第3-2章物流系統(tǒng)規(guī)劃ppt課件

1、3-2 物流系統(tǒng)規(guī)劃1 概述2 物流調運規(guī)劃3 物流分配規(guī)劃4 其它運用問題11 概述2一. 物流系統(tǒng)規(guī)劃概述物流系統(tǒng)規(guī)劃所關注的問題是如何合理、有效地利用或配置各種資源勞動力、資料、設備、資金，使實現(xiàn)預定目的所需的費用最小或資源最少，或者所獲得的收益最大。物流系統(tǒng)的規(guī)劃普通都可以用優(yōu)化模型來表達。其根本思想是在滿足一定的約束條件下，求目的函數(shù)的最優(yōu)解。物流系統(tǒng)規(guī)劃的數(shù)學根底：運籌學實際。常用的方法包括線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃等。3二. 物流系統(tǒng)規(guī)劃的目的義務提高物流系統(tǒng)的吞吐才干以順應產量增長的要求；建立柔性的物流系統(tǒng)，以順應產品經(jīng)常變化的情況；對消費過程中能夠出現(xiàn)的各種不測情況或隨機變

2、化做出及時的呼應，堅持平衡消費；改善勞動條件，減輕勞動強度；對物流系統(tǒng)中的貨物進展實時跟蹤；對物流系統(tǒng)的貨物進展分類或選配，為隨后的處置(加工或包裝)提供方便條件。 4三. 評價物流系統(tǒng)規(guī)劃的主要目的經(jīng)濟性。包括初始投資、每年的運營費用、直接或間接的經(jīng)濟效益、投資回收期、全員勞動消費率等；可靠性。包括單個環(huán)節(jié)的可靠性和整個系統(tǒng)的可靠性技術、設備缺點率和排除缺點所需的時間；可維護性。維護保養(yǎng)所要求的技術程度、備件的供應情況、所需貯藏的備件數(shù)量；靈敏性或柔性。順應產品設計更改和產量變化的才干，物流系統(tǒng)各環(huán)節(jié)與消費節(jié)拍相匹配的才干，調整物流道路的能夠性；可擴展性。在物流系統(tǒng)的效力范圍和吞吐才干方面進

3、步擴展的能夠性；平安性。包括產品的平安、人員的平安、以及正常運轉和事故形狀下的平安保證；勞動強度。需求勞動力的數(shù)量、勞動者的疲勞程度；易操作性。操作簡單、不易出錯，只需少量指令即可使設備和整個系統(tǒng)投入運轉；效力程度。對顧客的要求做出快速呼應的才干；環(huán)境維護。符合環(huán)境維護條理的要求，對周圍環(huán)境的污染程度低。敏感性。對外界條件變動的敏感程度和順應才干。5四. 物流系統(tǒng)規(guī)劃中的變量影響物流系統(tǒng)的控制要素分為兩類不可控要素：設計人員無法左右的種種前提條件?？煽匾兀嚎梢杂梢?guī)劃設計人員在一定范圍內選取的變量。可控變量物流系統(tǒng)規(guī)劃中普統(tǒng)統(tǒng)過調整可控變量去影響系統(tǒng)性能，到達系統(tǒng)的預期目的。 物流系統(tǒng)規(guī)劃：經(jīng)

4、過調整可控變量，察看系統(tǒng)性能的變化趨勢，從而選擇可控變量的最正確匹配，到達系統(tǒng)的最正確效果。 不可控要素與物流系統(tǒng)性能有親密關系，其特點是不確定和無法控制，但在物流系統(tǒng)規(guī)劃中仍需對其進展調查。如：顧客到達的時間，船舶到達的時間和數(shù)量。62 物流系統(tǒng)調運規(guī)劃7一. 問題描畫調運規(guī)劃問題描畫 設 某種要調運的物資，有一組供應點(產地或稱發(fā)點)m個，一組需求點(銷地或稱收點)n個，假設每個供應點的供應量及每個需求點的需求量都曾經(jīng)確定，即第i個產地有ai 單位的物資發(fā)出，第j個需求點需求收進bj單位的物資；并且從每個產地到每一個銷地的單位運價是知的，假定把單位物資從第i個產地調運到第j個銷地去的單位運

