物流系统分析第四章ppt课件

1、物流节点选址模型与方法 北京交通大学经济管理学院何为物流节点选址？物流节点选址通常也称为物流设备选址，是指在一个具有假设干供应点及假设干需求点的经济区域内，选一个地址设置物流设备的规划过程。较佳的物流节点选址方案是使商品经过物流节点的聚集、中转、分发，直至保送到需求点的全过程的效益最好。 物流节点选址方法物流节点选址涉及的问题比较多，其中定量化分析是其中的重要内容，本章在分析物流节点选址的程序和步骤的根底上，重点对几种定量化方法进展讨论。这些方法包括：整数规划方法、重心法、鲍摩-瓦尔夫模型方法、物流节点选址方法的改良模型、基于遗传算法的物流节点选址规划方法等。 第一节 物流设备选址问题 物流设

2、备选址问题的类型 设备选址问题的特点物流设备选址问题例如 物流设备选址问题的类型 目前己构成了多种选址方法，按选择的离散程度大致可分为延续选址模型(Continuous Location Models)与离散选址模型(Discrete Location Models)两类。 延续选址模型以为可以调查一个延续空间内一切能够的点，并选择其中最优的一个或多个，其代表性的方法是重心法(Centroid Method)。离散选址模型那么是指在一系列能够方案中做出选择，这些方案事先曾经过了合理性分析，代表性模型有鲍摩-瓦尔夫Baumo1wolfe模型、B1son模型和奎汉哈姆勃兹提出的Kuehn Hamh

3、urger模型等。 物流设备选址问题的类型从选址目的来看，物流设备选址有三种根本类型和综合型。三种根本类型分别是：本钱最小化类型、效力最优化类型和物流量最大化类型。 除了这三种根本类型外，对于有些物流工程，单独思索本钱、效力和物流量尚不能满足投资决策者的需求，这时能够要综合思索多方面的目的来进展物流设备选址，这时较多采用多目的决策的方法。 设备选址问题的特点1 选址决策是研讨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。 选址决策是一个战略决策，需求思索长期的资金利用和经济效益。对于私营设备，选址决策直接影响到公司在市场上的竞争实力；对于公用设备，选址决策会影响到提

4、供公用效力的效率和公众享用公用效力的公平性。 设备选址问题的特点2选址决策还涵盖了经济的外延含义。包括污染、交通拥堵和经济开展潜力等。 由于大多数选址问题是 NPhard 问题，很难求得选址模型的最优解，特别是大型问题。 选址问题都有相应的运用背景，模型的构造目的函数、变量和约束由相应的运用背景决议。没有一个通用的模型可以处理一切的选址问题。物流设备选址问题例如 1知A村每年产粮食50吨，B村40吨，C村60吨，D村20吨，E村70吨，F村90吨。问该粮库应建在哪一个村子，使各村送粮食最方便？ AFEDCB2781361364物流设备选址问题例如2显然，这个问题寻求最优化的原那么是坚持一切各村

5、运输总量吨公里最小，在此根底上尽能够使得各村运输量比较平衡。最直观的求解方法就是分别计算出在6个备选地点建粮库所对应的总运量，然后选择总运量最小的备选地点建粮库。可先采用Floyd算法计算图中恣意两点间的最短路，然后再计算对应的总运输量，如表4-1和表4-2。经过计算计算过程略，读者可以本人练习，在D村建立粮库是最正确选择。如需知道其它各村将粮食运往粮库D村的运输途径，只需记录Floyd算法计算过程中最短路的途径即可。 各产地到粮库的运量 产地粮库位置ABCDEF总运量A0803601405609902130B10002401004208101670C3001600201404501070D3

6、50200600703601040E4002401202002701050F5503603008021001500产量504060207090选址问题小结经过这一例子可以看出，选址问题就是根据一定的给定条件，在满足要求的前提下选择最优方案。 小规模、复杂性较低的选址问题普通比较益处理，大规模、复杂性较高、约束条件较多的选址问题，采用枚举法是行不通的。对于延续型选址问题，更是无法采用枚举法来求得最优解。当然，还有很多项选择址问题尚没有找到很好的求解方法，也就是说，求解准确最优解能够只是一种奢望，对于这类问题，采用启发式算法寻求称心解是较好的选择。 第二节 物流设备选址的程序和步骤 选址约束条件分

