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主要内容: 1.选址问题的概念 2.单点选址模型 3.多点选址模型 4.其他方法概况
物流网点选址模型 主要内容: 1.选址问题的概念 2.单点选址模型 3.多点选址模型 4.其他方法概况
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选址问题 物流网点指物流系统中货物运往最终消费者过程中临时经停的地方。 如,制造商,仓库,配送中心,零售商等。
网点选址模型是指用数学方法确定物流系统中网点的数量,从而合理规划物流网络的结构和布局,使物流成本达到最小。 物流网点指物流系统中货物运往最终消费者过程中临时经停的地方。 如,制造商,仓库,配送中心,零售商等。
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选址的分类 1.按设施对象划分:一般经济因素是最重要的因素。 3.按设施的数量划分:单一设施和多设施选址
2.按设施的维数划分:体选址是三维,面选址是二维,点为 一维 3.按设施的数量划分:单一设施和多设施选址 4.按选择的离散程度划分:连续的和离散的 5.按目标函数划分:可行点,中点问题,中心问题,单纯选址 问题 6.按能力约束划分:有能力的约束问题和无能力的约束问题
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选址的方法 1.专家选择法:因素评分法和德尔菲法 2.解析法:通过数学模型建立数学模型或者是图模型,然后对模型求解,活的最佳布局方案。
3.模拟计算法:将实际问题用数学方法和逻辑关系表示出来,通过模拟计算及逻辑推理确定最佳布局方案。
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网点间距离的计算 直线距离(欧几里德距离)
当选址区域的范围较大时,网点间的距离常可以用直线距离近似代替,或用直线距离乘以一个恰当的系数来代替实际距离,如城市间的运输距离、大型物流园区间的距离等。 区域内两点( )和( )间的直线距离
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折线距离(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。如城市内的配送问题、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。 公式:
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直线距离与折线距离的比较 直线距离 折线距离 点
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单点选址模型 重心模型 设有n个客户(收货单位)P1,P2,…,Pn分布在平面上,其坐标分别为( ),客户的需求量,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P0的位置( ),使总运输费用最小。 建立模型: 记 ——配送中心到收货点 每单位量、单位距离所需要运量 —— 的需货量 —— 到 的直线距离 则总运输费H为
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由于上式为凸函数,最优解的必要条件为满足
令 得
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由于上式右端 中仍含未知数 , ,故不能一次求的显式解,但可导出关于x和y的迭代公式
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不动点算法(算法) 不动点算法:应用上述迭代公式,可采用逐步逼近算法求得最优解。 输入 n ——客户数 ——各客户点的坐标,=1,2,…,n
输出: ——设施坐标 H——总运费 第一步,选取一个初始的迭代点A ,如: 则可以得
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第二步 令 , 及 转第三步
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第三步:若 ,运费已无法减小,输出最优解 和 ,否则,转第四步。 第四步:令 转第二步。 下面就来一个例子,具体的演示一下计算的步骤。
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重心模型的例子 设某制造厂的工厂P10和需货地P1~P9的位置及需货量如图,现要从工厂将产品送到需货地,试在需货地附近设置一个配送中心,使运量最少。并与工厂直接方式相比,哪一种方式最经济? 需货地 和工厂 坐标 需求量w P1 (150,60) 15 P2 (130,90) 5 P3 (60,130) 18 P4 (100,130) 7 P5 (70,60) 12 P6 (30,90) P7 (50,40) 13 P8 (65,140) 10 P9 (110,120) P10(工厂) (150,190) 100
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⑴求配送中心最优地址 ①设初始解 =(95,120),
已知从工厂到配送中心每吨货物运输费 =18元,配送吨货配送费 =40元(j=1,2,…,9),配送中心的费用每吨180元,若采用直送方式,从工厂到需要地每吨运费 =40元 ⑴求配送中心最优地址 ①设初始解 =(95,120),
