1、连续型选址模型
连续模型认为设施的地点可在平面上取任意点,较为典型的研究方法是和用重心法解决欧式距离选址问题。这个方法的优点是不限于在特定的备选地点进行选择,灵活性较大。但由于自由度较大、城市的地理条件限制,因此,选出的地址很可能是无法实现的地点;同时将线路考虑为直线也是不符合实际的。鲁晓春对重心法选址作了深入的研究,认为原有重心法存在问题,并用流通费用偏微分方程来取代原有的计算公式。
由于重心法选址具有算法简单、应用灵活的特点,人们将重心法与其它方法相结合,并将其引入到多目标组合优化问题中,但都只针对单一设施选址问题。其中, Point-Objective问题、连续型多目标( min-sum)选址问题、网络多目标中位数选址问题等被认为是最具代表性的研究。后来,连续模型的扩展模型针对是多个设施的选址问题,称其为多源Weber问题,该问题是个NP难题。Rosing提出了求解该问题的精确算法, Goldengorin提出了求解该问题的启发式算法,上述扩展模型只针对单一设施选址问题。对于选择两个设施的特例, Brimberg和Chen对该模型进行了进一步的研究和分析,并提供相应的启发式算法。
2、离散型选址模型
这类方法认为配送中心的备选地点是有限的几个场所,最合适的地点只能从中选出,经典的方法有Kuehn-Hamburger模型法、鲍姆尔沃尔夫法、混合整数规划法、CFLP法(Capacitatied Facility Location Problem)和P-中值问题。
鲍姆尔沃尔夫法的优点是:将中心的可变费用表为凹函数,可估计选定的配送中心流量,提供的启发式算法较为简单易行。不足:没考虑配送中心的固定费用及容量限制,可能造成选定的中心个数过多(或过少)。
为弥补其缺陷,又建立混合整数规划模型,将中心的固定费用、经营管理费用、运输费用和库存费列入目标函数,将容量限制及中心个数限制列入约束条件。不足:将可变费用改为按线性关系处理,这种倒退主要来自求解的考虑,但求解此模型的计算量仍很大。由于变量和约束条件众多、形式复杂,一般用启发式算法求解。
设计使用法求解,用组合进化方法求解该类问题。上述求解都是基于这两个基本假设:一是主要考虑运输费用;二
是不存在竞争对手。提出了九个基本的选址模型,包括简单选址模型、有容量限制的选址模型、需求变动的选址模型、动态选址模型等,目标函数是使运输费用和固定选址投资费用最小。除考虑了选址的固定费用、运输费用外,还考虑了库存费用;用分解算法进行了求解。考虑了非线性运输费用的选址问题,用分枝定界法求解。采用双层规划求解运输网络中公共物流转运站点的选址。魏巧云考虑运输成本和运营可变成本,建立了多个配送中心的选址模型。卢安文建立了紧急情况下的配送模型,以时间、费用为优化目标。刘海燕在分析了系统中库存管理、运输、配送中心之间的联系后,用最优化方法构建了选址模型。对进行一个较为全面的研究,展示了以前的研究所没有考虑的一些问题,如多商品问题等。研究的问题在结构上是两级的,包括多个工厂、仓库和目的地。上述研究不足之处:均没有考虑设施的固定运行成本的问题。
P-中值问题是指在一个给定数量和位置的需求集合和一个候选设施位置的集合下,分别为个设施找到合适的位置,并指派每个需求点到一个特定的设施,使之达到在设施和需求点之间的运费最低。研究基于欧式距离的中值问题。提出了使用禁忌搜索和可变邻域搜索方法来求解中值模型的启发式算法。尹传忠提出了使用局部搜索和可变邻域搜索方法来求解中值模型的启发式算法。提出了运用词典区域局部搜索法求解中值问题。用模拟退火算法、用遗传算法求解中值问题。
离散型选址问题的目标函数涉及到运输(交通成本)、投资成本(建设成本)、客户服务水平(在特定时间、距离为客户提供服务)、设施能力利用率等两个及以上的目标优化时,就是所谓的多目标规划选址问题。与单目标选址问题比较,多目标选址问题的求解更加困难。提出的应用整数目标规划来求解多目标选址问题。与对多目标问题的处理方法是将一个主要目标作为总目标,将要实现的目标作为限制条件来将它转化为单目标规划问题。通过对对称解的研究,解决离散型多目标选址问题。
3、动态模型
动态选址模型是解决如何在需求和成本变化的跨时间周期的规划期内对设施进行选址,使得总的长期成本最小的问题。通过以下几种方法可以找到随时间变化的最优布局:
