设施选址决策
/cw
t
Customer C1 20,000 cwt.
$5 /cw t.
cw $2 / t.
t.
Customer C2 30,000 cwt.
/c
Handling = $1/cwt.
$4 /cw
t
$3
Warehouse W2
/cw
t.
Customer C3 60,000 cwt.
24
混合整数规划
一种商业化运作的方法 ——能够很好处理固定成本 ——在非线性库存持有成本上处理得不是很好
19
精确法
约束条件 ——客户服务约束 ——设施能力约束 数学模型在这类问题中较为流行 确定设施的最佳组合来最小化成本 在合理的计算时间内完成工作 不需要大量的数据来完成分析
20
多重心法
以重心法的公式为基础 不考虑固定成本和库存合并效应。 仅考虑运输成本。 计算过程 分组:分组数量等于待选址仓库数 相互间距离很近的点分为一组 按照运输量排序,为运量最大的几个点分配其他 各点 计算各组的重心 重新分配各点到新的重心 重复计算重心,重新分配的过程,直到变化很小。
(1)选择合适设施位置 (2)指派客户到相应的设施中去 求解一个P—中值模型的设施选址问题主要有两大类的
方法:精确计算法和启发式算法。
* 标注*号的内容均引自我院张建军老师的讲义,可能略有修改。
模型*
N {1, 2, , n} : 系统中的n个需求点(客户); M {1, 2, , m} :可建设设施的候选地点; di: i个点的需求量; 第 cij: i到点j的单位运输费用; 从点 P: 将建设的设施总数( P m); 1, 在第j个点建立设施 x j: j x 0, 否则 ( jM) (i N , j M )
例 12个分市场的有毒化学物质要运到5个焚烧场 进行处理。考虑到往返,有效运输费率为0.0867美 元/担/英里。有3个地方不能选择: Baltimore, Memphis, Minneapolis。
Annual volume, cwt. 30,000 50,000 170,000 120,000 100,000 90,000 Fixed operating cost, $ 3,100,000 3,700,000 1,400,000 -1,700,000 -Annual volume, cwt. 240,000 140,000 230,000 300,000 40,000 20,000 Fixed operating cost, $ 2,900,000 -1,100,000 1,500,000 2,500,000 1,250,000
Location Seattle Atlanta Los Angeles Dallas Chicago New York
Xi 0.6 8.6 2.0 5.5 7.9 10.6
Yi 7.3 3.0 3.0 2.4 5.5 5.2
9
重心法
10
重心法
初始选址地点估算
VR X X VR
i i i i i i
12
重心法
X = 7,901/1,260 = 6.27
Y = 5,538/1,260 = 4.40
13
重心法
TC i Vi Ri K ( X i X ) 2 (Yi Y ) 2
其中K为地图比例尺。
TC1 8,000(0.02)(500) (0.6 6.27)2 (7.3 4.40)2
设施选址决策
汪云峰 管理科学与工程系
1
选址涉及的范围
工厂 港口 仓库 消防站 急救站 自动取款机
2
关键问题
需要多少设施? 这些设施放在哪里? 它们应该有多大的规模?
3
选址为何重要?
给出了网络的结构 显著影响了库存和运输成本 影响了可获得的服务水平
4
竞价地租曲线
5
韦伯的产业分类
6
胡佛的递减运输费率
$5 /cw
t
$2
Warehouse W2
/cw
t.
Fixed = $100,000 Capacity = 110,000 cwt. Fixed = $500,000 Capacity = Unrestricted Handling = $2/cwt.
Customer C3 50,000 cwt.
$3
Warehouse W1
$2
$3
$1
/cw
/cw
wt.
t.
t.
/c
$4
/cw
t.