5、價為cij 。調運規(guī)劃問題也叫運輸問題物資調運規(guī)劃的目的：制定一個合理的調運方案；確定m個產地與n個銷地之間的供需聯(lián)絡和數(shù)量的最優(yōu)搭配；確定詳細的運輸?shù)缆?，使總的運輸費用最低。8二. 確定產銷地供需聯(lián)絡和收發(fā)量的模型及求解1. 數(shù)學模型 設供應點為Ai，該供應點的供應量是ai，i=1,2,m； 設需求點為Bj，該需求點的需求量是bi，j1,2,n； cij為從第i個供應點到第j個需求點的單位運價； 由供應點Ai發(fā)往需求點Bj的物資調運量是xij單位。 假設m個供應點的總供應量等于n個需求點的總需求量，供需平衡。這時，由各供應點Ai調出的物資總量應等于它的供應量ai(i=1,2,m)；而每一個需

6、求點Bj調入的物資總量應等于它的需求量bj(j=1,2,n)。目的函數(shù)：約束條件M個點的總供應n個點的總需求供應=需求平衡問題調運量非負92. 模型求解用線性規(guī)劃方法求解如單純形法。用表上作業(yè)法求解針對這類問題的一種特殊解法3.表上作業(yè)法的主要步驟首先根據(jù)問題列出調運物資的供需平衡表以及運價表；其次確定一個初始的調運方案(當然不一定就是最優(yōu)的方案)；然后根據(jù)一個斷定法那么，斷定初始方案能否為最優(yōu)方案。當斷定初始方案不是最優(yōu)方案時，再對這個方案進展調整。普通情況，每調整一次得到一個新的方案，而這個新方案的運費比前一個方案要少些，如此經(jīng)過幾次調整，就會得到最優(yōu)方案。10B1B2B3B4供應量(t)

7、A1311310700A21928400A374105900需求量(t)3006005006002000工地料庫運價表5-1 某公司物資供應情況表4. 表上作業(yè)法解題實例例題1 某公司下屬三個儲存某種物資的倉庫，供應四個工地的需求。三個倉庫的供應量和四個工地的需求量以及由各倉庫到各工地調運單位物資的運價(元噸)由表5-1給出，試求運輸費用最少的調運方案。11解：1列出物資調運平衡表和運價表 B1B2B3B4供應量(t)A1700A2400A3900需求量(t)3006005006002000需供運價表5-2 供需平衡表表5-3 運價表B1B2B3B4A1311310A21928A374105料

8、庫運價工地平衡表中填入的數(shù)字表示供需點之間的調運量；空格表示雙方不發(fā)生調運關系平衡表和運價表是表上作業(yè)法的根本資料和運算的根據(jù)。表上作業(yè)法的本質就是利用運價表在平衡表上進展求解。 122編制初始調運方案 物資調運規(guī)劃其總的目的是尋求運輸費用最少的最優(yōu)調運方案。最優(yōu)方案普通是由初始方案經(jīng)過反復調整得到的。因此，編制出較好的初始調運方案非常重要。最好的調運方案是使運費最省少方案，因此用最小元素法來確定初始調運方案。最小元素法：按運價表依次挑選運費少的供需點盡量優(yōu)先安排供應的調運方法。13B1B2B3B4供應量(t)A1700A2300400A3900需求量(t)3006005006002000需供

9、運量供需平衡表 運價表B1B2B3B4A1311310A21928A374105料庫運價工地1 首先，在運價表內找出最小的運價，對本例而言，方格(2，1)數(shù)值是1，最小，這樣，供應點A2盡能夠地滿足B1工地的需求，于是在平衡表中有(2，1)300，即在空格(2，1)中填入數(shù)字300。 此時，由于工地B1曾經(jīng)全部得到滿足，不需求其他倉庫供應給它了，運價表中的第一列數(shù)字己不起作用，因此將運價表第一列劃去，并標注符號， 14B1B2B3B4供應量(t)A1700A2300100400A3900需求量(t)3006005006002000需供運量供需平衡表 運價表B1B2B3B4A1311310A21

