物流优化技术课件 第6章 物流网络规划

原材料供应地及其坐 标
距离市中心坐标距离
20
70
60
60
20
20
50
20
年运输量
2000
1200
1000
2500
练习题

已知某铸造厂需要从P1地运来铸铁，从P2地运 来礁碳，其铸件产品将运往P3和P4两个需求地， 以上各地的位置、年运量及运输费率如下表， 试用重心法确定该厂的合理位置。
供应/销售 运输费率 量 2500 1000 1200 1 1 1 各地坐标 Xi Yi 50 20 20 60 20 60
P1
M3
M1
M2
P2
选址步骤

（1）确定各产地和需求地的坐标值X、Y，同 时确定各点货物运输量和运输费率；
总运输量V （吨） 运输费率（美元/吨/公 里） X坐标 Y坐标
地点， 产品，S i
P1
P2 M1 M2 M3
A 2000
B 3000 A+B 2500 A+B 1000 A+B 1500
0.05
（5）计算最优地址的总成本
minTC Vi Ri di
i
地点i P1 P2 M1 M2
Xi 3 8 2 6
Yi 8 2 5 1
运输量Vi （吨） 2000 3000 2500 1000
运输费率Ri （美元/吨/公里） 0.05 0.05 0.075 0.075
di 3.552 4.263 3.165 1.448
W2
5
2
2
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1
2
6.2.1 经验寻优法的例子#1

基本规则
选择配送成本最低的中心来满足每个市场
物流成本
P1
P2
C1
C2
C3
W1
W2
解决方案
0
5 P1
4
2 P2
3
2 C1
4
1 C2
5
2 C3
W1
W2
0
14000 0
0
60000
0
50000
0
10000 0
0
50000
总成本 = 2×50000+1×100000+2×50000+2×60000+5×140000 = 1120000
地点 P1 P2 P3
P4
2000 1 20 70 初始位置(38,42),费用：191670 迭代最佳位置（42，34），费用：188708
(2)离散点选址模型
覆盖模型----对于需求已知的需求点，
如何确定一组服务设施来满足这些需求 点的需求。 具体有集合覆盖模型和最大覆盖模型。
集合覆盖模型
8
9
（6，7，8，9）
（7，8，9）
7的子集
8的子集
3，4，6，7为可选方案 再进一步考虑最少设施 的原则，（3，7）为最 佳的设施位置，即要满 足所有需求，最少需要 设置2个配送中心， 位置应选择（3，7）
二、物流线路优化
节余里程问题
最小费用最大流问题
1、节余里程法


节约里程法的基本思想 送货最直接的想法是利用两辆车分别为A、B两个客户配送，如图B 所示，车辆的实际运行距离是2a+2b；然而，如改用由一辆车巡回配送， 如图C所示，实际运行距离为a+b+c；当道路状况没有特殊规定时，可节 约车辆运行距离为(2a+2b)-(a+b+c)=a+b-c；根据三角形两边之和大于第 三边之定理，a+b-c0，则这个节约量称为“节约里程”。
6.2.1 经验寻优法例子#2
P1 W1


P2 4
C1 3
C2 4
C3 5
0
基本规则
W2
5
2
2
1
2
对每个市场，选择到客户的总运输成本最低的仓库来提供服务 路线 总成本 路线 总成本 路线 总成本 P2-W2-C3 4 P1-W1-C1 3 P1-W1-C2 4 P1-W2-C1 7 P1-W2-C2 P2-W1-C2 P2-W2-C2
ViRidi 355.2 639.5 593.5 108.6
M3
8
8
1500
0.075
4.002
450.3
2147.1
运输总成本
实例分析：

某物流园区，每年需要从P1地运来铸铁，从P3地 运来煤炭，从P4地运来日用百货，各地与某城市 中心的距离和每年的材料运量如表所示。
P1 X1 Y1 X2 P2 Y2 X3 P3 Y3 X4 P4 Y4
第六章 物流网络规划
一、物流中心规划


