物流學(xué)物流系統(tǒng)

第二十二章物流系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院汝宜紅本章目錄1.物流系統(tǒng)分析2.物流設(shè)施選址分析3.庫存決策分析4.運(yùn)輸決策分析1.1物流系統(tǒng)的含義物流系統(tǒng)是指在一定的時(shí)間和空間里，由所需位移的物資、包裝設(shè)備、裝卸搬運(yùn)機(jī)械、運(yùn)輸工具、倉儲設(shè)施、人員和通信聯(lián)系等假設(shè)干相互制約的要素所構(gòu)成的具有特定功能的有機(jī)整體。物流系統(tǒng)的目的是實(shí)現(xiàn)物資的空間效益和時(shí)間效益，在保證社會再生產(chǎn)進(jìn)行的前提條件下，實(shí)現(xiàn)各種物流環(huán)節(jié)的合理銜接，并取得最正確的經(jīng)濟(jì)效益。1.2物流系統(tǒng)的特點(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)1.3物流系統(tǒng)的目標(biāo)

物流系統(tǒng)是社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的一局部，其目標(biāo)是獲得宏觀和微觀經(jīng)濟(jì)效益。具體來講，物流系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)以下5個(gè)目標(biāo)：效勞〔Service〕快速、及時(shí)〔Speed〕低本錢〔Saving〕規(guī)模優(yōu)化〔Scaleoptimization〕庫存控制〔Stockcontrol〕1.4物流系統(tǒng)要素

與一般的管理系統(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)等要素組成的有機(jī)整體。由于物流系統(tǒng)的特點(diǎn)，物流系統(tǒng)的要素可具體分為功能要素、支撐要素、物資根底要素等。物流要素之間存在沖突，例如：物流系統(tǒng)的根本功能要素包括儲存功能、運(yùn)輸功能、包裝功能、裝卸功能、流通加工功能和物流信息處理功能，這些功能獨(dú)立存在使各自的目標(biāo)存有互相沖突的地方。1.5物流系統(tǒng)分析明確物流系統(tǒng)的問題收集信息，提出方案分析、比照替代方案的效果綜合分析與評價(jià)建議可行方案1.6物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)確定物流系統(tǒng)的目標(biāo)和約束條件成立物流課題研究組收集內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)完善最優(yōu)解2.1精確重心法模型設(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的運(yùn)輸費(fèi)率運(yùn)向位置待定的倉庫，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)輸本錢；Vi——i點(diǎn)的運(yùn)輸量Ri——到i點(diǎn)的運(yùn)輸費(fèi)率；di——從位置待定的倉庫到i點(diǎn)的距離。2.2多重心法多重心法是根據(jù)代選址倉庫的數(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)量的許多起迄點(diǎn)群落，再采用精確重心法找出每個(gè)起迄點(diǎn)群落之間使運(yùn)輸本錢最小的倉庫的位置。這種方法的關(guān)鍵在于如何針對倉庫進(jìn)行起迄點(diǎn)的分配。通常的方法是把相互間距離最近的點(diǎn)組合起來形成群落，找出各群落的重心位置，從而完成倉庫選址的計(jì)算。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)，社會對備件、部件的需求要增加三倍，而現(xiàn)成的倉庫不能滿足要求。在該方案制訂過程中，成功地使用了混合整數(shù)規(guī)劃模型。該模型包括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〔按地區(qū)〕共14個(gè)。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：

2.3整數(shù)線性規(guī)劃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。以下參數(shù)：〔1〕供貨點(diǎn)的個(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)的位置、最大容量Mi〔i=1，2，……，n〕及允許選定個(gè)數(shù)的上限P；〔3〕用戶的個(gè)數(shù)l、位置需求量Dj〔j=1，2，……，l〕。2.4啟發(fā)式算法要考慮的因素主要有：〔1〕供貨點(diǎn)到物流中心的運(yùn)輸費(fèi)；〔2〕物流中心到用戶的輸送費(fèi)；〔3〕物流中心的固定費(fèi)用和可變費(fèi)用；〔4〕各物流中心的容量限制；〔5〕物流中心個(gè)數(shù)的限制。2.4啟發(fā)式算法根本假設(shè)：〔1〕由供貨點(diǎn)到物流中心、由物流中心到用戶的運(yùn)費(fèi)均為線性函數(shù)；〔2〕物流中心的可變費(fèi)為其流量的凹函數(shù)；〔3〕物流中心的容量及個(gè)數(shù)有限制。2.4啟發(fā)式算法構(gòu)建選址模型如下：

