第七章-物流系統(tǒng)規(guī)劃(重心法)分析課件

1、物流系統(tǒng)規(guī)劃物流系統(tǒng)規(guī)劃 單設(shè)施選址規(guī)劃單設(shè)施選址規(guī)劃 多設(shè)施選址規(guī)劃多設(shè)施選址規(guī)劃 設(shè)施選址規(guī)劃的影響因素設(shè)施選址規(guī)劃的影響因素 物流系統(tǒng)規(guī)劃概述物流系統(tǒng)規(guī)劃概述 區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃 物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃基礎(chǔ)物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃基礎(chǔ) 單設(shè)施選址規(guī)劃單設(shè)施選址規(guī)劃 多設(shè)施選址規(guī)劃多設(shè)施選址規(guī)劃 設(shè)施選址規(guī)劃的影響因素設(shè)施選址規(guī)劃的影響因素 物流系統(tǒng)規(guī)劃概述物流系統(tǒng)規(guī)劃概述 區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃 物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃基礎(chǔ)物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃基礎(chǔ)產(chǎn)品流動網(wǎng)絡(luò)圖產(chǎn)品流動網(wǎng)絡(luò)圖一、一、設(shè)施選址在供應(yīng)鏈中的作用設(shè)施選址在供應(yīng)鏈中的作用u設(shè)施選址決策對供應(yīng)鏈的運(yùn)營有著長遠(yuǎn)影響設(shè)施選址決策對供應(yīng)鏈的運(yùn)營有著長遠(yuǎn)影

2、響 u網(wǎng)絡(luò)設(shè)施決定了供應(yīng)鏈的構(gòu)架網(wǎng)絡(luò)設(shè)施決定了供應(yīng)鏈的構(gòu)架 二、二、物流設(shè)施選址決策的影響因素物流設(shè)施選址決策的影響因素 （一）企業(yè)內(nèi)部因素（一）企業(yè)內(nèi)部因素 戰(zhàn)略因素戰(zhàn)略因素 產(chǎn)品技術(shù)因素產(chǎn)品技術(shù)因素 （二）外部環(huán)境因素（二）外部環(huán)境因素政治因素及經(jīng)濟(jì)政策政治因素及經(jīng)濟(jì)政策 基礎(chǔ)設(shè)施因素（例如，場地、勞動力供給，運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施因素（例如，場地、勞動力供給，運(yùn)輸樞紐、靠近機(jī)場、碼頭及高速公路入口，地方性樞紐、靠近機(jī)場、碼頭及高速公路入口，地方性公共設(shè)施公共設(shè)施 ） 競爭因素競爭因素 （三）物流運(yùn)營成本和物流設(shè)施成本的權(quán)衡（三）物流運(yùn)營成本和物流設(shè)施成本的權(quán)衡 庫存成本庫存成本 運(yùn)輸成本運(yùn)輸成本

3、設(shè)施成本設(shè)施成本 本 倉庫數(shù)量 成 運(yùn)輸成本 庫存持有成本 物流總成本 設(shè)施固定成本 圖圖7-3 設(shè)施數(shù)目對物流成本和設(shè)施成本的影響設(shè)施數(shù)目對物流成本和設(shè)施成本的影響 單設(shè)施選址規(guī)劃單設(shè)施選址規(guī)劃 多設(shè)施選址規(guī)劃多設(shè)施選址規(guī)劃 設(shè)施選址規(guī)劃的影響因素設(shè)施選址規(guī)劃的影響因素 物流系統(tǒng)規(guī)劃概述物流系統(tǒng)規(guī)劃概述 區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃 物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃基礎(chǔ)物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃基礎(chǔ) 單設(shè)備選址單設(shè)備選址按按設(shè)施設(shè)施數(shù)量不同數(shù)量不同 多設(shè)備選址多設(shè)備選址 連續(xù)選址法連續(xù)選址法按變量離散程度不同按變量離散程度不同 離散選址發(fā)法離散選址發(fā)法 動態(tài)選址動態(tài)選址按時間維度按時間維度 靜態(tài)選址靜態(tài)選址一、單設(shè)施選址

