基于層次分析法物流中心選址

1、第一章 物流中心選址簡述現(xiàn)代化的物流中心如雨后春筍般拔地而起，物流中心在整個物流系統(tǒng)中都發(fā)揮著巨 大的作用，而中心的選址又對中心運轉(zhuǎn)功效的發(fā)揮至為重要，這就是本文研究適應企業(yè) 實際業(yè)務的物流中心選址問題的理由。物流中心的選址，是指在一個具有若干供應點及若干需求點的經(jīng)濟區(qū)域內(nèi)，選一或 多個地址設(shè)置配送中心的規(guī)劃過程。在傳統(tǒng)的物流中心選址模型中，大都假設(shè)物流系統(tǒng) 中所涉及的庫存費用、運輸費用、需求量、運輸時間等關(guān)鍵因素為已知常數(shù)，然后根據(jù) 要求確定一個或多個物流中心。但在實際情況中，有些影響物流中心選址的因素是不確 定的，例如地理因素，經(jīng)濟因素，環(huán)境因素，運輸時間受交通狀況影響等，從而形成了 物流

2、中心選址的不確定環(huán)境。在復雜的物流系統(tǒng)設(shè)計時，應該把這些不確定因素考慮進 去。物流中心選址研究的是要找到一種更加符合實際要求，使物流中心的經(jīng)濟利益最大 化的不確定環(huán)境下的物流中心選址方法，建立一個更加準確、詳實地描述物流中心選址 問題的數(shù)學模型，并為建立的模型設(shè)計合適的啟發(fā)式算法對模型進行求解或?qū)δＰ瓦M行 模擬，開發(fā)相應的算法程序或模擬程序，使建立的模型具有實用性，同時，使設(shè)計的算 法具有實際可操作性。物流中心的選址問題是一個十分重要的決策問題，被稱為是最重要的物流戰(zhàn)略規(guī)劃 問題。它決定了整個物流系統(tǒng)的模式、結(jié)構(gòu)和形狀，選址問題通常十分復雜，因此，建 立合理的模型并設(shè)計有效的求解方法，以此來輔

3、助決策者進行選址決策是非常必要的。 物流中心的選址問題研究通過求解不同類型的選址一分配問題，確定了物流系統(tǒng)中所使 用設(shè)施的數(shù)量、位置和規(guī)模。這些設(shè)施包括了系統(tǒng)中的各種節(jié)點例如，工廠、倉庫、 配送中心和分銷點等等，貨物通過物流網(wǎng)絡運往最終顧客過程中，都必須臨時經(jīng)停的這 些節(jié)點。其中，物流中心是連接供應與需求的一個承前啟后的一個關(guān)鍵。因此，通過優(yōu) 化物流中心的選址從而對優(yōu)化整個物流系統(tǒng)具有極大的意義。第二章 層次分析法的基本原理層次分析法概述層次分析法是（An alytic Hierarchy Process，簡稱 AHP 是一種實用的多因素決策方法。該方法以其定性與定量相結(jié)合處理各種決策因素的特

4、點，以及系統(tǒng)、靈活、簡潔的 優(yōu)點，迅速地在社會、 經(jīng)濟等領(lǐng)域中得到廣泛應用。 AHP 的思想是首先通過建立清晰的層 次結(jié)構(gòu)來分解復雜問題，其次引入測度理論，通過兩兩比較，用相對標度將人的判斷標 量化，并逐層建立判斷矩陣，然后求解各判斷矩陣的權(quán)重，最后計算方案的綜合權(quán)重并 排序。隨著 AHP 的廣泛應用，人們針對其不足進行了發(fā)展?；趯哟畏治龇ǖ奈锪髦行倪x址研究由于信息不完備，在實際兩兩比較中往往會出現(xiàn)不確定的主觀判斷。對不確定性的 判斷用點值來表述顯然是不合適的，這時可以采用模糊數(shù)來描述，也可以采用區(qū)間數(shù)來 表示。于是出現(xiàn)了模糊AHP(Fuzzy. AHP 和區(qū)間 AHP(I. AHP) I-

