3物流设施选址(一).ppt

三 物流设施选址 物流设施选址 设施选址是物流规划的重要内容之一 选址决策就是确定物流节点的数量 位置以及分配方案 而这些又将直接影响到该物流系统的物流服务成本以及服务范围 物流设施选址的内容 单一设施选址模型 多设施选址模型 设施选址的意义设施选址的分类设施选址的方法 物流设施选址的内容 单一设施选址模型 多设施选址模型 物流设施选址 物流节点间距离计算交叉中值模型重心模型 物流设施选址的内容 单一设施选址模型 多设施选址模型 物流设施选址 集合覆盖模型最大覆盖模型P 中值模型 物流设施选址的内容 单一设施选址模型 多设施选址模型 物流设施选址 设施选址的分类 设施选址的意义 物流设施选址的内容 设施选址的意义 设施选址的方法 选址在整个物流系统中占有非常重要的地位 属于物流战略层次的研究内容 选址决策就是要确定所要分配设施的数量 位置 规模以及分配方案 物流节点的数量和位置决定了整个物流系统以及其它层次的结构 反过来 物流系统其它层次的规划又会影响到选址决策 设施选址的分类 设施选址的意义 物流设施选址的内容 设施选址的意义 物流系统中设施数量增大 库存及由此引起的库存成本往往会增加 合并减少设施数量 扩大设施规模是降低库存成本的一个措施 选址与库存 运输成本之间存在密切联系 设施选址的方法 设施选址的分类 设施选址的意义 物流设施选址的内容 设施选址的意义 设施数量增大 可以减少运输距离 降低运输费用 但是 设施数量增到达一定数量时 由于单个订单数量过小 增加了运输频次 反而造成运输成本的增加 所以 确定设施的合理数量对于选址决策显得尤为重要 选址与库存 运输成本之间存在密切联系 设施选址的方法 设施选址的意义 物流设施选址的内容 设施选址的分类 按设施维数划分 体选址 三维 面选址 二维 线选址 一维 点选址 零维 设施选址的分类 设施选址的方法 设施选址的意义 物流设施选址的内容 设施选址的分类 按设施数量划分 单一设施选址多设施选址 设施选址的分类 设施选址的方法 设施选址的意义 物流设施选址的内容 设施选址的分类 按选择的离散程度划分 连续选址离散选址 设施选址的分类 设施选址的方法 设施选址的分类 设施选址的意义 物流设施选址的内容 按目标函数划分 可行点 最优点首要目标找到一个可行的解决方案 进一步的目标找到一个更好地解决方案 中点问题 中心问题 反中心问题中点问题寻求整个设施选址的成本总和最小化 目标是优化全部或平均性能 这种目标通常在企业问题中应用 也称 经济效益性 中心问题寻求单个最大成本最小化 目标是优化最坏的情况 这种目标通常在军队 紧急情况和公共部门中使用 也称 经济平衡性 反中心问题寻求单个最小距离最大化 通常在有害设施的选址中应用 单纯选址问题 选址 分配问题如果新设施和已存在的设施间的关系与新设施的位置无关 这种问题称为单纯选址问题 如果这种关系与新设施的位置相关 这种问题称为选址 分配问题 设施选址的分类 设施选址的方法 设施选址的意义 物流设施选址的内容 设施选址的分类 中点问题 中心问题 反中心问题中点 Minisum 问题的目标函数 中心 Minimax 问题的目标函数 反中心 Maximin 问题的目标函数 式中 设施选址的分类 设施选址的方法 设施选址的意义 物流设施选址的内容 设施选址的分类 一条直线上 在位置0 5 6 7上有4个点 每个点的服务成本与这些点和新设施间的距离成正比 找出新设施的中点位置 中心位置和反中心位置 设施选址的分类 设施选址的方法 设施选址的意义 物流设施选址的内容 设施选址的方法 专家选择法专家选择法是以专家为索取信息的对象 运用专家的知识和经验 考虑选址对象的社会环境和客观背景 直观地对选址对象进行综合分析研究 寻求其特性和发展规律并进行选择的一类选址方法 设施选址的分类 设施选址的方法 设施选址的意义 物流设施选址的内容 设施选址的方法 层次分析法层次分析法 AnalyticHierarchyProcess AHP 是将决策有关的元素分解成目标 准则 指标 方案等层次 在此基础上进行定性和定量分析的决策方法 具体步骤为将决策问题按总目标 评价准则各层子目标 直至具体备选方案的顺序分解为不同的层次结构 然后用求解判断矩阵特征向量的办法 求得每一层次各元素对上一层次某元素的权重 最后再用加权和的方法递阶归总各备选方案对总目标的最终权重 此最终权重最大者即为最优方案 设施选址的分类 设施选址的方法 设施选址的意义 物流设施选址的内容 配送中心选址的层次分析法 设施选址的分类 设施选址的方法 设施选址的意义 物流设施选址的内容 设施选址的方法 解析法解析法是通过数学模型进行物流节点选址的方法 首先根据问题的特征 已知条件以及内在联系建立数学模型或者图论模型 然后对模型求解 获得最佳选址方案 解析法的优点是能够获得较为精确的最优解 缺点是对一些复杂问题建立适当的模型比较困难 因而在实际应用中受到很大限制 设施选址的分类 设施选址的方法 设施选址的意义 物流设施选址的内容 设施选址的方法 模拟计算法模拟计算法是将现实情景的精确描述用数学方法和逻辑关系表示出来 然后通过模拟计算及逻辑推理确定最佳选址方案 模拟计算法的优点是比较简单 缺点是分析者必须提供预定的各种设施组合方案以供分析评价 从中找出最佳组合 因此 决策效果依赖于分析者预定的初始组合方案是否接近最佳方案 设施选址的分类 设施选址的方法 设施选址的意义 物流设施选址的内容 设施选址的方法 启发式算法有些设施选址问题规模大 求解难度高 用解析算法无法在有效时间内得到问题的精确解或全局最优解 此时可运用启发式算法 即根据经验或者某些规则 在可接受的时间或空间下给出待解决问题的近优解或次优解 该近优解与最优解的偏离程度不一定事先可以预计 虽然启发式算法不能保证一定找到最优解 但由于使用该方法带来合理的计算机运算时间和内存要求 可以很好地表现实际情况 得到质量满意的解 因而启发式算法的应用仍十分普遍 设施选址的分类 设施选址的方法 交叉中值模型 单一设施选址模型 物流节点间距离计算 选址问题中 最基本的一个参数是各节点之间的距离 一般采用两种方法来计算节点之间的距离 一种是直线距离 也叫欧几里德距离 EuclideanMetric 另一种是折线距离 也叫城市距离 MetropolitanMetric 重心模型 物流节点间距离计算 直线距离 折线距离 