设施规划与物流分析讲述

《设施规划与物流分析》管工系曾敏刚3/18/20251第一章设施规划与物流分析的绪论

第二章物流网络规划与场址选择第三章设施布置设计第四章系统化布置与物流分析方法第五章仓储系统设计第六章物料搬运系统设计第七章物料搬运设备的选择第八章物流分析案例《设施规划与物流分析》目录3/18/20252第二章物流网络规划与场址选择物流网络结构网络规划所需数据和建模物流网络规划的定量方法分析设施选址决策3/18/20253物流管理的概念物流管理的定义及其研究内容军事上的后勤管理：对运输和后勤保障资源的计划与执行的科学，包括军用物资调度的设计与开发;军用物资的采购、储存、运送、维护;人员和物资装备储运中心的建设、维修。美国物流管理协会(CouncilofLogisticsManagement)关于物流管理的定义：物流是为了满足顾客需求而进行的对货物、服务及信息从起始地到消费地的流动过程，以及为使能有效、低成本的进行而从事的计划、实施和控制行为。3/18/20254中华人民共和国国家标准《物流术语》

物流logistics

物品从供应地向接收地的实体流动过程。根据实际需要，将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机结合。物流管理logisticsmanagement

为了以最低的物流成本达到用户所满意的服务水平，对物流活动进行的计划、组织、协调与控制。3/18/20255物流网络(LogisticsNetwork)工厂、供应商地区仓库基层仓库客户、需求中心运输成本运输成本库存和仓储成本生产/采购成本库存和仓储成本3/18/20256企业供应链物流系统规划试图回答做什么、何时做和如何做的问题，是围绕企业所涉及的物流活动进行详细设计的过程。

降低成本减少资本改进服务现代企业物流战略规划目标（客户服务确定为一定水平）如何回答？3/18/20257物流战略与企业战略的关系企业经营战略包括哪些内容？包括生产战略、营销战略、研究与开发战略、物流战略等。物流战略已经成为企业经营战略的重点内容之一，为企业长期发展服务，实施相应的战略举措。3/18/20258物流战略与企业战略的关系企业物流战略管理包括哪几个阶段？包括战略规划、战略实施和战略评价与反馈三个阶段。

3/18/20259物流战略管理流程图3/18/202510现代企业物流战略和规划战略层次(StrategicLevel)长期，时间跨度通常超过1年。解决影响企业物流长期发展战略决策等问题。包括物流中心的数量、布局、能力及物流网络中的物流方向等。战术层次(TacticalLevel)中期，时间跨度一般短于1年。按季度或年度更新计划的决策。包括采购和生产计划、库存策略、运输策略等。运作层次(OperationalLevel)短期，每天甚至每小时的物流调度、运输路线的优化、货物装卸等决策问题。3/18/202511企业设计物流战略的框架3/18/202512合理制订物流规划企业经营目标和战略客户服务要求企业物流管理规划一体化物流管理系统的设计总体绩效评价与反馈物流系统设施选址运营战略库存管理信息系统物流搬运运输管理规划与控制组织企业的物流规划流程图

3/18/202513物流规划的主要领域客户服务目标设施选址库存管理运输管理客户服务目标库存管理库存水平库存分布控制方法设施选址设施的数量、规模和位置指定各存储点的供货点自营仓储/公共仓储运输管理运输方式运输路线/时刻表运输批量3/18/2025142、物流规划的基本内容

1）设定客户服务水平和服务成本分析2）物流服务网络设计3）物流管理组织架构和管理模式、管理流程的设计4）库存战略和运输战略设计5）物流信息系统的规划、设计3/18/202515设定客户服务水平和服务成本分析3/18/202516物流网络规划须充分考虑空间和时间两方面的因素空间方面是指为工厂、仓库、零售点等设施选址。时间方面是指保持产品可得性以迎合顾客服务目标，涉及到：库存管理运输管理3/18/202517物流规划的时机当前没有物流系统，需要进行物流网络规划。例如，新企业或产品系列中的新品种。原有的物流系统需要重新规划。物流网络评估和审核的一般准则：需求、客户服务、产品特征、物流成本和定价策略。如何回答？3/18/2025183、企业物流规划的基本原则

1）客户服务驱动原则2）系统总成本最优原则3）多样化分拨原则4）混合战略原则5）延迟原则6）合并原则7）标准化原则3/18/202519物流活动与物流总成本框架模型物流系统的输出是用户服务。要建立物流总成本的概念，向用户提供增值服务。渠道/用户服务水平用户服务产品和服务支持回收处理库存维持成本库存管理包装反向物流批量成本物料管理采购运输成本交通运输仓储成本仓库和储存管理加工厂与仓库地点选择订货及信息处理成本订货处理通讯需求预测/计划3/18/202520举例：物流中心的规划中心运营费输送费用库存维持费受发货处理费配送费物流规模费用总费用最佳物流规模3/18/202521第一节物流网络规划所需数据数据清单数据来源数据编码将数据转化为信息3/18/202522第二节物流网络规划的分析工具图表技术模拟模型优化模型启发式模型专家系统模型3/18/202523第三节物流网络规划的过程物流规划决策的层次物流网络规划的一般步骤物流网络规划的案例3/18/202524物流网络规划的层次数据库物流规划活动计划间隔期网络设计年度总体规划和分配季度/月主生产计划月/周短期调度日常交易处理日常3/18/202525物流网络规划的一般步骤客户服务水平审计组织研究设定标杆网络结构设计渠道设计运输规划设施布置设计3/18/202526物流网络规划的案例家乐福的选址问题（阅读资料）物流中心的规划3/18/202527家乐福(Carrefour)的选址问题Carrefour的法文意思就是十字路口。第一就是区域内的人口消费能力。第二，就是需要研究这片区域内的城市交通和周边区域的竞争情况。3/18/202528

