（系统工程专业论文）基于GA与BLP的物流中心选址问题研究.pdf

中文摘要 摘要：随着国民经济的发展，物流业越来越受到人们的重视。在大力发展物流业 的同时，人们面临着一个共同的难题是配送中心如何进行合理的选址。在物流网 络中配送中心连接着供货点和需求点，是两者之间的桥梁，在整个物流系统中有 着举足轻重的作用。因此配送中心的选址对物流系统作用的发挥和经济效益的提 高产生着重要的影响。较佳的配送中心选址方案是使商品通过配送中心的汇集、 中转、分发，直至输送到需求点的全过程的效益最好。配送中心拥有众多的建筑 物以及固定的机械设备，一旦建成很难搬迁，如果选址不当，将付出长远代价。 因此在物流配送中心中如何进行物流中心选址是一个重要的问题，物流中心选址 需要进行系统和全面的规划。 本文在相关研究工作的基础上，建立了基于竞争的物流中心选址双层规划模 型，考虑的因素更全面，设计了模型求解的遗传算法，详细介绍了双层目标规划 模型的建立与遗传算法求解的过程，并给出了利用m a t l a b 软件中g a o t 工具箱 实现遗传算法的基本过程，将配送中心选址涉及到的两个具有明显不同目标的决 策者选址规划者和客户联系起来考虑问题，并将配送中心建成后遇到的竞争 问题也纳入其中，使配送中心选址问题的量化模型更具有实际意义和指导作用。 图7 幅，表1 9 个，参考文献5 3 篇。 关键词：物流，配送中心，选址模型，遗传算法 分类号：f 2 5 3 a b s t r a c t a b s t r a c t ：w i t ht h ed e v e l o p m e n to fe c o n o m yi no u rc o u n t r y , l o g i s t i c ss h o u l db e p a i dm o r ea t t e n t i o nt o w h e nw ed e v e l o pt h el o g i s t i c s ，w e a r ef a c e dw i t hac o m m o n p r o b l 锄h o wt od e t e r m i n et h eb e s t l o c a t i o no fl o g i s t i c sd i s t r i b u t i o nc e n t e r ( d c ) i n l o g j s t i c sn e t w o r k ，d cc o n n e c t st h es u p p l i e rt ot h ec o n s u m e ra n d i st h eb r i d g eb e 眦e e i l t h e 铆o i ti sh i g h l yi m p o r t a n to ft h ed ci nt h ew h o l el o g i s t i c ss y s t e ma n dt h e i m p r o v 锄耐o fe c o n o m i ce f f e c t t h eb e s tl o c a t i o ni st h ep l a c e t h a tm a k e st h ee 位c to f t h ep r o c e s so fc o l l e c t i n g ，t r a n s f e r r i n g , d i s t r i b u t i o na n dt r a n s p o r t i n gt ot h e c o n s u m e r t h r o u 出d cb e s t t h e r ea r e s om a n yb u i l d i n g sa n df i x e de q u i p m e n ti nd c s oi ft h ed c h 弱b e e i lb u i l t ，i th a r d l yc a nb er e m o v e d i tw i l lp a y m o r ec o s tt ot h ew r o n gl o c a t l o no f d ci nt h el o n gt e r m s oh o wt od e t e r m i n et h el o c a t i o no ft h ed ci s t h ei m p o r t a n t p r o b l e mi nt h ed cp l a n n i n ga n d n e e d sas y s t e m i ca n da l l - a r o u n da r r a i l g e i l l e n t t h ei m p r o v e dl o g i s t i c sc e n t e r sl o c a t i o nb i - l e v e lp r o g r a m m i n gm o d e l b a s c do n 唧e t i t i o ni ss t u d i e d i nc o n s i d e r a t i o no ft h en e e d t os o l v et h em o d e las o l u t l