（机械工程专业论文）配送系统中库存与运输系统集成优化问题的决策战略.pdf

摘要 皇曼量量曼曼曼曼曼曼蔓曼皇曼曼曼量曼曼皇皇- - - - - - - i。ii。i i 皇曼曼皇曼篡 摘要 随着国际市场的竞争不断加剧，企业面临的生存和发展问题更为复杂。为了 获取竞争优势，许多国家的政府、研究机构、企业纷纷将其注意力转向“物流管 理 、“供应链设计”，更加重视“第三利润源泉 的发掘和利用。现代物流管 理更强调物流系统中各环节的协调和物流系统整体性能的提高，本文将物流配送 系统中两个重要环节，即库存控制与运输路径优化合到一个大问题当中，寻找这 个联合问题而非其中某个问题最优的解决方案。 本文从系统化、集成化的角度出发，对配送系统中的库存成本和运输成本进 行研究。首先，阐述了本文研究的理论基础，总结国内外库存与运输问题的研究 现状：其次，研究此类问题关键是解决库存与运输两大功能中的问题，库存与运 输联合优化问题从系统化、集成化的思想出发，将物流的两大功能，库存控制与 运输调度，作为一个整体进行集成优化，综合权衡运输成本及库存成本，力求达 到联合成本最低；再次，基于对文献资料的分析和调研情况，建立该问题的数学 模型，运用启发式法对该模型进行求解，得出优化结果；最后，以实例，探讨所 建模型及优化方法在实际问题中的应用，辅助决策者做出科学合理的决策。 关键词库存与运输系统；配送系统；集成优化；遗传算法 北京工业人学t 程硕十学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ec o m p e t i t i o no fi n t e r n a t i o n a lm a r k e ti n c e s s a n t l ya g g r a v a t i n g ，i f sm o l e c o m p l i c a t e dt h es i t u a t i o nt h a tt h ee n t e r p r i s e sf a c e d i no r d e rt oh a v ea na d v a n t a g ei n t h ec o m p e t i t i o n , m a n ys t a t e ，g o v e r n m e n t s ，i n s t i t u t i o nf o rs c i e n t i f i cr e s e a r c ha n d e n t e r p r i s e sp a ym o r e a t t e n t i o n t o l o g i s t i c sm a n a g e m e n t a n d s u p p l yc h a i n m a n a g e m e n t t h e ya t t a c hm o l ei m p o r t a n c et os c o u tf o ra n dm a k eu s eo f t h e 廿l i r d p r o f i ts o u r c e t h i sd i s s e r t a t i o ni n t e g r a t e st w op r i n c i p a lp r o b l e m sn a m e dt h ei n v e n t o r y c o n t r o lp r o b l e ma n dt h et r a n s p o r t a t i o no r g a n i z a t i o np r o b l e mi n t oo n e p r o b l e m ，a n d t h e ns e e k st h eo p t i m a ls o l u t i o no ft h i sc o m b i n e dp r o b l e mi n s t e a do fe a c hs i n g l e p r o b l e m t h ep a p e ra d d r e s s e st h eo p t i m a ls o l u t i o no ft h ei n t e g r a t e dp r o b l e ma b o u tt h e i n v e n t o r yc o n t r o la n dt h eo p t i m i z a t i o no ft r a n s p o r t a t i o nr o u t i n gp r o b l e mb u tn o ti t s o n e a s p e c ti nt h ed i s t r i b u t i o nl o g i s t i c ss y s t e m t h i sp a p e rs t u d i e st h ei n t e g r a t e di n v e n t o r y - t r a n s p o r t a t i o np r o b l e ms y s t e m a t i c a l l y ， w i t hs i m u l t a n e o u sd e c i s i o n sm a d eo