第二章配送中心物流系统优化的理论基础

一、优化方法在选址决策中的应用
选址决策是通过网络分析，优化物流节点的位置和数量， 选址决策是通过网络分析，优化物流节点的位置和数量，使物流系统 得到合理的运输和库存成本，有效的满足顾客的需求。 得到合理的运输和库存成本，有效的满足顾客的需求。 由于物流结点的选取决定了货物的传送方向和传送路径，因此， 由于物流结点的选取决定了货物的传送方向和传送路径，因此，选址 决策也称为物流网络设计
模型的Байду номын сангаас类
按模型的形式分： 抽象模型：用字母、数字或运算符号等菲物质形态来描述系统 的模型，它没有具体的物流结构。 形象模型：把现实的东西的尺寸进行改变后的表示。 按模型中变量的性质分： 动态模型和静态模型 连续模型和离散模型 确定性模型和随机型模型 线性模型和非线性模型 按模型的规模分：宏观模型、中观模型、微观模型 按用途分：工程用、科研用、经济管理用
优化实际上是运筹学在现代管理上的应用
二、物流系统优化的基本思路
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
分析并研究问题 明确决策目标 建立优化模型 收集数据参数 确定计算方法 提出优化方案 初步运行并评价 不断改进优化方案
1、分析并研究问题
优化的前提是了解和分析优化对象（物 流系统的构成、环境、从属性、与其他 系统的关系） 由于物流系统优化的实质是对影响物流 绩效的变量进行决策，因此本步骤的重 点是明确影响物流绩效的决策变量，并 分析影响这些决策变量取值的内外要因 素和限制条件
出现负值是由于设备的消耗大于创造出的 价值。在上述条件下，求出一个合理的加 工方案。
五、解析方法、启发式方法与仿真方法 所谓解析方法，是指像线性规划、运输问题、 动态规划那样能通过对模型的解析，求出 最优解的方法。 启发式方法能对现实问题进行较为全面的描 述，在有效的时间内得到满意解，但不能 保证是最优解。 物流系统仿真是将成本、运输方式与运输批 量、库存容量与周转等要素以合理的数量 关系加以描述，编制计算机程序进行模拟
二、优化方法在物流运作管理中的运用 运输管理 物料管理 运输工具的选择使用与调度 ② 采购与供应 ③ 库存控制的方法与策略。
①
（一）制定最优运输计划
运输工具的选择：运输方式的选择、具体运输工具
型号的选择、运输工具所属主体的选择
运输路线的选择：起点、终点、线路的选择 运输时间的选择
一些实用的原则
− y +1
λ
ws
µ
q
解：用 表示单位时间平均到达的顾客数， w 表示单位时间内能被服务完成的顾客数， L Ls 表示在系统中顾客逗留时间的期望值， ρ + λ Var [T ] P − K公式为: L = ρ + 表示在队列中顾客等待时间的期望值， 2 (1 − ρ ) P − K公式 表示系统中的平均顾客数， 表示在队列 中等待的平均顾客数。
6、提出优化方案 7、评价方案性能
WHY: 1. 建模时进行了假设条件 2. 为了在合理的时间内得到模型的解，而 采用了近似算法。
8、不断改进物流系统优化方案
WHY： 环境的变化
第二节 物流优化的应用领域
物流管理绩效的关键驱动因素：选址、库 存、运输、信息技术 物流系统优化的主要研究对象：选址、库 存、运输 这些研究对象的优化内容是什么？
4、收集数据参数
数据的全面、准确和及时是实现物流系 统优化的必要条件。
5、确定计算方法
为了给出物流系统优化解决方案，必须 借助于优化算法来求解优化模型。 计算方法：准确算法、近似算法 算法所获得解的准确程度与获得该解的 计算时间通常成反比。 需要对算法进行评价选择：算法得到计 算结果的准确性、计算时间、算法的稳 定性。
