第二篇配送中心优化基础课件

第一节第一节 物流系统优化概述物流系统优化概述 我们将通过理论分析获取物流管理优化方案并将该优化方案予以实施的过程称为物流优化，也就是说，物流系统优化是指依据所提出的物流管理优化方案，通过对物流系统各个环节的计划与控制，使物流组织或物流系统提高实现其物流目标能力的过程。具体地说，是使物流组织或物流系统不断地降低物流成本，更好地实现利润最大化目标的过程。-二、物流系统优化的基本思路分析并研究问题明确决策目标建立优化模型收集数据参数确定计算方法提出优化方案初步运行并评价修改需要修改运行得出最优方案-第二节 物流优化的应用领域 一、优化方法在选址决策中的应用 物流网络设计通常可以分为三个步骤：第一步要进行网络分析。通过网络分析，确定网络要素和相互的关系，比如配送中心的位置、分销地点和数量、供应商的数量和位置等；第二步是优化设计，采用有关数学模型或采用其他方法进行优化决策分析；第三步是组织实施网络设计方案。局部物流网络设计 全局物流网络设计-二、优化方法在物流运作管理中的运用 运输管理 物料管理运输工具、路线的选择与调度采购与供应库存控制的方法与策略。（一）制定最优运输计划TSP与VRP-旅行商问题（旅行商问题（TSP)TSP)（起点和终点重合的问题）（起点和终点重合的问题）BDAECVADCEBVBDCEAVBADCEVadcb201510ADCEBV2015151510202025254040301051353510151305152010251590-中华地理信息学会2000年学术发表会6VRPVRP求解分析求解分析VRP是车辆在依序的服务地点做收货(或，和)送货的服务，且必须依照指示依序通过这些服务地点，开始和结束在同一个出发点(depot or domicile)。VRP问题的分类单一场站、多场站（配送中心）本研究属于单一场站-中华地理信息学会2000年学术发表会7VRPVRP问题问题探探讨讨本研究最主要的讨论是关於单一场站与多车輛路线问题之研究，在实务应用上通常都以单一物流中心，同时指派多部车辆，来达到时效性最高的顾客满意度。这样的问题被定义为：在一广大的区域散置分布N各节点或顾客，每个顾客有其特定的需求量，这些需求量由某一个特定的中心站来提供，此中心站有多部车辆，每部车辆的装载量为已知，来求由配送中心到满足所有N各点的顾客需求的配送路线，并使配送成本达到最小。-中华地理信息学会2000年学术发表会8VRPVRP问题求解模式求解模式(1)先分群再排路线(Cluster First-Route second)扫瞄法(Gillett and Miller,1974)-采用及坐标角度扫瞄分群。(2)先排路线再分群(Route First-cluster Second)(Bodin and Berman,1979)-分群结果受先前排列之路进影响。(3)节省法或插入法(Saving or Insertion)节省法(Clarke and Wright,1964)-叫无弹性，无法视群聚状况调整-中华地理信息学会2000年学术发表会9VRPVRP问题求解模式求解模式(4)改善与交换(Improvement or exchange)K-optimal法(Lin and Kernighan,1965)(5)数学规划法(Mathematical Programming Approaches)(6)最佳解法(Exact Procedures)(7)人机互动法(Interactive Optimization)-中华地理信息学会2000年学术发表会10VRPVRP问题求解模式分析求解模式分析由于VRP属于非完全多项式(NP-Complete)问题，(5)数学规划法、(6)最佳解法两种方式求解复杂度随问题大小呈指数成长，近年来学者纷纷致力于启发式解法的开发。-中华地理信息学会2000年学术发表会11启启发式解法基本概念式解法基本概念目前学界研究VRP问题通常采用二阶段法；第一阶段初始解的产生，例如(1)先分群再排路线、(2)先排路线再分群、(3)节省法或插入法第二阶段则为解的改善，例如(4)改善与交换本研究采用先分群后排路线的方法-中华地理信息学会2000年学术发表会12研究假研究假设设单一场站多部车辆道路的特性初期考虑对称性路网，日后研究在考虑实际路网配送点特性限制由一部车服务需求皆不超过一部车容量车辆的限制型态容量的限制单一车种，多部车辆行车距离的限制-中华地理信息学会2000年学术发表会13研究假研究假设设时窗(Time Window)的限制不考虑时窗限制客户区位特性固定已知的需求产品本身特性以数量考虑，视为一种商品-制定最优配送计划制定最优配送计划车辆行程安排问题（车辆行程安排问题（VRPVRP）基本思路：基本思路：a+bca+bc-三、物流优化的其他应用领域第一层次：配送中心的产品进货计划第二层次：营销策略与产品的市场需求特征第三层次：产品的进货价格-第三节 物流优化的基础理论与计算方法 一、规划论 例2-1：运输问题的数学模型 大宗物资调运，如原材料等在全国有若干生产基地，根据以后的交通网络，制订调运方案，将这些物资运到各消费地点，且总运费最小。用数学语言描述如下：已知有m个生产基地，Ai（i=1,2,m）可供应某种物资，其供应量分别为ai（i=1,2,m）,有n 个销地Bj(j=i=1,2,n),其需要量分别为bj(i=1,2,n)，从Ai至Bj 运输单位物资的运价（单价）为cij,这些数据汇总于产销平衡表和单位运价表中。-产销平衡表 单位运价表若用 表示从Ai到Bj的运量，在产销平衡的条件下，要求得到总运费最小的调运方案，可求解以下数学模型：这就是运输问题的数学模型。