倉(cāng)儲(chǔ)課程設(shè)計(jì)鮑摩瓦爾夫選址

1、第一章 背景1.1 企業(yè)背景長(zhǎng)沙鴻運(yùn)商貿(mào)有限公司主要長(zhǎng)期主營(yíng):生產(chǎn)明火、防風(fēng)、直沖、臺(tái)式、禮類等幾千余種不同款式及打火機(jī)散件和打火機(jī)專用氣體-丁烷氣供應(yīng)，打火機(jī)組裝設(shè)備的專業(yè)廠家.主要型號(hào)有：721  透明機(jī)、  309透明機(jī)、501、606、739  透明機(jī)725、105噴砂機(jī)208  、309包紙725五彩直打、投影機(jī)、閃燈機(jī)、綠雙瓶、防風(fēng)機(jī)、雙色機(jī)、磨砂啄木鳥(niǎo)、斜打機(jī)王、皮紋機(jī)、熊貓大元、中元、實(shí)色  雙瓶機(jī)、黑三角、小六角、插花大圓、透明中圓、熊貓大圓等。1.2 公司發(fā)展的機(jī)遇和存在的問(wèn)

2、題鴻運(yùn)公司在國(guó)內(nèi)有兩個(gè)生產(chǎn)基地,經(jīng)統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)分析,其用戶大致分布在8個(gè)區(qū)域,現(xiàn)為了提高物流效率而實(shí)行商流物流分離,需在全國(guó)建立配送中心,初步規(guī)劃有5處配送中心候選地W1、W2、W3、W4、W5。已知配送中心的單位可變費(fèi)用Vhj依次分別為75、80、75、80、70元;各生產(chǎn)基地的生產(chǎn)能力和各區(qū)域用戶的需求量、生產(chǎn)基地到配送中心和配送中心到用戶的單位運(yùn)費(fèi)的具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-1和表1-2。 (取=1/2,運(yùn)費(fèi)單位為元/t)。表1-1生產(chǎn)基地到配送中心的單位運(yùn)費(fèi)及工廠生產(chǎn)能力生產(chǎn)基地候 選 地W1/元W2/元W3/元W4/元W5/元生產(chǎn)能力/tF1778121140F2141296850表1-2配送中

3、心到用戶的單位運(yùn)費(fèi)及用戶的需求量候選地用 戶C1C2C3C4C5C6C7C8W1/元511385101111W2/元1416894744W3/元1011352595W4/5/元973265128需求量/t1010101551510151.3 優(yōu)化的必要性配送中心是從事貨物配備（集貨、加工、分貨、揀選、配貨）和組織對(duì)用戶的送貨，以提高水平實(shí)現(xiàn)銷售和供應(yīng)服務(wù)的現(xiàn)代流通設(shè)施。配送中心是現(xiàn)代物流的重要組成部分，它的上游是制造商，下游是用戶，在整個(gè)物流系統(tǒng)中起著承上啟下的作用。而配送中心位置的確定又是物流系統(tǒng)分析中的核心內(nèi)容，配送中心合理的選址能夠減少貨物運(yùn)輸費(fèi)用，大幅度地降低

4、運(yùn)營(yíng)成本，從而獲得最大的利潤(rùn)；同時(shí)，合理的配送中心能使物流系統(tǒng)有效運(yùn)作，為企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)低成本，為企業(yè)增加更大的利潤(rùn)；配送中心位置的選擇也將顯著影響實(shí)際運(yùn)營(yíng)的效率與成本，以及日后倉(cāng)儲(chǔ)規(guī)模的擴(kuò)充與發(fā)展。第二章 配送中心相關(guān)理論與分析2.1 配送中心概述及其選址的原則 配送中心概述根據(jù)物流手冊(cè)的定義，配送中心是從供應(yīng)者手中接受多種大量的貨物，進(jìn)行倒裝、分類、保管、流通加工和情報(bào)處理等作業(yè)，然后按照眾多需要者的訂貨要求備齊貨物，以令人滿意的服務(wù)水平進(jìn)行配送的設(shè)施。配送中心的功能主要有：采購(gòu)功能、存儲(chǔ)保管功能、配組功能、分揀功能、分裝功能、流通加工功能、送貨功能、物流信息匯總即傳遞功能、銜

