物流系統(tǒng)知識(shí)

物流系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院汝宜紅第1頁本章目錄1.物流系統(tǒng)分析2.物流設(shè)施選址分析3.庫存決議分析4.運(yùn)輸決議分析第2頁1.1物流系統(tǒng)含義物流系統(tǒng)是指在一定時(shí)間和空間里，由所需位移物資、包裝設(shè)備、裝卸搬運(yùn)機(jī)械、運(yùn)輸工具、倉儲(chǔ)設(shè)施、人員和通信聯(lián)絡(luò)等若干相互制約要素所組成含有特定功效有機(jī)整體。物流系統(tǒng)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)物資空間效益和時(shí)間效益，在確保社會(huì)再生產(chǎn)進(jìn)行前提條件下，實(shí)現(xiàn)各種物流步驟合理銜接，并取得最正確經(jīng)濟(jì)效益。

第3頁1.2物流系統(tǒng)特點(diǎn)物流系統(tǒng)是一個(gè)“人機(jī)系統(tǒng)”物流系統(tǒng)是一個(gè)大跨度系統(tǒng)物流系統(tǒng)是一個(gè)可分系統(tǒng)物流系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)物流系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)物流系統(tǒng)是一個(gè)多目標(biāo)系統(tǒng)

第4頁1.3物流系統(tǒng)目標(biāo)

物流系統(tǒng)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)一部分，其目標(biāo)是取得宏觀和微觀經(jīng)濟(jì)效益。詳細(xì)來講，物流系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)以下5個(gè)目標(biāo)：服務(wù)

（Service）快速、及時(shí)（Speed）低成本（Saving）規(guī)模優(yōu)化（Scaleoptimization）庫存控制（Stockcontrol）

第5頁1.4物流系統(tǒng)要素

與普通管理系統(tǒng)一樣，物流系統(tǒng)是由人、財(cái)、物、設(shè)備、信息和任務(wù)目標(biāo)等要素組成有機(jī)整體。因?yàn)槲锪飨到y(tǒng)特點(diǎn)，物流系統(tǒng)要素可詳細(xì)分為功效要素、支撐要素、物資基礎(chǔ)要素等。物流要素之間存在沖突，比如：物流系統(tǒng)基本功效要素包含儲(chǔ)存功效、運(yùn)輸功效、包裝功效、裝卸功效、流通加工功效和物流信息處理功效，這些功效獨(dú)立存在使各自目標(biāo)存有相互沖突地方。

第6頁1.5物流系統(tǒng)分析明確物流系統(tǒng)問題搜集信息，提出方案分析、對(duì)比替換方案效果綜合分析與評(píng)價(jià)提議可行方案第7頁1.6物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)確定物流系統(tǒng)目標(biāo)和約束條件成立物流課題研究組搜集內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)使用PERT、模擬法或其它技術(shù)分析數(shù)據(jù)完善最優(yōu)解第8頁2.1準(zhǔn)確重心法模型設(shè)有一系列點(diǎn)分別代表生產(chǎn)地和需求地，各自有一定量貨物需要以一定運(yùn)輸費(fèi)率運(yùn)向位置待定倉庫，或從倉庫運(yùn)出，那么倉庫該位于何處呢？模型：

式中TC——總運(yùn)輸成本；

Vi——i點(diǎn)運(yùn)輸量

Ri——到i點(diǎn)運(yùn)輸費(fèi)率；

di——從位置待定倉庫到i點(diǎn)距離。

第9頁2.2多重心法多重心法是依據(jù)代選址倉庫數(shù)量，將各起迄點(diǎn)預(yù)先分配給各個(gè)倉庫，從而形成個(gè)數(shù)等于倉庫數(shù)量許多起迄點(diǎn)群落，再采取準(zhǔn)確重心法找出每個(gè)起迄點(diǎn)群落之間使運(yùn)輸成本最小倉庫位置。這種方法關(guān)鍵在于怎樣針對(duì)倉庫進(jìn)行起迄點(diǎn)分配。通常方法是把相互間距離最近點(diǎn)組合起來形成群落，找出各群落重心位置，從而完成倉庫選址計(jì)算。第10頁2.3整數(shù)線性規(guī)劃