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②令(利用迭代公式推算下一个候选配送中心)
,可以算出 ③因为 ,令 ④计算
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同理,在进行迭代7次,有: ⑤计算: ⑥因为 ,令 ⑦计算
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T=工厂到配送中心的运费+配送中心到需要地的运费+配送本身费用
⑧因为 , 已最小,输出最优解: ⑵与工厂直接方式成本比较,由配送中心配送方式的运输费为 T=工厂到配送中心的运费+配送中心到需要地的运费+配送本身费用 = *180= 工厂直接方式费用为 T=工厂到需要地的运费= 因为 所以,经过配送中心方式是经济的。
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几何实验法 重心法是一种比较流行的方法,它将物流系统的需求点看成是分布在某一平面范围内的物体系统,各点的需求量和资源量分别看成是物体的重量,物体系统的重心将作为物流网点的最佳设施点,因此优势也可以用作几何实验的方法求得设施的最优位置。 重心法对于用地的现实性和候选位置点均缺乏全面考虑。在约束条件中没有区域的可行性约束。一般可以根据中心法找出理想的最优选址点,对于不能实现的选址点,可以在其附近选定几个现实的候补场址,再把各候补选址点代入前述的数值解析法中,一边比较成本大小,一边求解。
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交叉中值模型(折线距离) 建立模型 通过交叉中值的方法可以对单一的选址问题在一个平面上的加权的城市距离进行最小化。其目标函数为
设有n个客户 分布在平面上,其坐标分别为 ,客户的需求量 ,费用函数为设施与客户之间的城市距离乘以需求量。确定一个设施 的位置 ,使总费用(即加权的城市距离和)最小 建立模型 通过交叉中值的方法可以对单一的选址问题在一个平面上的加权的城市距离进行最小化。其目标函数为 显然,上式可以分解为两个互不相干的部分之和:
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由于 求上式的极小值,由于 在区域内可连续取值,课对上式求微分并令其为零,得 即
求上式的极小值,由于 在区域内可连续取值,课对上式求微分并令其为零,得 即 上式的结论证明了当 是最优解时,其两方的权重都为50%,即 的最优值点 是在x方向对所有的权重 的中值点。同样,y值也是一样。 由于 两者可能或者同时是惟一的值或某一范围,所以最优的位置也相应可能是一个点,或者是线段,也可能是一个区域。
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例子 对于x方向,由于 所以,当 在3~4Km间取值时,满足上式,所以, 极小值为 ,在这个范围内,对于X轴方向都是一样的。
一超市连锁公司准备在一区域新开办一家超市,主要服务该区域附近的9个小区的居民,如图是各小区的坐标及需求权数,其中需求权重可由对应小区的居民数近似。试选择一个地点,使客户到超市的行走距离总和为最小。 解:确定中值 对于x方向,由于 所以,当 在3~4Km间取值时,满足上式,所以, 极小值为 ,在这个范围内,对于X轴方向都是一样的。
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需求点p x y 需求权重w 1 6 2 4 3 8 5 7 9
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对于Y方向,由于 而 以及 而 因此,只有当 时, 取极小值。 综合考虑X和Y方向的影响,最后可能的地址为A(3,3)至B(4,3) 之间的一条线段,如图所示。
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可直接计算点A和B的加权距离值并进行比较,发现它们的值相等,说明在实际情况中,可在A和B间选一个合适的点作为超市的地址。
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因素评分法 因素评分法常用来解决离散型单点物流设施的选址问题,这也是在实际选址中常用的一种方法。
因素评分法是将每一个备选地点都按因素计分,在允许的范围内给出一个分值,然后将每一个地点各因素的得分相加或加权相加,求出总分数后加以比较,最后,以选择得分最多的地方为最终的方案。
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单品种多个网点选址模型 从一组候选的地点中选择若干个位置作为物流设施网点(如配送中心),使得从已知若干个资源点(如工厂),经过这几个设施网点(配送中心),向若干个客户运送同一种产品时,总的物流布局成本为最小。 1 2 3 m 资源 配送网点 客户
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建立模型 ——资源点i的产品供应量 ——客户k的产品需求量 ——从资源点i到备选网点j的货物量 ——从备选网点j到客户k的货物量
——备选网点j从资源点i进货的单位物资进货费率 ——备选网点j向客户k供货的单位物资发送费率 ——客户k从资源i直接进货的单位物资进货费率 ——备选网点j每单位货物通过量的变动费(如仓库管理或加工费等,与规模相关) ——备选网点j选中后的基建投资费用(固定费,规模无关的费用)
