物流系统选址规划设计课件

物流系统规划与设计第第4章章 物流系统选址规划设计物流系统选址规划设计 本章学习目标：本章学习目标：物流系统选址规划的目标物流系统选址规划的目标 物流节点选址问题分类、方法物流节点选址问题分类、方法 选择决策的影响因素选择决策的影响因素 选址问题早期研究理论及选址技术方法选址问题早期研究理论及选址技术方法 引引 言言Wal-MartWal-Mart创始人山姆说创始人山姆说“连锁超市成功的连锁超市成功的关键关键有有3 3个条件，个条件，那就是那就是选址、选址、选址、选址、还是还是选址选址”连锁店选址的连锁店选址的5 5件事：件事：1.1.对于人流量调查结果的分析对于人流量调查结果的分析有效客流量；有效客流量；2.2.对竞争对手的分析对竞争对手的分析估计销售潜力、制定有效策估计销售潜力、制定有效策 ；3.3.地理位置地理位置方便顾客；方便顾客；4.4.成本的核算成本的核算考虑零售店之间、零售店与配送中心考虑零售店之间、零售店与配送中心之间的距离，充分发挥规模经济效益之间的距离，充分发挥规模经济效益5.5.交通状况交通状况在车站下方，避免在道路狭窄、停车场在车站下方，避免在道路狭窄、停车场小、车流过大的地方等。小、车流过大的地方等。4.1 物流系统选址规划概论物流系统选址规划概论 4.1.1 4.1.1 物流节点选址的意义物流节点选址的意义 物流系统的物流系统的选址决策选址决策就是确定整个物流系统中所需的节就是确定整个物流系统中所需的节点点数量数量，它们的，它们的地理位置地理位置，以及服务对象，以及服务对象分配方案分配方案。设施选址问题是物流网络中一项十分重要的设施选址问题是物流网络中一项十分重要的战略决策战略决策。决定了整个物流网络的决定了整个物流网络的模式模式、结构结构和和性状性状。这些设施主要指物流系统中的节点，如制造商、供应商、这些设施主要指物流系统中的节点，如制造商、供应商、仓库、配送中心、零售商网点等。仓库、配送中心、零售商网点等。宏观物流（社会物流系统）宏观物流（社会物流系统）关注物流园区物流中心等节点的选址关注物流园区物流中心等节点的选址 物流节点的选址决策就是确定整个社会物流系统中物流节点的选址决策就是确定整个社会物流系统中所需要的节点数量、位置、以及服务对象分配方案。所需要的节点数量、位置、以及服务对象分配方案。物流园区的选址物流园区的选址 日本在上世纪日本在上世纪70年代就提出了物流园区的思想，他们在年代就提出了物流园区的思想，他们在一些作为流通重点的城市周围建立了若干集约运输、仓一些作为流通重点的城市周围建立了若干集约运输、仓储、市场、信息管理功能的物流园区，这些园区对于日储、市场、信息管理功能的物流园区，这些园区对于日本随后的经济崛起发挥了重要的作用本随后的经济崛起发挥了重要的作用 促进了日本物流业促进了日本物流业的快速发展。的快速发展。物流园区的选址首先要考虑物流市场的需求，规划不合物流园区的选址首先要考虑物流市场的需求，规划不合理，会导致园区之间竞争资源，或者因园区中物流企业理，会导致园区之间竞争资源，或者因园区中物流企业数量不足而未能发挥有的效果，或者因物流场所和设备数量不足而未能发挥有的效果，或者因物流场所和设备的多余闲置而造成物流资源的浪费。的多余闲置而造成物流资源的浪费。物流园区的布局还要考虑土地资源、交通设施、劳动力物流园区的布局还要考虑土地资源、交通设施、劳动力素质与成本、环境等多方面的因素。素质与成本、环境等多方面的因素。微观物流（企业物流系统）微观物流（企业物流系统）关注配送中心、仓储设施、工厂的选址关注配送中心、仓储设施、工厂的选址单个企业的物流网络系统，一方面，物流节点的选址决单个企业的物流网络系统，一方面，物流节点的选址决策影响整个企业物流系统的结构和系统中其它要素的决策影响整个企业物流系统的结构和系统中其它要素的决策，例如库存、运输等；策，例如库存、运输等；另一方面，另一方面，系统中其它要素的系统中其它要素的决策也会影响到物流节点的选址。因此，决策也会影响到物流节点的选址。因此，重点考虑选址重点考虑选址与运输、库存成本之间的关系。与运输、库存成本之间的关系。供应链体系中，一个企业的物流系统选址决策往往要受供应链体系中，一个企业的物流系统选址决策往往要受到供应链中其它企业的影响，供应链系统中的核心企业到供应链中其它企业的影响，供应链系统中的核心企业的选址决策将影响到所有供应商的物流系统的选址。的选址决策将影响到所有供应商的物流系统的选址。例如：例如：DellDell工厂的选址，将影响到供应商和物流服务商工厂的选址，将影响到供应商和物流服务商的节点选址。的节点选址。物流中间节点的数量增加，可以提高服务及时率，减少缺物流中间节点的数量增加，可以提高服务及时率，减少缺货率，但也会增加库存量与库存成本。在规划设计中采取的重货率，但也会增加库存量与库存成本。在规划设计中采取的重要措施是：尽量减少物流中间节点要措施是：尽量减少物流中间节点数量数量，扩大中间节点，扩大中间节点规模。规模。在物流园区规划中采用在物流园区规划中采用集约化设计集约化设计，实现大规模配送。，实现大规模配送。同样，物流节点的数量增加，可以减少运输距离，降低运同样，物流节点的数量增加，可以减少运输距离，降低运输成本，但如果增加到一定程度，由于订单的数量过少，增加输成本，但如果增加到一定程度，由于订单的数量过少，增加了运输频率，并且达不到运输批量，从而造成运输成本的大幅了运输频率，并且达不到运输批量，从而造成运输成本的大幅上涨。因此，物流节点数量与运输成本之间也形成上涨。因此，物流节点数量与运输成本之间也形成制约关系制约关系。确定合适得到物流节点数量是选择规划的重要任务之一。确定合适得到物流节点数量是选择规划的重要任务之一。