《物流學(xué)》物流系統(tǒng)ppt課件

1、第二十二章第二十二章 物流系統(tǒng)物流系統(tǒng)本章目錄本章目錄 1.1.物流系統(tǒng)分析物流系統(tǒng)分析 2.2.物流設(shè)備選址分析物流設(shè)備選址分析 3.3.庫(kù)存決策分析庫(kù)存決策分析 4.4.運(yùn)輸決策分析運(yùn)輸決策分析1.1 1.1 物流系統(tǒng)的含義物流系統(tǒng)的含義 物流系統(tǒng)是指在一定的時(shí)間和空間里，由所需位移的物資、包裝設(shè)備、裝卸搬運(yùn)機(jī)械、運(yùn)輸工具、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備、人員和通訊聯(lián)絡(luò)等假設(shè)干相互制約的要素所構(gòu)成的具有特定功能的有機(jī)整體。 物流系統(tǒng)的目的是實(shí)現(xiàn)物資的空間效益和時(shí)間效益，在保證社會(huì)再消費(fèi)進(jìn)展的前提條件下，實(shí)現(xiàn)各種物流環(huán)節(jié)的合理銜接，并獲得最正確的經(jīng)濟(jì)效益。 1.2 1.2 物流系統(tǒng)的特點(diǎn)物流系統(tǒng)的特點(diǎn) 物流系統(tǒng)是

2、一個(gè)“人機(jī)系統(tǒng) 物流系統(tǒng)是一個(gè)大跨度系統(tǒng) 物流系統(tǒng)是一個(gè)可分系統(tǒng) 物流系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng) 物流系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng) 物流系統(tǒng)是一個(gè)多目的系統(tǒng) 1.3 1.3 物流系統(tǒng)的目的物流系統(tǒng)的目的 物流系統(tǒng)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的一部分，其目的是獲得宏觀和微觀經(jīng)濟(jì)效益。 詳細(xì)來講，物流系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)以下5個(gè)目的： 效力 Service 快速、及時(shí)Speed 低本錢Saving 規(guī)模優(yōu)化Scale optimization 庫(kù)存控制Stock control 1.4 1.4 物流系統(tǒng)要素物流系統(tǒng)要素 與普通的管理系一致樣，物流系統(tǒng)是由人、財(cái)、物、設(shè)備、信息和義務(wù)目的等要素組成的有機(jī)整體。由于物流系統(tǒng)的特點(diǎn)，物流系統(tǒng)的要

3、素可詳細(xì)分為功能要素、支撐要素、物資根底要素等。 物流要素之間存在沖突，例如：物流系統(tǒng)的根本功能要素包括儲(chǔ)存功能、運(yùn)輸功能、包裝功能、裝卸功能、流通加工功能和物流信息處置功能，這些功能獨(dú)立存在使各自的目的存有相互沖突的地方。 1.5 1.5 物流系統(tǒng)分析物流系統(tǒng)分析明確物流系統(tǒng)的問題搜集信息，提出方案分析、對(duì)比替代方案的效果綜合分析與評(píng)價(jià)建議可行方案1.6 1.6 物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)確定物流系統(tǒng)的目的和約束條件成立物流課題研討組搜集內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)運(yùn)用PERT、模擬法或其它技術(shù)分析數(shù)據(jù)完善最優(yōu)解2.1 2.1 準(zhǔn)確重心法模型準(zhǔn)確重心法模型 設(shè)有一系列點(diǎn)分別代表消費(fèi)地和需求地，各自有一定量貨

4、物需求以一定的運(yùn)輸費(fèi)率運(yùn)向位置待定的倉(cāng)庫(kù)，或從倉(cāng)庫(kù)運(yùn)出，那么倉(cāng)庫(kù)該位于何處呢？ 模型： 式中TC總運(yùn)輸本錢； Vii點(diǎn)的運(yùn)輸量 Ri到i點(diǎn)的運(yùn)輸費(fèi)率； di從位置待定的倉(cāng)庫(kù)到i點(diǎn)的間隔。 iiiidRVTCmin2.2 2.2 多重心法多重心法 多重心法是根據(jù)代選址倉(cāng)庫(kù)的數(shù)量，將各起迄點(diǎn)預(yù)先分配給各個(gè)倉(cāng)庫(kù)，從而構(gòu)成個(gè)數(shù)等于倉(cāng)庫(kù)數(shù)量的許多起迄點(diǎn)群落，再采用準(zhǔn)確重心法找出每個(gè)起迄點(diǎn)群落之間使運(yùn)輸本錢最小的倉(cāng)庫(kù)的位置。 這種方法的關(guān)鍵在于如何針對(duì)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)展起迄點(diǎn)的分配。通常的方法是把相互間間隔最近的點(diǎn)組合起來構(gòu)成群落，找出各群落的重心位置，從而完成倉(cāng)庫(kù)選址的計(jì)算。2.3 2.3 整數(shù)線性規(guī)劃整數(shù)線性規(guī)

