物流设施规划与设计 第3章ppt课件.ppt

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1、第三章 企业物流网络规划与厂址选择,3.1 企业物流网络规划 3.2 厂址选择概述 3.3 厂址选择的工作步骤 3.4 影响厂址选择的主要因素 3.5 厂址选择的数学规划方法,3.1 企业物流网络规划,3.1.1 企业物流网络结构 通过对企业物流系统的抽象，形成了由节点(Nodes)与链(Links)连成的网络，如图3-1所示。网络中的链代表不同库存点之间货物的移动。这些储存点零售店、仓库、工厂或者供货商就是节点。规划的重点是物流网络。,注意:任意一对节点之间可能有多条链，代表不同的运输形式、不同的路线、不同的产品。节点，代表那些库存流动过程中的临时经停点。库存流动中的这些储一运活动只是整体物

2、流系统的一部分。此外，还有信息流动网络，其中包含了关于销售收入、产品成本、库存水平、仓库利用率、预测、运输费率及其它方面的信息。从抽象概念来看，信息网络与产品流动的网络非常相似，都可以视为节点和链的集合。产品流动网络与信息网络结合在一起形成物流系统。,3.1.2 企业物流网络结构影响因素 物流系统规划过程包括新建、改扩建物流系统的规划。最优化网络是规划工作的目标。整个规划工作必须遵循必要的网络评估和审核准则，包括五个核心方面：（1）需求 不仅需求的水平极大地影响着物流网络的结构，需求的地理分布也一样。（2）客户服务 客户服务的内容，包括库存可得率、送货速度、订单履行的速度和准确性。,（3）产品

3、特征 物流成本受某些产品特征影响很大，比如产品的重量、数量（体积）、价值和风险。（4）物流成本 企业实物供给、实物分拨过程中产生的成本往往决定着物流系统重新规划的频率。（5）成本策略 商品采购或销售的定价政策发生变化，也会影响物流战略，主要是因为定价政策决定了买方/卖方是否承担某些物流活动的责任。,3.1.3 企业物流网络规划方法 很多的企业物流网络都是随着业务的发展自然形成的，存在着各个不合理的情况。如何优化、改建网络是企业战略性的课题。在本节重点介绍基于运输费用最小的原则物流网络优化模型以及服务范围优化模型建立方法。（1）物流网络优化模型建立 已知某企业有40个需求城市，准备在广州或深圳设

4、立物流中心，配送中心候选地有8个，包括广州、深圳、厦门、武汉、长沙、郑州、汕头、福州，企业物流网络结构如图3-2所示。,问题描述：从1个物流中心，经过若干个配送中心，向若干个客户配送货品。物流中心已定，配送中心候选地有 8 处，从中选择若干个配送中心，使总的物流成本最低。1）基本思路 配送中心的选择方案，应根据通过配送中心的货品数量的多少来评价和选择。因此，通过求解使总费用最低的运输方案，来确定每个配送中心的通过量，并由此决定配送中心的取舍。,2）优化目标整个网络的优化目标是使整个网络的物流成本最低。整个网络的物流在本包括以下几个部分:总物流费用=总运费+总配送费+配送中心仓储费+配送中心内部

5、可变费用+配送中心固定费用 3）数学模型 目标函数可表示成：约束条件：，k=1,2,3,40,i=1；j=1,2,8；k=1,2,3,40,其中：从物流中心 i 到配送中心 j 每单位量的运输本。：从配送中心 j 到客户k，每单位量的配送成本。：配送中心的单位仓储费。：从 i 物流中心经过 j 配送中心到 k 客户的运输量。：配送中心 j 的物流通过量。：j 配送中心通过量的变动费系数。=年总费用/年通过量，Q=1/2。,：j 配送中心的固定费（与配送中心规模无关的费用）。不建此配送中心 建设此配送中心 在目标函数中：第一项是运输、配送费。第二项是配送中心的仓储费，与通过量 成正比。第三项是配

