《物流與供應鏈管理》課程論文
題目：基於重心法的物流配送中心選址研究
學生姓名 賈樹丙
學 號 110104200208
指導教師 於德建
二級學院 資訊學院
專業名稱 電腦科學與技術
班 級 11計算機 2
2013年12月
基於重心法的物流配送中心選址研究
摘 要：隨著我國人民經濟的飛速發展，物流業受到越來越多的重視，在大力發展物流的同時，人們面臨著一個共同的問題：物流配送中心如何進行合理的選址。物流配送中心地址的選擇，直接影響配送中心各項經濟活動成本，同時也關係到配送中心的正常運作和發展，因此，物流配送中心的選址對物流系統作用的發揮和經濟效益的提高有著重要的影響。本次論文簡要分析了在配送中心建設規劃中地址選擇的三個基本過程：外部條件的論證、配置中心地址所需資料、重心法選定地址。重點介紹重心法選取地址。
關鍵詞：物流；配送；中心選址；重心法；
Based on the location of gravity method of logistics distribution center
Abstract： Along with the rapid development of national economy, the logistics attention, in developing logistics, people face a common problem: how logistics distribution center for the reasonable location.Select the address of logistics distribution center, distribution center directly affect the cost of various economic activities, but also related to the proper functioning and development of distribution centers, therefore, siting and improve the logistics system to play the role of economic logistics distribution center has an important impact.This paper briefly analyzes three basic processes in the distribution center construction planning address selection: demonstration, distribution center address external conditions required data, gravity method selected address. Highlights the gravity method selected address.
Key words：Logistics; Distribution; Center location; Gravity method;
1引言
近年來隨著國民經濟的迅速發展和人民生活水平的提高，消費者的需求日益向精美、個性化方向發展。製造商為了滿足大眾的需求，紛紛採用多樣、少量的生產方式，相應的，高頻、少量的配送方式也隨之產生，這些都導致了物流成本上升。一些工業企業或商品流通企業紛紛準備或開始籌建配送中心，以降低成本，提高服務質量和水平。通過建設配送中心，可以擴大經營規模，滿足使用者不斷髮展的多樣化需求，使得末端物流更加合理。
2檔案綜述
在確定了各項配送中心的建設的前提條件後，我們應該對配送中心的位置即選址問題進行詳細的規劃，而且要符合配送中心選址的原則。配送中心的選址應當符合城市規劃和商品儲存安全的要求，適應商品的合理流向，交通便利，具有良好的運輸條件、區域環境和地形、地質條件，具備給水、排水、供電、道路、通訊等基礎設施。配送中心一般都選址在環狀公路與幹線公路或者鐵路的交匯點附近，並且充分考慮商品的運輸區域化、合理化。往往先初定若干個候選地點，然後採用數值分析法或者重心法，謀求配送成本最低的地點。簡而言之，即為本次論文分析的配送中心地址選擇的三個基本過程：外部條件的論證、配置中心地址所需資料、重心法選定地址。
3基礎理論與技術
在考慮配送中心選址的時候，應當按照圖1所示的程式進行。
圖1 配送中心選址的基本程式
3.1 外部條件的論證
3.1.1 交通運輸條件
運輸時物流的核心，配送活動必須依靠各種運輸方式所具有的安全性、準時性、高速性，綜合組織成最有效的運輸系統，以及時、準確的將商品交給顧客。所以，配送中心的選址應儘可能接近交通運輸樞紐，如高速公路、主要幹道、其他交通運輸站港等，以提高配送效率，縮短配送運輸時間。
3.1.2 用地條件
配送中心建設必須具有相應的徒弟資源，地價、土地的可利用程度及有關用地規劃和法規等方面因素都必須充分考慮並落實。
3.1.3 顧客需求
配送中心服務物件的分佈，經營配送的商品及顧客對配送服務的要求等是配送中心首先必須考慮的，這些方面的因素必須在讀i現有資料和資訊進行充分分析的基礎上，預測一定時間內的發展變化，因為顧客分佈情況的改變、配送商品數量的增加和顧客對配送服務要求的提高都將對配送中心的經營和管理帶來影響。
