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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 流 系 统 的 输 入 条 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
2、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 流 系 统 的 输 出 结 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：一 般 的 评 价 标 准 应 包 括 经 济 性、技
3、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 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的可控变量。物 流 系 统 规 划 中 还 有 很 多 因 素 是 随 机 的、不 确
4、 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）对地点选
5、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 本 因 素 评 价 和 综合因素评价两大类。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
6、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、线性规划法、启发式方法等。第三节 选址的评价方法（一）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A B C 固定费用（元）800 000 1 500 0
7、00 4 000 000 可变费用（元件）60 36 18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
8、应的场址。（二）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 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，
9、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P Q R S供应地坐标50 60 60 70 19 25 59 45年运输量/t 2 200 1 900 1 700 900 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 是 合 理 的 地 点。比如，计 算 出
10、 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 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
11、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A B C6 8 6工厂1 13 31 28 50 工厂2 7 39 45 29 则最小运费为:Z=531+828+050+139+045+629=592 最小
12、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A B C6 8 6工厂1 13 31（5）28（8）50（0）工厂2 7 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 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
13、 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A B C DF10.48 0.29 0.41 0.33 6 000 7.7F20.39 0.44 0.39 0.19 6 500 7.2F30.22 0.65 0.25 0
14、.62 10 500 7.4F40.56 0.37 0.80 0.77 10 500 7.5年需求量/箱 3 000 7 000 8 000 5 000 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A B C DF18.18 7.99 8.11 8.03 6 000F27.59 7.64 7.59 7.39 6 500F37.62 8.05 7.65 8.02 10 500F48.06 7.87 8.30 8.27 10 500年需求量/箱 3 000 7 000 8 000 5 000将此表分成两
15、个表，如下表所示。F1、F2、F3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A B C DF18.18 7.99 8.11 8.03 6 000F27.59 7.64 7.59 7.39 6 500F37.62 8.05 7.65 8.02 10 500年需求量/箱 3 000 7 000 8 000 5 000 F1、F2、F4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A B C DF18.18 7.99 8.11 8.03 6 000F27.59 7.64 7.59 7.39 6 500F48.06 7.87 8.30 8.27 10 500年需求量/箱 3
16、 000 7 000 8 000 5 000 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（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
17、 假 定 各社 区 可 能 就 诊 于 各 个 诊 所 的 人 数 的 权 重 因 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A B C DA 0 11 8 12 10 1.1B 11 0 10 7 8 1.4C 8 10 0 9 20 0.7D 9.5 7 9 0 12 1.0（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
18、的人口距离（距离 人口 权重因素）从社区至诊所距离A B C DA 0 121 88 132B 123.2 0 112 78.4C 112 140 0 126D 114 84 108 0（2）表中每列相加，然后挑选出最低成本所在的列作为诊所的一个选址。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A B C DA 0 121 88 132B 123.2 0 112 78.4C 112 140 0 126D 114 84 108 0349.2 345 308 336.4（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
19、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A B C DA 0 88 88 88B 112 0 112 78.4C 0 0 0 0D 108 84 108 0220 172 308 166.4（4）除社区C 设一诊所外还需要增加另一个诊所，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
20、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A BA 0 0B 78.4 0C 0 0D 0 078.4 0从社区至已定地址诊所A B CA 0 88 88B 78.4 0 78.4C 0 0 0D 0 0 078.4 88 166.4选择诊所的顺序应按如下顺序排列：CDAB。二、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
21、 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 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1 10。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=
22、2 分、O 1 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。加权因素法的举例 考虑因素 权重各方面等级和分数A B C D场址位置9 A/36 E/27 I/18 I/18面积和外形6 A/24 A/24 E/18 U/0地势和坡度2 O/2 E/6 I/6 I/6风向、日照5 E/15 E/15 I/10 I/10铁路接轨条件7 I/14 E/21 I/14 A/28施工条件3 I/6 O/3 E/9 A/12同城市规划关系10 A/40
23、 E/30 E/30 I/20合计-137 126 105 94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ABCDE1491301079312016317199119123312301206212243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）
24、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wA B有形成本/（元/年）固定资产折旧 500000 300000 4生产费用 50000 20000 4燃料动力费用 20000 30000 4合计 570000 350000 4无形成本发展可能性 1 2 1产品质量（工
25、人技术水准）2 3 4适应变化的柔性 1 4 3显然，A 远优于B。（三）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 所考 虑 和 关 心 的 主 导 因 素，这 一 点 对 决 策
26、 者 尤 其 重 要。一 般作 法 是 编 制 一 个 内 容 齐 全 的 常 用 的 系 统 规 划 评 价 因 素 点 检表，供 系 统 规 划 人 员 结 合 设 施 的 具 体 情 况 遂 项 点 检 并 筛 选出需要的比较因素。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
27、影响产品质量的程度4 投资回收期 19 设备的可得性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
28、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
29、 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 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
30、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 流 网 络 规 划 就 是 要 确 定 网 络 中 的 节 点 数目、相对位置及连接关系。网 络 优 化 的 总 目 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
31、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
32、经营业务运作文件 2 会计报告 3 物流研究 4 公开出版物 三、物流网络规划与设计模型的选择 物流网络规划可以使用以下模型：图表模型：适合进行初级分析；优 化 模 型：适 合 于 问 题 比 较 清 楚、明 确，能 用数学式表达的场合；启 发 式 模 型、专 家 系 统 模 型：适 合 于 对 主 观 经验和定性因素的分析；模 拟 模 型：适 合 于 带 有 随 机 不 确 定 性 的、离 散事件的系统。谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH