第七章 物流与供应链系统的规划与设计

布局问题中的网点数目有时有限制，有时没有限制。
例：考虑下面一类具有代表性的供应链网络设计问题：供 应商将原材料运送到核心企业的工厂，工厂对原材料进行 加工后将产成品运到核心企业所属的各分销中心，分销中 心再将产品运送给各个客户或客户区。
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（三）多元网点布局的混合整数规划模 型
问题描述:
假定一个工厂可以由多个供应商供货，一个分销中心可由多个工厂供 货，但每个客户只能由一个分销中心供货，则上述供应链网络设计问
政府法律、法规导向
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（二）物流战略定位
物流战略定位的要点是以物流成本和质量为主要出发点，确定 在计划期内物流管理所要达到的水平，分析这个水平是否切实
可行，并提出充分的依据。
1、选择物流服务基准 2、物流成本定位 3、服务质量定位
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（三）确定物流战略的实施策略
物流战略的实施策略是物流战略的具体化，一般可以 从以下方面进行考虑 ：
题可以用下面的模型描述。
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（三）多元网点布局的混合整数规划模 型
s.t.
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（三）多元网点布局的混合整数规划模 型
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（三）多元网点布局的混合整数规划模 型
模型中符号的含义如下： 下标：
i j k
：供应商序号，i∈{1,2,„,I}； ：工厂待选地点序号，j∈{1,2,„,J}； ：分销中心待选地点序号，k∈{1,2,„,K}；
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（二）网络设计决策的影响因素
企业的经营战略
产品特点
竞争环境
社会基础设施
宏观经济环境
政治环境
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Βιβλιοθήκη Baidu 7.2.3 物流网络设计的步骤与方法
（一）网络设计决策的步骤
1、明确供应链和物流战略
2、确定区域性设施的基本构架 3、选择合适的待选地点 4、物流网点的选址和分配
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（二）一元网点布局的重心法和微分法
在物料管理方面，着重分析客户需求预测、库存控制、生
产进度计划和采购策略等。
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（四）运作层
运作层涉及物流信息系统、指导日常物流运作的规章制度、设施设备 的配置与维护，以及物流组织变革与管理等问题。 归纳起来，物流战略规划主要解决四个方面的问题，即客户服务目标、 设施选址战略、库存策略和运输策略。因此，物流战略规划也可以用
物流决策三角形表示
9
7.1.3 物流战略规划的步骤
物流环境分析 物流战略定位 确定物流战略的实施策略
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（一）企业物流环境的分析
行业评价 （市场规模与成长性 、竞争者的实力与战略分 析 、有利因素与不利因素分析 、行业平均利润率 ） 区域市场的变化特征 新技术发展动态
物流渠道与物流服务产业状况
目的：确定为达到期望的客户服务水平需要执行哪些活动，以及由渠道中的
哪些成员来执行这些活动；
内容：渠道目标的制定；渠道长度和宽度的评价；市场、产品、企业以及 中间商因素的研究；渠道成员的选择及合作； 此外，渠道设计与产品特性有关。
7
（三）战术层
物流战略的职能部分 ，涉及对运输、仓储和物料管理方面的
分析与设计。 运输管理决策包括运输方式的选择、运输路线的优化、车 辆装载计划和运输管理绩效评价等方面的内容 ； 与仓储有关的决策包括仓储设施的布置、货物装卸搬运技 术的选择等内容；
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（二）一元网点布局的重心法和微分法
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（二）一元网点布局的重心法和微分法
代入相关的数据，实际求得x, y的值，则（x, y） 为所求物流网点位置的坐标。 重心法的特点是计算简单，但这种方法并不能 求出精确的最佳网点位置（当然这种精确位置 有时可能是没有实用价值的）。因为这种方法 将纵向和横向的距离视为相互独立的量，这与 实际是不相符的。
A1
2000
0.5
D (x,y)
○ B2 (6,4) ○ A2(8,2)
A2
B1 B2 B3
