基于層次分析法物流中心選址

1、第一章 物流中心選址簡述現(xiàn)代化的物流中心如雨后春筍般拔地而起，物流中心在整個(gè)物流系統(tǒng)中都發(fā)揮著巨 大的作用，而中心的選址又對中心運(yùn)轉(zhuǎn)功效的發(fā)揮至為重要，這就是本文研究適應(yīng)企業(yè) 實(shí)際業(yè)務(wù)的物流中心選址問題的理由。物流中心的選址，是指在一個(gè)具有若干供應(yīng)點(diǎn)及若干需求點(diǎn)的經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)，選一或 多個(gè)地址設(shè)置配送中心的規(guī)劃過程。在傳統(tǒng)的物流中心選址模型中，大都假設(shè)物流系統(tǒng) 中所涉及的庫存費(fèi)用、運(yùn)輸費(fèi)用、需求量、運(yùn)輸時(shí)間等關(guān)鍵因素為已知常數(shù)，然后根據(jù) 要求確定一個(gè)或多個(gè)物流中心。但在實(shí)際情況中，有些影響物流中心選址的因素是不確 定的，例如地理因素，經(jīng)濟(jì)因素，環(huán)境因素，運(yùn)輸時(shí)間受交通狀況影響等，從而形成了 物流

2、中心選址的不確定環(huán)境。在復(fù)雜的物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該把這些不確定因素考慮進(jìn) 去。物流中心選址研究的是要找到一種更加符合實(shí)際要求，使物流中心的經(jīng)濟(jì)利益最大 化的不確定環(huán)境下的物流中心選址方法，建立一個(gè)更加準(zhǔn)確、詳實(shí)地描述物流中心選址 問題的數(shù)學(xué)模型，并為建立的模型設(shè)計(jì)合適的啟發(fā)式算法對模型進(jìn)行求解或?qū)δＰ瓦M(jìn)行 模擬，開發(fā)相應(yīng)的算法程序或模擬程序，使建立的模型具有實(shí)用性，同時(shí)，使設(shè)計(jì)的算 法具有實(shí)際可操作性。物流中心的選址問題是一個(gè)十分重要的決策問題，被稱為是最重要的物流戰(zhàn)略規(guī)劃 問題。它決定了整個(gè)物流系統(tǒng)的模式、結(jié)構(gòu)和形狀，選址問題通常十分復(fù)雜，因此，建 立合理的模型并設(shè)計(jì)有效的求解方法，以此來輔

3、助決策者進(jìn)行選址決策是非常必要的。 物流中心的選址問題研究通過求解不同類型的選址一分配問題，確定了物流系統(tǒng)中所使 用設(shè)施的數(shù)量、位置和規(guī)模。這些設(shè)施包括了系統(tǒng)中的各種節(jié)點(diǎn)例如，工廠、倉庫、 配送中心和分銷點(diǎn)等等，貨物通過物流網(wǎng)絡(luò)運(yùn)往最終顧客過程中，都必須臨時(shí)經(jīng)停的這 些節(jié)點(diǎn)。其中，物流中心是連接供應(yīng)與需求的一個(gè)承前啟后的一個(gè)關(guān)鍵。因此，通過優(yōu) 化物流中心的選址從而對優(yōu)化整個(gè)物流系統(tǒng)具有極大的意義。第二章 層次分析法的基本原理層次分析法概述層次分析法是（An alytic Hierarchy Process，簡稱 AHP 是一種實(shí)用的多因素決策方法。該方法以其定性與定量相結(jié)合處理各種決策因素的特

4、點(diǎn)，以及系統(tǒng)、靈活、簡潔的 優(yōu)點(diǎn)，迅速地在社會(huì)、 經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。 AHP 的思想是首先通過建立清晰的層 次結(jié)構(gòu)來分解復(fù)雜問題，其次引入測度理論，通過兩兩比較，用相對標(biāo)度將人的判斷標(biāo) 量化，并逐層建立判斷矩陣，然后求解各判斷矩陣的權(quán)重，最后計(jì)算方案的綜合權(quán)重并 排序。隨著 AHP 的廣泛應(yīng)用，人們針對其不足進(jìn)行了發(fā)展?；趯哟畏治龇ǖ奈锪髦行倪x址研究由于信息不完備，在實(shí)際兩兩比較中往往會(huì)出現(xiàn)不確定的主觀判斷。對不確定性的 判斷用點(diǎn)值來表述顯然是不合適的，這時(shí)可以采用模糊數(shù)來描述，也可以采用區(qū)間數(shù)來 表示。于是出現(xiàn)了模糊AHP(Fuzzy. AHP 和區(qū)間 AHP(I. AHP) I-