1、物流中心的数目
在确定物流中心数目时，除了服务水平和成本两个主要因素 以外，还要考虑以下因素： （1）客户的购买方式：如客户频繁地少批量需求，则需要 较多的接近客户的中心； （2）竞争环境：一般竞争环境恶劣时需要更多的物流中心， 以提高顾客的满意度； （3）信息网络的完善程度：拥有完善的信息网络可使企业 的仓库数目减少，以信息替代库存。若没有信息网络，企业 只能靠增加中心数目达到顾客满意。

2 物流中心的选址
选址问题的类型：
按设施数量划分为单一设施的选址和多个设
施的选址。 按选择的离散程度分为连续选址和离散选址。
连续选址是考察一个连续空间内所有可能的点，并 选择其中最优的一个； 离散选址是在一系列可能方案中做出选择，这些方 案事先已经通过了合理性分析，多用于多设施选址。
经验寻优法的特点
简单可操作性强
解决速度快 不保证最优，但求较好方案 适合
作估计值 数据量大的情况
6.2.2 数学规划方法
（1）连续点选址模型----重心法
Y
O
X
重心法


重点法是通过考虑 产品市场的位置、 各市场对产品的需 求量和相应的运输 费用来确定最佳配 送中心位置。 某公司有两个工厂 向仓库供货，再由 仓库供应三个分销 中心。工厂和分销 中心的空间分布如 图所示，要求寻找 使运输成本最小的 仓库位置。
di

i
Y

i i
Vi RiYi Vi Ri
di
di

di
将计算出的di代入上式，得到修正的选址坐标；根据修正的选址坐标 再计算di,再将di值代入上式计算，直到计算出的选址坐标不再变化，或变 化很小，则停止计算，所得结果就是最优位置。 终止准则： 1）根据经验和以前的试验结果直接设一个迭代次数N； 2）将每次得到的迭代结果与前一次结果比较，当结果变化小于某一 规定的值时，就停止计算，即所得最优值。
2 2 2
2 2

8 5.16 2 5.18 2 5.16 5 5.18
2 2
2
6 5.16 4 5.18
2
8 5.16 8 5.18
2
(4)对初始选址位置进行修正
X

i
Vi Ri X i Vi Ri
最大覆盖模型
集合覆盖法—多设施选址
2
200 1 200 3 300 350 300 400 7 200 300 250 6 150 150 5 300 8 300 9 300
100
4
集合覆盖法—多设施选址
某区域对某产品有9个需求地，分布情况如图，各 需求点之间的相对距离如图中数字，为保证各需求 点的产品需求能及时满足，要求配送中心到各需求 点的距离不超过300km，在现有需求点的基础上确 定配送中心的合理数量和位置。 步骤： 1）以每个需求点作为侯选位置，找出它们能够服 务的需求点的集合A（j); 2)从A（j)中找出属于其它侯选点的子集，并删去， 以简化问题； 3）确定配送中心的合理数量和位置
P1 W1 W2 140000 0 P2 0 60000 C1 50000 0
6 8 3
P1-W2-C3 P2-W1-C3 P1-W1-C3
C2 40000 60000 C3 50000 0
7 9 5
P2-W1-C1
P2-W2-C1
解决方案
7
4
总成本 = 3*50000+3*60000+5*50000+4*40000 = 740000
距离代入总运输费用TC函数公式，并求 TC对X0和Y0的偏导，令其等于0，即求得： Vi RiYi Vi Ri X i di di i i Y0 X0 Vi Ri Vi Ri di di i i
设初始坐标为：
V R X X V R
i i i i i i
i
V R Y Y V R
0.05 0.075 0.075 0.075
3
8 2 6 8
8
2 5 1 8
（2）估算初始选址位置
目标：是使所选位置与供货地和需求地之间的运输费用最小。
minTC Vi Ri di
运输总成本
所选位置到i 点的距离
运输量
到i点的运输费率
di
y yj
的表示方法
直线距离 终点j
折线距离
yi
3225 .00 X 5.16 625.00 3237 .50 Y 5.18 625.00
（3）计算各供需点到初选地点 的距离 d i d X X Y Y
2 2 i i i
d1 d2 d3 d4 d5
3 5.16 8 5.18
起点i xi xj x
直线距离的计算
dij
x x y y
2 i j i j
2
直线距离一般用于城市间的配送问题选址，
在这些问题中，直线距离是可以接受一近似 值。城市间配送问题中的实际路线距离可以 通过将直线距离乘以一个适当的系数来进行 计算（美国大陆是1.2，在东南美洲是1.26）。
100. 300.0 800.0 00 0 0 150. 1200. 300.0 00 00 0 187. 375.0 937.5 00 0 0 75.5 450.0 300.0 0 0 0 112. 50 900.0 900.0 0 0
625. 3225. 3235. 00 00 50
初选地点位置计算结果
6.2 中心选址的技术方法
主要方法：
经验寻优法：不追求理论最佳，而追求较优
和快速； 数学规划法：问题描述数学模型用规划 软件求解； 仿真模拟法：拟定多种可行方案仿真软件 模拟仿真结果结果评价选优
6.2.1 经验寻优法的例子#1
一个产品，两个工厂（P），两个中心（W），三个零售店（C） 生产能力 工厂 P1 P2 市场需求 零售店 C1 C2 C3 物流成本 W1 P1 0 P2 4 C1 3 生产能力 无限 60000 零售店需求量 50000 100000 50000 C2 4 C3 5
dij k
x x y y
2 i j i j
2
折线距离的计算
d ij xi x j yi y j
折线距离一般用在道路较规则的城市内的配
送问题及具有直线通道的工厂及仓库内的布 置、物料搬运设备的顺序移动等问题中。
设待定地址坐标为（X0，Y0），将直线

