（技术经济及管理专业论文）电网公司物资配送中心选址优化模型研究.pdf

- - 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文电网企业物资配送中心选址优化模型 研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取 得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：一茔擎 日期： 口 刎1 7 灯 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件：学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播 学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：整 日期：磁! ! ：堡 导师签名： 日期： - 一 ， - 华北电力大学硕士学位论文摘要 摘要 本文立足于电网公司物资管理工作，通过分析目前我国电网企业物资管理中存 在的一系列问题及这些问题产生的原因，提出建立电网企业物资配送中心的观点， 使之在满足各供电局物资需求的同时尽量节约成本、注重效益。在综合考虑各种影 响因素及制约条件的基础上建立了电网公司物资配送中心选址优化模型，对目前优 化模型中存在的不足进行了弥补，并用智能算法加以实现。希望该课题的研究能够 对我国电网公司的物资管理工作起到一定的积极作用。 关键词：电网企业，配送中心，选址优化模型，量子行为粒子群算法 a b s t r a c t t h i sa r t i c l ei sb a s e do nt h em a t e r i a l s m a n a g e m e n to ft h eg d dc o r p o r a t i o n , t h r o u g h a n a l y z i n gar a n g eo fm a t e r i a l sm a n a g e m e n tp r o b l e m si nt h ec u r r e n tp o w e rg d dc o m p a n i e si n c h i n aa n dt h ec a u s e so ft h e s ep r o b l e m s ，p r o p o s e dt h ev i e wt h a tw ec a ne s t a b l i s ht h e 鲥d c o r p o r a t i o nm a t e r i a ld i s t r i b u t i o nc e n t e r , t h e ni tc a nm e e tt h em a t e r i a ln e e d so ft h ep o w e r s u p p l yb u r e a ua tt h es a m et i m et r yt or e d u c ec o s t sa n df o c u so ne f f i c i e n c y a f t e rc o n s i d e r i n g t h ev a r i o u se f f e c t sf a c t o r sa n dt h ec o n s t r a i n t sm a t e r i a lo ft h eg r i dc o r p o r a t i o nd i s t r i b u t i o n c e n t e rl o c a t i o no p t i m i z a t i o nm o d e l ，o p t i m i z a t i o nm o d e l ，t h ec u r r e n ts h o r t c o m i n g sw e 坞u p ， a n du s ei n t e l l i g e n ta l g o r i t h m st ob ea c h i e v e d h o p et h a tt h es u b j e c tc a l lp l a ya g u i d i n gr o l ei n t h ep o w e rc o m p a n y sm a t e r i a l sm a n a g e m e n t l up a n ( t e c h n o l o g ye c o n o m ya n dm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db yp r o f z h a n gc a i q i n g k e y w o r d s ：g r i dc o r p o r a t i o n , d e l i v e r