7、析搜集整理资料地址挑选定量分析结果评价复查和确定选址结果 选址约束条件分析 需求条件运输条件配送效力的条件用地条件法规制度流通职能条件其他 搜集整理资料 对业务量和消费本钱进展正确的分析和判别 掌握业务量 掌握费用 其它 地址挑选 在对所获得的上述资料进展充分的整理和分析，思索各种要素的影响并对需求进展预测后，就可以初步确定选址范围，即确定初始候选地点。 定量分析 针对不同情况选用不同的模型进展计算，得出结果。如对多个物流设备进展选址时，可采用奎汉哈姆勃兹模型、鲍摩-瓦尔夫模型、CELP法等；假设是对单一物流设备进展选址，可采用重心法等。 结果评价 结合市场顺应性、土地购置、效力质量等条件对计

8、算所得结果进展评价，看其能否具有现实意义及可行性。 复查 分析其它影响要素对计算结果的相对影响程度，分别赋予它们一定的权重，采用加权法对计算结果进展复查。假设复查经过，那么原计算结果即为最终结果；假设复查发现原计算结果不适用，那么前往第三步继续计算，直至得到最终结果为止。 确定选址结果 在用加权法复查经过后，那么计算所得的结果即可作为最终的计算结果。但是所得解不一定为最优解，能够只是符合条件的称心解。 选址的本卷须知 选址固然重要，但选址又非常困难，其缘由有三方面。 选址要素相互矛盾。不同要素的相对重要性很难确定和度量。 判别的规范会随时间变化而变化，如今以为是好的选址，过几年就不一定是好的了

9、。 因此，可以说选址问题包含的环节多、难度大。大中城市的物流设备应采用集中与分散相结合的方式选址；在中小城镇中，因物流设备的数目有限且不宜过于分散，故宜选择独立地段；在河道江较多的城镇，商品集散大多利用水运，物流设备可选择沿河江地段。该当引起留意的是，城镇要防止将那些占地面积较大的综合性物流设备放在城镇中心地带，以防止给城市带来交通不便和环境污染。 不同类型物流设备选址本卷须知 转运型物流设备大多运营倒装、转载或短期储存的周转类商品，大都运用多式联运方式，因此普通应设置在城市边缘地域的交通便利的地段，以方便转运和减少短途运输。 贮藏型物流设备主要运营国家或所在地域的中、长期贮藏物品，普通应设置

10、在城镇边缘或城市郊区的独立地段，且具备直接而方便的水陆运输条件。 综合型物流设备运营的商品种类繁多，根据商品类别和物流量选择在不同的地段。例如与居民生活关系亲密的生活型物流设备，假设物流量不大又没有环境污染问题，可选择接近效力对象的地段，但应具备方便的交通运输条件。 第三节 整数规划选址方法 0-1整数规划方法选址问题的提出引入0-1变量的实践问题 用0-1变量建立规划模型的思绪与技巧 隐枚举法 混合整数规划选址例如 0-1整数规划方法选址问题的提出所谓选址问题，就是从s个候选库址中选取一个最正确地址建库，使物流费用到达最低。 0-1整数规划方法选址问题的提出设Cij表示从Ai到Dj的每单位运

11、输量的运输本钱；djk表示从Dj到Bk的每单位运输量的运输本钱。引进变量：X(Xl，X2，Xs) 。其中那么选址问题表述为：引入0-1变量的实践问题 相互排斥的选址工程 某公司拟在地域的东、西、南三区建立存储点，拟议中有7个位置Aii=1，2，7可供选择。规定：在东区，由A1，A2，A3三个点中至多项选择两个；在西区，由A4，A5两个点中至少选一个；在南区，由A6，A7两个点中至少选一个。如选用Ai点，设备投资估计为bi元，每年可获利润估计为ci元，但投资总额不能超越B元。问应选择哪几个点可使年利润为最大?引入0-1变量的实践问题解题时先引入0-1变量xii=1，2，7，令于是问题可列成：用0