5、AHP 為處理判斷的不確 定性，將傳統(tǒng) AHP 與區(qū)間數(shù)學(xué)結(jié)合，用區(qū)間數(shù)替代點(diǎn)值，建立區(qū)間數(shù)構(gòu)成的判斷矩陣。 當(dāng)區(qū)間數(shù)的上界和下界相等時(shí)，區(qū)間數(shù)將退化為點(diǎn)值。模糊AHP 將傳統(tǒng)的 AHP 與模糊數(shù)學(xué)相結(jié)合，使用模糊數(shù)代替點(diǎn)值構(gòu)成判斷矩陣，然后求解權(quán)重向量，通過模糊數(shù)矩陣和 向量計(jì)算得到模糊數(shù)綜合權(quán)重，最后對其排序。該方法能有效表達(dá)判斷的不確定性，模 型建立和求解也較簡便。傳統(tǒng) AHP 可看作模糊 AHP 的一種特例。在采用 AHP 法解決復(fù)雜的決策問題時(shí)， 由單個(gè)專家的判斷來建立判斷矩陣往往帶有 一定片面性，為實(shí)現(xiàn)決策的科學(xué)與民主，可由多個(gè)專家來參與兩兩比較，于是發(fā)展出了 群體 AHP(Gro

6、up AHP),可跟I-AHP 和模糊 AHP 結(jié)合使用。層次分析法的基本原理和步驟人們在進(jìn)行社會(huì)的、經(jīng)濟(jì)的以及科學(xué)管理領(lǐng)域問題的系統(tǒng)分析中，面臨的常常是一 個(gè)由相互關(guān)聯(lián)、相互制約的眾多因素構(gòu)成的復(fù)雜而往往缺少定量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。層次分析 法為這類問題的決策和排序提供了一種新的、簡潔而實(shí)用的建模方法。運(yùn)用層次分析法 建模，大體上可按下面四個(gè)步驟進(jìn)行：(1) 建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型；(2) 構(gòu)造出各層次中的所有判斷矩陣；(3) 層次單排序及一致性檢驗(yàn)：(4) 層次總排序及一致性檢驗(yàn)。遞階層次結(jié)構(gòu)的建立與特點(diǎn)應(yīng)用 AHP 分析決策問題時(shí)，首先要把問題條理化、層次化，構(gòu)造出一個(gè)有層次的結(jié) 構(gòu)模型。在這個(gè)模

7、型下，復(fù)雜問題被分解為元素的組成部分。這些元素又按其屬性及關(guān) 系形成若干層次。上一層次的元素作為準(zhǔn)則對下一層次有關(guān)元素起支配作用。這些層次 可以分為三類 (如圖所示 )：(1) 最高層：這一層次中只有一個(gè)元素，一般它是分析問題的預(yù)定目標(biāo)或理想結(jié)果， 因此也稱為目標(biāo)層；(2) 中間層：這一層次中包含了為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)所涉及的中間環(huán)節(jié)，它可以由若干個(gè)層次 組成，包括所需考慮的準(zhǔn)則、子準(zhǔn)則，因此也稱為準(zhǔn)則層；(3) 最底層：這一層次包括了為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)可供選擇的各種措施、決策方案等，因此也 稱為措施層或方案層。圖層次分析法結(jié)構(gòu)圖遞階層次結(jié)構(gòu)中的層次數(shù)與問題的復(fù)雜程度及需要分析的詳盡程度有關(guān)，一般地層 次數(shù)不受

8、限制。每一層次中各元素所支配的元素一般不要超過 9 個(gè)。這是因?yàn)橹涞脑?素過多會(huì)給兩兩比較判斷帶來困難。第三章 物流中心選址的影響因素物流中心選址的目標(biāo)由于物流中心是進(jìn)行社會(huì)物流組織的重要節(jié)點(diǎn)，其運(yùn)作模式的主要特點(diǎn)在于它不是 從事具體商品生產(chǎn)的社會(huì)組織，只是從生產(chǎn)商的手中匯集各種商品資源，再進(jìn)行分類、 配送等集約化活動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)物流活動(dòng)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)性，有效地降低整個(gè)社會(huì)的物流成本， 所以在商品資源分布、需求狀況以及運(yùn)輸和其他自然條件的影響下，如果將物流中心規(guī) 劃在同一區(qū)域的各個(gè)地點(diǎn)，不同布局方案可能使整個(gè)物流系統(tǒng)的運(yùn)作成本產(chǎn)生很大的差 異，所以在已有的客觀條件下，如何設(shè)置物流中心，使得整個(gè)系統(tǒng)的

