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1、第三章配送中心选址及网点布局 学习要点 1 配送中心选址及网点布局的目标 2 配送中心选址应考虑的主要因素 3 配送中心选址的决策步骤 4 重心法选址的基本原理及应用环境 5 CFLP方法的原理及计算步骤 1 第一节配送中心选址的概念及影响因素 一 配送中心选址与布局的概念配送中心选址是以提高物流系统的经济效益和社会效益为目标 根据供货状况 需求分布 运输条件 自然环境等因素 用系统工程的方法 对配送中心的地理位置进行决策的过程 当一个物流系统中需要设置多个配送中心 这时不仅要确定配送中心的位置 而且还要对配送中心的数量 规模 服务范围等进行决策 建立一个服务好 效率高 费用低的物流网络系统
2、对此常称为网点布局 2 本课程将配送中心选址与布局统称为选址 一个物流系统只设置一个配送中心 称单中心选址问题 如果设置多个配送中心 则称多中心选址问题 图3 1 图3 2分别为单中心和多中心配送网络示意图 3 二 配送中心选址的重要意义 配送中心选址属企业战略层的决策问题 对物流系统的合理化具有决定性的意义 配送中心选址合理与否会直接影响到配送系统的服务水平 作业效率和经济效益 所以配送中心选址的目标是 服务好 效率高 费用低 配送中心的数量与仓储成本和运输成本的关系如图3 3 图3 4所示 4 由图可以看出 配送中心的数量对库存成本和运输成本的影响是互相矛盾的 这就有一个合理性的问题 5
3、三 配送中心选址应考虑的主要因素 1 客户分布配送中心示为客户服务的 首先要考虑客户分布 对于商业配送中心 其客户主要是超市和零售店 分布在城市内人口教密集的地区 为提高服务水平 同时也考虑其他条件的影响 配送中心通常设置在城市边缘地区 2 供应商分布配送中心靠近供应商 对货源供给的可靠性高 库存可以减少 但供应商一般离需求地比较远 而且也比较分散 配送中心靠近客户 对降低运输成本是有利的 因为进货的批量大 6 3 交通条件交通条件是影响配送成本和物流效率的重要因素 特别是大宗物资的配送 因此配送中心应尽可能靠近交通通道 如高速公路 铁路货运站 港口 空港等 4 土地条件 可得性 土地成本 配
4、送中心需要占用一定数量的土地 用地必须符合国家的土地政策和城市规划 土地成本也是影响物流成本的重要因素 7 5 人力资源因素配送中心需要不同层次的人员 一般操作属劳动密集型作业形态 用人较多 其工资待遇应于当地工作水平相适应 因此配送中心选址应考虑员工来源和人类成本 6 地区或城市规划配送中心规划属地区或城市规划的一部分 必须符合城市规划的要求 包括布局 用地 以及与其他行业规划的协调 8 7 自然条件 配送中心需要存放货物 自然环境中的湿度 盐分 降雨量 台风 地震 河川等都会产生风险 也会增大物流成本 9 四 配送中心选址的一般程序 10 第二节重心法 利用求平面物体重心的原理求物流系统中
5、配送重心的设置位置而得名 是一种精确解析方法 适于单中心选址问题 单中心选址问题中 存储费用与运输费用相比已不是主要因素 运输费用是主要考虑的因素 由配送中心向多个用户配送货物 仅考虑发货的配送费用时适于采用重心法 配送中心到客户的运输费用等于货物运输量与两点之间运输距离以及运输费率的乘积 11 一 重心法的基本原理 如图3 5 有n个用户 C1 Cn 的系统需要设置一个配送中心 B0 每个用户的需求量和所在位置的坐标已知 求配送中心的规模和设置位置 由于只设置一个配送中心 所以配送中心的规模等于所以有用户的需求量之和即可 12 图中C1 Cn旁括号内的变量分别表示需求量 横坐标 纵坐标 B0
