物流节点选址模型及其方法
物流节点选址模型与方法
第四章物流节点选址模型与方法第一节物流设施选址问题固定设施选址问题是物流网络中一项十分重要的战略决策。
一、物流设施选址问题类型⏹按备选点的离散程度分连续选址模型(Continuous Location Models)和离散选址模型(Discrete Location Models)两类。
⏹从选址目标来看，物流设施选址有三种基本类型（成本最小化、服务最优化、物流量最大化）和综合型。
二、物流设施选址问题的特点在选址问题的研究中，Daskin总结了五个特点：（一）选址决策是研究不同层次的人类组织的选址问题，从个人、家庭到公司、政府机构甚至是国际机构（二）选址决策是一个战略决策，需要考虑长期的资金利用和经济效益（三）选址决策还涵盖了经济的外延含义，包括污染、交通拥挤和经济潜力等。
（四）由于大多数选址问题是NP-HARD问题，很难求得选址模型的最优解，特别是大型问题。
（五）选址问题都有相应的应用背景，模型的结构（目标函数、变量和约束）由相应的应用背景决定。
第二节物流设施选址的程序和步骤一、物流设施选址约束条件分析（一）需求条件（二）运输条件（三）配送服务的条件（四）用地条件（五）法律法规（六）流通职能条件（七）其他二、搜集整理资料（一）掌握业务量1. 工厂到物流设施之间的运输量2. 向顾客配送的货物数量3．物流设施保管的数量4. 配送路线上的其他业务量（二）掌握费用1. 工厂至物流设施之间的运输费；2．物流设施到顾客之音质配送费；3. 与设施、土地有关的费用及人工费、业务费等。
三、地址筛选四、定量分析五、结果评价六、复查七、确定选址结果八、选址的注意事项（1）选址因素相互矛盾（2）不同因素的相对重要性很难确定和度量（3）判断的标准会随时间变化而变化第三节 整数规划选址方法一、0-1整数规划方法选址问题的提出建设一个新工厂，应合理选择厂址。
假设厂址候选地点有s 个，分别用D 1，D 2…表示;原材料、燃料、零配件的供应地有M 个，分别用A 1、A 2…表示,其供应量分别用P 1、P 2表示；产品销售地有N 个，分别用B 1、B 2表示，其销售量分别用Q 1、Q 2表示，如下图所示。
物流选址方法
连续点选址模型(1)交叉中值模型(Cross Median)交叉中值模型是用来解决连续点选址问题的一种十分有效的模型,它是利用选址距离进行计算的.通过交叉中值的方法可以对单一的选址问题在一个平面上的加权的选址距离进行最小化.其相应的目标函数为:Z=式中wn---需求点的总数目需要注意的是,这个目标函数可以用两种互不相干的部分来表达.在这个问题里面,最优位置也就是如下坐标组成的点考虑到或者同时两者可能是唯一或某一范围,最优的位置也相应的可能是一个点、或者是线、或者是一个区域。
（2）一元节点选址的重心法和微分法1、重心法重心法是一种模拟方法。
这种方法将物流系统中的需求点和资源点看成是分布在某一平面范围内的物流系统，各点的需求量和资源量分别看成物体的重量，物体系统的重心作为物流网点的最佳设置点，利用求物体系统的方法来确定物流网点的位置。
现仅讨论用重心法在计划区域内设置一个网点简单情况。
在某计划区内，有n个资源点和需求点，各点的资源量或需求量为它们各自的坐标是。
需设置一个网点，设网点的坐标为（x,y），网点至资源点或需求点的运费率为根据求平面中物体系统重心的方法有：代入数字，实现求得（x,y）的值即为所求物流中心网点位置的坐标，记为重心法的最大特点是计算方法较简单，但这种方法并不能求出精确的最佳网点位置（当然这种精确位置有时可能是没有实用价值的）。
因为这一方法将纵向和横向的距离视为相互独立的量，与实际是不相符的，往往其结果在现实环境中不能实现,因此只能作为一种参考结果。
2、微分法现举例说明选址问题模型的建立方法。
某公司准备建流通加工型配送中心，向各客户供应商品，现需确定配送中心建在什么位置，才能使配送中心向各客户供应商品的费用最低。
设配送中心向第i个客户的商品供应量为；单位商品的运费为采用笛卡尔坐标系，设配送中心位置的坐标为p(x,y),各客户位置的坐标为，则第i个客户与配送中心的距离可由解析几何的两点间距离公式求得：配送中心向第i个客户供应商品的运费为：配送中心向各个客户供应商品的总运费为：因此，该问题的目标函数为：根据该模型，选择适当的x、y就可使C达到最小。
多物流节点选址方法与模型
(2)最大覆盖模型
max
d i y ij
j N i A ( j )
y ij 1, i N
j B ( i )
d i y ij C j x j , j M
i A ( j )
xj p, j M
j M
x j 0,1, j M
药品连锁店地址坐标与需求量
连锁 店j
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Xj 70 95 80 20 40 10 40 75 10 90
Yj
70 50 20 60 10 50 60 90 30
4
需求 量
8
10
6
5
7
8
12
5
11
9
1.分组
连锁 店j
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Xj 70 95 80 20 40 10 40 75 10 90
运输费用 运输费用
1
70
70
8
193.9598 252.9822
2
95
50
10
210.1425
559.017
3
80
20
6
160.513
339.4113
4
20
60
5
280.3997
100
5
40
10
7
349.0171
350
6
10
50
8
515.6581 252.9822
物流系统与物流工程第08章物流节点选址与网络布局.
