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1、第六章 物流系统规划与设计 物流系统规划设计，是一个复杂的社会经济系统，科学的物流系统规划与设计是物流合理化的基础；较好的物流系统规划，重点是要做好区域物流系统规划、物流网络规划和物流运输系统规划；要对规划结果做出科学地评价，可以借助广泛采用的可视化物流系统仿真技术。2007.5第一节 概述 一、物流系统规划设计概念 物物流流系系统统的的输输入入条条件件是指物流系统的范围以及外部环境。物流是一个完整的系统，它受外界环境的制约，在规划设计物流系统时必须先根据所要解决的问题确定所设计的物流系统的范围和它的外部环境以及两者的接口。物流系统规划设计能够起到改善其外部环境的作用。物物流流系系统统的的输输
2、出出结结果果也就是物流系统的目标任务。对于任何工程问题，都可以有多种解决途径，但是它的前提条件（输入）和所需要达到的目的（输出）必须是明确的。对物流系统优劣的评价标准对物流系统优劣的评价标准：一般的评价标准应包括经济性、技术可靠性、灵活性、安全性、可扩展性、劳动强度、易操作性、服务水平、环境保护、社会效益等方面的内容 本资料来源物流系统规划时的注意事项 1.原始数据的收集 一般来讲，需要收集的数据主要包括以下几类：（1）物料特性（2）物料流量（3）环境条件（4）经济数据（5）物料搬运设备的数据 2.方案中的可控变量和不可控因素 一些因素则可以由规划人员在一定的范围内进行选择，这些就是物流系统中
3、的可控变量。物流系统规划中还有很多因素是随机的、不确定的，这是设计人员无法控制的因素。二、物流系统规划的内容 从物流系统的作用地位看，可分为：物流战略层 策略层（战术层）运作层的规划；从规划所涉及的行政级别和地理范围看，又可分为：国家级物流规划 区域物流规划 行业物流规划 企业物流规划。第二节 场址选择 一、场址选择的意义 尽管选址问题主要是一个宏观战略的问题，但它又广泛地存在于物流系统的各个层面。二、场址选择的步骤和主要内容 场址选择分为三个阶段。确定选址目标阶段地区选择阶段地点选择阶段 三、场址选择考虑的因素（一）地区选址应考虑的因素 1市场条件 2资源条件 3运输条件 4社会环境（二）对
4、地点选择的要求 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（三）影响设施选址的经济因素和非经济因素 经济因素 非经济因素1.运输费用1.当地政策法规2.土地成本和建设费用2.经济发展水平3.原材料供应价格3.环境保护标准4.燃料价格4.人文环境5.水、电等资源成本5.气候条件6.劳动力价格 目前常用的评价方法可分为成成本本因因素素评评价价和综综合因素评价合因素评价两大类。一、成本因素评价方法 在影响选址的各项因素中，绝大多数因素或大部分主要因素都属于成本因素，都可以用比较成本的方法来决定各候选方案的取舍，从而最终决定所选场址。常用的快捷模型有盈亏点平衡法、重心法、线性规划
5、法、启发式方法等。第三节 选址的评价方法（一）盈亏点平衡法盈亏点平衡法 这是工程经济和财务管理中的基本方法，其着眼点在于通过确定产量的临界点来寻求成本为最低的设施选择方案。例：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如下表所示，试确定最佳场址。表:三个备选场址的生产成本 场址生产成本ABC 固定费用（元）800 0001 500 0004 000 000 可变费用（元件）603618解：先求A、B两场址方案的临界产量。设CF为固定费用，CV为单件可变费用，Q为产量，则总费用为 （1）设Q1表
6、示A、B点的临界产量。则有下列方程：800 000+60Qll 500 000+36Q1 Ql29万件 （2）设Q2表示B、C两点的临界产量，同理有 1 500 000+36Q24 000 000+18Q2 Q213.9万件 结论：以生产成本最低为标准，当产量Q小于2.9万件时选A场址为佳，产量Q介于2.9到13.9万件之间时选B方案成本最低，当Q大于13.9万件时，则需选择C场址。所以要根据不同的建厂规模确定相应的场址。（二）重心法重心法 厂址位置离各个原材料供应点的距离与供应量、运输费率之积的总和为最小。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
