物流配送管理相關(guān)算法及應(yīng)用教材

第五章物流配送管理相關(guān)算法及應(yīng)用本章學(xué)習(xí)內(nèi)容

第一節(jié)配送中心選址問題

第二節(jié)運輸計劃編制問題

第三節(jié)配送路線優(yōu)化問題

第四節(jié)物流配送優(yōu)化相關(guān)問題

配送中心選址問題第一節(jié)

一、配送中心選址概述

配送中心選址是以提高物流系統(tǒng)的經(jīng)濟效益和社會效益為目標(biāo)，根據(jù)供貨狀況、需求分布、運輸條件、自然環(huán)境等因素，用系統(tǒng)工程的方法，對配送中心的地理位置進(jìn)行決策的過程。

當(dāng)一個物流系統(tǒng)中需要設(shè)置多個配送中心，這時不僅要確定配送中心的位置，而且還要對配送中心的數(shù)量、規(guī)模、服務(wù)范圍等進(jìn)行決策，建立一個服務(wù)好、效率高、費用低的物流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。對此常稱為網(wǎng)點布局。

本課程將配送中心選址與布局統(tǒng)稱為選址。一個物流系統(tǒng)只設(shè)置一個配送中心，稱單中心選址問題，如果設(shè)置多個配送中心，則稱多中心選址問題。

供應(yīng)商1供應(yīng)商2客戶1客戶2客戶3

圖3-1單中心配送網(wǎng)絡(luò)示意圖配送中心配送中心2供應(yīng)商1供應(yīng)商2供應(yīng)商3客戶1客戶2客戶3客戶4客戶5客戶6配送中心1圖3-2多中心配送網(wǎng)絡(luò)示意圖（一）配送中心選址的重要意義配送中心選址合理與否會直接影響到配送系統(tǒng)的服務(wù)水平、作業(yè)效率和經(jīng)濟效益。所以配送中心選址的目標(biāo)是：1、成本最小化

2、服務(wù)最優(yōu)化

3、輻射范圍最大化

4、社會效益最高化

配送中心選址屬企業(yè)戰(zhàn)略層的決策問題，對物流系統(tǒng)的合理化具有決定性的意義。1

經(jīng)濟性原則23適應(yīng)性原則（二）配送中心選址的原則戰(zhàn)略性原則

協(xié)調(diào)性原則4（三）配送中心選址的決策選址包括兩個層次的問題：第一：選位，即選擇什么地區(qū)（區(qū)域）設(shè)置設(shè)施，沿海還是內(nèi)地，南方還是北方，等等。在當(dāng)前全球經(jīng)濟一體化的大趨勢之下，或許還要考慮是國內(nèi)還是國外；第二：定址。地區(qū)選定以后，具體選擇在該地區(qū)的什么位置設(shè)置設(shè)施，也就是說，在已選定的地區(qū)內(nèi)選定一片土地作為設(shè)施的具體位置。（四）配送中心選址的影響因素自然環(huán)境經(jīng)營環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施其他因素1、自然環(huán)境

