物流运筹学导论PPT课件

1、目录 1.1 运筹学概述 1.2 现代物流的产生、发展与基本概念 1.3 物流运筹学的主要内容第1页/共62页1.1 运筹学概述 定义：运筹学是一门研究各种资源的运用、规划以及相关决策等问题的学科，其目的是根据问题的要求，通过数学的分析和运算，做出系统的、合理的优化安排，以便更经济、更有效地利用有限的资源。 简略地说，是运用科学的数量方法（主要是数学模型）研究对人力、物力进行合理的规划和运用，寻求科学决策的综合性交叉学科。 第2页/共62页运筹学的思想 中国史记中的“运筹与帷幄之中，决胜于千里之外” 战国时期的田忌赛马（对策论）第3页/共62页1.1.1 运筹学的产生 运筹学作为科学名词是出现

2、在20世纪30年代末，但作为运筹学的早期工作其历史可追溯到1914年 。 最早的运筹学工作是英国科学家在一战期间进行的高射炮系统研究，主要是研究战争胜负与兵力多寡、火力强弱之间的关系；在反潜战中也有研究，用统计数据设计“战术对策演示盘”决策，免受潜艇攻击（回避或攻击潜艇） 二战时，英国空军成立了“运筹”学小组，主要从事警报和控制系统的研究，如设计将雷达信息传递给指挥系统、武器系统的方式、雷达与防空武器的最佳配置等等，对抗德国攻击英伦三岛时发挥巨大作用。（classical）第4页/共62页 美国、加拿大等国研究护航、反潜等等，如适当的护航编队减少运输船队损失；改进搜索方法以发现敌军潜艇；改进深

3、水炸弹的起爆深度等。 二战时期，运筹学的特点主要表现在：定量化和系统化方法迅速发展，采集真实的实际数据，多学科密切合作。第5页/共62页1.1.2 运筹学的发展 第二次世界大战后，在英、美军队中相继成立了更为正式的运筹研究组织，并以兰德公司(RAND)为首的一些部门开始着重研究战略性问题。 二战后，运筹学主要转向经济活动的研究，研究活动中能用数字量化的有关运用、筹划与管理等方面的问题，通过建立模型的方法或数学定量方法，使问题在量化的基础上达到科学、合理的解决，并使活动系统中的人、财、物和信息得到最有效的利用，使系统的投入和产出实现最佳的配置。 第6页/共62页 50年代运筹学成为一门独立的学科

4、，其主要标志是大量运筹学会的成立和相应期刊的问世 1. 英国1948年创立运筹学会 2. 美国1952年成立运筹学会；1953年成立管理科学研究所，刊物分别为“运筹学”和“管理科学” 3. 19561959有10个国家成立运筹学会，并有6种 期刊问世 4. 1959年国际运筹学会成立 5. 1986年已有38个国家有运筹学会 60年代运筹学迅速普及和发展第7页/共62页 1951年，莫尔斯和金伯尔运筹学方法，主要是运筹学的军事应用 1947年，单纯形法 1950年，LP对偶理论 1951年，非线性规划理论 1954年，网络流理论 1955年，随机规划 1958年，整数规划及割平面法，动态规划等

5、第8页/共62页 60年代以来，开始处理大型、复杂问题 eg. 军事问题、教育问题、污染问题、交通运输问题、市场需求预测问题、人力资源管理问题 广泛应用于能源、预测、会计金融、销售、存储、计算机与信息系统、设计、城市服务系统、保健与医疗、电气、加工工业以及第三产业等。第9页/共62页运筹学在我国的发展 运筹学在1956年曾称为运用学，到1957年正式定名为运筹学 。 运筹学在我国的发展始于1955年，钱学森、许国志等教授结合我国的特点将运筹学由西方引入我国。 1980年我国成立运筹学会。第10页/共62页1.1.3 运筹学模型1. 模型的定义：模型是客观事物的简化和抽象，是研究者经过思维抽象后

6、用文字、图表、符号、关系式及实物对客观事物的描述2. 模型的种类：形象模型、模拟模型和数学模型3. 数学模型：用字母、数字和运算符来精确地反映变量之间相互关系的式子或式子组。4. 数学模型三要素：决策变量、目标函数和约束条件。5. 建立数学模型常用的假设第11页/共62页建立数学模型常用的假设(1) 离散变量的连续性假设；(2) 非线性函数的线性假设；(3) 非主要因素的不相关假设；(4) 随机变量的确定性假设；第12页/共62页运筹学解决问题的方法步骤 明确问题 建立模型 设计算法 整理数据 求解模型 评价结果明确问题建立模型设计算法整理数据求解模型评价结果简化？满意？YesNoNo第13页