yc e n t e r , s i t es e l e c t i o no p t i m i z e dm o d e l ，q p s o j 华北电力大学硕士学位论文目录 目录 中文摘要 英文摘要 第一章前言1 1 1 选题背景及意义1 1 2 配送中心选址模型研究现状2 1 2 1 选址模型的比较2 1 2 2 配送中心选址问题研究新方向3 1 3 研究内容及方法4 1 4 预期成果和可能创新点4 1 4 1 预期成果4 1 4 2 可能创新点4 第二章电网公司物资管理及配送中心模式概述5 2 1 我国电网公司物资管理现状5 2 2 电网公司物资管理问题分析6 2 2 1 电网公司物资管理中存在的问题6 2 2 2 物资管理问题的原因分析7 2 3 配送中心相关理论8 2 3 1 配送中心的概念8 2 3 2 配送中心的作用8 2 3 3 配送中心的目标9 2 3 4 配送中心模式的优势9 第三章电网公司物资配送中心选址问题分析1 o 3 1 电网公司物资配送中心选址目标与原则1 0 3 1 1 电网公司物资配送中心选址目标1 0 3 1 2 电网公司物资配送中心选址原则1 0 3 2 电网公司物资配送中心选址影响因素1 1 3 2 1 土地因素1 1 3 2 2 交通设施因素1 1 3 2 3 经营环境因素1 1 华北电力大学硕士学位论文目录 3 2 4 自然环境因素1 2 3 2 5 劳动力因素1 2 3 2 6 政府政策因素1 2 3 3 配送中心选址程序1 3 3 3 1 资料搜集1 3 3 3 2 选址约束条件分析1 3 3 3 3 建模求解1 3 3 3 4 选址决策1 4 第四章量子行为粒子群优化算法理论基础15 4 1 粒子群算法( p s o ) 1 5 4 i 1p s o 算法基本思想1 5 4 1 2p s o 算法基本原理1 5 4 i 3p s o 算法数学描述1 6 4 i 4p s o 算法实现步骤1 7 4 2 量子行为粒子群优化算法( q p s o ) 1 7 4 3o p s o 与p s o 的比较1 8 第五章电网公司物资配送中心选址优化模型19 5 1 电网公司物资配送中心选址优化模型的特点1 9 5 2 模型建立的基本假设和前提条件1 9 5 2 i 模型建立的基本假设1 9 5 2 2 模型建立的前提条件2 0 5 3 模型中的变量及参数定义2 0 5 3 1 模型中的变量2 0 5 3 2 模型中的参数2 0 5 4 建立模型2 l 5 5 模型的约束条件2 2 第六章实例验证2 4 6 1 基础数据2 4 6 2 实例计算2 5 6 2 i 计算步骤2 5 6 2 2 计算过程2 6 华北电力大学硕士学位论文目录 6 3 结果分析2 8 第七章结论2 9 7 1 结论2 9 7 2 展望：2 9 参考文献3 0 致谢3 3 在学期间发表的学术论文和参加科研情况3 4 附录3 5 华北电力大学硕士学位论文 1 1 选题背景及意义 第一章前言 电力是国民经济的基础产业，是实现国家经济发展的战略重点。经济要发展， 电力要先行。电力生产的特点是发、供、用( 即产、供、销) 一次完成，电力产品 不能储存，发、供、用必须随时保持平衡。电网设施如发生故障，就会影响电网稳 定，形成大面积停电，给用户造成损失，影响社会效益与形象。电力工业是与装备 水平有密切关系的行业，电力输、配、售的主要环节都是通过设备、材料这些物资 来实现的，电力物资管理工作的好坏，直接影响到电网建设工程造价和电网生产运 营成本，关系到电网的安全稳定与经济运行，关系到电网公司整体经济效益和社会 效益的提升。电网公司要实现安全生产，降低成本，提高效益，必须大力加强物资 管理工作。 而目前一些电网公司的物资管理工作是公司内部设立专门的物资部门来管理， 一些电网公司的物资管理工作是由公司的三产进行管理，不管是哪种形式的物资管 理工作，都普遍存在调度层次过多，备品备件标准不统一，大型设备没有库存，调 度不及时等问题。并且目前没有电网公司建立物资配送中心，来实现物资的调配工 作。 改革开放以来，我国的电力事业得到了飞速的发展，为国民经济的持续增长提 供了可靠的基础。但随着我国国民经济的快速发展，社会对电网的供电能力和供电 可靠性要求越来越高，电网公司的发展也面临着一系列新问题，尤其是电网公司的 物资管理工作。调查显示我国大部分供电企业的物资管理存在调度层次较多、信息 反馈不及时、库存定额没有合理依据、一些备品备件沉淀库存很大、贵重备品备件 缺少库存、信息孤岛现象比较严重等诸多问题。因此，电力企业的物资管理工作就 显得至关重要。物资管理工作不仅影响到电网建设进度，更关系到电网安全稳定运 行。因此，研究如何改进和发展电网公司的物资管理工作，具有深远的理论和现实 意义。 电网企业物资管理工作的关键就是要保证电力设备的安全及时快速供应，因 此，配送问题就显得尤为重要。