（1）地質(zhì)條件

（2）氣象條件

（3）地形條件（4）水文條件2、經(jīng)營環(huán)環(huán)境因素素（1）經(jīng)營環(huán)環(huán)境（2）商品特特性（3）服務(wù)水水平（4）物流費費用3、基礎(chǔ)設(shè)設(shè)施狀況況（1）道路、、交通條條件（2）公共設(shè)設(shè)施狀況況1、環(huán)境保保護(hù)要求求2、供應(yīng)商商的分布布3、人力資資源條件件4、國土資資源利用用5、周邊狀狀況4、其他因因素二、配送送中心選選址的基基本條件件和數(shù)據(jù)據(jù)（一）選選址的基基本條件件1、需求條條件2、運輸條條件3、配送服服務(wù)的條條件4、流通職職能條件件5、用地條條件6、法制條條件7、其他條條件配送中心心的選址址有單一一和多個個配送中中心的選選址，相相對而言言，單一一配送中中心的選選址需要要考慮的的因素少少一些，，多個配配送中心心的選址址除了考考慮區(qū)位位因素以以外，還還要考慮慮配送中中心之間間的網(wǎng)點點布局關(guān)關(guān)系。一一般而言言，一個個精確的的論證必必備如下下資料：：1.業(yè)務(wù)量資資料2.費用資料料3.其他資料料（二）配配送中中心選址址應(yīng)具備備的資料料配送網(wǎng)點點布局是指以企企業(yè)的物物流系統(tǒng)統(tǒng)建設(shè)和和經(jīng)濟效效益為目目標(biāo)，用用系統(tǒng)學(xué)學(xué)的理論論和系統(tǒng)統(tǒng)工程的的方法，，綜合考考慮商品品的供需需狀況、、運輸條條件、自自然環(huán)境境等因素素，對配配送網(wǎng)點點的設(shè)置置位置、、規(guī)模、、供貨范范圍等進(jìn)進(jìn)行研究究和設(shè)計計。151.業(yè)務(wù)量資資料1)供貨企業(yè)業(yè)至配送送中心間間的運輸輸量；2)向用戶配配送的貨貨物數(shù)量量；3)配送中心心儲存貨貨物的數(shù)數(shù)量；4)配送中心心作業(yè)過過程中需需要進(jìn)行行分裝、、集裝等等業(yè)務(wù)工工作量；；5)配送中心心作業(yè)過過程中需需要進(jìn)行行流通加加工的作作業(yè)量；；6)配送中心心作業(yè)過過程中揀揀選、配配貨等工工作量2.費用資料料1)供貨企業(yè)業(yè)至配送送中心間間的運輸輸費用。。2)配送中心心至用戶戶的配送送費用。。3)與設(shè)施、、土地有有關(guān)的費費用，人人工費、、管理費費等。3.其他資料料1)各候選地地址的配配送路線線和距離離；2)必備的車車輛數(shù)、、作業(yè)人人員數(shù)等等；3)裝卸方式式、裝卸卸機械費費用等。。三、配送送中心選選址程序序（一）配配送中心心選址程程序（二）配配送中心心選址方方案的經(jīng)經(jīng)濟論證證（三）配配送中心心選址的的難度（一）配配送中心心選址程程序(一)、配送中中心選址址程序(二)、配送中中心選址址方案的的經(jīng)濟論論證1、投資額額的確定定預(yù)備性投投資、直直接投資資、相關(guān)關(guān)投資、、運營費費用2、投資效效果分析析和確定定（三）配配送中心心選址的的難度1、選址因因素相互互矛盾2、不同因因素的相相對重要要性很難難確定和和度量3、判斷的的標(biāo)準(zhǔn)會會隨時間間變化而而變化22四、物流節(jié)點點選址布布局的方方法定性分析析法定量法1、解析法法2、最優(yōu)化化規(guī)劃法法3、啟發(fā)式式方法4、仿真方方法5、綜合因因素評價價法（1）優(yōu)缺點點比較法法具體做法法：羅列列出各選選址方案案的優(yōu)缺缺點進(jìn)行行比較，，并對各各個方案案進(jìn)行評評分，得得分最高高的方案案為最優(yōu)優(yōu)方案。。（2）德爾菲菲法定性分析方法一定量選址方法二1、解析法法2、綜合因因素評價價法3、啟發(fā)式式方法4、仿真方方法5、最優(yōu)化化規(guī)劃法法25解析法選選址解析方法法就是指指用函數(shù)公公式計算算的方法法，來確定定物流中中心的選選址，通通常是指指重心方方法選址址。這種種方法把把運輸成成本表達(dá)達(dá)為運輸輸需求量量、距離離以及時時間的函函數(shù)，根根據(jù)距離離、需求求量、時時間或三三者的結(jié)結(jié)合，用用代數(shù)方方法來求求解物流流中心的的坐標(biāo)。。重心法是是連續(xù)模型型，即其選選址點是是一定區(qū)區(qū)域內(nèi)的的連續(xù)坐坐標(biāo)。解析方法法考慮影影響因素素較少，，模型簡簡單，主主要適用用于單個個配送中中心選址址問題。。