可用单纯行法的简化方法表上作业法来解答-例题例题（多个起点多个终点问题）（多个起点多个终点问题）销地销地产地产地B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4库库存存B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4A A1 17 73 31111 3 31212A A2 24 41 19 92 28 8A A3 39 97 74 41010 5 5销量销量3 36 65 56 62020运价表运价表（单位元（单位元/吨）吨）-销地销地产地产地B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4库库存存B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4A A1 17 73 31111 3 31212A A2 2 4 41 19 92 28 8A A3 39 97 74 410105 5销销量量3 36 65 56 62020-销地销地产地产地B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4库库存存B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4A A1 17 73 31111 3 31212A A2 2 4 41 19 92 28 8A A3 39 97 74 410105 5销销量量3 36 65 56 62020-销地销地产地产地B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4库库存存B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4A A1 17 73 31111 3 31212A A2 23 3 4 41 19 92 28 8A A3 39 97 74 410105 5销销量量3 36 65 56 62020-销地销地产地产地B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4库库存存B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4A A1 17 73 31111 3 31212A A2 23 3 4 41 19 92 28 8A A3 39 97 74 410105 5销销量量3 36 65 56 62020-销地销地产地产地B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4库库存存B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4A A1 17 73 31111 3 31212A A2 23 3 1 14 41 19 92 28 8A A3 39 97 74 410105 5销销量量3 36 65 56 62020-销地销地产地产地B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4库库存存B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4A A1 1 7 73 31111 3 31212A A2 23 31 14 41 19 92 28 8A A3 39 97 74 410105 5销销量量3 36 65 56 62020-销地销地产地产地B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4库库存存B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4A A1 14 47 73 31111 3 31212A A2 23 31 14 41 19 92 28 8A A3 39 97 74 410105 5销销量量3 36 65 56 62020-销地销地产地产地B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4库库存存B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4A A1 14 47 73 31111 3 31212A A2 23 31 14 41 19 92 28 8A A3 39 97 74 410105 5销销量量3 36 65 56 62020-销地销地产地产地B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4库库存存B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4A A1 14 47 73 31111 3 31212A A2 23 31 14 41 19 92 28 8A A3 36 69 97 74 410105 5销销量量3 36 65 56 62020-销地销地产地产地B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4库库存存B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4A A1 14 47 73 31111 3 31212A A2 23 31 14 41 19 92 28 8A A3 36 69 97 74 410105 5销销量量3 36 65 56 62020-销地销地产地产地B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4库库存存B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4A A1 14 47 73 31111 3 31212A A2 23 31 14 41 19 92 28 8A A3 36 63 39 97 74 410105 5销销量量3 36 65 56 62020-销地销地产地产地B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4库库存存B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4A