5、接功能、服務(wù)功能。配送中心一般都具有這些功能，對(duì)其中某一功能的重視程度不同決定了該配送中心的性質(zhì)。配送中心的功能會(huì)影響它的選址、房室構(gòu)造、規(guī)模和設(shè)施等。功能概括如下（圖2-1）配送中心的功能流通行銷的功能儲(chǔ)存保管的功能信息提供的功能流通加工的功能分揀配送的功能圖2-1 配送中心的功能2.1.2 配送中心選址的原則配送中心選址過(guò)程應(yīng)同時(shí)遵守適應(yīng)性原則、協(xié)調(diào)性原則、經(jīng)濟(jì)性原則和戰(zhàn)略性原則。a) 適應(yīng)性原則。配送中心的選址必須與國(guó)家以及省市的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展方針、政策向適應(yīng)，與國(guó)家物流資源分布和需求分布相適應(yīng)，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)。b) 協(xié)調(diào)性原則。配送中心的選址應(yīng)將國(guó)家的物流網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)大系統(tǒng)來(lái)

6、考慮，是配送中心的設(shè)施設(shè)備在地域分布、物流作業(yè)生產(chǎn)力、技術(shù)水平等方面互相協(xié)調(diào)。c) 經(jīng)濟(jì)性原則。配送中心的發(fā)展過(guò)程中，有關(guān)選址的費(fèi)用，主要包括建設(shè)費(fèi)用以及經(jīng)營(yíng)費(fèi)用兩個(gè)部分，配送中心的選址定在市區(qū)還是郊區(qū)，其未來(lái)物流輔助設(shè)施的建設(shè)規(guī)模以及建設(shè)費(fèi)用、物流運(yùn)輸費(fèi)用等是不同的，選址是應(yīng)當(dāng)以總的費(fèi)用最低作為配送中心選址的經(jīng)濟(jì)性原則。d) 戰(zhàn)略性原則。配送中心的選址，應(yīng)具有戰(zhàn)略眼光。一是要考慮全局，二是要考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)。局部要服從全局，目前利益要服從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，既要考慮目前的實(shí)際需要，又要考慮日后發(fā)展的可能2.2 配送中心選址的影響因素（一）貨物分布和數(shù)量這是配送中心的對(duì)象，如貨物來(lái)源和去向的分布情況，歷史和現(xiàn)在

7、以及將來(lái)的預(yù)測(cè)和發(fā)展趨勢(shì)等。配送中心應(yīng)盡可能地與生產(chǎn)地和配送區(qū)域形成短距離優(yōu)化。貨物數(shù)量是隨配送規(guī)模的增長(zhǎng)而不斷增長(zhǎng)的，貨物增長(zhǎng)率越高，越是要求配送中心選址更加合理，從而減少輸送過(guò)程中不必要的浪費(fèi)。（二）運(yùn)輸條件物流配送中心的選址應(yīng)該接近交通運(yùn)輸樞紐，使配送中心形成物流過(guò)程中的一個(gè)恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)點(diǎn)。在有條件的情況下，配送中心應(yīng)盡可能靠近鐵路貨運(yùn)站、港口及公路。（三）用地條件物流配送中心的占地問(wèn)題在土地日益昂貴的今天顯得越來(lái)越重要。配送中心是利用現(xiàn)有土地還是重新征地，值得權(quán)衡，而且地價(jià)因素以及是否符合政府規(guī)劃要求等等，在建設(shè)配送中心是都要進(jìn)行綜合考慮。（四）商品流動(dòng)企業(yè)生產(chǎn)的消費(fèi)品隨著人口的轉(zhuǎn)移而變化

8、，應(yīng)該根據(jù)這種情況更好地為企業(yè)的配送系統(tǒng)定位。同時(shí)，工業(yè)產(chǎn)品市場(chǎng)也會(huì)轉(zhuǎn)移變化。為了確定原材料和半成品等商品的流動(dòng)變化情況，在進(jìn)行物流配送中心的選址時(shí)，應(yīng)考慮有關(guān)商品流動(dòng)的具體情況。（五）其他因素如勞動(dòng)力、運(yùn)輸與服務(wù)的方便程度、投資額的限制等。2.3配送中心選址方法及決策步驟 配送中心選址方法 （一）定性分析法。定性分析法主要是根據(jù)選址影響因素和選址原則，依靠專家或管理人員豐富的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)及其綜合分析能力，確定配送中心的具體選址。主要有專家打分法、德?tīng)柗品?。定性方法的?yōu)點(diǎn)是注重歷史經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單易行。其缺點(diǎn)是容易犯經(jīng)驗(yàn)主義和主觀主義的錯(cuò)誤，并且當(dāng)可選地點(diǎn)較多時(shí)，不易做出理想的決策，導(dǎo)致決策的可靠性不