1000
2500 1000 1500
0.5
0.75 0.75 0.75
26
4
3 2 1 0 1 2 3 4 5
6
7
8
（二）一元网点布局的重心法和微分法
解：先由重心法公式（7-2）求得重心坐标（x0，y0）。
因此，有必要首先对客户需求有清晰的了解，并开发能够 满足客户需求的物流服务战略。
6
（二）战略层
战略层决策的目的是确定物流系统的结构，包括网络规
划和渠道设计。
1、物流网络的规划
内容：确定设施的数量、地理位置、规模，分配各设施所服务的市场范围； 目标：以成本最小化或利润最大化作为系统设计的目标。
2、渠道设计
1、分工与专业化协作
2、物流系统运作结构选择
3、竞争策略
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7.2 物流网络的规划与设计
7.2.1 物流网络概述 7.2.2 网络设计决策的内容及影响因素 7.2.3 物流网络设计的步骤与方法
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7.2.1 物流网络概述
通过对企业物流系统的分析，可将其抽象成由结点、线路和连接工具
（主要指运输工具）等连成的网络，典型的企业物流网络图如下：
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（二）一元网点布局的重心法和微分法
微分法是为克服重心法的上述缺点而提出来的，但它要利用重心 法的结果作为初始解，并通过迭代获得精确解。
以重心法讨论的系统为例，设总运输费用为F，则
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（二）一元网点布局的重心法和微分法
上式为一元网点布局的微分模型，解得
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（二）一元网点布局的重心法和微分法
重心法是一种模拟方法，这种方法将物流系统中的需求点和资源 点看成是分布在某一平面范围内的物体系统，各点的需求量和资 源量分别看成是物体的重量，物体系统的重心即作为物流网点的 最佳设置点，利用求物体系统重心的方法来确定物流网点的位置。 用重心法在计划区域内设置一个网点的简单情况。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wj（i＝ 1,2,„,n），它们各自的坐标是（xj, yj）（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cj。根据求平面中物体系统重心的方法，有
Cj：第j个工厂基准产品的生产能力； Wk：第k个分销中心的处理能力； Dln：第l个客户对第n种产品的需求量； rjn：第j个分厂生产第n种产品相对于生产基准产品的占用生产能力系数； hjn：第j个工厂生产第n种产品的单位成本； gnm：加工单位第n种产品所需的第m种原料的数量； ej：在第j个待选地点建立和经营工厂所需的固定费用； fk：在第k个待选地点建立和经营分销中心所需的固定费用； aijm：将第m种原料由第i个供应商运送到第j个工厂待选地点的单位运费； bjkn：将第n种产品由第j个工厂待选地点运送到第k个分销中心待选地点的单位运费； ckln：将第n种产品由第k个分销中心待选地点运送到第l个客户的单位运费； dkl：由第k个分销中心待选地点到第l个客户的距离； Nmin：各分销中心分管的客户数量的下限； Nmax：各分销中心分管的客户数量的上限。
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（二）一元网点布局的重心法和微分法
例：某计划区域内资源点与需求点的分布情况如下图，各点资源量、 需求量和运费率列于下表。需在该地区设置一个物流网点D，只 考虑运输费用，求D的最佳位置。
资源量或需求量
8 7 6 5 ○ B1 (2,5) ● ○ A1 (3,8) ○ B3 (8,8)
各网点的运费率
3、快捷性
4、空间的有效利用 5、规模最优化
4
7.1.2 物流战略规划的内容
企业的物流战略通常包含十个关键部分，分别被组织在三个层次上，构
成物流战略的金字塔。
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（一）客户服务目标
客户服务基准是企业确定物流战略的主要依据。
顾客对物流服务水平的要求决定着包括采购、制造、 销售、仓储和运输等环节在内的整个供应链的结构。 物流活动的主要目的是要向内部和外部客户提供及 时准确的交货。
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（三）多元网点布局的混合整数规划模 型
上述的多元网络设计模型为0-1混合整数规划模型。其中目标函数（7-6）表 示物流网络设计的目标是使整个网络建设和运营成本最小。约束条件（7-7） 为供应商供应能力约束。约束条件（7-8）表示运送到某工厂的某种原料的 数量应该与该工厂生产产品所需的该种原料数量相一致，系数gnm可以根据