ni n v e n t o r ya n dt r a n s p o r t a t i o np o l i c i e si nt h e d e l i v e r ys y s t e m f i r s t l y ，w et r a c e d t h ep r i o rt h e o r i e so ft h e i n v e n t o r ya n d t r a n s p o r t a t i o ni n t e g r a t e do p t i m i z a t i o n a n ds u m m a r i z et h er e s e a r c hs i t u a t i o n s e c o n d l y ，i ti st h ec r u xo ft h i sk i n do fm a t e rt os o l v ei n v e n t o r ya n dt r a n s p o r t a t i o n t h ep r o b l e mo ft h ei n v e n t o r ya n dt r a n s p o r t a t i o ni n t e g r a t e do p t i m i z a t i o na d d r e s s e s t h ep o i n to fs y s t e m i z a t i o na n di n t e g r a t i o n i tr e g a r d si n v e n t o r ya n dt r a n s p o r t a t i o na s w h o l ea n db a l a n c e sb o t ht h et r a n s p o r t a t i o na n di n v e n t o r yt os a t i s f yd e m a n db yt h e m i n i m a lt o t a lc o s t t h i r d l y ，o nt h eb a s i so ft h el i t e r a t u r e sa n dp r a c t i c a ls u r v e y s ，w e d e v e l o p e dam a t h e m a t i c a lm o d e l ，d r a wac o n c l u s i o nb yu s i n gh e u r i s t i cs o l u t i o nf o r i n v e n t o r ya n dt r a n s p o r t a t i o nd e c i s i o n s ，t h e nc o o r d i n a t i n gt h e ma p p r o p r i a t e l y f i n a l l y ， t a k i n ga l le x a m p l e ，w ed i s c u s s e dh o wt oa p p l yi tt op r a c t i c e i t ss i g n i f i c a n tf o r m a n a g e r st om a k es c i e n t i f i ca n dr e a s o n a b l ed e c i s i o n k e y w o r d s i n v e n t o r ya n dt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ；d e l i v e r ys y s t e m ；i n t e g r a t e d o p t i m i z a t i o n ；g e n e t i ca l g o r i t h m i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 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。 签名：日期： 兰! 窆! 三：塑 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：导师签名： 第1 章绪论 1 1 引言 第1 章绪论 当今世界随着全球信息网络技术的发展、全球化市场的形成及技术变革的加 速，市场竞争日益加剧。这些都要求企业能够在瞬息万变的市场环境中快速作出 反应以赢得竞争。然而，面临着快速变化的竞争环境，企业自我调整和适应的能 力普遍跟不上。 企业面临的竞争环境有以下几个方面的特点： ( 1 ) 产品生命周期缩短 ( 2 ) 客户需求多样化和个性化 ( 3 ) 交货期成为主要的竞争因素 ( 4 ) 多品种、小批量产品生产比例增大 ( 5 ) 市场和商务竞争的全球化 ( 6 ) 高新技术的使用范围越来越广 从这一点来看，敏捷供应链是企业发展的新模式，它是一种状态多变的企业 组织结构和企业群体行为，具有对环境变化的快速适应能力。作为敏捷供应链的 两个重要环节库存系统和运输系统更是扮演着重要的角色。因为供应链中的物 流绝大部分是处于库存和运输状态。