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第四章 物流运作管理- - 设施选址决策 物流决策的三角形 客户服务目标 产品 物流服务 信息系统 运输战略： 运输基础知识 运输决策 库存战略： 预测 仓储基础知识 库存决策 采购与供应决策 仓储决策 选址战略： 选址决策 网络规划流程 3 案例讨论：康佳如何选址？ l 1992年康佳由一家华侨农场的胶木厂发展成年 产100万台的电视机厂，想庆祝一番，但企业 高层认为100万还不是庆祝的时候，康佳要发 展。 l 康佳向何处去？未来20年制造工厂如何选址？ 有何理由？ l由于深圳的土地、交通、水电、能源费 用高，及其它原因，康佳必须走出深圳 ，走出广东。 4 93年 100万 牡丹江 东北、华北 96年 100万 独联体、东欧 西北、中东 西安 97年 100万 98年 150万 滁州 华东、中原 重庆 西南 2003年 深圳 华南 墨西哥 东莞 管理、资金 100万 选址案例：选址案例：康佳北上抢滩康佳北上抢滩 土耳其土耳其 北美 欧盟 5 l厂址选择是一项长期决策 l一旦确定难以改变 l影响生产的固定和可变成本 l影响市场开拓 l追求公司的战略发展与最大利益 厂址选择一般原理 6 l 自然条件 原材料、市场和劳动力等。不同地点的 售价差异不大，但对成本的影响很大 l 社会条件 政府法规，民众态度，经济基础，生活 环境 l 企业发展战略 建新厂是发展行为，但发展的本质是拓 展市场 制造业选址须考虑因素（定性） 设施选址决策 l 设施选址决策包括确定所使用设施的数量、位置 和规模。 一、选址问题的分类 二、选址问题的早期研究 三、单设施选址（Single Facility Location） 四、多设施选址 五、动态仓库选址 六、零售/服务选址 七、其它选址问题 一、选址问题的分类 l 1按驱动力划分 不同的目标考虑的因素重要性不同： l工厂和仓库选址经济因素； l服务设施（医院、银行等）选址容易到 达； l零售选址地点因素； 一、选址问题的分类 l 2按设施的数量划分 单一设施选址： 运输成本是首要考虑的因素。 多设施选址：需综合考虑竞争力，设施之间需 求的分配，集中库存的效果，设施成本等。 一、选址问题的分类 l 3按选择的离散程度划分 连续选址法（Continuous Location Methods ）：考察一个连续空间中所有可能的点，并选 择其中最优的一个。 离散选址法（Discrete Location Methods） ：在一系列可能方案中作出选择。实践中更常 用，主要针对多设施选址。 一、选址问题的分类 l 4按数据的集成程度 使用集成的数据关系（Aggregation Data Relationships）：精度有限，只能将设施定 位于某个较大的地理范围内。 较少使用数据集成的方法：如场地选址法，适 用于零售业选址、城市内选址和对工厂、仓库 的最终位置进行决策。 一、选址问题的分类 l 5按时间维度划分 静态方法：以某一时期的数据为基础进行选址 动态方法：跨越多年，用于多个阶段选址规划 的方法。 二、选址问题的早期研究 l 许多早期理论都是由土地经济学家和区域地理学 家提出的，如杜能、韦伯、帕兰德、胡佛等。 l 运输成本在选址决策中的重要作用是贯穿所有这 些早期研究的共同主题。 竞价地租曲线 韦伯的工业分类 胡佛的递减运输费率 竞价地租曲线 l 杜能：任何经济开发活动能够支付给土地的最高地租或利 润是产品在市场内的价格与产品运输到市场的成本之差。 l 那些能够支付最高地租的经济活动将分布在距离城市中心 最近的地区，以及主要运输枢纽的周边地带。 市场 距市场的距离 地租 奶类蔬果小麦和谷物 价格运输成本 = 利润 = 地租 韦伯的工业分类 l 韦伯：原材料在生产过程中所起的作用及其对选址的影响 ，主要有三种情况： 失重（Weight Losing），如，炼钢：原材料的重量之 和大于成品的重量。选址趋向于原材料产地。 增重（Weight Gaining），如罐装软饮料行业生产， 将糖浆运至罐装厂再与水混合。选址应靠近市场。 既不失重，也不增重，如装配线生产：其成品重量是 装配线过程中使用的所有零件重量之和。可在原料地 和市场之间的任何地点定位。 