基于o-1模型的物流配送中心选址研究

基于o-1模型的物流配送中心选址研究

1er法、cflp法、baumol-wolfe法、遗传算法研究物流中心的布局方法很多，大致可分为定性和定量方法。定性方法主要是结合AHP(层次分析法)和模糊综合评价法对各方案进行指标评价,找出最优选址。定量方法主要有重心法、运输规划法、Cluster法与CFLP法、Baumol-Wolfe法、遗传算法和0-1混合整数规划法等。Lingo是美国LINDO系统公司开发的一套专门用于求解最优化问题的软包。主要用于求解线性规划问题、二次规划问题、非线性问题和一些线性和非线性方程的求解。Lingo优化软件的最大特色在于可以允许优化模型中决策变量为整数(支持整数规划),而且快捷、准确。同时Lingo还是最优化问题的一种建模语言,其程序使用自己的专用语言编写,普通人难以看懂,为此Lingo又提供其他文件(如文本文档、Excel电子表格、数据库文件等)的接口,易于方便地输入、求解和分析大规模的优化问题。因此Lingo在数学、科研和工业界得到广泛应用。2物流中心的位置模型2.10混合系统规划0-1混合整数规划法的主要优点是它能够把固定成本以最优的方式考虑进去,它是商业选址模型中最受欢迎的方法。用0-1混合整数规划来解决选址模型时,目标是使各种成本费用的总和最小,而用整数变量表示各种选择,用连续变量表示工厂的生产能力、各种资源的分配等,用约束表示物流平衡关系和供需关系等。其主要思想是将每一个备选配送中心(RDC)分别纳入目标函数中看各自对目标函数的影响程度,最后决定是否需要该RDC。2.2物流配送中心选址假设有J个(备选)配送中心可从I个工厂中进货,同时又必须给K个客户提供配送服务,于是商品的供需关系和流动情况将形成了一个完整的物流配送网络结构。工厂和客户的数量和位置是固定的,从J个备选RDC中选出j个RDC,并求出工厂和配送中心、配送中心与客户的供需关系,使总费用最。如图1所示。企业物流配送中心选址问题是在给定某一地区所有备选点的地址集合中选出一定数目的地址建立配送中心,从而建立一系列的配送区域,以实现选出点建立的配送中心与各需求点和工厂(供货点)形成的配送系统总物流费用最小。为了便于建立数学模型,作如下假设:(1)由工厂到配送中心、由配送中心到客户的单位运输价格和运距均已知。(2)各工厂的总生产能力已知;(3)配送中心的容量及个数有限制;(4)各客户的需求量己知;(5)配送中心的固定费用、单位管理费用为已知常数。2.4配送费用t由于配送中心选址中包括多种费用,所涉及的变量不下十个,在配送中心选址模型中说法太多,且很乱,于是下面将对各种费用和所涉及到得变量做以科学的规范:(1)费用界定将与配送中心选址有关的物流环节细分为进货运输、存货仓储、送货配送三个环节,于是费用也就考虑以下三种:从工厂到配送中心的进货运输费用,简称运输费用(Transportationcosts)、从配送中心到客户的送货配送费用,简称配送费用(Distributioncosts)和货物流经配送中心时的仓储费用,其中仓储费用又包括新建配送中心的固定投资费用(Warehousefixedcosts)和保管暂存货物可变仓储费用(Variablewarehousingcosts)。即总费用主要包括运输费用、仓储费用、配送费用三部分。(2)规范变量T:运输费用;D:配送费用;W:仓储费用;Pij:备选区域配送中心Wj向工厂Fi的单位进货费用;Xij:备选区域配送中心Wj向工厂Fi进货数量;Mij:备选区域配送中心Wj到工厂Fi的运距;Qij:备选区域配送中心Wj到客户区Rk单位配送费用;Yij:备选区域配送中心Wj到客户区Rk送货数量;Njk:备选区域配送中心Wj到客户区Rk的运距;Hj:备选区域配送中心Wj单位库存成本;Sj:新建配送中心Wj需要投资的固定费用;Zj:0-1变量,1表示开设配送中心Wj;Aj:是工厂Fi的供应总量;Bj:配送中心Wj的仓储容量;Ck:是客户区Rk的需求量。2.5总费用pijxijzj通过以上对配送中心选址问题的研究,我们结合0-1整数规划建立如下的模型。(1)目标函数:总费用=T+D+W;运输费用:T=Pij×Xij×Uij×Zj;配送费用:D=Qjk×Yjk×VjK×Zj;仓储费用:W=Wi×Wk=HjXijZj+SjZj,即:总费用=PijXijUijZj+HjXijZj+SjZj+QjkYjkVjkZj由上式可得目标函数如下:(2)约束条件:各工厂(Fi)调出的物资总量不应大于其生产、供应能力各配送中心(Wj),其进货量不应大于器仓储能力。各经销商(RK)调运进来的物资总量不应小于其需求总量。对于每一区域配送中心(Wj)由于其既不能成产也不能消耗物资,因此每个区域配送中心调出的物资总量等于调入的物资总量。经过优化后有些被选区域配送中心可能被选中,有些被淘汰,被淘汰的配送中心经过其中转的物资总量为零。当Zj=1时备选配送中心Wj被选中,当Zj=0时备选配送中心Wj未被选中,式中的G是一个相当大的正数。由于Xij是物资调运量是一个非负数,故当Zj=0时,Xij=0表示配送中心Wj未被选中,当Zj=1时,由于GZj为一个相当大的正数,所以Xij为一个有限值,表示Wj。3物流中心的例子3.1配送中心邯运集团的物流网络主要集中在河北省内,其中物资供应地主要有石家庄、沧州、邯郸、唐山、天津、衡水、北京7处;而他要负责给邯郸、唐山、石家庄、邢台、张家口、沧州、保定、秦皇岛、廊坊、衡水、承德11个分销商供货,在整个物流网络中有条件建立配送中心的地区有石家庄、北京、沧州、天津4处。上述问题可简化为,有7个工厂(F1,F2,…F7)对11个分销商或客户(R1,R2,…,R11)进行供货,其间有4个地区(W1,W2,W3,W4)可设配送中心,数据见表1-5。3.2滴水准备程序3.3进程中的操作3.4配送中心之间的运输关系从优化结果中可以看出W1、W2和W3(石家庄、沧州和北京)被选中,于是在W1、W2和W3地区修建配送中心,物资在工厂和配送中心之间的运输关系为:配送中心W1从工厂F1、F3、F4、F6和F7进货,配送中心W2从工厂F2、F5和F7出进货,配送中心W3从工厂F5进货;物资在配送中心和客户之间的配送关系为:客户R1、R3和R4由配送中心W1来负责配送物资,客户R7、R10和R11由配送中心W2来负责配送物资,客户R5、R8、R9和R11由配送中心W3来负责配送物资,如图2所示:4配送中心选址0-1混合整数规划法,由于其处理数据是在整数中进行,运算结果更加符合现实情况,因此0-1混合整数规划法被广泛运用于RDC选址模型中,但有其现实情况中备选RDC的数目较大,不同地区的运输、配送、仓储费用又有较大的差别,这将使模型变的十分的复杂,我们无法再用传统的运筹学方法去解决