运输时间的选择起点终点线路的选择?一些实用的原则?将相互接近的货物装在一辆车上运输?将聚集在一起的停留点安排在同一天送货避免不是同一天送货的停留点在运行线路上的重叠?运行线路从距离仓库最远的停留点开始辆货车序途径各停留点的路线?在多种规格车型的车队中优先使用载重3量最大的送货车?提货应在送货过程中进行二不要在运行路线结束后再进行?对偏离聚集停留点线路远的单独的停留点可选用另一个送货方案
仿真通常是在人为控制的环境下（“人工环境”）， 通过改变特定的参数，来观察模型的响应，用以预测 系统在真实环境条件下的品质和行为。 仿真与模型有着不可分离的关系，它依赖于模型，同 时通过反复的测试和计算，可以改进模型。 仿真是一种“黑箱研究方法”
系统
输入有关信息
模型
输出模型响应
例：企业库存确定最佳订货点及订购批量
s
2
2
S
λ=
1 1 λ = 0.4, µ = = 0.5, ρ = = 0.8 2.5 2 µ
ρ w = ＝8分 适用于相继到达间隔时间为负指 µ −λ 数分布、服务时间为一般服务时间分布 的单服务台模型。
1 ws = = 10分 µ −λ
q
令y 为服务时间，那么Y=1+X，X服从均值为1的负指数 分布，于是E[Y]=2, Var[X]=1
基本条件： 材料每周的耗用量不定（表1） 材料到货期不定（表2） 材料库存成本10元/周件 每批订购费用25元 缺货损失100元/件 方案1：订货点15，批量20 方案2；
订货点15，批量20
为了更好的分析和设计配送中心的物流系统， 需要研究物流系统建模技术，建立恰当的物流 系统模型。 建模的目的及时做符合客观实际的描述，以分 析系统的输入和输出之间的关系。同时也可以 进一步加深对物流系统的认识。 注意：建模时允许做一些假设，但前提是不能 使模型失真。
将相互接近的货物装在一辆车上运输 将聚集在一起的停留点安排在同一天送货，避免 不是同一天送货的停留点在运行线路上的重叠 运行线路从距离仓库最远的停留点开始 一辆运货车顺序途径各停留点的路线要成凸形 在多种规格车型的车队中，优先使用载重3量最 大的送货车 提货应在送货过程中进行，二不要在运行路线结 束后再进行 对偏离聚集停留点线路远的单独的停留点，可选 用另一个送货方案。 应避免停留点工作时间太短的约束
三、库存论
例2-3：已知仓库最大容量为A，原有贮存量为I，要计划 在m个周期内，确定每一个周期的合理进货量与销售量， 使总收入最多。已知第i个周期出售一个单位货物的收 入为ai ,而定购一个单位的定货费为bi ,(i=1,2,..,m)。
四、对策论 例2-4：某厂用三种不同的设备 加工三种不 同的产品 。已知三种设备分别加工三种产 品时，单位时间内创造的价值由表2-4给出。
第三节 物流优化的基础理论与计算方法 一、规划论 例2-1：运输问题的数学模型 大宗物资调运，如原材料等在全国有若干 生产基地，根据以后的交通网络，制订调 运方案，将这些物资运到各消费地点，且 总运费最小。用数学语言描述如下： 已知有m个生产基地，Ai （i=1,2,…,m）可 供应某种物资，其供应量分别为ai （i=1,2,…,m）,有n 个销地Bj (j= i=1,2,…,n), 其需要量分别为bj ( i=1,2,…,n)，从Ai至Bj 运输单位物资的运 价（单价）为c ,这些数据汇总于产销平衡
满足所有顾客的需求 车辆不得超载 必须按照配送计划所制定的时刻表进行配送， 不得超过规定的时间。
VRP思路
先计算包括配送中心在内的相互之间的 最短距离 再计算各客户之间的节约行程 按照节约行程的大小顺序连接各配送地， 规划出配送路线 VRP法不一定是最优解，往往是近似解 举例
三、物流优化的其他应用领域 第一层次：配送中心的产品进货计划 第二层次：营销策略与产品的市场需求特 征 第三层次：产品的进货价格
物流系统的模型常见有： 物流系统的模型常见有： 分析模型： 分析模型：用数学关系式表达变量之间的相互关系的模型 仿真模型： 仿真模型：