可以使用现期条件和未来某年的预期情况,找出仓库最佳位置。
认为设施地点配置不能长期保证最优,提出随时间变化的动态选址模型。研究多个设施在分阶段时期选址分配的问题,并应用动态规划法来解决该问题。孙会君对新增配送中心如何进行有效的选址决策问题进行了研究,并给出了求解的迭代算法。
()可以找到一个随时间变化的最优布局变化轨迹,精确地反映什么时候需要转换成新布局,应该转换成什么样的布局。考虑了选址问题的动态特性和需求的随机变动性,建立动态选址模型和随机选址模型。根据实际问题的特点,建立了一个考虑时间因素的动态选址的基本模型。
()找出目前最优网络布局,并进行实施;随后,利用未来的数据,找出新的最优布局。研究了在整个规划期内,建立新的设施而原有的设施可以被关闭。模型考虑资金的时间价值,目标函数是整个规划期内的成本最小。
5、随机模型
随机模型其研究方法主要分为两类:概率方法和情景计划方法,这两种方法的系统输入参数都是不确定性的。
对随机的个中点问题和无能力限制的选址问题进行了研究,模型中时间、距离、供应和需求为随机变量。袁庆达建立了优化区域公共物流中心规模和选址问题的二级非线性规划模型,并设计了遗传模拟退火算法求解。先研究了行程时间状态随马尔可夫状态转移矩阵变化的多个设施选址问题,后又扩展到需求服从均匀分布时的最大最小和最小最大选址问题。和在网络节点需求和行程时间都是不确定的情况下,建立了目标函数为服务最小、需求最大的随机情景问题模型。杨波提出了一个随机化的模型,给出单个配送中心选址问题的一个量化的处理方法。
选址分配问题的定性研究这类方法是将专家凭经验、专业知识做出的判断以数值形式表示,再经过综合分析后对选址进行决策。首先,根据影响物流设施选址的因素,建立备选方案的评价指标体系;然后,采用一定的评价方法(如:偏好理论、权重因素分析方法、专家评分法、层次分析法、模糊层次分析法、模糊综合评判法、或者模糊多准则决策方法等)得到所需的评价指标的权重;最后,通过求出各备选方案的优劣排序,得到最优方案。
和用偏好理论将所有主观因素两两比较从而为主观因素赋予了权重值。和提出了一种权重因素分析方法将定量的数据和定性的评价值相结合,在多个备选项中选择合适的地址。先建立层次结构评价模型,再用层次分析法确定配送中心最优位置。陆琳琳引入模糊评价方法,全面考虑选址过程中的各项因素,使选址评价更客观、合理。提出模糊多准则决策方法,用于解决模糊环境下的配送中心选址问题。
值得注意的是,在应用定性评价时有两个关键环节,其中首要环节是评价指标体系的设计;其次是评价指标的量化。无论是定性还是定量,评价指标的隶属度的量化都要科学合理。一方面,要采取定性与定量分析相结合的方法准确地进行评价指标隶属度的刻画,另一方面,要注意不同评价指标的隶属度在量级上的一致性与可比性。
在综合考虑各种影响因素的基础上,对影响选址的因素划分为两层指标体系;构建出包括自然条件、经济因素、投资环境情况与其他因素个一级指标和个二级指标。通过真实的案例对军事物流系统的选址进行了研究,划分为两层指标体系;包括气候、地质、军事、经济和基础设施个一级指标和个二级指标。
采用模糊定量的方法,对转运型的国际配送中心进行评价,构建出包括内在因素和外在因素个一级指标和个二级指标的两层评价体系。傅新平结合物流中心的职能,从经济和社会效益两个方面出发,建立了个一级指标和个二级指标。吴迎学设计了多因素评价指标体系,第一层次是物流环境、生产能力、经济效益指标,它们是决定物流中心设计方案优劣的主要因素;第二层次是对上述指标进一步评价而细分的因素集,共计个二级指标。韩世莲运用多准则模糊层次分析法进行配送中心选址的综合评价与决策,从自然环境、交通运输、经营环境、地理条件和公共设施五个方面综合考虑,并建立了由三层共计条准则构成的评价指标体系。夏景虹设计了包括区位条件、交通设施、其他设施、建设条件和社会环境个一级指标和个二级指标。刘文歌用德尔斐法建立了配送中心选址方案评价指标体系,采用成本型、效益型和区间型三个指标为级指标,并设计了个二级指标。刘晓峰将经济效益、社会效益及技术效能作为级指标,又建立了个二级指标。
总体而言,国内外相关研究对选址的评价指标主要考察社会效益、经济效益以及技术效能个方面.
