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1、设施选址决策设施选址决策Facility Location DecisionsFacility Location DecisionsChapter 13Chapter 13CR (2004) Prentice Hall, Inc.Experience teaches that men are so much governed by what they are accustomed to see and practice, that the simplest and most obvious improvements in the most ordinary occupations are ad
2、opted with hesitation, reluctance, and by slow graduations. Alexander Hamilton, 17911产品计划三角形产品计划三角形Product in the Planning TriangleProduct in the Planning TriangleCR (2004) Prentice Hall, Inc.PLANNINGPLANNINGORGANIZINGORGANIZINGCONTROLLINGCONTROLLINGTransport StrategyTransport Strategy Transport fun
3、damentals Transport decisionsCustomer Customer service goalsservice goals The productThe product Logistics service Ord . proc. & info. sys.Inventory StrategyInventory Strategy Forecasting Inventory decisions Purchasing and supply scheduling decisions Storage fundamentals Storage decisionsLocation St
4、rategyLocation Strategy Location decisions The network planning process 计划计划 组织组织 控制控制Transport StrategyTransport Strategy Transport fundamentals Transport decisionsCustomer Customer service goalsservice goalsThe productThe product Logistics service Ord . proc. & info. sys.Inventory StrategyInventor
5、y Strategy Forecasting Inventory decisions Purchasing and supply scheduling decisions Storage fundamentals Storage decisionsLocation StrategyLocation Strategy Location decisions The network planning process 库存战略 预测客户服务目标采购和供应时间决策存储基础知识存储决策产品物流服务订单管理和信息系统 库存决策 运输战略 运输基础知识 运输决策 选址战略 选址决策 网络规划流程2CR (20
6、04) Prentice Hall, Inc.Facility Location in Facility Location in Location StrategyLocation StrategyPLANNINGPLANNINGORGANIZINGORGANIZINGCONTROLLINGCONTROLLINGTransport StrategyTransport StrategyTransport fundamentalsTransport decisionsCustomer Customer service goalsservice goalsThe productLogistics s
7、erviceOrd. proc. & info. sys.Inventory StrategyInventory StrategyForecastingInventory decisionsPurchasing and supply scheduling decisionsStorage fundamentalsStorage decisionsLocation StrategyLocation StrategyLocation decisionsLocation decisionsThe network planning processPLANNINGPLANNINGORGANIZINGOR
8、GANIZINGCONTROLLINGCONTROLLINGTransport StrategyTransport StrategyTransport fundamentalsTransport decisionsCustomer Customer service goalsservice goalsThe productLogistics serviceOrd. proc. & info. sys.Inventory StrategyInventory StrategyForecastingInventory decisionsPurchasing and supply scheduling
9、 decisionsStorage fundamentalsStorage decisionsLocation StrategyLocation StrategyLocation decisionsLocation decisionsThe network planning process3CR (2004) Prentice Hall, Inc.Location OverviewWhats located?Whats located? 源头Sourcing points- 工厂Plants- 供应商Vendors- 港口Ports中间点 Intermediate points- 仓库Ware
10、houses-终端Terminals- 公共设施Public facilities (fire, police, and ambulance stations)-服务中心 Service centers Sink points- 零售店Retail outlets- 顾客/用户Customers/Users4CR (2004) Prentice Hall, Inc.Location OverviewLocation Overview (Contd)关键问题关键问题Key QuestionsKey Questions How many facilities should there be? Wh
11、ere should they be located? What size should they be? 5CR (2004) Prentice Hall, Inc.Location OverviewLocation Overview (Contd) 为什么选址问题重要为什么选址问题重要Why Location is Why Location is ImportantImportant 网络结构影响库存和运输成本 Significantly affects inventory and transportation costs 影响客户服务水平Impacts on the level of c
12、ustomer service to be achieved6CR (2004) Prentice Hall, Inc.13.113.1选址问题选址问题的分的分类1.1.按按驱动力分力分2.按设施数量分3.按选择的离散程度分4.按数据的集成程度5.按时间维度分7CR (2004) Prentice Hall, Inc.1.1.竞价地租曲价地租曲线2.韦伯的工业分类3.胡佛的递减运输费率13.2 13.2 选址问题选址问题的早期研究的早期研究8CR (2004) Prentice Hall, Inc.杜能的地租曲杜能的地租曲线9CR (2004) Prentice Hall, Inc.Weber
13、s IsodapanesWebers IsodapanesVariable spacing can mean nonlinear transportation costsCR (2004) Prentice Hall, Inc.10Webers Classification of Webers Classification of IndustriesIndustriesCR (2004) Prentice Hall, Inc.11CR (2004) Prentice Hall, Inc.Hoovers Transport CurvesHoovers Transport Curves12 13.