4.1.2 4.1.2 物流节点选址规划的目标物流节点选址规划的目标 物流节点选址的目标物流节点选址的目标 1 1、成本成本最小化最小化2 2、物流量最大化、物流量最大化3 3、服务服务最优化最优化4 4、发展潜力最大化、发展潜力最大化5 5、综合评价目标、综合评价目标成本主要包成本主要包括运输成本括运输成本与设施成本与设施成本服务指标主要服务指标主要包括送货时间、包括送货时间、距离、速度和距离、速度和准时率准时率物流量的主要物流量的主要指标是吞吐量指标是吞吐量和周转量和周转量1、成本最小化、成本最小化最常用的目标，主要包括运输成本和设施成本。最常用的目标，主要包括运输成本和设施成本。（1）运输成本运输成本取决于运输数量、运输距离与运输单价。取决于运输数量、运输距离与运输单价。（2）设施成本设施成本与设施相关的成本包括固定成本、存储成本和搬运成本。与设施相关的成本包括固定成本、存储成本和搬运成本。固定成本是指那些不随设施的经营活动水平而改变的成本。固定成本是指那些不随设施的经营活动水平而改变的成本。存储成本是指那些随设施内货物数量变化而改变的成本。存储成本是指那些随设施内货物数量变化而改变的成本。搬运成本是指随着设施吞吐量变化的成本。搬运成本是指随着设施吞吐量变化的成本。2 2、物流量最大化、物流量最大化 物流量是反映物流节点作业能力的指标，主要包括物流量是反映物流节点作业能力的指标，主要包括吞吐吞吐量量和和周转量周转量。从从投资物流节点投资物流节点来看，以上两个指标用来测量物流节点来看，以上两个指标用来测量物流节点的利用率，物流量越大，效率越高。的利用率，物流量越大，效率越高。但但从整个物流系统从整个物流系统的发展来看，吞吐量和周转量无法适的发展来看，吞吐量和周转量无法适应多品种、小批量、高频度的趋势，如物流节点与客户应多品种、小批量、高频度的趋势，如物流节点与客户距离越远，则周转量越大，费用也越高。如果以货物运距离越远，则周转量越大，费用也越高。如果以货物运输吨数和公里数的最大化为决策目标时，物流节点选址输吨数和公里数的最大化为决策目标时，物流节点选址与客户的距离越远越好，这显然违背了设置物流节点的与客户的距离越远越好，这显然违背了设置物流节点的根本目的。根本目的。因此要在成本最小化的前提下，考虑物流量最大化因此要在成本最小化的前提下，考虑物流量最大化3 3、服务最优化、服务最优化与选址决策直接相关的服务指标有：送货时间、距离、与选址决策直接相关的服务指标有：送货时间、距离、速度和准时率。速度和准时率。物流节点与客户距离越近，送货速度越快，订货周期物流节点与客户距离越近，送货速度越快，订货周期也越短，而订货周期越短，准时率也越高。也越短，而订货周期越短，准时率也越高。4 4、发展潜力最大化、发展潜力最大化既要考虑现状，也要考虑将来发展潜力，包括物流节既要考虑现状，也要考虑将来发展潜力，包括物流节点生产扩展的可能性及顾客需求增长的潜力。点生产扩展的可能性及顾客需求增长的潜力。5 5、综合评价目标、综合评价目标单一目标不能满足物流系统经营需要，需要采用单一目标不能满足物流系统经营需要，需要采用多目多目标标决策的方法来综合评价。决策的方法来综合评价。4.1.3 4.1.3 物流节点选址问题的特点物流节点选址问题的特点 在选址问题的研究中，在选址问题的研究中，DaskinDaskin总结了五个特点：总结了五个特点：（1 1）选址决策是研究不同层次的人类组织的选址问题，）选址决策是研究不同层次的人类组织的选址问题，从个人、家庭到公司、政府机构甚至是国际机构。从个人、家庭到公司、政府机构甚至是国际机构。（2 2）选址决策是一个战略决策，需要考虑长期的资金利）选址决策是一个战略决策，需要考虑长期的资金利用和经济效益。用和经济效益。（3 3）选址决策还涵盖了经济的外延含义，包括污染、交）选址决策还涵盖了经济的外延含义，包括污染、交通拥挤和经济潜力等。通拥挤和经济潜力等。（4 4）由于大多数选址问题是）由于大多数选址问题是NP_HARDNP_HARD问题，很难求得选问题，很难求得选址模型的最优解，特别是大型问题。址模型的最优解，特别是大型问题。（5 5）选址问题都有相应的应用背景，模型的结构（目标）选址问题都有相应的应用背景，模型的结构（目标函数、变量和约束）由相应的应用背景决定。函数、变量和约束）由相应的应用背景决定。4.1.4 4.1.4 物流结点选址问题的分类物流结点选址问题的分类物流结点选址问题是指用物流结点选址问题是指用数学方法数学方法确定物流系统中网点的数确定物流系统中网点的数量、位置和规模，其量、位置和规模，其目标目标是通过合理规划物流网络的结构和布是通过合理规划物流网络的结构和布局，使物流成本达到最小。局，使物流成本达到最小。在建立一个选址模型之前，需首先确定以下几个问题：在建立一个选址模型之前，需首先确定以下几个问题：（）选址的对象是什么？（）选址的对象是什么？（）选址的目标区是怎样的？（）选址的目标区是怎样的？（）选址目标和成本函数是什么？（）选址目标和成本函数是什么？（）有什么样的一些约束？（）有什么样的一些约束？根据以上这些不同的问题，选址模型可以分为相应的类型，根据以上这些不同的问题，选址模型可以分为相应的类型，不同的类型将建立不同的数学模型，进而选择相应的算法进行不同的类型将建立不同的数学模型，进而选择相应的算法进行求解。这样，就可以得到该选址问题的方案。求解。这样，就可以得到该选址问题的方案。分类标准分类标准一般，可将选址问题按下面几种方法分类：一般，可将选址问题按下面几种方法分类：按设施对象划分按设施对象划分 按设施的维数划分按设施的维数划分 按设施的数量划分按设施的数量划分 按选址的离散程度划分按选址的离散程度划分 按目标函数划分按目标函数划分 按能力约束划分按能力约束划分1 1、按设施对象划分、按设施对象划分不同的物流设施其不同的物流设施其功能功能不同，选址时所考虑的因素也不相不同，选址时所考虑的因素也不相同；在决定设施定位的因素中，通常某一个因素会比其他同；在决定设施定位的因素中，通常某一个因素会比其他因素更重要。