5、AHP 為處理判斷的不確 定性，將傳統(tǒng) AHP 與區(qū)間數(shù)學結(jié)合，用區(qū)間數(shù)替代點值，建立區(qū)間數(shù)構(gòu)成的判斷矩陣。 當區(qū)間數(shù)的上界和下界相等時，區(qū)間數(shù)將退化為點值。模糊AHP 將傳統(tǒng)的 AHP 與模糊數(shù)學相結(jié)合，使用模糊數(shù)代替點值構(gòu)成判斷矩陣，然后求解權(quán)重向量，通過模糊數(shù)矩陣和 向量計算得到模糊數(shù)綜合權(quán)重，最后對其排序。該方法能有效表達判斷的不確定性，模 型建立和求解也較簡便。傳統(tǒng) AHP 可看作模糊 AHP 的一種特例。在采用 AHP 法解決復雜的決策問題時， 由單個專家的判斷來建立判斷矩陣往往帶有 一定片面性，為實現(xiàn)決策的科學與民主，可由多個專家來參與兩兩比較，于是發(fā)展出了 群體 AHP(Gro

6、up AHP),可跟I-AHP 和模糊 AHP 結(jié)合使用。層次分析法的基本原理和步驟人們在進行社會的、經(jīng)濟的以及科學管理領(lǐng)域問題的系統(tǒng)分析中，面臨的常常是一 個由相互關(guān)聯(lián)、相互制約的眾多因素構(gòu)成的復雜而往往缺少定量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。層次分析 法為這類問題的決策和排序提供了一種新的、簡潔而實用的建模方法。運用層次分析法 建模，大體上可按下面四個步驟進行：(1) 建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型；(2) 構(gòu)造出各層次中的所有判斷矩陣；(3) 層次單排序及一致性檢驗：(4) 層次總排序及一致性檢驗。遞階層次結(jié)構(gòu)的建立與特點應用 AHP 分析決策問題時，首先要把問題條理化、層次化，構(gòu)造出一個有層次的結(jié) 構(gòu)模型。在這個模

7、型下，復雜問題被分解為元素的組成部分。這些元素又按其屬性及關(guān) 系形成若干層次。上一層次的元素作為準則對下一層次有關(guān)元素起支配作用。這些層次 可以分為三類 (如圖所示 )：(1) 最高層：這一層次中只有一個元素，一般它是分析問題的預定目標或理想結(jié)果， 因此也稱為目標層；(2) 中間層：這一層次中包含了為實現(xiàn)目標所涉及的中間環(huán)節(jié)，它可以由若干個層次 組成，包括所需考慮的準則、子準則，因此也稱為準則層；(3) 最底層：這一層次包括了為實現(xiàn)目標可供選擇的各種措施、決策方案等，因此也 稱為措施層或方案層。圖層次分析法結(jié)構(gòu)圖遞階層次結(jié)構(gòu)中的層次數(shù)與問題的復雜程度及需要分析的詳盡程度有關(guān)，一般地層 次數(shù)不受

8、限制。每一層次中各元素所支配的元素一般不要超過 9 個。這是因為支配的元 素過多會給兩兩比較判斷帶來困難。第三章 物流中心選址的影響因素物流中心選址的目標由于物流中心是進行社會物流組織的重要節(jié)點，其運作模式的主要特點在于它不是 從事具體商品生產(chǎn)的社會組織，只是從生產(chǎn)商的手中匯集各種商品資源，再進行分類、 配送等集約化活動，以實現(xiàn)物流活動的規(guī)模經(jīng)濟性，有效地降低整個社會的物流成本， 所以在商品資源分布、需求狀況以及運輸和其他自然條件的影響下，如果將物流中心規(guī) 劃在同一區(qū)域的各個地點，不同布局方案可能使整個物流系統(tǒng)的運作成本產(chǎn)生很大的差 異，所以在已有的客觀條件下，如何設(shè)置物流中心，使得整個系統(tǒng)的