4、的重心法一、單設(shè)施選址的重心法 重心法是一種模擬方法。這種方法將物流系重心法是一種模擬方法。這種方法將物流系統(tǒng)中的需求點(diǎn)和資源點(diǎn)看成是分布在某一平面范統(tǒng)中的需求點(diǎn)和資源點(diǎn)看成是分布在某一平面范圍內(nèi)的物流系統(tǒng)，各點(diǎn)的圍內(nèi)的物流系統(tǒng)，各點(diǎn)的需求量和資源量需求量和資源量分別看分別看成是物體的成是物體的重量重量，物體系統(tǒng)的重心作為物流網(wǎng)點(diǎn)，物體系統(tǒng)的重心作為物流網(wǎng)點(diǎn)的最佳設(shè)置點(diǎn)，利用求物體系統(tǒng)重心的方法來確的最佳設(shè)置點(diǎn)，利用求物體系統(tǒng)重心的方法來確定物流網(wǎng)點(diǎn)的位置。定物流網(wǎng)點(diǎn)的位置。 （一）單設(shè)施選址問題描述（一）單設(shè)施選址問題描述 圖7-4 單設(shè)施選址問題示意圖 ( x , y ) (x1 , y1

5、 ) (x2 , y2 ) (x3 , y3 ) (xi , yi ) (xn , yn ) (xn-1, yn-1 ) x y 1）工廠倉庫和配送中心的坐標(biāo)值：(x1，y1)、(x2，y2)、(xn，yn)；2）單位運(yùn)輸費(fèi)率為Ri；3）設(shè)施點(diǎn)i的貨物運(yùn)輸需求量為Vi。 根據(jù)市場情況，現(xiàn)決定新建一座中轉(zhuǎn)倉庫，確定中轉(zhuǎn)倉庫的位置。（1 1）假設(shè)運(yùn)輸費(fèi)用與距離成正比；）假設(shè)運(yùn)輸費(fèi)用與距離成正比；（2 2）運(yùn)輸線路為直線或基本按直線考慮；）運(yùn)輸線路為直線或基本按直線考慮；（3 3）忽略在不同地點(diǎn)選址可能產(chǎn)生的固定投資、勞動力成）忽略在不同地點(diǎn)選址可能產(chǎn)生的固定投資、勞動力成本及庫存成本的差異；本及庫

6、存成本的差異；（4 4）不考慮將來的運(yùn)輸費(fèi)率的變化；）不考慮將來的運(yùn)輸費(fèi)率的變化；（5 5）待選址設(shè)施到現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)）待選址設(shè)施到現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)i i之間的距離為之間的距離為D Di i： 22yyxxkDiii（二）假設(shè)條件（二）假設(shè)條件 （三）數(shù)學(xué)模型（三）數(shù)學(xué)模型 iiiiDRVMinTCiiiiiiiiiDRVDxRVx/iiiiiiiiiDRVDyRVy/1 1確定已知的供給點(diǎn)與需求點(diǎn)的坐標(biāo)、運(yùn)輸量及線確定已知的供給點(diǎn)與需求點(diǎn)的坐標(biāo)、運(yùn)輸量及線性運(yùn)輸費(fèi)率；性運(yùn)輸費(fèi)率；2 2忽略距離忽略距離DiDi的影響，即令的影響，即令Di=1Di=1，根據(jù)公式（，根據(jù)公式（7-7-3 3）、（）、（7-47

7、-4）求得待選址設(shè)施的初始坐標(biāo)值：）求得待選址設(shè)施的初始坐標(biāo)值： （四）重心法求解步驟（四）重心法求解步驟iiiiiiiRVxRVx0iiiiiiiRVyRVy03 3根據(jù)（根據(jù)（ ， ）計(jì)算出）計(jì)算出DiDi，其中比例系數(shù)，其中比例系數(shù)k k暫不考慮；暫不考慮；4 4將將DiDi代入式（代入式（7-37-3）和（）和（7-47-4）中，求出修正的坐標(biāo)值；）中，求出修正的坐標(biāo)值；5 5根據(jù)修正的坐標(biāo)值重新計(jì)算根據(jù)修正的坐標(biāo)值重新計(jì)算DiDi；6 6重復(fù)第重復(fù)第4 4步和第步和第5 5步，直到坐標(biāo)值的變動小于預(yù)定的誤步，直到坐標(biāo)值的變動小于預(yù)定的誤差范圍；差范圍；7 7最后，根據(jù)求得的最佳坐標(biāo)值