o n a l g o r i t hb a s e do ng e n e t i ca l g o r i t h m i sp r o p o s e d ag e n e t i ca l g o r i t h ma n dab 弱1 c p r o c e s st os o l u t et h eb i 1 e v e lp r o g r a m m i n gm o d e lb yg a o t t o o l b o x0 fm a t l 姬a r e p u tf o r w a r d s t h eb i l e v e lp r o g r a m m i n gm o d e lh a s t w od i f f e r e n td e c i s i o n - m a l 【e r t h ed cl o c a t i o np 1 籼e ra n dt h ec o n s u m e r t h i sm o d e la l s od e s c r i b e s t h ep r o b l e mo ft h e s e l e c t i o no ft h ec o n s u m e r sa f t e rd cb e i n gb u i l t t h em o d e l i n t h i sp a p e r1 sm o r e p r a c t i c a l s e v e nt a b l e s ，n i n e t e e nf i g u r e s ，f i f t yt h r e er e f e r e n c e s k e y w o r d s ：l o g i s t i c s ，d i s t r i b u t i o nc e n t e r , l o c a t i o nm o d e l ，g e n e t i ca l g o r i t h m c l a s s n o ： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：嘲 签字同期：潲年多月弓日 聊虢谚魄 签字r 期砂矿年6 月) 日 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，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，也不包含为获得北京交通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。 学位论文作者虢m 蟑 签字日期 溯年多月弓日 5 7 致谢 本论文的工作是在我的导师王喜富教授的悉心指导下完成的，在论文的写作 过程中，王老师倾注了大量的心血，从论文的选题、资料查询、开题、研究到最 后的完稿，都提出了许多宝贵的意见。王老师严谨的治学态度和科学的工作方法 给了我极大的帮助和影响，在此衷心感谢两年来王老师对我的关心和指导。 王喜富教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给 予了我很大的关心和帮助，他广博的学识、严谨的治学态度和善于从宏观把握、 分析问题实质的方法，都给我留下深刻的印象，值得我永远去学习，激励我不断 进取。再次向王老师表示衷心的谢意。 另外，向多年来含辛茹苦、省吃俭用供我读书的家人致以我最崇高的敬意， 感谢他们对我的信任、鼓励和支持，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成 我的学业。 最后，感谢审阅论文的各位专家和评委，谢谢各位老师。 1 1 引言 1 绪论 物流科学在国外已经有几十年的历史了，而我国把物流作为科学从理论上进 行研究也才是近二十年开始的。物流中心选址是物流科学研究的重要内容，虽然 物流中心选址的方法前人研究的比较成熟，可是近年来随着物流业发展的复杂化， 传统的方法已经不能满足要求。因此，研究不同的物流中心选址模型具有很重要 的意义。 1 2 论文研究的背景及意义 我国加入了世贸组织后，物流业面对的机遇与挑战愈来愈明显。我国物流市 场被国外物流界普遍看好，认为这是一块尚未很好开拓的领域可以大有作为，纷 纷来我国开办物流企业。国内的许多运输或仓储企业纷纷转型做起了物流，众多 制造业或零售业的经营者也办起了自己的物流公司。实践证明，配送是多年来国 际物流业创造的末端物流的最佳服务形式，近几年在我国发展也很快。尤其随着 连锁经营热潮的方兴未艾，物流配送更加不可或缺，是我国物流业今后一段时期 内发展的重点。物流中心是进行物流配送活动最主要的硬件设施，所有的物流活 动几乎都是基于物流中心这个平台来进行的，它是供应链中非常重要的节点。物 流系统的层次规划会影响到物流中心的选址决策，但是反过来不论对单个企业而 言还是对企业联盟而言，物流中心的选址几乎决定了整个物流系统的层次结构。 物流中心的选址与库存、运输成本之间存在着密切的联系，也就是说物流中心的 定位几乎决定了配送业务所需的成本和费用水平。科学合理的选址不但能节省企 业今后经营的各项费用，更重要的是能为客户提供优质高效的物流服务。