统化、层次化的分析方法。合理地将定性与定量的决策结合起来，按照思维、心理的规律把决策过程层次化、数量化。层次分析法的步骤和方法 运用层次分析法构造系统模型时，大体可以分为以下四个步骤： 1. 建立层次结构模型 2. 构造判断(成对比较)矩阵 3. 层次单排序及其一致性检验 4. 层次总排序及决策方案评分1. 建立层次结构模型 将决策的目标、考虑的因素（决策准则）和决策对象按它们之间的相互关系分为最高层、中间层和最低层，绘出层次结构图。 最高层：决策的目的、要解决的问题。

26、 最低层：决策时的备选方案。 中间层：考虑的因素、决策的准则。 对于相邻的两层，称高层为目标层，低层为因素层。目标层O(选择旅游地)P2黄山P1桂林P3北戴河准则层方案层C3居住C1景色C2费用C4饮食C5旅途例：选择旅游地如何在3个目的地中按照景色、费用、居住条件等因素选择.层次分析法所要解决的问题是关于最低层对最高层的相对权重问题，按此相对权重可以对最低层中的各种方案、措施进行排序，从而在不同的方案中作出选择或形成选择方案的原则。2. 构造判断(成对比较)矩阵一致矩阵法（Saaty等），构造判断矩阵：不把所有因素放在一起比较，而是两两相互比较采用相对尺度，以尽可能减少性质不同的诸因素相互比

27、较的困难，以提高准确度。心理学家认为成对比较的因素不宜超过9个，即每层不要超过9个因素。判断矩阵是表示本层所有因素针对上一层某一个因素的相对重要性的比较。判断矩阵的元素aij用Saaty的19标度方法给出。标度含义1表示两个因素相比，具有同样重要性3表示两个因素相比，一个因素比另一个因素稍微重要5表示两个因素相比，一个因素比另一个因素明显重要7表示两个因素相比，一个因素比另一个因素强烈重要9表示两个因素相比，一个因素比另一个因素极端重要2，4，6，8上述两相邻判断的中值倒数因素i与j比较的判断aij，则因素j与i比较的判断aji=1/aij判断矩阵元素aij的标度方法比较各准则C1,C2, ,

28、 Cn对目标O的重要性A成对比较阵A是正互反阵要由A确定C1, , Cn对O的权向量选择旅游地目标层O(选择旅游地)准则层C3居住C1景色C2费用C4饮食C5旅途C1 C2 C3 C4 C5C1C2C3C4C5稍加分析就发现上述成对比较矩阵有问题 成对比较的不一致情况一致比较不一致允许不一致，但要确定不一致的允许范围目标的重要性判断矩阵可能是不一致的。即可能出现A1比A2重要，A2比A3重要，A3又比A1重要这样的判断。如果不一致性在一定的范围以内，判断矩阵还是有效的，不一致性超出一定的范围，判断矩阵的有效性就有问题。线性代数可以证明，判断矩阵的不一致性可以由矩阵的最大特征根max表示，当判断

29、矩阵完全一致时， maxn；不完全一致时， maxn， max越大说明不一致性越严重。单层次分析法的步骤：构造组成目标各元素的重要性两两比较判断矩阵；求解判断矩阵的最大特征根max和相应的特征向量；判断矩阵的一致性检验。如果通过一致性检验，得到的特征向量就是各元素的权重。3. 层次单排序及其一致性检验一致性检验的步骤如下：计算一致性指标C.I.计算平均随机一致性指标R.I. 这个指标是随机产生的不同维数的判断矩阵的特征根的平均值计算一致性比例当C.R.0.1时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的。n12345678910R.I.000.520.891.121.261.361.411.461.49

30、n1112131415R.I.1.521.541.561.581.59最大特征根和特征向量的简化计算 精确计算的复杂和不必要和法取列向量的算术平均列向量归一化求行和归一化精确结果:w=(0.588,0.322,0.090)T, =3.010“选择旅游地”中准则层对目标的权向量及一致性检验准则层对目标的成对比较阵最大特征根=5.073特征向量w =(0.263,0.475,0.055,0.090,0.110)T一致性指标随机一致性指标 RI=1.12 (查表)一致性比率CR=0.018/1.12=0.0160.1通过一致性检验4. 层次总排序及其一致性检验 计算某一层次所有因素对于最高层(总目标)相对重要性的权值，称为层次总排序。这一过程是从最高层次到最低层次依次进行的。对总目标Z的排序为的层次单排序为即 B 层第 i 个因素对总目标的权值为：层的层次总排序为：B层的层次总排序AB当 时，认为层次总排序通过一致性检验。层次总排序具有满意的一致性，否则需要重新调整那些一致性比率高的判断矩阵的元素取值。 到此，根据最下层（决策层）的层次总排序做出最后决策。设