图像质量评估方法的研究.doc

1 本科毕业设计论文本科毕业设计论文 题题 目目 图像质量评估方法的研究 专业名称 计算机科学与技术 学生姓名 张 跃 杰 指导教师 郗 润 平 毕业时间 2012 年 6 月 2 摘 要 图像质量评价方法能够有效评价压缩算法和图像系统的性能 对图像处理技术 的广泛应用有重要意义 图像质量的客观评价方法以其效率高 费用低 应用 领域广泛的特点而广受青睐 随着图像技术的发展 对图像质量的要求也越来 越高 传统图像质量客观评价方法暴露出了一些问题 如很多方法只针对特殊 的应用领域 性能不稳定 有些方法与主观评价的一致性较低等 这些问题严 重制约了图像客观评价方法的发展 针对上述问题 本文对全参考和无参考图 像质量评价方法进行了重点研究 主要工作如下 1 基于对结构相似度方法的研究 本文提出一种新的全参考图像质量评价方法 该方法在进行图像质量评价时考虑了图像的结构特征和梯度信息 解决了传统 方法在评价噪声和模糊失真时存在的问题 基于 LIVE 图像库的实验表明 该 方法不但能够合理的评价噪声和模糊对图像质量的影响 而且还能够评价其它 失真类型的图像 如压缩图像 评价结果与主观评价有很高的一致性 2 影响监控图像质量的主要因素是噪声和模糊 当前无参考图像质量评价方法 普遍存在着只适用于一种失真类型的问题 针对这一问题 本文提出了两种无 参考图像质量评价方法 能够适用于噪声和模糊引发的图像失真 第一种方法 融合了多个传统的评价因子 使评价结果更加稳定 合理 第二种方法采用鉴 别图像失真类型的思想 针对具体的失真类型进行相应的质量评价 基于 LIVE 图像库的实验表明 两种无参考图像质量评价方法提高了与主观评价的一致性 具有研究价值和实用价值 基于 ADZS BF561 EZLITE 平台 对第二种算法进 行了硬件实现 在实际使用中算法性能良好 完全满足监控图像的实时性要求 关键词 图像质量评价 图像分块 无参考图像质量评价 监控图像 3 ABSTRUCT Image quality assessment methods can effectively evaluate image compression algorithms and the performance of image systems which are of great significance to wider range of application of image processing technology The objective image quality assessment methods are widely applauded for their high efficiency low cost wide range of applications With the development of image technology the traditional methods revealed a number of issues such as many of them only applied to special fields unstable performance some having lower consistency with the subjective evaluation and so on These factors seriously restrict the development of objective image assessment methods In this context this article focuses on research of image quality assessment methods both on full and no reference The main works in this paper are as follows 1 Based on research of the structural similarity method a novel full reference image quality assessment method is proposed Our method introduces the structural characteristics and gradient of image during evaluating which solves the problems in traditional methods when utilizing them to evaluate distortion caused by noise and blur Experiments based on the LIVE image database show that our method can not only evaluate influence of noise and blur reasonably but also be utilized to evaluate other distortions such as compression evaluation results are highly consistent with