举例：物流中心的规划物流中心建设的发展特点：两极化

集约化、综合化

分散化、个性化整体考虑：物流中心规模、数目、费用综合影响中心运营费输送费用库存维持费受发货处理费配送费物流规模费用总费用最佳物流规模3/18/202529供应链中的物流中心原材料供应商制造商分销商零售商最终用户物流中心3/18/202530物流网络结构(LogisticsNetwork)物流中心i配送中心候选地j客户、需求城市k运输成本配送成本配送中心的仓储费、内部可变费用、固定运营费用等。3/18/202531基本思路配送中心的选择方案，应根据通过配送中心的货品数量的多少来评价和选择。通过求解使总费用最低的运输方案，来确定每个配送中心的通过量，并由此决定配送中心的取舍。3/18/202532优化目标整个网络的优化目标是使总物流成本最低。包括以下几个部分：运输费用配送费用配送中心仓储费、内部可变费用、固定费用3/18/202533物流中心的规划问题i个物流中心，j个地点（候选配送中心），k个用户cij=从i个物流中心到地点j的配送中心所需运输费用;djk=从地点j的配送中心满足用户i需求所需运输费用;vj=在地点j布置配送中心的固定运营费用;wij=用户k对地点j的配送中心的需求量;Q=m个地点的总供货能力;3/18/202534数学模型（考虑运营费用、运输和配送费用）3/18/202535设施选址决策单设施选址多设施选址零售/服务选址3/18/202536设施选址问题的分类按驱动力划分：经济、收入、距离等因素按设施的数量划分：单一和多个按选择的离散程度划分：离散和连续按数据的集成程度（控制计算规模）划分按时间维度划分：静态和动态3/18/202537单设施选址精确重心法：该模型可用于工厂、车站、仓库或零售/服务设施选址。属于静态连续选址模型。选址因素：运输成本（运输费率和运输量）。问题描述：设有一系列点分别代表供给点和需求点，各自有一定量货物需要以一定的运输费率运向位置待定的仓库（或从仓库运出），该仓库如何选址？3/18/202538单设施选址模型目标：使运输总成本最小。minTC=

iViRidiTC——运输总成本；Vi——节点I的运输总量；Ri——待选址设施到节点的运输费率；di——待选址设施到节点的距离。如何回答？3/18/202539单设施选址模型求解（X，Y）——待选址设施的坐标；（Xi，Yi）——已知的供给点和需求点坐标；距离公式di=k[(Xi－X)2+(Yi－Y)2]1/2k——模型中坐标单位与实际空间距离的比例尺；X＝————

iViRiXi/di

iViRi/diY＝————

iViRiYi/di

iViRi/di3/18/202540求解步骤（1）确定已知的供给点和需求点的坐标、运输量及线性运输费率；（2）忽略距离di，根据重心公式求得待选址设施的初始坐标（X0，Y0）；（3）根据第二步求得的（X0，Y0）计算出di;（4）将di代入公式求出修正的（X，Y）；（5）反复迭代计算di，直到（X，Y）的变动满足要求。X0＝————

iViRiXi

iViRiY0＝————

iViRiYi

iViRi3/18/202541单设施选址举例例题10-1某企业的两个工厂分别生产A、B两种产品,供应三个市场（M1,M2,

M3）,已知条件如图及下表所示。现需设置一个中转仓库，A、B两种产品通过该仓库间接向三个市场供货。请使用重心法求出仓库的最优选址。节点（i）产品运输总量运输费率￥坐标Xi坐标YiP1A20000.0538P2B30000.0582M1A、B25000.07525M2A、B10000.07564M3A、B15000.075883/18/202542求解过程忽略距离di，根据重心公式求得待选址设施的初始坐标（X0，Y0）；（3）代入（X0，Y0）计算出di;（4）将di代入公式求出修正的（X，Y）；（5）反复迭代计算di，直到（X，Y）的变动满足要求。X0＝————＝5.16