第一章现代仓储管理概述现代物流从供应商开始到最终客户整个流通阶段所发生的商品运动是作为一个整体来看待的，因此这对管理活动本身提出了相当高的要求。具体来说，伴随着商品实体的运动，必然会出现“场所移动”和“时间推移”这两种物理现象，其中“时间推移”在当今产销紧密联系、流通整体化、网络化的过程中，已成为一种重要的经营资源。仓储在“时间推移”过程中的作用不可或缺，现代仓储管理活动决定着物流时间效率化的水准。1.1仓储及现代仓储业1.1.1仓储业及其特点所谓仓储,是以改变“物”的时间状态为目的的活动，通过仓库或特定的场所对物品进行保管、控制等管理，从克服产需之间的时间差异中获得更好的效用。在物流系统中，仓储和运输被视为两大支柱的原因是：运输承担了改变“物”的空间状态的重任，而仓储则承担了改变“物”的时间状态的重任。仓储是伴随着社会产品出现剩余和产品流通的需要而产生，当产品不能被及时消费，需要专门的场所存放时，就产生了静态的仓储。而将储存物进行保管、控制、加工、配送等的管理，便形成了动态仓储。现代仓储管理主要研究动态仓储的一系列管理活动，从而达到促进仓储业加速现代化进程的目的。我国的仓储业具有以下特点：1．条块分割造成重复建设严重2．仓库的宏观布局不合理3．仓储存量巨大但管理水平较低4．仓储技术水平差别悬殊5．仓储管理法规不够健全1.1.2传统仓储向现代仓储的转变随着现代消费者需求的个性化和多样化的发展，产品的生命周期缩短，新产品投放市场的速度加快，企业从少品种、大批量的生产方式必然向多品种、小批量的生产方式转化。这种变化要求物流活动从少品种、大批量物流方式向多品种、小批量、多批次小数量的方式转变。从而使传统的以被动型“储存”概念为基础的以提高储存效率为中心的储存型仓储方式向现代的以主动型“流通”概念为基础的以提高客户物流服务水平为中心的流通型仓储方式转变。流通型仓储方式不仅要求提高储存效率，更要求及时、准确、迅速地满足客户物流服务需求。传统仓储向现代仓储的转变对仓储管理提出了更高的要求,同时,给仓储作业带来了新的挑战。这种挑战表现在以下三个方面。1．增加了仓储作业的难度和细化程度2．对作业的效率和速度提出了更高的要求3．更深层次满足客户物流服务1.1.3仓储业在物流系统中的地位和作用仓储在物流体系中扮演“节点”的角色。不仅化解了供求之间在时间上的矛盾，同时也创造了新的时间上的效益(如时令上的差值等)。由此可见，仓储业在物流系统中地位的重要。仓储在现代物流中的主要作用如下：（1）调节“供给”和“需求”（2）保证物品在物流过程中的质量（3）仓储是加快商品流通、节约流通费用的重要手段（4）提高服务质量，增加企业收益（5）市场信息的传感器（6）提供信用保证（7）现货交易的场所1.2仓储的功能1.2.1基本经济功能1．储存功能（基本功能）2．拼装功能（常用功能）图1-1仓储过程中的拼装流程3.分类和交叉功能分类的仓库作业与拼装仓库作业相反。分类作业接收来自制造商的客户组合订货，并把它们分类或分割成个别的订货，装运到个别的客户处去。下图说明了这种分类流程。图1-2仓储过程中的分类流程仓库运用转运组合点（如交叉站台设施）实施分类和交叉功能。它与分类作业功能类似，但它接收多个制造商的订货。零售连锁店广泛地采用交叉站台作业来补充快速流转的商店存货。其应用流程为：交叉站台接收多个制造商处运来的整车货物；收到货物后，对有标签的货物，就按客户进行分类，对没有标签的货物，则按地点进行分类；然后，在交叉站台上完成发往不同客户的装车作业。由于省去了储存环节，降低了交叉站台及仓库的搬运、装卸成本，使仓储企业和供应商从分类和交叉功能中都得到了各自的经济利益。下图说明了分类和交叉功能的应用。图1-3仓储过程中的分类和交叉流程4.加工／延期功能仓储企业可以通过承担少量的生产加工和制造活动来延期或延迟生产。