第七章物流系统规划(重心法)课件

第七章第七章单设施选址规划单设施选址规划多设施选址规划多设施选址规划设施选址规划的影响因素设施选址规划的影响因素物流系统规划概述物流系统规划概述区域物流系统规划区域物流系统规划物流网络规划基础物流网络规划基础单设施选址规划单设施选址规划多设施选址规划多设施选址规划设施选址规划的影响因素设施选址规划的影响因素物流系统规划概述物流系统规划概述区域物流系统规划区域物流系统规划物流网络规划基础物流网络规划基础产品流动网络图产品流动网络图u设施选址决策对供应链的运营有着长远影响设施选址决策对供应链的运营有着长远影响 u网络设施决定了供应链的构架网络设施决定了供应链的构架 （一）企业内部因素（一）企业内部因素 战略因素战略因素 产品技术因素产品技术因素 （二）外部环境因素（二）外部环境因素政治因素及经济政策政治因素及经济政策 基基础础设设施施因因素素（例例如如，场场地地、劳劳动动力力供供给给，运运输输枢枢纽纽、靠靠近近机机场场、码码头头及及高高速速公公路路入入口口，地地方方性性公共设施公共设施 ）竞争因素竞争因素 （三）物流运营成本和物流设施成本的权衡（三）物流运营成本和物流设施成本的权衡 库存成本库存成本 运输成本运输成本 设施成本设施成本图图7-3 设施数目对物流成本和设施成本的影响设施数目对物流成本和设施成本的影响 单设施选址规划单设施选址规划多设施选址规划多设施选址规划设施选址规划的影响因素设施选址规划的影响因素物流系统规划概述物流系统规划概述区域物流系统规划区域物流系统规划物流网络规划基础物流网络规划基础单设备选址单设备选址按按设施设施数量不同数量不同多设备选址多设备选址连续选址法连续选址法按按变量离散程度不同变量离散程度不同离散选址发法离散选址发法动态选址动态选址按时间维度按时间维度静态选址静态选址一、单设施选址的重心法一、单设施选址的重心法 重心法是一种模拟方法。这种方法将物流系重心法是一种模拟方法。这种方法将物流系统中的需求点和资源点看成是分布在某一平面范统中的需求点和资源点看成是分布在某一平面范围内的物流系统，各点的围内的物流系统，各点的需求量和资源量需求量和资源量分别看分别看成是物体的成是物体的重量重量，物体系统的重心作为物流网点，物体系统的重心作为物流网点的最佳设置点，利用求物体系统重心的方法来确的最佳设置点，利用求物体系统重心的方法来确定物流网点的位置。定物流网点的位置。（一）单设施选址问题描述（一）单设施选址问题描述 图7-4 单设施选址问题示意图 1）工厂仓库和配送中心的坐标值：(x1，y1)、(x2，y2)、(xn，yn)；2）单位运输费率为Ri；3）设施点i的货物运输需求量为Vi。根据市场情况，现决定新建一座中转仓库，确定中转仓库的位置。（1 1）假设运输费用与距离成正比；）假设运输费用与距离成正比；（2 2）运输线路为直线或基本按直线考虑；）运输线路为直线或基本按直线考虑；（3 3）忽忽略略在在不不同同地地点点选选址址可可能能产产生生的的固固定定投投资资、劳劳动动力力成成本本及库存成本的差异；及库存成本的差异；（4 4）不考虑将来的运输费率的变化；）不考虑将来的运输费率的变化；（5 5）待选址设施到现有节点）待选址设施到现有节点i i之间的距离为之间的距离为D Di i：（二）假设条件（二）假设条件 （三）数学模型（三）数学模型 1 1确确定定已已知知的的供供给给点点与与需需求求点点的的坐坐标标、运运输输量量及及线线性运输费率；性运输费率；2 2忽忽略略距距离离DiDi的的影影响响，即即令令Di=1Di=1，根根据据公公式式（7-7-3 3）、（）、（7-47-4）求得待选址设施的初始坐标值：）求得待选址设施的初始坐标值：（四）重心法求解步骤（四）重心法求解步骤3 3根据（根据（，）计算出）计算出DiDi，其中比例系数，其中比例系数k k暂不考虑；暂不考虑；4 4将将DiDi代入式（代入式（7-37-3）和（）和（7-47-4）中，求出修正的坐标值；）中，求出修正的坐标值；5 5根据修正的坐标值重新计算根据修正的坐标值重新计算DiDi；6 6重重复复第第4 4步步和和第第5 5步步，直直到到坐坐标标值值的的变变动动小小于于预预定定的的误误差差范围；范围；7 7最后，根据求得的最佳坐标值计算运输总成本。最后，根据求得的最佳坐标值计算运输总成本。