14、3 13.3 单设施选址问题单设施选址问题指指为单为单个个物流设施选址物流设施选址，最常，最常用用的是的是重心重心模型。模型。n重心重心法是一种静法是一种静态的的选址选址方法，将方法，将运输运输成本作成本作为为唯一的唯一的选选址决策址决策因素。因素。给定定供供给点点与需求与需求点点的坐的坐标标，以及，以及节点点之之间间的的运输运输量，量，则单设施选址应单设施选址应当使得当使得运输运输总成本最小，即成本最小，即MinTC=MinTC=i iV Vi iR Ri id di i 其其中中 TC TC运输运输总成本成本 V Vi i节点点i i的的运输运输总量量 R Ri i待待选址设施选址设施到到
15、节点点i i的的运输运输费率率 d di i待待选址设施选址设施到到节点点i i的距离的距离 设施选址设施选址的坐的坐标标通通过下面一下面一组组方方程程来确定来确定 d di i =k(X =k(Xi i X) X)2 2+ (Y+ (Yi i Y) Y)2 21/21/2k k是距离的比例尺是距离的比例尺( (如如1 1l0l0公公里，里，则k k10)10)13 重心重心法求解步法求解步骤(1)(1)确定已确定已知知的的供供给点点与需求与需求点点的坐的坐标标、运输运输量及量及线性性运输运输费率；率；(2)(2)忽忽略略距离距离d di i，根据，根据重心公重心公式求得待式求得待选址设施选址
16、设施的初始坐的初始坐标标(X (X0 0，YY0 0) )； (3)(3)根据第根据第2 2步求得的步求得的(X (X0 0，YY0 0) )计计算出算出d di i，其，其中中比例比例系系数数k k暂不考不考虑；(4)(4)将将d di i 代入代入公公式式(10(10 2)2)和和(10(10 3)3)，求出修正的，求出修正的(X (X，Y) Y)；(5)(5)根据修正的根据修正的(X (X，Y) Y)重重新新计计算算d di i(6)(6)重重复第复第4 4步与第步与第5 5步，直到步，直到(X (X，y)y)的的变动小于小于理理想的精度；想的精度；(7)(7)最后，根据求得的最佳最后，
17、根据求得的最佳选址计选址计算算运输运输总成本。成本。14 重心重心法求解例法求解例某企某企业的两个的两个工厂工厂分分别生生产产A A、BB两种两种产品产品，供应三供应三个个市市场(M1(M1，M2M2，Ma)Ma)，已，已知知的条件如的条件如图101066及表及表10102 2所示所示。现需需设设置一个置一个中中转仓库仓库，A A、BB两种两种产品产品通通过该仓库间仓库间接接向向三三个市个市场供供货。请使使用重心用重心法求出法求出仓库仓库的最的最优选址选址。15 重心重心法求解例法求解例 16 重心重心法求解例法求解例 表13.1表13.217 单设施选址单设施选址的常的常用用假假设设1 1需
18、求量往往被聚集在一定数量的需求量往往被聚集在一定数量的点点上，每一个上，每一个点点代表分散在一定区代表分散在一定区域内的众多域内的众多顾客顾客的需求的需求总量。量。2 2单设施选址单设施选址模型忽模型忽略略了不同地了不同地点选址点选址可能可能产产生的固定生的固定资 产产构建、构建、劳动力成本、力成本、库存库存成本等成本差异。成本等成本差异。3 3运输运输费率的率的线性假性假设设。事。事实上，上，绝大多数情况下的大多数情况下的运输运输费 用用与与运运输输距离并不是距离并不是绝对的的线性性关系关系。4 4直直线运输运输假假设设。现实条件下，条件下，节点点之之间间的直的直线距离与距离与实际发生的行生