库存成本是供应链成本的最重要的组成部分 之一，一般占总成本的3 0 以上；运输费用占被运输货物价值的2 4 ，占总物流费 用的3 0 - 6 0 。而成本竞争是现代竞争最有力的手段。因此，控制库存和运输是提 高供应链效率、降低供应链成本、增强竞争力的有效途径。随着供应链竞争的加 剧，资源需要进一步的整合以提高供应链的敏捷性。单一有效的库存管理对于降 低供应链成本、提高客户服务水平，己经远远不够了。运输系统作为供应链物流 的重要载体之一，作为跟踪物流的手段，必须与库存系统整合在一起，共同控制 供应链。在对物流配送系统进行深入研究的过程中，以有效控制配送系统中发生 的库存成本、运输成本、配送频率和配送数量等为内容的库存与运输整合优化问 题( 库存与运输整合优化问题的英文表达为i n v e n t o r y t r a n s p o r t a t i o n i n t e g r a t e do p t i m i z a t i o n ，简称i t i o 问题) 成为研究的核心目标。库存与运输 北京工业大学下程硕上学位论文 整合优化问题主要是研究这样一类问题：在同时考虑库存与运输相应要素的前提 下，如何有效地组织和管理配送活动，在有限( 或无限) 的周期内，将一种( 或 多种) 货物从一个( 或多个) 供货点配送给一个( 或多个) 零售商，或其相反过 程。这是一个相当复杂的问题，它需要通过现代数学的优化法建模，并以计算机 配合计算和求解。由于物流配送多以汽车货运为主，而从事城市配送的汽车货运 工作条件复杂，不仅货运点多，货物种类多，道路网复杂，而且运输服务地区内 运输网点分布也不均匀；同时，很多零售商还对配送提出了时间上的要求。因此， 如何应用优化法建立数学模型、给出解法并用计算机来快速求解库存与运输整合 优化问题也成为国内外专家学者普遍探讨的课题。 1 2 课题的选题背景 2 0 世纪7 0 年代，我国是计划经济，实行的是指令性生产计划，指令性销售价 格，而且供不应求，企业根本没有必要考虑如何扩大生产，如何获得更强的竞争 优势，如何获得更多的利润。改革开放初期，我国的市场经济还很不成熟，市场 竞争不是很激烈，企业能够满足市场的需求，能够通过自己的努力而获得最大的 经济利益。随着市场秩序的逐渐完善，市场竞争日趋激烈。特别是随着全球化、 知识化、信息化的到来，企业的经营活动置身于更加复杂的空间，需求不确定、 竞争不确定、技术发展不确定等导致的环境不确定，对企业经营所需要的资源在 质量和数量、时间和空间等方面提出了更加严格的要求，企业经营风险剧增，人 们发现在全球性竞争的大市场环境下任何一个企业都不可能在所有业务上成为 最杰出者，再加上企业的资金有限性、市场网络的局限性、资源的稀缺性、技术 的垄断性等一系列因素的影响，企业靠自身的力量很难在这激烈的市场竞争中生 存和发展。随着现代互联网信息技术的高度发展和人们对物流认识的进一步深 化，现代物流管理开始超出各企业自身，向上、下游不同企业联合协作、进行供 应链管理的方向发展。在这种时代背景下，企业为了获得更多的利益，产业供应 链这种组织模式就成为一种比较好的选择。上、下游不同企业建立供应链联盟后 共同管理库存策略打破了传统各自为政、条块分割的库存管理模式，以集成的、 系统的思想进行库存管理，使整个供应链系统获得协调化的运作。在这种运作方 式下，提出了库存与运输系统集成优化问题。库存和运输的有机结合，能够更全 第1 章绪论 量曼曼曼曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼量曼量曼皇曼皇曼曼曼曼曼! 曼曼鼍曼曼曼鼍曼皇曼曼曼皇曼曼曼詈i 一t 皇曼鼍曼曼曼量曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼! ! 曼曼鼍 面地、更系统地研究和观察供应链的总体活动，其核心思想就是强调“系统性。 运输和库存环节，分别解决了供给者与需求者之间场所和时间的分离，分别是创 造“场所价值 和“时间价值的主要功能因素，将对供应链的效率和响应速度 产生很大影响。 1 3 课题的意义 在同时考虑库存与运输的相应要素的前提下，如何有效而经济的管理和组织 配送活动，在有限( 或无限) 周期内，将一种( 或多种) 货物从一个( 或多个) 供货点 配送给一个或多个客户，是一个重要的研究领域。它是从系统化、集成化的思想 出发，将物流管理的两大功能，库存控制和运输调度，作为一个整体进行优化， 不仅考虑运输成本，还要考虑各项库存成本，确定配送对象( 或进货来源) 、订货 周期、运输产品种类以及数量，以实现整个系统的成本最小化。库存与运输系统 集成优化问题强调库存控制与运输调度之间的合作性。存在许多基本问题需要加 以回答和解决，以建立更加贴近实际情况的模型，提出更加可行有效的方法。由 于通常的库存管理只是单独考虑供货方订货而忽视了其与运输问题的互动关系， 使日常操作管理费用较高，库存管理效率低下。较少的库存不仅可以减少库存成 本，对于运输成本的降低也有良性作用。因此，整合优化比分开考虑这两个环节， 更有益于提高物流系统的效率和节省费用支出。库存与运输系统下的集成优化问 题的研究对于运输资源协调优化方面的探索具有一定的前瞻性意义和实际应用 价值。