胡佛的递减运输费率 l 运输费率随着距离的增加增幅下降。 l 递减费率使选址趋向于原料产地或市场。 市场 原料 产地 总成本 外向运输成本 内向运输成本 Y X 搬运成本搬运成本 三、单设施选址 （Single Facility Location） l 精确重心法（Exact Center-of-gravity Approach）、网格法（Grid Method）和重心法 （Centroid Method）。 l 该模型可用来为工厂、车站、仓库或零售/服务设 施选址。 l 选址因素只包括运输费率和该点的货物运输量。 l 数学上，该模型可被归为静态连续选址模型。 三、单设施选址 （Single Facility Location） l 问题： 设有一系列的点分别代表生产地和需求地，各 自有一定量的货物需要以一定的运输费率运向/ 运出一个位置待定的仓库，该仓库应位于何处 ？ 三、单设施选址 （Single Facility Location） l 以该点的运量乘以到该点的运输费率，再乘以到 该点的距离，求出上述乘积之和即总运输成本最 小点。 MinTC = Vi Ri di lTC：总运输成本 lVi：i点的运输量 lRi：到i点的运输费率 ldi ：从位置待定的仓库到i点的距离 20 单设施选址模型求解 l （X，Y） 待选址设施的坐标； l （Xi ，Yi）已知的供给点和需求点坐标； l 距离公式d i =k (Xi X)2 +(Yi Y)2 1/2 l k模型中坐标单位与实际空间距离的比例尺； X i （ ViRiXi/di ） i （ ViRi /di ） Y i （ ViRiYi/di ） i （ ViRi /di ） 21 求解步骤 l （1）确定已知的供给点和需求点的坐标、运输量及线 性运输费率； l （2）忽略距离di ，根据重心公式求得待选址设施的初 始坐标（X0 ，Y0 ）； l（3）根据第二步求得的（X0 ，Y0）计算出di ; l（4）将di代入公式求出修正的（X，Y） ； l（5）反复迭代计算di ，直到（X，Y） 的变动 满足要求。 X0 iViRiXi iViRi Y0 iViRiYi iViRi 22 单设施选址举例 l 例题10-1 某企业的两个工厂分别生产A、B两种 产品,供应三个市场（M1 ,M2 , M3 ）, 已知条件如 图及下表所示。现需设置一个中转仓库， A、B 两种产品通过该仓库间接向三个市场供货。请使 用重心法求出仓库的最优选址。 节点（i） 产品 运输总量运输费率￥ 坐标Xi坐标Yi P1A 20000.0538 P2 B30000.0582 M1 A、B 25000.07525 M2 A、B 10000.07564 M3A、B 15000.07588 确定仓库的初始位置 运输成本的计算 第一次迭代的位置坐标 单设施选址实例 使用软件计算得出的位置坐标和总运输成本 l 单设施选址模型的推广 l 考虑客户服务和收入 l 解决多设施选址问题 l 引入非线性运输成本 对单设施选址问题的评述 l 其它的单设施选址方法：图表技术、近似法。 l 模型可以提供指导性解决方案，但不能够直接导出最终决 策。 l 单设施选址模型的一些简化的假设条件可能导致使用误差 ： 假设需求量集中于一点但实际是分散的 一般根据可变成本来进行选址，没有考虑固定成本 总运输成本通常假设运价随运距成比例增加 模型中仓库与其他网络节点之间的路线通常假定为直 线，但实际上不是这样 不是动态的 四、多设施选址 l 同时决定两个或多个设施的选址。 l 仓库选址问题： 物流网络中应该有几个仓库？这些仓库应该有 多大规模，位于何处？ 哪些客户指定由仓库负责供应？哪些仓库指定 由各工厂、供应商或港口负责供应？ 各个仓库中应该存放哪些产品？哪些产品应从 工厂、供应商或港口直接运送到客户手中？ 31 多设施选址 l 多设施选址可能的布局方案极多，问题复杂。 l 例如，一家生产工业清洁剂的公司向全国2000个县销 售产品，使用80个仓库，全国有5家生产厂，问可能的 工厂仓库客户物流方案？ l 例 仓库选址问题包括： l 需设置的仓库数量、规模及位置； l 各个仓库负责供应哪些客户，接收哪些工厂和供应商 的货物； l 各个仓库的产品库存配置或直接运输等。 