6、送中心的可变成本，与通过量成正比。第四项是配送中心的固定成本。此优化模型为非线性规划模型，可采用启发式方式利用计算机求解。,（2）服务范围优化模型建立 已知某企业由一个物流中心(广州)经由4个配送中心(广州、深圳、福州、武汉)向若干个需求城市配送.如图3-3所示。,已知：物流中心到各个配送中心的距离及单位运费、各配送中心到各需求的距离和单位运费以及各个需求城市的需求量,求使总运费最低的运输方案。这是一个数学规划问题。数学模型研究如下：设由配送中心 j 到需求城市 k 的配送量为,目标函数为：约束条件：k=1,2,3,40 j=1,2,3,4;k=1,2,3,40,其中:：从物流中心i到配送中心

7、j每单位量的运输成本;：从配送中心到客户k，每单位量的配送成本；：第k个需求城市的配送需求量；j=1，2，3，4；k=1，2，,40。这是一个运输问题的线性规划问题模型，采用计算机求解。,3.2 厂址选择,3.2.1 厂址选择的内容 厂址选择是企业物流网络规划的重要内容，厂址选择的方法是物流网络规划设计的重点理论。厂址选择包括工厂所在地区的选择和在该地区内具体位置的确定两项内容，通过称为选点和定址。在解决厂址选择问题时，首先要根据设施的要求合理选择建厂地区，然后在确定的地区内进一步选择适宜的具体地点。,3.2.2 厂址选择的重要性工厂作为一个生产系统不能脱离环境而独立存在。外界环境对生产系统输

8、入原材料、劳动力、能源、资金、科技和社会因素；同时，生产系统对外界环境输出其产品、劳务、废气物等。因此，生产系统不断受外界环境的影响而改变其活动；同时生产系统的活动结果也不断改变其外界环境。厂址选择为生产系统确定了所接触的外界环境，影响着生产系统的各种输入和输出。只有在工厂厂址所在地区和具体位置确定后，建厂总投资和产品生产成本才能比较准确估算出来。,3.2.3 厂址选择的基本原则 厂址选择是一项包括政治、经济和技术合性工作。具体表现为下述几个方面：（1）符合所在地区、城市、乡镇总体规划布局；（2）节约用地，不占用良田及经济效益高土地，符合土地管理、环境保护、水土保持等法规有关规定；（3）有利于

9、保护环境与景观，尽量远离风景游览区和自然保护区，不污染水源，有利于三废处理，并符合现行环境保护法规的规定；（4）便于利用当地自然条件、资源条件、运输条件及公共设施等。,3.2.4 厂址选择的基本要求 厂址选择需要考虑的因素非常多，涉及许多方面，不同类型的工厂不尽相同。综合起来，厂址选择应满足如下基本要求：（1）原材料、燃料及产品销售要求。（2）厂区占地面积要求。（3）外形与地形要求。（4）气候条件要求。（5）水文地质条件要求。（6）工程地质条件要求。（7）交通运输条件要求。（8）给水排水条件要求。（9）能源供应条件要（10）协作关系要求。（11）居住区要求。（12）施工条件要求。,3.2.4

10、厂址选择的基本要求,（1）原材料、燃料及产品销售要求 选择地区时，应考虑接近原材料、燃料产地，运输方便，且质量满足要求，对于原料、燃料和动力消耗大和企业。（2）厂区占地面积要求 供选择的厂址应有足够的厂区占地面积，厂区用地面积既要满足现有生产规模、生产工艺和运输要求，又要留有发展扩建用地。（3）外形与地形要求 厂区外形应尽可能简单，如为矩形场地，长宽比一般控制在1：1.5之内较经济合理。,3.2.4 厂址选择的基本要求,（4）气候条件要求 厂址应具备与企业性质相适应的气候条件，如温度、湿度、降雨量、降雪量、风力风向变化等。（5）水文地质条件要求 厂址所在地地下水位最好低于地下室和地下构筑物深度

11、；地下水对建筑物基础最好无侵蚀性。（6）工程地质条件要求 厂址应避开发震断层和基本烈度高于90的地震区和泥流、滑坡、流沙、溶洞等危险段；（7）交通运输条件要求 地区选择应考虑输方式、运输距离、运费等因素；地点选择应便于实现厂内，外运输的联接。,3.2.4 厂址选择的基本要求,（8）给水排水条件要求 厂址最好靠近水源，保证供水的可靠性，水质、水温、水量应符合生产要求。（9）能源供应条件要求 消耗以源多的工厂靠近热电厂或水站，所需电力，蒸汽等应有可靠来源。（10）协作关系要求 厂址应便于将来同相邻企业和依托城市在科技、信息、生产、修理、公用设施、交通运输、综合利用和生活福利等方面建立广泛的协作关系