6、旁括号内的变量分别表示横坐标 纵坐标 13 设配送中心到各用户的运输费用率为ci 费用为Fi 则Fi ciwihi 3 1 式中hi为配送中心到用户的距离 可写成以下形式 3 2 设配送中心到各用户的运输费用之和为F 则 3 3 14 为使F最小 分别对x0 y0求偏导数 并令其等于零 得 3 4 3 5 15 整理以上两式得 3 6 3 7 16 解以上两式可得配送中心最佳位置得坐标为 3 8 3 9 17 但是上两等式得右边还含有hi 即还含有未知数x0和y0 要从两式中完全消除x0和y0 计算工作很复杂 因此采取迭代方法求解 迭代方法计算步骤如下 1 给出配送中心的初始地址 x00 y0
7、0 2 利用式 3 3 计算 x00 y00 相对应的总发货费用F0 3 把 x00 y00 分别代入式 3 2 3 8 和 3 9 计算配送中心的改善地址 x01 y01 18 4 利用式 3 3 计算与 x01 y01 相对应的总发送费用F1 5 将F1与F0进行比较 如果F1 F0 则返回步骤 3 将 x01 y01 分别代入式 3 2 3 8 和 3 9 如此反复进行 3 5 的计算步骤 直至Fk Fk 1时停止 即得到 x0k 1 y0k 1 为最优解 19 二 重心法的优缺点 优点 计算简单 数据容易搜集 易于理解 由于通常不需要对物流系统进行整体评估 所以在单一设施定位时应用解析
8、方法简便易行 缺点 该方法假设运费随距离呈线性变化 而实际生活中运费常常是随距离增大而递减 另外 它没有考虑现实的地理条件 例如选出的最佳配送中心地点可能正好坐落在一个湖的中央 所以解析方法更多的不是用于确定最佳位置 而是用于剔除一些不合适的备选方案 20 第三节CFLP方法 一 CFLP方法的特点及应用环境1 CFLP方法的特点CFLP CapacitatedFacilityLocationProblem 方法是一种启发式方法 启发式方法与最优化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 但只要处理得当 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化方法 计
9、算简单 求解速度快 所以在实际应用中 启发式方法是仅次于最优化规划技术的选址方法 21 2 CFLP方法的应用环境当配送中心的能力有限制 而且用户的地址和需求量以及设置多个配送中心的数目均已确定的情况下 可采用CFLP法 从配送中心的备选地址中选出总费用最小的由多个配送中心 假设有m个 组成的物流系统 22 二 CFLP方法工作步骤 1 初选配送中心地点 通过定性分析 根据配送中心的配送能力和用户需求分布情况 合理地确定配送中心的数目及其设置地点 以此作为初始方案 这一步骤非常重要 因为它将直接影响整个计算的收敛速度 23 24 25 26 三 CFLP方法举例 现有一选址问题如下图所示 要求
10、在该地域范围内12个需求点中选出三个作为配送中心的地址 同时假设各配送中心的固定费用均为10个单位 容量为13个单位 运输费率为一常数 即运输费用与运输距离成正比 27 CFLP法举例 表5 28 1 根据需求量的分布情况 将配送中心的初始位置暂定在4 6 9三个节点上 2 这样 以点4 6 9为配送点 其他各节点为需求点 求运输问题的最优解见表6 于是得到初始方案 总费用为179个单位 具体求解过程略 3 根据以上求得的初始解 可以看出配送中心4的配送范围是用户1 2 3 4 5的集合 配送中心6的配送范围是用户1 6 8 12的集合 配送中心9的配送范围是用户1 7 9 10 11的集合 29 CFLP法举例 表6 30 CFLP法举例 31 同理通过计算 可知对于用户集合 1 6 8 12 配送中心移到6 配送费用最小 对于用户集合 1 7 9 10 11 配送中心改设在10 配送费用最小 于是新的配送系统应由2 6 10组成 4 对新配送系统 2 6 10 重复步骤2 4 经再次计算 所得配送中心方案与前一次结果相同 说明方案已达到最优 所以最终解决方案就是配送中心选择在 2 6 10 各配送中心的服务客户如表7所示 总费用为152个单位 32 CFLP法举例 表7 33