Plant P2 Production = $4/cwt. Capacity = Unrestricted Product 2
Plant P1 Production = $3/cwt. Capacity = 50,000 cwt.
i
VR Y ,Y VR
i i i i i i
i
Vi = i点的运输量 Ri = i点的运输费率 Xi,Yi = i点的坐标 = 待定位置的设施坐标 X, Y
11
重心法
近似点的计算
i 1 2 3 4 5 6 Xi 0.6 8.6 2.0 5.5 7.9 10.6 Yi Vi Ri 7.3 8,000 0.02 3.0 10,000 0.02 3.0 5,000 0.05 2.4 3,000 0.05 5.5 4,000 0.05 5.2 6,000 0.05 ViRi 160 200 250 150 200 300 1,260 V iR iX i 96 1,720 500 825 1,580 3,180 7,901 ViRiYi 1,168 600 750 360 1,100 1,560 5,538
561,706
160,733 196,644 660,492 2,360,882
15
重心法
重心法的初始解并不保证提供最优方案,但对于多于 30个点,运输费率与距离呈近似线性关系,并且每一 个点都不占运量很大比例的情况是很好的方案。 当各点的位置、货物运输量及相关成本完全对称时, 还可以得出最优解。 最优方案可以通过反复迭代来得到。
21
用到多重心法的情况
适用于运输成本起决定作用(而不是库存持有成本和 仓库固定成本)的情况。 卡车维修网 办公室、警察局和消防站 医疗设施 作为进一步修改的初始建议。
22
混合整数规划
例
现有3名顾客需要2种产品,每个顾客只能由1个仓 库供应。
仓库1 仓库2 搬运成本 固定成本 2美元/担 10万美元 1美元/担 50万美元 年处理能力 11万担 无限制
算法*
求解需要解决两方面的问题:
(1)选择合适的设施位置(解出全部xj); (2)指定各需求点分别由哪个设施点提供服务(解出 全部yij )
贪婪取走启发式算法* (Greedy dropping heuristic algrithm)
Step1:令当前选中的设施点数量k=m,即把所有候
选点都选中; Step2:将每个需求点指派个k个设施点中离它最近的 那个,并求出相应的总运费Z; Step3:若k=P,输出k个设施点、相应指派结果, stop。否则,转Step4; Step4:从k个设施点中确定一个取走点,该点应满足: 假如将它取走并将它的客户指派给除该点外最近的设 施点后,总费用的增加量最小; Step:从候选点集合中删去取走点,令k==k-1,转 Step2。
找出物流网络中仓库的数量、规模和位置,使得通过 该网络运送所有产品的固定成本和线性可变成本在下 列约束下降至最低。
不能超过每个工厂的供货能力; 所有产品的需求必须得到满足; 各仓库的吞吐量不能超过其吞吐能力; 必须达到最低吞吐量仓库才能够开始运营; 同一消费者需要的所有产品必须由同一仓库供给。
25
混合整数规划
可求出仅用仓库2,工厂2供货。
Category Production Transportation Warehouse handling Warehouse fixed Total Cost $1,020,000 1,220,000 310,000 500,000 $3,050,000
26
P中值法
Warehouse W1
$3/Leabharlann w$0/cwt.$2
$2
t.
/cw
wt.
$4
/cw
t.
Plant P2 Production = $2/cwt. Capacity = Unrestricted
$5 /cw t.
c $2 / wt.
Handling = $1/cwt.
Customer C2 100,000 cwt.
14
重心法
i 1 2 Xi 0.6 8.6 Yi 7.3 3.0 Vi 8,000 10,000 Ri 0.02 0.02 TCi 509,482 271,825
3
4 5 6
2.0
5.5 7.9 10.6
3.0
2.4 5.5 5.2
5,000
3,000 4,000 6,000
0.05
0.05 0.05 0.05 Total
17
重心法
简化假设 需求集中于某一点 根据可变成本选址 运价随运距成比例增加 仓库与网络节点之间的线路为直线 参数不随时间变化
18
多设施选址问题
物流网络中应该有几个仓库?这些仓库应该有多大的 规模,位于何处? 如何为客户指派仓库负责供应?如何为仓库指派负责 供应的工厂、港口或者供应商? 各个仓库中应该存放哪些产品?哪些产品不经过仓库 直接送给客户?