3.1.4 輔助設施
配送中心周圍的輔助設施也是必須考慮的因素之一，如外部資訊網路技術條件，水，電及通訊等輔助設施都影響到配送中心的選址。
3.2 配送中心選址所需資料
3.2.1 業務量及成本分析
配送中心的業務量及成本主要來自以下幾個方面：
（1）配送中心從供應商處集貨的總運量及相應成本；
（2）配送中心將商品分配給使用者的總運量及相應配送成本；
（3）配送中心儲存保管的商品量及相應的管理費用；
（4）配送中心流通加工、包裝、揀選等業務量及發發生的費用和成本；
（5）其他管理費用。
3.2.2 設施及裝置因素分析
配送中心根據自身定位確定相應的設施，選購配置相應的裝置。
3.2.3 運作方式及特點
配送中心運作過程中採取的運作模式，具體配送方法和配送路線，及工作人員的人數和管理方式等方面的因素和資訊業將影響到配送中心地址的選定。
3.3配送中心選址所需資料
一個物流系統只設定一個配送中心，稱單中心選址問題，如果設定多個配送中心，則稱多中心選址問題。圖2、圖3分別為單中心和多中心配送網路示意圖。
單一配送中心法和多配送中心法兩種方法略有不同。在制定基本計劃時，若尚未確定配送中心，才用單一設施或配置多個設施時，需要對其分別計算，進行全部費用比較，選取最優方案。接下來主要分析單一配送中心地址選擇方法中的重心法。
3.3.1 重心法概念
重心法是一種尋找將配送費用最小化的配送中心選址的數學方法。適用於單個配送中心或者製造工廠的選址。這種方法將目標市場的位置、需要配送的各市場的貨物量、運輸成本等加以綜合考慮。
3.3.2 重心法原理
如圖4，有n個使用者(C1 ~Cn)的系統需要設定一個配送中心(B0)，每個使用者的需求量和所在位置的座標已知，求配送中心的規模和設定位置。
由於只設定一個配送中心，所以配送中心的規模等於所以有使用者的需求量之和即可。
圖中C1 ~Cn旁括號內的變數分別表示需求量、橫座標、縱座標， B0旁括號內的變數分別表示橫座標、縱座標。
設配送中心到各使用者的運輸費用率為ci，費用為Fi，則
Fi ＝ ciwihi (3-1)
式中hi為配送中心到使用者的距離，可寫成以下形式：
（3-2）
設配送中心到各使用者的運輸費用之和為F，則
（3-3）
為使F 最小，分別對x0，y0求偏導數，並令其等於零，得：
（3-4）
（3-5）
整理以上兩式得：
（3-6)
(3-7)
解以上兩式可得配送中心最佳位置得座標為：
(3-8)
(3-9)
但是上兩等式得右邊還含有hi ，即還含有未知數x0和y0 。要從兩式中完全消除x0和y0 ，計算工作很複雜，因此採取迭代方法求解。
迭代方法計算步驟如下：
（1）給出配送中心的初始地址（ x00,y00 ）；
（2）利用式（3-3），計算（ x00,y00 ）相對應的總髮貨費用F0；
（3）把（ x00,y00 ）分別代入式（3-2）、（3-8）和（3-9），計算配送中心的改善地址（ x01,y01）；
（4）利用式（3－3），計算與（ x01,y01 ）相對應的總髮送費用F1；
（5）將F1與F0進行比較，如果 F1＜ F0 ，則返回步驟（3），將（ x01,y01）分別代入式（3-2）、（3-8）和（3-9），如此反覆進行（3）～（5）的計算步驟，直至Fk ≥ Fk-1 時停止，即得到（ x0k-1,y0k-1 ）為最優解。
3.3.3 重心法的優缺點
優點：計算簡單，資料容易蒐集，易於理解。由於通常不需要對物流系統進行整體評估，所以在單一設施定位時應用解析方法簡便易行。
缺點：該方法假設運費隨距離呈線性變化，而實際生活中運費常常是隨距離增大而遞減。另外，它沒有考慮現實的地理條件，例如選出的最佳配送中心地點可能正好坐落在一個湖的中央。所以解析方法更多的不是用於確定最佳位置，而是用於剔除一些不合適的備選方案。
4基於重心法的物流配送中心選址應用例項分析
本文選擇上海通用（瀋陽）北盛汽車製造有限公司外租庫的實際案例，，運用重心法的相關理論知識加以分析，對比理論計算結果與實際決策分析結果的差距，找出造成差距的原因並加以分析總結，提出自己的建議與看法。
4.1背景資料
上海通用汽車有限公司成立於1997年6月12日，由上海汽車工業（集團）總公司、通用汽車公司各出資50%組建而成。從誕生之日起，上海通用汽車就胸懷“國內領先並具國際競爭力”的遠景目標，建構起基礎堅實、有持續發展能力的世界級企業。上海通用汽車2005、2006、2007年連續三年銷量在國內乘用車市場排名第一。上海通用汽車也是唯一一家連續6年當選“中國最受尊敬企業”的汽車企業，堪稱中國汽車工業的重要力量。
上海通用（瀋陽）北盛汽車以建成一個精益化、柔性化、模組化、敏捷化，並生產高質量產品的工廠為目標。上海通用北盛汽車之所以能達到現在的生產規模與能力，其中離不開各級零件供應商的通力合作，是這部生產機器可以開足馬力向前衝的重要基礎。上海通用北盛汽車的零件供應商多達上百個，其在瀋陽的零件供應商大大小小就有幾十家，主要協作廠、供應商與物流服務提供商主要有延峰偉世通、延峰江森、延峰彼歐、遼寧安吉聯合物流、瀋陽東站集裝箱堆場、中遠倉儲等幾大零部件及服務供應商。由於企業的產能進一步擴大，現有的倉儲空間以滿足不了企業生產的需要以及新產品的研發。為此，必須建立一個新的中央倉庫，將五大供應商與生產車間整合，進一步提高產能與產品研發能力。這就需要一個合理的位置來建設中央倉庫。