9、物流費用最低、客 戶服務效果最好，社會效益最高，是物流中心選址的中心問題。一般來講，物流中心選址和網(wǎng)點布局應以費用低、服務好、輻射強以及社會效益高 為目標。費用低是指尋求物流中心包括建設(shè)費用和經(jīng)營費用在內(nèi)的總費用最低；服務好 是指物流中心選擇的地址應該能保證物品及時、完好的送達用戶：輻射強以及社會效益 高是指物流中心的選址應該從整個區(qū)域的物流大系統(tǒng)出發(fā)，使物流中心的地域分布與區(qū) 域物流資源和需求分布相適應，適應相關(guān)地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展需求。物流中心選址的影響因素分析 自然環(huán)境因素(1) 氣象條件 物流中心選址過程中，主要考慮的氣象條件有溫度、風力、降水土深度、年平均蒸 發(fā)量等指標。設(shè)在市區(qū)的物流中心

10、，宜選擇城市年主口，以減少城市產(chǎn)生的各種污染物 落入中心內(nèi)。選址時還要避開風口設(shè)會加速露天堆放的商品老化。(2) 地質(zhì)條件 物流中心是大量商品的集結(jié)地，某些容重很大的建筑材料堆碼起很大壓力。如果物 流中心地面以下存在著淤泥層、流砂層、松土層等會在受壓地段造成沉陷、翻漿等嚴重 后果，為此，土壤承載力要高。(3) 水文條件 物流中心選址需遠離容易泛濫的河川流域或上溢的地下水區(qū)域。的水文資料，地下 水位不能過高，洪泛區(qū)、內(nèi)澇區(qū)、故河道、干河灘等(4) 地形條件物流中心應地勢高亢、地形平坦，且應具有適當?shù)拿娣e與外形。若的地形上是最理 想的；其次選擇稍有坡度或起伏的地方；對于山區(qū)陡坡全避開；在外形上可選

11、長方形， 不宜選狹長或不規(guī)則形狀。經(jīng)營環(huán)境因素(1) 經(jīng)營環(huán)境物流中心所在地區(qū)的優(yōu)惠物流產(chǎn)業(yè)政策對物流企業(yè)的經(jīng)濟效益將產(chǎn)生重要影響；量 充足和素質(zhì)較高的勞動力條件也是物流中心選址考慮的因素之一。這是因為傳統(tǒng)儲業(yè)的 就業(yè)密度和技能要求較低，但隨著現(xiàn)代物流中心的建設(shè)，現(xiàn)代化的運作需要械化、自動 化的設(shè)施設(shè)備，采用智力型的勞動力有利于物流中心的建設(shè)與經(jīng)營。(2) 商品特性經(jīng)營不同類型商品的物流中心最好能分別布局在不同地域。如生產(chǎn)型物流中心的址 應與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工業(yè)布局緊密結(jié)合進行考慮。(3) 物流費用大多數(shù)物流中心選擇接近物流服務需求地，例如接近大型工業(yè)、商業(yè)區(qū)，以便縮運 距，降低運費等物流

12、費用。(4) 服務水平 由于現(xiàn)代物流過程中能否實現(xiàn)準時運送是服務水平高低的重要指標，因為，在物中 心選址時，應保證客戶在任何時候向物流中心提供物流需求，都能獲得快速滿意服務。 基礎(chǔ)設(shè)施情況(1) 交通條件物流中心必須具備方便的交通運輸條件。最好靠近交通樞紐進行布局，如緊臨港、 交通主干道樞紐、鐵路編組站或機場，有兩種以上運輸方式相連接。(2) 公共設(shè)施狀況物流中心的所在地，要求城市的道路、通訊等公共設(shè)施齊備，有充足的供電、水、 熱、燃氣的能力，且場區(qū)周圍要有污水、固體廢物處理能力。既可保證物流作業(yè)安全， 滿足消防、生活等方面的需求，又能保護商品品質(zhì)。其他因素(1) 國土資源利用物流中心的規(guī)劃應