7、/共62页1.1.4 运筹学的基本内容 线性规划及其扩展 非线性规划 动态规划 存贮论 图论 排队论 对策论 决策论 第14页/共62页1.2 现代物流的产生、发展与基本概念 中国与发达国家物流成本的比较第15页/共62页例1-2企业物流成本调查结果第16页/共62页 从表中可以看出，我国物流费用占国民生产总值的比重16.9%，事实上，国内物流专家认为可能还要高，在18%或19%左右，远远高于发达国家的10%左右水平。 物流是商业活动中成本最高的活动之一 物流对企业经营成本的成败是非常关键的第17页/共62页1.2.1 现代物流的产生和发展 物流（Logistics）从直观上理解，就是物质实体

8、的流动，是一种有方向的位移（包括空间和时间的）。 物流中的“物”是同时具备物质实体特点和可以进行物理性位移的一部分物质资料；“流”则是物理性运动，可以是地理性的大范围运动，也可以是同一地域、同一环境中的小范围运动。 人类对物流的认识是一个不断完善发展的过程。第18页/共62页（1） 物流的产生 Logistics一词源于20世纪30年代的美国军事系统，从Physical Distribution（实物分配，简写为PD）演变而来 二战后，Logistics被应用于经济领域，具有重要的经济活动价值，也可以为企业增加新的管理和结构模式 20世纪50年代，日本从美国引入物流管理技术 20世纪80年代，

9、我国从日本引进“物流”一词，并移植其定义为“商品销售过程中的物流活动过程”第19页/共62页（2）物流的发展过程 1. 实物配送阶段（physical distribution）：使产品高效低廉地到达消费者的物流环节 2. 综合物流阶段（integrated logistics management）：物流管理与实物配送相结合 3. 供应链管理阶段（supply chain management）：全过程中的一切相关活动及其信息系统的综合管理，实现各方利益共享（供应链管理的概念）第20页/共62页1.2.2 现代物流概念界定、表述 物流，顾名思义，指物的流动，是将物的实体（原材料、制成品等）通

10、过空间上的位移和时间上的延续从生产领域向消费领域转移过程中的一系列物的实体运行。 物流管理是将物流作为系统，运用各种管理手段和技术方法使整个物流活动效益最大化。第21页/共62页(1) 物流的各种定义 2001年8月正式颁布实施的中国国家标准（物流术语GB/T18354-2001）中物流的定义：物流是指物品从供应地向需求地的实体流动过程。根据实际需要，将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机结合第22页/共62页国外关于物流的各种定义 1935年，美国销售协会对物流定义：“物流是包含于销售之中的物质资料和服务，从生产地点到销售地点流动过程中伴随的种种经济活动”

11、。这也是PD时代最具代表性的定义。 日本于20世纪60年代引进“物流”一词，并解释为“物的流通”，“实物流通”的简称。日本通产省物流调查会的定义：物流是制品从生产地到最终消费者的物理性转移活动，具体由包装、装卸、运输、保管以及信息等活动组成。 日通综合研究所1981年在物流手册上定义：物流是物资资料从供给者向需要者的物理性移动，是创造时间性、场所性价值的经济活动。从物流的范畴来看，包括：包装、装卸、保管、库存管理、流通加工、运输、配送等活动。第23页/共62页 1963年，美国物流管理协会 (National Council of Physical Distribution Managemen

12、t, NCPDM)对物流管理 (Physical Distribution Management) 的定义：为计划、执行和控制原材料、在制品库存及制成品从起源地到消费地的有效率的流动而进行的2种或多种活动的集成。这些活动可能包括但不仅限于：顾客服务、需求预测、交通、库存控制、物料搬运、订货处理、零件及服务支持、工厂及仓库选址、采购、包装、退货处理、废弃物回收、运输、仓储管理。（从管理角度） 1985年下半年，美国物流管理协会名称改为(The Council of Logistics Management, CLM)。对物流（Logistics）的定义：物流是对货物、服务及相关信息从起源地到消费

13、地的有效率、有效益的流动和储存，进行计划、执行和控制，以满足顾客要求的过程。该过程包括进向、去向、内部和外部的移动以及以环境保护为目的的物料回收。第24页/共62页此后，logistics的研究视角定位在供应链上，并成为物流的标准用语而广泛应用。 1994年，欧洲物流协会(European Logistics Association, EIA) 将物流定义为：物流是在一个系统内对人员和商品的运输、安排及与此相关的支持活动进行计划、执行和控制，以达到特定的目的。 1998年，美国物流管理协会将物流（Logistics）的定义修改为：物流是为了迎合顾客需求而对原材料、半成品、产品及相关信息从产地到