the subjective evaluation results 2 Noise and blur are the two main factors that affect the quality of surveillance image However most existing no reference methods can only be applied to distortion of one kind To overcome this problem two no reference image quality assessment methods are proposed which adapt to distortions of both kind The first method combines several traditional evaluating factors performance of which is more stable and reasonable The second method takes advantage of distortion detection and then evaluates image quality according to its distortion Experiments based on the LIVE image database show that evaluation results of our two no reference assessment methods are highly consistent with the subjective evaluation results therefore are of great significance both in research and application The second method was alse implemented on hardware platform ADZS BF561 EZLITE its practical performance can meet the real time requirements of surveillance image Keywords image quality assessment image segment no reference image quality assessment surveillance image 4 目录 第一章第一章 绪绪论论 1 1 1 研究的意义 1 1 2 图像质量评价方法的分类 2 1 2 1 图像质量的主观评价 2 1 2 2 图像质量的客观评价 4 1 3 国内外研究现状 5 1 4 本文的工作 5 1 5 本章小结 6 第二章第二章 物流中心相关理论综述物流中心相关理论综述 7 2 1 物流配送中心的概述 7 2 1 1 物流配送的兴起 7 2 1 2 配送中心的概念 7 2 1 3 物流配送中心的分类 8 2 1 4 物流中心的功能 9 2 2 物流中心选址的影响因素 11 2 2 1 在供应链中的位置 11 2 2 2 服务范围 12 2 2 3 商品的特性 12 2 3 本章小结 13 第三章第三章 物流中心选址常用模型物流中心选址常用模型 14 3 1 单配送中心选址模型 14 3 1 1 重心法 14 3 2 多配送中心选址模型 15 3 2 1 鲍姆尔 沃尔夫 Baumol wolfe 模型 29 15 3 2 2 空间引力模型 17 3 3 本章小结 18 第四章第四章 基于基于 FLOYD 算法和层次聚类算法的模型与求解算法和层次聚类算法的模型与求解 19 4 1 选址要素的选择 19 4 2 计算方法的选择 19 4 3 FLOYD算法构造距离矩阵原理 20 5 4 4 层次聚类 21 4 5 单物流配送点的选址 22 4 6 多物流配送点的选址 22 4 7 本章小结 23 第五章第五章 算例分析算例分析 24 5 1 配送中心选址问题实例的描述 24 5 2 配送中心选址问题实例的求解 25 5 2 1 实例的结果 26 5 3 本章小结 28 第六章第六章 结论结论 29 参考文献参考文献 30 致谢致谢 32 毕业设计小结毕业设计小结 33 附录附录 A 34 0 第一章 绪论 1 1 研究背景及意义 近年来 随着科学技术的进步和内部管理的加强 第一利润源泉 原 材料成本的降低 和 第二润源泉 提高劳动生产率以降低活动消耗 潜力 越来越小 因此 许多企业把寻找成本优势和差异化优势的目光转向了运输 仓储 配送等物流领域 现代物流业作为 第三利润源泉 已被越来越多的企 业界和物流界人士所关注 普遍被人们认为是本世纪经济发展的新领域 是重 要的新经济增长点之一 近年来电子商务的迅猛发展 越来越多的B2C和C2C 企业也开始建立自己的物流中心以解决目前面临的物流困境 因此配送中心选 址是配送中心建设项目规划中首要也是至关重要的一个环节 被称为 企业脚 下的金矿 是当前企业的 最重要的竞争领域 无论从经济还是技术角度 发展现代物流已经是21世纪经济发展的必然趋势 配送作为物流活动第一个重要的直接与消费者项链的环节 随着物流的深 入不断发展起来 并对物流活动的顺利展开发挥着重要的作用 