8、計(jì)算運(yùn)輸總成本。最后，根據(jù)求得的最佳坐標(biāo)值計(jì)算運(yùn)輸總成本。 （四）重心法求解步驟（四）重心法求解步驟0 x0yEX 某企業(yè)有兩個生產(chǎn)基地，三個地區(qū)物流中心，各設(shè)施點(diǎn)的位某企業(yè)有兩個生產(chǎn)基地，三個地區(qū)物流中心，各設(shè)施點(diǎn)的位置坐標(biāo)如下，企業(yè)現(xiàn)決定在生產(chǎn)基地倉庫與物流中心之間建置坐標(biāo)如下，企業(yè)現(xiàn)決定在生產(chǎn)基地倉庫與物流中心之間建立一個中央倉庫，確定中央倉庫的最佳位置。立一個中央倉庫，確定中央倉庫的最佳位置。二、二、重心法的特點(diǎn)重心法的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)計(jì)算速度快；計(jì)算速度快； 缺點(diǎn)缺點(diǎn) （1 1）只考慮了可變的運(yùn)輸成本，沒有考慮在不同地點(diǎn)建）只考慮了可變的運(yùn)輸成本，沒有考慮在不同地點(diǎn)建立倉庫所需的固定成

9、本及設(shè)施運(yùn)營費(fèi)用的差異。立倉庫所需的固定成本及設(shè)施運(yùn)營費(fèi)用的差異。 （2 2）假設(shè)運(yùn)輸成本與運(yùn)距成線性關(guān)系。）假設(shè)運(yùn)輸成本與運(yùn)距成線性關(guān)系。 （3 3）模型將待選設(shè)施點(diǎn)與各倉庫之間的路線假設(shè)為一條）模型將待選設(shè)施點(diǎn)與各倉庫之間的路線假設(shè)為一條直線，實(shí)際上，兩點(diǎn)之間不可能總是直線距離。直線，實(shí)際上，兩點(diǎn)之間不可能總是直線距離。 單設(shè)施選址規(guī)劃單設(shè)施選址規(guī)劃 多設(shè)施選址規(guī)劃多設(shè)施選址規(guī)劃 設(shè)施選址規(guī)劃的影響因素設(shè)施選址規(guī)劃的影響因素 物流系統(tǒng)規(guī)劃概述物流系統(tǒng)規(guī)劃概述 區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃 物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃基礎(chǔ)物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃基礎(chǔ)一、問題概述一、問題概述 例如：某城市計(jì)劃籌建包括生產(chǎn)基地在內(nèi)的綠

10、色食品專賣超例如：某城市計(jì)劃籌建包括生產(chǎn)基地在內(nèi)的綠色食品專賣超市連鎖網(wǎng)絡(luò)，計(jì)劃如下：市連鎖網(wǎng)絡(luò)，計(jì)劃如下： （l l）受現(xiàn)有條件的限制，生產(chǎn)基地的數(shù)量限制在）受現(xiàn)有條件的限制，生產(chǎn)基地的數(shù)量限制在l l2 2個；個； （2 2）出于人口分布的考慮，計(jì)劃建立）出于人口分布的考慮，計(jì)劃建立3 3個大型專賣超市，專個大型專賣超市，專賣超市的地址選擇受種種條件的約束基本選定，沒有再選擇賣超市的地址選擇受種種條件的約束基本選定，沒有再選擇的余地；的余地； （3 3）受專賣超市數(shù)量和位置的約束及可供選址的土地因素）受專賣超市數(shù)量和位置的約束及可供選址的土地因素約束，考慮在市內(nèi)建設(shè)約束，考慮在市內(nèi)建設(shè)l