Y
7
产业集聚
一个产业的输出是另一个产业的输入。产业产品的消 费者同时也是这些产业中的工作人员。为此,供应商、 制造商和顾客聚集在一起,尤其是在运输成本较高时。
生产运作(同大)第4章选址与布置
( 千
300
美 200
元
100
0
0
B superior
2
4
D
B C A
C superior
A superior
6
8 10 12 14 16
年度产出(千单位)
b.图中显示出了各个供选择地点的总成本 最低时的区间。请注意D地从未优于其它 任何一地。因此可以从B线和C线的交点 以及A线和C线交点所得到的产出水平求 出确切的区间。为了得到这点,使他们 的总成本公式相等,求Q,即得到他们最 优产出水平的界限。
对于耗能大的企业,如钢铁、炼铝、 火力发电厂,其厂址应该靠近燃料、 动力供给地
水资源缺乏问题日益严重,但工业耗 水万元产值耗水近200 立米,兴旺国 家为20-30立米,水的重复利用率仅为 50%,兴旺国家为80%
〔4〕厂址条件和费用
在平地上建厂比在丘陵或山区建厂要容易施 工得多,造价也低得多
〔2〕 在同一地区选择假设干适当的地点:地 区选定之后,要确定哪片土地建厂
〔3〕 比较不同地点,作出决定。
选位
择点
比较
定址
位置的一般选择
区位 比较
城市设厂
农村设厂
城郊设厂
优势
市场聚合,人才集中, 交流和协作方便,生 产条件保障性强。
地价便宜,人力资源 靠近市场,地价较便
成本低,环保要求低, 宜,交流协作方便,
步骤: A 选择有关因素〔如市场位置、水源供给、停车场、
潜在收入等〕 B 赋予每个因素一个比重,以此显示它与所有其它因
素相比的相对重要性。各因素比重总和一般是1.00 C 给所有因素确定一个统一的数值范围〔如0-100〕 D 给每一待选地点打分 E 把每一因素的得分与它所占的比重值相乘,再把各
Facility Location Decisions设施选址决策
xij = Quantity
/~metin
shipped
from
plant
site
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
i
to
customer
j
<See
transportation.xls>
5
A transportation network Defined by data K, D, c and f
Which supply n supply points point operates?
y1=yes or no f1,K1 y2=yes or no f2,K2
c11
c12 c14 c22
c23
c31
y3=yes or no f3,K3
c32
c34
/~metin
m demand points D1 D2
D3 D4
6
Plant Location with Multiple Sourcing
None of the plants are open, a cost of fi is paid to open plant i
yi = 1 if plant is located at site i, 0 otherwise
xij = 1 if market j is supplied by factory i, 0 otherwise
yi = 1 if plant is located at site i, 0 otherwise
xij = Quantity shipped from plant site i to customer j
n
nm
Min
f
i
生产与服务设施选址的一般步骤
制定项目计划
根据施工计划和进度,制定详细的项目计 划,明确各阶段的任务和时间节点。
定期检查进度
定期对项目进度进行检查,与计划进行对 比,及时发现和解决问题。
调整计划
根据实际情况,对项目计划进行调整,确 保项目按计划进行。
监控质量
对施工质量进行监控,确保施工符合设计 要求和质量标准。
07
评估选址决策效果并反馈
分析数据,了解市场情况
1
分析收集到的数据,了解当地的市场需求和竞 争情况。
2