通过分析国内 外物流发展的先进经验 发现配送是经实践证明的高效物流服务形式 据统计 我国物流费用占国家GDP的20 配送成本占物流费用的30 70 1 作为进行配送活动的主要基础设施 物流配送中心是物流网络中最具有影 响力的节点 是物流系统的重要基础设施 我国在1996年制定的 国内商品流 通 九五 计划和2010年远景目标纲要 2 中 就曾经提出了要在全国范围内 建设10个辐射全国的工业品配送中心 50个区域性的工业品配送中心 以及10 个农副产品配送中心的目标 3 2001年 国家六部委联合发布的 关于加快我 国现代物流发展的若干意见 中也提出 继续加强物流基础设施的规划和建设 尽快形成完善的仓储配送设施 鼓励国内不同的所有制投资者和外商投资企业 参与配送中心的建设 4 在这种背景下 我国的许多大中城市都在积极规划各 种类型的配送中心 改善城市投资环境 增强城市竞争能力 这对加快我国现 代物流业发展 对于优化资源配置 提高经济运行质量 促进企业改革发展都 具有十分重要的意义 物流配送中心选址是指在一个具有若干供应网点以及若干需求网点的经济 区域内 选择一个或者多个地址设置物流配送中心的规划过程 它在整个物流 系统中 占有非常重要的地位 属于物流管理战略层的研究问题 由于配送中 心选址的决策不仅直接关系到日后配送中心自身的运营成本和服务水平 而且 1 关系到整个社会物流系统的合理化 同时配送中心的建设投资大 周期长 回 收缓慢 且一经选定后就将会长期经营 因此配送中心选址是配送中心建设项 目规划中首要也是至关重要的一个环节 在商品资源分布 需求状况以及运输 和其他自然条件的影响下 如何将配送中心规划在同一个区域的不同点点 不 同布局方案可能将对整个物流系统的运作成本产生很大的差异 合理选址可以 有效节约费用 促进生产和消费两种流量的协调和配合 保证物流系统的高效 和平衡发展 从而降低成本 增高企业的利润 正是基于配送中心位置的重要 作用 迫切需要对其选址问题开展研究 1 2 国内外研究状况综述 1 2 1 国外选址研究状况 配送中心设施选址在整个物流配送网络的设计中是一个十分重要的决策问 题 它决定了整个物流系统的模式 结构和形状 设施选址方法的研究已发展 成为一个受人关注的研究领域 早期选址问题的早期理论是由土地经济学家和区域地理学家提出的 譬如 杜能 Johan von thunen 地租出价曲线 Bid Rend curves 认为 任何经济开 发活动能够支付给土地的最高地租或利润是产品在市场内的价格与产品运输到 市场的成本之差 阿尔弗雷德 韦伯 Alfied Weber 在 1909 年对选择一个仓库 的位置 使得仓库和顾客之间总距离最小的研究 在这项最初的研究之后 选 址理论在实践中不断得到丰富和发展 并引起了众多领域学者的关注 在国际 上 有关设施选址问题的研究己经趋于成熟 出现许多模型和算法 他们主要 从下三个角度研究了物流中心的选址问题 1 应用连续型模型选择地点 该方法认为物流中心的地点可以在平面上取任意点 该方法不限于对特定 的备选点的选择 灵活性较大 特别是在单个物流中心选址的应用中 已经得 到多数人的接受和认可 但是 由于这个地址可能位于河流 建筑物或其他无 法实现的地点 实际上找到的最优地址往往很难实施 该类方法以重心法为代 表 作者 Chan 和 Lap Mui Ann 在 1995 年题目为 Probabilistic Analysis and Practical Algorithms for Multi Echelon Distribution Models with Bin Paching Features Inventory Routing 的博士论文中 以及作者 Tibben Lembke Ronald Scott 在 1995 年题目为 Essays in Logistics Supply Contracts Location Theory Distribution Systems 的博士论文中主要运用连续型模型重点研究包括 2 路径选择在内的配送问题 2 应用离散型模型选择地点 这类方法认为物流配送中心的地点是有限的几个可行点中的最优点 最合 适的地址只能按照预定的目标从有限个可行点中选取 Aikens 教授 1985 年在文章 Facility location models for distribution planning 5 中给出了线性规划 0 1 整数规划 动态规划等 9 种基本形式的选 址模型 目标函数一般是使总的选址费用 包括固定投资费用和运输费用 最小 不同的规划形式主要取决于费用函数的形式 Mirchandani 和 Francis 6 用离散型 模型将实施选址问题进行系统研究 日本著名教授 Taniguchil 7 在 1999 题目为 Optimal size and location Planning of Public Logistics terminals 的文章中 采用双层规划求解了高速公路 交叉口附近运输网中公共物流转运站点的选址 上层规划目标是根据运输车辆 数量使总选址费用最小 下层规划考虑路网状况 遵循用户平衡条件对车辆迸 行平衡配流 Donald Waters 8 在 1999 年出版的著作 Global Logistics and