基于此，本文提出建立物资配送中心的观点，综合 考虑各相关影响因素进行选址决策，以期降低物流成本并实现电力物资的安全、快 速、及时供应，以提高其经济效益和社会效益。 华北电力大学硕士学位论文 1 2 配送中心选址模型研究现状 1 2 1 选址模型的比较 在研究物资配送中心问题时，其选址常需要得到模型化、数量化方法的支持， 以期得到更加准确有效的结果。 ( 1 ) 重心法、微分法模型 对于单一配送中心的选址问题，目前大量采用的方法有：重心法、微分法。重 心法属于模拟方法，该方法是将空间问题转化到平面上来解决，即将求解物流系统 配送中心位置的问题转化到平面内，来求解平面内物体系统的重心。该方法的求解 精度较差，所求点的配送成本一般情况下都不是最低点；微分法，主要用来解决重 心法求得的解不是最优解得问题，在重心法所得解的基础上进一步迭代计算，获得 精确的解。利用微分迭代的方法虽然能获得精确解，但是往往需要经过数十次、甚 至上百次的迭代运算，收敛速度很慢【1 1 。 ( 2 ) b a u m o l - - w o l f e 模型 b a u m o l 和w o l f e 构造了一个整数规划模型：在满足供需约束的条件下，追求由 运输费、输送费及可变费用组成的总费用最低的目标，以此确定物流中心的地点。 此模型的优点是：计算简单；能评价总费用( 运输费用、仓库管理费用和发送费用 之和) ；能求解仓库的通过量，即决定仓库规模的目标；根据仓库可变费用的特点， 可以采用大批量进货的方式。模型的缺点是：由于采用的是逐次逼近法，所以不能 保证一定能得到最优解。此外，由于选择备选地方法的差异，导致求出的解中可能 出现仓库数目过多的情况。也就是说，还可能有仓库数更少，总费用更小的解存在。 因此，必须仔细研究所求得的解是否为最优；另外一个缺点就是仓库的固定费用在 解中没有反映出来【2 1 。 ( 3 ) 混合整数规划模型 混合一整数规划法：该方法是商业选址模型中最受欢迎的方法，它的主要优点 是能够把固定成本以最优的方式考虑进去。用混合整数规划模型进行选址，用整数 变量表示各种选择，用连续变量表示工厂的生产能力、各种资源的分配等，用约束 表示物流平衡关系和供需关系等，目标是使各种成本费用的总和最小。该方法的缺 点就是当处理大规模选址问题时求解时间可能会较长【4 l 。 ( 4 ) 遗传神经网络模型 选址决策模型采用a n n 建模，常见的有b p 算法和遗传算法两种。b p 算法的 缺点是收敛速度慢、对学习参数敏感、容易陷入局部极小点、网络的拓扑结构凭经 2 华北电力大学硕士学位论文 验预先给定。遗传算法( g a ) 不要求目标函数连续和可微，仅要求问题可计算，是一 种全局优化算法，但它的缺点是描述问题的能力弱，编码困难，对不完全信息适应 性差。遗传神经网络模型针对b p 算法和遗传算法的优缺点，将二者有机地结合起 来，在对神经网络权值优化求解的同时对神经网络拓扑结构和连接进行优化，能较 好的解决此类决策问题1 6 】。 1 2 2 配送中心选址问题研究新方向 ( 1 ) 结合库存战略、运输战略研究选址问题是当前配送中心选址问题研究的 新方向： 黎青松等( 1 9 9 9 ) 提出了最优库存策略下的选址模型。认为单个配送中心的最优 库存费用与其承担的需求量之间具有非线性的关系，将模型简化成一般的混合整数 规划模型后再进行求解。黎青松等在2 0 0 0 年对上面的模型进行了完善，并借助遗 传算法来构造得到最优解的方法【7 1 。 z u o j u nm a xs h e n 等( 2 0 0 3 ) 提出了一个联合库存的选址模型。设计出由一个供 应商向多个零售商运送产品的配送系统。由于需求的不确定性，要确保一定的服务 水平，零售商就必须保有一定的安全库存。该模型考虑建立适当安全库存，减少缺 货损失，满足客户需求，从而达到一定的配送服务水平。 j o s s e fp e r l 和m a r ks d a s k i n 提出了联合运输路径的仓库选址方法，此方法基 于假定“产品直接从配送中心运到顾客手中 ，考虑沿一定的运输路线一次运输过 程中向多个顾客提供产品。由于存在物流路径安排的限制使问题变得非常庞大和复 杂，开发了一种启发式求解算法【引。 ( 2 ) 结合顾客服务目标研究选址问题的研究有以下几方面： b r i m b e r g0 和r e v e l l ec ( 1 9 9 8 ) 提出了双目标工厂选址问题，认为并不是所有 的需求都能被满足，该模型在实现总成本最低和未被满足的需求量最小这两个目标 之间作出加权平衡，对不同的权系数寻求两目标凸组合达到最小的解，从而得到一 系列的有效解，但是不保证能得到所有的有效解。 v a i d y n a t h a n ( 1 9 9 9 ) 提出了一个多目标物流模型，用于解决有容量限制的服务设 施选址问题。其目标函数分别为固定建设投资最小；经营设施费用、可变经营费用 最低；平均响应距离( 或时间) 最短。