12、-1变量建模的思绪与技巧 在一组J个相互排斥的事件中，至多只能选择一个事件 假设只是在选择事件l 的情况下，才思索能否选择事件k 问题只需满足两个约束之一即可在p个约束条件中至少要满足k个约束条件 有界变量的整数规划与0-1规划的等价性问题 隐枚举法 方法之一是设置目的函数的过滤值其根本原理是：对于当前欲检验的点，假设其目的函数值比知的某个可行点的目的值差，那么这个当前点就没有必要去检验能否是可行点。也就是说，事先找到一个可行点，以其目的函数值作为过滤值，对其它未检验的点，首先计算其目的函数值，假设比过滤值差，那么不再检验其可行性；假设目的函数值优于过滤值，那么进一步检验其可行性，假设不是可行

13、点，那么放弃该点，假设是可行点那么记下该点为当前最优点，并以其目的函数值作为新的过滤值，再对其他未检验点进展检验。这样，就可减少大量的计算量。隐枚举法方法之二是对原问题的目的函数尤其是当目的函数是线性时，效果更好及约束条件进展适当的调整处置，找出目的函数值增大或减少的规律，以减少大量任务量。 混合整数规划选址例如 某集团公司思索消费一种童衣系列。童衣产品将由工厂运至配送中心，再由配送中心将产品运至分销店。该集团有5家工厂备选工厂可消费这类童衣，有3家配送中心备选配送中心可以配送童衣产品，有4家分销店运营童衣产品。这些工厂和配送中心的年度固定本钱如表43。工厂的年消费才干和工厂到各备选配送中心的

14、单位运价如表44所示。配送中心运至各分销店的运输本钱和各分销店的需求量如表45所示。 表43 工厂与配送中心的固定本钱单位工厂1工厂2工厂3工厂4工厂5配送中心1配送中心2配送中心3年固定成本（元）35 00045 00040 00042 00040 00040 00020 00060 000表44 工厂的年消费才干和工厂到各备选配送中心的单位运价 终点起点运输成本（元/箱）生产能力（箱）配送中心1配送中心2配送中心3工厂1工厂2工厂3工厂4工厂58007008005007001 0005006006006001 200700500700500300200300200400表45 配送中心运至

15、各分销店的运输本钱和各分销店的需求量终点起点运输成本（元/箱）分销店1分销店2分销店3分销店4配送中心1配送中心2配送中心3407080804030906050508060需求量（箱）200300150250Zmin=T1*(800*X11*S1+1000*X12*S2+1200*X13*S3)+T2*(700*X21*S1+500*X22*S2+700*X23*S3)+T3*(800*X31*S1+600*X32*S2+500*X33*S3)+T4*(500*X41*S1+600*X42*S2+700*X43*S3)+T5*(700*X51*S1+600*X52*S2+500*X53*S3)

16、+S1*(40*Y11+80*Y12+90*Y13+50*Y14)+S2*(70*Y21+40*Y22+60*Y23+80*Y24)+S3*(80*Y31+30*Y32+50*Y33+60*Y34)+35000*T1+45000*T2+40000*T3+42000*T4+40000*T5+40000*S1+20000*S2+60000*S3 Zmin=T1*(800*X11*S1+1000*X12*S2+1200*X13*S3)+T2*(700*X21*S1+500*X22*S2+700*X23*S3)+T3*(800*X31*S1+600*X32*S2+500*X33*S3)+T4*(500

17、*X41*S1+600*X42*S2+700*X43*S3)+T5*(700*X51*S1+600*X52*S2+500*X53*S3)+S1*(40*Y11+80*Y12+90*Y13+50*Y14)+S2*(70*Y21+40*Y22+60*Y23+80*Y24)+S3*(80*Y31+30*Y32+50*Y33+60*Y34)+35000*T1+45000*T2+40000*T3+42000*T4+40000*T5+40000*S1+20000*S2+60000*S3 混合整数规划选址例如EXCEL中的规划求解可得结果：工厂3向配送中心3供货300箱，工厂4向配送中心1供货200箱，工厂