14、消费地的高效率、低成本流动和储存而进行的规划、实施控制过程 。（这是国际较通用的定义）第25页/共62页(2) 物流概念的基本表述 物流是指为客户提供从生产地到消费地的原材料、中间产品和制成品的储存、搬运以及信息服务的全过程 物流是一个系统，其中存在三种流：产品流、资金流和信息流。这三者一起组成一个供应链 物流包括供应、物料管理和实物配送等多个环节 物流的本质是多快好省第26页/共62页1.2.3物流活动及其基本元素根据CLM的物流定义，如图1-1所示，物流网络可分为以下三段： 供应、采购物流（Inbound logistics）：供应商至生产商之间的原材料供应、流动的管理 物料管理（Mate

15、rial management）：生产商在生产领域对物料的管理，以达到生产效率最大化 实物配送（Physical distribution）：流通领域的产品流动，也指产品从产家到客户手中的过程第27页/共62页图1-1物流网络图第28页/共62页物流活动的基本元素 采购（purchasing） 订单处理（order processing） 生产计划（production planning） 运输（transportation） 仓储（warehousing and storage） 库存控制（inventory management） 包装（packaging） 物料搬运（material h

16、andling） 配送与选址（physical distribution and location） 客户服务（customer service） 回收（reverse）第29页/共62页关键性物流活动 Order management (订单管理）订单传输方式订单资料管理 Customer service（客户服务）设定客户服务水平确定客户对服务的反应 Traffic and transportation（运输）运输方式与服务的选择运输路线运输批量第30页/共62页 Distribution and warehousing management （配送与仓储管理）配送路线的确定；配送管理；

17、Inventory management（库存管理）库存水平；存储点的个数、规模与选择；控制方法； 信息管理信息处理；数据分析及控制 配送中心、仓库与工厂选址第31页/共62页支持性物流活动 Packing（包装）种类作用 Materials handling（物料搬运）设备选择；货物的拣取 Distribution processing （流通加工）形式和内容作用第32页/共62页1.2.4 物流分类 按物流在经济中的运行划分（1）宏观物流：社会再生产总体的物流活动，具有综观性和全局性，主要研究内容有物流总体构成、物流与社会的关系在社会中的地位、物流与经济发展的关系、社会物流系统和国际物流系

18、统的建立和运作等（2）微观物流：消费者、生产者企业所从事的实际的、具体的物流活动第33页/共62页 按物流活动的运作主体划分（1）社会物流：超越一家一户的、以社会为范畴、面向社会为目的的物流，往往由专门的物流承担人（第三方、第四方物流）（2）企业物流：从企业角度研究与之有关的物流活动，包括生产物流、供应物流、销售物流、回收物流等第34页/共62页 按物流活动空间范围划分（1）国际物流：伴随和支撑国际经济交往、贸易活动和其他国际交流所发生的物流活动（2）国内物流：相对国际物流而言，可分为城市、城际、城域、省城、地区等不同服务范围的物流类别第35页/共62页 按物流服务对象划分（1）一般物流：带有

19、普遍性、通用性和共同性的物流活动，或指没有特殊要求的物流活动（2）特殊物流：专门范围、专门领域、特殊行业在遵循一般物流规律的基础上带有特殊制约因素、特殊应用领域、特殊管理方式、特殊劳动对象、特殊机械装备特点的物流第36页/共62页1.2.5 物流学的主要观点1）商物分离说（商物分流）商物分离前商物分离后第37页/共62页2）“黑大陆”说3）“物流冰山”说4）“第三个利润源”说5）“效益悖反”说6）“成本中心”说第38页/共62页1.2.6 物流的作用和地位 物流涵盖了全部社会产品在社会上与企业中的流通过程。其作用可归纳如下： 物流是实现商品价格和使用价值的条件（无论生产、生活资料商品，在进入生

20、产性消费和生活消费之前，价值和使用价值都是潜在的，必须借助实物运动来实现） 合理的物流对提高全社会的经济效益起着十分重要的作用（经济效益是指各种社会实践活动劳动占用和物质消耗有效性的评价，合理物流可以节约社会资源、节约运力、减少库存加速周转）第39页/共62页物流在经济中的地位（1）物流是国民经济的动脉，是连接国民经济各部分的纽带（2）物流技术的进步和发展是决定国民经济生产规模和产业结构变化的重要因素（3）物流是生产过程不断进行的前提，又是实现商品流通的物质基础第40页/共62页1.3 物流运筹学 物流系统的规划和设计在一定程度上离不开运筹学方法，特别是一些与数量有关的决策，如物流设施选址、最