分析当地的产业发展趋势和政策,了解当地的 经济环境。
3
分析当地的劳动力市场和人才培养情况,了解 当地的劳动力成本和人才供给。
确定选址的关键因素
根据分析结果,确定选址的关键因 素,如土地成本、劳动力成本、市 场需求、产业发展趋势等。
安排资金
确保项目资金及时到位,包括自有资金、银行贷款 、合作伙伴等。
确定项目时间表与里程碑
制定项目时间表
根据实施计划,确定项目开始和结束时间,以及关键节点和里程 碑。
设立里程碑
在项目时间表中设立关键节点和里程碑,以便监控项目进度和及 时调整计划。
制定进度计划
明确各项任务的时间安排、人员和资源需求,确保项目按时完成 。
根据数据和要求,筛选出符合条 件的可选地址。
对可选地址进行初步评估
收集信息
收集可选地址的相关信息,包括但不限于地质 条件、水文气象条件、周边环境等。
初步评估
根据收集的信息,对每个可选地址进行初步评 估,包括技术可行性、经济合理性等方面。
确定进一步考察的地址
根据初步评估结果,确定需要进一步考察的地址。
对新设施运行情况进行评估
评估设施性能
生产运营管理第4章生产、服务设施选址与布置
工位器具 图4-6:固定位置布置示意图
✓ 按产品布置(Product Layout)
按对象专业化原则布置有关机器和设备,常见 的如流水生产线或产品装配线。
加工设备
加工设备
图4-7:按产品(对象)布置的示意图
流水线
✓ 按工艺过程布置(Process Layout)
又称工艺专业化布置。即按照工艺专业化原则将 同类机器集中在一起,完成相同工艺加工任务。
影响生产和服务设施 布置决策的因素
厂房的布置满足生产过程的要求,以避免互相交 叉和迂回运输,缩短生产周期,节省生产费用
生产联系和协作联系密切的单位应相互靠近布置 充分利用现有运输条件 按照生产性质、防火和环保要求,合理划分厂区 在考虑防火和卫生条件下,总平面布置应力求占
地面积最小 工厂布置应考虑有扩建的余地
存储物品 1.电烤箱 2.空调 3.微波炉 4.音响 5.电视 6.收音机 7.其他
搬运次数 (每周)
280
160 360 375 800 150 100
所需货区 1 2 1 3 4 1 2
表4-1:家电用品仓库的存储信息
货区 通道
图4-12:仓库平面示意图
货区
7
2
4
6
5
5
3
通道
7
2
4
4
5
5
1
图4-13:布置好的仓库平面示意图
选址决策的基本概念
设施选址(Facility Location),就是为实 现企业战略目标、综合平衡各种因素,确 定在何处建厂或建立服务设施的过程。
设施选址不仅关系到设施建设的投资和建 设的速度,而且在很大程度上决定了所提 供的产品和服务的成本,从而影响到企业 的生产管理活动和经济效益。
物流工程第7章 物流设施选址决策
Tji
ci k1
i 1 ci
(7-13)
第二节 单设施选址模型
2)确定非经济因素对于任一可行性选址方案的重要性因子。
第1步:确定任一非经济因素对于任一可行性选址方案的重要性因子。设
Tri为任一非经济因素对于任一可行性选址方案的重要性因子,则有
Tri
Wri
k
Wri
(7-14)
i 1
n
(1 /
Ci
)
—各可行性选址方案总成本的倒数和;
mi1 —客观因素的项数;
i 1
n—可行性选址方案的数目。
(7-9)
若将各可行性选址方案的客观度量值相加,则其总
和等于1,即
n
M oi 1
i 1
第二节 单设施选址模型
4)确定主观评比值。一般可按下式计算
Sik
Wik
n
Wik
i 1
表示的因素都归为客观因素,其他的因素则归为主观因素。
3)计算客观度量值。对每个可行性选址方案,都应该计算其客观度量值,其
计算公式为
m
式中Ci—第i个可行性选址方案的总成本;
Ci Cij
Cij—第i个可行性选址方案中的第j项成本;
i 1
Moi—第i个可行性选址方案的客观度量值;
n
M oi [Ci (1 距离法 负荷距离法的目标是在若干个候选方案中,选定一个目标方 案,它可以使总负荷(货物、人或其他)移动的距离最小。 在负荷距离法中,首先需要计算新选址位置距目的地的距离, 如图7-2所示。
几何距离为