此模型采用加权法进行求解。 刘海燕等( 2 0 0 0 ) 在已有的多元多品种物流网络布局数学模型的基础上，提出多 个配送中心向多个顾客提供产品或服务，并采用不同的服务水平，且所发生的费用 也不相同。模型是一个混合整数规划，给出了按b e n d e r s 分解算法设计的求解过程， 模型中方程的有限性保证了算法的收敛性。 3 华北电力大学硕士学位论文 李延晖，马士华( 2 0 0 3 ) 提出了基于时间约束的配送系统模型。设计的配送系统 是一个只供应一种产品的单源配送系统，以总成本最小为目标函数( 总成本包括运 输成本和配送中心的固定费用) ，以配送的时间限制作为约束条件来建立模型，属 于单一目标决策的范畴。2 0 0 4 年两人继前面的研究之后，又提出来了基于时问约束 的供应链配送系统随机模型。与之前的研究相比，它的显著特点在于考虑需求的随 机性和配送时间的随机性【9 1 。 1 3 研究内容及方法 本课题立足于电网公司的物资管理工作，提出了建立电网公司物资配送中心的 观点，着重研究了以下几个方面的内容： ( 1 ) 简单介绍了我国电网物资管理的现状，分析其管理过程中存在的问题，并 分析这些问题产生的原因。基于问题分析，提出建立电网公司物资配送中心这一观 点。 ( 2 ) 对影响配送中心选址的各要素进行分析，建立电网公司物资配送中心选址 评价指标体系。 ( 3 ) 建立了物资配送中心选址优化模型并利用智能算法对其进行求解。 ( 4 ) 实例验证，得出结论。 1 4 预期成果和可能创新点 1 4 1 预期成果 在分析研究我国电网公司物资管理现状的基础上，综合考虑各种影响因素建立 了电网企业物资配送中心选址优化模型，并运用智能算法对模型进行了求解。 1 4 2 可能创新点 提出建立电网公司物资配送中心这一观点，建立了配送中心选址优化模型，并 运用智能算法对模型进行了求解。 华北电力大学硕士学位论文 第二章电网公司物资管理及配送中心模式概述 2 1 我国电网公司物资管理现状 ( 1 ) 职能设置、机构设置和运行情况 职能设置：目前电网公司物资管理工作分为两种情况：一种是电网公司自己设 立物资部门管理物资；一种是将物资委托给电网公司的三产管理。 机构设置：一般物资管理部门都包含计划、招投标、采购、综合四个职能。根 据这四个职能设置相应的机构n 引。 运行情况：目前电网公司物资管理工作普遍存在以下问题： 1 ) 领导重视不够。省公司和供电局对物资管理上的认识存在不一致，供电局 层面往往不重视物资管理。物资管理的关键在技术上不存在问题，关键在于领导的 决心，为物资部门配备相应的职权和人员。 2 ) 管理职权有限。物资部门的定位是服务部门，管理权力不够。直接导致想 管，但管不了的情况。管理职权要明确管什么，怎么管，管到什么程度。 3 ) 管理能力问题。人手不够，人员物资管理知识和能力不强。直接导致物资 管理的很多方面做不到。物资部门的管理能力要逐步建立。 ( 2 ) 需求计划 需求计划的申报过程一般为班组报计划到归口部门，归口部门审核再报到物资 部，物资部进行分类：省公司招标、自行招标和零星采购。 ( 3 ) 招标 自行招标和零星采购在供应商选择上按习惯选择，进行询价，供应商管理做不 到。省公司招标的物资存在的问题：时间长：买回来的不是供电局想要的东西，对 生产运行有一些影响。 ( 4 ) 监造 监造管理做不到。 ( 5 ) 到货验收 工程验收，专门成立验收小组，物资部门参与。其他验收是由生技部牵头，一 般委托给施工单位接货、验收，最后把单据交上来。 ( 6 ) 仓储 备品备件管理：目前，电网发展快，物资管理重点在工程上，备品备件管理显 华北电力大学硕士学位论文 得不重要。工程物资直接到现场，能不进仓库就不进仓库。备品备件和零星物资才 进仓库。备品备件的定额一般由生技部做。 班组的库存管理：物资部门的定位是服务部门，权力不够，对班组仓储无法控 制。备品备件领到班组后，班组自行管理，方便班组使用。工区、班组有物资员负 责管理，物资领用后，没有与物资部门进行数据的交换。目前的物资部管理职不能 要求班组上报物资使用信息。 班组物资管理的必要性方面：没有必要，原因在于物资部人手不够，职权有限， 没有能力；基层班组没有这个动力，日常管理会加大班组工作量，没有专人做这个 事，班组会觉得烦；班组物资能不能管好是个未知数，需要到班组做统计调查。 班组物资管理方案：建一个系统，让班组录入。 平衡利库：班组报计划到归口部门，归口部门审核再报到物资部，物资部根据 计划先审核库存，使用库存，再采购。现在的系统可以查库存，但维护不好，所以 系统不是很准确。 ( 7 ) 对县级企业的物资管理 对县级企业的代管多是省电网公司农电部和各市局多头管理。在物资管理方 面，对省、市公司出资的项目物资才上报采购，县级企业自有资金投资的项目物资 不管。 2 2 电网公司物资管理问题分析 2 2 1 电网公司物资管理中存在的问题 虽然从现有的管理办法和管理方式来看，电网公司物资管理可以保障电网的发 展建设和安全运行，但在电网物资管理的实际运作过程中，在一些地方还存在不足， 主要表现在以下几个方面u 6 l ： ( 1 ) 采购管理中存在的问题 招标采购方面权限分散，重复采购，积压成本高，产品的质量难以控制；采购 的周期长，效率低；供应商评价体系不完善；没有实现真正的网上招评标；招标采 购的结果有时与计划或实际需求不一致。 非招标采购物资总量较大，采购仅仅是为了满足生产需要，没有充分考虑到采 购的经济性，所属各局分别针对自己的生产和建设需要进行非招标采购，从而非招 标采购必然表现出采购次数多，采购批量小，采购物资单价高的特点。 ( 2 ) 供应商管理中存在的问题 供应商管理还不够全面，在很多环节的数据未进行统一的归集、整理，造成了 6 华北电力大学硕士学位论文 对供应商的管理不到位。对供应商的考核指标不仅包括其供应物资的质量、时间、 价格、运输、售后服务等，但未包括供应商在招投标环节、合同签订环节、供货环 节与业主的协调沟通能力，以及设备到位后的运行情况的反馈信息。这些指标均应 纳入到供应商考核系统中，用这些数据并未影响下一次采购时的供应商选择。 ( 3 ) 仓储管理中存在问题 目前大多数电网公司仓储管理方式没有统一的规划和模式，各个局管理的程度 不一；储备品的维护方面没有相应的措施，对库存物资的维护不够，可能产生物资 报废的隐患；备品备件标准不统一，大型贵重物品缺少库存；在资源共享方面还不 完善，各局之前存在共享，但没有形成统一有效的机制；各个班组内对于领用的电 力物资管理不完善，没有相应的领用使用记录，极易造成浪费。 ( 4 ) 备品备件管理中存在的问题 贵重备品备件储备不足；个别备品备件名称、编码不统一；缺乏备品备件定额 标准及管理办法；平衡利库难，储备物资储备成积压物资。 2 2 2 物资管理问题的原因分析 2 2 2 1 现有的物资管理部门管理职能不完备、不统一 企业内部的物资管理职能应当包括采购、仓储、配送等环节，从较具体的工作 看应包括：物资需求计划的生成，物资需求计划的审核，平衡利库，物资采购计划 的制定，物资招标工作的安排，供应商评价体系的建立，供应商与用户协调，设备 监造，催交催运，购买设备使用状况的跟踪，备品备件管理，废旧物资管理等。 电网公司的物资管理职能部门为物资公司，但公司将部分管理职能分块划归给 若干部门，尚有一些职能不明确其归属，例如，物资领走后的使用情况反馈、供电 局之间物资的调配、电网物资的编码或标准界定等职能。因此导致目前的物资管理 的部分职能缺位，另有一些职能由于不统一，导致协调不易【1 7 l 。 2 2 2 2 物资采购工作流程不顺畅、不规范 物资需求计划主要是由使用单位进行申报，该环节中没有统一的规范，造成某 些物资计划的随意性强，造成某些物资采购批量少、批次多；紧急需用计划增多； 本来应为大宗物资采购的“化零为整”、非统一招标采购物资增多等。一是因为缺乏 统一的工作流程造成的不规范。二是逃避招标采购造成的不规范。 2 2 2 3 对“库存”概念存在认识上的误区 库存是指处于储存状态的物资，广义的库存还包括处于制造加工状态和运输状 态的物资；零库存是一种特殊的库存概念，是以仓库储存形式的某种或某些种物品 的储存数量为“零”，即不保持为库存。 7 华北电力大学硕士学位论文 2 2 2 4 小结 综上所述，出现以上问题的根本原因是：物资管理中缺乏战略上的规划，物资 管理工作多为满足生产和安全需要而进行，物资管理领导和物资管理人员容易陷入 日常的业务，而没有时间考虑战略层次的事务；物资管理机制缺少创新意识，不能 很好的将新的管理思想运用于生产实践；组织缺乏良好的监督机制，易出现管理上 的漏洞：各所属子公司物资管理业务重复，缺乏系统管理，管理资源得不到最优化 配置，同时某些管理环节无法实现经济性和规模效应；没有先进的物资管理意识和 人才，物资管理优化的工作无法系统地开展。 2 3 配送中心相关理论 2 3 1 配送中心的概念 配送中心是从供应者手中接收多品种、大批量的货物，经过必要的储存、保管， 按照顾客的订货要求进行拣选、流通加工、包装、分拣、组配货及信息处理等作业， 在规定时间将货物送达指定地点的组织机构和物流设施【2 ”。 配送中心是物流配送过程中相互联系的组织与设施的集合。配送中心是转接节 点，它既要接收供应商供货，又要及时将货物配送给客户。客户就是物流配送中心 的访问节即端点。配送中心为客户配货的运输线路即为连接转接节点和端点的链 路。物流配送中心由若干个星形拓扑结构构成，各星形结构的中心节点根据端点信 息通过运输线路配送货物，各拓扑结构之间不是孤立的，而是密切相关的。配送中 心是一种末端物流的节点设施，通过有效地组织配货和送货，使资源的最终配置得 以完成，它是一种以社会分工为基础的、综合的、完善化和现代化的送货活动。 