多物流配送中心选址规划的算法分析.doc

第10卷第4期 2010卑8月潍坊学院学报Journal of Weifang UniversityV01.10No.4 Aug.2010多物流配送中心选址规划的算法分析。王(潍坊学院,山东鑫潍坊261061摘 要:通过对多物流配送中心选址规划的不同算法进行分析,研究了鲍摩一瓦尔夫模型、单阶段 CFLP模型和多阶段CFLP模型、多产品模型、动态模型等的优缺点,指出了各自适用的不同条件和环境, 在进行多物流配送中心选址规划时,可根据实际情况和具体条件进行选用。关键词:物流配送中心;选址;算法中图分类号:U491文献标识码:A 文章编号:16714288(201004-004603物流配送中心的地址几乎决定了整个物流系统的模式、结构和形状,物流配送中心选址决策包括设施 的数量、位置和规模等。如果要配送的货物范围比较小,一般来讲配送货物的目的地都非常明确,可以考 虑建设一个物流配送中心,在这种情况下,选址的因素主要考虑运费率和该点的货物吞吐量。如果要配送 的货物范围分布广,用一个物流配送中心无法满足需求,就需要考虑设立两个或多个物流配送中心。实际 上几乎所有的大公司的物流系统都有一个以上的物流配送中心,由于这些物流配送中心不能看成是经济 上相互独立的,且可能的选址布局方案很多。文章结合选址的普遍性问题如物流网络中物流配送中心数 量、规模、地点等问题对一些常用的多物流配送中心选址方法进行了比较分析。1鲍摩一瓦尔夫模型(Baumol-Wolfe model对于从几个工厂经过几个物流配送中心向用户输送货物的问题,物流配送中心的选址分析一般只考 虑运费为最小时的情况。这里需要考虑的问题是:各个工厂向哪些物流配送中心运输多少商品?各个物 流配送中心向哪些用户发送多少商品?总费用算法:f(X驰一(%+h。x。+口i(硼i8+Fir(w: (1 i。J,j 2f0(W.=0式中,o划0其中,cb为从工厂k到物流配送中心i每单位运量的运输费;h,j为从物流配送中心i向用户j发送单位 运量的发送费C k为从工厂k通过物流配送中心i向用户j发送单位运量的运费,即Cijk=Cki+hi,;X。k为从 工厂k通过物流配送中心i向用户j运送的运量;w.为通过物流配送中心i的运量,即W;一:xot;v.为 j,女物流配送中心i的单位运量的可变费用;Fi为物流配送中心i的固定费用(与其规模无关的固定费用。 总费用函数f(Xk的第一项是运输费和发送费,第二项是配送中心的可变费用,第三项是物流配送中 心的固定费用(这项费用函数是非线性的。该模型的计算方法是首先给出费用的初始值,求初始解;然后进行迭代计算,使其逐步接近费用最小 的运输规划。这个模型具有一些优点,但也有些缺点,使用时应加以注意。该模型的优点主要有:计算比较简单;能评价流通过程的总费用(运费、保管费和发送费之和;能求解 物流配送中心的通过量,即决定物流配送中心规模的目标;根据物流配送中心可变费用的特点,可以采用 大批量进货的方式。*收稿日期:20091216作者简介:王鑫(1969一,男,山东临胸人,潍坊学院计算机与通信工程学院副教授。-46.-万方数据第4期 王 鑫:多物流配送中心选址规划的算法分析该模型的缺点主要是:由于采用的是逐次逼近法,所以不能保证必然会得到最优解。此外,由于选择 备选地点的方法不同,有时求出的最优解中可能出现物流配送中心数目较多的情况。也就是说,还可能有 物流配送中心数更少、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解。此外,物流 配送中心的固定费用没在所得的解中反映出来。2CFLP模型(capacitated facility location problem对于多物流配送中心选址方法,还有一种简单的方法-CFLP。该方法适用于在单个物流配送中心仓 库容量有限、用户的地址和需求量以及设置物流配送中心的数目均已确定的情况下,从物流配送中心的备 选地点中选出总费用最小的由多个物流配送中心组成的配送系统。CFLP模型分为两类,单阶段CFI。P 模型和多阶段CFLP模型。2.1单阶段CFI。P模型(singlestage capacitated facility location problem该模型中假定仓库、物流配送中心等设施之间不存在层级关系,模型表述形式如式(2。v(CFLP一min(c白zb+f,Y, (2 kK i|,j式(2的约束条件:三一l,V kK;J二1d kzk,sjy,VjJ;KZk,一Y,0,kK, JJ;0Z,0Yj1, VjK,歹J;YiB, VJJ。式中,J为物流配送中心集合,K为用户地址集合,当通过物流配送中心J运输货物到用户地址k时,Zkj一 1,否则Zkio。