Distribution Planning 中以及 Ronald H Ballou 9 在 1999 出版的著作 Business LogistiCS Management 中从物流网络规划角度分析了作为网络节点的物流中心选址问题 Homeberg K 10 博士在文章 Exact solution methods For uncapacitated location problem with convex transportation costs 中考虑了非线性运输费用的选址问题 其它代表性的方法还有 11 12 13 14 整数或混合整数规划法 此方法 的主要优点是它能够把固定成本以最优的方式考虑进去 鲍姆尔一沃尔夫 Baumol Wolfe 法 库恩 汉姆布利尔 Huehn Hambureer 法 逐次逼近模型法 模拟法 启发法等等 如果基础数据完备 该类方法得出的解是较符合实际情 况的 但由于该类方法所建立的模型多数己被证明为 NP Nondeterministic Polynomial 即非确定型多项式算法难题 不宜用线性模型来处理 因此计算 工作量很大 而且需要的基础资料也很多 3 德尔菲法在选址中应用研究 上述所有的方法都是从定量的角度思考物流中心的选址问题 而德尔菲法 从定性角度思考了选址问题 这类方法的中心思路是将专家凭经验 专业知识 做出的判断以数值形式表示 经过综合分析后对选址进行决策 作者 Chen Tung Chen 15 在 2001 年题为 A Fuzzy Approach to Select the Location of the 3 Distribution Center 中根据有关决策数据的模糊性 并以德尔菲法为基础 提 出了用于进行物流配送中心选址分析的多目标优选决策方法 模糊综合评判 并给出了算例 由于前两类方法的选址研究很难将选址中的所有影响因素考虑 周全 如地理 地形 地物 地基 环境 交通 劳动力 城市用地 城市发 展等等 并且即便想把这些因素考虑全面 也很难量化形成模型中的约束条件 而德尔菲法可以充分考虑这些因素 这是德尔菲法的优势 但德尔菲法的劣势 在于主观因素和专家的经验占很大的成份 现在很多学者把德尔菲法和定量的 方法相结合 取得了不错的效果 而且 还增加了德尔菲法的说服力 1 2 2 国内研究情况 孙会君 高自友在 交通运输工程学报 2002 年 12 月一期上发表的题为 一类有竞争的物流配送中心选址模型 16 对如何进行有效的选址决策问题 进行了研究 建立了一个选址决策模型 把求解的问题归结为无约束的非线性 规划问题 并江苏大学硕士学位论文给出了迭代算法 最后对如何解决考虑多 种选址影响因素及多个新增配送中心的复杂情况进行了讨论 接下来 高斌 张仁颐在 物流科技 2003 年第 5 期中题为 物流中心选址的一种新模型 17 中 全面思考与物流中心选址相关的各种因素 综合利用数学模型 层次分析 法 Delphi 法 通过定量与定性分析 建立了一种新的选址模型 孙文霞 魏 连雨在 河北工业大学学报 2002 年 12 月一期中题为 区域物流中心选址问 题的综合分析 18 中 根据模糊数学理论 对多因素决策问题提出贴近度的方 法比较被选地址与理想目标的接近程度 用层次分析法确定各评价指标的权重 与隶属函数综合成隶属度 并用实例说明该方法的有效性 这种综合分析的方 法很值得借鉴 杨虹 邱祝强在 铁道运输与经济 第 26 卷第 7 期中题为 改进层次分析法在配送中心选址中的应用 19 中 最大的特点是使用了一种 改进层次分析法 即在确定指标重要性排序指数时采用了一种代数计算方法 但这种方法存在一定的模糊性 不具有推广性 戴英姿 马啸来在 石家庄铁 道学院学报 第 17 卷第 1 期中题为 配送中心选址方案的综合评价方法 20 中 采用层次分析法确定方案影响因素及子因素的权重 对配送中心选址方案 的综合评价分析收到了较好的效果 陆琳琳 张仁颐在 物流科技 第 26 卷 第 97 期发表的题为 一种新的物流中心选址方法 21 中 黄小青在 现代物 流 中发表的题为 模糊综合评判方法在物流中心选址中的应用 22 中 在物 流中心选址中对模糊综合评判方法的使用非常清晰和完善 很值得借鉴 胡刚 王淑琴 李铁柱 朱中在 公路交通科技 第 19 卷第 6 期中发表的题为 针对 第三方物流企业的物流中心选址模型研究 23 中 针对第三方物流企业 提出 4 以物流中心自身能够取得的最大利益为目标的区域物流中心选址模型 并且考 虑了物流中心固定运营成本和可变成本等成本因素 通过对模型分析 分解和 过滤 结合实际情况 提出一种启发式算法对模型进行求解 本文的撰写从中 受到很大的启发 这些作者都是对物流中心选址的数学模型的研究 一般运用 了下面几种方法的一种或者两种 非线性规划 层次分析法 模糊综合评判法 另外 贺政刚 帅斌 廖伟在 交通标准化 2004 年第 5 期中发表的题为 GIS 在物流中心选址中的应用 24 中还使用了 GIS 方法 陈曦 傅明在 计算技术与自动化 第 20 卷第 4 期中发表的题为 GIS 环境下的物流配送 中心选址模型与算法研究 一文中 25 使用了遗传算法 即都是对物流中心选址 的微观层面分析 1 3 本课题研究方法和研究内容 理论的发展总是和相关方面的实际经济水平发展基本同步的 两者的发展 