因素更重要。在工厂和仓库选址中，最重要的因素通常是在工厂和仓库选址中，最重要的因素通常是经济因素经济因素。零。零售网点选址时最重要的因素是零售服务顾客的售网点选址时最重要的因素是零售服务顾客的消费偏爱消费偏爱。服务设施（如医院、银行）选址时，服务设施（如医院、银行）选址时，到达的容易程度到达的容易程度则可则可能是首要的选址要素，在收入和成本难以确定时，尤其如能是首要的选址要素，在收入和成本难以确定时，尤其如此。在地点带来的收入起决定性作用的选址问题中，地点此。在地点带来的收入起决定性作用的选址问题中，地点带来的收入减去场地成本就得到该地点的盈利能力。带来的收入减去场地成本就得到该地点的盈利能力。、按设施的维数划分、按设施的维数划分根据被定位设施的维数，可以分为体选址、面选址、线选址和根据被定位设施的维数，可以分为体选址、面选址、线选址和点选址四种类型：点选址四种类型：）体选址体选址是用来定位是用来定位三维三维物体的，例如卡车和飞机的装卸或箱子外物体的，例如卡车和飞机的装卸或箱子外货盘负载的堆垛；货盘负载的堆垛；）面选址面选址是用来定位是用来定位二维二维物体的，例如一个制造企业的部门布置；物体的，例如一个制造企业的部门布置；）线选址线选址是用来定位是用来定位一维一维物体的，例如在配送中心分拣区域，分拣物体的，例如在配送中心分拣区域，分拣工人向传递带按照订单拣选所需要的货品；工人向传递带按照订单拣选所需要的货品；）点选址点选址是用来定位是用来定位零维零维设施的。相对于设施的目标位置区域而言，设施的。相对于设施的目标位置区域而言，当设施的尺寸可以忽略不计时，可使用点选址模型。大多数选址问题当设施的尺寸可以忽略不计时，可使用点选址模型。大多数选址问题和选址算法都是基于这种情况的。本章主要介绍的是点选址模型，如和选址算法都是基于这种情况的。本章主要介绍的是点选址模型，如在工业企业的配送系统中定位一个新的配送中心。在工业企业的配送系统中定位一个新的配送中心。、按设施的数量划分、按设施的数量划分根据选址设施的数量，可以将选址问题分为根据选址设施的数量，可以将选址问题分为单一设施选址单一设施选址问题问题和和多设施选址问题多设施选址问题。单一设施的选址与同时对多个设。单一设施的选址与同时对多个设施选址是截然不同的两个问题，单一设施选址无需考虑竞施选址是截然不同的两个问题，单一设施选址无需考虑竞争力、设施之间需求的分配、集中库存的效果、设施成本争力、设施之间需求的分配、集中库存的效果、设施成本与数量之间的关系等，而与数量之间的关系等，而运输成本运输成本是要考虑的首要因素。是要考虑的首要因素。单一设施选址是两类问题中较简单的一类。单一设施选址是两类问题中较简单的一类。、按选址的离散程度划分、按选址的离散程度划分按照选址目标区域的特征，选址问题分为按照选址目标区域的特征，选址问题分为连续选址连续选址和和离散选离散选址址两类。两类。连续选址问题连续选址问题是指在一个连续空间内所有点都是可选方案，是指在一个连续空间内所有点都是可选方案，需要从数量是无限的点中选择其中一个最优的点。称作连续选需要从数量是无限的点中选择其中一个最优的点。称作连续选址法，这种方法常应用于设施的初步定位问题。址法，这种方法常应用于设施的初步定位问题。离散选址问题离散选址问题是指目标选址区域是一个离散的候选位置的集是指目标选址区域是一个离散的候选位置的集合。候选位置的数量通常是有限的，可能事先已经过了合理分合。候选位置的数量通常是有限的，可能事先已经过了合理分析和筛选。这种模型是较切合实际的，称为离散选址法析和筛选。这种模型是较切合实际的，称为离散选址法,常应常应用于设施的详细选址设计问题。用于设施的详细选址设计问题。、按目标函数划分、按目标函数划分按照选址问题所追求的目标和要求不同，模型的目标函数可按照选址问题所追求的目标和要求不同，模型的目标函数可分以下几种：分以下几种：）可行点最优点可行点最优点:对于许多选址问题来说，首要的目标是得到一个可行的解决对于许多选址问题来说，首要的目标是得到一个可行的解决方案，即一个满足所有约束的解决方案。可行方案得到以后，方案，即一个满足所有约束的解决方案。可行方案得到以后，第二步的目标是找到一个更好的解决方案。第二步的目标是找到一个更好的解决方案。）中值问题（中值问题（minisum)minisum):在区域中选择（若干个）设施位置，使得该位置离客在区域中选择（若干个）设施位置，使得该位置离客户到最近设施的距离（或成本）的户到最近设施的距离（或成本）的“合计合计”最小。这种最小。这种目标通常在企业问题中应用，所以也称为目标通常在企业问题中应用，所以也称为“经济效益性经济效益性”。在中值问题中，被选择设施的数量往往预先确定，。在中值问题中，被选择设施的数量往往预先确定，当选择设施数量为时，称为当选择设施数量为时，称为-中值问题。中值问题。nX X：新的待定设施的位置坐标：新的待定设施的位置坐标nj j：已存在且位置固定的需求点编号：已存在且位置固定的需求点编号n ：新设施在：新设施在X X位置时到需求点位置时到需求点j j的成本的成本）中心问题中心问题(min-max):(min-max):根据使得被选择设施的位置离根据使得被选择设施的位置离最远最远需求点的距离（或成本）需求点的距离（或成本）集合中取集合中取最小最小的原则，在区域中选择设施的位置的方法称为中的原则，在区域中选择设施的位置的方法称为中心问题。心问题。其目标是优化最坏的情况，由已存在设施的单个成本（或距其目标是优化最坏的情况，由已存在设施的单个成本（或距离）最大的部分组成，其目标函数可以表示为：离）最大的部分组成，其目标函数可以表示为：其中，为新的待定设施的位置，其中，为新的待定设施的位置，j j为需求点编号，为需求点编号，j(j()为新设施在位置时到需求点为新设施在位置时到需求点j j的距离（或成本）。的距离（或成本）。