（四）重心法求解步骤（四）重心法求解步骤EX某企业有两个生产基地，三个地区物流中心，各设施点的位某企业有两个生产基地，三个地区物流中心，各设施点的位置坐标如下，企业现决定在生产基地仓库与物流中心之间建置坐标如下，企业现决定在生产基地仓库与物流中心之间建立一个中央仓库，确定中央仓库的最佳位置。立一个中央仓库，确定中央仓库的最佳位置。二、二、重心法的特点重心法的特点 优点优点计算速度快；计算速度快；缺点缺点（1 1）只只考考虑虑了了可可变变的的运运输输成成本本，没没有有考考虑虑在在不不同同地地点点建建立仓库所需的固定成本及设施运营费用的差异。立仓库所需的固定成本及设施运营费用的差异。（2 2）假设运输成本与运距成线性关系。）假设运输成本与运距成线性关系。（3 3）模模型型将将待待选选设设施施点点与与各各仓仓库库之之间间的的路路线线假假设设为为一一条条直线，实际上，两点之间不可能总是直线距离。直线，实际上，两点之间不可能总是直线距离。单设施选址规划单设施选址规划多设施选址规划多设施选址规划设施选址规划的影响因素设施选址规划的影响因素物流系统规划概述物流系统规划概述区域物流系统规划区域物流系统规划物流网络规划基础物流网络规划基础一、问题概述一、问题概述 例如：某城市计划筹建包括生产基地在内的绿色食品专卖超例如：某城市计划筹建包括生产基地在内的绿色食品专卖超市连锁网络，计划如下：市连锁网络，计划如下：（l l）受现有条件的限制，生产基地的数量限制在）受现有条件的限制，生产基地的数量限制在l l2 2个；个；（2 2）出出于于人人口口分分布布的的考考虑虑，计计划划建建立立3 3个个大大型型专专卖卖超超市市，专专卖卖超超市市的的地地址址选选择择受受种种种种条条件件的的约约束束基基本本选选定定，没没有有再再选选择择的余地；的余地；（3 3）受受专专卖卖超超市市数数量量和和位位置置的的约约束束及及可可供供选选址址的的土土地地因因素素约束，考虑在市内建设约束，考虑在市内建设l l2 2个大型中转仓库；个大型中转仓库；（4 4）产品分为）产品分为A A、B B两大类。两大类。一、问题概述一、问题概述 需要决策的问题：需要决策的问题：（1 1）建设几个中转仓库？）建设几个中转仓库？（2 2）如果建立）如果建立1 1个中转仓库，应建哪一个？个中转仓库，应建哪一个？（3 3）如果建立）如果建立2 2个中转仓库，如何分配超市卖场；个中转仓库，如何分配超市卖场；（4 4）建立几个生产基地？）建立几个生产基地？（5 5）如如果果建建立立2 2个个生生产产基基地地，怎怎样样分分配配生生产产数数量量？怎怎样样为为中中转仓库供货（在建立转仓库供货（在建立2 2个中转仓库的情况下）？个中转仓库的情况下）？决策网络模型决策网络模型 二、多设施选址的混合整数规划模型二、多设施选址的混合整数规划模型 决策变量决策变量S Sijij产品产品i i在生产基地在生产基地j j的生产量；的生产量；D Dilil超市卖场超市卖场l l对产品对产品i i的需求量；的需求量；X Xijklijkl由由生生产产基基地地j j生生产产、经经周周转转库库k k周周转转、提提供供给给超超市市卖卖场场l l的产品的产品i i的数量；的数量；y yklkl0-l0-l变变量量，当当周周转转仓仓库库k k向向超超市市卖卖场场l l供供货货时时取取值值1 1，否否则取值则取值0 0；z zk k0-l0-l变量，当确定使用周转仓库变量，当确定使用周转仓库k k时取值时取值1 1，否则取值，否则取值0 0。二、多设施选址的混合整数规划模型二、多设施选址的混合整数规划模型 参数 周转仓库的周转总量上下限 fk 周转仓库k年固定成本；uk 产品经周转仓库k周转的平均操作费（元/件）；Cijkl产品的平均生产与运输费用（元件）；二、多设施选址的混合整数规划模型二、多设施选址的混合整数规划模型 目标函数目标函数 约束条件约束条件（1）生产能力限制：（2）满足卖场对产品的需求量：（3）一个客户只能由一家仓库供货：（4）仓库周转总量限制：二、多设施选址的混合整数规划模型二、多设施选址的混合整数规划模型 混合整数规划选址示例混合整数规划选址示例 某集团公司考虑生产一种童衣系列。童衣产品将由工厂运至配送中心，再由配送中心将产品运至分销店。该集团有5家工厂（备选工厂）可生产这类童衣，有3家配送中心（备选配送中心）可以配送童衣产品，有4家分销店经营童衣产品。这些工厂和配送中心的年度固定成本如表1。工厂的年生产能力和工厂到各备选配送中心的单位运价如表2所示。