物流系统优化第十三章

物流系统优化第十三章第13章

物流系统优化本章要点：物流系统是一个开放的复杂性系统，也是集多项功能为一体的综合性系统。在整个物流系统中，供应商、经销商、制造商、专业的物流公司及各物流节点共同构成一个物流网络，它们之间的关系是密不可分的，这些环节的运作效率和匹配程度是物流系统优化的核心。物流系统的优化可以提升整个物流网络的核心竞争力，进而能够促进产业结构的升级以及相关经济的可持续发展。本章在基于物流系统优化原则上系统地概括了物流节点、仓储系统、运输系统及供应链理论知识和优化的方法。第13章

物流系统优化13.1物流系统优化的基本原则13.2物流节点优化13.2.1影响物流节点设置的因素13.2.2物流节点类型的划分方法13.2.3物流节点优化13.3仓储系统优化13.3.1仓储系统13.3.2仓储系统优化措施13.4运输系统优化13.4.1运输系统13.4.2配送优化13.4.3运输路径优化13.5供应链优化13.5.1供应链优化的概念与流程13.5.2约束理论13.5.3约束理论的应用物流系统优化的基本原则目标（Objectives）设定的目标必须是定量的和可测评的模型（Models）模型必须忠实地反映实际的物流过程数据（Data）数据必须准确、及时和全面集成（Integration）系统集成必须全面支持数据的自动传递表述（Delivery）系统优化方法必须以一种便于执行、管理和控制的形式来表述物流系统优化的基本原则算法（Algorithms）算法必须灵活地利用独特的问题结构计算（Computing）计算平台必须具有足够的容量在可接受的时间段内给出优化方案人员（People）负责物流系统优化的人员必须具备支持建模、数据收集和优化方案所需的领导和技术专长过程（Process）商务过程必须支持优化并具有持续的改进能力回报（ROI）投资回报必须是可以证实的，必须考虑技术、人员和操作的总成本物流节点优化流通仓库包装装卸储备仓库保管配送中心配货流通加工分货中心分货流通加工在整个物流网络系统的轮转过程中，物流功能中的一些功能要素如包装、装卸、保管、分货、配货、流通加工等都是在节点上完成的。物流节点是物流网络中连接物流线路的连接之处，它是整个物流网络能够运行起来的连接点，因此它的作用是至关重要的。影响物流节点设置的因素根据城市物流现状作为规划依据统一规划城市物流节点充分考虑经济效益和社会效益依据实际情况合理设置物流节点根据城市物流现状作为规划依据城市物流发展的现状分析以及物流量的定性和定量预测是城市进行物流节点规划的重要依据。城市是否需要建设物流节点，建多大规模的物流节点，建在什么地方更加合适，需要完成什么样的功能等等，这些都需要建立在对现状和未来准确客观分析的基础上。此外，还应当在总物流量预测的基础上客观地进行分货种、分地区、分运输方式、分行业等的物流量分析和适站量分析。统一规划城市物流节点物流节点的规划应当纳入城市的整体规划。这不仅指纳入基础设施的规划，还应当纳入城市整体信息平台的发展规划，构建集成的物流信息系统。此外，还应考虑绿化、生态、美观等因素，使其建设符合城市地面空间布局的一致性和合理性，尽可能降低其对城市生活的干扰。同时，规划是建立在对未来一段时间预测的基础上的，在吸引大量企业入驻的同时，必须要考虑将来的可持续发展，为工业企业扩张和发展留有余地。充分考虑经济效益和社会效益物流节点建设不可避免的会对当地的经济和生活带来一定的影响，因此，在规划之初应当重视社会效益分析，包括对城市交通量的影响，提高城市货车实载率带来的收益，提高物流企业运营效率节约的成本和对城市经济发展作出的贡献等，其目的是根据该项目所在地国民经济与社会发展的现状，综合评价规划项目的社会合理性，为项目的决策提供科学依据。此外，通过合理的选择盈利模式进行经济效益分析，确定营运期成本费用和相关收入，评价该项目投入运营之后盈利能力和抗风险能力，明确该项目在财务上的建设可行性。依据实际情况合理设置物流节点准确定位并合理设计功能，是决定物流节点能否盈利和有效管理的关键，这是物流节点规划中最难的一步。准确的定位对于物流节点的建设、布局以及设施设备的选购具有指导作用，可以有效的避免资金浪费，发挥市场服务规模效应、提高中转效率，并更有可能吸引到用户。