4 4）反中心问题反中心问题(max-min):(max-min):根据使得被选择设施的位置离根据使得被选择设施的位置离最近最近需求点的距离（或成本）需求点的距离（或成本）集合中取集合中取最大最大的原则，在区域中选择设施的位置的方法称为反的原则，在区域中选择设施的位置的方法称为反中心问题。中心问题。其目标也是优化最坏的情况，由已存在设施的单个成本（或其目标也是优化最坏的情况，由已存在设施的单个成本（或距离）最小的部分组成，其目标函数可以表示为：距离）最小的部分组成，其目标函数可以表示为：其中，为新的待定设施的位置，其中，为新的待定设施的位置，j j为需求点编号，为需求点编号，j(j()为新设施在位置时到需求点为新设施在位置时到需求点j j的距离（或成本）。的距离（或成本）。5 5）单纯选址问题选址分配问题单纯选址问题选址分配问题:如果新设施和已存在设施间的关系与新设施的位置如果新设施和已存在设施间的关系与新设施的位置无关无关，而是而是固定固定的，则选址问题称为单纯选址问题，也称为有固的，则选址问题称为单纯选址问题，也称为有固定权重的选址问题。定权重的选址问题。如果这种权重或关系与新设施的位置如果这种权重或关系与新设施的位置相关相关，那么，这些权，那么，这些权重本身就成为变量，这种问题被称作重本身就成为变量，这种问题被称作“选址分配问题选址分配问题”。例如，配送中心的客户分配问题，添加一个新的配送中心例如，配送中心的客户分配问题，添加一个新的配送中心不仅改变了原配送中心的客户分配，同时也改变了配送中不仅改变了原配送中心的客户分配，同时也改变了配送中心到客户的距离。心到客户的距离。、按能力约束划分、按能力约束划分根据选址问题的约束种类，可以分为根据选址问题的约束种类，可以分为有能力约束有能力约束的选址问题的选址问题和和无能力约束无能力约束的选址问题两种，如果新设施的能力可充分满的选址问题两种，如果新设施的能力可充分满足客户的需求，那么，选址问题就是无能力约束的设施选址足客户的需求，那么，选址问题就是无能力约束的设施选址问题；反之，若各设施具有所能够满足需求的上限，就是有问题；反之，若各设施具有所能够满足需求的上限，就是有能力约束的选址问题。能力约束的选址问题。无能力约束设施选址问题往往被称为无能力约束设施选址问题往往被称为“单纯设施配置问题单纯设施配置问题”4.1.5 4.1.5 物流结点选址的方法物流结点选址的方法近年来，选址理论迅速发展，特别是计算机的应用，促近年来，选址理论迅速发展，特别是计算机的应用，促进了物流系统选址的理论发展，对不同方案的可行性分进了物流系统选址的理论发展，对不同方案的可行性分析提供了强有力的工具。析提供了强有力的工具。物流结点选址的方法大体上有以下几类：物流结点选址的方法大体上有以下几类：、专家选择法、专家选择法 、精确法、精确法 、模拟计算法、模拟计算法 4 4、启发法、启发法、专家选择法、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。的一类选址方法。专家选择法中最常用的有因素分析法、德尔菲法、模糊综合专家选择法中最常用的有因素分析法、德尔菲法、模糊综合评价法与层次分析法评价法与层次分析法。、精确法、精确法精确法是通过数学模型进行物流网点布局的方法。采用这精确法是通过数学模型进行物流网点布局的方法。采用这种方法首先根据问题的特征、已知条件以及内在的联系建种方法首先根据问题的特征、已知条件以及内在的联系建立数学模型或者是图论模型，然后对模型求解，获得最佳立数学模型或者是图论模型，然后对模型求解，获得最佳布局方案。采用这种方法的布局方案。采用这种方法的优点优点是能够得到较为精确的最是能够得到较为精确的最优解，优解，缺点缺点是对一些复杂问题建立恰当的模型比较困难，是对一些复杂问题建立恰当的模型比较困难，因而在实际应用中受到很大的限制。因而在实际应用中受到很大的限制。解析法中最常用的有解析法中最常用的有重心法重心法和和线性规划法线性规划法两种。两种。、模拟计算法、模拟计算法模拟计算法是将实际问题用数学方法和逻辑关系表示出来，模拟计算法是将实际问题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布局方案。这种方法然后通过模拟计算及逻辑推理确定最佳布局方案。这种方法的的优点优点是比较简单，是比较简单，缺点缺点是选用这种方法进行选址，分析者是选用这种方法进行选址，分析者必须提供预定的各种网点组合方案以供分析评价，从中找出必须提供预定的各种网点组合方案以供分析评价，从中找出最佳组合。因此，决策的效果依赖于分析者预定的组合方案最佳组合。因此，决策的效果依赖于分析者预定的组合方案是否接近最佳方案。是否接近最佳方案。该法是该法是针对模型针对模型的求解而言的，是一种的求解而言的，是一种逐次逼近逐次逼近的方法。对的方法。对这种方法进行反复判断，实践修正，直到满意为止。该方法这种方法进行反复判断，实践修正，直到满意为止。该方法的的优点优点是模型简单，需要进行方案组合的个数少，因而，容是模型简单，需要进行方案组合的个数少，因而，容易寻求最佳的答案。易寻求最佳的答案。缺点缺点是这种方法得出的答案很难保证是是这种方法得出的答案很难保证是最优化的，一般情况下只能得到满意的近似解。最优化的，一般情况下只能得到满意的近似解。4 4、启发法、启发法指可以有助于减少求解平均时间的任何原理或概念，也可指可以有助于减少求解平均时间的任何原理或概念，也可以是用启发法表示为指导问题迅速解决的经验原则。以是用启发法表示为指导问题迅速解决的经验原则。当经验原则运用到选址问题时，有助于加快求解过程的经当经验原则运用到选址问题时，有助于加快求解过程的经验可迅速从大量被选方案中找出好的解决方案。验可迅速从大量被选方案中找出好的解决方案。采用该方法可以带来合理的计算时间和内存空间要求，可采用该方法可以带来合理的计算时间和内存空间要求，可以很好地表现实际情况，得到满意解。