趋势也是基本相同的 随着互联网的发展 越来越多的越来越多的 B2C 和 C2C 企业开始建立自己的物流中心以及目前世界各地都在兴建大型的物流园区的趋 势看 物流中心选址的问题将会由单一的物流中心选址到多个物流中心集聚的 物流中心群的选址问题演进 上升到宏观层面的研究 即本课题未来将主要研 究物流中心的布局规划问题 通过参阅资料和实际研究 本文从定性和定量两个方面选择了影响物流配 送中心选址的各种因素 并且通过 Floyd 算法 层次聚类分析法得到如何取得 最优选址方案的过程 本文具体有五章 其中物流配送中心选址的模型建立以 及其求解是研究的核心内容 1 4 论文框架 论文具体分为五章 其中配送中心选址的模型建立以及其求解是本论文研 究的核心内容 第一章为概论 主要阐述了论文的研究背景 研究的目的意义 国内外对 配送中心选址的研究的现状以及本论文的框架 第二章为配送中心以及选址的相关内容进行介绍和分析 首先介绍了物流 中心的含义 形成原因 配送的概念 配送中心的分类以及其功能和作用 便 于大家对物流中心的整体理解 然后介绍了物流中心的相关理论 包括物流中 心的选址原则 影响因素等 第三章为详细介绍配送中心选址的一般方法 本章从单点选址模型和多点 5 选址模型的角度回顾了配送中心选址模型和其方法 分析其中影响选址的各种 因素 重点介绍构建多配送中心选址模型 第四章为配送中心选址模型的建立以及求解算法 并提出了求解所建立模 型的方法 重点阐述了 Floyd 算法和层次聚类的基本流程 以及两者结合完成 物流中心选址的实现技术 第五章为算例分析 对一个具体算例 在 vc6 0 环境下调用 matlab7 1 函数 进行混合编程 求解模型 第六章为结论 该部分为本文内容进行总结 并提出了物流配送中心选址 工作有待进一步研究的地方 论文框架结构图如图 1 1 所示 图图 1 1 论文框架结构图论文框架结构图 1 5 本章小结 本章为概论部分 对论文课题的背景以及国内外研究情况做了介绍 叙述 了企业特别是电子商务企业物流配送系统的发展状况 讨论了物流中心选址的 研放方法和目的 介绍了论文的结构 6 7 第二章 物流中心相关理论综述 网络购物的迅猛发展 已经改变了我们的传统消费方式 而物流运输也融 入我们日常生活中 我们对物流重要性认识的也不断深入 第三方利润源泉 的理念已经被越来越多的人士所认同 物流在国民经济中的地位日益凸显出来 如何降低物流成本 提高物流效率和物流服务水平 是我们网络购物便捷与否 的首要因素 也因此倍受企业关注的一个问题 而作为物流网络中的一个子节 点的配送中心 也开始逐渐引起了人们的重视 本章主要介绍配送中心的基本 概念 发展 分类 功能 选址影响因素 从而为配送中心的科学选址提供了 基本的理论依据 2 1 物流配送中心的概述 2 1 1 物流配送的兴起 20 世纪下半夜 由于经济的不断发展 科学技术的不断进步 我们开发利 用自然资源的速度在迅速的加大 货物运输量也在急剧的增加 运输行业得到 了前所未有的发展 同时 企业却面领着交货周期不断缩短 产品质量需要不 断 成本不断降低和服务需求持续改进的压力 市场竞争越来越激烈 26 因此 为了适应各种不同层次消费者的需求 零售行业出现了很多各具特色的业态形 式 比如专卖店 无店铺销售 连锁经营等等 这不仅为商品流通提供多样化 的渠道 同时也促使生产 销售结构发生变化 推动物流环节的高效化和重新 组合 传统仓库的概念逐渐被打破 物流配送得到了更长远的发展 作为物流 结点的仓库从原来的单一保管功能迅速向收货 分货 装卸加工 配送等多功 能方向发展 港口 码头 骑车和火车货站 机场货站 城市仓库等物流结点 都在扩展自己的功能 许多物流结点逐渐演变成现代物流配送中心 2 1 2 配送中心的概念 物流配送活动是在物流发展的客观过程中产生并不断发展的 这一活动过 程随着物流活动的深入和物流服务社会化程度的提高 在实践中不断演绎和完 善 着其组织机构 我们将组织配送型销售和专门执行实物配送活动的流通构成 物流配送中心 配送中心具有集货 分货 送货等基本功能 为提供更完善的 8 配送服务 配送中心有时还具有较强的流通加工能力 物流配送中心是物流配送中的一种主要形式 是在实践中产生并发展的 因此 国内外学者对配送中心的界定不完全相同 例如 日本 市场用语词典 将物流配送中心定义为 一种物流结点 它不以贮藏仓库的这种单一的形式 出现 而是发挥着配送职能的流通仓库 也可称作基地 据点或流通中心 配 送中心的目的是降低运输成本 减少销售机会的损失 为此而建立设施 设备 并开展经营 管理等工作 而日本 物流手册 对物流中心的定义则是 物 流配送中心是从供应者手中接受多种大量的货物 进行倒装 分类 保管 流 通加工和情报处理等作业 然后按照众多需要者的订单要求备齐货物 为达到 令人满意的服务水平而进行配送的设施 不管从哪个角度来定义物流配送中心 有一点是可以肯定的 即物流配送中心是一种以物流配送活动为核心的经营管 理组织 其目的是为了提供高水平的配送服务 因此 要求其具有现代化的物 流设施和经营管理理念 2 1 3 物流配送中心的分类 对于配送中心的分类 目前还没有形成统一的划分标准 但是无论对于政 府还是企业 在进行配送中心规划时 首先都应该根据具体条件确定建设一个 什么类型的配送中心 避免重复建设 供需不一致造成的浪费 