具有包装能力或简单加工能力的仓库可以把产品生产的最后一道工序一直推迟到知道该产品的需求时为止。例如，罐头生产厂可以将罐头生产的最后一道工序-贴标签延迟或推迟到产品在仓库出库之前进行。仓库中没有贴标签的罐头是没被订货的货物，一旦接到客户订货，仓库就给产品加上标签，完成最后一道工序的生产，表明该批货物已经被订货，然后根据订货特性确定包装形式和送货。这种加工／延期功能使仓储企业和制造商都得到利益。一方面，制造商可以为特定的客户提供定制化的产品，适应了特定客户的需求，降低了盲目生产带来的风险；另一方面，仓储企业通过增加加工业务扩大了收益，并通过识别产品最后一道工序是否完成来检查库存货物的库存水平，达到控制库存、降低库存成本的目的。1.2.2增值服务功能增值服务的几种类型：（1）以客户为核心的增值服务（2）以促销为核心的增值服务（3）以制造为核心的增值服务（4）以时间为核心的增值服务增值服务的主要途径：（1）增加便利性的服务（2）加快反应速度的服务（3）降低仓储成本的服务（4）延伸服务1.3现代仓储管理1.3.1仓储管理的发展过程1．简单仓储管理阶段2．复杂仓储管理阶段3．现代仓储管理阶段1.3.2仓储管理的研究对象和内容仓储管理的研究对象：仓储管理研究的是商品流通过程中货物储存环节的经营管理。即研究商品流通过程中货物储存环节的业务经营活动，以及为提高仓储企业经营效益而进行的计划、组织、指挥、监督以及调节活动。仓储管理的内容：（1）仓储的规划与组织；（2）仓储资源的获得；（3）仓储经营决策与计划；（4）商务管理；（5）仓库业务管理；（6）仓库库存管理；（7）安全管理；（8）人事劳动管理；（9）仓储成本核算与绩效分析。1.3.3现代仓储管理的任务（1）利用市场经济的手段获得最大的仓储资源配置（2）建立高效的管理机构和完善管理队伍（3）不断满足社会需求为原则开展商务活动（4）以高效率、低成本为原则组织仓储生产（5）以优质服务树立企业形象（6）从技术到精神领域提高员工素质【课题】第二章现代仓储的规划与设计（8学时）【课型】理论课【学习目标】•了解仓储系统的布局与规划的目标、原则•掌握仓储选址决策的常用分析方法的要点•了解仓库布局的主要模式与内容•掌握进行仓库与堆场设计时的常用计算分析方法【主要内容】•仓储系统选址的目标及原则•仓储选址考虑的因素•使用定性或定量的方法进行选址决策•仓储的结构与布局•懂得如何对仓库、堆场进行科学合理地布置•设计、计算仓库、堆场的规模•集装箱堆场设计与平面布置【重点】•仓储系统规划、设计的原则、分析方法要点•仓储规模的计算分析【难点】•案例分析中定量方法的恰当运用【教学方法】•讲授•案例讨论【教学设计】【教具学具准备】水彩笔、白板、电脑课件。【参考书目】1李永生《仓储与配送管理》机械工业出版社北京20032梁军《物流仓储管理》高等教育出版社北京2003年7月3真虹等《物流企业仓储管理与实务》中国物质出版社北京2003【教学过程】【作业】1.何种动机促使企业进行仓储选址？2.一家生产化肥的制造厂，要为它的三个工厂（工厂、、）建立仓库，假设运输量与运输成本存在线性关系，三个工厂的位置和年生产量如图及表所示，试利用重心法计算仓库的位置。表2.1每家工厂的生产量表工厂吨/年生产量600082007000图2-1厂房布置矩阵3.仓储选址的考虑因素有哪些？4.如何对仓库、堆场进行科学合理地布置？5.仓库、堆场的规模计算有哪些方法，各种方法的特点是什幺？6.某厂新建仓库，预计最高储备量为200t。据了解，本厂其它仓库的面积为500m时，最高储备量为150t，且存储能力没有得到充分利用。求新建仓库的面积。7.拟新建一栋仓库，设计最高储备量为1200t，单位面积货物堆存量为3t/m，仓库有效面积利用系数为0.5，求其仓库的面积。8.如何减少集装箱的倒箱？9.如何进行集装箱堆场的布局？