以很好地表现实际情况，得到满意解。1 1、选址决策的外部因素、选址决策的外部因素 （1 1）宏观政治、经济因素）宏观政治、经济因素宏观政治因素：宏观政治因素：国家的长远发展战略、政权稳定、法制健全；国家的长远发展战略、政权稳定、法制健全；宏观经济因素：宏观经济因素：税收政策、关税、汇率；税收政策、关税、汇率；（2 2）基础设施及环境）基础设施及环境基础设施因素：基础设施因素：物流基础设施、通信设施可利用性；交通运物流基础设施、通信设施可利用性；交通运输状况、运输费率。输状况、运输费率。环境因素：环境因素：自然环境及社会环境，如总体规划情况，生产要自然环境及社会环境，如总体规划情况，生产要素供应情况，劳动力成本、供应数量、素质等；素供应情况，劳动力成本、供应数量、素质等；（3 3）竞争对手）竞争对手要考虑竞争对手的布局情况要考虑竞争对手的布局情况4.1.6 4.1.6 选址决策的影响因素选址决策的影响因素2 2、选址决策的内部因素、选址决策的内部因素 选址决策时要使选择的方案与企业发展战略相适应，与选址决策时要使选择的方案与企业发展战略相适应，与生产产品或提供服务的特征相匹配生产产品或提供服务的特征相匹配 。例如：例如：产品的类型产品的类型：实用性产品（低成本物流）还是创新产品：实用性产品（低成本物流）还是创新产品（快速反应物流）；（快速反应物流）；商业物流体系商业物流体系：连锁便利店还是大型超市，设施的布局：连锁便利店还是大型超市，设施的布局是不一样的。是不一样的。4.1.7 4.1.7 物流节点选址的一般原则物流节点选址的一般原则 1 1、经济发展中心地区和城市、经济发展中心地区和城市2 2、各种交通方式重叠和交汇地区、各种交通方式重叠和交汇地区 3 3、物流资源较优地区、物流资源较优地区4 4、土地开发资源较好地区、土地开发资源较好地区 5 5、支持产业发展需要、支持产业发展需要6 6、符合区域物流特点、符合区域物流特点7 7、有利于整合物流网络的优化、有利于整合物流网络的优化8 8、有利于各种节点的合理分工、协调配合、有利于各种节点的合理分工、协调配合9 9、地区管理和人才资源较好地区、地区管理和人才资源较好地区4.1.8 4.1.8 物流节点选址的步骤和程序物流节点选址的步骤和程序一、物流设施选址约束条件分析一、物流设施选址约束条件分析（一）需求条件（一）需求条件（二）运输条件（二）运输条件（三）配送服务的条件（三）配送服务的条件（四）用地条件（四）用地条件（五）法律法规（五）法律法规（六）流通职能条件（六）流通职能条件（七）其他（七）其他（一）掌握业务量（一）掌握业务量 （1 1）工厂到物流设施之间的运输量）工厂到物流设施之间的运输量 （2 2）向顾客配送的货物数量）向顾客配送的货物数量 （3 3）物流设施保管的数量）物流设施保管的数量 （4 4）配送路线上的其他业务量）配送路线上的其他业务量（二）掌握费用（二）掌握费用（1 1）工厂至物汉设施之间的运输费；）工厂至物汉设施之间的运输费；（2 2）物流设施到顾客之音质配送费；）物流设施到顾客之音质配送费；（3 3）与设施、土地有关的费用及人工费、业务费等。）与设施、土地有关的费用及人工费、业务费等。二、搜集整理资料二、搜集整理资料三、地址筛选三、地址筛选四、定量分析四、定量分析五、结果评价五、结果评价六、复查六、复查七、确定选址结果七、确定选址结果八、选址的注意事项八、选址的注意事项（1 1）选址因素相互矛盾）选址因素相互矛盾（2 2）不同因素的相对重要性很难确定和度量）不同因素的相对重要性很难确定和度量（3 3）判断的标准会随时间变化而变化）判断的标准会随时间变化而变化目前物流选址的趋势目前物流选址的趋势4.2 选址问题的早期研究理论选址问题的早期研究理论 4.2.1 4.2.1 选址研究历程选址研究历程设施选址是一个十分古老而又经典的问题，古代的选址决策设施选址是一个十分古老而又经典的问题，古代的选址决策往往以经验、制度甚至迷信思想为依据，缺乏科学性。往往以经验、制度甚至迷信思想为依据，缺乏科学性。19091909年德国学者韦伯第一篇选址论文的发表标志着设施选址问题年德国学者韦伯第一篇选址论文的发表标志着设施选址问题进入到科学研究的时代。在其发展的百年历史中，各时期研进入到科学研究的时代。在其发展的百年历史中，各时期研究侧重点各有不同。按时间可分为三个阶段究侧重点各有不同。按时间可分为三个阶段1.1.零散研究阶段（零散研究阶段（190919091960s1960s）。）。2.2.系统研究阶段（系统研究阶段（1960s1960s1980s1980s）3.3.不确定性问题研究阶段（不确定性问题研究阶段（1980s1980s至今）至今）1 1、零散研究阶段（、零散研究阶段（190919091960s1960s）。）。该阶段研究侧重于解决生产、生活中的各种实际问题，内容零散，经该阶段研究侧重于解决生产、生活中的各种实际问题，内容零散，经济学者在此阶段早期有突出贡献。早在济学者在此阶段早期有突出贡献。早在19091909年德国经济学家韦伯年德国经济学家韦伯（Alfred WeberAlfred Weber）在其工业区位论文中研究如何使单个仓库到不同客）在其工业区位论文中研究如何使单个仓库到不同客户总距离最短，该文是最早的设施选址论文。另一位早期设施选址问户总距离最短，该文是最早的设施选址论文。另一位早期设施选址问题研究学者题研究学者HotellingHotelling在其在其19291929年发表的论文中考虑两个竞争供应商在年发表的论文中考虑两个竞争供应商在一直线的区位选择并构建选址模型。随后一直线的区位选择并构建选址模型。随后Smithies(1941)Smithies(1941)、Stevens(1961)Stevens(1961)对此问题进行了更深入的研究。区域经济学家对此问题进行了更深入的研究。