18、5向配送中心3供货400箱；配送中心1向分销店1供货200箱，配送中心3向分销店2供货300箱、向分销店3供货150箱、向分销店4供货250箱。即最优方案为：运用工厂3、4、5，配送中心1、3，最小总本钱为711500元。第四节 延续选址模型 交叉中值模型 重心法模型 重心法的迭代计算步骤 重心法的优缺陷 重心法选址例如 交叉中值模型交叉中值模型(Cross Median)是用来处理延续点选址问题的一种非常有效的模型，它是利用城市间隔进展计算。经过交叉中值的方法可以对单一的选址问题在一个平面上的加权的城市间隔进展最小化。其相应的目的函数为：重心法模型 重心法是一种模拟方法。这种方法将物流系统中

19、的需求点和资源点看成是分布在某一平面范围内的物流系统，各点的需求量和资源量分别看成是物体的分量，物体系统的重心作为物流网点的最正确设置点，利用求物体系统重心的方法来确定物流网点的位置。如图4-4所示，设有n个货物需求点，它们各自的坐标是xj ，yj(j=1，2，3，n)，物流设备的坐标是x，y， hj为从物流设备到需求点j的发送费率即单位吨公里的发送费，wj为从物流设备向需求点j的发送量。 重心法模型根据求平面中物体系统重心的方法那么有： 整理后可得近似解：重心法模型因式中还含有dj，即还含有要求的未知数x和y，而要从两式的右边完全消去x和y，计算起来很复杂。因此采用迭代法来进展计算。重心法的

20、迭代计算步骤 重心法的迭代计算步骤由上述过程可知，运用迭代法的关键是给出物流设备的初始地点 。 普通的做法是将各零售店之间的重心点作为初始地点故叫重心法；也可采用任选初始地点的方法；还可以根据各零售店的位置和商品的需求量的分布情况选取初始地点。初始地点的选取方法可以不同。 重心法的优缺陷 求解物流设备最正确地址的模型，有离散型模型和延续型模型两种，重心法模型是延续型模型。相对于离散型模型来说，在这种模型中，物流设备地点的选择是不加特定限制的，有自在选择的优点。重心法模型的自在度过多也是一个缺陷。由于由迭代法计算求得的最正确地点实践上往往很难找到，有的地点很能够在河流湖泊上或街道中间等。此外，迭

21、代计算量较大虽然逻辑上并不复杂，这也是延续型模型的缺陷之一。重心法选址模型的更大弊病还在于，模型中将运输间隔用坐标两点间的直线间隔来表示，并以为运输费用是两点间直线间隔的函数，这与实践情况有较大的差距，在实践运用过程中需求加以修正，这样才干较好地反映问题本身的特点。 重心法选址例如 假设物流设备选址范围内有5个需求点，其坐标、需求量和运输费率如表所示。现要设置一个物流设备，问物流设备的最正确位置为何处？ 需求点坐标需求量（wj）运输费率（hj）综合权重A（3，8）20000.51000B（8，2）30000.51500C（2，5）25000.751875D（6，4）10000.75750E（8

22、，8）15000.751125重心法选址例如迭代次数xkyk总运费05.160000500298015.0376915.05659221431.21581024.9902595.03142621427.11040434.9661365.03167121426.14054244.9509285.03676621425.686792594.9101105.05767721425.136231604.9101105.05767721425.136231第五节 鲍摩-瓦尔夫模型选址方法 鲍摩-瓦尔夫模型的建立 鲍摩-瓦尔夫模型的计算方法 鲍摩-瓦尔夫模型的优缺陷 鲍摩-瓦尔夫

23、模型例如 两级物流设备的选址模型及其特点 鲍摩-瓦尔夫模型的建立cij-从工厂i 到配送中心j每单位运量的运输费；hjk-从配送中心j向用户k发送单位运量的发送费；cijk-从工厂i经过配送中心j向用户k发送单位运量的运费，即cijk= cij+hjk ；xijk-从工厂i经过配送中心j向用户k运送的运量；Wj-经过配送中心j的运量，即Wj= ；vj-配送中心j的单位运量的可变费用；Fj-配送中心j的固定费用与其规模无关的固定费用。 鲍摩-瓦尔夫模型的计算方法 初始解：使费用函数 为最小时， 就为初始解 二次解：求得使费用函数 为最小时， 就成为二次解 n次解：使费用函数 为最小时， 是n次解

