202X年物流中心选址问题研究

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1、现代物流与物流中心规划 第五章物流中心选址问题的研究现状 ModernLogisticsandLogisticscentersPlanning 5 物流中心选址问题的研究现状 5 1选址问题的程序和步骤5 2选址问题的早期研究5 30 1整数规划方法选址5 4单设施选址5 5多设施选址5 6动态设施选址5 7零售 服务设施选址5 8小结 什么是物流中心选址问题 内容 物流中心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中心的规划问题 目标 使商品通过物流中心的汇集 中转 分发直到输送到需求点的全过程效益最好 什么是物流中心选址问题 方法 一般是通过成本计算 也就是将

2、运输费用 配送费用及物流设施费用模型化 采用约束条件及目标函数建立数学公式 从中寻求费用最小的方案 5 1选址问题的程序和步骤 进行物流中心选址时 可以分成如下的7个步骤 1 选址约束条件分析 2 搜索整理资料 3 地址筛选 4 定量分析 5 结果评价 6 复查和确定选址结果 选址约束条件分析 1 需求条件顾客现在分布 未来分布预测 货物作业量的增长率及物流区域分析 2 运输条件北京市的四道口蔬菜 果品配送重心就建在铁路货运站旁边 并且近靠公路 3 配送服务的条件向顾客报告到会时间 发送频率 根据供货时间计算的从顾客到物流重心的距离和服务范围等 4 用地条件 5 法规制度 收集整理资料 为正确

3、构造优化模型必须 1 掌握业务量 工厂到物流中心之间的运输量 向顾客配送的货物数量 物流中心保管的货物数量 2 掌握费用 工厂至配送中心之间的运输量 物流中心到顾客之间的配送费 与设施 土地有关的费用及人工费 业务费等 两项费用 随着业务量和运送距离的变化而变动 所以必须对每一吨公里的费用进行分析 成本分析 项包括可变费用和固定费用 可以根据可变费用和固定费用之和进行成本分析 选址很重要 但是很困难 1 选址因素相互矛盾 例如 利于配送的地方能较多地接受业务 但常常地价贵 租金高 2 不同因素的相对重要性很难确定和度量 3 判断的标准会随着时间的变化而变化 现在认为好的选址 过几年就不一定是好

4、的选址了 家乐福的选址 对物流中心选址的启发 家乐福1995年进入中国市场后 短时间内在相距甚远的北京 上海和深圳三地开了大卖场 这是因为可以对立地发展出自己的供应网络 根据家乐福自己的统计 从中国本地购买的商品占了商场里所有商品的95 以上 仅2000年采购金额就达15亿美元 除了已有的上海 广东 浙江 福建及胶东半岛等各地的采购网络 家乐福还将分别在中国的北京 天津 大连 青岛 武汉 宁波 厦门 广州及深圳开设区域采购网络 家乐福 Carrefour 的法文意思是 十字路口 而家乐福的选址也不折不扣地体现这一标准 所有的都开在十字路口 店址的选择 其背后精密和复杂的计算 将令行业外的人士大

5、吃一惊 第一 测算商圈内的人口消费能力 中国目前没有现成的资料 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信息 有一种做法是以某个原点出发 测算5分钟步行会到什么地方 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数量和密度 年龄分布 文化水平 职业分布 人均

6、可支配收入等许多指标 家乐福的做法更细致一些 它根据这些小区的远近程度和居民可支配收入 又划定了重要销售区和普通销售区域 家乐福的选址 对物流中心选址的启发 第二 研究这片区域内的城市交通和周边商圈的竞争情况 如果一个未来的店址周围有许多的公交车 或是道路宽阔 交通方便 那么销售辐射的半径就大为放大 上海的大卖场都非常聪明 例如家乐福古北点周围的公交线不多 家乐福干脆自己租用公交车定点在一些固定的小区间穿行 方便这些离得比较远的小区居民上门一次性购齐一周的生活用品 当然 未来潜在销售区域会受到很多竞争对手的挤压 所以家乐福也将未来所有的竞争对手计算进去 传统的商圈分析中 需要计算所有竞争对手的

