物流节点选址与网络布局

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1、主要内容主要内容物流节点选址与网络布局物流节点选址与网络布局2. 节点选址问题的基本描述3. 常用节点选址模型1. 节点选址问题概述2. 节点选址问题的基本描述3. 常用节点选址模型1. 节点选址问题概述1. 节点选址问题概述节点选址问题概述?一般类型的选址问题一般类型的选址问题 :?动态规划，整数规划，网络流技术动态规划，整数规划，网络流技术?物流系统中配送中心的选址：物流系统中配送中心的选址：?重心法模型重心法模型(center-of-gravity approach)，?鲍姆尔沃尔夫法鲍姆尔沃尔夫法(Baumol Wolfe )，?混合混合-整数线性规划整数线性规划(mixed-inte

2、ger linear programming)，?启发式方法启发式方法(Heuristic Methods)等等2. 节点选址问题的基本描述节点选址问题的基本描述?2.1节点选址的意义节点选址的意义?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。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

3、商、仓库、配送中 心、零售商网点等。o 设施数量 库存成本 o 设施数量 运输成本 图1图22.2选址决策的影响因素选址决策的影响因素?2.2.1 选址决策的外部因素分析选址决策的外部因素分析(1) 宏观政治、经济因素宏观政治、经济因素(2) 基础设施基础设施交通设施、通信设施等交通设施、通信设施等(3) 环境环境:自然环境及社会环境，如劳动力的成本、素质自然环境及社会环境，如劳动力的成本、素质(4) 竞争对手竞争对手?2.2.2 选址决策的内部因素分析选址决策的内部因素分析?(1) 被定位设施的维度及数量被定位设施的维度及数量根据设施的维数（三维，二维，一维）设施选址的数量根据设施的维数（三

4、维，二维，一维）设施选址的数量(单一或多个单一或多个)?(2) 选址问题目标区域的特征选址问题目标区域的特征连续选址网格选址离散选址连续选址网格选址离散选址?(3) 选址成本选址成本1)可行性可行性/最优性最优性Minisum目标函数寻求整个设施选址的成本总和为最小，目标是优化全部或者平均性能目标函数寻求整个设施选址的成本总和为最小，目标是优化全部或者平均性能jjXXC)(min 式中 X新的待定位设施物体的坐标； j已存在且位置固定的物体的编号； Cj(X)对于已经存在的物体 j，新物体定位在 X 时的成本。 Minimax目标函数由已存在设施的单个成本最大的组分组成。目标是优化最坏的情况目

5、标函数由已存在设施的单个成本最大的组分组成。目标是优化最坏的情况Maximin型的目标函数通常在有害设施型的目标函数通常在有害设施(例如废水处理厂、军工厂等例如废水处理厂、军工厂等)的选址中使用物体被定位在使最小距离最大化的地方的选址中使用物体被定位在使最小距离最大化的地方)(maxminXCj jX)(minmaxXCj jX2)固定权重与可变权重固定权重与可变权重3)被定位设施间有无相互联系被定位设施间有无相互联系4)确定性与随机性确定性与随机性5)静态与动态静态与动态?(4) 选址约束选址约束有能力约束与无能力约束不可行区域约束有能力约束与无能力约束不可行区域约束xjxiyjyiOx折线

6、距离（dij）直线距离（dij）y终点2.3 选址问题中的距离计算选址问题中的距离计算?(1) 直线距离直线距离?(2) 折线距离折线距离22)()(jijiE ijyyxxd+=jijiR ijyyxxd+=图33. 常用节点选址模型常用节点选址模型?3.1 连续点选址模型连续点选址模型?3.1.1 交叉中值模型交叉中值模型(Cross Median)sisiniiyyxxZ+=1 式中 i与第i个点对应的权重(例如需求)； ix，iy第i个需求点的坐标； sx，sy服务设施点的坐标； n需求点的总数目。 ?例 一个报刊连锁公司想在一个地区开设一个新的报刊零售点，主要的服务对象是附近的例 一

7、个报刊连锁公司想在一个地区开设一个新的报刊零售点，主要的服务对象是附近的5个小区的居民，他们是新开设报刊零售点的主要顾客源。下图的笛卡儿坐标系确切地表达了这些需求点的位置，下表是各个需求点对值的权重。这里，权重代表每个月潜在的顾客需求总量，基本可以用每个小区中的总的居民数量来近似。经理希望通过这些信息来确定一个合适的报刊零售点的位置，要求每个月顾客到报刊零售点所行走的距离总和为最小。个小区的居民，他们是新开设报刊零售点的主要顾客源。下图的笛卡儿坐标系确切地表达了这些需求点的位置，下表是各个需求点对值的权重。这里，权重代表每个月潜在的顾客需求总量，基本可以用每个小区中的总的居民数量来近似。经理希

8、望通过这些信息来确定一个合适的报刊零售点的位置，要求每个月顾客到报刊零售点所行走的距离总和为最小。5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 00 1 2 3 4 5 6 y，千米 x，千米需求点 x坐标 y坐标 权重i 1 3 1 1 2 5 2 7 3 4 3 3 4 2 4 3 5 1 5 6 图4表1解答：解答：首先，需要确定中值： =niiW121 从表中，我们可以轻易地得到中值102/ )63173(=+=W。 为了找到x方向上的中值点sx，从左到右将所有的i加起来，按照升序排列到中值点，见表 2 所示。然后重新再由右到左将所有的i加起来，按照升序排列到中值点。可以看到，从左边开始