5、劃 例：英國(guó)、法國(guó)、意大利以及聯(lián)邦德國(guó)于70年代末建立了機(jī)械類工廠跨國(guó)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)。其出發(fā)點(diǎn)之一是：估計(jì)未來十年內(nèi)，社會(huì)對(duì)備件、部件的需求要添加三倍，而現(xiàn)成的倉(cāng)庫(kù)不能滿足要求。在該方案制定過程中，勝利地運(yùn)用了混合整數(shù)規(guī)劃模型。 該模型包括30個(gè)0-1變量，他們分別代表3類產(chǎn)品、5個(gè)供貨廠和22個(gè)倉(cāng)庫(kù)備選地。而用戶按地域共14個(gè)。2.3 2.3 整數(shù)線性規(guī)劃整數(shù)線性規(guī)劃1()0iiIiI，表示新倉(cāng)庫(kù) 被選建新建集，否則1()0iiJiI，表示倉(cāng)庫(kù)被擴(kuò)建到最小擴(kuò)容量擴(kuò)建集，否則1()0iiKiI，表示倉(cāng)庫(kù) 被關(guān)閉已建集，否則其中22個(gè)倉(cāng)庫(kù)備選地又分成三種情況：2.3 2.3 整數(shù)線性規(guī)劃整數(shù)線性規(guī)劃

6、目的函數(shù)U表示系統(tǒng)總費(fèi)用，追求極小化。U由以下7部分組成：1從工廠到倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)輸總費(fèi)用；2從倉(cāng)庫(kù)到需求點(diǎn)的運(yùn)輸總費(fèi)用；3倉(cāng)庫(kù)的總可變費(fèi)用；4新倉(cāng)庫(kù)建立費(fèi)用與倉(cāng)庫(kù)固定費(fèi)用之和；5已有倉(cāng)庫(kù)擴(kuò)建費(fèi)用；6倉(cāng)庫(kù)未來再擴(kuò)建費(fèi)用；7封鎖倉(cāng)庫(kù)可節(jié)省的固定費(fèi)用與投資回收費(fèi)的總和。 約束條件包括：可供資源量約束，滿足需求約束，物流平衡約束，倉(cāng)庫(kù)容量約束，擴(kuò)容上限約束等。 2.4 2.4 啟發(fā)式算法啟發(fā)式算法 例：某一物流中心選址模型及啟發(fā)式算法。知以下參數(shù)：1供貨點(diǎn)的個(gè)數(shù)m及可供量Akk=1，2，m；2物流中心n個(gè)備選點(diǎn)的位置、最大容量Mii=1，2，n及允許選定個(gè)數(shù)的上限P； 3用戶的個(gè)數(shù)l、位置需求量Djj=1

7、，2，l。 2.4 2.4 啟發(fā)式算法啟發(fā)式算法要思索的要素主要有：1供貨點(diǎn)到物流中心的運(yùn)輸費(fèi)；2物流中心到用戶的保送費(fèi)；3物流中心的固定費(fèi)用和可變費(fèi)用；4各物流中心的容量限制；5物流中心個(gè)數(shù)的限制。2.4 2.4 啟發(fā)式算法啟發(fā)式算法根本假設(shè)：1由供貨點(diǎn)到物流中心、由物流中心到用戶的運(yùn)費(fèi)均為線性函數(shù)；2物流中心的可變費(fèi)為其流量的凹函數(shù)； 3物流中心的容量及個(gè)數(shù)有限制。2.4 2.4 啟發(fā)式算法啟發(fā)式算法構(gòu)建選址模型如下： 111111111111min(,)()1,2,1,2,1,2,. .,0mnnlnnkiijikikiijijiiiiikiijiinkikinijjimlkiijikj