9、物流費(fèi)用最低、客 戶服務(wù)效果最好，社會(huì)效益最高，是物流中心選址的中心問題。一般來講，物流中心選址和網(wǎng)點(diǎn)布局應(yīng)以費(fèi)用低、服務(wù)好、輻射強(qiáng)以及社會(huì)效益高 為目標(biāo)。費(fèi)用低是指尋求物流中心包括建設(shè)費(fèi)用和經(jīng)營費(fèi)用在內(nèi)的總費(fèi)用最低；服務(wù)好 是指物流中心選擇的地址應(yīng)該能保證物品及時(shí)、完好的送達(dá)用戶：輻射強(qiáng)以及社會(huì)效益 高是指物流中心的選址應(yīng)該從整個(gè)區(qū)域的物流大系統(tǒng)出發(fā)，使物流中心的地域分布與區(qū) 域物流資源和需求分布相適應(yīng)，適應(yīng)相關(guān)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。物流中心選址的影響因素分析 自然環(huán)境因素(1) 氣象條件 物流中心選址過程中，主要考慮的氣象條件有溫度、風(fēng)力、降水土深度、年平均蒸 發(fā)量等指標(biāo)。設(shè)在市區(qū)的物流中心

10、，宜選擇城市年主口，以減少城市產(chǎn)生的各種污染物 落入中心內(nèi)。選址時(shí)還要避開風(fēng)口設(shè)會(huì)加速露天堆放的商品老化。(2) 地質(zhì)條件 物流中心是大量商品的集結(jié)地，某些容重很大的建筑材料堆碼起很大壓力。如果物 流中心地面以下存在著淤泥層、流砂層、松土層等會(huì)在受壓地段造成沉陷、翻漿等嚴(yán)重 后果，為此，土壤承載力要高。(3) 水文條件 物流中心選址需遠(yuǎn)離容易泛濫的河川流域或上溢的地下水區(qū)域。的水文資料，地下 水位不能過高，洪泛區(qū)、內(nèi)澇區(qū)、故河道、干河灘等(4) 地形條件物流中心應(yīng)地勢高亢、地形平坦，且應(yīng)具有適當(dāng)?shù)拿娣e與外形。若的地形上是最理 想的；其次選擇稍有坡度或起伏的地方；對于山區(qū)陡坡全避開；在外形上可選

11、長方形， 不宜選狹長或不規(guī)則形狀。經(jīng)營環(huán)境因素(1) 經(jīng)營環(huán)境物流中心所在地區(qū)的優(yōu)惠物流產(chǎn)業(yè)政策對物流企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益將產(chǎn)生重要影響；量 充足和素質(zhì)較高的勞動(dòng)力條件也是物流中心選址考慮的因素之一。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)儲業(yè)的 就業(yè)密度和技能要求較低，但隨著現(xiàn)代物流中心的建設(shè)，現(xiàn)代化的運(yùn)作需要械化、自動(dòng) 化的設(shè)施設(shè)備，采用智力型的勞動(dòng)力有利于物流中心的建設(shè)與經(jīng)營。(2) 商品特性經(jīng)營不同類型商品的物流中心最好能分別布局在不同地域。如生產(chǎn)型物流中心的址 應(yīng)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工業(yè)布局緊密結(jié)合進(jìn)行考慮。(3) 物流費(fèi)用大多數(shù)物流中心選擇接近物流服務(wù)需求地，例如接近大型工業(yè)、商業(yè)區(qū)，以便縮運(yùn) 距，降低運(yùn)費(fèi)等物流

12、費(fèi)用。(4) 服務(wù)水平 由于現(xiàn)代物流過程中能否實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)運(yùn)送是服務(wù)水平高低的重要指標(biāo)，因?yàn)椋谖镏?心選址時(shí)，應(yīng)保證客戶在任何時(shí)候向物流中心提供物流需求，都能獲得快速滿意服務(wù)。 基礎(chǔ)設(shè)施情況(1) 交通條件物流中心必須具備方便的交通運(yùn)輸條件。最好靠近交通樞紐進(jìn)行布局，如緊臨港、 交通主干道樞紐、鐵路編組站或機(jī)場，有兩種以上運(yùn)輸方式相連接。(2) 公共設(shè)施狀況物流中心的所在地，要求城市的道路、通訊等公共設(shè)施齊備，有充足的供電、水、 熱、燃?xì)獾哪芰?，且場區(qū)周圍要有污水、固體廢物處理能力。既可保證物流作業(yè)安全， 滿足消防、生活等方面的需求，又能保護(hù)商品品質(zhì)。其他因素(1) 國土資源利用物流中心的規(guī)劃應(yīng)