(2)不可行区域约束
13 13
8.2.4选址问题中的距离计算
1.直线距离
y
E ij 2 2
d ( xi x j ) ( y i y j )
yj
终点 dij） 直线距离（
2.折线距离
d xi x j y i y j
R ij
yi
dij） 折线距离（
O
xi
xj
x
14 14
3 3
内容概要
第8章 物流节点选址与网络布局
8.1 节点选址问题概述 8.2节点选址问题的基本描述
8.3 常用节点选址模型
4 4
8.2.1节点选址的意义
选址在整个物流系统中占有非常重要的地位，主要属于物流管理 战略层的研究问题。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。这些设施主要指物流系统中的节点，如制造 商、供应商、仓库、配送中心、零售商网点等。
8.2.3选址模型的分类
1.被定位设施的维度及数量 (1)根据设施的维数（三维，二维，一维） (2)设施选址的数量(单一或多个) 2.选址问题目标区域的特征 (1)连续选址 (2)网格选址 (3)离散选址
8 8
8.2.3选址模型的分类
3.选址成本 1)可行性/最优性 (1) Minisum目标函数 寻求整个设施选址的总和为最小，目标是优化全部 或者平均性能
max min C j ( X )
X j
5 6 7
中值=5.5
0
反中心点=2.5 中心点=3.5
11 11
8.2.3选址模型的分类
3.选址成本 2)固定权重与可变权重 3)被定位设施间有无相互联系 4)确定性与随机性 5)静态与动态
多物流节点选址模型
449.0519 773.2467 414.1793 52.89707 318.6949 61.46167 295.1327 350.422 232.3538 656.7191
• （6）按第二次迭代后的分配方案进行重新选址， 经过迭代计算后，求出两个配送点的地址坐标为 （P1,Q1）=（ 90.063，47.843 ），（P2,Q2）= （19.906,45.474）。 • (7) 计算各药品连锁店到这两个配送点胡送货运输 费用，计算结果如表4所示。考察表3，发现分组 情况不变，仍然为｛1，2，3，8，10｝，｛4，5， 6，7，9｝。因此，这一物流服务分配方案为最 佳方案
• (3)计算各药品连锁店到两个配送点胡送货 运输费用，计算结果如表2所示。考察表2， 按运输费用最低胡节点送货原则重新分组， 调整后胡分组情况为：｛1，2，3，5，8｝ 和｛4，6，7，9｝。
连锁店号j
Xj
Yj
需求量
到（P1,Q1）的 运输费用
到（P2,Q2）的 运输费用
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
连锁店号j
Xj
Yj
需求量
到（P1,Q1）的运 输费用
到（P2,Q2）的运 输费用
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
70 95 80 20 40 10 40 75 10 90
70 50 20 60 10 50 60 90 30 40
8 10 6 5 7 8 12 5 11 9
247.201 97.10716 151.9242 344.7846 408.0765 618.8391 596.3044 236.4687 863.024 46.39847
多物流节点选址模型
1、多重心法
物流节点选址模型与方法课件
结果评价
复查
选址的制约条件
地理、地形、地价、环 境、交通条件、劳动条 件及有关法律的研究。
确定选址结果
图 4-2
物流设施选址的程序
选址约束条件分析
❖ 需求条件 ❖ 运输条件 ❖ 配送服务的条件 ❖ 用地条件 ❖ 法规制度 ❖ 流通职能条件 ❖ 其他
搜集整理资料
❖ 对业务量和生产成本进行正确的分析和判断 ❖ 掌握业务量 ❖ 掌握费用 ❖ 其它
❖ 最直观的求解方法就是分别计算出在6个备选地点 建粮库所对应的总运量，然后选择总运量最小的备 选地点建粮库。
❖ 可先采用Floyd算法计算图中任意两点间的最短路， 然后再计算对应的总运输量，如表4-1和表4-2。通 过计算（计算过程略，读者可以自己练习），在D 村建设粮库是最佳选择。如需知道其它各村将粮食 运往粮库（D村）的运输路径，只需记录Floyd算法 计算过程中最短路的路径即可。
