物流中心选址与规划

张煜教授武汉理工大学物流中心选址与规划《物流中心选址与规划》大纲国务院《规划》涉及物流中心的政策解读物流中心概述物流中心合理布局概述物流中心选址理论一元网点布局问题多元网点布局问题物流中心内部规划设计物流业：是融合运输、仓储、货代、信息等产业的复合型服务业产业地位基础性、战略性产业存在问题布局合理、功能完善的物流园区体系尚未建立发展目标物流园区网络体系布局合理，发展多式联运、甩挂运输、共同配送发展重点规划布局合理、功能定位明确、资源利用效率和管理水平提高《物流业发展中长期规划（2014—2020年）》涉及物流园区或物流中心的重点工程物流园区工程再生资源回收物流工程应急物流工程整合与合理布局物流园区《物流业发展中长期规划（2014—2020年）》多式联运甩挂运输枢纽、服务、专业型物流园区重点工程（二）：物流园区工程重要物流节点城市公、铁、水、航空公、铁、水、航空区位特点物流需求合理选址规划资源整合《物流业发展中长期规划（2014—2020年）》重点工程（十一）：再生资源回收物流工程回收物流中心生活废弃物实现废弃物的妥善处置、循环利用、无害环保有使用价值的工、农业废弃物收集分拣加工搬运仓储包装维修《物流业发展中长期规划（2014—2020年）》重点工程（十二）：应急物流工程应急物流中心应急设施建设满足多种应急需求，具有应急保障能力应急设施的标准化、现代化应急仓储应急配送应急中转应急物流信息系统《物流业发展中长期规划（2014—2020年）》规划政策解读：物流园区或物流中心的有效选址和规划•有助于构建布局合理的物流园区物流体系；•有助于实现多式联运、甩挂运输、共同配送等现代物流模式的推进；•有助于明确功能、定位，构建适合区域经济发展的特色物流园区。对物流中心或物流园区的选址和规划的理论进行掌握----有助于从理论与实践层面思考与解读《规划》中的政策。一、物流中心概述物流园（Logisticpark）有一定规模的和具有多种服务功能的物流企业的集结点。物流中心（Logisticcenter）从事物流活动的(具有完善信息网络的)场所或组织。配送中心（Distributioncenter）按订货要求进行分拣、加工、组配、送货的设施和机构。物流园区、物流中心、配送中心的区别：物流园区物流中心配送中心规模最大介于两者之间最小流通综合性强、专业性弱某个领域综合性、专业性较强面向城市生活或某一类型生产企业，其专业性很强功能功能十分全面，存储能力大，调节功能强功能健全，具有一定的存储能力和调节功能功能较为单一，以配送功能为主，存储功能为辅三种不同规模层次的物流结点LPLCDC一、物流中心概述LC物流中心分类一、物流中心概述1)专业型2)通用型3)综合型1)配备专门设备以满足某行业的专业货物运作2)不需配专门设备，可满足多行业普通货物运作3)既有专业货物，也有普通货物运作大类仓储类集散类其它类小类城市型区域型国际型一、物流中心概述采购存货控制组配拣选加工存储集散运输信息处理功能功能LC选址设计决策决策布局二、物流中心合理布局概述物流中心合理布局直接影响整个物流系统的物流合理化、商品流通，以及社会经济效益受“商品资源分布、需求、运输条件、自然条件”等的影响影响物流中心的“规模、供货范围”因此，在现有客观条件下，如何设置物流中心，确保费用、效益、服务达到预定目标，就成为物流中心布局的核心。二、物流中心合理布局概述物流中心合理布局，涉及的问题：建几个？建哪里？建多大？