11、l2 2個大型中轉(zhuǎn)倉庫；個大型中轉(zhuǎn)倉庫； （4 4）產(chǎn)品分為）產(chǎn)品分為A A、B B兩大類。兩大類。 一、問題概述一、問題概述 需要決策的問題：需要決策的問題： （1 1）建設(shè)幾個中轉(zhuǎn)倉庫？）建設(shè)幾個中轉(zhuǎn)倉庫？ （2 2）如果建立）如果建立1 1個中轉(zhuǎn)倉庫，應(yīng)建哪一個？個中轉(zhuǎn)倉庫，應(yīng)建哪一個？ （3 3）如果建立）如果建立2 2個中轉(zhuǎn)倉庫，如何分配超市賣場；個中轉(zhuǎn)倉庫，如何分配超市賣場； （4 4）建立幾個生產(chǎn)基地？）建立幾個生產(chǎn)基地？ （5 5）如果建立）如果建立2 2個生產(chǎn)基地，怎樣分配生產(chǎn)數(shù)量？怎樣為中個生產(chǎn)基地，怎樣分配生產(chǎn)數(shù)量？怎樣為中轉(zhuǎn)倉庫供貨（在建立轉(zhuǎn)倉庫供貨（在建立2 2個中轉(zhuǎn)

12、倉庫的情況下）？個中轉(zhuǎn)倉庫的情況下）？ 決策網(wǎng)絡(luò)模型決策網(wǎng)絡(luò)模型 0 元/件 產(chǎn)品 B 生產(chǎn)成本=24 元/件 生產(chǎn)能力=50000 件 生產(chǎn)成本=16 元/件 生產(chǎn)能力無限制 生產(chǎn)成本=32 元/件 生產(chǎn)能力無限制 2 3 P1 P2 P1 P2 W1 W2 W1 W2 C1 C2 C3 C1 C2 C3 0 元/件 產(chǎn)品 A 生產(chǎn)成本=32 元/件 生產(chǎn)能力=60000 件 2 5 2 4 固定成本=800000 固定成本=4000000 16 元/件 周轉(zhuǎn)能力=110 000 件 周轉(zhuǎn)能力無限制 8 元/件 5 2 4 4 2 3 1 5 3 3 3 4 50000 件 100000 件

13、 50000 件 20000 件 60000 件 30000 件 二、多設(shè)施選址的混合整數(shù)規(guī)劃模型二、多設(shè)施選址的混合整數(shù)規(guī)劃模型 決策變量決策變量S Sijij產(chǎn)品產(chǎn)品i i在生產(chǎn)基地在生產(chǎn)基地j j的生產(chǎn)量；的生產(chǎn)量；D Dilil超市賣場超市賣場l l對產(chǎn)品對產(chǎn)品i i的需求量；的需求量；X Xijklijkl由生產(chǎn)基地由生產(chǎn)基地j j生產(chǎn)、經(jīng)周轉(zhuǎn)庫生產(chǎn)、經(jīng)周轉(zhuǎn)庫k k周轉(zhuǎn)、提供給超市賣周轉(zhuǎn)、提供給超市賣場場l l的產(chǎn)品的產(chǎn)品i i的數(shù)量；的數(shù)量；y yklkl0-l0-l變量，當(dāng)周轉(zhuǎn)倉庫變量，當(dāng)周轉(zhuǎn)倉庫k k向超市賣場向超市賣場l l供貨時取值供貨時取值1 1，否，否則取值則取值0 0

14、；z zk k0-l0-l變量，當(dāng)確定使用周轉(zhuǎn)倉庫變量，當(dāng)確定使用周轉(zhuǎn)倉庫k k時取值時取值1 1，否則取值，否則取值0 0。二、多設(shè)施選址的混合整數(shù)規(guī)劃模型二、多設(shè)施選址的混合整數(shù)規(guī)劃模型 參數(shù) 周轉(zhuǎn)倉庫的周轉(zhuǎn)總量上下限 fk 周轉(zhuǎn)倉庫k年固定成本；uk 產(chǎn)品經(jīng)周轉(zhuǎn)倉庫k周轉(zhuǎn)的平均操作費(fèi)（元/件）； Cijkl產(chǎn)品的平均生產(chǎn)與運(yùn)輸費(fèi)用（元件） ； kkVV ,二、多設(shè)施選址的混合整數(shù)規(guī)劃模型二、多設(shè)施選址的混合整數(shù)規(guī)劃模型 目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù) klililkklkkijklijklijklyDuzfXCTC )(min約束條件約束條件 （1）生產(chǎn)能力限制： （2）滿足賣場對產(chǎn)品的需求量： （3