7、售点，可以考虑用重心法选择运输费用最少的场址。拟建工厂坐标为p（x，y），其原材料供应地Wi坐标为（xi，yi），其中i=1，2，n，设ri为单位原材料单位距离的运输费用，设qi为原材料运输量。例：某公司拟在某城市建设一座化工厂，该厂每年要从P、Q、R、S 四个原料供应地运来不同原料。已知各地距城市中心的距离和年运量如表，假定各种材料运输费率相同，试用重心法确定该厂的合理位置。场址坐标及年运输量表原料供应地PQRS供应地坐标5060607019255945年运输量/t2 2001 9001 700900 场址的选择涉及到多方面的因素，不可能通过简单的计算就确定场址，由重心法计算出的场址，不一定
8、是合理的地点。比如，计算出的位置已有建筑物或有河流经过，不能建厂等。另一方面，重心法确定的距离是采用直线距离，这在大多数情况下是不合理的。所以用重心法求出的解比较粗糙，它的实际意义在于能为选址人员提供一定的参考。比如，不同选址方案其他方面差不多，可以考虑选择与重心法计算结果较接近的方案。（三）运输问题与线性规划（三）运输问题与线性规划 运输问题是运筹学的重要课题之一，也是设施规划课程的典型问题。运输问题的一般性描述如下：设有m个工厂向n个销售点供货，工厂的总产量为i,售货地j的需求量为Si，其中i=1，2，m；j=l，2，n，且产销平衡。设Xij为从工厂i到销售j的运输量，Cij为单位产品运输
9、成本，运输问题就是求适合的Xij，使总运输费用最低。写成函数式为 约束条件为 例 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表所示，求最佳配货方案。单位运价及产需量 需求量产量ABC686工厂113 31 28 50 工厂27 39 45 29 则最小运费为:Z=531+828+050+139+045+629=592 最小元素法的基本思想是将产品优先分配给运输费用最少的销售点最小元素法的基本思想是将产品优先分配给运输费用最少的销售点 需求量产量ABC686工厂113 31（5）28（8）50（0）工厂27 39（1）45（0）29（6）对于分配过程，需要说明以下两点：（1）当产量pi
10、不等于需求量Sj时，按p、Sj中小者进行分配。若按Sj分配，与Sj同列其余位置补0；若按pi分配，与pi同行的其他位置补0。（2）当产量pi等于需求量Sj时，则一次完成产销分配，或在行上，或在列上补0，但不能同时补0。对于复合选址问题，即由多个工厂向多个销售点供货，有几个待选场址，要确定一个场址使生产运输费用最小可以转化成上面的问题进行求解。例 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表所示，试确定最佳场址。生产成本与运输费用表 售货点工厂运输费用/万元年产量箱生产成本万元ABCDF10.480.29
11、0.410.336 0007.7F20.390.440.390.196 5007.2F30.220.650.250.6210 5007.4F40.560.370.800.7710 5007.5年需求量/箱3 0007 0008 0005 000该问题是要求生产费用和运输费用最小，所以要将生产费用加到运输费用上，得到总费用，如下表所示。总费用表 售货点工厂生产与运输费用/万元年产量箱ABCDF18.187.998.118.036 000F27.597.647.597.396 500F37.628.057.658.0210 500F48.067.878.308.2710 500年需求量/箱3 00
12、07 0008 0005 000将此表分成两个表，如下表所示。F1 F1、F2F2、F3F3生产与运输总费用表生产与运输总费用表 售货点工厂生产与运输费用/万元年产量箱ABCDF18.187.998.118.036 000F27.597.647.597.396 500F37.628.057.658.0210 500年需求量/箱3 0007 0008 0005 000 F1 F1、F2F2、F4F4生产与运输总费用表生产与运输总费用表 售货点工厂生产与运输费用/万元年产量箱ABCDF18.187.998.118.036 000F27.597.647.597.396 500F48.067.878.