19、的行走路走路线之之间存间存在差异，修正在差异，修正这种差异的方法是将两种差异的方法是将两点点之之 间间的直的直线距离乘上一个修正距离乘上一个修正系系数。例如，市内数。例如，市内运输运输的修正的修正系系数可以取数可以取1.411.41，长途途公公路路运输运输的修正的修正系系数可取数可取1.211.21，长途途铁路路运输运输的修正的修正系系数可取数可取1.241.24，这些修正些修正系系数都是数都是经验值，在，在实际案例案例中应中应根据交通状况灵根据交通状况灵活活调整。整。5 5静静态选址选址假假设设。往往不考。往往不考虑未来的收益与成本未来的收益与成本变化。化。18 13.4.13.4.多设施选
20、址多设施选址 多多设施选址设施选址与与单设施选址单设施选址相比，更具相比，更具现实意意义，也，也更更为为复复杂。以。以经常常发生的生的仓库选址为仓库选址为例，需例，需要要解解决决的的问问题题有：需有：需设设置的置的仓库仓库的的 数量、容量及位置，每个数量、容量及位置，每个仓库服仓库服务务的的顾客顾客群，各群，各仓库仓库的的产品供产品供给源源， 每种每种产品产品的的库存库存配配置与置与运输运输。13.4.1 13.4.1 精确法精确法 1. 1.多多重心重心法法 2. 2.混合混合- -整数整数线性性规划规划法法13.4.2 模拟法13.4.3 启发法19 多重心法例多重心法例已已知知四个区域市
21、四个区域市场，如，如图所示。所示。现需需要设要设置一置一些些中中转仓库仓库，已，已知仓库知仓库到各市到各市场的的运输运输费率率为为0.080.08元件元件公公里，里， 每修每修建一个建一个仓库仓库每年需承担每年需承担的固定成本的固定成本( (如折旧等如折旧等) )为为100000 100000 元，元，仓库仓库的平均的平均维持成本持成本为为500000 500000 万元，其万元，其中中N N为仓库为仓库的个数。假的个数。假设设该种由国种由国外外进口口，无，无论中中转仓库仓库建在建在目标目标市市场中中的的什么什么位置，位置，产品产品从从生生产厂产厂到到仓库仓库之之间间的的运输运输费用用都大致相
22、等，因此都大致相等，因此这部分部分费用用在求解在求解时时不考不考虑。请作出作出仓库选仓库选择决策决策。20 多重心法例多重心法例求解：求解：仓库仓库个数最少个数最少为为一个，最多一个，最多为为四个。四个。对于每一种可能的于每一种可能的仓库仓库个数个数决策决策，分，分别用重心用重心法求出最法求出最优选选择，并，并计计算算物物流流总成本，然后从成本，然后从中选中选出出总成本最小的方案。成本最小的方案。 21 多重心法例多重心法例考察修建考察修建3 3个个仓库仓库的情况。的情况。共共有有66种可能的搭配方式。种可能的搭配方式。针对每一种搭配方式，利每一种搭配方式，利用重心用重心法求出法求出仓库仓库的
23、的选址选址，其，其中运输中运输总成本最低的方案就是成本最低的方案就是3 3个个仓库仓库的最的最优选址决策选址决策方方案。案。结果如表果如表13.313.3所示。所示。表13.322 多重心法例多重心法例对仓库仓库个数个数N N1 1，2 2，3 3，4 4的情况，分的情况，分别求出最求出最优选址选址方案，方案，见表表1 13.43.4。结论：修建两个：修建两个仓库仓库，仓库仓库1(61(6，8) 8)服务服务市市场M1M1，M2M2，M4)M4)，仓库仓库2(112(11，9)9)服务服务市市场M3M3。表13.423 混合整数混合整数线性性规划规划混合整数混合整数线性性规划规划是解是解决物流
24、网络设计问题决物流网络设计问题常常用用的数学方的数学方法。以法。以仓库选址为仓库选址为例，例，决策目标决策目标是在是在物流网络中物流网络中确定确定仓库仓库的数量、容量与位置，使得的数量、容量与位置，使得产品产品的的物流物流总成本最小，成本最小，决策决策问题问题的的约束条件束条件为为： (1) (1)各生各生产厂产厂的的产产量量约束；束； (2) (2)所有的市所有的市场需求必需求必须被被满足；足； (3) (3)仓库仓库的周的周转总量与量与库存库存量量约束；束； (4) (4)同一市同一市场所需的各种所需的各种产品产品必必须由同一个由同一个仓库供应仓库供应，不，不允允许交叉交叉运输运输。24