因为不同类型 的配送中心在选址或功能设计时 所考虑的影响因素不同 导致选址的结果也 不一样 因此本节将分别按照专业化程度 配送领域广泛程度和内部特性对配 送中心进行划分 27 从专业化程度的不同 可划分为以下两类 专业配送中心 专业配送中心大体上有两个含义 一是配送对象 配送技 术属于某一专业范畴 在某一专业范畴有一定的综合性 综合这一专业的多种 物资进行配送 例如多数制造业的销售配送中心 专业配送中心第二个含义是 以配送中心为专业化职能 基本不从事经营的服务型配送中心 柔性配送中心 在某种程度上是和专业配送中心对立的配送中心 这种配 送中心不向固定化 专业化方向发展 而向能随时变化 对用户要求有适应性 不固定供需关系 不断向发展配送用户和改变配送用户的方向发展 按配送领域广泛程度的不同 可划分为以下两类 城市配送中心 以城市范围为配送范围的配送中心 由于城市范围一般处 于汽车运输的经济里程 这种配送中心可直接配送到最终用户 且采用汽车进 行配送 所以 这种配送中心往往和零售经营相结合 由于运距短 反应能力 强 因而从事多品种 少批量 多用户的配送较有优势 9 区域配送中心 以较强的辐射能力和库存准备 向省洲际 全国乃至国际 范围的用户配送的配送中心 这种配送中心配送规模大 一般而言 用户的规 模和配送的批量也较大 往往是配送给下一级的城市配送中心 也配送给营业 所 商店 批发商和企业用户 虽然也从事零星的配送 但不是主体形式 按配送中心的内部特性的不同 可划分为以下三类 储存型配送中心 有很强储存功能的配送中心 一般来讲 在卖方市场下 企业成品销售需要有较大库存支持 其配送中心可能有较强储存功能 在买方市 场下 企业原材料 零部件供应需要有较大的库存支持 这种供应配送中心也 有较强的储存功能 大范围配送的配送中心 需要有较大库存 也可能是储存 型配送中心 流通型配送中心 基本上没有长期储存功能 仅以储存和随进随出方式进 行配货 送货的配送中心 这种配送中心的典型方式是 大量货物整进并按一 定批量零出 采用大型分货机 进货时直接进入分货机传送带 分送到各用户 货位或直接分送到配送汽车上 货物在配送中心里仅被少许停滞 如日本阪神 配送中心内只有暂存区 大量储存则依靠一个大型补给仓库 加工配送中心 许多材料都指出配送中心的加工职能 即根据需要对物品 进行包装 分割 计量 分拣 刷标志 组装等简单作业 实现产品的价值增 值 28 但是加工配送中心的实例 目前见到不多 2 1 4 物流中心的功能 一般来说 物流中心可以具备运输功能 储存功能 装卸搬运功能 包装 功能 配送功能 信息处理功能 流通加工功能等七大基本功能 有的物流人士 认为有六大基本功能 而把流通加工作为一种延伸功能 但这并不是说所有的 物流中心都必须具备所有的这些功能 或者说不能具有其他的功能 事实上 一个物流中心应该有其核心功能 并且物流中心的功能应该根据情况向上 向 下进行延伸 在实际设计中最为关键的是确定如何向上 向下延伸及延伸的范 围 当然 物流中心至少具备两种以上的基本功能 并能有效利用 否则不能 称其为物流中心 只是一般的物流节点 1 运输功能 运输是物流各环节中最主要的部分 是物流的关键 有人把运输作为物流 代名词 运输方式有公路运输 铁路运输 船舶运输 航空运输 管道运输等 没有运输 物品只能有存在价值 没有使用价值 即生产出来的产品 如果不 通过运输 送至消费者那里进行消费 等于该产品没有被利用 因而也就没有 产生使用价值 10 2 保管功能 保管同样是物流各大环节中十分重要的组成部分 产品离开生产线后到最 终消费之前 一般都要有一个存放 保养 维护和管理的过程 也是克服季节 性 时间性间隔 创造时间效益的活动 虽然人们希望产品生产出来后能马上 使用 使物流的时间距离 即存放 保管的时间尽量缩短 最好接近 零 但 这几乎是不可能的 既便从生产厂到用户的直达运输 在用户那里也要有一段 时间的暂存过程 因此说保管的功能不仅不可缺少 而且很有必要 为了防止 自然灾害 战争等人类不可抗拒事件的发生 还需要进行战略性储备 3 包装功能 包装可大体划分为两类 一类是工业包装 或叫运输包装 大包装 另一类 是商业包装 或叫销售包装 小包装 工业包装的对象物有水泥 煤炭 钢材 矿石 棉花 粮食等大宗生产资料 用火车运煤和矿石时 只要在车皮上盖上 毡布 用绳索固定即可 从国外进口大麦 小麦 只以散装的形式倒入船舱 不必进行装袋 水泥运输也强调散装化 以便节约费用 便于装卸和运输 但 是无包装也好 简单包装也好 有一个原则不能违背 这就是要防水 防潮 防挤压 防冲撞 防破损 防丢失 防污染 同时还要保证运输途中不变质 不变形 不腐蚀 保险 保新等 此外 还有几点也是包装应该遵守的原则 这就是产品包装后要便于运输 便于装卸 便于保管 保质保量 有利于销售 工业发达的国家 在产品设计阶段就考虑包装的合理性 搬运装卸和运输的便 利性 效率性以及尊重搬运工人的能力 如每个包装单位不超过 24 千克 这样 的重量妇女也可以承受 等 商业包装的目的主要是促进销售 包装精细 考究 以利于宣传 吸引消费者购买 4 装卸搬运功能 装卸搬运是物流各个作业环节连接成一体的接口 是运输 保管 包装等 物流作业得以顺利实现的根本保证 装卸经常是与搬运伴随发生的 装卸和搬 运质量的好坏 效率的高低是整个物流过程的关键所在 