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目标函数 s.t. j点被选中 j点被淘汰
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为求解模型方便,假设所有货物必须通过物流网点,即
记: ——从资源点i经过网点j到客户k的货物量,其他符号与上相同,则可以把目标函数化为 s.t. 其中, ,说明配送中心的规模越大,单位成本越小。
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解模 第一步,求初始解 首先对资源点和客户间的所有组合 ,求每单位运输成本最小值 ,再求运输问题的最优解: s.t. 设求得上式的最优解为
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s.t. 第二步:求第二次解 设求得上式的最优解为 ,由此可求得各配送中心的通过量
由初始解 的结果,可确定配送中心的通过量 ,故可分别计算出各配送中心每单位量的运输、配送成本和配送中心每单位变动费的合计为最小的值,即求 的值,再求最优解 s.t. 设求得上式的最优解为 ,由此可求得各配送中心的通过量
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第三步:求最优解 反复进行第二步的计算,将 次解得的配送中心通过量 与第n次解得的配送中心通过量 相比较,若相等,则终止计算,否则重复第二步的计算。
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例子 某公司在全国有三个工厂F1、F2和F3,三个工厂向全国10个地区供应产品。在每个地区各有一个配送站送货上门。现有6个配送中心候选地D1、D2、D3、D4、D5和D6,选择哪几个配送中心使得总的配送成本最小? 工厂到配送中心候选地的单位运输成本 候选地 工厂 D1 D2 D3 D4 D5 D6 供应商 F1 7 12 15 28 20 30 100 F2 22 16 9 10 200 F3 25
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配送中心候选地到各配送站的单位配送成本 配送地 候选地 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 D1 15 8 24
28 35 9 41 23 27 D2 42 7 13 18 16 36 33 D3 25 30 10 52 D4 45 55 19 34 29 D5 32 40 26 46 43 D6 21 31 需求量 70 50 20
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配送中心候选地变动费 候选地 D1 D2 D3 D4 D5 D6 变动费 400 500 300 600
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初始解 对于工厂到配送站的所有组合,找出使运输成本和配送成本之和为最小的配送中心。 ,括号内的 表示所通过的配送中心。 配送站 工厂 B1
,括号内的 表示所通过的配送中心。 配送站 工厂 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 F1 (D1) 22 15 (D2) 19 25 (D3) 30 16 (D6) 39 28 34 F2 24 23 27 (D4) 31 (D6) F3 18 38 29 33 35
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具体步骤 例如:F1到B1,从六个配送中心候选地中选择运输成本和配送成本之和最小。 D1 D2 D3 D4 D5 D6 所以选择D1。
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初始解(求解运输问题) 利用运筹学所学到的知识,可以得到以下的表 配送站 工厂 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B 9
供应量 F1 (D1) 30 40 (D2) 100 F2 (D3) 50 (D4) 20 (D6) 200 F3 需求量 70 400
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第二次解 利用初始解,可以求出各候选地的通过量 ,进而求出 。由于 ,所以配送中心每单位量费用(变动费)按公式 计算。 例如:D1 候选地
利用初始解,可以求出各候选地的通过量 ,进而求出 。由于 ,所以配送中心每单位量费用(变动费)按公式 计算。 例如:D1 候选地 D1 D2 D3 D4 D5 D6 通过量 130 70 90 20 变动费用 17.54 29.88 15.81 55.90 ∞ 31.62
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再对工厂到配送站的所有组合,选择运输成本、配送成本和变动费用之和的最小值。
在计算的过程中,和前面的步骤差不多,只是把变动费用也计算在内,从而得到的结果。 配送站 工厂 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 F1 (D1) 39.54 32.54 48.54 (D3) 40.81 57.81 33.54 65.54 47.54 51.54 F2 49.81 39.81 (D2) 52.88 42.81 34.81 51.81 (D6) 50.62 52.81 48.81 F3 42.54 35.54 45.81 37.81 54.81 36.54 60.62 50.54