25、混合整数混合整数线性性规划规划例例如如图13131 1所示，有两种所示，有两种产品产品(A(A和和B) B)通通过仓库仓库1 1和仓库和仓库2 2向向3 3个个市市场(C1(C1，C2C2，C3)C3)供供货。仓库仓库1(1(W W1)1)的固定成本的固定成本为为100 100 000000元年，每件元年，每件产品产品经仓库仓库1 1周周转需支付需支付2 2元操作元操作费，仓仓库库1 1的年周的年周转总量上限量上限为为110 000110 000件。件。仓库仓库2(2(W2W2) )的固定成的固定成本本为为50500 0000 000元年，每件元年，每件产品产品经仓库仓库2 2周周转需支付需支
26、付1 1元操元操作作费，仓库仓库2 2没有能力限没有能力限制制。工厂工厂1(1(P P1)1)每年能生每年能生产产60 60 000000件件A A产品产品及及50 00050 000件件BB产品产品，工厂工厂2(2(P2P2) )没有能力限没有能力限制制。生生产产成本与成本与运输运输费率在率在图13.113.1中标中标出。需确定使出。需确定使用用哪个哪个( (或同或同时时使使用用两个两个) )仓库仓库，仓库仓库所需的所需的产品产品由哪家由哪家工厂供工厂供货，并，并为为各各仓库仓库分配分配服务服务市市场( (顾客顾客) )。25 混合整数混合整数线性性规划规划例例图13.126 多多混合整数混
27、合整数线性性规划规划例例求解：将求解：将该问题问题转化化为为混合整数混合整数线性性规划规划： MinTC MinTCijklijklC CijklijklXXijklijkl+ + k kf fk kz zk k+v +vk kl l( (i iD Dilil)y)yklkl 约束条件：束条件： 生生产产能力限能力限制制 klklXXijklijkl S Sij ij 必必须满足所有的需求足所有的需求 jjXXijklijklD Dilily yklkl顾客顾客由由单单一一仓库供仓库供货 k ky yklkl1 1 仓库仓库周周转总量限量限制制 V Vk kz zk kl l( (i iD D
28、jl jl)y)yklkl V Vk k z zk k 其其中中：i-i-产品产品代号代号(1(1，2)2)jj工厂工厂代号代号(1(1，2)2)k k仓库仓库代号代号(1(1，2)2)l l顾客顾客代号代号(1(1，2 2，3)3)27 多多混合整数混合整数线性性规划规划例例 S Sij ij 产品产品i i在在工厂工厂jj的的产产量量 D Dilil顾客顾客l l对产品产品i i的需求量的需求量 V Vk k V Vk k仓库仓库k k的周的周转总量上下限量上下限 f fk k仓库仓库是的年固定成本是的年固定成本 V Vk k产品产品经仓库仓库k k周周转的操作的操作费($ ($件件) )
29、 C Cijkl ijkl 产品产品的平均生的平均生产产与与运输运输费用用($ ($件件) ) X Xijklijkl 由由工厂工厂jj生生产产、经仓库仓库k k中中转、提、提供供给顾客顾客l l的的产品产品i i的数量的数量 y yklkl 0 0 1 1变量，当量，当仓库仓库走向走向顾客顾客供供货时时取取值1 1，否，否则取取值0 0 Z Zklkl o o 1 1变量，当确定使量，当确定使用仓库用仓库k k时时取取值l l，否，否则取取值0 0求解上述混合整数求解上述混合整数线性性规划规划，结论如下：如下： 只使只使用仓库用仓库2 2向向三三个个顾客供顾客供货，由，由工厂工厂2 2生生产
