物流配送中心选址建模

1、上海海事大学交通运输学院院系交通运输学院专业年级物流管理133学生姓名刘笑颜学号 201310612080O 六年六月物流配送中心选址问题建模摘要：在现代物流网络中， 配送中心不仅执行一般的物流职能， 而且越来越 多地执行指挥调度、 信息处理、 作业优化等神经中枢的职能， 是整个物流网络的 灵魂所在。因此，物流中心选址、发展现代化配送中心是现代物流业的发展方向。 （我的创新： 本文建立了关于中心仓库选址问题的数学模型， 但并未给出具体案 例。我的创新在于将这个模型运用到一个实例中， 并给出了这个模型不足和可改 进的地方。）关键字：物流网络、配送中心、最优路径、最低成本、营运费用1 背景介绍 工

2、厂和中心仓库位置的选择，将显著影响其实际营运的效率与成本，以及日 后仓储规模的扩充与发展。 因此在决定中心仓库设置的位置方案时， 必须谨慎参 考相关因素，按适当步骤进行。在选择过程中，如果已经有预定地点或区域方案， 应于规划前先行提出，并成为规划过程中的限制因素;如果没有预定的地点，则可于可行性研究时提出几个备选方案 ,并对比各备选方案的优劣 ,以供决策者选择。 2.问题介绍： 在现实当中，一个企业通常不会只考虑建设一个中心仓库，而是考虑建设多 个中心仓库。 因此， 多中心仓库选址模型在实际当中更加受欢迎。 不同产品从不 同的工厂运到中心仓库， 再由中心仓库转运给不同的顾客， 为使企业成本最低

3、应 考虑仓库的建造费用、 运输费用、仓库营运费用等。 下面需要建立模型来解决这 些问题。3.建模：3.1.模型的假设 本文建立的选址模型是在给定某一地区所有被选点的地址集合中选出一定数目 的地址作为中心仓库， 使选出点建立的中心仓库在满足城市的需求前提下， 在考 虑工厂和城市重要度的情况下使得总费用最小。 为了便于模型求解，同时使模型具有使用价值，作如下的假设：（ 1）仅在一定的备选范围内考虑设置新的中心仓库；（2）模型包括从工厂到中心仓库之间的运输以及从中心仓库到城市之间的运输；（3）一个中心仓库可由多个工厂供货，一个城市的需求也可由多个中心仓库提 供；（4）中心仓库的容量能够满足城市的需求

4、；（5）各城市的需求量一定且为已知。为了便于模型求解，减少模型中城市的数 量，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 城市的需求总量；（ 6）工厂与各中心仓库、中心仓库与各城市间的运输距离为已知；（ 7）运营费率呈线性假设；（8）各中心仓库的单位管理费用为已知常量，忽略劳动力成本和库存成本的差 异；（9）中心仓库的建设费已知；（10）假设中心仓库的长期库存为零，即从工厂到中心仓库和从中心仓库到客 户的货物总量相等；（11）运营费用与运输量成正比；（12）不考虑未来的收益与成本的变化。3.2建立模型中心仓库选址模型，包含工厂、中心仓库和城市三级层次，模型的分布函数是

5、从 被选地点中选出一定数量的点作为最佳的中心仓库，在考虑工厂和城市的重要度的前提下，使从工厂到中心仓库的运营费用、 中心仓库到城市的运营费用、 流经 中心仓库的货物管理费用以及中心仓库的建设费的总和最少。建立中心仓库的选址模型为：3.2.1目标函数：p qq np qMi nEFiZik =1i =1i =1j =1k =1 i =1i =1式（3-1）3.2.2约束条件:q二 Xki 一 AkiT( k=1,2,)式(3-2)q' W - Dj心(j=1,2,n)n'Yj 空 ZiMijT(i=1,2,q)式（3-3）式（3-4）P为 Xij -ZiMi(i=1,2,q)式（

6、3-5）二 7CkieXki 亠二 二 d ij eYij 亠二 二Xi 八YijkN(i=1,2,q)式（3-6）Zi=0 或 1 (i=1,2,)式(3-7)Xki - O,Yij -0(k=1,2,q;j=1,2,n)式（3-8）3.2.3模型的解释模型中符号的意义如下:E总费用；p工厂个数；q中心仓库、中心仓库点个数；n城市的个数；e单位运费；Xki 货物从工厂k到中心仓库i的运输量; 丫 ij 货物从中心仓库i到城市j的运输量；Fi 中心仓库i的建设费；Cki 货物从工厂k到中心仓库i的运输距离；dij?货物从中心仓库i到城市j的运输距离；Z 整数变量，当z =1时，表示中心仓库i被