13、貫徹節(jié)約用地，充分利用國土資源的原則。物流中心一般占地面 積較大，周圍還需留有足夠的發(fā)展空間，為此，地價(jià)的高低對布局規(guī)劃有重要影響。此 外，物流中心的布局還要兼顧區(qū)域與城市規(guī)劃用地的其它要素，盡可能與區(qū)域和城市的 長期規(guī)劃相結(jié)合。(2) 環(huán)境保護(hù)要求 物流中心的選址需要考慮保護(hù)自然環(huán)境與人文環(huán)境等因素，盡可能降低對城市生活 的干擾。對于大型轉(zhuǎn)運(yùn)樞紐，應(yīng)適當(dāng)設(shè)置在遠(yuǎn)離市中心區(qū)的地方，使得城市交通環(huán)境狀 況能夠得到改善，城市的生態(tài)建設(shè)得以維持和增進(jìn)。綜上所述，物流中心選址綜合評價(jià)指標(biāo)體系如圖所示：圖物流中心選址綜合評價(jià)指標(biāo)體系第四章 層次分析法在華安儲運(yùn)集團(tuán)物流中心選址上的應(yīng)用華安儲運(yùn)集團(tuán)現(xiàn)狀簡介

14、上海華安集裝箱儲運(yùn)有限公司主要經(jīng)營范圍：承辦國際海運(yùn) (危險(xiǎn)品/特種箱) 、空運(yùn) 進(jìn)出口貨物 (私人物品 )的國際運(yùn)輸代理業(yè)務(wù),包括：攬貨、訂艙、倉儲、中轉(zhuǎn)集裝箱、 拼裝拆箱、結(jié)算運(yùn)雜費(fèi)、報(bào)關(guān)報(bào)檢、保險(xiǎn)及相關(guān)的短途運(yùn)輸服務(wù)及咨詢業(yè)務(wù)。華安儲運(yùn)與各大船公司航空公司有著密切的聯(lián)系并建立了良好的合作關(guān)系,經(jīng)營航 線覆蓋歐洲、地中海,中東印巴、中南美、加勒比海,紅海、非洲及南太平洋諸島等。華安儲運(yùn)計(jì)劃近年在幾個(gè)港口城市建立一大規(guī)模的物流配送中心,這幾個(gè)港口城市 分別是中國天津、中國寧波、阿聯(lián)酋迪拜和尼日利亞阿帕帕。本文下面的工作就是要用 層次分析法來對這 4 個(gè)候選地做一個(gè)選擇，下文中的這 4 個(gè)候選

15、地分別用 A、B、C、D 來 表示。層次分析法在華安儲運(yùn)集團(tuán)物流中心選址的應(yīng)用步驟在物流系統(tǒng)中，物流中心或配送中心、倉庫等設(shè)施設(shè)置地點(diǎn)的選擇是物流系統(tǒng)優(yōu)化 的一個(gè)具有戰(zhàn)略意義的問題，其中物流中心的位置顯得更加重要。物流中心是連接上游 和下游的紐帶，起著承上啟下的作用。因此，物流中心的位置相當(dāng)重要，合理選址可以 有效節(jié)省費(fèi)用，促進(jìn)生產(chǎn)和消費(fèi)兩種流量的協(xié)調(diào)與配合，保證物流系統(tǒng)的平穩(wěn)發(fā)展。物流中心的選址是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，但如果我們按照圖的思路，將會(huì)大大減少一些 不必要的工作，提高工作的效率和準(zhǔn)確性。圖 物流中心選址綜合評價(jià)指標(biāo)體系物流中心選址決策過程華安儲運(yùn)集團(tuán)要建造大型物流配送中心，要在中國天津、

16、中國寧波、阿聯(lián)酋迪拜和 尼日利亞阿帕帕這 4 個(gè)基本符合其要求的候選地點(diǎn)中進(jìn)一步選擇各項(xiàng)指標(biāo)最好的 1 個(gè)候 選地做為物流配送中心建設(shè)地點(diǎn)，因此需要對這 4 個(gè)候選地的各項(xiàng)因素進(jìn)行綜合評價(jià)。 邀請專家組成委員會(huì)對初步篩選得出的4 個(gè)候選地(A , B, C, D)的各項(xiàng)因素進(jìn)行評價(jià)，其評價(jià)的指標(biāo)體系如圖 51 示。評判標(biāo)準(zhǔn)如下：(1) 自然環(huán)境因素：越好則越有利于建造物流中心；(2) 經(jīng)營環(huán)境因素：越好則越有利于建造物流中心；(3) 基礎(chǔ)設(shè)施情況：越好則越有利于建造物流中心：（4）其他因素：越好則越有利于建造物流中心。利用層次分析法進(jìn)行分析求出AB、C、D 這四個(gè)候選地適合程度的排序情況，在這