30、产全部全部产品产品。 运输运输总成本成本$2 240 000$2 240 000 仓库仓库维持成本持成本310 000310 000 28 模拟模型模拟模型模模拟模型在求解的精确性上模型在求解的精确性上要要低于数学低于数学优化模型，但由化模型，但由于它能于它能满足企足企业人人员“在全面反映在全面反映实际问题问题的的基础基础上求上求出出满意解意解”的的要要求，且求，且简单单易懂，因而受到广泛的易懂，因而受到广泛的重重视。29 一个一个仓库选址仓库选址模模拟流程流程图。对输输入数据的入数据的处理理分两个部分。分两个部分。1.1.预预处理程理程序根据序根据顾客订顾客订货量的大小，量的大小，将将订单订
31、单分分为为两两类。订订货批量大的批量大的订单订单，由于达到由于达到经济送送货批量而直接由批量而直接由工厂工厂供供货；另一；另一类订单订单则由由中中转仓库供仓库供货。30 模拟模型模拟模型2 2主主程程序序对需需要要从从仓库供仓库供货的的订单计订单计算出算出顾客顾客到到仓库仓库及及仓仓库库到到工厂工厂的的运输运输距离。由于距离。由于顾客顾客的的订订货可能从多个可能从多个仓库仓库得到得到满足，因此必足，因此必须为为各个各个顾客顾客指定指定供供货仓库仓库，选选择方方法如下：法如下：程程序首先找到五个距序首先找到五个距该顾客顾客最近的最近的仓库仓库，然后，然后分分别计计算算物流物流总成本成本( (包括
32、从包括从仓库仓库到到顾客顾客的送的送货成本，成本，货物物在在仓库中仓库中的手的手工工操作成本与操作成本与库存库存成本，以及从成本，以及从工厂工厂到到仓库仓库的的运输运输成本成本) )，从，从中选中选出出总成本最小的成本最小的仓库仓库向向该顾客顾客供供货。主主程程序根据序根据产品产品的的流流动路路线及及顾客顾客、仓库仓库与与工厂工厂的地的地理理坐坐标标，计计算出算出仓库选址仓库选址方案的方案的物流物流总成本。其成本。其中中，工厂工厂的生的生产产能力限能力限制制通通过标标准的准的线性性规划规划方法来求解。通方法来求解。通过对各种各种选址选址方案方案进行模行模拟运运行，企行，企业管理管理人人员可以从
33、可以从中中选选出出满意的方案。意的方案。31 13.513.5零售或服务设施选址零售或服务设施选址 零售点和服务中心零售点和服务中心通常是通常是物流网络物流网络最末最末端端的的存储点存储点，这类设施设施包括百包括百货店店、超市、超市、银行行储储蓄所、蓄所、紧急医急医疗中中心心、废物物回收站、消防回收站、消防队和和警署等。警署等。这类设施设施的的选址选址分分析不像析不像工厂和仓库选址工厂和仓库选址那那么重么重视成本因素，而是更加成本因素，而是更加关关注注对销售售额影响影响较大的一些因素，如靠近大的一些因素，如靠近竞争者、人争者、人口口构成、构成、客流客流模式、停模式、停车的便利性、靠近良好的的便
34、利性、靠近良好的运输运输路路线、公公众的众的态度等。由此可度等。由此可见，前面介，前面介绍的一些数学方法很的一些数学方法很难直接直接用用于于这类设施设施的的选址问题选址问题。此外，由于。此外，由于物流物流部部门往往并不直接往往并不直接负责对这类设施设施的的选址决策选址决策，因此本，因此本书仅介介绍两种常两种常用用的的选址选址方法。方法。32 （一）加（一）加权分析法分析法零售零售或或服务设施选址服务设施选址的的许多多重要决策重要决策因素因素难以精确以精确量化，而量化，而对这些因素与指些因素与指标标缺乏一定缺乏一定程程度的量化就度的量化就难以以对各种各种选址选址方案作方案作对比分析。常比分析。常