8、mkiiikniikiijf xxZc xh yZ v wZ FxAkmyDjlxywins txZ MZPxy 2.4 2.4 啟發(fā)式算法啟發(fā)式算法符號(hào)闡明：cki，xki：分別表示由供貨點(diǎn)k到物流中心i的單位運(yùn)價(jià)及運(yùn)量，k=1，2，m，i=1，2，n；hij，yij：分別表示由物流中心i到用戶j的單位運(yùn)價(jià)及運(yùn)量，j=1，2，l；vi：表示物流中心i的可變費(fèi)系數(shù)；Fi：表示物流中心i的固定費(fèi)與規(guī)模無關(guān)； wi：表示物流中心i的流量； 11,2,0iiZin，表示中心 被選中，否則2.5 2.5 動(dòng)態(tài)倉(cāng)庫(kù)選址動(dòng)態(tài)倉(cāng)庫(kù)選址 例：假設(shè)某工廠經(jīng)過單一倉(cāng)庫(kù)向五個(gè)地域的多個(gè)市場(chǎng)運(yùn)輸產(chǎn)品。估計(jì)需求會(huì)隨時(shí)間

9、的推移而添加。利用重心選址法得到未來5年內(nèi)每一年的最優(yōu)選址點(diǎn)分別為A、B、C、D和E點(diǎn)。各最優(yōu)選址的利潤(rùn)現(xiàn)值見下表1。此外，5年內(nèi)定位在其他各位置的相關(guān)利潤(rùn)現(xiàn)值也已給定?，F(xiàn)知任何一年從一個(gè)地點(diǎn)搬遷到另一個(gè)地點(diǎn)需耗費(fèi)10萬元。資金本錢為每年20%。 2.5 2.5 動(dòng)態(tài)倉(cāng)庫(kù)選址動(dòng)態(tài)倉(cāng)庫(kù)選址表表1 1 單單位：元位：元 備選方案 第一年第二年第三年第四年第五年A194000 356100 623200 671100 1336000 B1765003720007434007500001398200C1723003447008364008622001457600D1667003376007561009

10、733001486600E15940030340071550089280015260002.5 2.5 動(dòng)態(tài)倉(cāng)庫(kù)選址動(dòng)態(tài)倉(cāng)庫(kù)選址 本問題可以采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法進(jìn)展求解。將本選址問題按年劃分為五個(gè)階段。 從最后一個(gè)階段第五年開場(chǎng)，根據(jù)利潤(rùn)最大的規(guī)范，分別計(jì)算在每一階段至第五年的最優(yōu)方案，直至得到第一年到第五年的最優(yōu)方案。這就把這個(gè)動(dòng)態(tài)問題轉(zhuǎn)化為一系列單一決策問題。 2.5 2.5 動(dòng)態(tài)倉(cāng)庫(kù)選址動(dòng)態(tài)倉(cāng)庫(kù)選址 詳細(xì)過程如下： 5 ()13360000 1336000139820048225 1349975( )145760048225 14093751477775148660048225 143837

11、5152600048225 1477775ABp ACDE方 案 選 址 點(diǎn) 利 潤(rùn) 搬 遷 成 本 凈 利 潤(rùn)美 元2.5 2.5 動(dòng)態(tài)倉(cāng)庫(kù)選址動(dòng)態(tài)倉(cāng)庫(kù)選址即，假設(shè)倉(cāng)庫(kù)位于A，應(yīng)該搬遷到E以使利潤(rùn)最大化。其中，第五年初的搬遷本錢為：元同理我們可以對(duì)其他階段和選址點(diǎn)做類似計(jì)算。 5()uAE410000048225(1 0.2)3.1 3.1 一次性訂貨量確實(shí)定一次性訂貨量確實(shí)定 例：某家蔬菜商店承當(dāng)本區(qū)居民點(diǎn)的蔬菜供應(yīng)。每天凌晨由附近鄉(xiāng)村將新穎蔬菜運(yùn)到商店，然后在零售給顧客。近來該店以每500克0.80元的價(jià)錢每天向鄉(xiāng)村進(jìn)貨20卡車蔬菜每卡車2000千克，以每500克1.05元的價(jià)錢零售出去