13、貫徹節(jié)約用地，充分利用國土資源的原則。物流中心一般占地面 積較大，周圍還需留有足夠的發(fā)展空間，為此，地價的高低對布局規(guī)劃有重要影響。此 外，物流中心的布局還要兼顧區(qū)域與城市規(guī)劃用地的其它要素，盡可能與區(qū)域和城市的 長期規(guī)劃相結(jié)合。(2) 環(huán)境保護要求 物流中心的選址需要考慮保護自然環(huán)境與人文環(huán)境等因素，盡可能降低對城市生活 的干擾。對于大型轉(zhuǎn)運樞紐，應適當設(shè)置在遠離市中心區(qū)的地方，使得城市交通環(huán)境狀 況能夠得到改善，城市的生態(tài)建設(shè)得以維持和增進。綜上所述，物流中心選址綜合評價指標體系如圖所示：圖物流中心選址綜合評價指標體系第四章 層次分析法在華安儲運集團物流中心選址上的應用華安儲運集團現(xiàn)狀簡介

14、上海華安集裝箱儲運有限公司主要經(jīng)營范圍：承辦國際海運 (危險品/特種箱) 、空運 進出口貨物 (私人物品 )的國際運輸代理業(yè)務,包括：攬貨、訂艙、倉儲、中轉(zhuǎn)集裝箱、 拼裝拆箱、結(jié)算運雜費、報關(guān)報檢、保險及相關(guān)的短途運輸服務及咨詢業(yè)務。華安儲運與各大船公司航空公司有著密切的聯(lián)系并建立了良好的合作關(guān)系,經(jīng)營航 線覆蓋歐洲、地中海,中東印巴、中南美、加勒比海,紅海、非洲及南太平洋諸島等。華安儲運計劃近年在幾個港口城市建立一大規(guī)模的物流配送中心,這幾個港口城市 分別是中國天津、中國寧波、阿聯(lián)酋迪拜和尼日利亞阿帕帕。本文下面的工作就是要用 層次分析法來對這 4 個候選地做一個選擇，下文中的這 4 個候選

15、地分別用 A、B、C、D 來 表示。層次分析法在華安儲運集團物流中心選址的應用步驟在物流系統(tǒng)中，物流中心或配送中心、倉庫等設(shè)施設(shè)置地點的選擇是物流系統(tǒng)優(yōu)化 的一個具有戰(zhàn)略意義的問題，其中物流中心的位置顯得更加重要。物流中心是連接上游 和下游的紐帶，起著承上啟下的作用。因此，物流中心的位置相當重要，合理選址可以 有效節(jié)省費用，促進生產(chǎn)和消費兩種流量的協(xié)調(diào)與配合，保證物流系統(tǒng)的平穩(wěn)發(fā)展。物流中心的選址是一項復雜的工作，但如果我們按照圖的思路，將會大大減少一些 不必要的工作，提高工作的效率和準確性。圖 物流中心選址綜合評價指標體系物流中心選址決策過程華安儲運集團要建造大型物流配送中心，要在中國天津、

16、中國寧波、阿聯(lián)酋迪拜和 尼日利亞阿帕帕這 4 個基本符合其要求的候選地點中進一步選擇各項指標最好的 1 個候 選地做為物流配送中心建設(shè)地點，因此需要對這 4 個候選地的各項因素進行綜合評價。 邀請專家組成委員會對初步篩選得出的4 個候選地(A , B, C, D)的各項因素進行評價，其評價的指標體系如圖 51 示。評判標準如下：(1) 自然環(huán)境因素：越好則越有利于建造物流中心；(2) 經(jīng)營環(huán)境因素：越好則越有利于建造物流中心；(3) 基礎(chǔ)設(shè)施情況：越好則越有利于建造物流中心：（4）其他因素：越好則越有利于建造物流中心。利用層次分析法進行分析求出AB、C、D 這四個候選地適合程度的排序情況，在這