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第二次解(求解运输问题) 配送站 工厂 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 供应量 F1 (D1) 30 40
100 F2 (D3) 50 20 (D6) 200 F3 需求量 70 400
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第三次解 利用第二次的解,重复上面的步骤,得到: 候选地 D1 D2 D3 D4 D5 D6 通过量 200 150 50 变动费用
150 50 变动费用 14.14 ∞ 12.25 42.43
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最小运输成本 重复上几步,计算而得: 配送站 工厂 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 F1 (D1) 36.14
29.14 45.14 (D3) 37.25 54.25 30.14 62.14 44.14 48.14 F2 46.25 36.25 54.14 39.25 31.25 48.25 (D6) 61.43 49.25 45.25 F3 39.14 32.14 42.25 34.25 51.25 33.14 65.14 47.14
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第三次解(最终解) 由于第三次解的通过量与第二次解的通过量相同,所以第三次解便是最终解。由最终解可以看出,在6个候选地中,选取D1、D3和D6三处设置配送中心为宜。 配送站 工厂 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 供应量 F1 (D1) 30 40 100 F2 (D3) 50 20 (D6) 200 F3 需求量 70 400
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P-中值模型 问题: P-中值模型是指在确定区域内应建设的物流设施数P之后,需进一步从若干个候选点中选取P个位置作为设施的地址,并确定各设施的服务对象(客户),使总运输成本最少。
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建立模型 N—系统中的n个需求点(客户) M—m个可建设设施的候选地点 —第i个需求点的需求量 —从点i到点j的单位运输费用
p—将建设的设施总数 在j点建立设施 否则 客户i由设施j来提供服务
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数学表达式 数学模型可表示为: s.t.
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模型的求解(贪婪取走法) 第一步:令当前选中的设施点数k=m,即将所有m个候选位置都选中。
第二步:将每一个客户指派给k个设施中离其距离最近的一个设施点。求出总运输费用Z。 第三步:若k=p,输出k个设施点及各客户的指派结果,停止;否则,转第四步。 第四步:从k个设施候选点中确定一个取走点,满足:假如将它取走并将它的客户指派给其他的最近设施点后,总费用增加量最小。 第五步:从候选点几何中删去取走点,令k=k-1,转第二步。
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例题 某公司在某新地区经过一段时间的宣传广告后,得到了8个超市的订单,由于该新地区离总部较远,该公司拟在该地区新建2个仓库,用最低的运输成本来满足该地区的需求。经过一段时间的实地考察之后,已有4个候选地址。从候选地址到各个超市运输成本 、各个超市的需求量 都已经确定,试选择其中的两个候选点作为仓库地址,使总运输成本最小。(p=2)
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K=4,令第i个超市指派给 中最小的候选点 第一次指派结果:A= =(1,1,1,4,4,2,3,3) 总运输费用Z= =2480
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分别删去候选点1,2,3,4中一个候选地进行分析,并对各自的增量进行计算:
若删去1,则 =(4,2,2,4,4,2,3,3),Z=3200,增量 =720 若删去2,则 =(1,1,1,4,4,3,3,3),Z=2620,增量140 若删去3,则 =(1,1,1,4,4,2,4,2),Z=3620,增量1140 若删去4,则 =(1,1,1,2,3,2,3,3),Z=3520,增量1040 移走第2个候选点时增量最小,第一个要移走的是第2个候选点。
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此时k=3, =(1,1,1,4,4,3,3,3),Z=2620,又分别对删去1,3,4进行分析计算如下。
移走第4个候选地时增量最小,第二个要移走的是第4个。 此时,k=p=2,计算结束,结果为在候选位置1,3投建新的仓库,总运输成本3740.