约束条件:dkZkjSj yJ, VjJ表示通过任一选定的物流配送中心j发送的货物总量小于其总的通过能力Sj。B=0,1,因此YJ表示物流配送中心j被选中。fj代表该设施的同定运营成本,ckJ为将货物从设施j 运到用户地址k的单位运输费用。该模型求解的基本步骤是:首先假定物流配送中心的备选地点已定,在保证总运费最小的前提下,求 出各暂定物流配送中心的供应范围。然后在所求出的各供应范围内分别移动物流配送中心的地点,以使 各供应范围的总费用下降。如果移动每个物流配送中心的地点都不能使总费用下降,则计算完毕。否则, 按可使费用下降的新地点,再求各暂定物流配送中心的供应范围。重复以上计算,直至总费用不再下降为 止。2.2多阶段CFLP模型(multistage capacitated facility location problem该模型将整个配送网络中的配送点划分成多个层次,当高层级的配送节点拥有足够高的能力,并且这 些节点上发生的运费和发送费与重新装载和运送的货物总量成比例时,处于高层次的物流配送中心可以 独立于低层次物流配送中心的选址决策进行选址。这样,从源头到仓库的运输费用则可以按所分配到的 需求量进行定价。该模型的求解方法与上述CFLP模型类似,可以通过迭代方法求出最优解。3多产品模型(multiproduct models以上几种模型的目标函数及约束条件都是基于总的需求量、总的制造及发送、运输成本,即不区分不 同商品的需求量和相应的配送成本。当不同商品在网络上某些节点中的生产能力有区别时,上述模型中 对需求、制造能力的简单加总求和就不再合理了。而多产品模型适用于这一类问题,在该模型中,节点的 能力、需求量及流量是按产品的类型相区别的。设I代表产品种类的集合,iI,g。是固定费用fi之外的固定制造费用,则有多商品(或多活动UFI。P 模型MUFLP表示为:一47 万方数据潍坊学院学报 2010年8月I(MUFLP=min(口lJt叫jt+(g。z。+f,Y,(3 iEl JJ女K tl JJ JJ式(3约束条件:2驰=1, V if, kK;函 ziYj0, iJ,JJ;训。一zi0,V iI, 志K, -fJ; ,YjB, iJ,歹1;7.U神0, ij, 是K, JJ。其中,当物流配送中心j处理产品i时z=1,否则2b-0,wiJk代表物流配送中心j所处理的来自需求点 k对产品i的需求量dm的比例。q北代表将di。单位的产品i从物流配送中心j运到需求点k的成本。该模型同样属于混合整数规划类模型,可以通过迭代逼近的方式求解最优位置。4动态模型(dynamic uncapacitated facility location problem通常,有关仓库、物流配送中心、转运点的选址都是基于长期的决策,一旦选定,在相当长的一段时间 内不会改变。但是影响这些决策的因素会随时间发生变化,例如需求量及需求的地区分布、成本结构等会 经常变动。已建成的物流配送中心、仓库再调整容量的代价太大,动态选址模型解决了如何根据这些动态 因素进行选址的问题。在该模型中,每个仓库在其给定的计划期的每个阶段t一1,2,T都可以选择使用或者关闭仓库。为 了重新进行选址,每个仓库的固定费用在原来的固定费用flj基础上增加(gO,g;(分别表示使用和关闭该 仓库的固定费用。当t一1期运营的仓库jJ在t期关闭时,需支付固定费用g;,反之,支付g:,则动态 UFLP模型即动态选址模型可以表示为:丁 丁v(DUFI。P=min(白。名。+(f,jY。+z。,=1,V是K, J z咖一Y口0,kK, t=1,2,T;jJ,t=1,2.,T; (4 z嘶,Y。B, 点K, 歹-,t=1,2,T。其中,当第t期仓库j处于营业状态时Y。i一1,关闭时Y日=O。5结束语物流配送中心选址,是指在一个具有若干供应点及若干需求点的经济区域内,选一个或多个地址设置 物流配送中心的规划过程。理想的物流配送中心选址方案是商品通过物流配送中心汇集、中转、分发,直 至输送到需求点的全过程的总体效益最好。不同的选址算法各有优缺点,没有一个模型具有选址所追求 的所有特点,所以,在进行选址规划时可根据实际情况和具体条件进行选用。参考文献:Eli冯耕中.物流配送中心规划与设计M.西安:西安交通大学出版社,2006.2潘文安.物流园区规划与设ifEM-1.北京:中国物资出版社,2005.33方仲民.物流系统规划与设计M.2版.北京:机械工业出版社,2008.一48一(责任编辑:肖恩忠蛳 一 y l ,L g 剧 、, %一 l /L 。卜 g 剧件 条 柬 约 4,、 式万方数据 多物流配送中心选址规划的算法分析作者:王鑫作者单位:潍坊学院,