研究系统的方法从原理上可分为两类： 研究系统的方法从原理上可分为两类：理论分析方法 和实验研究方法。 和实验研究方法。 理论研究方法： 理论研究方法：对系统内部的物理、化学及其它作用 的机理进行分析和综合，然后去探索求解系统运动的 形式和规律； 实验研究方法： 实验研究方法：在真实系统建立起来以后，直接在系 统上进行实验，验证系统运动规律或寻找系统新的运 动规律 仿真研究方法：是介于上述两种方法之间的一种研究方 法。既不同于纯粹的理论研究，又不同于实验研究方法。 模拟也称为模仿、仿真、仿拟。Simulation 一种间接研究系统的方法
建与运作，是物流系统中部分结点的选取（数量、位置） 设计时考虑：物流服务水平、物流费用 约束条件：生产厂家的生产能力约束；用户的需求约束；配送 中心的均衡约束
全局物流网络设计：物流网络由多个执行主体参与构建与
运作，是从供应链的角度来考虑物流网络的构建，是一种 战略性的规划。 全局物流网络设计对于下游供应链来说，是分销商和代理商 的确定，对上游供应链是供应商的选择与确定。 选择既要考虑定量的因素，也要考虑定性的因素。
ij
xij ≥ 0
单位运价表
这就是运输问题的数学模型。 可用单纯行法的简化方法— —表上作业法来解答
二、排队论 例2-2：有一售票口。以知顾客按照平均2 分30妙的时间间隔的负指数分布到达，顾 客在售票口前服务平均时间为2分钟。①若 服务时间也服从负指数分布，求顾客为购 票所需的平均逗留时间和等待时间；②若 经过调查，顾客在售票口前至少要占用1分 y ≥1 e 钟，且认为服务时间服从负指数分布是不 f (y) = 0 y <1 恰当的，而应服从以下概率密度分布
若用 表示从Ai到Bj的运量，在产销 平衡的条件下，要求得到总运费最 小的调运方案，可求解以下数学模 型：
min z = ∑∑ cij xij
i =1 j =1
m
n
产销平衡表
∑x
i =1 n
m
ij
= b j , j = 1, 2,..., n = ai , i = 1, 2,..., m
∑x
j =1
2、明确决策目标
物流系统优化的目标要视物流系统在企 业生产经营中的地位和作用而定。 为可以分析优化过程的效益，增强优化 方法的可信度并有利于优化方法的选择， 目标要可定量、可测评 一般目标非唯一，需要分清优先次序， 进行合理权衡
3、建立优化模型
现实原型 数学模型
解释现实
数学结论
模型就是对现实世界某些属性的抽象
物流网络设计通常可以分为三个步骤： 第一步要进行网络分析。通过网络分析，确定网络 要素和相互的关系，比如配送中心的位置、分销 地点和数量、供应商的数量和位置等； 第二步是优化设计，采用有关数学模型或采用其他 方法进行优化决策分析； 第三步是组织实施网络设计方案。
局部物流网络设计 ：所考虑的物流网络由一个执行主体构
第四节 优化方法在物流管理中的作用及应 用难点分析 一、优化方法在物流管理中的作用分析
二、优化方法在物流管理中的应用难点分析
对现代物流管理理念的理解与把握 优化模型的建立与求解技术 物流优化方案的有效实施与不断改进
第一节 物流系统优化概述
将通过理论分析获取物流管理优化方案并将该优化 方案予以实施的过程称为物流优化。 物流系统优化是指依据所提出的物流管理优化方案， 通过对物流系统各个环节的计划与控制，使物流组 织或物流系统提高实现其物流目标能力的过程。 具体地说，物流系统优化是使物流组织或物流系统 不断地降低物流成本，更好地实现利润最大化目标 的过程。
（二）制定最优配送计划
配送问题包括： 进行配送的车辆种类和数量的确定，需 要权衡车辆的费用与承载能力，并考虑 已有的车辆类型和数量 车辆路线的安排
1.
最优配送问题目标——车辆高效率运行且 最优配送问题目标
所需车辆最少、距离最短、所需时间最少。
2.
最优配送计划问题约束条件—— 最优配送计划问题约束条件