7、销售情况 产品线组成和单位面积销售额等 然后将这些顾及估计的数字从总的区域潜力中减去 未来的销售潜力就产生了 另外 家乐福还对它的顾客进行了详细分析 顾客中有60 在34岁以下 70 是女性 然后有28 的人走路 45 乘坐公共汽车而来 所以 大卖场可以依据这些目标顾客的信息来微调自己的商品线 家乐福的选址 对物流中心选址的启发 5 2选址问题的早期研究 早期的选址工作总是以运输成本为基础的 尽管大多数研究是在农业和早期工业社会条件下进行的 他们所提出的许多概念一直沿用至今 5 2 1地租出价曲线 Bid RentCurves 5 2 2韦伯的工业分类5 2 3胡佛的递减运输费率 地租出价曲线

8、 Bid RentCurves 从宏观方面可以将选址方法分成两类 1 运输成本最小化方法 2 利润水平最大化方法 运输成本最小化方法是由德国农业学家杜能 JohannvonTh nen 在1875年就农产品的仓库选址问题提出的 JohannvonTh nen的选址模型有两个假定条件 假定1 农产品的销售价格和生产成本在各个不同的市场上都是相同的 假定2 由于农民的利润为农产品的销售价格减去其生产成本和运输成本 因而最优的选址策略应当是使运输成本最小 杜能 JohannvonTh nen 认为 任何经济开发活动能够支付给土地的最高地租或利润是产品在市场内的价格与产品运输到市场的成本之差 如今 当

9、我们观察围绕城市中心环形分布的零售 居住 生产制造和农业区时 会发现这一观点仍然适用 那些能够支付最高地租的经济活动将分布在距离城市中心最近的地区以及主要运输枢纽的周边地带 在农业经济中 农业生产活动就可能如图那样从市场向外布局 5 2选址问题的早期研究 韦伯 Weber 的工业分类 韦伯 Weber 在1909年提出 对于使重量减少的生产过程 产成品重量小于原材料的重量 最好工厂建在距原材料处近些 对重量增加的生产过程 最好将工厂建在距市场近的地方以减少运输费用 对于没有重量损失的原材料选址可建立在任何合适的地方 1 钢铁厂炼钢 最好工厂建在距原材料处近些 2 饮料厂装罐 工厂建在距市场近的

10、地方 3 装配线生产 成品重量是装配过程中使用的所有零部件重量之和 胡佛的递减运输费率 胡佛观察到 运输费率随着距离的增加 增幅下降 如果运输成本是选址的主要决定因素 要使内向运输与外向运输的总成本最小 位于原料产地和市场之间的设施必然可以在这两点之中找到运输成本最小的点 5 30 1整数规划方法选址 5 3 10 1整数规划方法选址问题的提出 5 3 2引入0 1变量的实际问题 构造相关的模型 5 4单设施选址 SingleFacilityLocation 5 4 1一般的单设施选址模型 随着应用数学和计算机的普及 这些方法就不再只是理念上的方法 而更多是数学上的方法 单设施选址模型可用来为

11、工厂 车站 仓库或零售 服务设施选址 因为选址因素只包括运输费率和该点的货物运输量 所以这个方法很简单 数学上 该模型可被归为静态连续型选址模型 单一设施选址问题的例子 1 为现有的工厂或市场建一新的仓储中心为当前市场服务 2 在工厂内确定机器器具位置 3 建立一个区域性机场为几个城市服务 问题定义如下 给出现有设施位置 新设施和现有设施之间的运输量 确定使总运输费用最小的最优选址方案 运输费用是以运输距离乘以运输量来确定的 1直角选址模型 当考虑的问题是一个工厂 仓库或城市时 根据线路结构 物质移动以直角形式进行时最适合此模型 现有设施坐标 和新设施坐标 它们之间的直角距离为 定义如下 1