区域经济学家IsardIsard（19561956）还从土地利用、投入产出等角度入手对工业区位的选择）还从土地利用、投入产出等角度入手对工业区位的选择进行分析。上世纪进行分析。上世纪5050年代，越来越多的研究者偏重于设施选址的实际年代，越来越多的研究者偏重于设施选址的实际应用，包括产品销售网点的分布与设计（应用，包括产品销售网点的分布与设计（Losch1954Losch1954与与 Moses1958Moses1958）、）、消防设施选址（消防设施选址（Valinsky1955Valinsky1955）、垃圾处理厂选址（）、垃圾处理厂选址（Wersan et al.Wersan et al.19621962）、电话网络程控交换设备选址（）、电话网络程控交换设备选址（Rapp 1962Rapp 1962）、铁路货运编组站）、铁路货运编组站选址选址(Mansfield an Wein 1958)(Mansfield an Wein 1958)等。等。2 2、系统研究阶段（、系统研究阶段（1960s1960s1980s1980s）19641964年年HakimiHakimi关于网络多设施选址论文的发表标志着设施选关于网络多设施选址论文的发表标志着设施选址问题已成为一个系统、科学的理论。此后，选址问题被引址问题已成为一个系统、科学的理论。此后，选址问题被引入一个更宽广的领域，包括生产中心选址（入一个更宽广的领域，包括生产中心选址（Eilon et Eilon et al.1971al.1971）、交通枢纽选址（）、交通枢纽选址（Wirasinghe and Waters Wirasinghe and Waters 19841984）、变电站选址（）、变电站选址（Hochbaum1982Hochbaum1982）等等。研究方法也更）等等。研究方法也更集中于运筹学、拓扑学，经济学方法的应用越来越少。集中于运筹学、拓扑学，经济学方法的应用越来越少。3 3、不确定性问题研究阶段（、不确定性问题研究阶段（1980s1980s至今）至今）进入上世纪进入上世纪8080年代，随着市场变化加剧，实际生产、生活年代，随着市场变化加剧，实际生产、生活中运输时间、需求量、需求空间分布以及设施建造成本等中运输时间、需求量、需求空间分布以及设施建造成本等输入变量都是不确定性因素，以往静态、确定性选址模型输入变量都是不确定性因素，以往静态、确定性选址模型与方法已不能适应选址研究的发展。随机选址问题已成为与方法已不能适应选址研究的发展。随机选址问题已成为众多学者关注的焦点。众多学者关注的焦点。Louveaux(1986)Louveaux(1986)、Mirchandani et Mirchandani et al(1985)al(1985)、Weaver and Church(1983)Weaver and Church(1983)等学者在对不确等学者在对不确定中值问题研究时均将运输时间与需求设为随机变量。定中值问题研究时均将运输时间与需求设为随机变量。Berman and Odoni(1982)Berman and Odoni(1982)、Berman and Leblanc(1984)Berman and Leblanc(1984)将运输时间或运输成本设为不确定决策变量研究随机网络将运输时间或运输成本设为不确定决策变量研究随机网络的交通问题。的交通问题。4.2.2 4.2.2 杜能的地租出价曲线（杜能的地租出价曲线（Bid-Rent CurvesBid-Rent Curves）杜能认为，经济活动能支付的最高地租是产品的市场价杜能认为，经济活动能支付的最高地租是产品的市场价格与运输成本之差，经济活动将根据其支付地租的能力格与运输成本之差，经济活动将根据其支付地租的能力分布在城市中心（或运输枢纽）周围。分布在城市中心（或运输枢纽）周围。在农业经济中，各种农业生产活动可能按下图所示的方在农业经济中，各种农业生产活动可能按下图所示的方式从市场向外布局。式从市场向外布局。4.2.3 4.2.3 韦伯韦伯Alfred WeberAlfred Weber的工业分类的工业分类工业区位论的奠基人韦伯认识到原材料运输在生产过程工业区位论的奠基人韦伯认识到原材料运输在生产过程中所起的作用及其对选址的影响。根据原材料与成品之中所起的作用及其对选址的影响。根据原材料与成品之间的重量不同，将生产过程分为：间的重量不同，将生产过程分为：失重的失重的，原材料重量之和大于成品重量。如炼钢（有无，原材料重量之和大于成品重量。如炼钢（有无用的副产品），生产过程倾向于接近原材料产地用的副产品），生产过程倾向于接近原材料产地增重的增重的，普遍存在的要入进入生产过程，如空气和水，普遍存在的要入进入生产过程，如空气和水，如罐装饮料行业；生产过程尽量靠近市场。如罐装饮料行业；生产过程尽量靠近市场。等重的等重的，如装配先生产，生产场地应相应地靠近零部件，如装配先生产，生产场地应相应地靠近零部件聚集产地或销售市场。聚集产地或销售市场。五种指向型的工业类型五种指向型的工业类型4.2.4 4.2.4 胡佛的递减运输费率胡佛的递减运输费率考虑到运输费率随距离的增加而增幅下降，如果运输成考虑到运输费率随距离的增加而增幅下降，如果运输成本是选址的主要因素则选址就在原料产地或市场。本是选址的主要因素则选址就在原料产地或市场。靠近市场：外向运输成本靠近市场：外向运输成本(从仓库到顾客的运输成本从仓库到顾客的运输成本)降低，降低，内向运输成本内向运输成本(从供应商、制造商到仓库的运输成本从供应商、制造商到仓库的运输成本)增加。增加。4.2.5 4.2.5 区域经济学理论区域经济学理论研究一国或一个区域内经济运行的特定规律，生产力研究一国或一个区域内经济运行的特定规律，生产力布局的特定要求或经济发展的特定模式；布局的特定要求或经济发展的特定模式；研究确立多层次的经济规划体系，实现地域分工；使研究确立多层次的经济规划体系，实现地域分工；使各地人力、自然资源得到充分利用，人尽其才，地尽其各地人力、自然资源得到充分利用，人尽其才，地尽其利。