【作业参考答案】2、解：由重心公式得===172===262.7所以仓库的地址（，）=（172，262.7）。6、解：根据上面公式，取=0.9，得：=5000.9=600m7、解：将数值代入公式，得=800（m）【教学反思】第二章现代仓储的规划与设计课程导入：企业物流系统规划中仓储系统的规划与设计是个很关键的部分，它关系到企业商品的流转速度、流通费用，企业对顾客的服务水平、服务质量以及仓储的运作效率，最终影响企业的利润。关系到企业竞争优势的确立。本章将要重点讨论仓储系统规划、设计的原则与方法。教学内容：2.1仓储系统的布局与规划盲目地进行仓储的选址与规划就会造成巨大的浪费。规划是指在整体设计的观念上,事先对全部程序周详地、有系统地分析,再定出一个明晰的架构，以便于系统的建立。显然在仓储系统规划层面需解决的核心问题是仓库的在市场区域的布局与规模的把握。2.1.1仓储规模的确定影响仓库规模的因素：1、需要仓库进行储存的商品数量。2、商品储存的时间合理确定规模的经济意义：设计的仓储大于实际需要，将降低仓储设施设备的利用率；反之，对于仓储的规模估计不足，仓储的建设就会小于实际进出货物需求，会严重影响商品的储存和仓储各项技术作业的正常进行。2.1.2仓储系统选址概述仓储系统选址包括两个层次的问题：一是选位，二是寻址。图2-21、仓储系统选址的意义仓储系统选址对商品流转速度和流通费用产生直接的影响，并关系到企业对顾客的服务水平和服务质量，最终影响企业的销售量和利润。一旦选择不当，将给企业带来很多不良后果，而且难以改变。因此，在进行仓储系统选址时，必须充分考虑到多方面因素的影响，慎重决策。2、仓储系统选址的目标及原则选址目标设定：仓储系统选址与该仓库所属企业的类型有很大的关系。附属于工业企业的仓储其选址追求成本最小化；附属于物流企业的仓储其选址追求收益最大化或服务水平的最优化。定性分析时的原则：1）费用原则。经济效益对于任何类型的仓储都是重要的。2）接近客户原则。以降低运费、提高对客户需求的反映速度。3）长远发展原则。战略意识。选址工作要考虑到服务对象的分布状况及未来发展。3、仓储系统选址考虑的因素1）客户条件。2）自然地理条件。3）运输条件。4）成本因素。5）当地的环境水、电是否能够保障供给；6）时间。归纳：只有顾客密集分布、交通与装运条件方便、地价低廉的主要条件得到满足的地方，才是合适的仓储选址。4、仓储系统选址的程序1）确定仓库选址的目标和原则。2）收集选址所需的基本条件。如明确仓库的业务类型、预测业务量、掌握费用及客户资料。3）初步确定可供选择的地点。4）评估分析后确定地点。2.1.3仓储系统的选址方法1、因素评分法：是一种对具有多个目标的决策方案进行综合评判的定性与定量相结合的方法。它通过把多个目标化为一个综合的单目标，据此评价、比较和选择决策方案。设有个方案(),其中每个方案都有个目标值,每个目标值的评价分记为（）,按目标的重要性，其权重分别为,（）,则:,(2—1)用这个线性加权值作为新的评价准则（目标评价），使最大的方案就是多目标选址问题的最优决策，即,(2—2)其中，目标权重一般由专家给出。如果有个专家，对发表意见，其中第人对估值为,，则可按下式计算：(2—3)图2-32.线性规划法找出物流网络中仓库的数量、规模和位置，目标是使得通过该网络运送所有产品的成本在以下约束条件下降至最低：1）不能超过每个工厂的供货能力。2）所有产品的需求必须得到满足。3）各个仓库的吞吐量不能超过其吞吐能力。4）必须达到最低吞吐量，仓库才可以开始运营。5）同一消费者需要的所有产品必须由同一仓库供给。例：某物流公司根据公司的发展规划，需要建设一个仓库。仓库可以在，，，这四个地点中选择。由于各地点的具体条件不同，建设费用以及建成后仓库的吞吐量也不同。表示在地点建仓库后的吞吐量大小，表示在地点建仓库的费用。