17、 里 A、B C D是我們要分析的決策變量，特別地，專家分析的自然環(huán)境因素和經(jīng)營環(huán)境 因素次層的變量重要成都相等， 也就是說兩兩之比都為 1。為此，我們是把基礎(chǔ)設(shè)施情況 和其他因素的次層因素納入分析范圍，指標(biāo)體系圖如下 （圖：圖 物流選址指標(biāo)體系圖構(gòu)造判斷矩陣判斷矩陣的確定是層次分析法的關(guān)鍵問題，根據(jù)既有項(xiàng)目的研究成果，結(jié)合專家的 意見，從而確定了判斷矩陣的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。第一層判斷矩陣So，So是相對最高層的次層中間層判斷矩陣，Mj，是Mi相對Mj的 重要程度值：中間層判斷矩陣SM，基礎(chǔ)設(shè)施情況有關(guān)和其他因素的指標(biāo)重要程度比較結(jié)果，得到 的判斷矩陣：SM（M=1,2，3, 4，5，6）即是分別相對

18、中間層的 6 個(gè)次級判斷矩陣，F(xiàn)j是 R ;相 對Fj的重要程度值。自然環(huán)境因素有關(guān)指標(biāo)的比較結(jié)果：經(jīng)營環(huán)境因素有關(guān)指標(biāo)的比較結(jié)果： 交通條件有關(guān)指標(biāo)的比較結(jié)果： 公共設(shè)施狀況有關(guān)指標(biāo)的比較結(jié)果： 國土資源利用情況有關(guān)指標(biāo)的比較結(jié)果： 環(huán)境保護(hù)要求有關(guān)指標(biāo)的比較結(jié)果：權(quán)重的確定So，算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)如表表 4-14-1 矩陣S0每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)S33,算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)如表表 4-24-2 矩陣S3 3每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)Su,算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)如表表 4-34-3 矩陣S44每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)自然環(huán)境因素有關(guān)指標(biāo)

19、對應(yīng)的判斷矩陣S，算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)如表 4-4 所示：表 4-44-4 矩陣S每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)經(jīng)營環(huán)境因素有關(guān)指標(biāo)對應(yīng)的判斷矩陣S2，算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)如表 4-5 所示:表 4-54-5 矩陣S2每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)交通條件有關(guān)指標(biāo)對應(yīng)的判斷矩陣S3，算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)如表對于判斷矩陣對于判斷矩陣對于判斷矩陣4-1 所示：4-2 下所示：4-3 所示：4-6 所示：表 4-64-6 矩陣S3每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)公共設(shè)施狀況有關(guān)指標(biāo)對應(yīng)的判斷矩陣S4，算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù) 如表 4-7 所示：表 4-7

20、4-7 矩陣S4每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)國土資源利用有關(guān)指標(biāo)對應(yīng)的判斷矩陣 S5，算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù) 如表 4-8 所示：表 4-84-8 矩陣S5每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)環(huán)境保護(hù)要求情況有關(guān)指標(biāo)對應(yīng)的判斷矩陣S6，算出每一行求的幾何平均數(shù)和權(quán)重 系數(shù)如表4-9 所示：表 4-94-9 矩陣S6每一行的幾何平均數(shù)和權(quán)重系數(shù)一致性檢驗(yàn)現(xiàn)在我們對指標(biāo)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，以第一層指標(biāo)為例，檢驗(yàn)步驟如下： 第一步：將成對比較矩陣中的每一列與該列所對應(yīng)的系數(shù)相乘，然后再相加，得到 一個(gè)向量“加權(quán)值 。第二步：將第一步得到的加權(quán)值向量除以每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)先級。自然環(huán)境因素：= 經(jīng)營環(huán)境因素：=基礎(chǔ)設(shè)施情況： = 其他因素： =4378第三步：計(jì)算第二步得到的值的平均值，用A=+/4=第四步：計(jì)算一致性指標(biāo)(CI):(A-N)/(N-1)，其中，N 為比較項(xiàng)的個(gè)數(shù)。可以得至， CI=/(4-1)=第五步：計(jì)算檢驗(yàn)系數(shù) CR=CI/RI：其中 RI 是任意一個(gè)成對比較矩陣的平均隨機(jī)一致 性指標(biāo)。RI 的值取決于該比較項(xiàng)的個(gè)數(shù)，1-10