在理论上，可以说运输问题和库存问题是运筹学中两个重要的研究领域， 关于它们各自的研究文献和专著都极为丰富，但将两个问题集成到一个系统中， 用一个目标函数来描述这两个互相矛盾、而在物流系统优化中又如此重要的领 域，则是一个较新的研究方向。在实际的物流管理中，现代企业的大型化、国际 化趋势越来越明显，因此如何在平衡这两个“效益背反”的功能要素基础上，谋 求理想的运营业绩就变得十分重要了。鉴于此，本文将物流系统中的库存与运输 问题看作一个大问题，从系统化、集成化的角度出发，对于实际问题进行数学分 析，提出实用性较强的算法，以期为企业系统管理库存与运输、降低成本、增强 竞争力提供方法和依据。 北京工业大学t 程硕十学位论文 1 4 国内外研究现状 1 4 1 国外 单纯的库存控制或运输决策是运筹学长期研究的经典问题，对很多实际问题 所建立的模型已有了较理想的求解算法，对该类问题国内也有不少的研究者，但 对于库存与运输的整合优化问题，在其优化模型中，需要将库存与运输的两类成 本综合体现于同一目标函数中，约束条件将更为复杂且系统难以精确描述，这就 决定了该问题的复杂性，且随着模型的复杂化，探求优良的求解算法成为研究该 问题的主要困难及研究热点。最早提出整合运输和库存系统研究的是h a r r i s ，虽 然h a r r i s 早在1 9 1 3 年就首次提出了整合运输库存系统研究的重要性，但在此后的 近一个世纪里，由于整合研究的复杂性及当时供应链中运输和库存两环节的相对 分离性，一直受到较少的关注，事实上，一直到2 0 世纪8 0 年代初，库存问题和运 输问题基本上还是分别进行研究的。进入2 0 世纪8 0 年代中期，随着全球市场竞争 的加剧，高效率及高效益的配送一体化战略开始凸显其重要性和必要性，库存问 题和运输问题的整合研究开始成为众多国外学者研究的重点。 h a r r i s ( 1 9 1 3 年) 讨论了需求速度为常量、以连续速率发运单发点单收点并使 库存与运输总成本最小化的模型，并给出了经典的基本经济订货批量( e c o n o m i c o r d e rq u a n t i t y ，e o q ) 公式。h a r r i s 的单路径配送模型是基本的物流网络模式， 为复杂的物流网络模型求解提供了基础。b u r n s ( 1 9 8 5 年) 等使用分析的方法研究 了单发点多收点物流网络的联合库存和运输最小费用问题。模型的特点是只有一 种产品且服从确定性需求，提出了两种配送策略，第一种策略是分别装载直接运 送至每一零售点，使用基于e o q 的最优补货批量；第二种策略是多销售商货物同 装于一辆车而巡回送货，实行满载运输，对该策略他们关注的是顾客的密度和同 一区域的运送而非特别客户的需要。在第二种策略中，客户被分成若干交付区域， 每一区域内的客户由一辆车以相同的频率配送。研究表明随着货物价值、运送距 离、区域内客户密度及库存持有费用等因素的增加，第二种策略要优于第一种策 略。a n i l y 和f e d e r g r u e n ( 1 9 9 0 年) 假设每一零售商以恒定的速率吸收产品，研究 了单产品、确定性需求时问连续的库存及车辆线路优化问题。他们建立的模型假 设系统只有一个配送中心但并不持有库存，他们所采用的方法是通过将零售商按 第1 章绪论 曼曼! 曼曼曼曼曼曼曼曼皇曼曼鼍曼曼皇舅_- l ii =,i i 皇 需求之和进行分组并由指定的车辆服务，最后他们确定出每组每个零售商的最优 进货周期，从而得到最优库存策略和派车策略。c h a n d r a 和f i s h e r ( 1 9 9 4 年) 讨论 了单产品、一对多配送( 车队从单一原点运输产品到多个需求点) 的联合运输和库 存模型，笔者考察了库存控制和运输操作相互协作的优点，并通过对实证的分析， 结果表明两者之间协作可以导致较大的费用节约，然而，他们没有讨论解的质量 和算法的执行情况。假设货物的发运时间间隔是正实数的时间连续模型对许多实 际问题是不适用的，甚至会得出错误的结论。s p e r a n z a 和u k o v i c h ( 1 9 9 4 年) 研究 了单发点单收点时间离散的确定性模型。模型的目标是在多商品的系统中在一可 行运送频率集合中确定每一商品的运输频率。通过建立混合整数规划来求解，结 果显示最好的安排是允许商品部分运送并且与其他同一运送频率的商品共享一 辆车。v i s w a n a h a n 和m a t h u r ( 1 9 9 7 年) 研究了由一个中心仓库和多个零售商多产 品组成的配送系统。各种产品由一卡车车队负责从中心仓库向零售商运输交付。 库存只保存在中心仓库。笔者的启发式算法给出了交付数量和行车线路，以使长 期运行的库存和运输平均总费用最小。h e r e r 和r o u n d y ( 1 9 9 7 年) 研究了一对多配 送系统并考虑了基于旅行商问题的车辆行驶费用，他们找到了一种很接近于最优 解的多项式时间的启发式算法。c h a n ( 1 9 9 8 年) 等研究了限制每一零售商的供货 周期为2 的幂次方模型的联合补货问题，建立了一个动态规划数学模型，所得到 的边界在最差情况下与最优解相差在6 以内。