仓库建好后可以向，，，，这五个地点配送物质；表示的需求量。表示从到的单位运费。在满足各个配送点的条件下，如何选择仓库地点，使建设费用及运费的总和为最小，可建立以下数学模型解决。设表示由供应的物质数量，并设该问题的数学模型为：3.重心法重心法是一种布置单个设施的方法，基本原理为：设有一系列点分别代表生产地和需求地，各自有一定量的货物需要以一定的运输费率运向待定的仓库，或从仓库运出，则仓库应建在总运输成本最小的点。即(2—4)式中：——总运输成本；——点的运输量；——到点的运输费率；——从位置待定的仓库到点的距离；——到点的运输成本。求出成本运输最低的位置坐标和，重心法使用的公式为：=(2—5)=(2—6)式中：——重心的x坐标；——重心的y坐标；——第个地点的坐标；——第个地点的坐标；——运到第个地点或从第个地点运出的货物量。4.德尔菲分析模型使用该模型的步骤如下：1）成立两个小组。2）识别存在的威胁和机遇。3）确定组织的战略方向和战略目标。4）提出备选方案。5）优化备选方案。2.2仓储系统的设计2.2.1仓库规模计算及平面布置1.仓库平面布置仓库平面布置是根据仓库的总体设计，科学、合理地对两区（库区、生活区）、四场（业务场所、辅助业务场所、生活区办公场所以及生活场所）和其它设施进行具体布置，其目的是为了充分利用存储空间、提高存货的安全性、有效利用搬运设备、提高仓库的运作效率和服务水平。仓库平面布置应按照“布局整齐、紧凑适用、节省用地、方便生产、便于管理”的原则进行。2.仓库布局的模式1)辐射型仓库2)吸引型仓库3)聚集型仓库4)扇型仓库图2-4辐射型仓库图2-7扇型仓库图2-5吸引型仓库图2-6聚集型仓库3.仓库布局的主要内容（1）仓库结构类型的选择主要根据仓库的功能和任务来确定。主要包括：1）仓库的主要功能是单纯储存还是兼有分拣、流通加工、配送等功能。2）储存的对象，储存物品的性质、类型、数量、外形尺寸。3）仓库内外环境要求是常温、冷藏还是恒温，以及防盗、防火、防污染等条件。4）经济能力，投资额的大小，对经营成本的要求等。（2）仓库设施、设备的配置表2.2仓储功能与设备类型功能要求设备类型存货、取货货架、叉车、堆垛机械、起重运输机械等分拣、配货分拣机、托盘、搬运车、传输机械等验货、养护检验仪表、工具、养护设施等防火、防盗温度监视器、防火报警器、监视器、防盗报警设施等流通加工所需的作业机械、工具等控制、管理计算机及辅助设备等配套设施站台（货台）、轨道、道路、场地等（3）仓储面积及参数的确定仓库面积取决于存储商品的总量、种类以及构成。对于单间的无大型设备的仓库，取500:700m为宜，而对于机械化程度高的大型仓库，其面积可达1000:2000m。仓库的长度应大于装卸线的长度；仓库的宽度可取长度的1/8:1/3。小型仓库的宽度一般在10:13m；中型仓库为20:25m。仓库高度视库内使用设备以及货物堆存高度而定，单层仓库一般为5m，多层仓库的底层为4:5m，上层为3.5:4m，一些采用起重机的仓库，其高度可达8m以上。（4）确定仓库主体构造仓库主体构造分类包括：基础、地坪、骨架构成、立柱、墙体、屋盖、楼板、地面、窗、出入口、房檐、通风装置等。1）仓库框架问题。2）防火问题。3）出入口尺寸问题。4）站台（货台）的高度问题。（5）仓库附属设施、设备1）保管设备。2）分拣装置、装卸设备。4.仓库平面面积仓库平面面积主要由存储货物数量确定，但还受到其它因素的制约，如地面结构的承受能力的大小便影响到单位面积堆存量，货物的包装强度影响着堆存高度，又如库房内装卸搬运货物的机械化程度对库房面积的确定也产生影响。计算仓库平面面积的方法有如下三种：1)定额计算法2)比较类推法3)直接计算法2.2.2堆场规模设计与平面布置1.图表确定法在一张坐标图中，坐标线将图分成四个象限，每一象限有一组变化的曲线。