（二）資料計算模型
根據網路資料的查詢並加以總結分析得出，其在瀋陽的零件供應商大大小小就有幾十家，主要協作廠、供應商與物流服務提供商主要有延峰偉世通、延峰江森、延峰彼歐、遼寧安吉聯合物流、瀋陽東站集裝箱堆場、中遠倉儲等幾大零部件及服務供應商。
以下就是將五大供應商的運貨量、運輸費率、工廠位置座標等資料具體化，模型化。為了計算與演示方便簡化，將一些實際資料轉化為整數或是接近實際情況方便計算的資料，以下文中表格所提及的資料不是十分準確的，敬請諒解，詳細資料見表1所示：
表1各節點資料統計
|
倉庫序號（節點） |
貨運量 |
運輸費率（元/t/km） |
座標（km）(x,y) |
|
P1 |
2000 |
0.40 |
3 8 |
|
P2 |
3000 |
0.40 |
8 2 |
|
P3 |
2500 |
0.60 |
2 5 |
|
P4 |
1000 |
0.60 |
6 4 |
|
P5 |
1500 |
0.60 |
8 8 |
解：利用第三章所提到的公式（如下所示），將表1中資料依次代入公式：
因為資料較多，因此將資料編入表格，其中：
Xi,Yi =倉庫座標
Ci =貨運量
Wi=運輸費率
確定中央倉庫初始選址方案（a0,b0），相關計算出的詳細資料表如2所示：
表2各節點基礎計算結果
|
序號 |
Xi |
Yi |
Ci |
Wi |
CiWi |
CiWiXi |
CiWiYi |
Di |
CiWiDi |
|
P1 |
3 |
8 |
2000 |
0.40 |
800 |
2400 |
6400 |
35.52 |
28416 |
|
P2 |
8 |
2 |
3000 |
0.40 |
1200 |
9600 |
2400 |
42.63 |
51160 |
|
P3 |
2 |
5 |
2500 |
0.60 |
1500 |
3000 |
7500 |
31.65 |
47480 |
|
P4 |
6 |
4 |
1000 |
0.60 |
600 |
3600 |
2400 |
14.48 |
8688 |
|
P5 |
8 |
8 |
1500 |
0.60 |
900 |
7200 |
7200 |
40.02 |
36024 |
|
合計 |
|
|
|
|
5000 |
25800 |
25900 |
|
171768 |
根據表格資料求的中央倉庫的初始座標為：a0=25800/5000=5.16；b0=25900/5000=5.18
將它們代入公式進行迭代，迭代流程如圖4所演示:
圖4 重心法計算流程圖
按照求解步驟，迴圈計算各距離Di，在對座標值進行修正，迭代結果如下表，分析表中資料及計算結果，迭代十次後，總成本及座標值已趨於平穩，不再變化，已接近最優值。
事實上，當個節點的座標與運輸總量分佈均勻，運輸費率為線性的情況下，應用重心法得到的初始值（a0,b0）就是一個滿意解。但對於節點數量較少，各節點運輸量差異較大，且運輸費率為非線性時，應當進行適當次數的迭代修正，具體計算結果，如表4.3所示：
表3迭代結果
|
迭代次數 |
X座標 |
Y座標 |
總成本 |
|
1 2 3 4 …… 10 |
5.160 5.038 4.990 4.996 …… 4.917 |
5.180 5.056 5.031 5.032 …… 5.054 |
171768 171450 171417 171409 …… 171401 |
最終，計算出的中央倉庫座標為（4.92,5.05），總的費用為171401元。但是，這個結果只是一個理論結果，只考慮了直線運輸距離與費用，在現實中，這個座標點不一定找的到。
5結論語
在物流系統中，物流配送中心的選址是物流系統優化中一個具有戰略意義的重要問題。物流配送中心作為物流網路中的節點其選址的重要性是首當其衝的，然而在我國由於現代物流理論研究相對滯後於物流實踐的需要，所以大多數物流企業在進行物流配送中心的選址時只是憑經驗做出想當然的決策，或者是隻注重短期效益的決策，不僅不利於企業的長期發展，而且造成的極大資源浪費。
（1）在物流配送中心的選址問題當中如何將定量分析與定性分析結合起來。
（2）對物流配送中心選址未來不確定性影響因素的研究。
（3）對物流配送中心選址規劃決策理論和方法的研究現在還處於發展階段，我們既不能完全依靠複雜高深的數學模型，又不能完全靠經驗，只有把兩者很好的結合在一起才能在實踐中做出合理的決策。
解決上述存在的現實問題，對物流配送中心選址問題的解決有著極為重要的幫助，同時也提高物流系統的服務質量，降低物流系統的運營成本，最終使物流的發展對整個人類社會的進步和發展產生巨大推動作用，必然有一段漫長的發展過程。
6參考文獻
[1]王慧等．物流配送管理學．中山大學出版社，2009
[2]王燕等．配送中心全程規劃．機械工業出版社，2003
[3]朱道立等．現代物流管理．復旦大學出版社，2005
[4]劉娜等．物流配送．對外經濟貿易大學大學出版社，2004
[5]汝宜紅等．配送管理．機械工業出版社，2004