物流配送中心是进行社会物流组织的重要节点，其运作模式的重要特点在于它 不是从事具体物资生产的社会组织，而是一个中转站，它从供应商的手中汇集各种 物资资源，通过进行分类、配送等集约化活动，来实现物流活动的规模经济性，有 效地降低整个社会的物流成本。在需求状况、运输及其他自然条件的影响下，如果 将物流配送中心规划在同一区域的各个地点，不同布局方案可能使整个系统的物流 费用的运作成本产生很大的差异因此，在已有的客观条件下，如何设置物流配送 中心，使得整个系统的物流费用最低，客户服务效果最好，是物流配送中心选址决 策的中心问题。 2 3 2 配送中心的作用 配送中心是物资流通中的桥梁和纽带，具有如下作用； ( 1 ) 配送中心可以减少交易次数和流通环节； 8 华北电力大学硕士学位论文 ( 2 ) 配送中心减少了物流系统的库存量； ( 3 ) 配送中心产生规模效益； ( 4 ) 配送中心可以控制物资质量。 2 3 3 配送中心的目标 在进行配送中心总体规划时，首先要明确配送中心在物流网络中的地位与作 用，确定所规划配送中心的规划目标。规划目标将决定配送中心的功能与功能区构 成。通常配送中心的规划目标有以下几点【2 6 】： ( 1 ) 缩短物流作业周期，降低物流运作成本； ( 2 ) 以适当的库存水平降低物流系统的总体库存； ( 3 ) 有效地利用空间、设备、人员和能源； ( 4 ) 提高客户服务水平，提升企业竞争力； ( 5 ) 降低物流作业差错率； ( 6 ) 信息网络高效通畅，实时掌握分销信息； ( 7 ) 力求降低投资成本； ( 8 ) 提供方便、舒适、安全和卫生的工作环境。 以上规划目标实际上不可能同时达到最优，有时甚至相互矛盾，要用恰当的指 标对每一个方案进行综合评价，达到总体目标最佳。 2 3 4 配送中心模式的优势 具体来说配送中心的优势体现在以下几个方面： ( 1 ) 有利于提高电力物资配送效率，降低配送成本，节约物流费用，为各个 整个电网备品备件的采购节约了大量的时间和运输成本； ( 2 ) 物流协作配送由于使用共用车辆、路线和配送设施，对配送活动实施统 一管理，这样有助于配送资源的充分利用和优化配置，从而提高配送的使用效率， 大大降低配送成本，节约物流费用； ( 3 ) 充分利用集中优势，产生规模效益。协调不同区域的多个供电公司间的 资源分配，以实现整体采购，减少浪费； ( 4 ) 减少交易次数和流通环节； ( 5 ) 集中与多家厂商建立业务合作关系，能有效而迅速的反馈信息，控制电 力物资质量。 9 华北电力大学硕士学位论文 第三章电网公司物资配送中心选址问题分析 3 1 电网公司物资配送中心选址目标与原则 3 1 1 电网公司物资配送中心选址目标 电网公司物流配送中心选址应以费用低、服务好、辐射强以及社会效益高为目 标： ( 1 ) 费用低是指寻求物流配送中心包括建设费用和经营费用在内的总费用最 低； ( 2 ) 服务好是指物流配送中心选择的地址应该能够保证物品及时、完好地送 达用户电力行业具有其本身的特点，它对物流配送的响应速度有着较高的要求 当出现某些紧系状况时，要求配送中心能够以非常快的速度供应物资，否则就可能 出现大规模停电的状况，严重影响企业的生产和人民的生活，因而就要求电网公司 物资配送中心的响应速度要非常快。合理的选址可以提高物资配送中心的响应速 度； ( 3 ) 辐射强是指电网公司物资配送中心的选址应该从整个区域的物流大系统 出发使物流配送中心的地域分布与区域物流资源和需求分布相适应，适应相关地区 经济发展的需要； ( 4 ) 社会效益高是指我们在进行电网公司物资配送中心选址决策时不仅要考 虑到电网公司本身的效益问题，还要从社会角度出发，追求社会效益。 3 1 2 电网公司物资配送中心选址原则 3 1 2 1 经济性原则 电网公司物资配送中心的经济性原则就是要使配送中心建立和运营的成本最 低。因为配送中心占用土地的规模比较大，所以在确定配送中心选址时，应以物流 配送的现状和预测分析为依据，按服务空间范围的大小，综合考虑影响物流配送中 心的各种因素，选择最佳地址。配送中心的设立一般可选择在交通条件较好的郊区， 土地价格和运营费用相对较低，也可选择_ 些已有仓库的地段，降低初期建设费用。 同时，为使物流配送中心有效运转，其建设和运行费用也必须在合理的范围之类。 3 1 2 2 适应性原则 适应性原则是指电网公司物资配送中心选址须与国家、以及省市的经济发展方 针、政策相适应，与我国物流资源分布和需求分布相适应，与国民经济和社会发展 i o 华北电力大学硕士学位论文 相适应。 3 1 2 3 协调性原则 电网公司物资配送中心选址的协调性原则是指在进行配送中心选址决策时应 将国家的或整个地区的物流网络作为一个大系统来考虑，使物流配送中心的设施设 备，在地域分布、物流作业生产力、技术水平等方面互相协调。 3 1 2 4 战略性原则 物流配送中心的选址，应具有战略眼光，一是要考虑全局，二是要考虑长远。 局部要服从全局，目前利益要服从长远利益，既要考虑目前的实际需要，又要考虑 配送中心将来发展的需要。 