iViRiXi

iViRiY0＝————＝5.16

iViRiYi

iViRiM2M1

M3P1P23/18/202543单设施选址的假设条件模型常常假设需求量集中于某一点，实际上需求来自分散于一定区域内的多个消费点；模型一般根据可变成本进行选址，忽略了不同地点建设仓库的资本成本，以及相关的经营成本（如劳动力、库存持有成本）。模型假设运输成本随运距成比例增加。模型中仓库与其他网络节点之间的路线为直线。静态选址假设。如何回答？3/18/202544多设施选址多设施选址可能的布局方案极多，问题复杂。例如，一家生产工业清洁剂的公司向全国2000个县销售产品，使用80个仓库，全国有5家生产厂，问可能的工厂－仓库－客户物流方案？例仓库选址问题包括：需设置的仓库数量、规模及位置；各个仓库负责供应哪些客户，接收哪些工厂和供应商的货物；各个仓库的产品库存配置或直接运输等。如何回答？3/18/202545多设施选址的方法多重心法：利用重心法为各个仓库确定最优选址，通过对仓库数量各种可能选址进行考察，选出其中成本最小的方案。混合整数线性规划：常用方法。在物流网络中确定仓库的、规模及位置，满足产量、需求等约束条件下，使物流总成本最小。模拟法：通过对各种选址方案进行模拟运行，从中选出满意的方案。3/18/202546零售/服务设施选址零售和服务中心常常是实物分拨网络中的最后存储点。包括:百货商店、超级市场、分支银行、紧急救护中心、消防队和警察局等。选址影响因素：人口与购买力、交通与可达性、零售业结构、位置特征、法律和成本因素。选址方法：加权评分法和空间相互作用模型法如何回答？3/18/202547加权评分法选址影响因素：人口与购买力、交通与可达性、零售业结构、位置特征、法律和成本因素。列出主要选址决策因素，建立选址因素的加权矩阵，将这些因素的权重乘以各因素得分，然后加总得到该选址方案的最后评分，决策者可以根据加权评分判断备选方案的优劣。3/18/202548空间相互作用模型法基本思想：散布在城市中各个区域的顾客与各个零售店有一定的空间距离，假设各零售店的商品种类大致相同，则顾客选择某一家零售店购物是因为这家店对他的“吸引力”较大。Eij＝PijCi＝———CiSj/Taij

jSj/Taij

Eij——区域i顾客对零售店j的购买量期望值；Pij——区域i顾客到零售店j购买商品的概率；Ci——区域i顾客的需求量；Sj——零售店j的规模；Taij——区域i顾客到零售店j的交通时间；3/18/202549实际运输中常碰到有多个供应商并供应给多个工厂的问题，或者把不同工厂生产的同一产品分配到不同客户处的问题。复合选址问题（运输问题）3/18/202550多起点、多终点运输

运输问题的提法:某物资有M个产地Ai,产量分别是ai(I=1,2,…,m),有N个销地Bj(j=1,2,…,n).销量分别是bj(j=1,2,…,n).若从Ai运到Bj的单位运价为cij(I=1,2,…,m;j=1,2,…,n),又假设产销平衡,即问如何安排运输可使总运费最小?3/18/202551运输问题的模型Xij:从Ai到Bj的运量.Z:总运输费用.3/18/202552运输问题的解法数学规划问题：单纯形法最小费用流问题：对偶算法（P233-235）线性规划问题：表上作业法3/18/202553运输表格销地单价产地B1B2…Bn产量A1c11c12…c1na1A2c21c22…c2na2………………Amcm1cm2…cmnam销量b1b2…bnx11x12x1nx21x22x2nxm1xm2xmn3/18/202554运输问题的求解（数学规划方法）例三个工厂B1、B2、B3，它们需要同一种原料，数量分别为600吨、500吨、300吨，另外有三座原料仓库A1、A2、A3可以分别供应上述原料400吨、700吨、500吨，由于工厂和仓库位置不同，单位运价也不同，具体数据如表。应如何安排运输方案，才能使总运费最小？

3/18/202555B1B2B3供应量A1476400A2555700A3958500需求量600500300X11X12X13X21X22X23X31X32X33Xij:从Ai到Bj的运量；Z:总运输费用.供应量和需求量的关系？是否平衡？3/18/202556minZ=4X11＋7X12＋6X13+5X21＋5X22＋5X23+9X31＋5X32＋8X33

s.t.X11＋X12＋X13

≤400（供应量约束1）X21＋X22＋X23

≤700（供应量约束2）X31＋X32＋X33

≤500（供应量约束3）X11＋X21＋X31

≥600（需求量约束1）X12＋X22＋X32

≥500（需求量约束2）X13＋X23＋X33

≥300（需求量约束3）Xij≥0（i,j=1,2,3）运输问题的模型Xij:从Ai到Bj的运量.Z:总运输费用.3/18/202557使用电子表格Excel求解线性规划Excel规划求解的功能：可以解决线性规划、0－1规划以及整数线性规划等问题。Excel中安装好“规划求解”？（菜单——工具——加载宏）线性问题、非线性问题，变量限制200个，约束条件最多可达100个。详见Excel规划求解文件。3/18/202558供应计划的求解结果B1B2B3供应量A140000400A2200200300700A303000500需求量6005003003/18/202559下次课内容第三章设施布置设计查阅和阅读有关文献作业2

1单设施选址（重心法）的建模、计算过程和步骤、假设条件？3/18/2025609、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春