p r y o r ( 1 9 9 9 年) 研究一个零件供应 商到一个装配工厂( 点对点) 以满足给定生产计划的供应问题。虽然将库存和运输 作为一个系统进行了研究，但并没有考虑车辆的行驶线路。对所研究的实例，该 文报告联合研究可以节约费用约1 2 。b e r t a z z i ( 2 0 0 2 年) 等研究了各零售商的需 求确定，一运输能力有限的车辆在有限时间范围内的不同补货时刻从单一供应商 出发巡回为其供货，在不允许缺货的限制条件下，提出的启发式算法确定了对每 一零售商访问的离散时刻、每次交付货物的数量以及车辆每次行驶的行走线路。 事实上，对需求的确定性假设是为了便于分析和推导，得出的结果对某些实 际问题具有一定的指导意义，但确定性假设对实际问题却只是一种近似，由此推 得的结果对一些实际问题的应用并不理想，故近年来有些研究者在需求服从随机 分布的假设下做了一些研究工作。较早提出随机型运输和库存整合研究的是 f e d e r g r u e n 和z i p k i n ( 1 9 8 4 年) ，通过研究仓库选址确定了最优的控制库存策略和 北京工业大学工程硕十学位论文 车辆行车线路以使总系统费用达到最优。笔者考虑了单周期、一个中心仓库、多 配送地点、顾客为随机需求等假设。方法是将所建立的复杂的数学规划模型分解 成较简单的单纯库存问题和几个车辆线路问题( v e h i c l er o u t i n gp r o b l e m ，v r p ) ， 从而求解他们的随机模型。t r u d e a u 和d r o r ( 1 9 9 2 年) 针对一对多的配送问题， 讨论了假设每一顾客面对随机需求并且车辆旅行线路上的总需求可能会超过车辆 载量的情况。e r n s t 和p y k e ( 1 9 9 3 年) 讨论了客户随机需求的单中心单零售商的配 送系统，模型同时考虑库存和运输费用，并用给出的算法确定出零售商和中心仓 库的最优基本库存政策和最优的周期长度。c h e n 和z h e n ( 1 9 9 8 年) 讨论了多层包括 订货费用的库存系统，对组合泊松需求的多层配送系统通过给定的有效的启发式 算法给出了近似最优解。该算法首先给出了费用函数的上界和下界，然后使其最 小化从而获得一启发式解，即近似最优解，但此算法需较多的计算时间。 迄今为止，库存与运输决策整合研究对确定性需求的各种模型研究有较多文 献记载，但对随机性需求的各种模型的研究进展较慢。其中对典型的一对多配送 网络模型开始有一些成果，多对多或更复杂的配送网络模型则因其复杂性目前出 现的文献则较少。 1 4 2 国内 国内对运输调度与库存控制整合优化研究尚处于介绍国外研究成果或对该 问题进行定性研究阶段，目前仅有少量的研究库存与运输整合优化具体算法的成 果出现。 西南交通大学的叶志坚、杜文、王清荣等建立了供应商管理库存( v m i ) 模式 下供应商库存补充和配送整合策略优化模型，通过对系统中库存和运输计划的整 合讨论了供应商的最高库存量q 和配送整合周期，以求达到最小化长期平均期望 总成本的目的。西南交通大学的杜文、袁庆达、周再玲讨论了一类随机库存运 输联合优化问题，但他们假设不需考虑中央库存的保管费及订货费，零售商的最 大订货量为常数而非决策变量，然后以期望最大需求代替随机需求从而将问题转 化为确定性问题，不同组零售商的补货时刻可不同。国内学者对库存控制问题研 究的较多，主要集中于有提前期的安全库存问题、多级库存控制策略问题、结盟 企业的库存管理问题、准时化方式下的库存管理问题及供应商管理库存技术等方 第1 币绪论 面。但国内对运输调度问题的研究相对较少，主要集中于运输线路优化调度问题、 在模糊不确定信息条件下的多目标车辆优化调度问题、实时车辆调度问题、利用 遗传算法研究智能交通系统中的车辆调度问题等。 从以上国内外学者对物流配送的运输调度与库存控制整合研究的状况来看， 国外的学者已在此领域作了许多的工作，可以为我们提供一些有益的借鉴和帮 助。而国内对物流配送的运输调度与库存控制整合研究尚处于起步阶段，故特别 需要国内管理科学与工程、优化控制、计算机科学等学科的研究者对该问题有更 多的关注与探索。 1 5 论文主要研究内容 本文研究的对象是物流的配送系统，目的是在同时考虑库存与运输相应要素 的前提下，有效地组织和管理配送活动，在有限( 或无限) 的周期内，将一种( 或 多种) 货物从一个( 或多个) 供货点配送给一个( 或多个) 零售商，使得整个系统的 成本最小化，建立优化模型，确定满足问题的约束和使目标函数最小化的策略， 比较所得结果进行分析验证得出结论。具体内容如下： ( 1 ) 对现有配送系统中的库存和运输进行集成优化建立一个合理的随机需 求的模型； ( 2 ) 运用遗传一模拟退火算法对建立模型求解并分析所用解法的合理性和 优缺点，运用启发式算法和迭代的思想求解； ( 3 ) 通过计算机语言实现模型的计算求解并运用实例验证解法的可行性并 做合理性分析。 ( 4 ) 为企业提出确实可行的合理的改进算法，以减少整体供应链的成本。 北京t 业人学1 = 程硕l ：学位论文 2 1物流 2 1 1 物流概述 第2 章相关理论知识 2 1 1 1 物流系统的构成 物流系统由运输、储存、包装、装卸、搬运、配送、流通加工、信息处理等 各环节所组成，它们也称为物流的子系统。