数学上的选址方法 l 1、精确法 多重心法 混合-整数线性规划 l 2、模拟法 l 3、启发法 1、精确法 l 能够保证得到选址问题的数学最优解，或者是精 确度已知条件下的解。 l 缺点：计算机运行时间很长，要求内存空间巨大 。 l 微积分和数学规划模型属于该类方法。 多重心法 l 一种以微积分为基础的模型； l 找出起讫点之间使运输成本最小的中介设施的位 置； l 待选点不止一个就形成了许多起讫点群落，找出 每个起讫点群落的精确重心点； l 起讫点分配的方法： 将相互间距离最近的点组合起来形成群落，找 出各群落的重心位置再进行修正。 混合-整数线性规划 l 主要优点： 能把固定成本以最优的方式考虑进去。 l 问题描述： 找出物流网络中仓库的数量、规模和位置，使得通过 该网络运送所有产品的固定成本和线性可变成本在下 列条件约束下降至最低： l不能超过每个工厂的供货能力 l所有产品的需求必须得到满足 l各仓库的吞吐量不能超过其吞吐能力 l必须达到最低吞吐量仓库才可以开始运营 l同一消费者需要的所有产品必须由同一仓库供给 l 可以用一般整数线性规划的计算机软件包来求解。 36 例 2、模拟法 l 要求首先对问题进行准确描述。 l 以代数和逻辑语言对物流系统进行数学表述，利用计算机 对模型进行处理，使用模拟模型来评估不同布局方法的效 果。 l 要求分析员或管理人员明确网络中需要的特定设施，根据 被挑选出来等待评估的个别仓库及其分配方案判断这是最 优的，还是接近最优的选址方式。 l 在给定多个仓库、多个分配方案的条件下反复适用模型找 出最优的网络设计方法，分析结果的质量和效率往往取决 于使用者选择分析地点的技巧和洞察力。 3、启发法 l 指有助于减少求解平均时间的任何原理或概念， 也表示指导问题解决的经验原则。 l 不能保证一定找到最优解但可以减少运算时间， 很好地表现实际情况并得到质量满意的解。 l 选址问题实际就是对与选址相关成本进行的一种 权衡，选址模型的任务就是在给定客户服务水平 和其它实际条件的限制下，找出使总的相关成本 最低的仓库/工厂布局。 l 设施选址问题中存在的一般成本悖反： 设施选址问题中存在的一般成本悖反 仓库数量 成本 总成本 库存持有与 存储成本 运输 成本 生产/采购与订 单处理成本 仓库固 定成本 多设施选址方法评述 l 优点： 适用范围广、成本低、数据易得。 l 缺点： 无法解决库存、运输、生产/采购中的非线性、不连续 的成本关系； 还不是真正一体化的网络规划模型，无法解决库存和 运输同步决策问题； 应更多地关注收入效应而不仅仅是成本，现有模型一 般建议的仓库数量都较多； 应更便于管理人员和规划者使用，最好与企业的管理 信息系统结合。 五、动态仓库选址 l 最优网络布局是指在一个规划期内从一种布局形 式转换到另一种布局形式，以保证在任何时间网 络布局都是最优的。动态选址问题 l 布局转换需付出成本，如果使用公共仓库，改变 布局比较容易，但如果使用自有仓库或租赁仓库 ，就应在一开始就实施最优设计。 l 动态选址的方法： 动态选址方法 l 使用现期条件和未来的预期情况来找出仓库的最 佳位置，根据现年与未来年份之间的平均条件进 行布局。 l 找出当前最优布局并进行实施，在新的一年到来 后，根据新的数据找出新的最优布局，如果新旧 布局的转换成本小于搬迁成本，就改变布局。 l 找到一个随时间变化的最优布局变化轨迹，精确 地反映什么时候需要转换成新布局，转换成什么 样的布局。 六、零售/服务选址 l 百货商店、超市、银行、急救中心、废品回收中 心、警察局等等，这些选址通常会对收入，可达 性等因素高度敏感，而不是像工厂和仓库选址那 样更重视成本。 l 常见的方法： 加权清单 空间相互作用模型 其它方法 44 服务设施选址影响因素 l选址影响因素：人口与购买力、交通与 可达性、零售业结构、位置特征、法律 和成本因素。 如何回答？ 45 公司选址观察 l 当有人问戴夫托马斯，温迪公司的创始人（ Wendys ，1969），他的公司如何决定新餐厅 的选址时，他答道：“我们看哪里有麦当劳的餐厅 ，然后把我们的餐厅尽量靠近它。” l 欧瑞吉纳尔床垫工厂，由希尔丽床垫公司（美国 最大的床垫生产商）的前任CEO创建。该工厂新 建了一个工厂和零售店，通过电台和电视对其床 垫进行大规模的广告促销。不久，竞争对手们就 在该店的隔壁或街对面开设了床垫零售店。 