因而物 流中心的选址问题在整个物流系统的研究中占有非常重要的地位，主要属于物流 管理战略层的研究问题。 有效的物流管理是由一系列相关决策构成的。物流管理决策可以分为三个层 次。一是战略决策层次：包括系统投资决策、系统内有效资源的分配、设置新网点 和配送成本的设定等。二是战术决策层次，包括改善系统功能的设施投资，系统 运营的年度、季度或半年的计划决策等。三是操作决策层次：包括物流系统日常运 营的一系列具体工作的决策。相对而言，这三个层次的决策成本是依次降低的【1 1 。 对物流管理决策进行这样的层次划分，有利于对物流系统的规划、设计和运 行进行有效的控制。不仅同一决策层次内的各种决策要素之间相互关联，而且在 各个决策层次之间也存在着决策关联性。一般，高层次决策常常构成低层次决策 的约束条件。因此对高层次决策的评价都要考虑低层次决策的结果。 这三方面决策的结果最终体现为客户服务水平。相应的，物流系统设计相关 的成本费用也可归结为三部分，即物流中心的选址成本、运输成本和库存成本【2 】。 在物流系统中，最重要的是从需求的物流服务水平出发，以尽可能小的物流费用 来实现整个物流网络的合理化。整个物流系统可以用联结点( 供货点、物流中心、 需求点) 和运输路线构成的物流网络来表示。网络设计是物流管理部门的一个最基 本的责任。物流网络的设计需要确定承担物流工作所需的各类设施的数量和地点。 物流设施的网络形成了一种据以进行物流作业的结构。在物流网络中物流中心居 于重要的枢纽地位，起着承上启下的作用。在其上游是供应地( 工厂、码头等) ， 其下游则是用户。物流中心的选址( 新建、改扩建或租用) 决策属于战略层决策。 物流中心一经选定就将长时间运营，它不仅与运行费用直接相关，而且对工作效 率及物流服务水平会产生很大影响【3 1 。因此在物流系统设计的初始阶段进行的物流 中心选址将对整个物流系统的效益具有重要意义。 1 3 国内外研究现状 1 3 1 国内研究现状 学术界对选址理论研究己有一个多世纪的历史，相关文献非常多，生产中心、 厂房、通讯网络设计、运输中心等经营性设施的选址以及紧急服务设施、健康中 心、血库、废物处理厂等公共服务性设施的选址。 目前，关于物流中心选址模型的研究已形成了多种方法，大致可分为连续性 模型与离散性模型两类。连续性模型认为流通中心的地点可在平面上取任意点， 代表性的方法是重心法。离散性模型则认为物流中心的地点是有限的几个可行点 中的最优点，代表性的方法有：k u e h n h a m b u r g e r 模型、b a u m 0 1 w o l f e 模型、e l s o n 模型和非线性混合0 - 1 规划模型等。 高学东，李宗元【4 】在b a u m 0 1 w o l f e 模型的基础上将物流中心的固定费列入目 标函数，将容量限制及个数限制列入约束条件，建立了混合整数规划模型，并设 计了启发式算法求解。l i n d ak n ，m a r k a t 【5 1 在具有固定成本的物流中心选址混合 o l 整数规划模型的基础上，分析了库存和选址的关系，在总需求一定的情况下， 得出总库存费用与物流中心数目的平方根模拟表达式，黎青松，袁庆达【6 】等也得出 2 了类似的结论，s t e v e nj e ，r u s s e l ld m 1 7 在可接受的服务水平下，建立了考虑库 存因素的物流中心选址模型，用启发式算法求解。l i n d ak n ，m a r k a t t 8 】建立了在 多品种两层库存系统中对单一产品仓库的最优选址混合整数规划模型，并结合物 流中心选址进行讨论。除传统的混合整数规划模型外，近几年又出现了一些新的 模型和算法，在物流中心的选址实践中得到了应用。朴庆日，吕斌【9 】等利用多属效 用理论和博弈论建立了物流中心的选址模型，并在深圳市南山区物流中心选址中 得到应用。徐利民，马良成等【io 】讨论了仓储中心的动态规划模型及应用。 连续型模型提出得较早，是比较成熟的一种选址模型，在实际中应用较广。 姜大立等【l l 】建立了易腐物品配送中心连续选址模型并设计了求解的遗传算法。孙 会君，高自友【1 2 j 对已有多个配送中心存在的前提下，新增配送中心为获取最大市 场占有量如何进行有效的选址决策问题进行了研究，建立了一个非线性规划选址 决策模型，并给出了迭代算法。龚延成，郭晓汾等【l3 】提出了用二进制数的矩阵描 述物流服务分配方案。 定性和定量相结合是一种重要的决策趋势，物流中心的选址也不例外，这方 面的成果很多，归结起来，主要是模糊综合评判、a h p 、权衡因素法等和离散选 址模型或连续选址模型的结合【1 4 1 ，在实际工作中应用较多。 近年来，许多学者研究双层规划方法。2 0 0 1 年，陆化普等【1 5 】应用双层规划对 物流中心的选址进行了描述，模型应用遗传算法进行了求解。高自友、孙会君研 究了物流中心选址的双层规划模型，孙会君，高自友【1 6 】【1 7 】也采用双层规划来研究 选址问题，不过侧重分析了选址方案的改变对客户需求量在各物流中心分配的影 响，而不考虑和城市道路交通状况的相互反馈，所建立的双层规划模型上层规划 为决策部门在允许的固定投资范围内确定最佳的物流中心的地点以使得总成本最 小( 包括固定成本和变动成本) ；而下层规划则考虑了在多个物流中心存在的条件 下，客户需求量在不同物流中心之间的分配模式，它的目标是使每个客户的费用 最低。 