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集合覆盖模型 问题:已知若干个需求点(客户)的位置和需求量,需从一组候选的地点中选择若干个位置作为物流设施网点(如配送中心、仓库等),在满足各需求点的服务需求的条件下,使所投建的设施点数目为最小。 集合覆盖模型的目标是用尽可能少的设施去覆盖所有的需求点。
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建立模型 N-区域中的需求点(客户)集合 M-区域中可建设设施的候选点集合 -第i个需求点的需求量
-若第j个候选点选中时,该设施点的服务能力(容量) A -设施节点j所覆盖的需求点i的集合 B -可以覆盖需求节点i的设施节点j的集合 在j点建立设施 否则 -节点需求中的被分配给设施点j的部分
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数学表达式 s.t. 上式最小化设施的数目,下面的约束条件保证每个需求点的需求得到完全的满足,对每个提供服务的服务网点的服务能力的限制,变量的0-1约束和非负约束保证一个地方最多只能投建一个设施,而且允许一个设施只提供部分的需求。
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例子 在某区域需规划建设若干个农贸市场为将来该区9个主要居民点提供服务,除第6居民点外,其他各点均有建设市场的条件。已知市场的最大服务半径为3km,为保护该区的环境,希望尽可少的建造农贸市场。 1 2 7 3 4 6 5 8 9
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解 N=(1,2,3,4,5,6,7,8,9),M=(1,2,3,4,5,7,8,9),根据最大服务半径为3km和6号居民区不适合建市场,可得下张表: 居民点号 A(j) B(i) 1 1,2,3,4 2 1,2,3 3 1,2,3,4,5 4 1,3,4,5,6,7 1,3,4,5,7 5 3,4,5,6 3,4,5 6 4,5,7,8 7 4,6,7,8 4,7,8 8 6,7,8,9 7,8,9 9 8,9
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因为A(4)=(1,3,4,5,6,7),六个为最大,故首先选取j=4,由于没有容量约束,可以依次指派5,7,1,6,3,4点归节点4服务。
此时,N=(2,8,9),M=(1,2,3,5,7,8,9),可得: 居民点号 A(j) B(i) 1 2 3 4 5 6 7 8 8,9 9
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因为A(8)=(8,9),有两个,所以选取选8号,并且8,9两点归节点4服务。
同理,再迭代一次,得2号居民点,居民点2归节点2服务。 因此,计算结果为(4,8,2)。
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物流设施平面布局模型
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一、系统布局设计法 系统布局设计法SLP SLP=Systematic Layout Planning SLP设计原理
对个作业单位设施之间的相互关系做出分析,包括物流与非物流关系,建立作业单位相互关系表 根据相互关系表中的作业单位之间的相互关系密切程度,决定各作业单位之间距离的远近,安排各作业单位的位置,绘制作业单位位置相关图,将各作业单位实际占地面积与作业单位位置相关图结合起来,形成作业单位面积相关图(空间关系图) 通过作业单位面积相关图的修正和调整,得到若干个可行的布局方案 量化各个因素,用加权系数法建立方案质量评估的数量指标,并用该指标对各方案进行打分。得分者为最佳
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SLP的五个基本要素: 货物类别p、 货物数量q、 货物处理次序r、 辅助设施(服务设施)s、 时间t
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Slp设计流程
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1.2相互关系图 从上图中我们可以发现,信息采集分析、物流分析及作业关系分析是物流系统设施布局的基础,二关系图是分析作业设施间相互关系的一种有效工具。 关系图方法中,可将设施间所有的关系分为六个等级,分用A—F六个字母表示。如下图
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一般来说,一个区域的设施布局,ABC级的关系所占比例在10%-30%之间,其余为DE级关系,而F级关系需根据具体情况而定。