例：英國、法國、意大利以及聯(lián)邦德國于70年代末建設(shè)了機(jī)械類工廠跨國倉庫系統(tǒng)。其出發(fā)點(diǎn)之一是：預(yù)計(jì)未來十年內(nèi)，社會(huì)對(duì)備件、部件需求要增加三倍，而現(xiàn)成倉庫不能滿足要求。在該計(jì)劃制訂過程中，成功地使用了混合整數(shù)規(guī)劃模型。該模型包含30個(gè)0-1變量，他們分別代表3類產(chǎn)品、5個(gè)供貨廠和22個(gè)倉庫備選地。而用戶（按地域）共14個(gè)。第11頁2.3整數(shù)線性規(guī)劃其中22個(gè)倉庫備選地又分成三種情況：

第12頁2.3整數(shù)線性規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)U表示系統(tǒng)總費(fèi)用，追求極小化。U由以下7部分組成：（1）從工廠到倉庫運(yùn)輸總費(fèi)用；（2）從倉庫到需求點(diǎn)運(yùn)輸總費(fèi)用；（3）倉庫總可變費(fèi)用；（4）新倉庫建設(shè)費(fèi)用與倉庫固定費(fèi)用之和；（5）已經(jīng)有倉庫擴(kuò)建費(fèi)用；（6）倉庫未來再擴(kuò)建費(fèi)用；（7）關(guān)閉倉庫可節(jié)約固定費(fèi)用與投資回收費(fèi)總和。約束條件包含：可供資源量約束，滿足需求約束，物流平衡約束，倉庫容量約束，擴(kuò)容上限約束等。

第13頁2.4啟發(fā)式算法

例：某一物流中心選址模型及啟發(fā)式算法。已知以下參數(shù)：（1）供貨點(diǎn)個(gè)數(shù)m及可供量Ak（k=1，2，……，m）；（2）物流中心n個(gè)備選點(diǎn)位置、最大容量Mi（i=1，2，……，n）及允許選定個(gè)數(shù)上限P；

（3）用戶個(gè)數(shù)l、位置需求量Dj（j=1，2，……，l）。

第14頁2.4啟發(fā)式算法要考慮原因主要有：（1）供貨點(diǎn)到物流中心運(yùn)輸費(fèi)；（2）物流中心到用戶輸送費(fèi)；（3）物流中心固定費(fèi)用和可變費(fèi)用；（4）各物流中心容量限制；（5）物流中心個(gè)數(shù)限制。第15頁2.4啟發(fā)式算法基本假設(shè)：（1）由供貨點(diǎn)到物流中心、由物流中心到用戶運(yùn)費(fèi)均為線性函數(shù)；（2）物流中心可變費(fèi)為其流量凹函數(shù)；

（3）物流中心容量及個(gè)數(shù)有限制。第16頁2.4啟發(fā)式算法構(gòu)建選址模型以下：

第17頁2.4啟發(fā)式算法符號(hào)說明：cki，xki：分別表示由供貨點(diǎn)k到物流中心i單位運(yùn)價(jià)及運(yùn)量，k=1，2，……，m，i=1，2，……，n；hij，yij：分別表示由物流中心i到用戶j單位運(yùn)價(jià)及運(yùn)量，j=1，2，……，l；vi：表示物流中心i可變費(fèi)系數(shù)；Fi：表示物流中心i固定費(fèi)（與規(guī)模無關(guān)）；

wi：表示物流中心i流量；

第18頁2.5動(dòng)態(tài)倉庫選址

例：假設(shè)某工廠經(jīng)過單一倉庫向五個(gè)地域多個(gè)市場運(yùn)輸產(chǎn)品。預(yù)計(jì)需求會(huì)隨時(shí)間推移而增加。利用重心選址法得到未來5年內(nèi)每一年最優(yōu)選址點(diǎn)分別為A、B、C、D和E點(diǎn)。各最優(yōu)選址利潤現(xiàn)值見下表1。另外，5年內(nèi)定位在其它各位置相關(guān)利潤現(xiàn)值也已給定?，F(xiàn)已知任何一年從一個(gè)地點(diǎn)搬遷到另一個(gè)地點(diǎn)需花費(fèi)10萬元。資金成本為每年20%。