9、高。（二）定量分析法。定量的方法主要包括重心法、鮑摩-沃爾夫法、運(yùn)輸規(guī)劃法、Cluster法、CFLP法、混合0-1整數(shù)規(guī)劃法、雙層規(guī)劃法、遺傳算法等。定量方法選址的優(yōu)點(diǎn)是能求出比較準(zhǔn)確可信的解。其中，重心法是研究單個(gè)物流配送中心選址的常用方法，這種方法將物流系統(tǒng)中的需求點(diǎn)和資源點(diǎn)看成是分布在某一平面范圍內(nèi)的物流系統(tǒng)，各點(diǎn)的需求量和資源量分別看成是物體的重量，物體系統(tǒng)的重心作為物流網(wǎng)點(diǎn)的最佳設(shè)置點(diǎn)。 配送中心選址的決策步驟 收集整理歷史資料選定備選地址優(yōu)化結(jié)果復(fù)查優(yōu)化備選地址確定最終結(jié)果是否通過(guò)是否 第三章 規(guī)劃方案設(shè)計(jì)3.1 選址模型的建立鮑摩瓦爾夫法（Baumol-Wolfe）是屬于非線性

10、規(guī)劃，并且以逐次求解運(yùn)輸問(wèn)題為思路的啟發(fā)式解法。它的目標(biāo)函數(shù)是使從有限數(shù)量的工廠，經(jīng)過(guò)有限數(shù)量的配送中心，向有限數(shù)量的用戶運(yùn)輸貨品所需要的成本最小，即：l 從工廠k到配送中心i每單位運(yùn)量的運(yùn)輸費(fèi)；l 從配送中心i向用戶j發(fā)送單位運(yùn)量的運(yùn)費(fèi)：l 從工廠k通過(guò)配送中心i向用戶j運(yùn)送的運(yùn)量；l 通過(guò)配送中心i的運(yùn)量；l 配送中心i的單位運(yùn)量的可變費(fèi)用；l 配送中心i的固定費(fèi)用；它主要適用于如圖3-1所示的物流系統(tǒng)。圖3-1 物流企業(yè)配送網(wǎng)絡(luò)圖工廠一工廠二工廠k配送中心m用戶一用戶二用戶n配送中心二配送中心一如上圖所示，從k個(gè)工廠經(jīng)過(guò)配送中心m個(gè)，向n個(gè)用戶輸送貨物。對(duì)此問(wèn)題，一般只考慮運(yùn)費(fèi)最小時(shí)配送

11、中心的選址問(wèn)題。這里需要考慮的問(wèn)題是:各個(gè)工廠向哪些配送中心輸送多少商品？各個(gè)配送中心向哪些用戶發(fā)送多少商品？在什么情況下運(yùn)輸效果最好、總成本最?。繌囊韵聨讉€(gè)方面分析：1. 基本思想：在保證貨物運(yùn)輸高效、安全、順暢的前提下，通過(guò)對(duì)模型求解找出是總費(fèi)用最小的運(yùn)輸方案，來(lái)確定每個(gè)配送中心的取舍?？傎M(fèi)用=總運(yùn)輸費(fèi)用+ 可變費(fèi)用+固定費(fèi)用。2. 基本假設(shè):配送中心選址問(wèn)題屬于最小成本問(wèn)題，建立數(shù)學(xué)模型的基本假設(shè)如下： （1）工廠到配送中心間的整車運(yùn)輸成本，及配送中心到用戶的零擔(dān)運(yùn)輸成本，都與運(yùn)輸量程線性關(guān)系。（2）用戶的位置及需求量為已知。（3）配送中心的容量可滿足需求點(diǎn)要求。（4）配送中心的候選位置

12、及其變動(dòng)成本為已知。在上述四項(xiàng)假設(shè)條件下，求解配送中心的個(gè)數(shù)、規(guī)模大小及位置，以使運(yùn)輸成本及可變費(fèi)用之和最小。3.2 選址模型的算法探討整個(gè)求解過(guò)程的基本思路是：首先，列出從生產(chǎn)基地經(jīng)過(guò)配送中心到用戶的最小運(yùn)費(fèi)單價(jià)表，在此費(fèi)用表的基礎(chǔ)上按照“運(yùn)輸問(wèn)題”求解配送中心j運(yùn)量（初次解）和總的運(yùn)輸費(fèi)用；其次，根據(jù)上述所求的運(yùn)量求變動(dòng)費(fèi)用，從而得到初次總的運(yùn)費(fèi)和變動(dòng)費(fèi)用；第三，對(duì)變動(dòng)費(fèi)用函數(shù)求微分使其邊際費(fèi)用最小，在此基礎(chǔ)上集合生產(chǎn)企業(yè)到配送中心的運(yùn)費(fèi)表和配送中心到用戶的費(fèi)用表，再列出最小單位費(fèi)用表，再據(jù)此求解運(yùn)輸問(wèn)題，得到經(jīng)過(guò)配送中心j的運(yùn)量（第二次解）。如此反復(fù)直到第n次的解接近或等于第（n-1）次