dAB (xA xB )2 ( yA yB )2 (7-5) 直线距离为
第二节 单设施选址模型
运营管理设施选址与布置决策
缺点 1 由于流程较长;搬运路线不确定 ;运费高 2 生产计划与控制较复杂 3 生产周期长 4 库存量相对较大 5 由于工作人员从事多种作业;需 要较高的技术等级
31
4 混合布置
上述三种基本布置形式是理想的模型;实际布置设计常常是 几种形式的组合 我们统称它们为混合布置Mix Layout 工艺原则 布置和产品原则布置代表了小批量生产到连续大规模生产的两 个极端 在工艺原则布置的基础之上;向产品原则布置靠拢 这样; 系统既灵活又有效;而且单位生产成本低
43
5 4 2 从至表法
从—至表
当产品品种很多;产量很小且零件 物料数量又很大时;可 以用一张方阵图表来表示各作业单位之间的物料移动方向 和物流量;这个表就是从至表
表中方阵的行表示物料移动的源;称为从;列表示物料 移动的目的地;称为至;行列交叉点标明由源到目的地的物 流量
① 市场需求的增长 ② 生产原材料的枯竭 ③ 其它原因
4
5 1 2 设施选址的重要性
企业选址的重要性主要表现在以下几个方面:
1 设施选址影响企业的运营成本;从而影响企业的竞争优势 2 选址事关长远;一旦出错很难克服 3 设施选址与企业的经营战略密切相关
5
5 1 3 设施选址的内容
设施选址主要包括两个层次和两方面的内容
缺点 1 设备发生故障时将引起整个生产线中 断 2 产品设计变化将引起布置的重大调整 3 生产线速度取决于最慢的机器 4 相对投资较大;因为在生产线上有的 机器负荷不满 5 生产线上重复作业;易使工人单调乏 味;产生厌倦 6 维修和保养费用高
28
3 工艺原则布置
工艺原则布置Process Layout;又称功能布置Functional Layout 是按照生产工艺特征安排生产单位或设备 在这种方式下 ;将功能相同或相似的一组设施排布在一起 因此又被称作机群式 布置 工艺原则布置在服务业中也很常见;此时称为过程原则布置
第七章_物流基础设施及选址决策
75 450 300 14.48 5.180 31.077 20.718
112.5 900 900 40.02 2.811 22.489 22.489
迭代次数 X坐标
Y坐标
0
5.160
5.180
1
5.035
5.057
2
4.990
5.031
3
4.966
5.032
4
4.951
5.037
5
4.940
5.042
★案例分析:上海联华生鲜食品加工配送中心
1.订单管理:储存性商品的库存控制、中转型商品 与直送型商品的订单处理、加工型商品的BOM管 理
2.物流计划:线路计划、批次计划、生产计划、配 货计划
3.储存型物流运作:预检、验货、数量控制、播种 式拣货
4.中转型物流运作:预检、验货、以发定进 5.加工型物流运作:重视BOM
• 果蔬食品、冷藏品、建筑材料、燃 料等易燃品
7.5.3 单设施选址
Xi Yi—坐标,Vi—总运量,Ri—运输费率, di—距离
Xi Yi Vi Ri ViRi ViRiXi ViRiYi
3
8
ห้องสมุดไป่ตู้
2000 0.05 100 300 800
8
2
3000 0.05 150 1200 300
2
5
2500 0.075 187.5 375 937
6
4
1000 0.075 75 450 300
8
8
1500 0.075 112.5 900 900
Xi
Yi
Vi
Ri
di
成本
3
8
2000 0.05 35.52 3552
设施选址决策
多重心法例
求解: 仓库个数最少为一个,最多为四个。对于每一种可能 的仓库个数决策,分别用重心法求出最优选择,并计 算物流总成本,然后从中选出总成本最小的方案。
多重心法例
考察修建3个仓库的情况。共有6种可能的搭配方 式。针对每一种搭配方式,利用重心法求出仓库的选 址,其中运输总成本最低的方案就是3个仓库的最优 选址决策方案。结果如表13.3所示。
Hoover’s Transport Curves
Y
CR (2004) Prentice Hall, Inc.