关系等级代码所占比例表 相互 关系 绝对重要 特别重要 重要 一般 不重要 禁止 等级代码 A级 B级 C级 D级 E级 F级 所占比例 2-5 3-10 5-15 10-25 25-60 不定 一般来说,一个区域的设施布局,ABC级的关系所占比例在10%-30%之间,其余为DE级关系,而F级关系需根据具体情况而定。
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例子:某配送中心的作业场所主要由八大设施组成,收货场所、验收场所、分类场所、流通加工场所、保管场所、特殊产品存放场所、发送场所和事务所。各场所间的物流作业流程和作业量比例如图所示,事务所主要与收货场所、验收场所和发送场所的票证管理发生关系。试建立物流配送中心各主要场所的相互关系图。
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解:配送中心的设计,首先要求具有与装卸、搬运、保管等与产品活动完全适应的作业性质和功能。还必须满足易于管理、提高经济效益、对作业量的变化和商品形状变化能灵活适应要求。通过对不用品种商品数量的分析、物流分析和传票流程分析,可确定各场所相互关系等级,如下图所示
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收货场 验货场 保管场 分类场 加工场 配送场 特殊商品 存放场所
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1.3空间关系图 空间关系图:是将各实施按相互之间关系的亲疏程度和所需面积比例布置他们的相对位置,并用不同的线形和距离表示他们之间的关系。如下图所示: 收货场 保管场 验货场 事务所 配送场 分类场
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说明:其中4条平行线表示A级、以下以此类推。 试错法:
首先将AB级关系的设施放进布置图中,同级别的关系用相同的长度线段表示。通过调整,使B级关系的线段长度约为A级关系的2倍,随后,按同样的规则布置C级关系。若设施较多,线段混乱,可以不必画出D级关系,但F级关系必须画出。调整各设施的位置,以满足关系的亲疏程度。最后,将各个设施的面积表示布置图中,生成空间关系。经过评价、修改、便获得最终布置。
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例子:试画出上例中的空间关系 解: 第一步:首先将AB级关系的设施放进布置图中,将收货场、验收场、分类场、事务所和配送场放入图中,如上图所示
第二步:将C级关系的场所添加上图中,即添加加工场所和特殊商品存放场。D级未表示,如下图所示: 特殊商品 存放 加工场 收货场 事务所 验货场 保管场 配送场 分类场
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第三步:适当位置调整,得空间关系图,如下图所示 第四步:计算各场所需要的面积。可根据各设施货物作业量以及该设施处理单位重量货物所需要的面积确定。设已知配送中心日货物处理流量未100t,除保管设施每平方米可存放1t货物外,其他设施的单位面积物流 处理量为0.2t/m2,事务所占地110m2,保管场所需存放7天的需要量,则各设施面积可以确定,见下表:设施需要面积计算表 设施名 收货场 验货场 分类场 保管场 加工场 特殊商品 配送场 事务所 合计 作业量t 100 30 207 10 单位面积作业量 0.2 1 设施面积 500 150 140 50 110 2000
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最后,将上表中各设施面积加到空间关系图中,设计出布局方案,如下图所示。 事实上,由相互关系图可生成多个空间关系图,以此一般可得到多个不可方案,最后需对每个布局计算其质量指标,通过比较质量指标,最终确定选择结果。 50m 保管场 加工场 验货场 分类场 收货场 40m 入口 出口 配送场 特殊商品 存放 事务所
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二、关系布局法 问题 已知各物流设施的作业面积、作业量及作业流程,试在一个给定的区域内合理布局这些设施的位置和形状,使物流园区(物流中心、配送中心)内的作业流程最为顺畅。 关系布局法 由Tompkins的一种由相互关系图生成空间关系图的布局方法。
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主要步骤 转化物流与作业设施相互关系图位关系表 选择A级关系最多的设施作为第一项设施优先进入布置
按照与第一、第二设施位AA、AB、AC、AD的排列顺序选择第三设施 依次选择直至结束 根据面积进行实际面积的布置
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例子 部门面积表1 设某工厂由5个加工设施d1d2d3d4d5组成,各面积需求如左表一所示,该工厂主要加工三种产品,记为p1p2p3,各产品在各部门的加工顺序及产量表左二所示。试用关系布局法为该工厂布置各部门的位置。 部门 d1 D2 D3 D4 d5 面积m2 20 40 60 产品加工顺序及产量表2 产品 加工顺序 日产量 单件质量 P1 d1d2d5 20 2 P2 d1d2d4d5 50 1 P3 d1d3d2d5 30 0.5