2
3 4 5
5.04 5.06
4.99 5.03 4.97 5.03 4.95 5.04
214310
214270 214260 214250
…
39 40 4.91 5.06 4.91 5.06 214250 214250
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（三）多元网点布局的混合整数规划模 型
在现实的物流系统中，大量存在的网点布局问题是多元 的，即在某计划区域内需设置多个物流网点。多元网点
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7.2.1 物流网络概述
网络中的链代表不同存储点之间货物的移动
中转点—零售店、仓库、工厂或者供货商，就是结点。 物流结点，是指物资在流通过程中所经过的中转地点。 其表现形式：仓库、集货中心、配送中心、转运中心 等． 物流结点的主要作用 ：
1、商品周转中心的作用 2、商品分拣中心的作用
l
m n
：客户序号，l∈{1,2,„,L}；
：原料序号，m∈{1,2,„,M}； ：产品序号，n∈{1,2,„,N}。
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（三）多元网点布局的混合整数规划模 型
决策变量：
uj ：0-1变量，表示是否在第 j 个待选地点建立工厂（1—是，0—
否）；
vk：0-1变量，表示是否在第k个待选地点建立分销中心（1—是，0—
否）；
wkl：0-1变量，表示是否由第k个分销中心待选地点向第l个客户运送
货物（1—是，0—否）。
xijm：由第i个供应商向第j个工厂待选地点运送的第m种原料的数量；
yjkn：由第j个工厂待选地点向第k个分销中心待选地点运送的第n种产
品的数量。
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（三）多元网点布局的混合整数规划模 型
常数：Si：第i个供应商的供应能力；
X0=
2000×0.5×3+3000×0.5×8+2500×0.75×2+1000×0.75×6+1500×0.75×8 2000×0.5+3000×0.5+2500×0.75+1000×0.75+1500×0.75 2000×0.5×8+3000×0.5×2+2500×0.75×5+1000×0.75×4+1500×0.75×8 2000×0.5+3000×0.5+2500×0.75+1000×0.75+1500×0.75
7.1.3 物流战略规划的步骤
3
7.1.1物流战略规划的涵义和目标
企业的物流战略规划是指企业的高层管理机构根据本企业的长期经
营发展目标，在对企业的外部环境和内部条件进行综合分析的基础上， 制定的物流管理的方针和政策。
企业进行物流战略规划的目的是保证企业的物流系统能够 满足如下的目标：
1、良好的服务性 2、总成本最低
供应链与物流管理
第七章 物流与供应链系统的规划与设计
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第七章 物流与供应链系统的规划 与设计
7.1 物流战略规划概述
7.2 物流网络的规划与设计
7.3 运输系统的规划与设计
7.4 仓储系统的规划与设计
7.5 供应链的一体化战略
2
7.1 物流战略规划概述
7.1.1 物流战略规划的涵义和目标 7.1.2 物流战略规划的内容
=5.16
y0=
=5.18
将x0，y0，代入式（7-5）得x1=5.04，y1=5.06
再将x1，y1代入式（7-5）得x2，y2，如此反复迭代，
各次迭代结果列入下表：
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（二）一元网点布局的重心法和微分法
迭代次数
x
y
总运费
1
5.16 5.18
215000
最低总运输成本为214250元。 由于微分法利用重心法的结果 作为初始值，所以有时也把它 称为重心法。
3、商品保管中心的作用 4、商品在库管理中心的作用 5、流通加工中心的作用
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7.2.2 网络设计决策的内容及影响 因素
（一）网络设计决策的内容
1、确定设施功能：确定各设施的功能及需要
在其内部完成的流程。
2、设施选址：确定各设施的地理位置。 3、能力配置：确定各设施的处理能力。 4、市场和供给配置：确定各设施应应由哪些 供给源供货或服务于哪些市场。
上式右边仍含有未知数x, y，此时最佳网点位置坐标（x, y）还不能解 出。 如果要将式中右边的x , y完全消除，计算起来是相当复杂的。为此，采
用一种简便的迭代方法完成问题的求解。
迭代法求解必须事先给出一个初始值，通常的方法是由重心法求得 系 统的重心坐标，以重心坐标作为初始值。重心坐标可由重心法公式求 得。记重心坐标为（x0，y0）。将（x0，y0）代入上式得（x1，y1）。 再将（x1，y1）代入上式，反复重复上面的步骤，直至两次迭代结 果相同时为止。这时即获得网点最佳位置坐标（x，y）。