3 2 电网公司物资配送中心选址影响因素 3 2 1 土地因素 土地因素是建立配送中心必考虑的一个因素，土地因素包括大面积土地的易得 性和土地成本等方面。土地作为一种稀缺性资源，其使用成本对配送中心的建设来 说是一个比较大的费用支出，所以地价的高低将直接影响配送中心的选址决策。而 且，由于不同地点土地的使用还受到相关法规及城市规划的限制，土地的获取是否 容易，地价和地价以外的土地交易费用如何，这些都是进行配送中心选址决策时应 考虑的因素。 3 2 2 交通设施因素 交通的条件是影响物流的配送成本及效率的重要因素之一。配送路程的远近直 接影响电网公司物资配送中心物流系统的成本费用，路程远配送成本必然加大，反 之路程近配送成本则会减小。 除路程之外，路面条件也是影响配送中心选址的重要因素之一，交通运输的不 便将直接影响车辆配送的进行，影响配送的及时到达。因此配送中心的选址必须考 虑交通设施状况，以及未来交通与邻近地区的发展状况等因素。配送中心的选址宜 紧邻重要的运输线路，以方便配送运输作业的进行。配送中心应尽量选择在交通方 便的高速公路、国道及快速道路附近的地方。 3 2 3 经营环境因素 配送中心所在地区的经营环境也是配送中心选址考虑的因素之一。经营环境有 以下几个方面【4 7 1 。 商品特性：电网公司物资配送中心所流通的是电力物资，所以选址时应尽可能 l l 华北电力大学硕士学位论文 的考虑到与产业结构、产品结构、工业布局紧密结合。 物流费用：物流费用是配送中心选址的重要考虑因素之一。物流费用如果过大 必然会加大电网公司物资配送中心物流系统的成本费用，反之，如果物流费用小， 则整个物流系统的费用也小，所以电网公司物资配送中心在选择时应尽可能的接近 物流供应地，及尽可能的接近个电力物资供应商。也应尽可能的接近各供电局，以 便缩短距离、降低运费等物流费用。 服务水平：服务水平也是配送中心选址所需考虑的因素。在现代物流过程中， 能否实现准时运送是配送中心服务水平高低的重要指标，因此，在配送中心选址时， 应保证客户可在任何时候向配送中心提出物流需求，都能获得快速满意的服务。所 以就应综合考虑路程、路面条件等各种因素，以提高电网公司物资配送中心的响应 速度。 3 2 4 自然环境因素 自然环境因素是配送中心选址决策时必须考虑的因素，事先了解当地的自然环 境因素有助于降低建设风险。建造地的地形会影响配送中心内部布局，地势高低还 会影响排水系统的设置。另外天气因素、自然灾害等，对于配送中心的影响也非常 大，必须特别留意并且避免被侵害。所以进行电网公司物资配送中心的选址时还应 考虑这些自然环境因素，以免出现不必要的情况。 3 2 5 劳动力因素 物流配送中心在建设过程中需要大量的劳动力资源，劳动力成本的高低，对配 送中心的基建投资影响较大。另外，配送中心的运作过程中也需要大量的劳动力资 源劳动力成本直接影响电网公司物资配送中心以后的运作成本，劳动力成本大， 配送中心的配送成本就会加大，反之劳动力成本小，物流中心的配送成本则会减小。 此外还应考虑大量劳动力资源的易得性，如果劳动力资源的易得性差，则会影响配 送中心的响应速度。因此在进行配送中心选址时必须考虑备选地点的劳动力的来源 和规模、技术文化水平、工作习惯、当地工资水平、社会保障制度等因素。 3 2 6 政府政策因素 一 政策环境条件是选址评估的重点之一，政策环境条件包括企业优惠措施、城市 规划、地区产业政策等。如果当地政府对在当地建立电网公司物资配送中心持支持 的态度，有一些优惠措施，例如对于税赋方面有减免措施等，这些措施将有助于降 低电网公司物资配送中心的营运成本。 1 2 华北电力大学硕士学位论文 3 3 配送中心选址程序 3 3 1 资料搜集 本阶段的任务是在各供应商供应现状和各供电局物资需求现状两方面的基础 上收集整理资料，需要搜集的资料如下： ( 1 ) 配送中心基础设施建设费用，如选址相关的土地费用、劳动力成本费用 和基本建设费用、信息化建设费用； ( 2 ) 供货商向配送中心配送单位物资的配送费率； ( 3 ) 配送中心向各供电局配送单位物资的费率； ( 4 ) 各供应商的物资供应能力； ( 5 ) 电网公司物资配送中心向下游各供电局的物资配送规模； ( 6 ) 即将建设的电网公司物资配送中心的物资库存规模； ( 7 ) 供应商直接向供电局配送单位物资的费率； ( 8 ) 配送中心库存保管单位物资的费用； ( 9 ) 配送中心运作过程中的经营管理费用。 3 3 2 选址约束条件分析 本阶段要求初步确定出配送中心在选址过程中所要考虑的制约因素，其对于后 续选址工作的定量化计算模型的建立有着非常重要的意义。 选址约束条件一般考虑以下因素： ( 1 ) 配送中心所服务的各供电局的需求物资量； ( 2 ) 运输条件，配送中心离铁路货运站、港口和公共卡车终点站等运输据点 的距离； ( 3 ) 配送服务的条件包括向供电局报告到货时间、发送频度、根据供货时间 计算的从顾客到配送中心的距离和服务范围等； ( 4 ) 配送区域的范围； ( 5 ) 用地条件； ( 6 ) 法规制度和流通职能条件等。 