我们知道 产品或制品 半成品在生产线上的移动本身就是一个搬运装卸 的过程 包装后有装卸车 出入库等搬运作业 物品的整个运输 保管和包装 各个环节中 不知要装卸搬运多少次 如果装卸搬运工具 设施 设备不先进 装卸搬运效率低 商品流转时间就会延长 商品就会破损 自然就会增加物流 成本 影响整个物流过程的质量 5 流通加工功能 谈到流通加工功能 不妨先举几个实例 比如 深海捕鱼时 轮船一出海 至少一个月才能返回 为了防止海产品腐烂变味 也为了减少占用空间 渔民 们在轮船上进行分选 挖膛等加工 这叫鱼的流通加工 再有 钢卷在流通中心 11 进行剪切 套裁 弯曲 压型等工序也是流通加工 叫钢材流通加工 还有 水 泥搅拌站将沙石 水泥和添加剂加以搅拌后 再运往工地浇注 也同样是流通 加工 叫水泥流通加工 此外 将砍下来的原木运到木材厂加工成板材 板坯或 制成复合材料等也是流通加工 叫木材流通加工 由此看来 所谓流通加工就是产品从生产到消费之间的一种增值活动 属 于一种产品的初加工 是社会化分工 专业化生产的一种形式 是使物品发生 物理性变化 如大小 形状 数量等变化 的物流方式 6 配送 配送是一种新型流通体制和现代物流方式 它可以作为一种体系加以研究 配送作为一种功能提出来 可能是要说明物流系统的整体性和配送的重要性 配送功能是多种物流功能的有机结合 而具有相对独立特征的还是配货和送货 两种功能 以配送业务为主要业务的物流中心便可称为配送中心 7 信息功能 物流信息是连接运输 保管 装卸 搬运 包装各环节的纽带 没有各物 流环节的通畅和及时供给 就没有物流活动的时间效率和管理效率 也就失去 了物流的整体效率 物品从生产到消费过程中的运输数量和品种 库存数量和 品种 装卸质量和速度 包装形态和破损率等信息都是物流活动质量和效率信 息 准确掌握这些信息 是搞好物流管理的先决条件 企业通过不断地收集 筛选 加工 研究 分析各类信息 并以此为依据 判断生产和销售方向 决 定企业经营战略 是在竞争中保持不败的重要条件 2 2 物流中心选址的影响因素 2 2 1 在供应链中的位置 供应链是指在生产及流通过程中 为将物品或服务提供给最终消费者而创 造价值 联结上游与下游所形成的组织网络 为了提高效率 降低成本 供应 链中的物流活动应该按照专业化原则进行组织 以物流中心为基础组织 物流 就是这种专业化要求的具体体现 原材料供应商 制造商 分销商 零售商 专业物流企业都需要物流中心 他们也都可以建设自己的物流中心 由于在供应链中所处的位置不同 其功能 也不尽相同 原材料供应商需要的物流中心是把原材料配送给工业企业 它的客户主要 是工厂 处理对象主要是生产商品所需的原材料 零部件 原材料与零部件的 数量之间有相对固定的比例关系 配送物品的品种可能不断增加 所以物流中 12 心应有配套的储存 分拣 及时配送 加工和预处理等方面的功能 制造商需要的物流中心有两种 一种是为制造活动提供支持的物流中心 它的功能要求与原材料供应商需要的物流中心基本相同 另一类是为制造商的 产品分销提供支持的物流中心 国内外情况表明 制造商自己建立分销网络的 情况越来越多 大的制造商还建立 NDC RDC 结构 整体分发中心 区域配送中 心 这类物流中心的市场覆盖面要广 分销能力强 市场信息的收集和传递要 及时 因此运输和配送功能要强 需求预测及订单处理功能要完善 分销商一般从事专业批发业务 物流作业具有大进大出 快进快出的特点 它强调批量采购 大量储存 大量运输的能力 大型分销商需要大型的仓储 运输设施 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 因此需要具有与上游 下游良好的信息接口的高效信息网络 零售商需要的多为配送中心 RDC 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 需要配送中心提供订单处理 采购 分拣 配送 包装 加工 退货等全方位的服务 其功能要求比较复杂 第三方物流则利用物流中心这一载体向客户提供物流服务 它所需要的物 流中心可以是具有某一方面功能 如仓储 运输 配送 的专业物流组织 也可 以是具有综合能力的物流中心 还可以是集商流 物流 信息流及其他延伸的 增值服务于一体的物流组织 它提供的物流服务必须高度专业化 一条供应链可能由几个物流中心组成 因此必须分析物流中心在供应链中 所处的环节 客户的要求 进而才能决定需要的功能 2 2 2 服务范围 自用型物流中心的服务范围主要在本企业 部门 经营业务范围内 而公共型 物流中心所面对的客户更加广泛 供应链中的任何成员均可成为客户 公共型 物流中心需要的物流设施一般应有一定规模 大型物流中心必须具有综合性和 配套性的特点 我国非常需要公共型物流中心 它不仅可以提高物流服务的专 业水平 而且有利于提高物流行业的资源利用效率 我国目前建立的自用型物流中心较多 造成了一些重复建设和资源浪费现 象 国内最好的物流中心并不是公共型物流中心 而是自用型物流中心 这说 明我国建设公共型物流中心具有广泛的市场潜力 2 2 3 商品的特性 物流中心的功能要与商品的特性相吻合 国外有专门的服装物流中心 电 器物流中心 食品物流中心 干货物流中心 生鲜商品物流中心 图书物流中 13 心等 