46 服务设施选址方法 l加权评分法 l空间相互作用模型法 l整数规划法 如何回答？ 47 加权评分法 (（Weighted Checklist） ) l 选址影响因素：人口与购买力、交通与可达性 、零售业结构、位置特征、法律和成本因素。 l 列出主要选址决策因素，建立选址因素的加权 矩阵，将这些因素的权重乘以各因素得分，然 后加总得到该选址方案的最后评分，决策者可 以根据加权评分判断备选方案的优劣。 48 Weighted Checklist l 举例 设某大型油漆生产厂要建一家油漆店。他 们先咨询外部专家并参考标准清单列出了与当 前相关的因素清单。然后，要根据各因素的相 对重要性给予每个因素1到10的权重，其中10代 表最重要。接着对特定地点进行110的打分， 10代表最理想的状态。该地点的总指数为391。 随后对其他地点打分，并比较各点的总指数。 要特别注意的是对不同地点打分时态度要保持 一致，这样才可以对指数值进行合理比较。 l 建立一个选址因素的加权矩阵： 当地 人口 统计 特征 位置特征交通流量与可达性零售业结构 法律和 成本因素 本地区的人口基数 本地区的收入潜力 可使用的停车场数量 停车场的距离 街道上该位置是否显眼 店面的大小和形状 已有建筑物的状况 入口和出口的状况 交通工具的数量 交通工具的类型 步行人数 步行者的类型 公共交通的可及性 能否进入公路干线 街道拥挤的程度 通行街道的状况 区内竞争者的数量 区内商店的数量和类型 相邻商店的互补性 接近商业区的程度 当地商家的联合促销措施 地区类型 租赁期限 地方税 运营和维修保养 租约中限制性条款 当地商家的自主性规章 50 表 某零售选址的加权因素清单 （1）因素权权重（ 110分）选选址因素 （2）因素得分 （110） （3）=(1)(2) 加权权分值值 8 5 8 7 6 9 3 3 8 接近竞竞争性商店 场场地租金/租约约因素 停车场车场 地 接近互补补商店 店面的现现代化程度 顾顾客可达性 地方税 社区服务务 接近主要交通干线线 5 3 10 8 9 8 2 4 7 40 15 80 56 54 72 6 12 56 总总指标标391 51 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80Y X Time (minutes) Time (minutes) C2 C1 C3 RB RA Retail Location l设某市区内有两个购物 中心（RA和RB），其相 对位置如图中的时间地 图所示。RB 是一个备 选地点，RA是现有地点 。被吸引到购物中心的 顾客（C1，C2和C3） 集中分布于其所在区域 的质心。三个区域的总 销售潜力分别为1000万 ,500万,700万美元。购 物中心A售货面积为50 万平方英尺，B的售货 面积为100万平方英尺 。经验估计参数a估计 为2。据此判断备选地 点RB是否应该进行投资 ? 1、加权清单 l 对各备选地点的每个因素打分，各因素的权重乘 以各因素得分后加总得到选址点总得分，选址时 优先考虑得分高的点。 l P456例子 2、空间相互作用模型 l 引力模型是用来确定某位置吸引力或总体可取性 的最常用模型之一。 l 早期的赖利零售引力法则： 两座相互竞争的城市从一座介于其间的小镇吸 引的贸易量与每座城市的人口成正比例，与城 市和小镇之间距离的平方成反比。 l 赫夫引力模型： l 54 空间相互作用模型法 EijPijCi Ci Sj/Taij j Sj/Taij Eij区域i顾客对零售店j的购买量期望值； Pij区域i顾客到零售店j购买商品的概率； Ci区域i顾客的需求量； Sj零售店j的规模； Taij区域i顾客到零售店j的交通时间； a经验估计参数 55 空间相互作用模型法 l 设某市区内有两个购物中心（RA 和RB ），其相对 位置如图中的时间地图所示。RB 是一个备选地点， RA是现有地点。被吸引到购物中心的顾客（C1，C2 和C3） 集中分布于其所在区域的质心。三个区域的 总销售潜力分别为1000万,500万,700万美元。购物 中心A售货面积为50万平方英尺，B的售货面积为 100万平方英尺。经验估计参数a估计为2。 l据此判断备选地点B 是否应该进行投资? 56 表 购物中心的预计总销售额 Custo- me