15、）一個客戶只能由一家倉庫供貨：（4）倉庫周轉(zhuǎn)總量限制： 二、多設(shè)施選址的混合整數(shù)規(guī)劃模型二、多設(shè)施選址的混合整數(shù)規(guī)劃模型 混合整數(shù)規(guī)劃選址示例混合整數(shù)規(guī)劃選址示例 某集團(tuán)公司考慮生產(chǎn)一種童衣系列。童衣產(chǎn)品將由工廠運(yùn)至配送中心，再由配送中心將產(chǎn)品運(yùn)至分銷店。該集團(tuán)有5家工廠（備選工廠）可生產(chǎn)這類童衣，有3家配送中心（備選配送中心）可以配送童衣產(chǎn)品，有4家分銷店經(jīng)營童衣產(chǎn)品。這些工廠和配送中心的年度固定成本如表1。工廠的年生產(chǎn)能力和工廠到各備選配送中心的單位運(yùn)價(jià)如表2所示。配送中心運(yùn)至各分銷店的運(yùn)輸成本和各分銷店的需求量如下表3所示?；旌险麛?shù)規(guī)劃選址示例混合整數(shù)規(guī)劃選址示例 表表1 工廠與配送中心

16、的固定成本工廠與配送中心的固定成本單位工廠1工廠2工廠3工廠4工廠5配送中心1配送中心2配送中心3年固定成本（元）35 00045 00040 00042 00040 00040 00020 00060 000表表2 工廠的年生產(chǎn)能力和工廠到各備選配送中心的單位運(yùn)價(jià)工廠的年生產(chǎn)能力和工廠到各備選配送中心的單位運(yùn)價(jià) 終點(diǎn)起點(diǎn)運(yùn)輸成本（元/箱）生產(chǎn)能力（箱）配送中心1配送中心2配送中心3工廠1工廠2工廠3工廠4工廠58007008005007001 0005006006006001 20070050070050030020030020040033表3 配送中心運(yùn)至各分銷店的運(yùn)輸成本和各分銷店的需求

17、量終點(diǎn)起點(diǎn)運(yùn)輸成本（元/箱）分銷店1分銷店2分銷店3分銷店4配送中心1配送中心2配送中心3407080804030906050508060需求量（箱）20030015025034min=35000min=35000* *t1+45000t1+45000* *t2+40000t2+40000* *t3+42000t3+42000* *t4+40000t4+40000* *t5+800t5+800* *x11+1000 x11+1000* *x12+12x12+120000* *x13+700 x13+700* *x21+500 x21+500* *x22+700 x22+700* *x23+80

18、0 x23+800* *x31+600 x31+600* *x32+500 x32+500* *x33+500 x33+500* *x41+600 x41+600* *x x42+70042+700* *x43+700 x43+700* *x51+600 x51+600* *x52+500 x52+500* *x53+40000 x53+40000* *s1+20000s1+20000* *s2+60000s2+60000* *s3+40s3+40* *y11y11+80+80* *y12+90y12+90* *y13+50y13+50* *y14+70y14+70* *y21+40y21+4

19、0* *y22+60y22+60* *y23+80y23+80* *y24+80y24+80* *y31+30y31+30* *y32+50y32+50* *y y33+6033+60* *y34;y34;x11+x21+x31+x41+x51=y11+y12+y13+y14;x11+x21+x31+x41+x51=y11+y12+y13+y14;x12+x22+x32+x42+x52=y21+y22+y23+y24;x12+x22+x32+x42+x52=y21+y22+y23+y24;x13+x23+x33+x43+x53=y31+y32+y33+y34;x13+x23+x33+x43+x53=y31+y32+y33+y34;x11+x12+x13=300 x11+x12+x13=300* *t1;t1;x21+x22+x23=200 x21+x22+x23=200* *t2;t2;x31+x32+x33=300 x31+x32+x33=300* *t3;t3;x41+x42+x43=200 x41+x42+x43=200* *t4;t4;x51+x52+x53=400 x51+x52+x53=400* *t5;t5;y11+y1