结果评价
❖ 结合市场适应性、土地购置、服务质量等条 件对计算所得结果进行评价，看其是否具有 现实意义及可行性。
复查
❖ 分析其它影响因素对计算结果的相对影响程 度，分别赋予它们一定的权重，采用加权法 对计算结果进行复查。如果复查通过，则原 计算结果即为最终结果；如果复查发现原计 算结果不适用，则返回第三步继续计算，直 至得到最终结果为止。
何为物流节点选址？
❖ 物流节点选址通常也称为物流设施选址，是 指在一个具有若干供应点及若干需求点的经 济区域内，选一个地址设置物流设施的规划 过程。
❖ 较佳的物流节点选址方案是使商品通过物流 节点的汇集、中转、分发，直至输送到需求 点的全过程的效益最好。
物流节点选址方法
❖ 物流节点选址涉及的问题比较多，其中定量 化分析是其中的重要内容，本章在分析物流 节点选址的程序和步骤的基础上，重点对几 种定量化方法进行探讨。
第四章1物流节点的选址
综合因素评价法
p 综合因素评价法是一种全面考虑各种影响因素， 并根据各影响因素重要性的不同赋予权重，对方 案进行评价、打分，以找出最优的选址方案。
p 综合因素评价法可以综合考虑各方面因素，包括 量化和非量化因素，（非量化因素也可通过打分 来量化），适用范围广。不足之处在于打分和赋 权过程中存在人为因素，同时的人往往得出不同 的结果。
选址方法和模型 布局优化
选址优化问题
可行方案 综合评价 给出最终方案
方案评价问题
第四章1物流节点的选址
物流节点选址布局规划的流程（2）
p 框架初设
设计一个物流系统的初始框架：在物流系统需求分析 和预测的前提下，对物流系统的功能进行定位和分解， 从而确定物流的初始系统结构，即给出系统的层次、 节点最大设定数目和系统基本功能。
p节点选址战略
好的设施选址应考虑所有物品的流动过程及其相 关成本。在保证客户服务水平的前提下，寻求利润最 高、成本最低的配送方案是选址战略的核心所在。主 要包括：确定设施的数量、地理位置、规模，并规划 各设施所服务的市场范围等等。
第四章1物流节点的选址
物流节点选址应考虑的主要因素
1、土地成本 2、交通便利性 3、可获得土地的规模 4、与市场的距离 5、劳动力因素 6、工程地质条件 7、政策环境
启发式规划选址
p 启发式方法是一种逐次逼近最优解的方法，大部 分在20世纪50年代末期以60年代期间被开发出来。 当复杂的线性规划或者非线性规划难以用运筹学 中的方法原理进行求解时，启发式方法发挥了巨 大的作用。
p 启发式方法与最优规划方法的最大不同是它不是 精确式算法，不能保证给出的解决方案是最优的， 但只要方法得当，能够使获得的可行解与最优解 是非常接近的，而且启发式算法相对最优规划方 法计算简单，求解速度快。因此启发式方法是规 划技术中非常实用的方法。
第4章 物流节点选址模型与仿真
二、离散点选址模型
离散点选址指的是在有限的候选位置里面，选取 最为合适的一个或者一组位置为最优方案，相应 的模型就叫做离散点选址模型。 （1）覆盖模型
所谓覆盖模型，就是对于需求已知的一些需求 点，如何确定一组服务设施来满足这些需求点的 需求。
（a）集合覆盖模型，用最小数量的设施去覆盖所有 的需求点；
物流中心。 2. 物流分货中心
物流分货中心是指专门或主要从事分货业务的物流结点。 3. 配送中心
配送中心是指专门从事配送业务的物流结点。这是物流 中心中数量较多的一种。配送中心的主要业务包括集货、储 存、分货、配货及配装送货等
4. 物流转运中心 物流转运中心是指承担货物中转运输的物流中心，也称转运
因素评分法选址的步骤
（1）给出备选地点； （2）列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就各个因素评分； （5）将每一地点各因素的得分相加，求出总分后加以
比较，得分最多的地点中选。
第三节 多设施选址规划
一、多元网点布局
下面分别以单品种网点和多品种网点的物流系统为对 象，讨论多元网点布局的数学模型。
供应参与者的选择。 ➢ 节点选址。主要是对配送中心等设施或新开工厂、
门店的定位选址。 ➢ 配送路径规划与选择。
一、企业节点选择
➢ 第一阶段：绩效评估； ➢ 第二阶段：选择适当的供应链节点企业。
二、供应链网络节点选址
1、供应链上游节点选址模型
n
min zij