10、928A374105料庫運價工地12 然后，在運價表未劃去的各行、列中，再選取一個最小的運價，本例，即(2，3)2最小，讓A2料庫盡量供應滿足B3工地的需求。由于A2庫儲量400t已供應給B1工地300t了，所以最多還能供應B3工地100t。于是在平衡表(2，3)空格填入100；相應地由于倉庫A2所儲物資已全部供應終了，因此，在運價表中與A2同行的運價也不再起作用，所以也將它們劃去，并標注符號。15B1B2B3B4供應量(t)A1400700A2300100400A3600300900需求量(t)3006005006002000需供運價供需平衡表 運價表B1B2B3B4A1311310A219

11、28A374105料庫運價工地12435仿照前面的方法，不斷作下去，就可得到如左圖所示的運價表和平衡表。 此時，在運價表中只需方格(1，4)處的運價沒有劃掉，B4尚有300t的需求，而A1剛好還有300t的物資可以供應，為了滿足供需平衡，所以最后在平衡表上應有(1，4)300。這樣就得到表56的初始調運方案。16B1B2B3B4供應量(t)A1400300700A2300100400A3600300900需求量(t)3006005006002000需供運量表5-6 初始調運方案3524根據(jù)初始調運方案的運輸量和單位運價，可以計算初始調運方案的運輸費用為： S=1*300+4*600+3*400

12、+2*100+10*300+5*300=8600(元)110價錢運量173初始方案的檢驗與調整1最優(yōu)方案的數(shù)字表征檢驗數(shù)相關概念 閉回路：對表上作業(yè)法的初始方案，從調運方案表上的一個空格出發(fā)，存在條且僅存在一條以該空格(用 xij 表示)為起點，以其他填有數(shù)字的點為其他頂點的閉合回路，簡稱閉回路。 每個頂點都是閉合回路的轉角點；閉合回路是一條封鎖折線，每一條邊 都是程度或垂直的；每一行(列)假設有閉合回路的頂點，那么必有兩個起點所在的行列除外。任一空格的閉合回路不僅是存在的，而且是獨一的。只需從空格出發(fā)，其他各轉角點所對應的方格內均填有數(shù)字時，所構成的閉合回路，才是我們這里所說的閉回路 。18

13、 空格(1，1)： (1，1)(1，3)(2，3)(2，1)一(1，1) 空格(3，1)： (3，I)(2，1)(2，3)(1，3)一(1，4)(3，4)(3，1)對一切的空格，都可以用同樣的方法畫出一條閉回路。B1B2B3B4供應量(t)A1400300700A2300100400A3600300900需求量(t)3006005006002000需供19 檢驗數(shù)：調運方案的每個空格所構成的閉回路上，作單位物資的運量調整，總可以計算出相應的運費是添加還是減少。把計算出來的每條閉回路上調整單位運量而使運輸費用發(fā)生變化的增減值，稱其為檢驗數(shù)。假設檢驗數(shù)小于零，表示在該空格的閉回路上調整運量使運費減

14、少；假設檢驗數(shù)大于零，那么表示在該空格的閉回路上調整運量會使運費添加。 最優(yōu)方案的斷定準那么： 初始調運方案中，假設它一切的檢驗數(shù)都是非負的(=0)，那么這個初始調運方案一最優(yōu)。否那么。這一調運方案不一定是最優(yōu)的。 假設一切空格的檢驗數(shù)都大于零，再對調運方案進展任何調整，都會添加運輸費用202求檢驗數(shù)的方法位勢法 將初始調運方案中填有運量的方格對應的運價cij分解為兩部分，即： cij =ui+vj ,(對應前面的例題，i=1,2,3; j=1,2,3,4) 其中ui和vj 分別為該方格對應于i行和j列的位勢量.B1B2B3B4uiA1310U1=2A212U2=1A345U3=-3viv1=

15、0v2=7v3=1v4=8需供C21=u2+v1=1C23=u2+v3=2C13=u1+v3=3C34=u3+v4=57個未知量，六個方程假定其中一個未知量為0恣意，如假定v1=0,那么可以根據(jù)左邊的方程解出全部未知量。位勢計算表第1步：求位勢量21B1B2B3B4uiA129310U1=2A21829U2=1A3-34-25U3=-3viv1=0v2=7v3=1v4=8需供準檢驗數(shù)表按ui+vj求出各空格的位勢量，得到準檢驗數(shù)表加方括號表示準檢驗數(shù)計算過程空格1，1= u1+v1 = 2+0 = 2 3，1=u3+v1= -3+0 = -3 1，2=u1+v2= 2+7 = 9 2，2=u2

16、+v2= 1+7 = 8 3，3=u3+v3= -3+1 = -2 2，4=u2+v4= 1+8 = 9第2步：求準檢驗數(shù)22B1B2B3B4A129310A21829A3-34-25第3步：求檢驗數(shù) 運價表B1B2B3B4A1311310A21928A374105 準檢驗數(shù)表 利用運價表與準檢驗數(shù)表求檢驗數(shù) 檢驗數(shù)表B1B2B3B4A112A21-1A31012“運價表 減 “準檢驗數(shù)表檢驗結果：檢驗數(shù)出現(xiàn)負值，根據(jù)最優(yōu)方案判別準那么，該方案不是最優(yōu)方案。233調整調運方案當斷定一個初始調運方案不是最優(yōu)調運方案時，就要在檢驗數(shù)出現(xiàn)負值的該空格內進展調整。假設檢驗數(shù)是負值的空格不只一個時，普通

17、選擇檢驗數(shù)為負值且絕對值最大的空格作為調整對象。X13400+100=500X14300-100=200X23100-100=0X240+100=100B1B2B3B4A1400300A2300100負A3600300調整過程：1作出負值所在空格的閉回路，本例為空格x24，閉回路如上圖所示。2沿閉回路在各奇數(shù)次轉角點中挑選運量的最小數(shù)值作為調整量。本例是將x23方格的100作為調整量，將這個數(shù)填入空格x24內，同時調整該閉回路中其他轉角點上的運量，使各行、列堅持原來的供需平衡這樣便得到一個新的調運方案。24B1B2B3B4供應量(t)A1500200700A23000100400A360030

18、0900需求量(t)3006005006002000需供運量調整后的調運方案13524108B1B2B3B4A122A241A3912調整后的檢驗數(shù)經(jīng)過計算其檢驗數(shù)全部非負，此方案為最優(yōu)方案。運輸費用為：S3500十10200十8100十1300十4600十5300 8500(元) 該值小于初始調運方案的總運費。25(4)表上作業(yè)法根本步驟小結列出調運物資的供需(產銷)平衡表及運價表；按最小元素法建立初始調運方案；采用位勢法計算初始方案每個空格的閉回路的檢驗數(shù)xij ；檢查檢驗數(shù)，假設一切xij =0，闡明方案是最優(yōu)的，曾經(jīng)得到我們想要的方案，終了求解；假設有某個或某幾個xij0，那么選擇負檢

19、驗數(shù)中絕對值最大的閉回路進展調整，建立新的方案；反復35步，直至獲得最優(yōu)調運方案。26(5)供需不平衡的物資調運問題 求解思緒：經(jīng)過虛設一個供應點或者需求點，將其轉化為平衡運輸問題求解。 供應量大于需求量 引入一個虛設的需求點，令其的需求量等于實踐問題中供應量與需求量之差，令其運價為0。 需求量大于供應量 虛設一個供應點。令這個虛設的供應點的供應量等于實踐問題中需求量與供應量的差額，運價為0。 27三. 運輸線路選擇運輸?shù)缆返倪x擇是物資調運規(guī)劃的一個重要內容。 運輸?shù)缆分苯佑绊懙竭\輸效果的好壞，關系著物資能否及時運到指定地點。當單位運輸費用以噸公里來計算時，運輸?shù)缆返拈L短就直接關系著運輸費用的

20、多少。 求解運輸線路選擇的方法很多，本書采用圖上作業(yè)法來進展運輸線路選擇。281. 交通表示圖的表示方法 交通表示圖用來闡明收發(fā)點的大致位置、收發(fā)量、交通道路長度的圖形。圖形表示方法：1發(fā)點產地或倉庫用符號 表示，里面的數(shù)字表示發(fā)貨量；2收點用需求地用符號 表示，里面的數(shù)字表示收貨量；3兩點間的連線為交通線，其長度記在交通線旁邊。4物資調運的方向(流向)用符號 表示，并把 按物資調運方向畫在交通線的右邊，把調運物資的數(shù)量記在 的右邊，并加上括號，以表示和交通線長度區(qū)別。201520510物資調運交通流向圖202010201051510292.圖上作業(yè)法目的：根據(jù)交通流向圖，找出運輸力量最小的方