作为系统的输入是输送、储存、搬运、 装卸、包装、物流情报、流通加工等环节所消耗或使用的劳务、设备、材料等资 源，经过处理转化，变成全系统的输出，即物流服务。整体优化的目的就是要在 满足一定要求的条件下( 如服务水平，成本，投资额) ，使输入最少，即物流成本 最低，消耗的资源最少，或作为输出的物流服务效果最佳。 2 1 1 2 物流系统中存在的制约关系 在物流合理化过程中必须有系统观念，并对物流系统中的相互制约的关系 给予充分的注意。这些制约关系主要包括以下几个方面： ( 1 ) 物流系统服务水平和物流成本间的制约关系。要提高物流系统的服务水平， 物流成本往往也要增加。比如采用小批量即时运货制，要增加费用；要提高现货 率即降低缺货率，必须增加库存，并占用较多的流动资金且增加保管费。 ( 2 ) 各物流服务环节之间存在制约关系。物流服务环节中，一个环节出现问题将 影响其他环节功能的正常发挥。 ( 3 ) 不同物流功能子系统服务能力之间的约束关系。各子系统的能力如果不匹配， 物流系统的整体能力将受到影响。如搬运装卸能力很强，但运输力量不足，会产 生设备和人力的浪费：反之如搬运装卸环节薄弱，车、船到达车站、港口后不能 及时卸货，也会带来巨大的经济损失。 ( 4 ) 不同物流功能子系统成本之间的约束关系。比如为了降低库存成本采取小批 量订货，则因运输次数增加而导致运输费用上升，运费和保管费之间有制约关系。 ( 5 ) 同一物流功能子系统服务能力和成本之间的约束关系。任何子系统功能的增 加和完善必须投入资金。如信息系统功能的增加，必须购置硬件和开发计算机软 第2 幸相关理论知识 件。增加仓库的容量和提高进出库速度，往往就要建设更大的库房并实现机械化、 自动化。在实际中必须考虑改善物流系统的功能的技术经济性。 2 1 1 3 物流系统化 物流系统是指从供应、销售到消费，以及废弃物处理的一个范围很广的系统。 可以把物流的各个环节( 子系统) 联系起来看成一个物流大系统进行整体设计和 管理，以最佳的结构、最好的配合，充分发挥其系统功能、效率、实现整体物流 合理化。 ( 1 ) 物流系统化的目标 1 ) 较好的服务性。在为用户服务方面要求做到较少的缺货率。 2 ) 适当的成本。就企业而言，成本是一个不得不考虑的重要内容，即使是在市场 竞争日益激烈、竞争重心日益多元化的今天，成本( 或销售价格) 仍然是市场竞 争的重要内容。 3 ) 应具有可持续发展能力。从社会的角度看，物流不仅要能满足当前社会经济发 展的需求，而且应能满足以后社会经济进一步发展的需求，且对社会生活的负面 影响应尽可能地少。 4 ) 快捷性。要求把货物按照用户指定的地点和时间迅速送到。为此可以把物流设 施建在需求地区附近，或者利用有效的运输工具和合理的配送计划等手段。 5 ) 有效地利用面积和空间。虽然我国土地费用比较低，但也在不断上涨。特别是 对城市市区面积的有效利用。 6 ) 规模适当化。应该考虑物流设施集中或分散是否适当，机械化与自动化程度如 何合理利用，情报系统的集中化所要求的计算机等设备的利用等。 7 ) 库存控制。库存过多则需要更多的保管场所，而且会产生库存资金积压，造成 浪费。因此，必须按照生产与流通的需求变化对库存进行控制。 ( 2 ) 物流系统设计要素。 在进行研究中需要以下几方面的基本数据：所研究商品的种类、规格等；商 品的数量多少；年度目标的规模、价格；商品的流向；生产厂、配送中心、消费 者等；服务水平；送达速度；时间，即不同的季度、月、周、日、时：业务量的 波动及特点；商品数量的保持等；物流成本。 北京工业大学t 程硕上学位论文 2 1 1 4 物流的层次 在实际运用上，随着现代社会人们对物质需求的多样化和对服务质量越来越 高的要求，生产方式趋向多品种、小批量形态；经济一体化的格局使生产规模大 型化、分工专业化；商品经济圈越来越大；现代物流管理不论对一个现代化企业 还是对现代社会来说，都变得越来越重要。 物流大体上可分为宏观物流和微观物流。宏观物流是从社会再生产总体角度 认识和研究的物流活动。主要研究的内容是物流与经济发展的关系，以及较大空 间范围的物流活动，如社会物流系统、国民经济物流系统、国际物流系统、城市 物流系统等。宏观物流研究的主要特点是综观性和全局性。而微观物流研究的主 要是企业所从事的实际上、具体的物流活动，如通常人们说的企业物流、生产物 流、供应物流、销售物流以及回收物流等。微观物流研究的主要特点是具体性和 局部性。微观物流是更贴近运输企业实际参与运作的物流，其发展领域十分广阔。 一般来说，微观物流的具体内容包括以下十二个方面：用户服务：需求预测；订 单处理；配送；存货控制；运输；仓库管理；工厂和仓库的布局与选址；搬运装 卸；采购；包装；情报信息。现代物流要解决的问题，主要是为了满足人们对物 在空间和时间上的需求，即要解决运和储的问题。通过运输解决空间位置上的变 化要求，通过存储调节需要和供给之间的时间差。虽然这种物流活动，作为客观 存在已具有久远的历史，但在现代物流科学产生以前，它的各环节只是相互孤立 地存在，并且被视为辅助环节而处于从属地位。而把分散的功能要素集合成系统 进行一体化管理，这是现代物流的根本意义所在。 2 1 2 物流分析 2 1 2 1 分析准则 ( 1 ) 物流系统内部与物流系统环境相结合。