第19頁2.5動(dòng)態(tài)倉庫選址表1單位：元

備選方案

第一年第二年第三年第四年第五年A1940003561006232006711001336000

B176500377434007500001398200C1723003447008364008622001457600D1667003376007561009733001486600E1594003034007155008928001526000第20頁2.5動(dòng)態(tài)倉庫選址本問題能夠采取動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法進(jìn)行求解。將本選址問題按年劃分為五個(gè)階段。從最終一個(gè)階段（第五年）開始，依據(jù)利潤最大標(biāo)準(zhǔn)，分別計(jì)算在每一階段至第五年最優(yōu)方案，直至得到第一年到第五年最優(yōu)方案。這就把這個(gè)動(dòng)態(tài)問題轉(zhuǎn)化為一系列單一決議問題。

第21頁2.5動(dòng)態(tài)倉庫選址詳細(xì)過程以下：

第22頁2.5動(dòng)態(tài)倉庫選址即，假如倉庫位于A，應(yīng)該搬遷到E以使利潤最大化。其中，第五年初搬遷成本為：（元）同理我們能夠?qū)ζ渌A段和選址點(diǎn)做類似計(jì)算。

第23頁3.1一次性訂貨量確定例：某家蔬菜商店負(fù)擔(dān)本區(qū)居民點(diǎn)蔬菜供給。天天凌晨由附近農(nóng)村將新鮮蔬菜運(yùn)到商店，然后在零售給用戶。最近該店以每500克0.80元價(jià)格天天向農(nóng)村進(jìn)貨20卡車蔬菜（每卡車千克），以每500克1.05元價(jià)格零售出去。一些時(shí)候，當(dāng)日可將20卡車40000千克菜全部售完，但多數(shù)情況下卻有剩下。第24頁3.1一次性訂貨量確定因?yàn)檫@類蔬菜無留放處理價(jià)值，當(dāng)日未售完須全部扔掉，于是每剩500克菜就損失0.80元，該店經(jīng)理構(gòu)想是否天天向農(nóng)村少進(jìn)一些貨，她關(guān)心是獲取最大利潤問題。依據(jù)近期各分店銷售統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出該地域蔬菜需求量平均天天為37650千克，標(biāo)準(zhǔn)差為9600千克，現(xiàn)決定天天應(yīng)向農(nóng)村購進(jìn)多少千克蔬菜。

第25頁3.1一次性訂貨量確定該決議問題為一連續(xù)性隨機(jī)決議問題X，設(shè)其概率密度為f(x)，則該風(fēng)險(xiǎn)性決議問題取得最大期望利潤值方案dk，其所代表生產(chǎn)或存有單位產(chǎn)品數(shù)量k（最正確方案）可由下式?jīng)Q定：第26頁3.1一次性訂貨量確定上述居民區(qū)天天蔬菜需求量x，是大量個(gè)別居民天天需求量總和，故其必近似服從正態(tài)分布，其概率密度為：

式中，μ為數(shù)學(xué)期望，也是本例中每日平均蔬菜需求量37650千克；σ為均方差，也是本例中每日平均需求量標(biāo)準(zhǔn)差9600千克。第27頁3.1一次性訂貨量確定設(shè)k為最正確決議，即該商店天天向農(nóng)村購進(jìn)蔬菜克數(shù)為k?，F(xiàn)依據(jù)該商店進(jìn)貨價(jià)格和零售價(jià)格計(jì)算出邊際利潤值a和邊際算是值b。a=賣出每500克菜所贏利潤=0.15-0.80=0.25（元）b=存有500克菜而賣不出損失值=0.80（元）將以上值及f(x)正態(tài)函數(shù)帶入公式，可得：