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解 第一步:建立相互关系图 设Qij为由Di至Dj的货物流量,由表2,可以求出各部门间的货物流量矩阵Q
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若按表3物流量划分相互关系等级,则可得相互关系图4
表3无流量与相互关系登记表 物流量 关系等级 80~100 A 60~80 B 30~60 C 10~30 D 0~10 E 图4
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第二步:生成关系表,由图4可知可得关系表5 关系表 部门 D1 D2 D3 D4 D5 A B C D4,D5 D2D5 D2D4 D
E D1D3
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第三步:用逐步添加法确定各部门空间大致位置
首先由表5可知部门2具有1个A级关系,2个C级关系,所以选择部门2作为首选部门,其次选择与部门2具有A关系的部门,就是部门1., 分析其他部门与部门2、部门1的关系组合,部门4和5均为C级关系,任选部门4, 分析其他部门与部门2、1、4的关系组合,部门5被选中, 部门3.这样确定布置顺序为21453,其空间关系如下图表6abcde所示
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D2 D1 D2 D1 D2 D4 a c b D3 D1 D2 D4 D1 D2 D4 D5 D5 d e 表6确定设施大致位置过程示意图
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第四步:加入面积比例并调整,形成布局方案。 选择单位面积,确定各部门的单位面积数目,按照各单位的面积数目确定初步位置并调整生成最后布置,在本例中选择20m2作为单位面积。确定初步布置如图表7a到表7b,最后才是最终方案。 D1 D2 D4 D3 D5 表7b 表7a 最终方案
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精益生产方式产生于日本丰田汽车公司, 经过几十年的改善和发展已经成为一种完整的管理哲学和方法体系。其主要思想:
案例:丰田汽车公司精益物流系统布局 精益生产概述 精益生产方式产生于日本丰田汽车公司, 经过几十年的改善和发展已经成为一种完整的管理哲学和方法体系。其主要思想: (1) 连续改善理论。全员参加,团队合作,不断提出问题,改进工作。 (2) 准时化。必要时间生产必要数量的必要产品。 (3)自动化。强调设备的职能化。 (4)杜绝一切浪费。 86
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公司采用联合大厂房,厂房之间平行布置。节约用地,缩短物流路径。
精益生产方式的形成与发展始终是丰田汽车公司物流系统的改善过程。 精益物流系统布局特点 (1)工厂总体布局 公司采用联合大厂房,厂房之间平行布置。节约用地,缩短物流路径。 87
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总装车间、零部件、生产单位在布局上呈流水线分布,各制程间按照统一的节拍或节拍的倍数组织生产。各制程间以及内部不存在大量的在制品。
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(2)车间设备布置 拉动生产使得物流 流畅,各零部件有节奏 地流入总装配线。 好处:物流线路短, 物流流畅,没有停滞, 减少了物流成本和周转
拉动式生产 (2)车间设备布置 拉动生产使得物流 流畅,各零部件有节奏 地流入总装配线。 好处:物流线路短, 物流流畅,没有停滞, 减少了物流成本和周转 时间。 …… 工位 89
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混流生产,适应市场。减少生产线、工作站数目,设备和厂房,库存有效缓解。车间内采用U型布置,按照零部件工艺的要求,将所需的机器串连在一起,布置成U型生产单元,多个U型单元联合成一条整合的生产线。设备布置紧密,空间减少,便于工件的传递,减少工件的运输时间。 90
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(3)简单有效的物料搬运系统 工序的布置紧密,许多工序可以直接由操作人员将工件传递给下道工序,节约或避免了如传送带之类的物料搬运系统,减少了生产占地和搬运系统的投资。物流的流程可以采用滑道,加快了物料的递送。未来准时制化生产,公司采用了小批量、多频率的运输方式。厂际之间采用卡车与集装箱,车间之间采用叉车,利用标准托盘将物料直接送到各工位,各工序直接采用人工小车或滑道传递。 91