合理的设计功能不仅包括地面上的布局和提供哪些基础服务，还应当结合城市企业发展的现状，考虑提供哪些增值服务，这可以充分的发挥基础设施的技术和管理集成优势，确定行之有效的盈利模式，从而构建出一个协调的城市物流网络系统。物流节点类型的划分方法节点物流需求水平节点物流需求水平指市场对各种不同种类及服务水平的物流业务的现实或未来需求的程度，包括市场成熟度和市场成长性两个方面。节点物流供给能力节点物流供给能力指由物流节点内部现实条件和所属区域周边环境与未来发展所决定的对不同物流服务需求所能提供的供给能力和服务水平，包括现实供给服务能力和未来供给服务能力。物流节点四种基本类型辅助型节点主导型节点排除型节点潜力型节点根据物流节点需求水平和物流节点供给服务能力两大标准的不同组合状态划分物流节点四种基本类型主导型节点是节点需求水平及节点供给服务能力都很强，近期应进行节点规划、建设，应加大投入、全力发展的节点。辅助型节点是节点有一定供给服务能力，但现实需求水平和未来需求水平受限，节点只有与其它节点功能相匹配才发挥其功能。潜力型节点是节点未来物流需求水平强而现实供给服务能力较弱，但具有较大发展潜力，有可能随着节点供给能力的加强而演化为主导型节点，而当其需求水平弱化时，也可能转变为辅助型或排除型节点。排除型节点是节点现实和未来物流需求水平及供给服务能力均很弱，此类节点应属于放弃建设发展的节点。物流节点优化物流节点优化物流节点选址问题的提出选址中应当考虑的因素节点选址问题的分析及变量设置选址问题模型的建立物流节点选址问题的提出物流网络体系城市的道路网和物流终端的空间形态和空间分布在一段时间内是稳定的，而作为物流中转的中间节点——物流节点的空间分布和规模结构极大地左右着城市物流网络中货物运输的交通需求。节点优化商品先运送到城市的物流节点，然后根据各零售商业的需求信息以及道路拥挤状况分批分期地给予集中配送。为了使成本在各方面制约条件得到满足的情况下得到最小化，决策者必须考虑节点的选址问题并对其进行优化。选址中应当考虑的因素充分考虑大型企业较为集中的地方，或者通过一定的行政措施或优惠政策，吸引企业集中在此，从而利于缩短运距、整合资源和技术。节点的布局应靠近城市主要进出口要道，尤其是高速公路的进出口。充分利用现有交通条件。要远离城市的中心，减少城市交通的拥堵和对城市建筑美观的影响，尽可能减少对城市人民生活的影响。充分考虑现有的基础设施，尤其是尽量利用已有仓储用地及设施。节点选址问题的变量设置我们选择m个基地，n个备选物流节点以及p个需求节点，并且我们对选择的物流节点的总数限制为N。下面设定决策变量以及对模型参数进行说明：分别表示供应基地k到物流节点i的运输量和单位运输成本分别表示物流节点i到需求节点j的运输量和单位运输成本为供应基地k的供应量为需求节点j的需求量节点选址问题的变量设置为第i个物流节点的固定费用为第i个物流节点的可变成本系数为第i个物流节点的流量为第i个物流节点的最大容量限制为0-1变量，等于0表示第i个配送中心未被选中，等于1表示第i个配送中心被选中选址问题模型的建立对物流节点选址问题进行优化的目标是使总成本最小，建立物流节点的可变成本流量的函数，根据上述决策变量可建立目标函数以及约束条件如下：运输量要满足在供应范围之内需求量要满足在可运输量范围之内物流节点的进出流量平衡物流节点的容量限制物流节点的个数限制仓储系统仓储是现代物流的一个重要组成部分，在物流系统中起着至关重要的作用，是厂商研究和规划的重点。高效合理的仓储可以帮助厂商加快物资流动的速度，降低成本，保障生产的顺利进行，并可以实现对资源有效控制和管理。在提高服务水平，降低库存，节约时间，成本最小化的压力下，仓储在物流系统中越来越重要。仓储系统优化措施仓储系统的布局设计仓储系统布局是顶层设计，也是物流系统设计的核心。库存最优控制库存的最优控制部分是确定仓库的商业模式的，即要（根据上一层设计的要求）确定本仓库的管理目标和管理模式。仓储作业操作仓储作业的操作是最为基础的部分，也是所有WMS最具有共性的部分。这部分内容不仅要根据上一层确定的控制目标和管理模式落实为操作流程，还要与众多的专用仓储设备自动控制系统相衔接，所以是技术上最复杂的部分。