物流系统网络规划与设计.ppt

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物流系统规划与设计LogisticsSystemPlanningandDesign二○一三年七月 第四章物流系统网络规划与设计 2021/10/4第4章物流系统网络规划与设计Page2§1物流系统网络概述§2物流系统网络结构§3物流系统网络规划设计原则、主要内容、影响因素§4物流系统网络规划与设计的主要步骤§5物流节点选址与方法 2021/10/4Page3本章学习目标了解物流系统网络的含义、组成要素与特征掌握物流系统网络的含义与组成要素掌握物流节点与线路的组成与分类熟悉物流网络的基本形式掌握物流网络的主要结构模式及特点掌握物流网络各种结构模式的组织方式掌握物流节点选址模型第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page4一、物流系统网络的含义物流系统网络是物流系统的空间网络结构，是物流活动的载体。它是指货物从供应地到需求地的整个流通渠道的结构。包括物流节点的类型、数量与位置，节点所服务的相应客户群体，节点的连接方式以及货物在节点之间空间转移的运输方式等。从运筹学图论的观点，可以把物流系统的网络结构抽象为点和线以及它们之间相互联系所构成的网络。网络结构还可以看作是由执行运动使命的各种运输方式和执行停顿的节点两种基本元素组成。网络的辐射能力的大小、功能的强弱、结构的合理与否直接取决于网络中这两种元素的匹配程度与方式。§1物流系统网络概述 2021/10/4Page5物流系统网络有时也简称为物流网络（Logisticsnetwork）：物流过程中相互联系的组织与设施的集合（GB）——物流节点与链的集合。（企业物流网络）第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4第3章物流系统网络结构规划设计Page6任意一对节点之间可能有多条链相连，代表不同的运输形式、不同的路线。图为UPS物流网络示意图。 2021/10/4Page7按照网络的一般定义，可以将物流系统网络定义为由物流节点集和线路集组成的集合，集合体中的构成元素之间相互制约、相互联系，可用下面的数学表达式抽象地表示物流系统网络：式中，LSN为物流系统网络；N为物流系统网络内的节点元素的集合；L为物流系统网络内的线路元素的集合；R为元素间各种关系的集合。二、物流系统网络的组成要素第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page8整体性层次性环境适应性复杂性三、物流网络的基本特征第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page9物流节点的功能物流处理功能：完成物流环节、提供物流功能的场所衔接功能：将各个物流线路联结成一个系统，使各个线路通过节点变得更为贯通。——不同运输方式的衔接；——不同物流功能的衔接。四、物流节点和物流线路的功能和分类第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page10实现不同运输方式之间的无间隙连接和转运第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page11物流基础设施：实现与城市配送的结合集装箱装卸和中转功能货物存储和加工功能快件运输和配送功能实现不同物流功能的衔接第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page12物流节点的功能信息功能：物流节点是整个物流系统或与节点相接的物流信息传递、收集、处理、发送的集中地。管理功能：物流系统的管理设施和指挥机构往往集中设置于物流节点中，实际上，物流节点大都是集管理、指挥、调度、信息、衔接及货物处理为一体的物流综合设施。配套功能：延伸功能：第4章物流系统网络规划与设计四、物流节点和物流线路的功能和分类 2021/10/4Page13物流节点的分类转运型物流节点：公铁水空存储型物流节点：仓库为主体流通型物流节点：配送中心、物流中心、物流园区主要以功能来划分，侧重以某一方面，但不是说不能承担其它功能。第4章物流系统网络规划与设计四、物流节点和物流线路的功能和分类 2021/10/4Page14一、物流网络基本形式§2物流系统网络结构第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page15一、物流网络基本形式§2物流系统网络结构直送模式供应地需求地供应地需求地迂回模式（TSP）节点模式供应地需求地中转节点第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page16节点模式和直送模式的评价品种成本直送节点0分界点第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page17供应商需要地直送网络第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page18若需要地的需求规模足够大，每次的最佳补给规模都与卡车的最大装载量相接近，那么直接运输网络就是行之有效的。对小的需求来说，直接运输网络的成本过高若满载运输，必然会导致供应链中库存水平提高。