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。

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i A （i=1，2……，7）可供选择。

规定： 在东区，由1A ，2A ，3A 三个点中至多选两个；

在西区，由4A ，5A 两个点中至少选一个； 在南区，由6A ，7A 两个点中至少选一个。

如选用i A 点，设备投资估计为i b 元，每年可获利润估计为i c 元，但投资总额不能超过B 元。问应该选择哪几个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可以对单一的选址问题在一个平面上的加权的城市距离进行最小化。

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别看成是物体的重量，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很难找到

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？

需求点 坐标 需求量（j w ） 运输费率（j h ） 综合权重

A

（3，8）

2000

0.5

1000

B （8，2）3000 0.5 1500

C （2，5）2500 0.75 1875

D （6，4）1000 0.75 750

E （8，8）1500 0.75 1125

迭代次数k x k y总运费

0 5.160000 5.180000 21471.002980

1 5.037691 5.05659

2 21434.215810

2 4.990259 5.031426 21427.110404

3 4.966136 5.031671 21426.140542

4 4.950928

5.036766

21425.686792 …………

59 4.910110 5.057677 21425.136231

60 4.910110 5.057677 21425.136231

第五节 鲍摩-瓦尔夫模型选址方法

一、鲍摩-瓦尔夫模型的建立

规划总费用函数为)()()()(j j j j ijk jk ij

ijk W r F W v x x c

x f ∑∑∑+++=

θ

式中：ij c ——从工厂i 到配送中心j 每单位运量的运输费； jk h ——从配送中心j 向用户k 发送单位运量的发送费；

ijk c ——从工厂i 通过配送中心j 向用户k 发送单位运量的运费，即jk ij ijk h c c +=；

ijk x ——从工厂i 通过配送中心j 向用户k 运送的运量； j w ——通过配送中心j 的运量，∑=k

i ijk j x w ,；

j v ——配送中心j 的单位运量的可变费用； j F ——配送中心j 的固定费用；

总费用函数）（ijk x f 的第一项是运输费和发送费，第二项是配送中心的可变作业成本，第三项是配送中心的固定成本。显然，如果配送中心的货物通过量j w 等于0，则表明该配送中心不必建设（或采用）。

二、鲍摩-瓦尔夫模型的计算方法 （一）初始解 （二）二次解 （三）N 次解

（四）最优解

三、鲍摩-瓦尔夫模型优缺点

（一）模型的优点：

1.计算比较简单

2.能评价流通过程的总费用

3.能求解配送中心的通过量

4.不仅确定了哪些配送中心需要建设，而且确定了该配送中心服务的上游和

下游对象，货物调运数量和调运方向都可同时确定。

（二）模型的缺点

?由于采用的是逐次逼近法，所以，不能保证必然会得到最优解。此外，由

于选择备选地点的方法不同，有时，求出的最优解中可能出现配送中心数目较多的情况。

?配送中心的固定费用没在所得的解中反映出来。

五、两级物流设施的选址模型及其特点

这是一种改进模型。这个改进模型除具有鲍摩-瓦尔夫法和重心法的优点外，还具有如下优点：中央物流设施可有较大库存量，其他各小型物流设施也可以有一定量的库存，但数量较小。

该改进模型的缺点：得到的结果是满意解，而可能不是最优解。

第六节基于层次分析法的选址方法

某企业拟建物流中心，备选地点有1，2，3…，8共8个。为了评价这8个备选点的优劣，首先根据企业建设此物流中心的目的拟定了评价指标。本企业选择物流中心的评价因素包括自然环境、交通运输、经营环境、候选地块和公共设施五个方面（各企业根据实际需要可采用不同的评价因素）。评价因素和评价标准见下表4-3。根据这些评价因素和评价标准建立的三级指标模型见表4-4。

表4-3 物流中心选址的评价因素和评价标准

表4-4 物流中心选址的三级指标模型

根据专家评价法确定判断矩阵。首先从第三级指标开始，接着确定第二级指标对应的判断矩阵，最后确定第一级指标的权重。

一、构造判断矩阵S-T并检验其一致性

二、判断矩阵F-S及其一致性检验

三、针对选址目标的判断矩阵及其一致性检验

表4-5 物流中心选址三级指标权重的分配

具体计算过程见教材。

通过专家打分，1号备选点综合得分为87.3，2号备选点综合得分为85.3，3号备选点综合得分为86.2，4号备选点综合得分为89.8，5号备选点综合得分为78.8，6号备选点综合得分为73.9，7号备选点综合得分为79.3，8号备选点综合得分为74.9。因此，8个备选点从优到劣排序为：4，1，3，2，7，5，8，6。也就是说，如果企业只建设一个物流中心，宜选择4号备选点，如建设两个物流中心，宜选择4号和1号备选点，以此类推。

第七节基于聚类分析的选址方法

一、基于聚类分析的选址方法的含义

聚类分析主要用于辨认具有相似性的事物，是把事物按其相似度进行分类，并寻找不同类别事物特征的统计分析工具。

二、聚类分析的三类节点选择

（一）物流服务供应点---配送中心的初步选址点（二）物流服务需求点---北京市批发与零售企业（三）交通附加条件