xia
j
2
yib j 2
i1 j 1
1、成本最小化 2、物流量最大化 3、服务最优化 4、发展潜力最大化 5、综合评价目标
四、物流节点的选址原则
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第四章物流节点选址模型与方法
第一节物流设施选址问题
固定设施选址问题是物流网络中一项十分重要的战略决策。
一、物流设施选址问题类型
⏹按备选点的离散程度分连续选址模型(Continuous
Location Models)和离散选址模型(Discrete Location Models)两类。
⏹从选址目标来看，物流设施选址有三种差不多类型
（成本最小化、服务最优化、物流量最大化）和综
合型。
二、物流设施选址问题的特点
在选址问题的研究中，Daskin总结了五个特点：
（一）选址决策是研究不同层次的人类组织的选址问题，从个人、家庭到公司、政府机构甚至是国际机构（二）选址决策是一个战略决策，需要考虑长期的资金利用和经济效益
（三）选址决策还涵盖了经济的外延含义，包括污染、
交通拥挤和经济潜力等。
（四）由于大多数选址问题是NP-HARD问题，专门难求得选址模型的最优解，特不是大型问题。
（五）选址问题都有相应的应用背景，模型的结构（目标函数、变量和约束）由相应的应用背景决定。
第二节物流设施选址的程序和步骤
一、物流设施选址约束条件分析
（一）需求条件
（二）运输条件
（三）配送服务的条件
（四）用地条件
（五）法律法规
（六）流通职能条件
（七）其他
二、搜集整理资料
（一）掌握业务量
1. 工厂到物流设施之间的运输量
2. 向顾客配送的物资数量
3．物流设施保管的数量
4. 配送路线上的其他业务量
（二）掌握费用
1. 工厂至物流设施之间的运输费；
2．物流设施到顾客之音质配送费；
3. 与设施、土地有关的费用及人工费、业务费等。
三、地址筛选
四、定量分析
五、结果评价
六、复查
七、确定选址结果
八、选址的注意事项
（1）选址因素相互矛盾
（2）不同因素的相对重要性专门难确定和度量（3）推断的标准会随时刻变化而变化
第三节整数规划选址方法
一、0-1整数规划方法选址问题的提出
建设一个新工厂，应合理选择厂址。
假设厂址候选地点有s个，分不用D1，D2…表示;原材料、燃料、零配件的供应地有M个，分不用A1、A2…表示,其供应量分不用P1、P2表示；产品销售地有N个，分不用B1、B2表示，其销售量分不用Q1、Q2表示，如下图所示。
二、引入0-1变量的实际问题
相互排斥的选址项目需引入0-1变量。
某公司在地区的东、南、西三区建立储存点，拟议中有7个位置
A（i=1，2……，7）可供选择。
i
规定：在东区，由
A，2A，3A三个点中至多选两个；
1
在西区，由
A，5A两个点中至少选一个；
4
在南区，由
A，7A两个点中至少选一个。
6
如选用
A点，设备投资可能为i b元，每年可获利润可i
能为
c元，但投资总额不能超过B元。
问应该选择哪几个
i
点可使年利润为最大？
三、用0-1变量建立规划模型的思路与技巧
四、隐枚举法
方法之一是设置目标函数的过滤值；
方法之二是对原问题的目标函数及约束条件进行适当的调整处理，找出目标函数值增大的规律，以大大减少求解工作量。
第四节连续选址模型
一、交叉中值模型
交叉中值模型是用来解决连续点选址问题的一种十分有效的模型。
通过交叉中值的方法能够对单一的选址问题在一个平面上的加权的都市距离进行最小化。
二、重心法模型
重心法是一种模拟方法。
这种方法将物流系统中的需求点和资源点看成是分布在某一平面范围内的物流系统，各点的需求量和资源量分不看成是物体的重量，物体系统的重心作为物流网点的最佳设置点，利用求物体系统重心的方法来确定物流网点的位置。
三、重心法的迭代计算步骤
四、重心法的优缺点
1.不加固定限制，有自由选择的长处
2.自由度过多是一个缺点
3.迭代法计算求得的最佳地点实际上往往专门难找到
4.计算量较大
5.将运输距离用坐标来表示，并认为运输费用是两点
间直线距离的函数，这与实际情况有较大的差距。
五、重心法选址示例
假设物流设施选址范围内有5个需求点，其坐标、需求量和运输费率如表所示。
现在设置一个物流设施，问物流设施的最佳位置为何处？
表4-1 需求点的需求状况
表4-2 迭代结果列表。