21、案。方法：經(jīng)過消除調運中的對流和迂回兩種不合理運輸。301 對流 同一物資在同一線路上的往返運輸。 如下面的圖， 將某物資10噸，從A1運到B2，而又有同樣的物資10噸，在同一期間從A2運到B1，于是A1A2間就出現(xiàn)了對流景象。 101010303040301010A1A2B1B2 假設從圖上看，對流可以了解為同一條交通線上，有兩條或兩條以上的物資調運方向。1010103030403010A1A2B1B210消除對流運力：30*10+20*10=600運力：30*10+40*10+40*10+30*10=1400312迂回 迂回： 在交通圖成圈的時候，假設流向圖中內圈流向的總長(簡稱內流長)或

22、外圈流向的總長(簡稱外流長)超越整個圈長的半，就稱為迂回運輸。 內、外圈的概念：由于表示調運方向的箭頭，要按調運方向畫在交通線的右邊，因此,流向圖中，有些流向就在圈外稱為外圈流向；有些流向在圈內稱為內圈流向。556千米AB5噸4千米556千米AB5噸4千米迂回運輸無迂回運輸迂回運輸：運力 6*5=30噸.千米無迂回運輸：運力 4*5=20噸.千米32例題，以下圖為一運輸交通圖該交通圖的運輸線路構成圈。圈的總長=2+3+4+4=13內圈長=4+3=7內圈長大于總圈長 的一半，為迂回運輸運力：3*30+4*20+4*10=210修正后：內圈長=3外圈長=2+4=6內圈長、外圈長都小于總圈長的一半，

23、不存在迂回運輸運力：2*10+3*20+4*30=200節(jié)省運力：210-200=101030305024320A1B2A24B130101030305024330A1B2A242010修正33物資調運問題的圖上作業(yè)法消除運輸過程中的對流和迂回，節(jié)省運輸力量。詳細步驟：先畫出一個沒有對流的運輸方案.再檢查有沒有迂回，假設沒有迂回，這方案就是最優(yōu)方案；假設有迂回，那么對方案進展調整，直至消除迂回景象為止。在實踐的物資調運中，運輸線路可以分為兩種情況： 交通線路成圈 交通線路不成圈343. 交通道路不成圈例題3 有某物資17萬噸，由A1，A2，A3，A4發(fā)出，發(fā)量分別為5，2，3，7(萬噸)，運往

24、B1，B2，B3，B4，收量分別為8，1，3，5(萬噸)，收發(fā)量平衡，交通道路如圖58所示，問應如何調運，才使運輸噸千米最小？5585A1B127313A2A3A4B2B3B4558A1B127313A2A3A4B2B3B4交通線路圖調運流向圖解：該交通線路不成圈，只需求做一沒有對流的調運圖。方法：從各端點開場，由外到里，逐漸進展各收發(fā)點之間的平衡212175354. 交通道路成圈例題4 有某物資7萬噸，由A1，A2，A3發(fā)出，發(fā)量分別為3，3，1(萬噸)，運往B1，B2，B3，B4，收量分別為2，3，1，1(萬噸)，收發(fā)量平衡，交通道路如圖510所示，問應如何調運，才使運輸噸千米最小？113

25、334B4A3213A1A2B1B3B275432436113334B4A3213A1A2B1B3B2754324解: (1)作一個沒有對流的流向圖。 方法：用“去線破圈的方法。去一線破一圈，有幾個圈去掉幾條線，把有圈的交通圖，轉化為不成圈的交通圖。 技巧：普通先去掉長度最長的交通線，比如本例中去掉A1B4(7千米)，破A1B1B2A3B4圈；再去掉A3B3線(4千米)，破B2A2B3A3圈。這樣，原來有圈的交通圖，變成了不成圈的交通圖如圖511所示。從各個端點開場，做一個沒有對流的流向圖113334B4A3213A1A2B1B3B27543241312137 (2)檢查有無迂回。 方法：對流