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(4)库存补充制度 严格控制库存,追求“零库存”目标。对每种物料都设立了最低与最高储备量。最高时停止生产,最低时组织补充。规定不合格件不准上成品架,生产线不见看板不生产、不交货。采用先进先出的仓储管理。 92
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(5)现场管理的“5S” 生产现场的“5S”活动即为对现场不断地整理、整顿、清扫、清洁以及最终提高人的素质。强调定置管理,即各种物料摆放区(半成品区、成品区、返修区、废品区)划分清楚,明确标示,标明具体数量、时间等,在摆放区超出一定时间的物品必须作出处理,防止长期闲置物品的产生。
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三、数据包络分析布局模型 本节讨论的不是物流节点内部设施的最优布局问题,而是物流节点如物流园区与周边通货通道的优化布局问题
问题:已知一个区域内的综合交通运输布局结构,并已给出若干个物流园区的备选点位置,试对几个物流园区的备选点设计的货运通道,并对各方案进行比较。
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一个物流园区提供了衔接不同方向的货流,实现运输方式的转换,进行货物分拣配载,货物存储保管,货物流通加工等功能。货运通道则对则对物流园区之间、物流园区与重要交通枢纽之间提供了必要的联系。因此,物流园区与货运通道是密切配合的相辅相成的,他们之间应保持能力匹配、衔接合理、布局协调一致。
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物流园区的选址一般考虑布设在城市外围交通条件好的地区,既要减少对城市生活的干扰,又要使运输成本尽可能降低,另外还需考虑与重要对外交通枢纽的紧密衔接。可通过分析与物流园区的与货运通道的可达性和连通性等指标来评估一个物流园区与货运通道布局的质量优劣程度。
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园区可达性指标 货运通道上某点的可达性用此点向其他各点运送货物的总效率表示,考虑某两点之间的货运量为g,距离为d,运输速度为v,精静止状态的货物处理时间为 ,则效率为
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为了考虑距离因素对效率的影响,设单位货物处理时间和运输速度为恒定,则运输效率可用下式表示
某点的可达性即为运输到所有需求点的总效率,可表示为 对于单独一条长度为L的货运通道,其上距端点距离为x的点的可达性
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当两条货运通道相交时交点在中点 其上任一点的可达性为
式中,x为点距最近的端点的距离,O<x<L,如下图1所示
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一般来说,货运通道网络的交汇点的可达性优于通道上其他各点,重要的物流结点都设在通道的交汇点。 某物流园区对整个货运通道网络的可达性可以表示为此物流园区对每个通道的可达性之和为
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当货运通道网络形成的图中不存在圈时,此园区的可达性
否则
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网络连通性指标 典型的货运通道的连接模式有以下几种。
1.完全图连接。每个重要节点之间都有货运通道连通,连通性最好,货运成本最低,常见于货运量大,经济发达的区域,如下图所示
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树状连接 其是最简单的连通方式之一,每两个节点之间的道路是唯一的,常见货运量少的,节点少的区域。 环状连接相邻两节点的直达性较好,
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星型连接 一种特殊的树,常见于核心的节点与其他次要节点之间的连接,其特点是中心节点的聚集性好,
目状或目状连接连通性和建设费用介于环状连接和完全连接图连接之间
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通常用于衡量路网的连通性的指标包括路网密度,平均网距,指数 指数 指数
回路数等,其中最直观也具有可比性的是每一节点连线的平均数,即对于一个(p,g)图,如果用度的平均值为0.5来衡量货运通道的连通性。
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式中
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