若非满载运输，尽管库存量较少，但却要花费较高的运输费用和较长的运输时间。若使用包裹运输，运输成本会非常高。第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page19直送网络结构模式一对一转换为多对多，效率大幅下降区域物流系统无法使用第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page20利用“送奶路线”直送网络结构通过一个运输工具，把供应地的货物直接输送到多个需求地，或者从多个供应地装载一个需求地的货物，再直接运送。缺点：需要对每条路线进行规划，一旦供应需求发生改变，需要动态进行调整，难度较大。第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page21供应商零售商供应商零售商“送奶线路”直送网络第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page22节点中转模式物流中心或配送中心顾客顾客顾客顾客厂商厂商厂商厂商CollectionExchangeDelivery商业企业、连锁企业普遍采用的物流模式第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page23节点中转模式结合TSP(旅行商)便利连锁店配送常用，一个中心对应多个点，一辆车覆盖若干个点。上海的可的、好德、日本的7－11第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page24供应商零售商物流中心或配送中心第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page25生产商A生产商B生产商C批发商C批发商B批发商A7-11C7-11B7-11A生产商A生产商B生产商C配送中心7-11C7-11B7-11A后期的7-11集货配送体系早期的7-11集货配送体系第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page267-ELEVEN物流管理「完善的物流支援」扮演了決定成功的重要關鍵。7-Eleven全台湾物流送共分為常溫、出版品、低溫、鮮食等四大系統。缺貨率從1980年22%降到0.2%以下。第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page27多枢纽节点的LD-CED模式大型商业企业的销售网络第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page28第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page29实例第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4第4章物流系统网络结构规划设计Page30最终消费者最终消费者集中分散物流园区生产企业、商业企业常用网络模式 2021/10/4第4章物流系统网络结构规划设计Page31上海武汉广州沈阳北京成都西安华中区东北区华北区华东区西南区华南区西北区银川兰州西宁天津太原石家庄济南青岛呼和浩特大连长春哈尔滨杭州南京宁波温州无锡合肥南通贵阳昆明重庆郑州南昌长沙深圳厦门南宁福州海口汕头中山珠海光明物流的发展规划 2021/10/4第4章物流系统网络结构规划设计Page32轴辐式网络（hub-and-spokenetwork）枢纽站站点站点站点站点站点站点通过中转进行双向运输的网络结构。航空运输管理、第三方物流管理、快递企业、邮政包裹、供应链管理以及通信网络的信息传输等应用。站点 2021/10/4第3章物流系统网络结构规划设计Page33零担货运业纯轴辐式网络作业方式 2021/10/4第4章物流系统网络结构规划设计Page34根据功能的差异，分为：单一枢纽站纯轴辐式网络模式单一枢纽站复合轴辐式网络模式（扩展，站点之间整车可以直接运输）多枢纽站单一分派轴辐式网络模式多枢纽站多分派轴辐式网络模式（站点可在不同枢纽之间连接）（快递企业构建的物流网络较为常见） 2021/10/4第4章物流系统网络结构规划设计Page35案例：台湾大荣快递台湾率先導入軸輻式(Hub-and-spoke)物流模式的企业原有轉運運輸模式營業所↔營業所44X43條路線北一北二中二中一南二軸輻式轉運運輸模式轉運中心↔轉運中心5X4條路線 2021/10/4第4章物流系统网络结构规划设计Page36為何推動軸輻式運輸轉運技術簡少託運貨件誤積貨件處理自動化，節省分類時間人力運用最小化，可節省15%～20%人力成本改善服務效能，提供迅速、正確、24小時的服務作業場站有效利用，利於未來擴充據點之土地取得減化運輸網路，提昇運載效能，利用協同運輸平台，擴大運能委外之空間。 