9、到需求点 1 就；刚好达到了中值点， 而从右边开始则是到需求点 3 达到中值点。 回到图 6， 发现在需求点 1、 3 之间 1000m 的范围内对于x 轴方向都是一样的，也就是说，43=sxkm。 表 2x轴方向的中值计算 表 3y轴方向的中值计算 需求点 沿x轴的位置 i需求点 沿y轴的位置 i从左到右 从上到下 5 1 6=6 5 5 6=6 4 2 6+3=9 4 4 6+3=9 1 3 6+3+1=10 3 3 6+3+3=12 3 4 2 2 2 5 1 1 从右到左 从下到上 2 5 7=7 1 1 1=1 3 4 7+3=10 2 2 1+7=8 1 3 3 3 1+7+3=1

10、1 4 2 4 4 5 1 5 5 解答：接着寻找在y方向上的中值点 sy。从上到下，逐个叠加各个需求点的权重 i。在考虑 5、4 两个需求点时，权重和为 9，仍没有达到中值点 10，但是加上第三个需求点后，权重和将达到 12，超过中值点 10，见表 8-3 所 示。所以从上向下的方向考虑，报刊亭零售点应该设置在 3 点或 3 点以上的位置。然后从下往上，在第 1 和第 2 个需求点之后，权重总和达到 8，仍旧不到 10，当加入第三个需求点 3 后，权重总和达到 11。这个说明，报刊 零售点应该在需求点 3 或者它下面的位置。结合 2 个方面的限制和图 7 的相对位置，在y方向，只能选择一个有

11、 效的中值点：3=sykm。 5 4 3 2 1 图 7 可能的方案 综合考虑x、y方向的影响，于是最后可能的地址为 A、B 之间的一条线段(见图 7)。表 4 对 A、B 两个位置的 加权距离进行了比较。从比较的结果可以看到，它们直接的加权距离是完全相等的。也就是说，可以根据实际情 况，选址 A、B 之间的任何一点。 6 5 4 3 2 1 00 1 2 3 4 5 6 y，千米 x，千米 A B 位置 A(3，3) 位置 B(4，3) 需求点距离权重总和 需求点 距离 权重 总和 1 2 1 2 1 3 1 3 2 3 7 21 2 2 7 14 3 1 3 3 3 0 3 0 4 2 3

12、 6 4 3 3 9 5 4 6 24 5 5 6 30 56 56 表43.1连续点选址模型?3.1.2 一元节点选址的重心法和微分法一元节点选址的重心法和微分法(1)重心法重心法在某计划区内，有 n 个资源点和需求点，各点的资源量或需求量为j(j=1，2，n)，它们各自的坐标是(jX，jY)(j=1，2，n)。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jC。根据求平面中物体系统重心的方法有： =njnjjjjjjnjnjjjjjjYCCyXCCx1111整理后得： =njnjjjjjjnjnjjjjjjCYCyCXCx1111/代入数字，实际求得(x，y)的值

13、即为所求物流中心网点位置的坐标，记为(x，y)。 ?例 华联万家福超市要在某地建立一所地区级中央配送中心，要求该配送中心能够覆盖该地区五个连锁分店，分店的坐标及每月的销售量数据如表所示，要求求出一个理论上的配送中心的位置。例 华联万家福超市要在某地建立一所地区级中央配送中心，要求该配送中心能够覆盖该地区五个连锁分店，分店的坐标及每月的销售量数据如表所示，要求求出一个理论上的配送中心的位置。位置 坐标 月销售量(TEU) 连锁一分店 (325，75) 1500 连锁二分店 (400，150) 250 连锁三分店 (450，350) 450 连锁四分店 (350，400) 350 连锁五分店 (2

14、5，450) 450 解答:解：重心法首先要在坐标系中标出各个地点的位置(见图 8)，目的在于确定各点之间的相对距离。为了方便，我 们也将各点的需求量(物流运作量)标注在点的旁边。坐标系可以随便建立，但必须反映各点的相对距离。在国际 选址中，采用经度和纬度建立坐标是很有用的。 500400300200100100200300400500600d5(25,450):450d4(350,400):350d3(450,350):450d2(400,150):250d1(325,75):1500图 8 分店的地理位置分布 根据上面的坐标图和重心坐标的计算公式，可以计算出重心的 X 和 Y 坐标，如下：

15、 9 .3074503504502501500)45025()350350()450450()250400()1500325(=+=X7 .2164503504502501500)450450()350400()450350()250150()150075(=+=Y故所求配送中心的理论位置在原坐标系里的位置为(307.9，216.7)。 ?(2)微分法在某计划区内，共有微分法在某计划区内，共有n个资源点和需求点，各点的资源量或需求量为个资源点和需求点，各点的资源量或需求量为Vi(i=1,2,n)，它们各自的坐标是（，它们各自的坐标是（xi,yi)（i=1, 2, , n），需设置一个结点，设结点的坐标为（），需设置一个结点，设结点的坐标为（X, Y），结点至资源点或需求点的运费率为），结点至资源点或需求点的运费率为Ri。求在总运费最低情况下的结点位置。求在总运费最低情况下的结点位置。物流中心选址建模物流中心选址建模221)()(iiniiiyyx