13.3 单设施选址问题
指为单个物流设施选址,最常用的是重心模型。
重心法是一种静态的选址方法,将运输成本作为唯一 的选址决策因素。给定供给点与需求点的坐标,以及 节点之间的运输量,则单设施选址应当使得运输总成 本最小,即
混合整数线性规划例
图13.1
多混合整数线性规划例
求解:将该问题转化为混合整数线性规划:
MinTC=∑ijklCijklXijkl+ ∑k[fkzk+vk∑l(∑iDil)ykl] 约束条件:
生产能力限制
∑klXijkl≤Sij
必须满足所有的需求 ∑jXijkl=Dilykl
顾客由单一仓库供货 ∑kykl=1
•中间点 Intermediate points 仓库Warehouses 终端Terminals 公共设施Public facilities (fire, police, and
ambulance
stations)
服务中心 Service centers
• Sink points
零售店Retail outlets
22物流设施选址决策案例
教学内容、教学过程及时间分配:新课导入:上节课我们学习物流选址的基础部分,大家都出不了解了,在现在的物流选址环节中我们应该注意的几个方面的问题。
那么今天我们学习两个案例,通过案例我们可以更清楚的认识物流选址在物流行业的重要性,同时,也可以巩固上节课我们学习的内容。
最后假设我们都有机会成为某个物流集团的决策者,我们应该怎样来解决物流选址的问题。
新课讲授:第二章物流设施选址决策物流选址决策的案例案例1 速度+规模=家乐福模式Carrefour 的法文意思就是十字路口,而家乐福的选址也不折不扣地体现这一个标准——所有的路都开在了路口,巨大的招牌500 米开外都可以看得一清二楚。
而一个投资几千万的店,当然不会是拍脑袋想出的店址,其背后精密和复杂的计算,常令行业外的人士大吃一惊。
根据经典的零售学理论,一个大卖场的选址需要经过几个方面的详细测算:第一就是商圈内的人口消费能力。
中国目前并没有现有的资料(GIS 人口地理系统)可资利用,所以店家不得不借助市场调研公司的力量来收集这方面的数据。
有一种做法是以某个原点出发,测算5分钟的步行距离会到什么地方,然后是10分钟步行会到什么地方,最后是15分钟会到什么地方。
根据中国的本地特色,还需要测算以自行车出发的小片、中片和大片半径,最后是以车行速度来测算小片、中片和大片各覆盖了什么区域。
如果有自然的分隔线,如一条铁路线,或是另一个街区有一个竞争对手,商圈的覆盖就需要依据这种边界进行调整。
然后,需要对这些区域进行进一步的细化,计算这片区域内各个居住小区的详尽的人口规模和特征的调查,计算不同区域内人口的数量和密度、年龄分布、文化水平、职业分布、人均可支配收入等等许多指标。
家乐福的做法还会更细致一些,根据这些小区的远近程度和居民可支配收入,再划定重要销售区域和普通销售区域。
第二,就是需要研究这片区域内的城市交通和周边的商圈的竞争情况。
如果一个未来的店址周围有许多的公交车,或是道路宽敞,交通方便。
生产与服务设施选址
BA
产品生产线式布置
产品生产线式布置就是将所有的设备和工作地按 产品加工装配的工艺路线顺序排列。产品生产线式 布置亦称对象专业化布置。
A
A
B
B
工艺式布置和产品生产线式布置比较
设施布置的两种方法
• 物料流向图法 出发点:尽可能使物料流向一致, 并使运输量大的生产单元靠近。
• 生产活动相关图法 出发点:尽可能使一个生产系统中 活动关系密切的部门靠近。
24 1500 10
0 2000 0 2100 0 1500
需求 1600
1600400×14+500×25+700×41+1600×12 +1600×11=83600
工厂 P
仓
库
Q
Y
生产 虚拟 2 能 力
A 400 B 500 C 700
14
27 1600 11
25 1600 12
在现有中心外新增D’2情况下“新系统2”的总运费值; •••(继续重复) •••,得出在现有中心外新增D’n情 况
下“新系统n”的总运费值; ⑥ 按总运费值由低到高的原则,依序排列各新系统;
⑦ 按所需新建配送中心数目m,取新系统排列中前m位 所对应的备选中心为确定选址。
运输表法分析例示
某公司现有三个位于不同城市的工厂,A、B和C;还有
C
41
24 1500 13
0 2000 0 2100 0 1500
需求 1600
1600
1600
800
结论:选择X和Z点较合适。
负荷距离穷举法
1、选址步骤:
(1)确定各备选址的负荷量(流出量)。 (2)绘出区域坐标图,确定各备选址的坐标位置。 (3)确定各备选址之间的相互距离。(注:可以采用