13、308.2710 500年需求量/箱3 0007 0008 0005 000 将场址选择问题转化为两个运输问题，用上例的方法分别求F1、F2、F3；F1、F2、F4的生产运输费用，费用少者为佳。（四）启发式方法启发式方法（Ardalan Heuristic Method）服务业中常遇到在一个地区内建立多少个服务点的问题，这是一个复杂的问题，企图找到一个最优解是很费时间的。现在对这类问题介绍一种可行的解决方法，通过一个例子说明如何用启发式方法解决问题。例 某医疗机构想建两个诊所，为4个社区中的居民提供方便的医疗服务，假定每个社区在其地界内人口均匀分布，又假定各社区可能就诊于各个诊所的人数的权重因
14、素如表所示。现在要解决的问题是，这两个诊所应该设置在哪两个社区内，使它们为四个社区服务时的距离人口费用为最低。四个社区人口、距离和相对权重因素从社区至诊所距离社区人口千人人口相对权重ABCDA011812101.1B11010781.4C81009200.7D9.5790121.0 （1）由表原始数据构造出权重的人口距离表。例如从社区A到诊所B为111.110=121。其余仿此类推可得表1。表1：权重的人口距离（距离人口权重因素）从社区至诊所距离ABCDA012188132B123.2011278.4C1121400126D114841080 （2）表中每列相加，然后挑选出最低成本所在的列作为
15、诊所的一个选址。本例中为C列，即在C社区设立一个诊所，如表2所示。表2：从社区至诊所ABCDA012188132B123.2011278.4C1121400126D114841080349.2345308336.4 （3）对每一行来说，除零以外比较从某一社区去已确定地址的诊所的成本，也就是在同一行中找出数字非零的最小数字的那一列。如成本低于已确定地址诊所的成本就保留，否则就将此数字减少至已确定地址诊所的成本。将上表修改后如下表3所示。表3从社区至诊所ABCDA0888888B112011278.4C0000D108841080220172308166.4 （4）除社区C设一诊所外还需要增加另一
16、个诊所，将上表中每列数字相加得到一行数字，其中最小者即为成本最低者，由此可选择出设在社区D的另一诊所地址。（5）先将社区C的诊所从表中除去后，重复步骤3，将表3修改整理后如表4所示。将表5中每列数字相加得到一行数字，其中最小者即为成本最低者，由此可选出设在社区A的另一诊所地址。（6）继续重复步骤（4）和步骤（5），可选出最后一个诊所地址，即为B社区。表4 表5从社区至已定地址诊所ABA00B78.40C00D0078.40从社区至已定地址诊所ABCA08888B78.4078.4C000D00078.488166.4选择诊所的顺序应按如下顺序排列：选择诊所的顺序应按如下顺序排列：CDAB。二、
17、综合因素评价法 设施选址经常要考虑成本因素，但还有许多非成本因素需要考虑，经济因素可以用货币量来权衡，而非经济因素要通过一定的方法进行量化，并按一定规则和经济因素进行整合，称为综合因素评价法。（一）加权因素法加权因素法 对非经济因素进行量化，一般采用加权因素法。1.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110。2.对各因素就每个备选场址进行评级，共分为五组，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、O1分、U=O分。3.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
18、因素法的举例 考虑因素权重各方面等级和分数ABCD场址位置9A/36E/27I/18I/18面积和外形6A/24A/24E/18U/0地势和坡度2O/2E/6I/6I/6风向、日照5E/15E/15I/10I/10铁路接轨条件7I/14E/21I/14A/28施工条件3I/6O/3E/9A/12同城市规划关系10A/40E/30E/30I/20合计-13712610594从表中可以看出A方案分数最高，选A场址为佳。该方法的关键是确定合理的权重和等级评定，可以采用专家或决策者打分,求平均值的办法。备选厂址方案地区得分地点得分合计ABCDE14913010793120163171991191233
