物流配送中心网络设计和节点选址

第三章物流网络结构与节点设计3.3物流节点的选址模型及应用一、物流节点选址的意义选址决策就是确定所要分配的设施的数量、位置以及分配方案。就单个企业而言，物流节点的位置决定了整个物流系统及其他层次的结构；反过来，物流系统的其他层次的规划又会影响选址决策。随着物流节点数目的增加，可以减少运输距离、降低运输成本，但是物流节点数量增大到一定程度的时候，由于单个订单的数量过小，增加了运输频次，从而造成运输成本的增加。因此，确定物流中心的合理数量也是选址规划的主要任务之一。二、物流节点选址的目标1．成本最小化成本最小化是物流节点选址决策最常用的目标，与物流节点选址相关的成本主要有以下三个：（1）运输成本（2）土地成本（3）库存成本2．物流量最大化反映物流节点作业能力的指标，主要指标是吞吐量和周转量，但是以吨公里最大为决策目标，物流节点选址是与顾客距离越远越好，违背我们设置物流节点的根本目的。在物流节点选址决策时，物流量可作为参考目标考虑。3．服务最优化与物流节点选址决策直接相关的服务指标主要有速度和准时率，物流节点与顾客距离近，则送货速度快，订货周期短，而订货期越短，准时率越高。4．发展潜力最大化选址时不仅要考虑在现有市场条件下的成本、服务目标，还要考虑将来发展的潜力，包括物流节点生产扩展的可行性及顾客需求增长的潜力。5．综合评价目标单纯考虑成本、服务或发展潜力可能都不能满足投资决策者的需要，这时可以采用多目标决策方法。三、节点选址的原则（1）符合城市或区域总体规划的空间布局要求。（2）各种交通方式重叠和交汇地区。（3）物流资源较优地区。（4）土地开发资源较好地区。（5）支持城市或区域产业布局和发展。（6）符合城市或区域总体规划的土地利用布局。（7）符合并服务于城市或区域发展总体战略。（8）符合区域物流特点。（9）有利于整个物流网路的优化。（10）有利于各类节点的合理分工、协调配合。6物流节点的选址基本要求靠近综合交通枢纽靠近工业区或者大型专业市场城市边缘或者近郊城镇发达的道路网络支撑城市外围区城市中心区物流园区物流园区物流园区物流中心郊区外围环道物流中心配送道路火车货运站区域交通通道对外交通铁路专用线城市外围区城市物流系统布局理论模型四、物流节点选址的方法1．专家选择法专家选择法是以专家为索取信息的对象，运用专家的知识和经验，考虑选址对象的社会环境和客观背景，直观地对选址对象进行综合分析研究，寻求其特性和发展规律并进行选择的一类选址方法。专家选择法中最常用的有因素评分和德尔菲法两种。四、物流节点选址的方法2．解析法解析法是通过数学模型进行物流网点布局的方法。采用这种方法首先根据问题的特征、已知条件以及内在的联系建立数学模型或者图论模型，然后对模型求解，获得最佳布局方案。采用这种方法的优点是能够得到较为精确的最优解，缺点是对一些复杂问题建立恰当的模型比较困难，因而在实际应用中受到很大的限制。解析法中最常用的有重心法和线性规划法两种。四、物流节点选址的方法3．模拟计算法模拟计算法是将实际问题用数学方法和逻辑关系表示出来，然后通过模拟计算及逻辑推理确定最佳布局方案。这种方法的优点是比较简单，缺点是选用这种方法进行选址，分析者必须提供预定的各种网点组合方案以供分析评价，从中找出最佳组合。因此，决策的效果依赖于分析者预定的组合方案是否接近最佳方案。四、物流节点选址的方法4．启发式算法启发式算法是针对模型的求解而言的，是一种逐次逼近的方法。对这种方法进行反复判断并修正，直到满意为止。该方法的优点是模型简单，需要进行方案组合的个数少，因而容易寻求最佳的答案；缺点是这种方法得出的答案很难保证是最优化的，一般情况下只能得到满意的近似解。五、因素评分法1、无权重因素评分法步骤：1）给出备选地点；2）给出影响选址的各个因素；3）给出每个因素的分值范围；4）由专家对各个备选地点针对各个因素进行评分；5）将每一个地点各因素的得分相加，求出总分后加以比较，得分最多的备选点中选。2、权重因素评分法根据各因素的重要性加入权重，得分为专家打分乘以权重。12例题一某市需要建设一个大型物流中心，初步有三个地点可供选择，不可量化因素过多，决定用因素评分法进行选址决策。求解：◦选取评分因素：◦确定评分范围，或进行分值划分◦评分或算分◦确定权重◦评分、选优1、土地成本2、可得土地规模3、交通便利性4、离市场的距离5、政策条件土地成本可得土地规模交通便利性离市场的距离政策条件0~1000~600~1000~700~30各因素评分范围确定无权重因素评分法：直接打分，求和，选优。土地成本可得土地规模交通便利性离市场的距离政策条件总分选址一9020906010270选址二6050804030260选址三7040705020250权重因素评分法各因素权重如下：选址一得分：90*0.3+20*0.1+90*0.2+60*0.3+10*0.1=66选址二得分：60*0.3+50*0.1+80*0.2+40*0.3+30*0.1=54选址三得分：70*0.3+40*0.1+70*0.2+50*0.3+20*0.1=56土地成本可得土地规模交通便利性离市场的距离政策条件0.30.10.20.30.1六、数值分析法（重心法）1.直线距离2.折线距离22)()(jijiijEijyyxxdjijiijRijyyxxdxjxiyjyiOx折线距离（dij）直线距离（dij）y终点称为迂回系数，一般可取定一个常数，当取值为1时，为平面上的几何直线距离，取值的大小要视区域内的交通情况而定，在交通发达地区，取值较小；反之，取值较大。如在美国大陆取l.2，而在南美洲取1.26。