7、选中；当z =0时，表示中心仓库 i未被选中；Ak 工厂k对货物的供用能力；Dj 城市j对货物的需求量；p qCkieXkik=1心1工厂到中心仓库的运营费用；q n瓦瓦djeYji=1中心仓库到城市的运营费用；q工ZRy中心仓库的建设费；式（3-2）表示从工厂k到各中心仓库的货物总量不能超过它的供货能力； 式（3-3）表示从各中心仓库向城市j的配送总量应该满足城市的需求量； 式（3-4）表示从各中心仓库向城市的配送总量应该小于它的建设容量； 式（3-5）表示从各工厂向中心仓库i的配送总量不能超过它的建设容量； 式（3-6）表示各中心仓库的货物进出量相等；式（3-7） zi=1表示中心仓库i被

8、选中，zi=O表示中心仓库i未被选中; 式（3-8）表示所有变量必须大于或等于 0.5.我设计的实例有了对以上模型的理解，下面我用这个模型解决一个更为简单的实例。 该实例暂 不考虑仓库的营运费用和建设费用。只考虑运输费用。A公司有三个工厂和两个物流中心，A公司在三家工厂生产西红柿和土豆。这些 产品可以直接运输给顾客、或者通过两个物流中心转运给两家顾客。 具体的网络 图形和数据如图。节点1节点2节点3节点4节点5节点6节点7节点153552020节点29911815节点30.4810.51012节点41.2212节点50.8212节点61节点77假定任意两个节点之间的运输数量最大为 300吨。A

9、公司运输两种产品到达顾客。 那么这两种产品为了获得更多运输能力而竞争。两种产品的需求相同，每种产品 的生产能力相同，那么在满足顾客需求情况下，选择使用哪个仓库，并确定最优 的运输方案。解决方案：设r表示从节点i到节点丿的产品1的运输虽设表示从节点，到节点/的产品2的运输量-yij <300,运输能力约束,i, j =1,2,7.S.t777777ZXij-ZXi<200?X2j-V Xi 2_300，二 X3j 工 xj 4i 4ji 4ji7777_180,需求约束；zXi6-zX6 j_400,'Xi7X7ji 4j 4i 4j 47777zXi5-z雄j=0,、.Xi

10、 4一、x4j=0,转运点约束;i 4j4i 二j a777777zyij-zyii乞 200,'y2j二 yi 2:-300,二 y3j二j空i 4j 4i 二j 4i=47777zyi6-zy6j400?%7-'y7j _180,需求约束；i 4j 1i 4j 47777zyi5-zy5j=0, 'yi4二.y4 j=0,转运点约束；i 4j 4i 4j 4Xijyi3M100,产能约束；i： 100,产能约束；F面用EXCEL线性规划求解输入运输能力300起始点终点单壬位运费产品1产品2总运量“能力125000<=300133160140300<=30

11、014520020<=300155000<=3001620000<=3001720000<=300219000<=300239000<=3002410100100<=300251000<=3002683000300<=3002715000<=300310.4000<=300328000<=3003411800180<=300350.580220300<=3003610000<=300371202020<=300451.2000<=300462200100300<=3004712000&l

12、t;=300540.8000<=30056280220300<=3005712000<=300671180120300<=300767000<=300最小化总费用$5,570约束 产能约束节点产品1净流出产品2净流出产品1能力产品2能力寸1180.0000001140.0000016<=200 2002300.0000008100.0000003<=3001001001003100.000000799.99999992<=物流中心约束节点产品1净流出产品2净流出产品1需求产品2需求41.23919E-11-5.6829E-07=005-3.116

13、44E-111.1218E-10=00需求约束节点产品1净流入产品2净流入产品1需求产品2需求6400.000001200.0000008>=4002001801407180.0000005140.0000004>=邇辺更改可娈单元格:3)Fl ow谨守釣束：®从求解结果可以看出第四列第五列为产品的最优运输方案。最小费用为5570元6.模型不足及改进 模型没有考虑工厂对人民生活的影响， 而且模型是静态模型，而实际情况可能 是随着时间的推移有所变化的，因此，如果能动态的考虑工厂的供应、 工厂对人民生活的影响、城市的需求等相关因素，模型才能更接近实际现实情况。 建立的基本条件是假设运营费用与运输量和运输距离呈线性关系， 但实际工作 中运营费用与运量和运输距离并不一定是呈线性关系，究竟我们该如何将运营费 用与运量和运输距离的关系恰如其分的反映到模型中去， 运用怎样的手段去解决 该问题，还有待于我们去研究。 假