2.4啟發(fā)式算法符號說明：cki，xki：分別表示由供貨點(diǎn)k到物流中心i的單位運(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的單位運(yùn)價(jià)及運(yùn)量，j=1，2，……，l；vi：表示物流中心i的可變費(fèi)系數(shù)；Fi：表示物流中心i的固定費(fèi)〔與規(guī)模無關(guān)〕；wi：表示物流中心i的流量；2.5動態(tài)倉庫選址

例：假設(shè)某工廠通過單一倉庫向五個(gè)地區(qū)的多個(gè)市場運(yùn)輸產(chǎn)品。預(yù)計(jì)需求會隨時(shí)間的推移而增加。利用重心選址法得到未來5年內(nèi)每一年的最優(yōu)選址點(diǎn)分別為A、B、C、D和E點(diǎn)。各最優(yōu)選址的利潤現(xiàn)值見下表1。此外，5年內(nèi)定位在其他各位置的相關(guān)利潤現(xiàn)值也已給定。現(xiàn)任何一年從一個(gè)地點(diǎn)搬遷到另一個(gè)地點(diǎn)需消耗10萬元。資金本錢為每年20%。2.5動態(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

B1765003720007434007500001398200C1723003447008364008622001457600D1667003376007561009733001486600E15940030340071550089280015260002.5動態(tài)倉庫選址本問題可以采用動態(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。從最后一個(gè)階段〔第五年〕開始，根據(jù)利潤最大的標(biāo)準(zhǔn)，分別計(jì)算在每一階段至第五年的最優(yōu)方案，直至得到第一年到第五年的最優(yōu)方案。這就把這個(gè)動態(tài)問題轉(zhuǎn)化為一系列單一決策問題。2.5動態(tài)倉庫選址具體過程如下：

2.5動態(tài)倉庫選址即，如果倉庫位于A，應(yīng)該搬遷到E以使利潤最大化。其中，第五年初的搬遷本錢為：〔元〕同理我們可以對其他階段和選址點(diǎn)做類似計(jì)算。3.1一次性訂貨量確實(shí)定例：某家蔬菜商店承擔(dān)本區(qū)居民點(diǎn)的蔬菜供給。每天凌晨由附近農(nóng)村將新鮮蔬菜運(yùn)到商店，然后在零售給顧客。近來該店以每500克0.80元的價(jià)格每天向農(nóng)村進(jìn)貨20卡車蔬菜〔每卡車2000千克〕，以每500克1.05元的價(jià)格零售出去。某些時(shí)候，當(dāng)天可將20卡車40000千克菜全部售完，但多數(shù)情況下卻有剩余。3.1一次性訂貨量確實(shí)定由于這類蔬菜無留放處理的價(jià)值，當(dāng)天未售完須全部扔掉，于是每剩500克菜就損失0.80元，該店經(jīng)理設(shè)想是否每天向農(nóng)村少進(jìn)一些貨，她關(guān)心的是獲取最大利潤的問題。根據(jù)近期各分店的銷售記錄，計(jì)算出該地區(qū)蔬菜需求量平均每天為37650千克，標(biāo)準(zhǔn)差為9600千克，現(xiàn)決定每天應(yīng)向農(nóng)村購進(jìn)多少千克蔬菜。