交叉中值模型 单一设施选址模型 物流节点间距离计算 直线距离当选址区域的范围较大时 节点间的距离可用直线距离近似代替 或用直线距离乘以一个适当的系数w来近似代替实际距离 区域两点 xi yj 和 xj yj 间的直线距离dij的计算公式 式中 称为迂回系数 可取定一个常数 在交通发达地区 w取值较小 反之 w取值较大 如在美国大陆 w取值1 2 而在南美洲 w取值1 26 重心模型 物流节点间距离计算 交叉中值模型 单一设施选址模型 物流节点间距离计算 折线距离当选址区域的范围较小而且区域内道路较规则时 可用折线距离代替两点间距离 区域两点 xi yj 和 xj yj 间的折线距离dij的计算公式 重心模型 物流节点间距离计算 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 交叉中值模型 问题描述设有n个客户P1 P2 Pn分布在平面上 其坐标为 xi yi 客户的需求量为wi 费用函数为设施与客户之间的城市距离乘以需求量 确定一个设施P0的位置 x0 y0 使总费用 即加权的城市距离之和 最小 重心模型 交叉中值模型 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 交叉中值模型 问题描述 重心模型 交叉中值模型 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 交叉中值模型 模型建立交叉中值模型利用城市距离进行计算 可以对单一的选址问题在一个平面上的加权城市距离进行最小化 其目标函数为 式中 重心模型 交叉中值模型 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 交叉中值模型 模型建立公式3 6可以被分解为两个互不相干部分之和 重心模型 交叉中值模型 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 交叉中值模型 模型建立要求Z的极小值 分别对公式3 8和3 9两边求导 并令其等于零 重心模型 交叉中值模型 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 交叉中值模型 模型建立公式3 10和3 11经整理得到以下公式 公式3 12说明当x0为最优解时 其两边的权重都为50 即Zx的最优值x0是在x方向的对所有权重wi的中值点 重心模型 交叉中值模型 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 交叉中值模型 某配送企业准备在一区域新开办一家配送中心 主要服务该区域附近9个小区的客户 各小区的位置如下图所示 具体坐标和需求权重如下表所示 费用函数为城市距离乘以需求权重 试选择一个地点 使配送中心的配送费用总和为最小 重心模型 交叉中值模型 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 交叉中值模型 确定中值根据表中的需求权重可以得到wi的中值 为了找到x方向上的中值点x0 沿x坐标轴从左到右将所有的wi加起来 按照升序排列到中值点 然后重新再从右到左将所有的wi加起来 按照升序排列到中值点 对于y方向上的中值点y0用同样方法操作 重心模型 交叉中值模型 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 重心模型 交叉中值模型 6 6 6 2 8 6 2 3 11 6 2 3 8 19 6 2 3 8 7 26 交叉中值模型 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 重心模型 交叉中值模型 6 6 6 8 14 6 8 8 22 6 8 8 4 26 交叉中值模型 从两个表中可以看出 从左边开始到需求点P8刚好达到了中值点 从右边开始到需求点P5刚好达到了中值点 所以 当x0在3 4之间取值时 满足公式3 12 使得Zx取值最小 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 重心模型 交叉中值模型 交叉中值模型 6 6 6 2 8 6 2 3 11 6 2 3 8 19 6 2 3 8 7 26 6 6 6 8 14 6 8 8 22 6 8 8 4 26 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 重心模型 交叉中值模型 7 7 7 2 9 7 2 6 15 7 2 6 8 23 7 2 6 8 8 31 交叉中值模型 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 重心模型 交叉中值模型 6 6 6 8 14 6 8 4 18 6 8 4 3 21 6 8 4 3 8 29 交叉中值模型 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 重心模型 交叉中值模型 交叉中值模型 7 7 7 2 9 7 2 6 15 7 2 6 8 23 7 2 6 8 8 31 6 6 6 8 14 6 8 4 18 6 8 4 3 21 6 8 4 3 8 29 从下边开始到需求点P3尚未达到中值点 而到P4将超过中值点 所以从下向上的方向考虑 y0应该在P4或P4以下 从上边开始到需求点P2尚未达到中值点而到P4将超过中值点 所以从上向下的方向考虑 y0应该在P4或P4以上 所以 当y0取值为3时 使得Zy取值最小 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 交叉中值模型 综合考虑x y方向上的影响 配送中心最后可能的地址为A 3 3 至B 4 3 之间的一条线段 重心模型 交叉中值模型 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 交叉中值模型 通过计算点A和点B的加权距离值并进行比较 发现它们的结果相等 说明可以在AB间任选一个合适的点作为配送中心的地址 重心模型 交叉中值模型 物流节点间距离计算 单一设施选址模型 交叉中值模型 本例中 若y方向y0的取