12、。,3.2.4 厂址选择的基本要求,（11）居住区要求 工厂人员居住区应有足够的用地面积和良好的卫生条件。（12）施工条件要求 为了利用当地条件，选择厂址时，应注意了解当地及外来建筑材料的供应情况、产量、价格，尽可能利用当地的建筑材料；同时应了解施工期间的水、电、劳动力的供应条件及当地施工技术力量、技术水平、建筑机械数量和最大起重能力等。（13）安全防护要求 工厂与工厂之间、工厂与居住区之间，必须满足现行安全、卫生、环保等各项有关规定。,3.3 厂址选择的工作步骤,3.3.1 拟定建厂条件指标 厂址选择的第一步就是根据拟建工厂的产品品种和生产规模，拟定建厂条件指标，以便据此查明所选厂址是否符合

13、建厂要求。建厂条件指标的主要内容如下：（1）占地面积。（2）全厂总建筑面积与体积。（3）全厂职工总人数（4）货物的年运输量。（5）全厂原料和燃料的种类及数量。（6）生产、消防及生活用水量及对水质的要求（7）需用电力用电量及供电电压等。（8）最大及平均生产用蒸汽量、压力、温度等。,（9）煤气等气体需要量。（10）土建工程内容和工程量。（12）对其它工厂的协作要求。3.3.2 现场踏勘与选厂基础资料收集 准备就绪后，应进入厂址现场进行踏勘，对厂址的实际情况进行深入了解并收集厂址的基础资料。表3-1列出了常用厂址基础资料项目，实际工作中应根据具体情况，对其中的项目有所增删。,3.3.3 方案比较和分

14、析论证,根据现场踏勘结果，对所收集到资料加以鉴定，对各个厂址方案进行比较，经过综合分析论证，提出推荐方案，说明推荐的理由。3.3.4 提出厂址选择报告选厂报告应包括的内容:,有什么想法？,3.4 影响场址选择的主要因素,讨论：要在本市建立一家中等规模的超市，在选址时应考虑哪些方面呢？,3.4.1地区选址应考虑的因素 1.市场条件:充分考虑该地区的市场条件。2.资源条件:充分考虑该地区是否可使企 业得到足够的资源。3.运输条件:应考虑该地区的交通运输条 件、能够提供的运输途经以及运力、运 费等条件。4.社会环境:要考虑当地的法律规定、税 收政策等情况是否有利于投资。,3.4.2 对地点选择的要求

15、,1.地形地貌条件。2.地质条件。3.占地原则。4.施工条件。5.供排水条件。,思 考,地区选择和地点选择考虑的因素有什么不同呢？炼铝、铁合金、电解厂的场址选择应接近于？A、车站 B码头 C、电源 D江河,如何回答？,3.4.3 影响设施选址的经济因素和非经济因素,3.5 选址的评价方法,3.5.1 成本因素评价法（1）盈亏点平衡法 例3-1 某外资企业拟在国内新建一条生产线，确定了三个备选场址，由于各场址土地费用、建设费用、原材料成本不尽相同，从而生产成本也不相同，三个场址的生产成本已经计算如下表，试确定最佳场址。,解:先求A、B两场址方案的临界产量。设GF表示固定费用，BF表示单件可变费用

16、，Q为产量，则总费用为GF+QBF。,1）设Qc1表示A、B点的临界产量。则有下列 方程：800000+60Qc11500000+36Qc1（60-36）Qc11500000-800000 Qc12.9万件 2）设Qc2表示B、C两点的临界产量，同理有 Qc213.9万件 3）结论,问 题,盈亏点平衡法中不同候选厂址的固定费用和可变费用有何特点？如果某个候选厂址的固定费用和可变费用都是最大或最小该如何比较？,如何回答？,3.5.2厂址的环境影响评价,341环境影响评价的重要性厂址选择工作中重视环境保护。342环境影响报告内容（1）建设项目的一般情况：产品、主要工艺、三废种类、排放量和排放方式、