12、。某些時(shí)候，當(dāng)天可將20卡車40000千克菜全部售完，但多數(shù)情況下卻有剩余。3.1 3.1 一次性訂貨量確實(shí)定一次性訂貨量確實(shí)定 由于這類蔬菜無留放處置的價(jià)值，當(dāng)天未售完須全部扔掉，于是每剩500克菜就損失0.80元，該店經(jīng)理想象能否每天向鄉(xiāng)村少進(jìn)一些貨，她關(guān)懷的是獲取最大利潤(rùn)的問題。根據(jù)近期各分店的銷售記錄，計(jì)算出該地域蔬菜需求量平均每天為37650千克，規(guī)范差為9600千克，現(xiàn)決議每天應(yīng)向鄉(xiāng)村購(gòu)進(jìn)多少千克蔬菜。 3.1 3.1 一次性訂貨量確實(shí)定一次性訂貨量確實(shí)定 該決策問題為一延續(xù)性的隨機(jī)決策問題X，設(shè)其概率密度為f(x)，那么該風(fēng)險(xiǎn)性決策問題獲得最大期望利潤(rùn)值的方案dk，其所代表的消費(fèi)

13、或存有的單位產(chǎn)品數(shù)量k最正確方案可由下式?jīng)Q議：()( )kMPMLf x dxML3.1 3.1 一次性訂貨量確實(shí)定一次性訂貨量確實(shí)定 上述居民區(qū)每天的蔬菜需求量x，是大量的個(gè)別居民每天需求量的總和，故其必近似服從正態(tài)分布，其概率密度為： 22()210( )200 xexfxx 式中，為數(shù)學(xué)期望，也是本例中每日平均蔬菜需求量37650千克； 為均方差，也是本例中每日平均需求量的規(guī)范差9600千克 。3.1 3.1 一次性訂貨量確實(shí)定一次性訂貨量確實(shí)定設(shè)k為最正確決策，即該商店每天向鄉(xiāng)村購(gòu)進(jìn)的蔬菜克數(shù)為k?，F(xiàn)根據(jù)該商店進(jìn)貨價(jià)錢和零售價(jià)錢計(jì)算出邊沿利潤(rùn)值a和邊沿算是值b。a = 賣出每500克菜

14、所獲利潤(rùn)=0.15-0.80=0.25元b = 存有500克菜而賣不出的損失值=0.80元將以上值及f(x)的正態(tài)函數(shù)帶入公式，可得： k= 30844千克 3.2 3.2 經(jīng)濟(jì)訂購(gòu)批量經(jīng)濟(jì)訂購(gòu)批量EOQEOQ模型模型 模型假設(shè)：模型假設(shè)： 存貯某種物資，不允許缺貨，其存貯參數(shù)為：存貯某種物資，不允許缺貨，其存貯參數(shù)為： D：?jiǎn)挝粫r(shí)間需求量，為常數(shù)件：?jiǎn)挝粫r(shí)間需求量，為常數(shù)件/年或件年或件/月或件月或件/日；日； T ：存貯周期或訂貨周期年或月或日；：存貯周期或訂貨周期年或月或日； Q：每次訂購(gòu)批量，滿足在：每次訂購(gòu)批量，滿足在T時(shí)間內(nèi)的耗費(fèi)；時(shí)間內(nèi)的耗費(fèi)； t ：提早訂貨時(shí)間為零，即訂貨后瞬

15、間全部：提早訂貨時(shí)間為零，即訂貨后瞬間全部到貨；到貨； C1：存貯單位物資單位時(shí)間的存貯費(fèi)；：存貯單位物資單位時(shí)間的存貯費(fèi)； C2：每次訂貨的訂貨本錢。：每次訂貨的訂貨本錢。 3.2 3.2 經(jīng)濟(jì)訂購(gòu)批量經(jīng)濟(jì)訂購(gòu)批量EOQEOQ模型模型其表達(dá)式如下總本錢=采購(gòu)本錢+庫(kù)存持有本錢 212CQDT CCQ隨著Q的變化，等式中的某一項(xiàng)本錢會(huì)上升，而另一項(xiàng)本錢會(huì)下降。從數(shù)學(xué)上看，當(dāng)兩項(xiàng)本錢到達(dá)平衡變化時(shí)可以求得最正確訂貨批量Q*，實(shí)現(xiàn)總本錢最低。這樣可以得出 ：122*DCQC4.1 4.1 運(yùn)輸決策分析運(yùn)輸決策分析 運(yùn)輸規(guī)劃中通常要決策的內(nèi)容有： 運(yùn)輸方式的選擇 運(yùn)輸批量和運(yùn)輸時(shí)間的選擇 自營(yíng)運(yùn)輸和