19、12301206212243例：地区和地点合并选择虽然B方案的地点得分最高，但A方案的地区得分比B方案高，B方案的总分低于A方案。最事宜的方案是A。（二）因次分析法因次分析法 因次分析法是将备选方案的经济因素（成本因素）和非经济因素（非成本因素）同时加权并计算出优异性加以比较的方法。步骤如下：（1）列出各方案供比较的有形成本和无形成本因素，对有形成本因素计算出金额贴现值，对于无形成本因素评价出其优劣等级，按从优到劣给与1、2、3、4的分值。（2）按各成本因素的相对重要性，从重要到不重要的顺序给予4、3、2、1等加权值。（3）计算比较值R。例：下表列出了备选地点A和B的有形成本与无形成本的因素值
20、及加权指数，比较地点A和地点B的优异性。因 素备选地点加权指数wAB有形成本/（元/年）固定资产折旧5000003000004生产费用50000200004燃料动力费用20000300004合计5700003500004无形成本发展可能性121产品质量（工人技术水准）234适应变化的柔性143显然，显然，A远优于远优于B。（三）优缺点比较法优缺点比较法 在初步方案的评价与筛选过程中，由于设计布置方案并不具体，各种因素的影响不易准确确定，此时常采用优缺点比较法对布置方案进行初步评价，舍弃那些存在明显缺陷的布置方案。为了确保优缺点比较法的说明力，应首先确定出影响布置方案的各种因素，特别是有关人员所
21、考虑和关心的主导因素，这一点对决策者尤其重要。一一般般作作法法是是编编制制一一个个内内容容齐齐全全的的常常用用的的系系统统规规划划评评价价因因素素点点检检表表，供供系系统统规规划划人人员员结结合合设设施施的的具具体体情情况况遂遂项项点点检检并并筛筛选选出需要的比较因素。出需要的比较因素。在确定了评价因素以后，应分别对各布置方案分类列举出优点和缺点，并加以比较，最终给出一个明确的结论可行或不可行，供决策者参考。设施规划方案评价因素点检表 序号因 素点检记号重要性序号因 素点检记号重要性1初次投资16安全性2年经营费17潜在事故的危险性3投资受益率18影响产品质量的程度4投资回收期19设备的可得性
22、5对生产被动的适应性20外购件的可得性6调整生产柔性21与外部运输的配合7发展的可能性22与外部公用设施的结合8工艺过程的合理性23经营销售的有利性9物料搬运的合理性24自然条件的适应性10机械化自动化水平25环境保护条件11控制检查的便利程度26职工劳动保护条件12辅助服务的适应性27对施工安装投产进度的影响13维修的方便程度28施工安装对现有生产影响14空间利用程度29熟练工人的可得性15需要储存的物料、外购件数量30公共关系效果第四节 物流网络规划 一、概述（一）物流网络及其基本要素 物流网络是指物流过程中相互联系的组织和设施的集合。产品流动网络（二）物流网络中的节点和线路 1物流网络中
23、的节点处理 根据物流节点的主要功能的不同，物流网络节点分为：（1）转运型节点：以接连不同运输方式为主要职能的节点。（2）储存型节点：以存放货物为主要职能的节点。（3）流通型节点：以组织物资在系统中运动为主要职能的节点。（4）综合性节点：在物流系统中，集中于一个节点全面实现两种以上主要功能，将若干功能有机地结合于一体，有完善设施、有效衔接和协调供应的集约型节点。2物流网络线路的一般特点（1）方向性。一般在同一条线路上有两个方向的物流同时存在。（2）有限性。节点是靠线路连接起来的，一条线路总有起点和终点。（3）多样性。公路、铁路、水路、航空路线、管道等都是线路的具体存在形式。（4）连通性。不同类型
24、的线路必须通过载体的转换才能连通，任何不同的线路之间都是可以连通的。（5）选择性。两点间具有多种线路可以选择，既可以在不同的载体之间进行选择，又可在同一载体的不同具体路径之间进行选择。（6）层次性。物流网络的线路包括干线和支线。（三）物流网络规划的内容和特点 物物流流网网络络规规划划就是要确定网络中的节点数目、相对位置及连接关系。网网络络优优化化的的总总目目标标是网络总成本的最小化，包括库存持有成本、仓储成本和运输成本，同时满足客户对反应时间的要求。物流网络的最优化通常是在满足客户反应时间要求的前提下，使分销设施数目尽可能地减少，在库存持有成本与运输成本之间达到平衡。二、网络规划所需文件、数据（一）物流网络规划所需的文件和数据 1产品线上的所有产品清单；2顾客、存货点、原材料供应源的地理分布；3每一区域的顾客对每种产品的需求量；4运输成本和费率；5运输时间、订货周期、订单满足率；6仓储成本和费率；7采购制造成本；8产品的运输批量；9网络中各节点的存货水平及控制方法；10订单的频率、批量、季节波动；11订单处理成本与发生这些成本的物流环节；12顾客服务目标；13在服务能力限制范围内设备和设施的可用性；14产品配送模式。（二）网络规划所需文件和数据的来源 1经营业务运作文件 2会计报告 3物流研究 4公开出版物