2
200
400
300
9
300
7
300 200 350
解：
1
200
300
8
300
300 250
需求点 服务范围A（ j）
1 2 （1，2，3，4）
可选方案
3的子集
3
100
6
150
4
150
（1，2，3） 1的子集
5
3
4 5 6 7
1，2，3，4，5
1，3，4，5，6， 7 （3，4，5，6） 4，5，6，7，8 4，6，7，8，9 4的子集
i i i i i
i i
初选地点位置计算
地 点i P1 P2 M1 M2 M3 Xi坐 标 3 8 2 6 8 Yi坐 标 8 2 5 1 8 总运输量 运输费率Ri Vi（吨） （美元/吨/公 里） 2000 3000 2500 1000 1500 0.05 0.05 0.075 0.075 0.075 ViRi ViRiXi ViRiYi
物流中心选址应考虑的因素


（3）城市的扩张与发展 城市物流中心的选址，既要考虑城市扩张的速度和方向， 又要考虑节省短驳费用和减少装卸次数。 （4）交通便利条件 对于综合型物流中心，一定要选择在两种以上运输方式的 交汇地。 4、自然环境因素 1）地理因素 如地形对仓库基建投资的影响也很大，地形坡度应在1～4% 之间；应远离闹市或居民区；与易发生火灾的单位保持一 定安全距离，如油库、加油站、化工厂等； 2）气候因素 如自然环境中的湿度、盐分、降雨量、风向、风力等。 5、当地产业政策、税收的法规 政策环境条件包括企业优惠措施（如土地提供、减税等）、 城市规划（土地开发、道路建设计划）、地区产业政策等


(1)与目标顾客的距离 一天能往返的路程为佳 (2)自然资源和劳动力的可获得性 (3)当地经济环境因素 物流量的大小 物流中心设立的目的是降低社会物流成本，若无足够的物流 量，物流中心的规模效益无法发挥； 货物的流向 货物的流向决定着物流中心的工作内容和设施设备的配置。 如对于供应物流来说，物流中心主要为生产企业提供原材料、 零部件，应当选择靠近生产企业的地点，便于降低生产企业 的库存，随时为生产企业提供服务。对于销售物流来说，物 流中心的主要职能是将产品集结、分拣、配送到门店或用户 手中，故应选择靠近客户的地点。