国内在物流中心选址方面的研究起步较晚，只有2 0 几年的历史，在理论和实 践上都取得了较大的成果。但是在物流中心选址研究方面主要还是借鉴国外的研 究成果，在实际操作中选址决策也主要依靠专家的“头脑风暴”或是运用模糊数 学理论，使用层次分析法，通过指标排序进行决策，因此国内对该问题的定量分 析还有所欠缺，需要进一步的研究。 1 3 2 国外研究现状 双层规划问题的模型首先出现在b r a c k e n 和m c g i l l 的论文中，有关资源分配 3 问题以及攻击和防御同时进行时的武器优化问题的研究。然而，c a n d l e r 和n o r t o n 在描述政策发展问题时，首次使用“双层”或“多层 这样的术语。从那时起， 双层规划模型特别是双层线性规划模型( b l p ) 就一直在具有递阶决策系统的各种 领域中使用。例如，在中央集权制下的经济计划中，由政府调节的资源分配问题、 农业信贷分配问题、电力部门的价格和计划问题以及税收一信贷决策问题，这些 问题很自然形成双层规划问题。 到目前为止，人们已经提出了一些求解线性双层规划的算法，但比较成功的 求解全局最优解的算法还很少。c a n d l e r 和t o w n s l y e 提出了第一个全局收敛算法， 该算法反复求解两个线性规划，可得到待检查问题约束域上极点的单减序列。 b i a l a s 等1 1 6 j 对约束域的极点进行搜索，提出了所谓的“k 次最好 算法，并证明算 法收敛于问题的全局最优解。1 9 9 9 年，日本著名教授t a n i g u c h i 在文章“o p t i m a ls i z e a n dl o c a t i o np l a n n i n go fp u b l i cl o g i s t i c st e r m i n a l s 中介绍了在高速公路交叉口附近 公共物流运输站点选址的双层规划模型，上层目标函数为使长途和短途运输车辆 的总成本最小，下层规划为弹性用户需求条件下的运输车辆配流模型，考虑了路 网状况，遵循用户平衡条件对车辆进行平衡配流。该模型直接应用遗传算法进行 了求解，没有准确分析选址方案的变动对客户需求量的影响，也就是没有分析出 反应函数的形式。而一个好的投资决策很大程度上取决于反应函数，如何预测客 户在各物流中心分配的平衡需求量随着物流中心建设方案的改进而发生的变化就 必须计算平衡分配量和上层决策变量( 选址方案) 的关系【1 7 】【1 8 】【1 9 1 。 总的说来，上述研究成果对我国的物流中心选址具有重要的指导意义，推动 了物流中心选址和双层规划理论的研究，但对于指导完善的物流中心选址还远远 不够，还需要开展大量地、更深入地理论研究。 1 4 本文的研究方法及主要内容 本文以基于竞争的双层规划模型为基础，结合遗传算法建立基于竞争的物流 中心选址双层规划模型，考虑的因素更全面，设计了模型求解的遗传算法。与其 他方法相比，此算法实现简单，并且有较快的运算速度，较启发式算法更易推广， 是解决此类问题的通用方法。本文具体的研究流程如图1 1 所示。 论文各章的具体内容如下： 第一章绪论。本章首先阐述了论文的研究背景、意义及物流中心选址的研究 现状，在此基础上引出本论文研究的对象，明确了研究的主要内容、方法和思路。 第二章物流中心及选址理论概述。本章首先介绍物流中心基础知识，重点介 绍了物流中心的分类、选址的原则和选址的影响因素。最后介绍物流中心选址的 4 基本步骤，为论文模型的建立打下坚实的理论基础。 第三章物流中心选址的模型及求解算法。首先详细分析了传统的物流中心选 址模型，并分析了传统模型设计上的不足。结合物流中心选址的规划及建设状况 提出了双层规划模型，详细介绍了双层规划模型的基本模型，特点和应用以及求 解双层规划模型的遗传算法。最后本文提出了基于竞争的物流中心选址模型。根 据双层规划的基本模型分别建立了基于竞争的物流中心选址的上层和下层模型， 并给出了用遗传算法求解双层目标规划的详细过程。 第四章算例分析。本文通过企业的实际案例证实了基于竞争的物流中心选址 双层规划模型的正确性和可行性。 第五章研究结论及展望。总结论文的主要研究结论及不足，并提出后续改进 的建议。 1 5 本章小结 理论 模型的改进及建立 图1 - 1 研究流程图 f i g l - ip r o c e s s i n gf l o wc h a r to f r e s e a r c h 本章首先阐述了论文的研究背景、意义及物流中心选址理论的研究现状，针 对传统选址模型所存在的问题，结合研究现状引出论文的研究对象及研究的主要 方法，最后介绍了论文的主要内容、论文框架。 5 2 物流中心及其选址问题研究概述 自从人类出现生产与交换，物流活动也就伴随着产生了。随着社会的发展， 生产方式的多样化、分工的专业化，人们为了实现“物”的交换，于是有了“物” 的流通过程，人们为了实现“物”的所有权变化，就有了“商流”：而为了实现“物” 的使用价值，就有了“物 的生产地与消费地的转移，就产生了“物流的过程。 物流是有形物品从产出源点到最终消费点的流动和储存活动，具体包括运输、 保管、包装、装卸、搬运、流通加工及信息处理。