3 3 3 建模求解 对各影响因素进行定性定量分析和综合评估，以选址目标和约束条件为基础建 立定量评价的数学模型，通过定量计算的方式进行评价，得到最终选址方案。值得 华北电力大学硕士学位论文 注意的是，这里我们所求的的最终选址方案的所得解不一定是最优解，可能是最接 近最优解的近似解。 3 3 4 选址决策 当我们得出最优解后，应根据当地地理环境等信息情况，判断电网公司物资物 流中心的最佳落点是否落在可行域内，如果我们得出的配送中心的最佳位置没有落 在可行的区域内，则应根据“就近”原则找出离最佳落点最近的可行域内的一个位 置，此位置即为配送中心的最终位置。 1 4 a 、 华北电力大学硕士学位论文 第四章量子行为粒子群优化算法理论基础 4 1 粒子群算法( p s o ) 4 1 1p s o 算法基本思想 p s o ( p a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o n ) 算法是一种基于群智能方法的演化计算技 术，是演化计算领域中的一个新的分支，它的理论基础是源于对鸟群和鱼群等群体 运动行为的研究。与基于达尔文“适者生存，优胜劣汰”进化思想的遗传算法不同的 是，粒子群优化算法是通过粒子之间的协作来寻找最优解的。“在理论上，一个生 物群体中的一员可以从这个群体中其他成员以往的寻找食物过程中积累的经验中 获得好处。只要食物源不可预知地分布于不同地方，这种协作带来的优势可能变成 决定性的，超过群体中个体之间对食物竞争所带来的劣势”。这段话的意思是说生物 群体中信息共享会产生进化优势，这就是p s o 算法的基本思想【5 2 1 。 4 1 2p s o 算法基本原理 自然界中一些生物的行为呈现出群体特征，我们可以用简单的几条规则将这种 群体行为在计算机中建模，即用简单的几条规则在计算机中来建立粒子的运动模 型，但这个群体的行为可能很复杂钔。例如，r e y n o l d s 使用了下列三个规则作为简 单的行为规则： ( 1 ) 向背离最近的同伴的方向运动； ( 2 ) 向目的地运动； ( 3 ) 向群体的中心运动。 这即是著名的b o i d ( b i r d - - o i d ) 模型。在这个群体中每个个体的运动都遵循 这三条规则，通过这个模型来模拟整个群体的运动。 p s o 算法的基本概念也是如此，每个粒子的运动都可用几条规则来描述，因此 p s o 算法简单，比较容易实现，因而也越来越多地引起了人们的注意。设想这样一 个场景：一群鸟在随机地搜寻一块食物，并且在这个区域里只有一块食物，但是所 有鸟都不知道这块食物具体在哪里，但是它们知道当前的位置离食物还有多远的距 离。那么找到食物的最优策略是什么呢? 最简单最有效的方法就是搜寻目前离食物 最近的鸟的周围区域。 p s o 算法就是从这种生物种群行为特性中得到启发并应用于求解优化问题的。 在p s o 算法中，每个优化问题的潜在解都可以想象成d 维搜索空间上的一个点， 我们称之为“粒子一( p a r t i c l e ) 。粒子在搜索空间中以一定的速度飞行，这个速度根 据它本身的飞行经验和同伴的飞行经验来动态调整。所有的粒子都有一个被目标函 华北电力大学硕士学位论文 数决定的适应值( f i t n e s sv a l u e ) ，并且它们知道自己当前的位置和到目前为止发现 的最好位置( p a r t i c l eb e s t ，记为p b e s t ) 之间的距离。这个可以看作粒子自己的飞行 经验。除此之外，每个粒子还知道到目前为止整个群体中所有粒子发现的最好位置 ( g l o b a lb e s t ，记为g b e s t ) ，( g b e s t 是p b e s t 中的最好值) ，这个可以看作是粒子的 同伴的经验。每个粒子使用下列信息改变自己的当前位置： ( 1 ) 当前位置； ( 2 ) 当前速度； ( 3 ) 当前位置与自己最好位置之间的距离； ( 4 ) 当前位置与群体最好位置之间的距离。 优化搜索正是在由这样一群随机初始化形成的粒子组成的种群中，以迭代的方 式进行的。 4 1 3p s o 算法数学描述 p s o 算法类似于其他进化算法，也采用群体和进化的概念，依据个体微粒的适 应度进行操作。所不同的是，它不是对于个体使用进化算子，而是将每个个体看作 是在n 维搜索空间中的一个没有重量和体积的微粒，并在搜索空间中以一定的速度 飞行。该飞行速度由个体的飞行经验和群体的飞行经验进行动态调整。 假设在一个d 维的目标搜索空间中，有m 个代表潜在问题解的粒子群组成一个 种群s = 五，五9 g x m ) ，设x s = ( x n ，x 彩，) 表示第i 个微粒的位置， 只=