k=30844（千克）

第28頁3.2經(jīng)濟(jì)訂購批量（EOQ模型）

模型假設(shè)：

存貯某種物資，不允許缺貨，其存貯參數(shù)為：

D：單位時(shí)間需求量，為常數(shù)（件/年或件/月或件/日）；

T：存貯周期或訂貨周期（年或月或日）；

Q：每次訂購批量，滿足在T時(shí)間內(nèi)消耗；

t：提前訂貨時(shí)間為零，即訂貨后瞬間全部到貨；

C1：存貯單位物資單位時(shí)間存貯費(fèi)；C2：每次訂貨訂貨成本。

第29頁3.2經(jīng)濟(jì)訂購批量（EOQ模型）其表示式以下總成本=采購成本+庫存持有成本

伴隨Q改變，等式中某一項(xiàng)成本會(huì)上升，而另一項(xiàng)成本會(huì)下降。從數(shù)學(xué)上看，當(dāng)兩項(xiàng)成本到達(dá)均衡改變時(shí)能夠求得最正確訂貨批量Q*，實(shí)現(xiàn)總成本最低。這么能夠得出：第30頁4.1運(yùn)輸決議分析

運(yùn)輸規(guī)劃中通常要決議內(nèi)容有：運(yùn)輸方式選擇

運(yùn)輸批量和運(yùn)輸時(shí)間選擇

自營運(yùn)輸和外包運(yùn)輸

運(yùn)輸路線規(guī)劃與選擇起迄點(diǎn)不一樣單一路徑規(guī)劃；多個(gè)起迄點(diǎn)路徑規(guī)劃；起點(diǎn)和終點(diǎn)相同路徑規(guī)劃。第31頁4.2起迄點(diǎn)不一樣單一路徑規(guī)劃這類問題通常是在一個(gè)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中，尋找由出發(fā)點(diǎn)到目標(biāo)地最短路線問題。交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)能夠簡單描述成，已知一個(gè)由弧和節(jié)點(diǎn)組成網(wǎng)絡(luò)，其中節(jié)點(diǎn)代表由弧連接地點(diǎn)，弧代表節(jié)點(diǎn)之間成本（距離、時(shí)間或距離和時(shí)間加權(quán)平均）。第32頁4.2起迄點(diǎn)不一樣單一路徑規(guī)劃起迄點(diǎn)不一樣單一路徑規(guī)劃問題能夠采取網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中求最短路方法進(jìn)行求解。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃最短路解法思緒是：首先在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中找到距點(diǎn)ｖ1最近點(diǎn)，將其最短路線確定，然后考慮經(jīng)過最短路線既定點(diǎn)，是否能縮短點(diǎn)ｖ1到其它點(diǎn)距離。假如能則修改點(diǎn)ｖ1到各點(diǎn)距離，在從最短路線未定點(diǎn)中選擇距離最小點(diǎn)，確定起最短路線，重復(fù)上面過程，直至找到我們要求點(diǎn)ｖ1到點(diǎn)ｖ８最短路。

第33頁4.3多個(gè)起迄點(diǎn)路徑規(guī)劃多起迄點(diǎn)問題是指有多個(gè)貨源地能夠同時(shí)為多個(gè)銷售點(diǎn)或市場服務(wù)，需要確定各供求地點(diǎn)之間供給關(guān)系，同時(shí)要找到供貨地、目標(biāo)地之間最正確路徑。該問題經(jīng)常發(fā)生在多個(gè)供給商、工廠或倉庫服務(wù)于多個(gè)客戶情況下。假如各供貨地和需求地之間供給與需求有特殊限制，如禁運(yùn)、專供等，則問題會(huì)更復(fù)雜。處理這類問題能夠利用運(yùn)籌學(xué)運(yùn)輸規(guī)劃方法。

第34頁4.4起點(diǎn)和終點(diǎn)相同路徑規(guī)劃最近點(diǎn)連接法選定起始地點(diǎn)后，比較其余n-1個(gè)地點(diǎn)與該地點(diǎn)距離，取距離最短者作為第二個(gè)地點(diǎn)。對(duì)于第二個(gè)地點(diǎn)，就其余n-2個(gè)地點(diǎn)作一樣處理。依這類推，直至遍歷全部地點(diǎn)為止，最終，返回起始地點(diǎn)。最近點(diǎn)連接法極為直觀與簡單，但結(jié)果滿意程度往往較差。

第35頁4.4起點(diǎn)和終點(diǎn)相同路徑規(guī)劃最優(yōu)插入法

首先，選出

與其關(guān)聯(lián)結(jié)點(diǎn)計(jì)作v1，v2。其次，選結(jié)點(diǎn)v3，使v3與v1，v2距離之和最小，