17、三废回收、综合利用、污染物处理设施与主要工艺。（2）建设项目所在地周围环境条件：待选厂址的具体地理位置、现有土地利用情况、当地物理的、化学的、生物的、文化的和社会经济的环境状况。同时应附有厂址区域位置图。（3）建设项目环境保护可行性技术经济论证的结论意见,3.6 厂址选择的数学规划方法,影响选址的因素很多，可以分为定性和定量因素两大类。定性因素包括社会的、政治的、自然条件的以及环境保护的各个方面的影响因素，定量因素主要涉及经济成本因素，如原材料供应费用、产品销售运输费用等。在厂址选择的最初阶段，常用运输费用定量分析方法提供厂址选择范围；也可以用运输费用定量分析方法评价其他方面非常接近的方案的优

18、劣，常用的定量分析方法有重心法、运输问题解法和线性规划单纯形解法等多种数学规划方法。,3.6.1重心法,当产品成本中运输费用所占比重较大，企业的原材料由多个原材料供应地提供或其产品运往多个销售点，可以考虑用重心法选择运输费用最少的场址。,设拟建工厂有几个原材料供应地，它们所在位置坐标分别为（xi,yi），其中I=1,2,n,拟建工厂厂址坐标为（x,y），如图3-4所示,设 为从 i 地运至所在地（x,y）的运输费，设 为单位原材料单位距离的运输费用，设 为原材料运输量。则：其中 为从i地至工厂的直线距离：总费用H为：,为使总费用最小，使H为极小值，将H的表达式分别对x和y求偏导，令偏导数为0。

19、则：由上式可得：,由于上式是非线性方程组，难得求得x*与y*的表达式，需要用叠代法进行求解。写成叠代式有:,应用上式可以求出最佳厂址（x*,y*）,具体步骤如下：（1）给出厂址的初始位置（x*(0),y*(0)）,给定初始位置是叠代法求解最佳厂址的关键,一般将原材料供应点的重心点作为初始位置.,（2）K=0（3）利用式（3-9）求出 di（0）（4）利用式（3-3）求出总运输费用H（0）（5）K=K+1（6）利用式（3-8）求出第K次叠代结果:（x*(k),y*(k)）（7）利用式（3-9）求出di(k)，利用式3-3）求出总运费H（k）（8）若HkHk-1，说明总运费仍有改善的余地，返回步骤

20、（5）继续叠代；否则说明（x*(k-1),y*(k-1)）为最佳厂址，则停止叠代。,例3-1 P82 例3-2 P87 通过计算发现:例1的初始位置为(8.5802,5.0950),运输费用为191.2396;最佳位置为(9.2012,5.0307),运输费用为189.9717.例2的初始位置为(38.3582,42.0896),运输费用为191670.1562;最佳位置为(42.2841,33.6788),运输费用为188707.9219。运输费用仅降1%。在实际选址过程中，为了简化计算，往往用重心位置作为最佳场址。,大作业：最佳场址的重心法计算与分析要求：1.重心法求最佳场址的原理2.重心

21、法求最佳场址的步骤3.手工计算例3-2的初始位置及前三次叠代的结果4.编写重心法的求解程序5.计算例3-2,给出各次叠代的结果6.体会,3.6.2线性规划-运输问题,复合选址问题:一家公司 多个工厂 多个销售点设有m个工厂向n个销售点供货，工厂的总产量Pi，售货地j的需求量为Sj，其中i=1，2，m；j=1，2，n，且产销平衡。设Xij为从工厂i到销售点j的运输量，Cij为单位产品运输成本，运输问题就是求适合的Xij，使总运输费用最低。,写成函数为：,约束条件为：,3.6.2线性规划-运输问题,这里有mxn个变量,m+n-1个独立变量,则有m+n-1个变量不为0,称为基变量,其他mxn-(m+