当前自然科学与社会科学飞速 发展，边缘科学不断出现，学科之间的相互交叉、相互融合越来越显著，思考问 题的角度、观点与方法也开始互相融合，彼此互为参照。物流作为一门综合学科， 正是借鉴运用了运筹学、技术工程学、系统工程、计算机与网络、项目管理等学 科的方法和技术成就，获得了蓬勃的生命力，取得了长远的发展，它所研究的内 涵和外延已大大超出了先前的内容。物流的概念、服务目标、运作方式较先前也 有巨大的改进。由于先进技术和管理工具在物流上的应用，使得它的外延有了较 大的扩展。 2 1 物流中心的基本概念 现代社会中产业的复杂性、需求的多样性和经济总量的空前庞大，作为生产 过程的延续，决定了流通的复杂性和多样性。这种状况又决定了物流中心的复杂 性和多样性，不同的物流中心的功能各有侧重，再加上各个领域、各个行业的习 惯用语和相互之间的用语不规范的缘故，也就出现了对物流中心各种各样的叫法， 如集运中心、配送中心、存货中心、物流据点、物流基地、物流团体等。 “物流中心 一词在政府部门及各行业、企业在不同层次物流系统中的应用 十分广泛，而不同部门、行业、企业的人们对其理解又不尽一致。中华人民共和 国国家标准物流术语针对我国物流行业的发展情况，将物流中心定义为：从 事物流活动的场所或组织，应基本符合以下要求： ( 1 ) 主要面向社会； ( 2 ) 物流功能健全； ( 3 ) 辐射范围大； ( 4 ) 少品种、大批量； ( 5 ) 存储、吞吐能力强； ( 6 ) 物流业务统一经营、管理。 6 物流中心的概念反映了如下定义【2 0 】： ( 1 ) 物流中心是从国民经济系统的要求出发，所建立的以城市为依托、开放 型的物品存储、运输、包装、装卸等综合性的物流业务基础设施。这种物流中心 通常由集团化组织经营，一般称为社会物流中心。 ( 2 ) 物流中心是为了实现物流系统化、效率化，在社会物流中心下所设置的 货物配送中心。这种物流中心从供应者手中受到大量的多重类型的货物，进行分 类包装、保管、流通加工、信息处理，并按众多用户要求完成配货、送货等作业。 ( 3 ) 物流中心是组织、衔接、调节、管理物流活动的较大的物流据点。由于 物流据点的种类很多，但大部分可以看作是以仓库为基础，在各物流环节方面提 供延伸服务的依托。为了与传统的静态管理的仓库概念相区别，将涉及物流动态 管理新型物流据点称为物流中心。在这个含义下的物流中心数目较多，分布也较 广o ( 4 ) 物流中心是以交通运输枢纽为依托，建立起来的经营社会物流业务的货 物集散场所。由于货运枢纽是一些货运站场构成的联网运作体系，实际上也构成 社会物流网络的节点，当他们具有实现订货、咨询、存货、包装、仓储、装备、 中转、配载、送货等物流服务的基础设施、移动设备、通信设备、控制设备、以 及相应的组织结构和经营方式时，就具备成为物流中心的条件。这类物流中心也 是构筑区域物流系统的重要组成部分。 ( 5 ) 国际物流中心是指以国际货运枢纽( 如国际港口) 为依托、建立起来的 经营开放型的物品储存、包装、装卸、运输等物流作业活动的大型集散场所。国 际物流中心必须做到物流、商流、信息流的有机统一。当代电子信息技术的迅速 发展，能够对国际物流中心的“三流”有机统一提供重要的技术支持，这样可以 大大减少文件数量及文件处理成本，提高“三流 效率。 ( 6 ) 物流中心与配送中心的功能相似，但物流中心的辐射范围大，处理得对 象为大批量、小批次、少品种的商品，配送中心则相反。物流中心的上游是工厂， 下游是配送中心或批发商，而配送中心的上游是物流中心或工厂，下游是零售商 店或最终消费者。 综上所述，一般可以将物流中心理解为，处于枢纽或重要地位的、具有完整 的物流环节，并能将物流集散、信息和控制等功能实现一体化运作的物流据点， 或接受并处理下游用户的订货信息，对上游供应方的大批量货物进行集中存储、 加工等作业，并向下游进行批量转运的设施和机构( 如下图2 - 1 物流中心基本运 作流程图) 。将物流中心的概念放在物流系统化或物流网络化体系中考察才更有理 论和实践意义，物流系统是分为若干层次的，以物流系统化的对象、范围、要求 和运作主体不同，应用其概念的侧重点也不同。此外，社会、经济、地理、体制 7 及其他因素，都可能对物流中心的组织涉及、组建与运作产生影响，因而，对物 流中心作进一步的分析是十分必要的。 图2 1 物流中心基本运作流程图 f i 9 2 - lb a s i co p e r a t eh o wc h a r to fl o g i i s f i c sc e n t e r 2 1 1 物流中心的功能 凡从事大规模、多功能物流活动的场所即可称为物流中心。随着物流业的发 展，配送中心必将发挥越来越大的作用，其具体表现可以归纳为如下几个方面： ( 1 ) 运输功能。物流中心需要拥有或租赁一定规模的运输工具，具有竞争优 势的物流中心不只是一个点，而是一个覆盖全国的网络，因此，物流中心首先应 该负责为客户选择满足客户需要的运输方式，然后具体组织网络内部的运输作业， 在规定的时间内将客户的商品运到目的地，除了在交货点交货需要客户配合外， 整个运输过程，包括最后的市内配送都应由物流中心负责组织，以尽可能方便客 由 2 h ，o 8 ( 2 ) 存储功能。