35、用用的的处理理方法是加方法是加权评分法。表分法。表10.710.7列出了列出了零售零售服务设施选址服务设施选址的主的主要决策要决策因因素，将素，将这些因素的些因素的权重重乘以乘以选址选址方案在方案在该因素上的得分，因素上的得分，得到得到该方案在方案在该因素上的加因素上的加权得分，各因素加得分，各因素加权得分加得分加总得到得到该选址选址方案的最后方案的最后评分，分，决策决策者可以根据加者可以根据加权评分判断分判断备选选方案的方案的优劣。表劣。表l0.8l0.8是加是加权评分法分法用用于于零售店零售店选址选址的一个例子。的一个例子。33 零售零售/ /服务设施选址服务设施选址的主的主要决策要决策因
36、素因素34 对一个一个零售店址零售店址的加的加权评分分35 （二）空（二）空间间引力模型引力模型基基本思想：散布在城市本思想：散布在城市中中各个区域的各个区域的顾客顾客与各个与各个零零售店售店有一定的空有一定的空间间距离，假距离，假设设各各零售店零售店的的商品商品种种类大致大致相同，相同，则顾客选顾客选择某一家某一家零售店购物零售店购物是因是因为为这家家零售店零售店对他的他的“吸引力吸引力” 较大，大，这一一点点类似于牛似于牛顿的万有引力的万有引力定律。空定律。空间间一引力模型表述如下：一引力模型表述如下：其其中中：E Eij ij 区域区域i i的的顾客顾客对零售店零售店jj的的购购买量期望
37、量期望值 P Pij ij 区域区域i i的的顾客顾客到到零售店零售店jj去去购购买商品商品的概率的概率 C Ci i区域区域i i的的顾客顾客的需求的需求总量量 S Sjj零售店零售店jj的的规规模模 T Tij ij 区域区域i i到到零售店零售店jj的的交通交通时间时间 n n零售店零售店的个数的个数(j (j1,2,n) 1,2,n) 经验参数参数36 （二）空（二）空间间引力模型引力模型n模型模型中零售店规中零售店规模模S S涵盖了所有的吸引涵盖了所有的吸引顾客顾客前来前来购物购物的的变量量( (如如商店商店的的知知名度、名度、商品库存商品库存的可得性、价格、足的可得性、价格、足够的
38、的停停车空空间间等等) )。n交通交通时间时间T T涵盖了所有的阻碍涵盖了所有的阻碍顾客顾客前来前来购物购物的因素的因素( (如如顾顾客客到到商店商店的距离、交通便利的距离、交通便利程程度等度等) )。n模型的模型的目目的是的是计计算各算各零售店零售店服务中心服务中心的市的市场份份额，而，而新新设施设施的的选址决策选址决策就是就是要要获得最大的市得最大的市场份份额。37 空空间间引力模型例引力模型例如如图所示，在城市的某区域有一个所示，在城市的某区域有一个购物中心购物中心R RA A，另，另有一即将开有一即将开业的的购物中心购物中心R RBB。三三个主个主要要的居民区的居民区C1C1，C2C2
39、，C3C3，潜在，潜在购购买量分量分别为为$10 000 000$10 000 000，$5 000 000$5 000 000，$7 $7 000 000000 000。购物中心购物中心R RA A营业面面积为为500 000500 000平方尺，平方尺，购物购物中心中心R RBB营业面面积为为1 000 0001 000 000平方尺。平方尺。经验参数参数 等于等于2 2。38 空空间间引力模型例引力模型例求解及求解及结果：果： 购物中心购物中心R RA A，R RBB的市的市场份份额计计算如表算如表1010 66所示。其所示。其中中，交，交通通时间用时间用居民区与居民区与购物中心购物中心之之间间的空的空间间距离来代表，如距离来代表，如C1C1到到R RA A的交通的交通时间时间表示表示为为： D D1B 1B(X1(X1 XXBB) )2 2+(y1+(y1 YYBB) ) 2 21/21/2 (10(10 50) 50) 2 2+(20+(20 60) 60) 2 21/21/256 5666 求得求得购物中心购物中心R RA A，R RBB的市的市场份份额分分别为为$9 000 000$9 000 000和和$13 000 000$13 000 000。39