A1 14 47 73 31111 3 31212A A2 23 31 14 41 19 92 28 8A A3 36 63 39 97 74 410105 5销销量量3 36 65 56 62020-销地销地产地产地B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4库库存存B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4A A1 14 43 37 73 31111 3 31212A A2 23 31 14 41 19 92 28 8A A3 36 63 39 97 74 410105 5销销量量3 36 65 56 62020-销地销地产地产地B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4库库存存B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4A A1 14 43 37 73 31111 3 31212A A2 23 31 14 41 19 92 28 8A A3 36 63 39 97 74 410105 5销销量量3 36 65 56 62020-排队常常是件很令人恼火的事情常常是件很令人恼火的事情尤其是在我们这样的人口大国尤其是在我们这样的人口大国电话亭1978年在北京15%的电话要在1小时后才能接通。在电报大楼打电话的人还要带着午饭去排队 银行窗口，ATM医院、理发、火车售票游乐场的游乐项目?-在游乐园中的频频排队会极为扫兴DisneyLand中的FastPass(QuickPass)系统就是想解决这个问题的-What is QuickPass?What is QuickPass?工作原理：1.到达的顾客将自己的票插入FastPass的slot中2.FastPass计算出建议顾客返回的时间间隔（time interval）或时间点或时间窗（time window）3.顾客无需排队，在指定的时间返回就可持票进入-怎样缩短排队的等待时间？怎样缩短排队的等待时间？银行的排队叫号机 只是有序的组织了顾客，并没有减少等待时间如果能实现知道轮到自己需要等待多少时间，再选择合适的时间来，岂不很好？-FastPassFastPass存在的问题：存在的问题：预知的返回时间间隔存在误差按时返回却仍需要排队建议的返回时间间隔太长如果告诉你4小时以后再回来呢？顾客可能不会完全按照安排的时间返回如果新来的顾客不想使用FastPass系统？现有的Fast Pass真的那么好用吗？-我们的目的我们的目的就是对就是对FastPassFastPass系统建立系统建立合理的合理的离散统计模型（离散统计模型（Distributed Statistical Distributed Statistical ModelModel），求出最优的顾客返回时间。，求出最优的顾客返回时间。建模的一般步骤以及：*模型的改进*启发与待解决的问题-排队系统基本组成排队系统基本组成输入来源队 列服务机构排队系统排队系统顾客服务完离开排队系统的三个基本组成部分.输入过程(顾客按照怎样的规律到达);排队规则(顾客按照一定规则排队等待服务);服务机构(服务机构的设置,服务台的数量,服务的方式,服务时间分布等)-基本排队模型基本排队模型 输入过程输入过程顾客来源 有限/无限顾客数量有限无限经常性的顾客来源.顾客到达间隔时间:到下一个顾客到达的时间.服从某一概率分布.(指数分布)顾客的行为假定为:在未服务之前不会离开;当看到队列很长的时候离开；从一个队列移到另一个队列。-基本排队模型队列基本排队模型队列/排队规则排队规则队列队列容量有限/无限排队规则先来先服务（FCFS）；后来先服务；随机服务；有优先权的服务；-基本排队模型服务规则基本排队模型服务规则服务机构服务设施，服务渠道与服务台服务台数量服务时间分布:指数,常数,k级Erlang-排队系统常用的输出参数排队系统常用的输出参数平均队长平均通过系统的时间平均等待时间系统中平均滞留的实体数-库存系统目的：比较各种订货策略，在保证供应的前提下，降低成本主要特征：补给模式需求模式成本代价-库存系统仿真的参数库存系统仿真的参数保管费订货费缺货损失费总费用=保管费+订货费+缺货损失费-五、解析方法、启发式方法与仿真方法所谓解析方法，是指像线性规划、运输问题、动态规划那样能通过对模型的解析，求出最优解的方法。启发式方法能对现实问题进行较为全面的描述，在有效的时间内得到满意解，但不能保证是最优解。物流系统仿真是将成本、运输方式与运输批量、库存容量与周转等要素以合理的数量关系加以描述，编制计算机程序进行模拟运行，通过对模拟结果评估分析，选出最优的方案。-第四节第四节 优化方法在物流管理中的作用及应用难点优化方法在物流管理中的作用及应用难点分析分析 一、优化方法在物流管理中的作用分析-二、优化方法在物流管理中的应用难点分析对现代物流管理理念的理解与把握优化模型的建立与求解技术物流优化方案的有效实施与不断改进-ADCEBV1015151520201525815352510540TSP问题，求由问题，求由V点出发经过所以点后回到点出发经过所以点后回到V点的最短距离。点的最短距离。-例题例题（多个起点多个终点问题）（多个起点多个终点问题）销地销地产地产地B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4库库存存B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4A A1 17 75 51111 3 31212A A2 24 49 91 11010 4 4A A3 39 97 78 82 23 3销量销量3 36 65 56 62020运价表运价表（单位元（单位元/吨）吨）-