物流中心需要有仓储设施，但客户需要的不是在物流中心存 储商品，而是要通过仓储保证市场销售活动的开展，同时尽可能降低库存占压的 资金，减少储存成本，因此，公共型物流中心需要配备高效率的分拣、传送、储 存、拣选设备。 ( 3 ) 装卸搬运功能。装卸搬运是物流中心的主要功能之一，主要原因有以下 几点。 1 ) 可以提高物流的宏观调控和降低社会库存，提高批量货物运送的经济效益 在我国，生产的直接成本只有总成本的1 0 ，而物流成本占到总成本的4 0 ， 其中库存成本则占物流成本的8 0 到9 0 ，也就是说，库存成本占到产品总成本 的3 2 到3 6 ，如果我们能够有效降低库存成本，则可为社会带来巨大的经济效 益，而配送中心则恰好能够完成这一使命。通过集中建设几个配送中心来代替众 多分散的小型仓库，可以大幅减少社会总的安全库存水平，同时，配送中心先进 的装备技术及高效率的作业流程，也大大加快了物资的流通速度，提高了资金的 周转率1 2 2 】。 另外，配送中心可以通过大批量的订货或者发货，降低进、发货的单位运输 成本、单位劳务成本等，同时，也可以选择更加经济合理的运输方式。 2 ) 可以提高设备的利用率，减轻交通拥挤和空气污染程度 由于配送中心可以大量的进货和发货，这样可以进行整车整船的装运，从而 避免了运输工具空间的浪费现象，充分利用了设备的运输能力，并且，也可以同 时为多个客户进行货物的一次性配送，避免了单个企业零星送货情况的发生。这 不仅提高了设备的利用率，而且大大减轻了城市的交通压力，保护了我们的生活 环境。 3 ) 可以提高配送效率，优化配送路线，降低配送费用 由于配送中心可以一次为多个客户同时进行货物的配送服务，因而可以在配 送之前进行合理的运输路线的设计，避免了重复、迂回运输现象的发生，进一步 提高了配送的效率。 4 ) 流通加工集中化，可以提高加工效率和质量，提高资源的综合利用率。 ( 4 ) 包装功能 物流中心的包装作业目的不是要改变商品的销售包装，而在于通过对销售包 装进行组合、拼配、加固，形成适用于物流和配送的组合包装单元。 ( 5 ) 流通加工功能。 主要目的是方便生产或销售，公共物流中心常常与固定的制造商或分销商进 行长期合作，为制造商或分销商完成一定的加工作业。物流中心必须具备的加工 功能有贴标签、制作并粘贴条形码等。 9 ( 6 ) 物流信息处理功能 由于现代物流中心现在都已实现了计算机管理，因此可将各个物流环节各种 物流作业的信息进行实时采集、分析、传递、并向货主提供各种作业明细信息及 咨询信息。 ( 7 ) 结算功能 物流中心的结算功能是物流中心对物流功能的一种延伸，物流中心的结算功 能不仅仅只是物流费用的结算，在从事代理、配送的情况下，物流中心还要替货 主向收货人结算贷款等。 ( 8 ) 需求预测功能 自用型物流中心经常负责根据物流中心商品进货、出货信息预测未来一段时 间内的商品进出库量，进而预测市场对商品的需求。 ( 9 ) 物流系统设计咨询功能 公共型物流中心要充当货主的物流专家，因而必须为货主设计物流系统，代 替货主选择和评价运输商、仓储商及其他物流服务供应商。国内有些专业物流公 司正在进行这项尝试，这是一项增加服务价值、增加公共物流中心的竞争力的服 务。 ( 1 0 ) 物流教育与培训功能 物流中心的运作需要货主的支持与理解，通过向货主提供物流培训服务，可 以培养货主与物流中心经营管理者的认同感，可以提高货主的物流管理水平，可 以将物流中心经营管理者的要求传达给货主，也便于确立物流作业标准。 2 1 2 物流中心的分类 在物流网络中，物流中心所起到的作用是作为商品周转、分拣、保管、在库 管理和流通加工的据点，促进商品能够按照顾客的要求，完成附加价值，克服在 其运动过程中所产生的时间和空间障碍。不同的物流中心在不同的供应链中所具 有的机能不同，但如果作为一个完整意义上的物流中心，它应当具有商品周转中 心、商品分拣中心、商品保管中心、商品在库管理中心、流通加工中心的机能。 物流中心根据不同的标准可以划分为不同的类型，具体讲有以下几种划分方 式【2 3 】： ( 1 ) 根据功能划分 作为物流中心。其主要的机能有周转、分拣、保管、在库管理和流通加工等， 根据其侧重点不同，可以分为不同的物流中心，主要有以下四种： 1 ) 周转中心t c ( t r a n s f e rc e n t e r ) ：即不具有商品保管、在库管理功能，而是 l o 单纯的从事商品周转、分拣作用的物流中心。 2 ) 配送中心d c ( d i s t r i b u t i o nc e n t e r ) ：拥有商品保管、在库管理等管理功能， 同时又进行商品周转、分拣业务的中心。 3 ) 仓储中心s c ( s t o c kc e n t e r ) ：单一从事商品保管功能的物流的中心。 4 ) 流通加工中心p c ( p r o c e s sc e n t e r ) ：从事流通加工功能的物流中心。 ( 2 ) 根据流通不同阶段划分 商品的流动是从生产地经流通渠道到消费地的过程，即整个商品流通渠道的 流动过程。根据物流中心在这种流通渠道中所处的地位和作用可以划分为： 1 ) 位于生产地附近属于制造商的物资调达或产品存放的物流中心。 