明确供需关系计划区域内应设置的LC数目LC的地理位置LC的规模或吞吐量确定中转/直达供货比例费用低、服务好、辐射强、社会效益高二、物流中心合理布局概述物流中心合理布局问题描述：在现有客观条件下（eg：自然条件、运输环境、供需关系等）以物流系统和社会的经济效益为目标（eg：费用低、效益高、服务好）利用系统工程和运筹的方法和理论对物流中心的位置、规模、供货范围进行合理的设计二、物流中心合理布局概述物流中心常见的布局模式：LC客户辐射型LC发送LC发货人吸收型LC运送LCLCLC生产企业聚集型LC运送LC扇型LC发送二、物流中心合理布局概述物流中心布局需要考虑的费用：MinF{总成本}建设投资f1固定费用f2经营费用f3运杂费用f4建筑物、土地、设备等费用；f1(LC位置,规模)人员、资产折旧、行政支出等费用；f2(LC规模)运营费用，eg：进出库、保管维护；f3(LC规模)运输中产生的费用，eg：运价、转装；f4(LC位置)固定费用可变费用二、物流中心合理布局概述物流中心布局需要考虑的约束：minF=f1（位置，规模）+f2（规模）+f3（规模）+f4（位置）St①资源点进货=资源点生产能力②供给用户量=用户需求量③LC中转量=LC吞吐能力④直达方式进货量=订发货起点量⑤LC中转进货的量=某个下界[提高转运效率]⑥…………二、物流中心合理布局概述物流中心布局需要考虑的因素：客户分布供应商分布竞争者状况交通条件土地条件自然条件人力资源条件政策条件基础设施条件社会环境和文化条件供需竞争环境自然人文环境运输作业环境二、物流中心合理布局概述物流中心布局需要考虑的决策标准：物流服务需求情况现有物流设施利用情况土地资源的可得性劳动力资源的可得性成本效益合理性经济合理性标准政策环境稳定性标准政治政策稳定性区域经济政策的稳定性税收政策的稳定性交通便利性标准与公路网衔接程度与铁路网衔接程度与港口衔接程度与机场衔接程度与城市交通网衔接程度竞争性标准与同行间的竞争程度可持续性标准对城市未来交通影响对城市未来环境影响二、物流中心合理布局概述物流中心合理布局常用的方法：按照建模思路和求解方法解析法启发式法仿真方法按照模型属性连续型模型离散型模型综合评价模型德尔菲特模糊运算指标体系层次分析微积分模型线性规划模型整数规划模型………构造算法遗传算法蚁群算法禁忌算法模拟退火………面向流程面向对象面向AgentPetriNet蒙特卡洛重心法模型交叉中值模型微分法模型linezone整数规划图论对策论网络流覆盖模型P中值模型point一元网点布局模型多元网点布局模型解析方法、仿真方法、启发式方法三、物流中心选址理论物流中心选址步骤通过宏观经济和发展规划研究，选择LC布局的地区在被选地区中，通过调查分析，根据地质、市场、交通、环境、能源等，确定供需节点集合及其属性结合供需节点的属性，建立物流网点布局模型设计合理的选址求解方法，求出最优的物流网点地址、规模、供货范围、直达供货和中转供货的比例等，从而确定了最优的网点布局方案撰写可行性报告，交有关决策部门审批通过实施。节点坐标、供需量、运费、时限等选址的理论及其方法图解法重心法微分法数学规划CFLP法运输规划法鲍姆尔-沃尔夫常用方法常用方法三、物流中心选址理论计划区域内设置网点的数目唯一的物流网点布局问题，现实中较少见。LC选址一元网点布局问题多元网点布局问题可转化为计划区域内设置网点的数目不唯一的物流网点布局问题，现实中较常见。三、物流中心选址理论246A135B红色虚线，B点的等成本线紫色虚线，A点的等成本线黄色实线，A+B的总等成本线7,总等成本线一元网点布局问题图解法三、物流中心选址理论步骤：①分别画出资源点（eg，A）和需求点（eg，B）的等成本线；②在图中画出资源点和需求点的总等成本线；③选择总成本最低的总等成本线作为物流中心备选地址集合。典型的连续型模型。一元网点布局问题图解法优点：①特别适合费用函数为非线性的场合；②能找到最优解；③可以给出最优解对应的总等成本线；④总等成本线对应选址备选集合。缺点：不适合大规模问题，例如需求点和资源点较多的场合。假设：①物流中心的设置和运营的成本不随地理位置的变化而变化；②物流中心的地理位置变化仅仅影响运杂费。