有的甚至是专门处理某一更小类别商品的物流中心 试图建立一个能满 足所有商品物流需要的物流中心是不实际的 因为物流中心处理不同的商品时 需要一定的专用的设施和技术 一个物流中心没有必要也不可能配备能处理所 有商品的物流设施和技术 企业要建立合适的物流中心 首先要选出最合适的建设地点 因此 企业 有必要熟悉物流中心的基本概念 类型以及基本功能 并要理解影响物流中心 功能发挥的主要因素 这样企业才能明确要建立的物流中心应具有的具体功能 要建立什么类型的物流中心等等 这些基本的问题全部明确之后 才有可能选 出拟建的物流中心的理想地点 2 3 本章小结 配送中心这个概念是随着物流业的蓬勃发展逐渐进入人们的视野的 随着 信息技术在世界范围的普遍应用 物流将成为制约商品流通的真正瓶颈 而建 立配送中心 有利于微观经济的发展 也会给社会带来十分有利的经济效益 尤其在普遍追求效率和效益的社会里 物流配送中心作为物流网络系统中的一 个节点 必将进一步加快物流过程 降低物流成本 提高物流作业效率 增加 物流透明度 从而促进流通业的快速发展 本章主要介绍了配送中心的基本概 念及其形成发展 分类及功能 选址影响因素等 这些基础理论知识的概述为 配送中心地址科学选择提供了理论依据 14 第三章 物流中心选址常用模型 3 1 单配送中心选址模型 3 1 1 重心法 单配送中心选址是指计划区域内设置唯一的配送中心选址问题 对单一配 送中心进行选址 重心法是一种有效的选址方法 该方法根据运输费用最低的 原则进行 且在选址计算式 做如下假设 1 需求量往往被聚集在一定数量的点上 每个点代表分散在一定区域内的 众多顾客的需求总量 2 忽略不同地点选址可能产生的固定资产构建 劳动力成本 库存成本等 成本差异 3 运输费率的线性假设 4 静态选址假设 如果一个配送中心为多需求点配送货物 配送中心的位置应该选在运输费用最 小的地方 假设有 n 个零售店 各自的坐标为 xi yi i 1 2 3 上 现假 设配送中心设置在 xp yp 处 有 3 1 1 n i i HC 式中 H 从配送中心到个零售店的总运输费用 CI 从配送中心到个零售店的运输费用 而 Ci又可以用表达式表示 iiii Ca wd 3 2 式中 ai 表示从配送中心到零售店 i 每单位运量 单位运距的运输费用 wi 表示配送中心到零售店 i 的运输量 di 表示从配送中心到零售店 i 的直线距离 则有 3 22 00 iii dxxyy 3 15 则运输费用总额计算公式 3 22 00 11 nn iiiiiii ii Ha wda wxxyy 4 在选址是应当保证总运输费用最小 即 H 最小 令 3 0 1 0 0 n iii i i a w xxH xd 0 1 0 0 n iii i i a w yyH yd 5 解方程得 3 6 1 0 1 n iii i i n ii i i a w x d x a w d 1 0 1 n iii i i n ii i i a w y d y a w d 由于上述两式中仍有未知数 x0 y0的 di项 所以一次不能求出 x 0 y 0 通 常是假定一个初始 x0 y0 值 然后采用迭代法反复计算 直到求得最小 的运输成本费用所对应的 x 0 y 0 目前函数中如果考虑到从工厂到配送中心的运输费用 也能够求出从工 厂到配送中心 再到各个零售店的总运输成本最小的配送中心建设地点 这时 只需要将工厂作为前述那样的零售店来处理 wi作为从工厂到配送 中心的运输量 ai bi相应标识从工厂到配送中心的运输费用和距离即可 这个方法的优点是不限于特定的备选点 灵活性较大 但是 由于自由 度较大 实际中很难找到最优的可行建设点 因为这个求出的最优点可能 位于河流 湖泊或其他无法实现的地点 同时 模型中所使用的距离均为 直线距离 这与实际情况的差别是很大的 尤其是在城市内的配送情况 相差更大 3 2 多配送中心选址模型 在现实当中 一个企业通常不会只考虑建设一个配送中心 而是考虑建设 多个配送中心 因此 多配送中心选址模型在实际当中更加受到有关人士的欢 迎 多配送中心选址模型可以分为两类 一类是配送中心 网点 无限制的情况 16 另一类是配送中心 网点 有限制的情况 实际上 配送中心 网点 有限制的情况 只需要在模型中增加一个配送中心 网点 数目的限制约束就可以了 在这里 只简单介绍 2 种多配送中心选址模型 3 2 1 鲍姆尔 沃尔夫 Baumol wolfe 模型 29 对于从几个工厂经过几个物流中心向用户输送货物问题 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 向那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 该 问题的层次架构可以如下图所示 其中 K 表示工厂 J 表示物流中心 I 表示顾客 总费用算法 3 7 ijkkiijijkiiii i j kii f XchXv wFr W 式中 0 0 01 1 1 i i i W r W W 其中 cki为从工厂 k 到物流配送中心 i 每单位运量的运输费用 hij为物流配送中心 i 向用户 j 发送单位运量的发送费用 cijk为从工厂 k 通过物流配送中心 i 向用户 j 发送单位运量的费用 即cijk cki hij Xijk为