21、短运输路径等。运筹学被大量地应用在各种物流活动中，形成了一门新的学科物流运筹学物流运筹学应用系统的方法，研究物流管理决策问题中的定量分析，以物流的时间活动为研究对象，研究领域涉及物流规划、运输管理、库存管理、配送管理、需求预测、作业调度、设备更新、物流中心选址等各个方面，实现了物流战略决策的最优化。第41页/共62页1.3.1 物流运筹学在物流领域的应用 物流系统规划 运输问题 仓储管理 生产管理 物流（配送）中心选择 需求预测 货物配装第42页/共62页（1）物流系统规划 所谓物流系统规划，是指确定物流系统发展目标和设计达到目标策略与行动的过程，实际上就是对整个物流系统的设计与计划。 物流系

22、统是一个涉及领域非常广的综合系统，其规划内容包括发展规划、布局规划、工程规划三个方面。主要是战略层面的计划与决策第43页/共62页（2）运输问题 随着经济化和科学技术的迅速发展，运输需求瞬息万变，运输市场供求矛盾激烈，运输问题日益严重。 多种运输方式在实现现代化的过程中，容量扩展，运输能力和质量大大提高，但是也存在一些弊端。 应用运筹学方法可以对运输对象、运输工具和设施、运输线路进行科学规划。第44页/共62页（3）仓储管理 仓储管理是指对仓库及仓库里的物资进行的管理，是为了充分利用仓储资源，提供高效仓储服务所进行的计划、组织、控制和协调过程。（不可缺少的子系统） 现代仓储管理从静态管理转向动

23、态管理 应用运筹学，主要是研究何时何地何来源，保证必需的物资储备，并使库存物资及采购总费用最少第45页/共62页（4）生产管理 生产管理是指有计划地组织、指挥、监督调节生产活动，以最少的资源损耗获得最大的成果，是对企业生产系统的设置和运行的各项管理工作的总称。 应用运筹学的动态规划、整数规划，可以合理分配人力、物力、资金、设备等，使总成本最低或收益最大。第46页/共62页（5）物流（配送）中心选址 物流配送中心是物流的重要基础设施，承担物流功能、兼顾指挥调度、信息处理等神经中枢的职能； 合理选址，对整个物流系统的建设和运行，具有十分重要的现实意义。 复杂，必须考虑各种各样的因素，应用重心法等方

24、法，发挥最大效能，且成本最低。第47页/共62页（6）需求预测 需求预测为企业给出了其产品在未来一段时间内的需求期望水平，并为企业的计划和控制决策提供依据。 与企业的生产经营活动关系最紧密 根据市场存在的多种随机因素，做经营规划时，可应用物流运筹学中的时间序列预测法和回归分析预测法等定量定性预测。第48页/共62页（7）货物配装 货物的合理配装在物流配送中发挥重要作用。 影响的因素很多，主要是货物的配装优先级。 合理规划，把不同的物品装载到车辆或其他容器中，实现满载率最大或货物价值最大的问题。第49页/共62页1.3.2 物流运筹学的研究内容（1）数学规划论（2）存储论（库存论）（3）图论和网

25、络分析（4）对策论（博弈论）（5）决策论（6）排队论（随机服务理论）第50页/共62页（1）数学规划论 包括线性规划、非线性规划、整数规划、目标规划和动态规划。 共同特点：给定的条件下，按照某一衡量指标来寻找最优方案，求解约束条件下目标函数的极值（极大值或极小值）问题。 工业、农业、商业、交通运输业等第51页/共62页 线性规划资源调运、配送和人员分派问题 整数规划完成工作所需人数、机器设备台数和厂、仓库的选址 非线性规划设计问题、经济平衡问题，也发展了数学中的凸分析、数值分析 动态规划和时间相关，最优控制等，最优路径、资源分配、生产调度、库存问题、装载问题、设备更新等问题第52页/共62页（2）存储论（库存论） 研究物资最优存储策略及库存控制的理论 即在各种供需条件下，何时、多大库存量、补货频率和一次补货量。 寻求恰当的采购、存储方案第53页/共62页（3）图论和网络分析 可将复杂问题用图与网络简化描述后再求解 建模方便、描述问题直观、模型易于计算实现、复杂问题分解 应用于运输问题、物流网点间的物资调运和车辆调度时运输路线的选择、配送中心的送货等等。第54页/共62页（4）对策论