三、物流中心选址理论一元网点布局问题重心法A1~A2为资源点；B3~B5为需求点；D为物流中心将每个资源点和需求点看做是有质量的；任意点k的质量与该点的资源量W(k)或需求量W(k)相关；任意点k的质量与该点到物流中心的运费率C(k)相关；求解：以上各个质点的重心，即LC位置。三、物流中心选址理论一元网点布局问题重心法重心坐标：A或B点的X坐标A或B点的Y坐标A或B点的资源量或需求量A或B到D的费率，确定且已知特点：简单；无法获得最佳LC位置；当前获得的LC位置可能实际不可行，如江河、湖泊。221()()njjjjjFCWXxYy三、物流中心选址理论一元网点布局问题微分法总运输费用函数：D的坐标A(B)的坐标A(B)的资源(需求)量A(B)到D的运输费率221()()njjjjjFCWXxYy三、物流中心选址理论一元网点布局问题微分法0FX0FYMinF，仅需：决策变量总运输费用函数：2211221/()()/()()njjjijijjinjjijijjCWxXxYyXCWXxYy2211221/()()/()()njjjijijjinjjijijjCWyXxYyYCWXxYy三、物流中心选址理论一元网点布局问题微分法0FX0FY演变迭代公式迭代公式三、物流中心选址理论一元网点布局问题微分法2211221/()()/()()njjjijijjinjjijijjCWxXxYyXCWXxYy2211221/()()/()()njjjijijjinjjijijjCWyXxYyYCWXxYy迭代公式重心法求出X0和Y0结束开始计算总运输费用F(X0,Y0)记F(X0,Y0)为F1令Xi=X0，Yi=Y0F1-F2△将(Xi,Yi)带入迭代公式，计算(Xi+1,Yi+1)计算总运输费用F(Xi+1,Yi+1)记F(Xi+1,Yi+1)为F2NO令F1=F2Xi=Xi+1，Yi=Yi+1YES初始化三、物流中心选址理论一元网点布局问题理论方法的分析总结图解法适合费用函数非线性和小规模问题场合，获得的是DC最优备选集合微分法/重心法获得是LC的单一解，存在不可行的情况，如江海湖泊中；微分法相对于重心法，可以获得物流中心的精确最优解,但手工运算量大；微分法/重心法，需求或资源点与LC的距离采用直线距离；图解法/微分法/重心法，不考虑地理位置变化对LC建设投资的影响；三、物流中心选址理论多元网点布局问题问题描述客户的需求：存在直接(达)进货、经由LC网点的中转进货；资源点供应：直接供应客户、供应LC网点以实现中转；假设：LC网点的基建投资、仓储费用、运输费率已知，LC网点之间的调拨不考虑；目标：总成本最低；产品：单一品种或多品种Supply1SupplymDemand1DemandnLC1LCqDemandj资源点LC网点客户三、物流中心选址理论多元网点布局问题数学规划方法Supply1SupplymDemand1DemandnLC1LCqDemandj资源点LC网点客户总成本=①客户直接进货成本+②LC网点中转进货出本+③LC网点中转出货出本+④LC网点基建费用+⑤LC网点中转进货的存储出本①②③④⑤①①①②②②③③③④⑤经常是非线性Min目标函数：三、物流中心选址理论多元网点布局问题数学规划方法Supply1SupplymDemand1DemandnLC1LCqDemandj资源点LC网点客户约束条件：单品种货物为例设施的产能约束：任意资源点的供应不能大于其产能；客户的需求约束：任意客户的获得不能小于其需求，可以等式处理；LC的流平衡约束：任意LC网点的总资源获得量等于其输出的总量；淘汰LC强制约束：未被选中的LC网点，强制其中转量为0；三、物流中心选址理论多元网点布局问题数学规划方法Supply1SupplymDemand1DemandnLC1LCqDemandj资源点LC网点客户决策变量：单品种货物为例布局LC网点数目：LC备选集合中那些LC网点被选中？被选中LC的规模：被选中的LC网点从那些资源点进了多少资源？LC网点供货范围：被选中的LC网点向那些客户供应了