2021/10/4第4章物流系统网络结构规划设计Page37轉運中心作業模型說明發送受付衛星所轉運中心班車衛星所到著點貨積貨上集配車搬運車積貨上搬運車轉運中心搬運車自送託運配送自領由軸心向外輻射HubSpoke 2021/10/4Page38案例FedEx营运网络规划第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page39早期美国西部FedEx网络第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page40新的营运网络第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page41新旧营运网络对比第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page42§3物流系统网络规划与设计的原则、主要内容、影响因素原则：按经济区域建立网络：借助物流中心将区域内的企业密切联系起来，并与区域的发展相结合，有利于组织合理运输，实现物流的优化。以城市为中心布局网络：既满足了城市生产和消费的需要，又发挥了城市对吸引区域的组织和辐射功能。在商物分流的基础上形成网络：商业中心与物流中心分开设置建设信息化的物流网络：物流信息系统作为物流网络的重要组成部分。通过搭建物流网络信息平台，物流信息的及时共享，对物流活动的实时以提高物流管理水平，实现物流效率化。第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page43主要内容：物流节点规划设计：数量与种类；设置地点；功能配置；节点规模。物流线路规划设计：宏观与微观。信息网络规划设计：物流网络组织规划设计：第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page44影响因素1、物流量大小与流向2、物流服务对象的分布3、交通条件4、人力资源条件5、城市扩张与发展6、土地因素7、自然环境因素8、政策环境因素第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4第3章物流系统网络结构规划设计Page45§4主要步骤 2021/10/4Page46§5物流节点选址与方法宏观物流（社会物流系统）关注物流园区、物流中心等节点的选址物流节点的选址决策就是确定整个物流系统中所需要的节点数量、位置、以及服务对象分配方案。物流节点选址概述第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4第4章物流系统网络规划与设计Page47物流园区的选址日本在上世纪70年代就提出了物流园区建设的思想，他们在一些作为流通重点的城市周围建立了若干集约运输、仓储、市场、信息、管理功能的物流园区，这些园区对于日本随后的经济崛起发挥了重要的作用，促进了日本物流业的快速发展。物流园区的选址首先要考虑物流市场的需求，规划不合理，会导致园区之间竞争资源，或者因园区中物流企业数量不足而未能发挥应有的效果，或者因物流场所和设备的多余闲置而造成物流资源的浪费。物流园区的选址还要考虑土地资源、交通设施、劳动力素质与成本、环境等多方面的因素。 2021/10/4Page48微观物流（企业物流系统）关注配送中心、仓储设施、工厂的选址单个企业的物流网络系统，一方面，物流节点的选址决策影响整个企业物流系统的结构和系统中其它要素的决策，例如库存、运输等；另一方面，系统中其它要素的决策也会影响到物流节点的选址。因此，重点考虑选址与运输、库存成本之间的关系。供应链体系中，一个企业的物流系统选址决策往往要受到供应链中其它企业的影响，供应链系统中的核心企业的选址决策将影响到所有供应商的物流系统的选址。例如：Dell工厂的选址，将影响到供应商和物流服务商的节点选址。第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page49§5物流节点选址与方法物流节点选址目标成本最小化：是物流节点选址决策中最常用的目标，与物流节点选址规划有关的成本主要有运输成本和设施成本。物流量最大化：物流量是反映物流节点作业能力的指标，主要包括吞吐量和周转量。但从整个物流系统的发展来看，吞吐量和周转量无法适应多品种、小批量、高频度的趋势。因此是在成本最小化的前提下，考虑物流量最大化服务最优化：送货时间，距离，速度和准时率。发展潜力最大：既考虑现状，又要兼顾将来。综合评价目标：第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4第4章物流系统选址规划设计Page50二、物流节点选址模型概述物流节点选址问题分类按设施对象划分——例如：物流园区和仓储设施按设施数量划分——例如：单一选址与多设施选址按选址的离散程度划分——例如：连续和离散选址按目标函数划分——例如：可行点和最优点；中值（经济效益性）；中心问题（经济平衡性）；反中心问题；单纯选址问题和选址分配问题按能力约束——无能力约束和有能力约束；按数据的集成程度——选址结果是一个城市还是一个街区考虑时间的变化——静态选址和动态选址 2021/10/4Page51（一）德尔菲法（专家评估法）德尔菲法（DelphiMethod）是一种常用的主观、定性的方法，不仅可以用于技术预测领域，而且可以广泛应用于各种评价指标体系的建立和具体指标的确定过程.（二）解析方法（精确法）解析方法是通过数学模型进行物流网络规划设计的方法，是对许多定量的数学方法的一个统称.（三）模拟计算法物流网络规划设计的模拟计算法是指实际问题以数学方程和逻辑语言做出对物流系统的数学表述，在计算机的帮助下，人们可以通过模拟计算和逻辑推理确定满意的近似解。