13、的解，即得到了近似最優(yōu)解或最優(yōu)解。根據(jù)所得最優(yōu)解可以判斷是否應(yīng)該建設(shè)配送中心j。當(dāng)然在實(shí)際運(yùn)用中，還應(yīng)結(jié)合固定費(fèi)用進(jìn)行綜合分析比較，再作決策。簡(jiǎn)言之，該模型的計(jì)算方法是首先給出費(fèi)用的最初值，求初始解；然后進(jìn)行迭代計(jì)算，使其逐步接近費(fèi)用最小的運(yùn)輸規(guī)劃。 算法的收斂性收斂性主要是從數(shù)學(xué)知識(shí)的角度來(lái)說(shuō)的，一判斷函數(shù)有無(wú)最優(yōu)解（是否存在最大值或最小值）。由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，總費(fèi)用函數(shù)可以看成是自變量的一次函數(shù)，且費(fèi)用函數(shù)的一階倒數(shù)存在， 又一階導(dǎo)數(shù)，所以同樣根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知：次函數(shù)收斂，且一定存在最優(yōu)值，即總費(fèi)用最小。3.3選址模型的求解（一）初始解要求最初的工廠到用戶問(wèn)(k，j)的運(yùn)費(fèi)相對(duì)最小，也就是要

14、求工廠到配送中心間的運(yùn)費(fèi)率cki 和配送中心到用戶間的發(fā)送費(fèi)率hij之和為最小 ，即：表3-1生產(chǎn)基地到用戶的最小運(yùn)費(fèi)生產(chǎn)基地用戶C1C2C3C4C5C6C7C8F1W1W1W1W5W3W3W2W21218101310131111F2W5W5W5W5W3W4W4W417151110118168注：陰影部分的字母為使用的配送中心;數(shù)字為最小費(fèi)用用表上作業(yè)法（最小元素法）求解運(yùn)輸問(wèn)題得初始解，表3-2-2中的數(shù)字為其通過(guò)的運(yùn)量表 3-2生產(chǎn)基地用戶生產(chǎn)能力C1C2C3C4C5C6C7C8F1W1W1W1W5W3W3W2W24010510510F2W5W5W5W5W3W4W4W4505151515需

15、求量101010155151015由表3-2可得出各配送中心的通過(guò)量（I 0）：W1為25t,、W2為10t、W3為5t、W4為30t、W5為20t ，則運(yùn)輸費(fèi)用為：Y0=12×10+18×5+10×10+10×5+11×10+15×5+10×15+8×15+8×15=935（元）配送中心的可變費(fèi)用為(=1/2）：V0=75×+ 80×+ 75×+ 80×+ 70×=1547（元）所以總運(yùn)費(fèi)和可變費(fèi)用為：C0=Y0+V0=2482（元）（二） 求二次解在初

16、始解的基礎(chǔ)上結(jié)合由通過(guò)量計(jì)算各配送中心的可變費(fèi)用即，使工廠到配送中心間的運(yùn)費(fèi)率和配送中心到用戶間的發(fā)送費(fèi)率和相應(yīng)的可變費(fèi)用之和最小。考慮可變費(fèi)用的生產(chǎn)基地到用戶的單位運(yùn)費(fèi)表3-3生產(chǎn)基地用戶C1C2C3C4C5C6C7C8F1W1W1W1W5W1W4W2W419.525.517.520.819.521.323.621.3F2W5W5W5W5W5W4W4W424.822.818.817.821.815.323.315.3用表上作業(yè)法（最小元素法）求解運(yùn)輸問(wèn)題得二次解，表3-4中的數(shù)字為其通過(guò)的運(yùn)量。表 3-4生產(chǎn)基地用戶生產(chǎn)能力C1C2C3C4C5C6C7C8F1W1W1W1W5W3W3W2W2