對于復(fù)復(fù)雜的選選址問題題，解析析方法往往往難以以求解，，通常需需要借助助其他更更為綜合合的分析析技術(shù)。。26綜合因素素評價法法綜合因素素評價法法是一種種全面考考慮各種種影響因因素，并并根據(jù)各各影響因因素重要要性的不不同賦予權(quán)重重，對方案案進(jìn)行評評價、打打分，以以找出最最優(yōu)的選選址方案案。綜合因素素評價法法可以綜合考慮慮各方面面因素，，包括量量化和非非量化因因素，（非量化化因素也也可通過過打分來來量化）），適用用范圍廣廣。不足足之處在在于打分分和賦權(quán)權(quán)過程中中存在人人為因素素，同時的人往往往得出不不同的結(jié)結(jié)果。27啟發(fā)式規(guī)規(guī)劃選址址啟發(fā)式方方法是一一種逐次逼近近最優(yōu)解解的方法，，大部分分在20世紀(jì)50年代末期期以60年代期間間被開發(fā)發(fā)出來。。當(dāng)復(fù)雜雜的線性性規(guī)劃或或者非線線性規(guī)劃劃難以用用運籌學(xué)學(xué)中的方方法原理理進(jìn)行求求解時，，啟發(fā)式式方法發(fā)發(fā)揮了巨巨大的作作用。啟發(fā)式方方法與最最優(yōu)規(guī)劃劃方法的的最大不不同是它不是精精確式算算法，不不能保證證給出的的解決方方案是最最優(yōu)的，，但只要方方法得當(dāng)當(dāng)，能夠夠使獲得得的可行行解與最最優(yōu)解是是非常接接近的，，而且啟啟發(fā)式算算法相對對最優(yōu)規(guī)規(guī)劃方法法計算簡簡單，求求解速度度快。因因此啟發(fā)發(fā)式方法法是規(guī)劃劃技術(shù)中中非常實實用的方方法。28仿真法選選址仿真方法法是試圖圖通過模模型重現(xiàn)現(xiàn)某一系系統(tǒng)的行行為或活活動，而而不必實實地去建建造并運運轉(zhuǎn)一個個系統(tǒng)。。在選址問問題中,仿真技術(shù)術(shù)可以使使分析者者通過反反復(fù)改變變和組合合各種參參數(shù)，多多次試行行來評價價不同的的選址方方案；還還可進(jìn)行行動態(tài)模模擬，例例如假定定各個地地區(qū)的需需求是隨隨機變動動的，通通過一定定時間長長度的模模擬運行行,可以估計計各個地地區(qū)的平平均需求求，從而而在此基基礎(chǔ)上確確定配送送中心的的分布。。仿真方法法可描述述多方面面的影響響因素，，因此具具有較強強的實用用價值，，常用來求求解較大大型問題題。仿真方方法的不不足主要要在于仿真方法法不能提提出初始始方案,只能通過過對各已已存在的的備選方方案進(jìn)行行評價，，從中找找出最優(yōu)優(yōu)方案。。所以在在運用這這項技術(shù)術(shù)時必須須首先借借助其他他技術(shù)找找出各初初始方案案，而且且預(yù)定初初始方案案的好壞壞會對最最終決策策結(jié)果產(chǎn)產(chǎn)生很大大影響。。29最優(yōu)化規(guī)規(guī)劃選址址最優(yōu)化規(guī)規(guī)劃方法法就是用運籌學(xué)學(xué)的理論論方法，在許多多可用的的選擇中中挑選出出一個最最優(yōu)方案案。最優(yōu)優(yōu)化規(guī)劃劃問題的的關(guān)鍵是是構(gòu)造目目標(biāo)函數(shù)數(shù)和選擇擇約束條條件，即即把選址址影響因因素（自自變量因因子）的的相關(guān)關(guān)關(guān)系找出出來。最優(yōu)化方方法是一種離散散模型，即對有有限的備備選點進(jìn)進(jìn)行優(yōu)化化組合。。最優(yōu)化規(guī)規(guī)劃方法法中的線線性規(guī)劃劃及整數(shù)數(shù)規(guī)劃是是目前應(yīng)應(yīng)用最為為廣泛的的選址方方法。最最優(yōu)化規(guī)規(guī)劃方法法的優(yōu)點點是它屬屬于精確確式算法法，能獲獲得精確確最優(yōu)解解。不足足之處主主要在于于對一些些復(fù)雜情情況很難難建立合合適的規(guī)規(guī)劃模型型，或者者模型太太復(fù)雜，，難以得得到最優(yōu)優(yōu)解。因素評分分法的具具體步驟驟如下：：1）決定一一組相關(guān)關(guān)的選址址決策因因素。2）對每一因因素賦予一一個權(quán)重以以反映這個個因素在所所有權(quán)重中中的重要性性。每一因因素的分值值根據(jù)權(quán)重重來確定，，而權(quán)重則則要根據(jù)成成本的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)差來確定定，而不是是根據(jù)成本本值來確定定。3）對所有因因素的打分分設(shè)定一個個共同的取取值范圍。。