2 ) 位于生产地与消费地之间属于厂商或批发商的物流中心。 3 ) 位于消费地附近，隶属于批发商或零售商旨在为零售店铺服务的物流中心。 4 ) 面向不特定多数消费者，从事商品配送功能的配送中心。 ( 3 ) 根据不同的运营主体在供应链中的位置划分 1 ) 原材料供应商的物流中心。原材料供应商需要物流中心将原材料配送给工 厂，物流中心的客户是工厂，处理的对象主要是生产商品所需要的原材料。原材 料与零部件的数量之间有固定的比例关系，原材料与零部件的品种数会随着产品 种类的增加而快速增加，物流中心的功能应该强调原材料的配套存储、分拣、及 时配送、加工和与处理等方面。 2 ) 制造商的物流中心。这又可以分为两种：一是为制造商提供支持的物流中 心。它的功能要求与原材料供应商的物流中心相同；另一类是为制造商的产品分 销提供支持的物流中心【2 4 】。 3 ) 分销商的物流中心。分销商一般从事批发业务，物流作业具有大进大出、 快进快出的特点，它强调的是批量采购、大量存储、大量运输的能力，大型分销 商需要大型仓储、运输设备。另外分销商属于中间商，需要与上游、下游进行频 繁的信息交换。因此，需要与上游、下游之间具有良好信息接口的高效信息网络。 4 ) 零售商的配送中心。作为供应链的末端机构，零售商尤其是采用连锁组织 形式的零售商需要配送中心提供处理、采购、分拣、选拣、配送、包装、加工等 全方位的服务，其功能要求比较复杂。 5 ) 第三方物流企业的物流中心，即厂商、批发商或零售商租赁专业物流业者 的物流中心，并委托他们来从事商品物质运动的管理。第三方物流业者利用物流 中心这一载体向客户提供物流服务，所需要的物流中心可以是具有综合功能的物 流中心，还可以是具备集商流、物流、信息流及其它延伸的增值服务于一体的物 流组织。所提供的物流服务必须高度专业化。 在本文中所讨论的物流中心是指作为物流活动的运输中心、仓储中心、配送 中心、信息中心的综合型的社会型物流中心。 2 1 3 物流中心在我国的兴起 我国政府部门有组织、有计划的推动商品物流配送工作，是从2 0 世纪9 0 年 代开始的。1 9 9 0 年，原国家物资部和国家体改委在经济较发达的无锡市等1 1 个城 市进行以发展配送制为重点的物资流通综合改革试点。到1 9 9 2 年底，已有4 0 多 个城市不同程度地开展了物资配送，签订配送协议的企业超过了1 0 0 0 家。从此以 后，配送制有主见向多品种、全方位、高层次的方向迈进。商业企业的商品物流 配送，也随着商业流通体制改革和连锁业的发展而迅速发展，出现了一些为连锁 企业和零售商提供全方位商品物流配送服务的配送中心。 1 9 9 2 年，原商业部印发了关于商品物流配送中心发展建设意见，明确提出 商品物流配送中心的功能、形式、条件、发展步骤和政策措施，并组织广东、上 海、杭州等地分别进行物流中心和配送中心建设试点。从全国范围看，我国物流 中心的发展热潮己历经多年，各地区、各领域兴建配送中心的积极性都很高。北 京、上海、天津、深圳等经济发达地区的政府有关部门，均在着手进行配送中心 的规划和建设工作，众多仓储运输企业和大型工商企业和部门也在抓紧运作配送 中心的建设。近年来，试行配送的城市已经扩大到近百个，出现了一批不同类型 的物流中心。 物流中心在我国的兴起，充分说明了这种组织形式具备发展现代物流的战略 优势。首先，物流配送中心是最安全最有效的流通组织者，一般拥有较完备的物 流设施设备，有着丰富的物流配送管理与运作经验及较强的专业技术力量，所以 在物流配送方面有着雄厚的实力，能够提供高效、优质的物流配送服务。再者， 由于物流配送中心拥有广泛的、相对稳定的零售及消费需求网络，能够保证产品 顺畅地通过流通领域，有效地实现产品的价值，这种物流资源的战略优势是生产 企业自身难以形成的。另外，物流配送中心是产品市场需求信息的最佳反馈渠道， 因为它在处理大量订单的过程中，可以准确掌握某类产品的市场需求情况，了解 消费者对产品的改进要求并且通过采购过程将这些信息及时地反馈给生产企业， 以便及时调整生产，改进产品，提高产品的市场占有率。总之，物流中心的兴起 将有力地推动我国配送业的市场化过程【2 熨。 2 2 物流中心选址的相关理论概述 1 2 2 2 1 物流中心选址的战略意义 物流中心的选址是物流系统优化的一个具有战略意义的问题。物流中心的选 址是指在一个具有若干供应点及若干需求点的经济区域内，选择一个或多个地址 设置配送中心的规划过程，较佳的配送中心选址方案是使商品通过配送中心的汇 集、中转、分发、直至输送到需求点的全过程的效益最好。通常，物流中心拥有 建筑物、构筑物以及设备，如果选址不当，将产生极大的负面影响并付出很大的 代价。因而，在物流中心的选址规划中，应对物流中心的选址问题进行全面的、 系统的、综合的分析。 另外，物流中心是现代物流系统的重要组成部分。为了降低物流成本，提高 流通效率，科学的建立配送中心是市场竞争的必然结果。配送中心的分布，对现 代物流活动有很大的影响，物流中心的合理选址，可以有效节省费用，大幅度的 降低运营成本，促进生产和消费两种流量的协调与配合，保证物流系统的平衡发 展。 因此，物流中心的规划应综合考虑宏观布局设计、基本战略定位、组织网络 结构和运营策略设计等几个不同的方面。