17、4010510510F2W5W5W5W5W3W4W4W4505151515需求量101010155151015由表3-4可以得出各配送中心的通過(guò)量（Ii1）：W1為30t,、W2為10t、W3為0t、W4為30t、W5為20t。因?yàn)楸?-3包含了可變費(fèi)用，所以其總運(yùn)費(fèi)和可變費(fèi)用為：C1=19.5×10+ 25.5×5+ 17.5×10+ 19.5×5+ 23.6×10+ 22.8×5+ 17.8×15+ 15.3×15+ 15.3×15=1666.5（元）從計(jì)算結(jié)果可以看出，二次解較初始解有所改善，繼續(xù)求

18、解。（三） 第三次求解同理繼續(xù)按第二次求解步驟得表3-5表3-5生產(chǎn)基地用戶C1C2C3C4C5C6C7C8F1W1（10）W1（5）W1（10）W5W1（5）W4W2（10）W418.824.816.820.818.821.323.621.3F2W5W5（5）W5W5（15）W5W4（15）W4W4（15）24.822.818.817.820.315.323.315.3注：表中數(shù)字為考慮可變費(fèi)用的生產(chǎn)基地到用戶的單位運(yùn)費(fèi)（）中的數(shù)字是用表上作業(yè)法（最小元素法）求得的通過(guò)的運(yùn)量由表3-5可得出各配送中心的通過(guò)量（Ii2）：W1為30t,、W2為10t、W3為0t、W4為30t、W5為20t。得

19、Ii1= Ii2，所以這個(gè)結(jié)果是最優(yōu)或近似最優(yōu)解。根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以得出結(jié)論：配送中心W3沒(méi)有必要建設(shè)。第四章 方案綜合評(píng)價(jià)4.1 方法評(píng)價(jià)由于此模型不僅考慮了運(yùn)輸成本，還考慮了可變成本，克服了重心法模型只考慮運(yùn)輸成本的局限性。因此有較大的實(shí)用性，不僅可以用于多個(gè)配送中心的選址，還可以用于企業(yè)選擇銷售地點(diǎn)和儲(chǔ)備中心地點(diǎn)以及公共流通中心等。該模型有以下優(yōu)點(diǎn)：Ø 計(jì)算比較簡(jiǎn)單，只涉及了一個(gè)供需平衡的運(yùn)輸問(wèn)題和利用偏微分求最小值的問(wèn)題。Ø 用物流的總成本對(duì)選址進(jìn)行評(píng)價(jià)，克服了有些模型只考慮運(yùn)輸成本的局限性。Ø 能求解配送中心的通過(guò)量，即決定配送中心規(guī)模的目標(biāo)。Ø

20、 根據(jù)配送中心的可變費(fèi)用的特點(diǎn)，還可以采用大批量進(jìn)貨的方式。另外，該模型還可以用于但配送中心的選址問(wèn)題，更為簡(jiǎn)單。另一方面，運(yùn)用此模型進(jìn)行配送中心選址也存在以下缺點(diǎn)： Ø 模型對(duì)單個(gè)配送中心的選址不適用，而且在用于多個(gè)配送中心選址時(shí)，由于選擇備選地點(diǎn)的方法不同，有時(shí)求出的最優(yōu)解中可能出現(xiàn)配送中心數(shù)目較多的情況。即還可能有物流配送中心數(shù)更小、總費(fèi)用更少的解存在。因此應(yīng)結(jié)合不同的條件對(duì)求解的值進(jìn)行仔細(xì)研究，以求能夠得到更精確的選址結(jié)果。Ø 配送中心的固定費(fèi)用沒(méi)有在所得的解中反映出來(lái)，但是若有足夠的實(shí)際數(shù)據(jù)，可以根據(jù)變動(dòng)成本和固定成本合計(jì)，確定費(fèi)用函數(shù)則可以改善。Ø 配送中心的參數(shù)（如系數(shù)）在有足夠的實(shí)際數(shù)據(jù)時(shí)容易確定，否則還需假設(shè)，就要求相關(guān)人員具有很強(qiáng)的專業(yè)知識(shí)。在實(shí)際運(yùn)用中，要盡量避免或改善其局限性，使所選擇的配送中心最為合理，從而為提高企業(yè)物流效率和服務(wù)質(zhì)量水平打好基礎(chǔ)。4.2 選址方案分析在上一章的計(jì)算中，運(yùn)用鮑摩瓦爾夫（Baumol-Wolfe）模型選擇最佳的備選地，目的是使得各種費(fèi)用之和最小。也就是說(shuō)，這種方法考慮的重點(diǎn)是鴻運(yùn)公司為完成配送業(yè)務(wù)和建設(shè)費(fèi)用所支付的費(fèi)用最低。從這點(diǎn)而言，我們得出了配送中心W3沒(méi)