22、n-1)个变量为0,称为非基变量。引入ui,vj两组变量，检验数Sij=Cij-ui-vj有如下结论：对于基变量有Cij=ui+vj，对于非基变量有Sij=Cij-ui-vj0,则基变量与非基变量构成运输问题为最优解.根据结论,得解法:,3.6.2线性规划-运输问题,解题步骤:1.形成一个初试始可行解.2.取ui=0 根据Cij=ui-vj计算出基变量对应的vj,直到所有的ui,vj为止.3.根据Sij=Cij-ui-vj计算出全部非基变量对应的Sij4.如果所有的检验数Sij=0,则为最优解.,例3-3 某公司由两家工厂向三个销售点配货，单位运价及产需量如下表所示，求最佳配货方案。,最小运费

23、为：Z=5x31+8x28+0 x25+1x39+0 x45+6x29=592,课堂作业:某企业通过两家工厂F1、F2向 A、B、C、D四个售货点供货。现欲设另一工厂，可供选择场址的地点为F3、F4，产品的生产成本与运输费用如下表，试确定最佳场址。,将生产成本加到运输费用上得到总费用表:,F1、F2、F3 生产运输费用表：,F1、F2、F4 生产运输费用表,问 题,运输问题和重心法中的产品运输成本在意义上是否相同？运输问题是如何转化为厂址选择问题的？例 3-4 中计算最佳厂址为什么要考虑生产成本？而不单单考虑运输费用？,为什么呢？,(4)启发式方法,例3-5 某公司拟在某市建立两所连锁超市，该

24、市共有4个区，记为甲、乙、丙、丁。各区可能到超市购物的人数权重已经给出，求该超市设置于哪两个区内，使居民到超市购物最方便即总距离成本最低。,解：1）将社区人口数与人口权重乘以各区之间的距离，得到总距离成本，如下表所示。,距离成本新表,2）甲、乙、丁各列数字与丙列对应数字相比较，若小于丙列同行数字，则将其保留，若大于丙列数字，则将原数字改为丙列数字。,距离成本新表,3）若要建三所超市，还需再选一场址，则将丙列数字去掉，将甲、乙所在列数字与丁所在列数字相比，方法同前。,3.3.2综合因素评价法（1）加权因素法对场址选择涉及的非经济因素赋以不同的权重，权重大小为1-10。对各因素就每个备选场址进行评

25、级，共分为五级，用五个元音字母A、E、I、O、U表示。各个级别分别对应不同的分数，A=4分、E=3分、I=2分、O=1分、U=0分。将某因素的权重乘以其对应级别的分数，得到该因素所得分数，将各因素所得分数相加，分数最高者为最佳场址方案。,加权因素法举例,结论：A方案分数最高，选A场址为佳,（2）因次分析法,因次分析法将经济因素(成本因素)和非经济因素(非成本因素)按照相对重要程度统一起来。1）确定经济因素的重要性因子。,1.确定单一非经济因素对于不同候选场址的重要性,用公式表示为：2.确定各个因素的权重比率。对于不同的因素，确定其权重比率。3.将单一因素的重要性因子乘以其权重,将各种因素的乘积

26、相加,得到非经济因素对各个候选场址的重要性因子。,2）非经济因素的重要性因子 的计算分三个步骤,3）将经济因素的重要性因子和非经济因素的重要性因子按重要程度叠加,得到该场址的重要性指标。,公式为：,因次分析法举例,例3-6 某公司拟建一爆竹加工厂，有三处待选场址A、B、C，重要经济因素成本如表所示，非经济因素主要考虑政策法规、气候因素和安全因素。就政策而言，A地最宽松，B地次之，C地最次；就气候而言A地，B地相平，C地次之；就安全而言，C地最好，A地最差。据专家评估，三种非经济因素比重为0.5，0.4和0.1。要求用因次分析法确定最佳场址。,解：（1）首先确定经济性因素的重要因子。则：,同理：（2）确定非经济因素的重要性因子。首先确定单一因素的重要性因子。1）政策法规比较如下：,2）气候因素比较如下：3）安全因素比较如下：,现将各因素汇总如下：（3）计算各场址非经济因素重要性因子。,（4）计算再的重要指标。假定经济因素和非经济因素同等重要。则：根据以上计算，A场址重要性指标最高，故选A作为建厂场址。,思 考,什么情况下适合用加权因素法和因次分析法呢？,如何回答？,