利。城市功能分区城市功能分区政务区、商贸流通区、商务中心区、旅游区、居民居政务区、商贸流通区、商务中心区、旅游区、居民居住小区的划分；住小区的划分；4.3 选址的技术与方法选址的技术与方法 4.3.1 4.3.1 选址问题中距离计算选址问题中距离计算 选址问题模型中，最基本的一个参选址问题模型中，最基本的一个参数是各个节点之间的距离。一般采用数是各个节点之间的距离。一般采用三种方法来计算节点之间的距离，一三种方法来计算节点之间的距离，一种是种是直线距离直线距离，也叫欧几里德距离，也叫欧几里德距离（Euclidean MectricEuclidean Mectric）；另一种是）；另一种是折线距离折线距离（Rectilinear MetricRectilinear Metric）,也叫城市距离（也叫城市距离（Metropolitan Metropolitan MetricMetric）；第三种是）；第三种是大圆距离大圆距离，利用，利用球面三角学计算。球面三角学计算。1 1、直线距离、直线距离 区域内两点区域内两点 和和 间直线距离间直线距离 计算公式为计算公式为:(4-1)(4-1)其中，称其中，称 为迂回系数，一般可取定一个常数，为迂回系数，一般可取定一个常数，当当 取取 为为1 1时，为平面上的几何直线距离时，为平面上的几何直线距离,取值的大小要视区域内取值的大小要视区域内的交通情况，在交通发达地区，取的值较小；反之，取值较的交通情况，在交通发达地区，取的值较小；反之，取值较大。如在美国大陆，是大。如在美国大陆，是1.21.2，而在南美州，而在南美州,是是1.261.26。、折线距离、折线距离折线距离也称为城市距离，当选址区域的范围较小而且区折线距离也称为城市距离，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的距离。如域内道路较规则时，可用折线距离代替两点间的距离。如城市区的配送问题、具有直线通道的配送中心、工厂及仓城市区的配送问题、具有直线通道的配送中心、工厂及仓库内的布置、物料搬运设备的顺序移动等问题。库内的布置、物料搬运设备的顺序移动等问题。折线距离的计算公式如下：折线距离的计算公式如下：（4.4.）3 3、大圆距离、大圆距离各种地图制图激素讲球体映射到平面上会引起变形。各种地图制图激素讲球体映射到平面上会引起变形。故用平面坐标来计算距离会产生误差，误差大小取决于故用平面坐标来计算距离会产生误差，误差大小取决于地图映射方法以及在地图上的什么位置计算距离。地图映射方法以及在地图上的什么位置计算距离。采用采用经纬度坐标经纬度坐标和和大圆距离大圆距离公式即可避免误差，而且公式即可避免误差，而且还考虑到地球的弯曲程度。还考虑到地球的弯曲程度。4.3.2 4.3.2 单一物流节点的选址模型单一物流节点的选址模型 中值问题引入中值问题引入 在一条直线上（街道）选择一个有效位置（商店）即一在一条直线上（街道）选择一个有效位置（商店）即一种设施选址，为了能让在这条街上的所有客户到达商店的平种设施选址，为了能让在这条街上的所有客户到达商店的平均距离最短。在不考虑其他因素的情况下，当然这条大街的均距离最短。在不考虑其他因素的情况下，当然这条大街的中点是最为合理的位置。中点是最为合理的位置。但实际上各位置上顾客的频率是不同的，所以还需要给但实际上各位置上顾客的频率是不同的，所以还需要给不同位置赋予一个权重不同位置赋予一个权重wiwi，于是该中值问题可以表示成如下，于是该中值问题可以表示成如下的目标函数：的目标函数：(4-3)(4-3)(4-4)(4-4)对上述模型求解，首先对等式两边求微分，然后令微分值对上述模型求解，首先对等式两边求微分，然后令微分值为为零零，结果如下：，结果如下：通过上述公式，得出如下结论：求上述中值问题时，所通过上述公式，得出如下结论：求上述中值问题时，所开设的新店面需要设置在权重的开设的新店面需要设置在权重的中心中心，即设置点的左右两边，即设置点的左右两边的权重和都占的权重和都占5050。例如，假设在一条线上，在位置例如，假设在一条线上，在位置0 0、6 6、8 8和和1010上分别有上分别有4 4个点，为每个点服务的成本与这些点到新设施之间的距个点，为每个点服务的成本与这些点到新设施之间的距离成正比，并且权重相同，求：新设施的最优位置？假离成正比，并且权重相同，求：新设施的最优位置？假如最左面的点在如最左面的点在500500，而不是，而不是0 0，新设施的最优位置？，新设施的最优位置？答：答：这些点的中值点，即点这些点的中值点，即点6 6到点到点8 8之间的一条线段。之间的一条线段。对于中值问题，对于中值问题，固定位置的顺序固定位置的顺序比他们的实际位置更加比他们的实际位置更加重要。重要。对于对于中心问题中心问题，上述问题的最优位置是这些点的，上述问题的最优位置是这些点的中心点中心点，x*=5,x*=5,新址位置到最左边点和到最右边点的距离是相等的，新址位置到最左边点和到最右边点的距离是相等的，中心问题的中心问题的选址选址是由那些极端位置决定的，而其它内部的是由那些极端位置决定的，而其它内部的位置对它不起作用。位置对它不起作用。对于对于反中心问题反中心问题,在一定区域内（在一定区域内（0-100-10之内）的最优位之内）的最优位置是这些店的反中心点，置是这些店的反中心点，x*=3,x*=3,新址位置是相邻点间距离最新址位置是相邻点间距离最大的两点的中心大的两点的中心 ，反中心问题的选址是由相邻点间距离最，反中心问题的选址是由相邻点间距离最大的两点位置决定的，而其它内部的位置对它不起作用。大的两点位置决定的，而其它内部的位置对它不起作用。