17、 里 A、B C D是我們要分析的決策變量，特別地，專家分析的自然環(huán)境因素和經(jīng)營環(huán)境 因素次層的變量重要成都相等， 也就是說兩兩之比都為 1。為此，我們是把基礎(chǔ)設(shè)施情況 和其他因素的次層因素納入分析范圍，指標體系圖如下 （圖：圖 物流選址指標體系圖構(gòu)造判斷矩陣判斷矩陣的確定是層次分析法的關(guān)鍵問題，根據(jù)既有項目的研究成果，結(jié)合專家的 意見，從而確定了判斷矩陣的各項數(shù)據(jù)。第一層判斷矩陣So，So是相對最高層的次層中間層判斷矩陣，Mj，是Mi相對Mj的 重要程度值：中間層判斷矩陣SM，基礎(chǔ)設(shè)施情況有關(guān)和其他因素的指標重要程度比較結(jié)果，得到 的判斷矩陣：SM（M=1,2，3, 4，5，6）即是分別相對

18、中間層的 6 個次級判斷矩陣，F(xiàn)j是 R ;相 對Fj的重要程度值。自然環(huán)境因素有關(guān)指標的比較結(jié)果：經(jīng)營環(huán)境因素有關(guān)指標的比較結(jié)果： 交通條件有關(guān)指標的比較結(jié)果： 公共設(shè)施狀況有關(guān)指標的比較結(jié)果： 國土資源利用情況有關(guān)指標的比較結(jié)果： 環(huán)境保護要求有關(guān)指標的比較結(jié)果：權(quán)重的確定So，算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)如表表 4-14-1 矩陣S0每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)S33,算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)如表表 4-24-2 矩陣S3 3每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)Su,算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)如表表 4-34-3 矩陣S44每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)自然環(huán)境因素有關(guān)指標

19、對應的判斷矩陣S，算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)如表 4-4 所示：表 4-44-4 矩陣S每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)經(jīng)營環(huán)境因素有關(guān)指標對應的判斷矩陣S2，算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)如表 4-5 所示:表 4-54-5 矩陣S2每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)交通條件有關(guān)指標對應的判斷矩陣S3，算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)如表對于判斷矩陣對于判斷矩陣對于判斷矩陣4-1 所示：4-2 下所示：4-3 所示：4-6 所示：表 4-64-6 矩陣S3每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)公共設(shè)施狀況有關(guān)指標對應的判斷矩陣S4，算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù) 如表 4-7 所示：表 4-7

20、4-7 矩陣S4每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)國土資源利用有關(guān)指標對應的判斷矩陣 S5，算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù) 如表 4-8 所示：表 4-84-8 矩陣S5每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)環(huán)境保護要求情況有關(guān)指標對應的判斷矩陣S6，算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重 系數(shù)如表4-9 所示：表 4-94-9 矩陣S6每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)一致性檢驗現(xiàn)在我們對指標進行一致性檢驗，以第一層指標為例，檢驗步驟如下： 第一步：將成對比較矩陣中的每一列與該列所對應的系數(shù)相乘，然后再相加，得到 一個向量“加權(quán)值 。第二步：將第一步得到的加權(quán)值向量除以每個標準的優(yōu)先級。自然環(huán)境因素：= 經(jīng)營環(huán)境因素：=基礎(chǔ)設(shè)施情況： = 其他因素： =4378第三步：計算第二步得到的值的平均值，用A=+/4=第四步：計算一致性指標(CI):(A-N)/(N-1)，其中，N 為比較項的個數(shù)?？梢缘弥粒?CI=/(4-1)=第五步：計算檢驗系數(shù) CR=CI/RI：其中 RI 是任意一個成對比較矩陣的平均隨機一致 性指標。RI 的值取決于該比較項的個數(shù)，1-10