24、最优解：把n-1次解的配送中心的经过量 和n次解的配送中心经过量 进展比较，假设完全相等，就停顿计算；假设不等，再反复继续计算。也就是说，当 = 时， 为最优解。 鲍摩-瓦尔夫模型的优缺陷 模型的优点计算比较简单；能评价流经过程的总费用运费、保管费和发送费之和；能求解配送中心的经过量，即决议配送中心规模的根据；不仅确定了哪些配送中心需求建立，而且确定了该配送中心效力的上游和下游对象，货物调运数量和调运方向都可同时确定；根据配送中心可变费用的特点，可以采用大批量进货的方式。 鲍摩-瓦尔夫模型的优缺陷模型的缺陷 由于采用的是逐次逼近法，所以，不能保证必然会得到最优解。此外，由于选择备选地点的方法不

25、同，有时，求出的最优解中能够出现配送中心数目较多的情况。也就是说，还能够有配送中心数更少、总费用更小的解存在。因此，必需仔细研讨所求得的解能否为最优解。配送中心的固定费用没在所得的解中反映出来。鲍摩-瓦尔夫模型例如 某市有两家企业，用户分布在8个地方，方案建立仓库的备选地点为5个。假设仓库建立费用为固定值且很小，可以不予思索。这时应建立哪一个仓库最适宜? 将该企业消费才干和用户的需求量以及相互间的单位运输费用见 教材。鲍摩-瓦尔夫模型例如工厂与用户间的最小运输费率工厂(i)用户(k)工厂生产能力12345678112181013101311114021715111011816850用户需求量1

26、0101015515101590注：表中圆圈内数字表示所经过的仓库序号，下同。鲍摩-瓦尔夫模型例如初始解调运对象和调运量工厂(i)用户(k)工厂生产能力123456781101051054021015151050用户需求量10101015515101590注：表中圆圈内数字表示所经过的仓库序号，空格处表示不发生调运，下同。鲍摩-瓦尔夫模型例如初始解对应的仓库货物经过量 、仓库变动费用和仓库变动费用率仓库（j）12345货物通过量（wj）201552525仓库的变动费用336310168400350仓库的变动费用率8.410.316.887鲍摩-瓦尔夫模型例如工厂与用户间的最小运输费率工厂(i)

27、用户(k)工厂生产能力12345678120.42518.42020.42221.321.3402242218172116241650用户需求量10101015515101590鲍摩-瓦尔夫模型例如二次解调运对象和调运量工厂(i)用户(k)工厂生产能力12345678110510510402515151550用户需求量10101015515101590鲍摩-瓦尔夫模型例如二次解解对应的仓库货物经过量 、仓库变动费用和仓库变动费用率仓库（j）12345货物通过量（wj）251003025仓库的变动费用3752530438350仓库的变动费用率7.512.6无穷大7.37鲍摩-瓦尔夫模型例如工厂与

28、用户间的最小运输费率工厂(i)用户(k)工厂生产能力12345678119.52517.52019.521.323.621.34022422181720.315.323.315.350用户需求量10101015515101590鲍摩-瓦尔夫模型例如三次解调运对象和调运量工厂(i)用户(k)工厂生产能力12345678110510510402515151550用户需求量10101015515101590鲍摩-瓦尔夫模型例如三次解解对应的仓库货物经过量 、仓库变动费用和仓库变动费用率仓库（j）12345货物通过量（wj）251003025仓库的变动费用3752530438350仓库的变动费用率7.

29、512.6无穷大7.37鲍摩-瓦尔夫模型例如由于 ，故而计算终了。本问题最优方案为建立第1、2、4、5号仓库，详细货物调运方案如表15所示。此时，运输费用为945货币单位，仓库变动费用为1416货币单位，总费用为2361货币单位。 两级物流设备的选址模型及其特点 在物流设备选址的实践过程中，结合现有的选址方法，在一定区域内，针对客户众多且较分散，配送间隔过远，直接配送本钱较高等情况，可以综合思索重心法和鲍摩瓦尔夫模型方法，分两个步骤建立模型。 求解各小型物流设备地址的模型可按鲍摩-瓦尔夫模型例如建立模型。对于中央物流设备的选址模型，可采用重心法。 两级物流设备的选址模型及其特点这个改良模型除具