它反映出两个变量之间的关系。图2—7散货堆场主要面积参数图2.容积计算法容积计算法的基本出发点是在货种、堆存方式以及料堆数一定的情况下，根据料堆几何形状确定的堆场容积应等于由堆场容量所确定的容积。由此我们可以导出堆场的主要几何计算方法。其中，堆场长度是关键参数，可由下式确定：(2—12)式中：——堆场长度（m）——堆场宽度（m）——堆场料堆高度（m）——堆积角——堆场的条数。当采用不同堆场设备时，该值与设备数有关，一般可取下列数值：堆取料设备合一：堆取料设备分设：采用龙门起重机时：——机械数——堆场容量（t）——货物容量(t/m)——堆场高度利用系数——堆场长度利用系数——堆场宽度之和，该值的确定方法为：堆取料设备合一：2堆取料设备分设：采用龙门起重机时：——两边的堆场（单边作业）宽度(m)——中间的堆场（两边作业）宽度(m)上述计算假设堆场形状为规则的几何台形体。如果进一步考虑不同货种之间的隔离道，堆场的实际长度将增加。经分析，货物间隔条数与堆场条数以及布置形式有关，由此引起的每条堆场长度增加的平均值应为：式中：——堆场上货物总堆数——货堆间隔宽度（m）所以，堆场长度最后计算公式为：+(2—13)在上式中，对计算结果影响较大的是容积利用系数、。因为，在实际堆存作业中，货物堆存不可能堆得如此理想，导致堆场的长度和高度都不能充分利用。当引用该公式时，须对此进行实地测算。要提高这一系数的准确性，可进行多个堆场的统计，作为取值的参考。这里给出一个初步的取值范围，即堆场的长度利用系数可取0.6:0.8，高度利用系数可取0.7:0.8。2.2.3集装箱堆场设计与平面布置1.装箱堆场管理的一般方法1）堆场堆垛规则①轮胎龙门吊作业的堆垛规则。a.箱区的编码方式。b.箱区的高度与轮胎吊的起吊高度的关系。c.安全要求。集装箱进场选位时，应充分考虑堆放的安全系数。相邻排孤立的层高之差不得大于3。②不同箱型的堆垛规则。a.基本原则：重、空箱分开堆放；冷藏箱、危险品箱、特种重箱成堆放在相应的专用箱区；进口箱和出口箱分开堆放；出口重箱按装船要求分港、分吨堆放；空箱按不同持箱人，不同的尺码，不同的箱型分开堆放，污箱、坏箱分开堆放；重箱按堆场载荷要求堆放。b.出口箱进场安排。c.进口箱进场安排。d.空箱进场安排。2）箱区分类按不同的分类方法可分出不同的箱区。①按进出口业务可分为进口箱区和出口箱区；②按集装箱货种可分为普通箱区、危险品箱区、冷藏箱区、特种箱区和中转箱区；③按集装箱空、重箱可分为空箱区、重箱区。3）码头各类作业在集装箱进场时的堆场安排流程①进口箱卸船进场。根据船代理提供的卸船船图或集装箱清单，遵循堆场堆垛规则安排场箱位。②出口箱进栈进场。根据船代理提供的预配清单或工作联系单，登陆卸货港、目的港，制定“进栈分港分吨要求”，堆场计划员遵循堆垛规则编制“进场堆存计划表”。4）集装箱堆场内的归位、并位、转位归位是指码头堆场内箱状态发生变化后，从变化前的箱区，归入状态改变后的指定箱区的作业过程。并位一般指同一堆场箱区同一位内，将零星分散的集装箱整理合并在一起的作业过程。转位一般指同一堆场内不同箱区间，或同箱区不同箱位间集装箱整理转移的作业过程。一般需两台场内作业机械及水平运输机械配合才可完成作业。集装箱堆场内的归、并、转主要目的是为了提高堆场利用率，提高箱区的作业效率，减少码头作业出差错的可能性，减少翻箱。
物流配送中心选址方法研究综述
内容摘要：物流配送中心的选址决策在物流运作中有着重要的地位。本文对近年来国内外有关配送中心选址方法的文献进行梳理和研究。研究结果发现：各种选址方法有着各自的优缺点和一定的适用范围，各种方法的组合是未来该领域研究的趋势。
关键词：物流配送中心选址文献综述
在物流系统的运作中，配送中心的选址决策发挥着重要的影响。配送中心是连接工厂与客户的中间桥梁，其选址方式往往决定着物流的配送距离和配送模式，进而影响着物流系统的运作效率。因此，研究物流配送中心的选址具有重要的理论和现实应用意义。