一、因素分析法4）對每一個個備擇地址址，對所有有因素按設(shè)設(shè)定范圍打打分；5）用各個因因素的得分分與相應(yīng)的的權(quán)重相乘乘，并把所所有因素的的加權(quán)值相相加，得到到每一個備備擇地址的的最終得分分；6）選擇具有有最高總得得分的地址址作為最佳佳的選址。。重心法是一一種模擬方方法，它將物流流配送網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中的需求求點和資源源點看成是是分布在某某一平面范范圍內(nèi)，各各處的需求求量和資源源量分別看看成是聚積積在一點的的物體的重重量。二、重心法法

二、重心法重心法的基基本思想是所選配送送中心地址址到各個配配送網(wǎng)點（（或客戶））的運輸費費用最小，，并假設(shè)到到各網(wǎng)點的的配送費率率是相同的的。重心法的假假設(shè)條件為為：（1）需求量集集中于某一一點上。（2）不同地點點物流節(jié)點點的建設(shè)費費用、運營營費用相同同。（3）運輸費用用隨運輸距距離成正比比增加。（4）運輸線路路為空間直直線。（5）運輸費只只與配送中中心和客戶戶的直線距距離有關(guān)，，不考慮城城市交通狀狀況；（6）不考慮配配送中心所所處地理位位置的地產(chǎn)產(chǎn)價格。圖1重心法示意意圖假設(shè)有n個配送網(wǎng)點點，需要建建立一個配配送中心。。各配送網(wǎng)網(wǎng)點（或客客戶）在平平面坐標(biāo)中中的坐標(biāo)是是已知的，，為(xi、yi)(i=1,2,3,…n)，如下圖所所示。則該該配送中心心坐標(biāo)位置置（xo、yo)可以用重心心法公式求求得：〓x1Q1+x2Q2+‥‥+xnQnQ1+Q2+‥‥+Qn〓Y1Q1+Y2Q2+‥‥+YnQnQ1+Q2+‥‥+Qn公式中，Qi表示配送中中心向第i個配送網(wǎng)點點的年配送送物流量。。例：華聯(lián)聯(lián)萬家福超超市要在某某地建立一一所地區(qū)級級中央配送送中心，要要求該配送送中心能夠夠覆蓋該地地區(qū)五個連連鎖分店，，分店的坐坐標(biāo)及每月月的銷售量量數(shù)據(jù)如表表所示，要要求求出一一個理論上上的配送中中心的位置置。算例一某公司擬在在某城市建建設(shè)一個配配送中心，，該配送中中心每年要要從P、Q、R、S四個供應(yīng)地地運來不同同商品。已已知各地距距城市中心心的距離和和年運量如如表，假定定各種材料料運輸費率率相同，試試用重心法法確定該廠廠的合理位位置。廠址坐標(biāo)及及年運輸量量表供應(yīng)地PQRS供應(yīng)地坐標(biāo)（50，60）（60，70）（19，25）（59，45）年運輸量/t220019001700900微分法在某計劃區(qū)區(qū)內(nèi)，共有有n個資源點和和需求點，，各點的資資源量或需需求量為Vi(i=1,2,…,n)，它們各自自的坐標(biāo)是是（xi,yi)（i=1,2,…,n），需設(shè)置置一個結(jié)點點，設(shè)結(jié)點點的坐標(biāo)為為（X,Y），結(jié)點至至資源點或或需求點的的運費率為為Ri。求在總運運費最低情情況下的結(jié)結(jié)點位置。。物流中心選選址建模使總運輸費費用TC最小的網(wǎng)點點位置，其其坐標(biāo)必須須滿足①②③不考慮距離離因素d，用重心公公式估算初初始選址點點：④⑤迭代重心法法求解步驟驟：目標(biāo)值值（x0，y0）（1）利用重心心公式，求求得初始解解（x00，y00）；（2）將初始解解代入距離離公式求得得di；代入總運運費公式，，計算總運運費C0；（3）將di代入目標(biāo)公公式，求得得第一次迭迭代的解（x01，y01）；（4）重復(fù)步驟驟（2），求得di新值；計算算總運費C1，比較C