30、有鲍摩瓦尔夫法和重心法的优点还具有如下优点：中央物流设备可有较大库存量，其它各小型物流设备也可以有一定量的库存量，但数量较小，这样既便于一致进货，又便于对整个配送系统的库存商品进展管理；对处于中央物流设备和其它各小型物流设备之间的客户来说，既可由小型物流设备向它们配送货物，又可直接由中央物流设备进展配送，与只需一个物流设备且单靠其车辆来回往返于各客户之间的配送方式相比，这样就大大提高了配送效率，节约了配送费用，并有能够完成较大的业务量。改良模型的缺陷：得到的结果是称心解而能够不是最优解。第六节 基于层次分析法的选址方法 某企业拟建立物流中心，备选地点有1，2，8共8个。为了评价这8个备选点的优

31、劣，首先根据企业建立此物流中心的目的拟定了评价目的。评价思索要素包括自然环境、交通运输、运营环境、候选地块和公共设备五个方面。 基于层次分析法的选址方法物流中心选址评价要素和评价规范考虑因素评价标准自然环境气象条件温度、湿度、风力、降水、日照等气象因素适中地质条件符合建筑承载力要求水文条件远离泛滥的河流地形条件要求地形坡度平缓，适宜建筑交通运输中心位置距离高速路出口的距离要求距离最短经营环境周边企业状况要求周边环境和谐，企业密度适中候选地块面积考虑近期及远景规划，要求面积不宜过小形状要求形状尽量规则，以矩形为宜周边干线要求路况好地价地价适中公共设施供水、电、热、气、通讯、道路公共设施便利，符合

32、标准基于层次分析法的选址方法物流中心选址三级目的模型第一级指标第二级指标第三级指标自然环境（F1）气象条件（S11）地质条件（S12）水文条件（S13）地形条件（S14）交通运输（F2）经营环境（F3）候选地块（F4）面积（S41）形状（S42）周边干线（S43）地价（S44）公共设施（F5）三供（S51）供水（T511）供电（T512）供气（T513）废物处理（S52）排水（T521）固体废物处理（T522）通讯（S53）道路设施（S54）基于层次分析法的选址方法判别矩阵ST 判别矩阵FS 针对选址目的的判别矩阵 基于层次分析法的选址方法物流中心选址三级目的模型的权重分配第一级指标第二级指标

33、第三级指标自然环境（F1）（0.076）气象条件（S11）（0.25）地质条件（S12）（0.25）水文条件（S13）（0.25）地形条件（S14）（0.25）交通运输（F2）（0.139）经营环境（F3）（0.506）候选地块（F4）（0.139）面积（S41）（0.450）形状（S42）（0.083）周边干线（S43）（0.277）地价（S44）（0.190）公共设施（F5）（0.139）三供（S51）（0.283）供水（T511）（13）供电（T512）（13）供气（T513）（13）废物处理（S52）（0.095）排水（T521）（0.75）固体废物处理（T522）（0.25）通讯（S

34、53）（0.119）道路设施（S54）（0.503）基于层次分析法的选址方法备选地点评分表备选点因素12345678气象条件9185879879606095地质条件9381938761619587水文条件8882948864619591地形条件9083948963719591交通运输9590909460919594经营环境9090879587657461面积6095609595959595形状6069929287748995周边干线9569938560609478地价7560809384846080供水6071776082956576供电6071706080956576供气9190939195

35、938189排水9290939195938189固体废物处理8787647195617465通讯8194896065959589道路设施9060926060846581基于层次分析法的选址方法B=87.3， 85.3， 86.2， 89.8， 78.8， 73.9， 79.3， 74.9。由此可见，1号备选点综合得分为87.3，2号备选点综合得分为85.3，3号备选点综合得分为86.2，4号备选点综合得分为89.8，5号备选点综合得分为78.8，6号备选点综合得分为73.9，7号备选点综合得分为79.3，8号备选点综合得分为74.9。因此，8个备选点从优到劣排序为：4、1、3、2、7、5、8、6。也就是说，假设企业只建立一个物流中心，宜选择4号备选点，如建立两个物流中心，宜选择4