一个企业的物流系统，不仅受到企业 内部各种因素如企业生产规模、产品技术特征、职工文化技术水平、管理制度与 管理组织等作用，而且受到社会经济动向及市场状况等环境的影响。 ( 2 ) 局部效益与整体效益的相结合。物流系统局部的效益与物流系统整体的效益 并不总是一致的。有时从子系统的局部效益来看是经济的，但物流系统的整体效 益并不理想，这种方案是不可取的；反之，如果从子物流系统的局部效益看是不 第2 章相关理论知识 i 经济的，但物流系统的整体效益是好的，则这种方案是可取的。 ( 3 ) 当前利益与长远利益相结合。在进行方案的优选时，既要考虑当前利益，又 要考虑长远利益。一般来说，只有兼顾当前利益和长远利益的物流系统才是好物 流系统。 ( 4 ) 定量分析和定性分析相结合。物流系统分析不仅要进行定量分析，而且要进 行定性分析。物流系统分析总是遵循“定性一定量一定性”这一循环往复的过程， 不了解物流系统各个方面的性质，就不可能建立起探讨物流系统定量关系的数学 模型。定量和定性二者结合起来综合分析，才能达到优化的目的。 2 1 2 2 分析步骤 物流系统分析主要包括以下四个步骤：问题的界定、数据搜集、问题分析、 用户检测和实施。 ( 1 ) 问题的界定。问题的界定对后面设计物流系统十分重要。物流系统的界定应 考虑新系统的期望值、运作规则、约束和优选方案准则等因素。在物流系统问题 界定阶段几个需要考虑的重要问题：1 ) 系统的目的。一个公司( 企业集团、供应 链) 物流系统的目标影响物流系统的战略，同时物流系统的战略又反过来影响物 流系统的网络和它的组成部分。2 ) 系统的水平。影响系统水平的因素有：可利用 的资源、物流网络的大小，设备成本等，同时也与物流系统规划的种类有关( 如 长期规划、短期规划) 。3 ) 一个物流系统的目标通常考虑以下三个因素：最少资 产费用；最少运作费用；最大的顾客效益。4 ) 物流产品。物流系统类型取决于产 品的不同属性，如产品的市场、产品的重要性、产品的特性和产品的包装。 ( 2 ) 数据搜集。这一阶段主要包括标定必要数据、数据源、分析可利用数据的充 分性和准确性，数据类聚，以及预测不能利用的数据。 ( 3 ) 问题的分析。当系统目的明确、功能确定后，就可以大致构成系统的轮廓了。 为了进一步作分析，需要建立系统的各种模型。模型是对原系统某一方面属性的 描述。因此一个系统可以有不同类型的模型，反映它不同方面的属性。要建立一 个模型，需先确定什么是所需模拟的最主要的特性，并将它定量地规定下来。模 型反映的不仅是系统的构造属性，更主要的是反映功能方面的属性。 ( 4 ) 系统的实施。最后阶段是物流系统的实施，对系统的确认和系统的灵敏度分 析等。 北京工业大学t 程硕l j 学位论文 2 2 物流配送系统 2 2 1 配送的含义和特点 在物流过程中，人们通常把面向城市内和区域范围内的需要者的运输，称之 为“配送。这是一种广义上的概念，是相对城市之间和物流据点之间的运输而 言，而实质上配送随着经济的发展，市场的变化，人们对它的认识与态度均在发 生变化。因此，配送的内涵也在发生深刻的变化。追溯历史，“配送 的概念最 早曾广泛使用于日本，它是英语d e l i v e r y 的意译，其意是运送、输送和交货，并 将货送达。日本在物流手册中对“配送的表述为：“与城市之间和物流据 点之间的运输相对而言，将面向城市内和区域范围内需要者的运输 称之为“配 送 。并进一步描述为：“生产厂到配送中心之间的物品空间移动叫运输，从配 送中心到顾客之间的物品空间移动叫配送 。 我国是从2 0 世纪8 0 年代初开始关注配送的，在学习和引进物流科学时，由于 转学日本，没有在研究探讨d e l i v e r y 的翻译问题，而直接取用“配送两个字， 并以汉语读音，形成了我国的一个新词汇。2 0 0 1 年8 月，为适应物流管理发展的 需要，国家标准物流术语将配送的概念规范为：( d i s t r i b u t i o n ) 即“在经济 合理区域范围内，根据用户要求，对物品进行挑选、加工、包装、分割、组配等 作业，并按时送达指定地点的物流活动 。 从美国及日本等较早开展配送业务的国家看，配送有以下几个特点： ( 1 ) 配送是从物流据点至用户的一种特殊送货形式。从送货功能看，其特殊性表 现为：从事送货的是专职流通企业，而不是生产企业。配送是“中转 型送货， 而一般送货尤其从工厂至用户的送货往往是直达型；一般送货是生产什么，有什 么送什么，配送则是企业需要什么送什么。 ( 2 ) 配送不是单纯的运输或输送，而是运输与其他活动共同构成的组合体。配送 中所包含的那一部分运输活动在整个输送过程中是处于“二次输送”、“支线输 送”、“终端输送 的位置，其起止点是物流据点至用户。 ( 3 ) 配送不是广义概念的组织物资订货、签约、进货及时对物资处理分配的供应， 而是以供给者送货到户式的服务性供应。从服务方式来讲，是一种“门到门 的 服务，可以将货物从物流据点一直送到用户的仓库、营业所、车间乃至生产线的 第2 帝相关理论知识 起点。 ( 4 ) 配送是在全面配货基础上，完全按用户要求，包括种类、品种搭配，数量、 时间等方面的要求所进行的运送。