具体来说，就是要分析所规划的物流中 心在所在地物流市场中可能占有的容量及其各细分市场的容量和成长率；分析所 规划的配送中心的经营网络，所在地及相关地区的现实和潜在的物流客户群状况； 结合具体情况，分析和确定所规划的物流中心在有效的物流半径内所提供的服务 和产品的类型及其发展方向的潜力；分析并确定所规划的配送中心未来可能的业 务目标和市场竞争情况；评估所规划的物流中心所面对的商业奉献以及应对措施。 2 2 2 物流中心选址的分类 ( 1 ) 平均运输时间成本最小化 1 ) p 中值问题 一般网络中的p 中值问题是指在网络中确定p 个服务点的位置，使服务点与 需求点之间的有权重或无权重的运输距离最小。离散型的p 中值问题假设需求点 为有限的点，而连续型的p 中值问题允许需求点在网络的边线上连续分布。 2 ) l p 范数选址问题 次问题的目标是在网络中确定一个服务点的位置，使平均运输成本最低。这 个问题的总距离用l p 范数度量。 3 ) m 个互通设施的最小和问题 m 个互通设施的最小和问题的目标是在树形网络中确定m 个服务点的位置， 1 3 从而使服务点与需求点之间的距离与设施间距离之和最小。 4 ) 平面最小化问题 最简单的平面最小化问题就是w e b e r 问题。离散的需求点和服务点的距离可 以用直线范数、l p 范数或超直线范数度量。平面最小化问题的分支包括：在目标 函数中考虑服务点间的有权重的距离；架设服务点数量也是决策变量；认为生产 和配送成本为凹函数；服务点有容量限制并且只位于有限位置处；在目标函数中 包含与位置有关的生产成本。 5 ) 线路相关的选址问题 对于有些问题，服务点位置和商品流量是同时确定的。选址一线路问题就属此 类问题。另一个与行程相关的问题是旅行商定位问题，基于最优配送路线的选址 方法所讨论的就是利用旅行商定位方法进行设施选址。 ( 2 ) 平均响应时间最小化 此类选址问题在目标函数中考虑了排队响应时问的影响。随机损失中值问题 研究如何确定一个普通网络中的服务点位置使运输成本和损失顾客的机会成本最 小化。随机排队中值问题假设单一服务点队长有限，在普通网络中确定一个服务 点位置，使平均响应时间最短。这类问题的研究还有如下扩展：两个服务点的情 况；树形网络中的情况；网络中的需求为随机变量的情况；需求为连续型的情况； 与服务时间相关的排队规则情况；具有排队优先权的情况。 ( 3 ) 最大运输时间运输成本最小化 此类问题的典型就是p 中心问题或绝对p 中心问题，其目标是在普通网络中 确定p 个服务点位置，使离散的需求点和服务点之间的最大距离最小化。关于这 一问题还有关于用非线性成本函数来计算距离，以及连续需求的情况。当服务点 位置仅限于网络节点上时，就是顶点约束p 中心问题。 ( 4 ) 最大响应时间最小化 此类问题的典型是与p 中心问题类似的随机队列中心问题，研究如何使对任 何需求点的响应时间最小化( 即排队等待时间+ 最大运输时间) 。这类问题的单服务 点问题已有确定解法。 ( 5 ) 最小或平均运输时间成本最大化 此类选址问题针对不受人们欢迎的一些设施的选址定位。其目标是在网络中 确定一个服务设施的位置，使( 有权重) 服务点与一系列需求点的平均距离最大。 ( 6 ) 其它目标的选址问题 上文提出的几类目标均为优化目标，非优化目标或其它目标则不适合上述类 型，其他目标的选址问题包括以下几种： 1 ) 多指标设施选址问题。该问题研究的是确定不定数量的设施位置，以满足 1 4 多种目标，如：固定建设成本，变动服务成本，平均运输或平均服务时间。 2 ) 距离约束问题研究在一般网络中确定几个服务点，使它们与需求点的距离 以及相互之间的距离在一定范围内。 3 ) 竞争性设施选址问题。此类选址问题考虑了经济因素、竞争因素。 4 ) 综合经济因素的仓库选址问题。在此问题中考虑了价格的不确定性、供应 量需求量的不确定性、公司对风险的态度等方面的不确定性，并针对公司对风险 的好恶水平使其总利润最大化。 2 2 3 物流中心选址的影响因素 由于配送中心拥有众多建筑物、构筑物以及固定机械设备，一旦建成很难搬 迁，如果选址不当，将付出很大的代价， 至关重要的一步。因此，在选址过程中， 采用综合集成的方法进行选址工作。 因而配送中心的选址是配送中心规划中 需要将定性分析与定量分析结合起来， 影响配送中心选址的因素主要包括以下几个方面的因素。 ( 1 ) 经济因素 1 ) 要充分考虑运输费用的大小。新建物流中心要使总的物流运输成本最小化， 大多数物流中心选择接近物流服务需求地，以便缩短运距、降低费用。 2 ) 要能实现准时运送，应保证客户在任何时候提出物流需求都能获得快速满 意的服务。 3 ) 新建物流中心要能很好地适应商品的特性，经营不同类型商品的物流中心 最好能分别布局在不同地域。 4 ) 要充分考虑在物流中心地址发生转移时的固定成本及可变成本的增加，在 进行费用计算时，这部分转移成本必须纳入其中。 ( 2 ) 自然环境因素 1 ) 气象条件。物流中心选址过程中，主要考虑的气象条件有温度、风力、降 水量、无霜期、冻土深度、年平均蒸发量等指标。如选址时要避丌风口，因为风 口建设会加速霜天堆放商品的老化。 2 ) 地质条件。物流中心是大量商品的集结地。某些容重很大的建筑材料堆码 起来会对地面造成很大压力。如果物流中心地面以下存在着