26、向圖中的各圈進展檢查，假設沒有迂回，那么這個初始方案就是最優(yōu)方案，假設其中某圈中有迂回，那么不是最優(yōu)方案，需求改良。113334B4A3213A1B1B3B275432413121A1B1B2A3B4總圈長=7+3+4+4+5=23外流長=5+4+3=12存在迂回，需求調整。B2A2B3A3總圈長=4+3+2+4=13內流長=3外流長=2不存在迂回，不需求調整A238113334B4A3213A1B1B3B27543241312A2調整方法：1在外圈的各流量中，減去外圈的最小流量1萬噸；2在內圈的各流量中加上1萬噸，在此圈中，因無內流量，故不加。3在無流量的線路上，新添加內圈流量1萬噸。-1-

27、1-1+1+1139113334B4A3213A1B1B3B275432422A211A1B1B2A3B4總圈長=7+3+4+4+5=23外流長=5內流長=7+4=11不存在迂回。B2A2B3A3總圈長=4+3+2+4=13內流長=3外流長=4+2=6不存在迂回此方案為最優(yōu)調運方案總運力：1*7+2*5+1*4+2*3+1*2=29萬噸千米140四. 最短路與最大流 1. 最短道路例題5 某家運輸公司簽定了一項運輸合同，要把A市的一批貨物運送到B市。該公司根據(jù)兩個城市之間可選擇的行車道路地圖，繪制了圖513的公路網(wǎng)絡。要求從交通網(wǎng)絡圖中，尋覓一條線路最短的運輸?shù)缆贰?A市4523769810B

28、市100150175300275200175275200300200400250125100150 圖中 為結點，代表起點、目的地和與行車道路相交的其他城市，其中的數(shù)字為結點編號。箭頭為分支，代表兩個結點之間的公路，箭頭上標明的數(shù)字為運輸里程。公路網(wǎng)絡141解：從終點開場逐漸逆向推算。 (1)與終點10聯(lián)接的結點有兩個，即結點9和8； 從結點9到結點10只需一條線路，該線路為最短線路，長度100，記為：9-10100； 同樣，結點8到結點10的最短線路為150，記為8-10150； (2)結點6。與6聯(lián)接的只需一個結點9，6至9的最短里程為200。而9至終點10的最短里程為100因此6至終點1

29、0的最短里程為200十100300。記為：(6-9-10)300。 (3)結點5。與5聯(lián)接的結點有9、8兩個。 5至9再至終點的最短里程為400十100500， 5至8再至終點的最短里程為250十155400。 400500，所以5至終點的最短里程為400，記為：(5-8-10)400。 (4) 結點7。至終點的最短里程為125十150275，記為：(7-8-10) 275。 1A市4523769810B市10015017527520017527520030020040025012510015030042(5)結點4。與4聯(lián)接的結點有5、6、7三個。 結點4至6再到終點的最短里程為200十30

30、0=500； 結點4至5再到終點的最短里程為175十400575； 結點4至7再到終點的最短里程為275十275550。 三個里程中以500為最小，所以結點4至l 0的最短里程記為(46910) 500。(6)結點2和3。 用同樣的方法，得到： 結點2到終點的最短里程為600。記為：(26910)600。 結點3到終點的最短里程為575。記為：(37810)575。 (5)最后看結點1。結點1可以經(jīng)過三個結點2、3、4銜接到終點。 結點1經(jīng)過結點2再到終點的最短里程100十600700，途徑為126910700； 結點1經(jīng)過結點4再到終點的最短里程150十500650，途徑為146910650； 結點1經(jīng)過結點3再到終點的最短里程175十575750，途徑為137810750。 以上三個里程中以650為最小，即A幣到B市的最短里程，對應的最短道路為：146910。1A市4523769810B市10015017527520017527520030020040025012510015030043最短道路法的運用物資的運輸?shù)缆返倪x擇物流渠道的設計電纜架設管道鋪設個人游覽中442. 最大流當要把大量貨物運輸?shù)街付ǖ牡攸c時，有時會希望找到一條交通量最大的道路，以使貨物能在最短時間內到達。這就是要在有一個起點和一個