因此，除了各种“运 、“送 活动外，还要 从事大量分货、配货、配装等工作，是“配”和“送的有机结合形式。 2 2 2 配送的作用和意义 物流经营者的配送业务与运输、仓储、装卸搬运、流通加工、包装和物流信 息一起，构成了物流系统的功能体系，并突出地表现为以下几个方面的作用。 ( 1 ) 通过集中仓储与配送可以实现企业组织的低库存或零库存的设想，并提高社 会物流经济效益。 ( 2 ) 通过配送可以解脱出大量的储备资金用来开发企业新的业务，改善企业财务 状况。采用集中库存还可以使仓储与配送环节建立和运用规模经济优势，提高作 业效率和车辆的利用率，统筹利用资源和人员，缩短配送线路从而使单位存货、 配送和管理的总成本下降。 ( 3 ) 配送提高了物流服务水准，简化了手续、方便了用户，提高了货物供应的保 证程度。由于当前商品的品牌、种类的极大增长。所以，商店里都尽可能的销售 畅销商品，库存数量最好是不太多，又不会缺货。因此，就会要求多品种少批量 的订货及多频度的配送，就要求快速反应和处理订货及出货。通过设立配送中心 进行物流配送则可以很好地满足这一要求。 ( 4 ) 完善了干线运输中的社会物流功能体系。采用配送作业方式，可以在一定范 围内，将干线、支线运输与仓储等环节统一起来。使干线输送过程及功能体系得 以优化和完善。 ( 5 ) 可以使企业扩大商品占有率，提高市场竞争力。企业除了提供品质优良的商 品外，还必须提供适时适量的配送服务以扩大市场占有率。 在电子商务时代，企业开展bt ob ( 商业企业与商业企业之间的电子贸易) 、 bt oc ( 商业企业与消费者之间的电子交易) 、网络营销、网上采购，配送就显得 更重要，可以说它是电子商务的平台。电子商务没有物流配送作支撑，电子商务 将成为一句空话，网络经济也就无从说起了。在连锁经营中，配送也同样是企业 内部集配体系的核心技术。所以，有人说，2 1 世纪是物流的世纪，谁掌握了物流 北京t 业人学t 程硕j ：学位论文 配送，谁也就掌握了市场的主动。 2 2 3 配送的类型与服务方式 配送根据企业经营环节、企业配送货物种类、数量、作业场所和作业内容等 不同，可以划分为多种形式。 ( 1 ) 按企业经营环节分 分销配送：在企业经营活动中，为落实企业销售战略，所进行的促销型配送。 配送的货物种类、数量往往不固定，用户也经常因销售情况发生变化，配送的物 流量的大小依企业对市场的占有情况而定。这种配送方式主要应用于大型生产企 业和商业企业。 供应配送：用户企业为了自己的物资( 商品) 供应需要采取的配送服务方式。 配送的主要目的是为保证生产或销售，提高商品或生产物资的供应能力。配送的 依据是生产计划或门店分销定货需求计划。这种配送方式在生产型大型企业，或 企业集团或商业连锁超市集团物资( 商品) 中采用较多。 ( 2 ) 按配送商品的种类和数量分 单品种、大批量配送：工业企业需要量较大的商品，单独一个品种或几个品 种就可达到较大输送量，实行整车运输，这种商品往往不需要再与其他商品搭配， 可由专业性很强的配送中心实行这种配送。这种配送方式在生产企业和商业贸易 领域应用的较多。 多品种、少批量配送：按用户要求，将所需的各种物品( 每种需要量不大) 配备齐全，凑整装车后由配送据点送达用户。这种配送配货作业水平要求高，配 送中心设备较复杂，配货配送计划难度大，要有高水平的组织工作保证和配合。 在配送方式中，这是一种高水平、高技术的方式。这种配送方式主要适用于企业 销售、供应以及电子商务。 ( 3 ) 按实施配送作业的场所分 配送中心配送：组织者是专职从事配送的配送中心。规模较大，按配送需要 储存各种商品，储存量比较大。配送中心专业性强，和用户有固定的配送关系， 一般实行计划配送，需配送的商品有一定的库存量，一般情况很少超越自己经营 范围。配送中心配送是配送的主要形式。这种配送方式可以承担工业生产用主要 第2 帝相关理论知识 曼鼍曼曼曼曼曼皇皇量曼曼曼曼鼍_ iii；i；ii ii o 曼曼曼曼皇曼皇曼曼曼曼曼皇曼曼曼曼皇曼皇曼皇曼皇曼毫 物资的配送以及向商店实行补货性配送。 仓库配送：是以般仓库为据点的配送形式。原理是利用原仓库的收发货场 地，交通运输线路等储存设施及能力。这样，投资费用少，上马较快，但配送规 模小，配送的专业化较差。适用于中等规模的配送。 ( 4 ) 按加工程度不同分 加工配送：加工配送是配送和流通加工相结合的一种配送形式，在配送据点 中设置加工环节，或是流通加工中心与配送中心建立在一起。使流通加工更有针 对性，减少了盲目性，配送企业不但可以依靠送货服务、销售经营取得收益，还 可通过加工增值取得收益。 集疏配送：集疏配送是集货与配送相结合的一种配送形式。只改变产品数量 组成形态而不改变产品本身物理、化学性态，一般与采购、集货或干线运输相配 厶 口o ( 5 ) 按配送企业专业化程度分 综合配送：综合配送是配送商品种类较多，不同的专业领域的产品在一个配 送网点中组织对用户的配送。可减少用户为组织所需全部物资进货的负担，只需 和少数配送企业联系，便可解决多种需求的配送。适用于配送性状相同或相似的 不同类的产品。 专业配送：专业配送是按产品性状不同适当划分专业领域的配送方式。专业 配送并非越细分越好，实际上在同一性状而类型不同的产品方面，也是有一定综 合性的。现在己形成的专业配送形式，主要在以下几