配送中心运至各分销店的运输成本和各分销店的需求量如下表3所示。混合整数规划选址示例混合整数规划选址示例 表表1 工厂与配送中心的固定成本工厂与配送中心的固定成本单位工厂1工厂2工厂3工厂4工厂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 工厂的年生工厂的年生产能力和工厂到各能力和工厂到各备选配送中心的配送中心的单位运价位运价 终点起点运输成本（元/箱）生产能力（箱）配送中心1配送中心2配送中心3工厂1工厂2工厂3工厂4工厂58007008005007001 0005006006006001 20070050070050030020030020040033表3 配送中心运至各分销店的运输成本和各分销店的需求量终点起点运输成本（元/箱）分销店1分销店2分销店3分销店4配送中心1配送中心2配送中心3407080804030906050508060需求量（箱）20030015025034min=35000*t1+45000*t2+40000*t3+42000*t4+40000*t5+800*x11+1000*x12+120min=35000*t1+45000*t2+40000*t3+42000*t4+40000*t5+800*x11+1000*x12+1200*x13+700*x21+500*x22+700*x23+800*x31+600*x32+500*x33+500*x41+600*x420*x13+700*x21+500*x22+700*x23+800*x31+600*x32+500*x33+500*x41+600*x42+700*x43+700*x51+600*x52+500*x53+40000*s1+20000*s2+60000*s3+40*y11+80+700*x43+700*x51+600*x52+500*x53+40000*s1+20000*s2+60000*s3+40*y11+80*y12+90*y13+50*y14+70*y21+40*y22+60*y23+80*y24+80*y31+30*y32+50*y33+6*y12+90*y13+50*y14+70*y21+40*y22+60*y23+80*y24+80*y31+30*y32+50*y33+60*y34;0*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*t1;x11+x12+x13=300*t1;x21+x22+x23=200*t2;x21+x22+x23=200*t2;x31+x32+x33=300*t3;x31+x32+x33=300*t3;x41+x42+x43=200*t4;x41+x42+x43=200*t4;x51+x52+x53=400*t5;x51+x52+x53=400*t5;y11+y12+y13+y14=900*s1;y11+y12+y13+y14=900*s1;y21+y22+y23+y24=900*s2;y21+y22+y23+y24=900*s2;y31+y32+y33+y34=900*s3;y31+y32+y33+y34=200;y11+y21+y31=200;y12+y22+y32=300;y12+y22+y32=300;y13+y23+y33=150;y13+y23+y33=150;y14+y24+y34=250;y14+y24+y34=250;35混合整数规划选址示例混合整数规划选址示例 由由LINGOLINGO规划求解可得结果：工厂规划求解可得结果：工厂2,3,52,3,5进行生产，由进行生产，由配送中心配送中心2,32,3进行配送，其中工厂进行配送，其中工厂2 2向配送中心向配送中心2 2供货供货200200箱，工厂箱，工厂3 3向配送中心向配送中心3 3供货供货300300箱，工厂箱，工厂5 5向配送向配送中心中心3 3供货供货400400箱；配送中心箱；配送中心2 2向分销店向分销店1 1供货供货200200箱，箱，配送中心配送中心3 3向分销店向分销店2 2供货供货300300箱、向分销店箱、向分销店3 3供货供货150150箱、向分销店箱、向分销店4 4供货供货250250箱。最小总成本为箱。最小总成本为700500700500元。元。36三、多设施选址模拟法多个方案进行测试和评估改良的满意解或次优解大量的数据信息(The end of Ch 7)