运输系统在整个物流大系统中，物流运输系统就像人身体之中的血液一样不断的传递着各方所需物资。现代运输工具的不断改进与提高，使得现代物流中的运输观念，已经不是平常意义上的运输，它所涉及的范围已经延伸到企业生产经营活动的大部分领域，从现实意义上来看它已经形成了一个系统。运输流程简图产地物流中心配送中心零售商物流中心配送中心零售商配送的一般业务流程配送决策与优化方法模型假设及构建决策变量针对具体的多回路配送问题，我们规定每个需求客户被访问的次数是唯一的并将某一地区的配送网络设置为：G=（V,A）配送网络中的节点组合配送网络中各运输路线的集合配送中心中运输车辆的容量任意两节点之间的距离节点处的商品需求量表示运输车辆的集合构建数学模型通过对多回路配送问题的分析我们建立目标函数使得运输距离为最短：对上述目标函数首先要满足每个客户只能被访问一次，也就是每个需求节点只能由一个车辆提供配送服务，约束条件如下：构建数学模型每个车辆必须离开已经进入过的节点，并且对每个车辆的承载量有所限制：在配送过程中我们要限制每个车辆最多利用一次，则约束条件为：在运输过程中，有一部分路径不经过配送中心

，则有：最短路径法整个运输过程中将不同的路径划分成多个阶段，恰当的选取节点的位置，将整个运输问题转化成一族同类型的子问题，然后逐个做出选择。在求解的过程中，先从边界条件开始，也就是首先从起点开始，沿着不同的路径逐段寻优。在每一段做出选择的时候都要应用前一端路径所做出的选择，然后递推到终点。最短路径法要求把当前要做出选择的路径与后面要做出的选择分开来，但是要把各段的效益结合起来考虑，因此这是一种考虑整个路径最优的方法。最短路径算例最短路径算例在起点A处，也就是在路径的选择刚开始是K=0，此时有：这是边界条件选择B节点在k=1时，这时开始选择第一段路径，则有：最短路径算例选择C节点选择C节点选择B节点在k=2时，对第二段路径进行选择，有：在k=3时，对第三段路径进行选择，有：选择E节点选择F节点最短路径算例选择H节点在k=4时，对第四段路径进行选择，有：由以上计算可得最小费用为393，如在只考虑费用的条件下最佳路径为：产销平衡问题的运输路径选择在物流运输系统中，如果运输起点或配送中心的商品数量恰好能够满足运输终点的需求我们就成这种情况为产销平衡，这就是运筹学中所研究的传统的运输问题。在产销平衡问题的运输过程中，由于含有多个运输起点和运输终点并且各起点与各终点之间的配送主要是基于费用最小化的原则，这样就给与了决策者一定的空间来安排运输路径。产销平衡问题算例假设有m个运输起点供给量分别为假设有n个运输终点需求量分别运送单位货物的费用为由起点i运送的终点j的货物数量产销平衡问题算例目标函数是使总的运输费用最低，则建立数学模型如下：约束条件为：各运输起点运送给某一运输终点的数量之和等于该运输终点的需求量某运输起点运送往各运输终点的数量之和等于该运输起点的供给量供应链优化的概念与流程优化目标变化矩阵行动方案优化供应链评价优化效果运行或进入新一轮优化优化策略跃进式渐进式创新组织学习型生物化企业诊断识别瓶颈识别潜力创新机制激励机制协商机制约束理论强度小强度中等强度大根据物理学原理，我们知道一条链子的强度等于这条链子中最薄弱环节的强度，这意味着最弱的环节往往也是最强的，因为它蕴含着使整个链条脱节的巨大能量。所以，应该全面考虑整套供应链的竞争优势。生产管理中的约束理论（theoryofconstraints,TOC）对供应链优化有很好的借鉴价值。应用约束理论对约束性作业的辨别约束理论从生产作业运营速度的角度，将原材料和外购部件转化为最终产品并被送到消费者手中的整个过程，区分为约束性作业和非约束性作业两部分。约束性作业就是那些制约生产并使其小于市场需求，从而影响完工效益的作业。那些不影响企业完工效益的生产、分销作业则是非约束性的。应用约束理论对约束性作业的辨别约束性作业的辨别有赖于成本管理会计人员、生产部门经理和工程师们的协同工作，通常可借助生产流程网络图来进行，因为网络图直观显示了作业的顺序及每项作业所用的时间。如下图所示：该企业的约束性作业是：作业2和作业5。处理约束理论的决策方法定义和处理约束理论的决策方法统称为思维流程，思维流程是约束理论的