16、外包運(yùn)輸 運(yùn)輸?shù)缆返囊?guī)劃與選擇起迄點(diǎn)不同的單一途徑規(guī)劃；多個(gè)起迄點(diǎn)的途徑規(guī)劃；起點(diǎn)和終點(diǎn)一樣的途徑規(guī)劃。4.2 起迄點(diǎn)不同的單一途徑規(guī)劃起迄點(diǎn)不同的單一途徑規(guī)劃 這類問題通常是在一個(gè)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中，尋覓由出發(fā)點(diǎn)到目的地的最短道路的問題。 交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)可以簡(jiǎn)單的描畫成，知一個(gè)由弧和節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)，其中節(jié)點(diǎn)代表由弧銜接的地點(diǎn)，弧代表節(jié)點(diǎn)之間的本錢間隔、時(shí)間或間隔和時(shí)間的加權(quán)平均。4.2 起迄點(diǎn)不同的單一途徑規(guī)劃起迄點(diǎn)不同的單一途徑規(guī)劃 起迄點(diǎn)不同的單一途徑規(guī)劃問題可以采用網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中求最短路的方法進(jìn)展求解。 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃最短路的解法的思緒是：首先在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中找到距點(diǎn)1最近的點(diǎn)，將其最短道路確定，然后思索

17、經(jīng)過最短道路既定的點(diǎn)，能否能縮短點(diǎn)1到其他點(diǎn)的間隔。假設(shè)能那么修正點(diǎn)1到各點(diǎn)的間隔，在從最短道路未定的點(diǎn)中選擇間隔最小的點(diǎn)，確定起最短道路，反復(fù)上面的過程，直至找到我們要求的點(diǎn)1到點(diǎn)的最短路。 4.3 多個(gè)起迄點(diǎn)的途徑規(guī)劃多個(gè)起迄點(diǎn)的途徑規(guī)劃 多起迄點(diǎn)問題是指有多個(gè)貨源地可以同時(shí)為多個(gè)銷售點(diǎn)或市場(chǎng)效力，需求確定各供求地點(diǎn)之間的供應(yīng)關(guān)系，同時(shí)要找到供貨地、目的地之間的最正確途徑。該問題經(jīng)常發(fā)生在多個(gè)供應(yīng)商、工廠或倉(cāng)庫(kù)效力于多個(gè)客戶的情況下。假設(shè)各供貨地和需求地之間的供應(yīng)與需求有特殊限制，如禁運(yùn)、專供等，那么問題會(huì)更復(fù)雜。處理這類問題可以運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)的運(yùn)輸規(guī)劃方法。 4.4 4.4 起點(diǎn)和終點(diǎn)一樣的

18、途徑規(guī)劃起點(diǎn)和終點(diǎn)一樣的途徑規(guī)劃 最近點(diǎn)銜接法最近點(diǎn)銜接法 選定起始地點(diǎn)后，比較其他選定起始地點(diǎn)后，比較其他n-1個(gè)地點(diǎn)與個(gè)地點(diǎn)與該地點(diǎn)的間隔，取間隔最短者作為第二該地點(diǎn)的間隔，取間隔最短者作為第二個(gè)地點(diǎn)。對(duì)于第二個(gè)地點(diǎn)，就其他的個(gè)地點(diǎn)。對(duì)于第二個(gè)地點(diǎn)，就其他的n-2個(gè)地點(diǎn)作同樣的處置。依此類推，直至個(gè)地點(diǎn)作同樣的處置。依此類推，直至遍歷一切地點(diǎn)為止，最后，前往起始地遍歷一切地點(diǎn)為止，最后，前往起始地點(diǎn)。點(diǎn)。 最近點(diǎn)銜接法極為直觀與簡(jiǎn)單，但結(jié)果最近點(diǎn)銜接法極為直觀與簡(jiǎn)單，但結(jié)果的稱心程度往往較差。的稱心程度往往較差。 4.4 4.4 起點(diǎn)和終點(diǎn)一樣的途徑規(guī)劃起點(diǎn)和終點(diǎn)一樣的途徑規(guī)劃 最優(yōu)插入法最優(yōu)插入法 首先，選出首先，選出 與其關(guān)聯(lián)的結(jié)點(diǎn)計(jì)作與其關(guān)聯(lián)的結(jié)點(diǎn)計(jì)作v1v1，v2v2。 其次，選結(jié)點(diǎn)其次，選結(jié)點(diǎn)v3v3，使，使v3v3與與v1v1，v2v2間隔之間隔之和最小，得到三角形和最小，得到三角形v1v2