3.1一次性訂貨量確實(shí)定該決策問題為一連續(xù)性的隨機(jī)決策問題X，設(shè)其概率密度為f(x)，那么該風(fēng)險(xiǎn)性決策問題取得最大期望利潤值的方案dk，其所代表的生產(chǎn)或存有的單位產(chǎn)品數(shù)量k〔最正確方案〕可由下式?jīng)Q定：3.1一次性訂貨量確實(shí)定上述居民區(qū)每天的蔬菜需求量x，是大量的個(gè)別居民每天需求量的總和，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的標(biāo)準(zhǔn)差9600千克。3.1一次性訂貨量確實(shí)定設(shè)k為最正確決策，即該商店每天向農(nóng)村購進(jìn)的蔬菜克數(shù)為k。現(xiàn)根據(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克菜所獲利潤=0.15-0.80=0.25〔元〕b=存有500克菜而賣不出的損失值=0.80〔元〕將以上值及f(x)的正態(tài)函數(shù)帶入公式，可得：k=30844〔千克〕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)的消耗；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)間的存貯費(fèi)；C2：每次訂貨的訂貨本錢。3.2經(jīng)濟(jì)訂購批量〔EOQ模型〕其表達(dá)式如下總本錢=采購本錢+庫存持有本錢隨著Q的變化，等式中的某一項(xiàng)本錢會上升，而另一項(xiàng)本錢會下降。從數(shù)學(xué)上看，當(dāng)兩項(xiàng)本錢到達(dá)均衡變化時(shí)可以求得最正確訂貨批量Q*，實(shí)現(xiàn)總本錢最低。這樣可以得出：4.1運(yùn)輸決策分析

運(yùn)輸規(guī)劃中通常要決策的內(nèi)容有：運(yùn)輸方式的選擇

運(yùn)輸批量和運(yùn)輸時(shí)間的選擇

自營運(yùn)輸和外包運(yùn)輸

運(yùn)輸路線的規(guī)劃與選擇起迄點(diǎn)不同的單一路徑規(guī)劃；多個(gè)起迄點(diǎn)的路徑規(guī)劃；起點(diǎn)和終點(diǎn)相同的路徑規(guī)劃。4.2起迄點(diǎn)不同的單一路徑規(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)到目的地的最短路線的問題。交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)可以簡單的描述成，一個(gè)由弧和節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)，其中節(jié)點(diǎn)代表由弧連接的地點(diǎn)，弧代表節(jié)點(diǎn)之間的本錢〔距離、時(shí)間或距離和時(shí)間的加權(quán)平均〕。4.2起迄點(diǎn)不同的單一路徑規(guī)劃起迄點(diǎn)不同的單一路徑規(guī)劃問題可以采用網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中求最短路的方法進(jìn)行求解。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃最短路的解法的思路是：首先在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中找到距點(diǎn)ｖ1最近的點(diǎn)，將其最短路線確定，然后考慮通過最短路線既定的點(diǎn)，是否能縮短點(diǎn)ｖ1到其他點(diǎn)的距離。如果能那么修改點(diǎn)ｖ1到各點(diǎn)的距離，在從最短路線未定的點(diǎn)中選擇距離最小的點(diǎn)，確定起最短路線，重復(fù)上面的過程，直至找到我們要求的點(diǎn)ｖ1到點(diǎn)ｖ８的最短路。4.3多個(gè)起迄點(diǎn)的路徑規(guī)劃多起迄點(diǎn)問題是指有多個(gè)貨源地可以同時(shí)為多個(gè)銷售點(diǎn)或市場效勞，需要確定各供求地點(diǎn)之間的供給關(guān)系，同時(shí)要找到供貨地、目的地之間的最正確路徑。該問題經(jīng)常發(fā)生在多個(gè)供給商、工廠或倉庫效勞于多個(gè)客戶的情況下。如果各供貨地和需求地之間的供給與需求有特殊限制，如禁運(yùn)、專供等，那么問題會更復(fù)雜。解決這類問題可以運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)的運(yùn)輸規(guī)劃方法。4.4起點(diǎn)和終點(diǎn)相同的路徑規(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)的距離，取距離最短者作為第二個(gè)地點(diǎn)。對于第二個(gè)地點(diǎn)，就其余的n-2個(gè)地點(diǎn)作同樣的處理。依此類推，直至遍歷所有地點(diǎn)為止，最后，返回起始地點(diǎn)。最近點(diǎn)連接法極為直觀與簡單，但結(jié)果的滿意程度往往較差。4.4起點(diǎn)和終點(diǎn)相同的路徑規(guī)劃最優(yōu)插入法首先，選出與其關(guān)聯(lián)的結(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，得到三角