1 1、交叉中值模型、交叉中值模型 交叉中值模型是利用折线距离来进行距离计算，用来交叉中值模型是利用折线距离来进行距离计算，用来解决解决连续点选址连续点选址（在一条路径内任何一个位置都可以作（在一条路径内任何一个位置都可以作为选址问题的候选解）问题的一种有效的模型。为选址问题的候选解）问题的一种有效的模型。通过交叉中值的方法可以对单一的选址问题在一个平通过交叉中值的方法可以对单一的选址问题在一个平面上的加权的城市距离进行最小化。面上的加权的城市距离进行最小化。其相应的目标函数为：其相应的目标函数为：在这个问题里面，最优位置也就是由如下坐标组成的点：在这个问题里面，最优位置也就是由如下坐标组成的点：是在是在x x方向的对所有的权重的中值点；方向的对所有的权重的中值点；是在是在y y方向的对所有的权重的中值点。方向的对所有的权重的中值点。考虑到考虑到 两者可能同时是惟一值或某一范围，最优的位两者可能同时是惟一值或某一范围，最优的位置也相应的可能是一个点，或者是线，或者是一个区域。置也相应的可能是一个点，或者是线，或者是一个区域。式中：式中：与第与第i i个点对应的权重（例如需求）；个点对应的权重（例如需求）；第第i i个需求点的坐标；个需求点的坐标；服务设施点的坐标；服务设施点的坐标；需求点的总数目。需求点的总数目。例题例题4.14.1：一个冷冻食品公司想在一个地区开设一个新的一个冷冻食品公司想在一个地区开设一个新的冷食提货点，其主要的服务对象是附近冷食提货点，其主要的服务对象是附近5 5个住宅小区的居个住宅小区的居民。为了计算方便，把每个住宅小区的中心抽象成这个小民。为了计算方便，把每个住宅小区的中心抽象成这个小区的需求点位置。权重表示每个月潜在的客户需求总量，区的需求点位置。权重表示每个月潜在的客户需求总量，可以用每个小区中的总居民数量来近似代表。已知五个小可以用每个小区中的总居民数量来近似代表。已知五个小区点的坐标：区点的坐标：A(3,2),B(4,3),C(5,1),D(1,4)A(3,2),B(4,3),C(5,1),D(1,4)和和E(2,5),E(2,5),权重分别为：权重分别为：3 3，1 1，8 8，3 3，7 7。公司经理希望通过这些信。公司经理希望通过这些信息来确定一个合适的冷食提货点的位置，要求每个月顾客息来确定一个合适的冷食提货点的位置，要求每个月顾客到这个冷食提货点所行走的距离总和最小。到这个冷食提货点所行走的距离总和最小。提示提示：先确定需求点的中值，再通过：先确定需求点的中值，再通过x x轴与轴与y y轴分别进行计轴分别进行计算讨论。算讨论。需求点X 坐标Y坐标权重WiA323B431C518D143E257需求点对应的权重需求点对应的权重首先，需要确定中值首先，需要确定中值：从上表中得到中值：从上表中得到中值：为了找到为了找到x x方向上的中值点方向上的中值点x x0 0，在在x x方向只能选择一个有效的方向只能选择一个有效的中值点：中值点：接着寻找在接着寻找在y y方向上的中值点方向上的中值点y y0 0，发现在需求点发现在需求点A A、B B之间的范之间的范围内对于围内对于y y轴方向都是一样的：轴方向都是一样的：综合考虑综合考虑x x、y y方向的影响，于是最后可能的地址为方向的影响，于是最后可能的地址为(3,2)(3,2)、(3,3)(3,3)之间的一条线段，见下图。之间的一条线段，见下图。2 2、精确重心法、精确重心法前面介绍的交叉中值模型由于其本身的局限性，例如使用的前面介绍的交叉中值模型由于其本身的局限性，例如使用的是城市距离，只适合于解决一些小范围的城市内的选址问题。是城市距离，只适合于解决一些小范围的城市内的选址问题。精确重心法在评价的过程中使用的是欧几米德距离，即直线精确重心法在评价的过程中使用的是欧几米德距离，即直线距离，它使选址问题变得复杂，但是有着更为广阔的应用范距离，它使选址问题变得复杂，但是有着更为广阔的应用范围。围。重心模型是选址问题中最常用的一种模型，可以解决连续区重心模型是选址问题中最常用的一种模型，可以解决连续区域直线距离的单点选址问题。重心模型的域直线距离的单点选址问题。重心模型的基本假设基本假设：(1)(1)需求量集中于需求量集中于某一个点某一个点上；上；(2)(2)选址区域不同地点物流节点的建设费用和运营费用相同；选址区域不同地点物流节点的建设费用和运营费用相同；(3)(3)运输费用随运输距离运输费用随运输距离成正比例成正比例增加，显线性关系。增加，显线性关系。(4)(4)运输路线为运输路线为空间直线空间直线。（1 1）问题描述）问题描述设有设有n n个客户（收货单位）个客户（收货单位）分布在平面上，其分布在平面上，其坐标分别为坐标分别为()()，客户的需求量为，客户的需求量为 ，费用函数为设施，费用函数为设施（配送中心）与客户之间的直线距离乘以需求量。确定设施（配送中心）与客户之间的直线距离乘以需求量。确定设施 的位置的位置(),(),使总运输费用最小。使总运输费用最小。这一类问题也称为这一类问题也称为WeberWeber问题。问题。（2 2）建立模型）建立模型 配送中心到收货点配送中心到收货点 每单位量、单位距离所每单位量、单位距离所需运费。需运费。的需货量。的需货量。到到 的直线距离。的直线距离。则总运输费则总运输费H H为为:(4-5)(4-5)求求H H的的极小值点极小值点（）。由于式（）。由于式（4-54-5）为）为凸函数凸函数，最优，最优解的必要条件为满足：解的必要条件为满足：,(4-6),(4-6)令令 ,得得 ,上式右端上式右端 中仍含未知数中仍含未知数 故不能一次求得显解，故不能一次求得显解，但可以导出关于但可以导出关于x x和和y y的迭代公式：的迭代公式：(4-7)(4-7)(4-8)(4-8)应用上述迭代公式，可采用应用上述迭代公式，可采用逐步逼近算法逐步逼近算法求得最优解，该求得最优解，该算法称为算法称为不动点算法不动点算法 （3