12、当有个现有设施时 每个旧设施和新设施有一流量使总位移最小的新设施选址问题可表示如下 2 2 式可重写为 3 式 即将问题分解成两个单独最小化问题得 4 5 式 3 4 5 2欧几里德选址模型 精确重心法 当考虑的问题是一个地区 国家 或一个城市 且物体沿可修改的欧几里德距离表示的直线运动 现有设施与新设施之间的距离被定义为 6 其中是将欧氏距离变为实际距离的转换因子 它依赖于区域的实际调查情况 个现有设施 每个现有设施同新设施间有一流量 使总移动费用最小的新设施选址模型可表示为 7 上式中 为到位置的单位运输费用 7 式的最小化问题可以用简单的求导来解决 对和各求偏导 令它们为0 得 2欧几里

13、德选址模型 精确重心法 续 8 9 这里代表新设施和现有设施之间的距离 可用 6 式计算 因为新设施位置未知 解决此问题可用迭代方法 迭代方法能保证收敛到最优值 因式 8 9 和计算机器重心的公式相似 这种方法也被称为重心法 其迭代步骤为 2欧几里德选址模型 精确重心法 算例 某公司由两个工厂向物流中心供货 由物流中心供应三个零售点 各个设施的相应位置可以参见示意图 货物运输量和运输费率见下表 试用重心法找出运输成本最小的物流中心位置 2欧几里德选址模型 精确重心法 算例 按照解题步骤 X 5 16 Y 5 18 采用VC做一个简单的程序 通过迭代得到的计算结果 2欧几里德选址模型 精确重心法

14、 优缺点 优点 此类方法不限于在特定的备选地点进行选择 灵活性较大 缺点 1 由于自由度较大 由迭代计算求得的最佳地点实际上往往很难得到 因为 所选地址可能位于河流 湖泊中间或街道中间 还有的地点可能在自然条件不容许选用的地方等 2 另外 从所选设施地点 如物流中心 向需求点发送 被认为都是直线往复的运输 这也是不符合实际的 实际上 多数情况是一辆车巡回于数个零售店之间 而且通常要考虑实际的道路距离 这就使这种方法的求解相当复杂 这也是这种方法的另一缺点 3加权因素分析 这种方法既可考虑影响设施选址的定量因素也可考虑定性因素 但在分析之前需要确定一系列候选地点 3加权因素分析 影响地点选择的主

15、要因素 5 3 2单设施选址模型的推广 精确重心法的连续选址特性和其简单性使其不论是作为一个选址模型 还是作为更复杂方法的子模型都很受欢迎 也鼓舞着研究者拓展模型的功效 精确重心模型有许多推广模型 其中主要有 考虑客户服务和收入 解决多设施选址问题 引入非线性运输成本等 5 3 3对单设施选址问题的评述 没有任何模型具有某一选址问题所希求的所有特点 也不可能由模型的解能够直接导出最终决策 或者说管理人员只需把选址问题委托给分析人员就高枕无忧了 因此 我们只能希望这些模型可以提供指导性解决方案 有效利用这些模型不仅需要我们充分认识其优势 还需要了解其缺陷 这些单设施选址模型的优点 他们有助于寻找

16、选址问题的最优解 而且因为这些模型能够充分真实地体现实际问题 模型的缺点 选址模型的结果有可能失实 但主要看问题的敏感程度 比如化了假设条件 5 5多设施选址 5 5 1精确法 ExactMethods 5 5 2多重心法 MultipleCenter of GravityApproach 5 5 3混合 整数规划 Mixed IntegerProgramming 5 5 4模拟法 SimulationMethods 5 5 5鲍摩 瓦尔夫模型法 对大多企业而言 其面临的问题往往是必须同时决定两个或多个设施的选址 虽然问题更加复杂 却更接近实际情况 多设施选址问题很普遍 因为除了非常小的公司以外 几乎所有公司的物流系统中都有一个以上的仓库 由于不能将这些仓库看成是经济上相互独立的 而且可能的选址布局方案相当多 因而问题十分复杂 5 5 1精确法 ExactMethods 含义 精确法是指这样一些方法 这些方法能够保证得到选址问题的数学最优解 或者至少是精确度已知条件下的解 优势 精确法在许多方面堪称解决选址问题的理想方法 微积分和数学规划模型即属于该类方法 劣势 该方法将导致计算机运行