ij16重心法模型模型202011)()(minjjjnjjjjnjjyyxxddWaCH其中：H：物流中心运输总费用；Cj：需求（供给）点j到物流中心的运输费用；aj:物流中心到需求j每单位量、单位距离所需运费。jW：需求（供给）地j的需求量；00,yxjjyx,分别为物流中心备选点坐标和需求（供给）地坐标P1(x1,y1)P2(x2,y2)P3(x3,y3)P4(x4,y4)P5(x5,y5)P0(x0,y0)YX假设条件如下：（1）需求量集中于某一点上。实际上需求来自分散于广阔区域内的多个消费点。（2）不同地点物流节点的建设费用、运营费用相同。（3）运输费用随运输距离成正比增加。实际上，多数运价是由不随运距变化的固定费用和随运距变化的可变费用组成的。起步运费和运价分段则进一步扭曲了运价的线性特征。（4）运输线路为空间直线。我们可以在模型中引入一个比例因子把直线距离转化为近似的公路、铁路或其他运输网络里程。例如，计算出的直线距离加上25%得到公路实际运输距离，如果是城市道路，则可能需要加入41%的比例因子。18（重量－距离）重心法求解根据偏微分知识，当H的偏导数为0时，可获得H的最小值。求解方程：得到精确中心的坐标值为：实际计算中x0，y0的值可用迭代法求得，步骤如下：step1给定初始解：不考虑dj，令Step2利用x00，y00求di1;Step3求解第一次迭代值，x01，y01;Step4重复step2～step3，直到得到的x0，y0不再变化或变化很小Step5利用最后得到的x0，y0值，求解H，此时H为最小费用。0000yHxH，jnjjjjjnjjjjnjjjjjnjjjdWadyWaydWadxWax//,//11*011*0njjjjnjjjnjjjjnjjjWayWayWaxWax11001100,一个例子jX坐标XY坐标Y资源量或需求量Wj至网点的运费率ajA13820000.05A28230000.05B32525000.075B46410000.075B58815000.075一个例子#表示资源点98表示需求点76表示物流网点5432112345678910d1(3,8)d2(8,2)d3(2,5)d4(6,4)d5(8,8)一个例子jX坐标XY坐标Y资源量或需求量Wj至网点的运费率ajA13820000.05A28230000.05B32525000.075B46410000.075B58815000.075物流费率系数Wj*ajX轴重心aj*Wj*xjY轴重心aj*Wj*yj100.0300.0800.0150.01200.0300.0187.5375.0937.575.0450.0300.0112.5900.0900.0625.03225.03237.5合计一个例子先用近似法求解初始坐标9.415.2329185.233228.715.23241105.211322,1414104141000iiiiiiiiiiiiiiRVYRVyRVXRVxyx））求初始坐标（（16.5625322551510ijjjjjjWaxWaX18.56255.323751510iiiiiiiRVYRVY2146.242002.45448.1165.3263.4)218.5()816.5()()(552.3)818.5()316.5()()(251043222202202222102101ijjjdWaHdddyyxxdyyxxd）求总费用（一个例子2020)()(jjjyyxxd一个例子05659.5//5.03769002.45.112448.15.75165.3187263.4150552.3100002.485.112448.165.75165.32187263.48150552.33100//,3111011110100jnjjjjjnjjjjnjjjjjnjjjdWadyWaydWadxWaxyx））求改善地点坐标（（一个例子标所以继续求改善地点坐因为）求改善后总费用（,1.21472143.11.2143176.45.112429.15.75038.3187257.415058.3100176.45427.1038.3257.4)205659.5()803769.5(58.3)805659.5()303769.5()()(40105104322222211021101HHdWaHddddyyxxdijjj一个例子一个例子迭代次数（K）总运费（元）05.165.1821471.00315.0376915.05659221431.21624.9902595.03142621427.1134.9661365.03167121426.14144.9509285.03676621425.687…………594.910115.05767721425.136604.910115.05767721425.136kxky28作业：重心法选址地区有四个产品需求地，需求地的坐标、需求量和运输费用率如表所示，拟建一个配送中心，为这四个需求地进行产品配送，试找出最佳选址点。（要求得出迭代两次的结果即可）需求地编号需求地坐标运输费用率aj（千元/T.km）需求量Wj（T）12342，211，310，84，95555232.51精确重心法——重心法的EXCEL求解jX坐标XY坐标Y资源量或需求量Wj至网点的运费率ajA13820000.05A28230000.05B32525000.075B46410000.075B58815000.075第一步：建立excel模型，输入已知数据第二步：在第一步基础上，利用excel提供的函数，分别求出各个地点到仓库的运输成本和总成本。距离计算：=SQRT((B3-$D$3)^2+(C3-$E$3)^2)运