（四）启发法启发法是一种逐次逼近最优解的方法，当经验原则运用到选址问题时，有助于加快求解过程的经验可迅速从大量被选方案中找出好的解决方案。二、物流节点选址模型概述物流节点选址方法分类第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page52德尔菲法工作步骤：①选择专家。专家人数的确定依据选址问题的复杂性和所需知识面的宽窄，一般以10人～15人为宜。所选择的专家彼此不发生联系，只用书信的方式与工作人员直接发生联系。②编制并邮寄“专家应答表”。首次交往需向专家介绍选址的目的，提供现有的相关资料，并邮寄“专家应答表”。③分析整理“专家应答表”。收集专家的意见和反应，整理“专家应答表”，进行综合、分析、归纳等工作。④与专家反复交换意见。将整理、分析、归纳和综合的结果反馈给各专家并进一步提供有关资料，让专家修订自己的意见，填写“专家应答表”，如此反复进行直至得出趋向性一致的结论。⑤将最终选址结论函告专家。第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page531.选址问题中的距离计算三、单一物流节点选址模型与方法第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4第4章物流系统选址规划设计Page542.重心法三、单一物流节点选址模型与方法重心法的基本假设需求量集中于某一点上选址区域不同地点物流节点的建设费用、运营费用相同运输费用随运输距离成正比增加，是线性关系运输线路为空间直线。 2021/10/4Page55三、单一物流节点选址模型与方法2.重心法根据求平面中物体重心的方法，可以得到：第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page56三、单一物流节点选址模型与方法2.重心法课本例子局限性讨论第4章物流系统选址规划设计 2021/10/4第4章物流系统网络规划与设计Page57重心法的另一个案例 2021/10/4第4章物流系统选址规划设计Page58用winQSB软件解设施选址问题 2021/10/4Page59三、单一物流节点选址模型与方法精确重心法（重心法的数值方法）总运费H为：设αj为节点到客户Pj每单位运量、单位距离所需运费（运费率）；ωj为客户Pj的需求量；dj为节点P0到客户Pj的直线距离。求导：第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page60三、单一物流节点选址模型与方法精确重心法算法：第一步：选取初始迭代点。一般的做法是采用重心法求得的初始重心作为迭代初始点，也可以采用任选初始迭代点的方法。例如，转第三步。第三步：若H0H1，运费已无法减小，输出最优解（x00,y00）和H0，否则，转第四步。第四步：令x00=x01，y00=y01，H0=H1转第二步。初始点的选取方法可以不同。然后计算该点到各客户点的直线距离dj和费用H0。第二步：令及第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page61用程序多次迭代第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page62三、单一物流节点选址模型与方法3.交叉中值模型当在网格环境下进行选址计算时，可用交叉中值模型进行单点选址。通过交叉中值的方法可以对单一选址问题在一个平面上的加权的城市距离和进行最小化，其目标函数为：第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page63三、单一物流节点选址模型与方法4.其余选址方法图解法第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page64三、单一物流节点选址模型与方法4.其余选址方法因素评价法离散节点选址指的是在有限的候选位置里面选取最为合适的一个或一组位置为最优的方案，相应的模型就叫做离散点选址模型。它与连续选址模型的区别在于，它所拥有的候选方案只有有限个元素，我们考虑问题的时候，只需要在这些有限个位置上进行分析。因素评分法是将每个备选地点都按因素计分，在允许的范围内给出一个分值；然后将每个地点各因素的得分相加或加权相加，求出总分后加以比较；最后，以选择得分最多的地点为最终的方案。第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page65同时决定两个或多个节点的选址。例如多物流中心选址问题：物流网络中应该有几个物流中心？这些物流中心应该有多大规模，位于何处？哪些客户指定由物流中心负责供应？哪些物流中心指定由各工厂、供应商或港口负责供应？各个物流中心中应该存放哪些产品？哪些产品应从工厂、供应商或港口直接运送到客户手中？四、多物流节点选址模型与方法第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page66多重心法覆盖模型P-中值模型鲍摩—瓦尔夫（Baumol-Wolfe）模型奎汉—哈姆勃兹（Kuehn-Hamburge）模型CFLP模型四、多物流节点选址模型与方法第4章物流系统网络规划与设计 2021/10/4Page67思考题：本章课后思考题掌握重心法计算方法，分析其不足之处了解精确重心法计算原理第4章物流系统网络规划与设计