本文对近年来国内外有关物流配送中心选址方法的文献进行了梳理和研究，并对各种方法进行了比较。选址方法主要有定性和定量的两种方法。定性方法有专家打分法、Delphi法等，定量方法有重心法、P中值法、数学规划方法、多准则决策方法、解决NP hard问题（多项式复杂程度的非确定性问题）的各种启发式算法、仿真法以及这几种方法相结合的方法等。由于定性研究方法及重心法、P中值法相对比较成熟，因此，本文将主要分析定量方法中的数学规划、多准则决策、解决NP hard问题的各种启发式算法、仿真在配送中心选址中应用的研究状况。
数学规划方法
数学规划算法包括线性规划、非线性规划、整数规划、混合整数规划和动态规划、网络规划算法等。在近年来的研究中，规划论中常常引入了不确定性的概念，由此进一步产生了模糊规划、随机规划、模糊随机规划、随机模糊规划等等。不确定性规划主要是在规划中的C(价值向量)、A(资源消耗向量)、b(资源约束向量)和决策变量中引入不确定性，从而使得不确定规划更加贴近于实际情况，得到广泛地实际应用。
国内外学者对于数学规划方法应用于配送中心的选址问题进行了比较深入的研究。姜大元(2005)应用Baumol-wolf模型，对多物流节点的选址问题进行研究，并通过举例对模型的应用进行了说明，该模型属于整数规划和非参数规划结合的模型。各种规划的方法在具体的现实使用中，常常出现NP hard问题。因此，目前的进一步研究趋势是各种规划方法和启发式算法的结合，对配送中心的选址进行一个综合的规划与计算。
多准则决策方法
在物流系统的研究中，人们常常会遇到大量多准则决策问题，如配送中心的选址、运输方式及路线选择、供应商选择等等。这些问题的典型特征是涉及到多个选择方案(对象)，每个方案都有若干个不同的准则，要通过多个准则对于方案(对象)做出综合性的选择。对于物流配送中心的选址问题，人们常常以运输成本及配送中心建设、运作成本的总成本最小化，满足顾客需求，以及满足社会、环境要求等为准则进行决策。多准则决策的方法包括多指标决策方法与多属性决策方法两种，比较常用的有层次分析法(AHP)、模糊综合评判、数据包络分析(DEA),TOPSIS、优序法等等。
多准则决策提供了一套良好的决策方法体系，对于配送中心的选址不管在实务界还是理论方面的研究均有广泛的应用与研究。关志民等(2005)提出了基于模糊多指标评价方法的配送中心选址优化决策。从供应链管理的实际需要分析了影响配送中心选址的主要因素，并建立相应的评价指标体系，由此给出了一种使定性和定量的方法有机结合的模糊多指标评价方法。Chen-Tung Chen(2001)运用了基于三角模糊数的模糊多准则决策对物流配送中心的选址问题进行了研究。文章以投资成本、扩展的可能性、获取原材料的便利性、人力资源、顾客市场的接近性为决策准则，并对各个准则采用语义模糊判定的方式进行了权重上的集结。
有关多准则决策方法，特别是层次分析法和模糊综合评判的方法，在配送中心的选址研究中有着广泛的应用。但是，这两种方法都是基于线性的决策思想，在当今复杂多变的环境下，线性的决策思想逐渐地暴露出其固有的局限性，非线性的决策方法是今后进一步的研究的重点和趋势。
启发式算法
启发式算法是寻求解决问题的一种方法和策略，是建立在经验和判断的基础上，体现人的主观能动作用和创造力。启发式算法常常能够比较有效地处理NP hard问题，因此，启发式算法经常与其它优化算法结合在一起使用，使两者的优点进一步得到发挥。目前，比较常用的启发式算法包括：遗传算法；神经网络算法；模拟退火算法。
（一）遗传算法
遗传算法（genetic algorithm, GA）是在 20世纪 60年代提出来的，是受遗传学中自然选择和遗传机制启发而发展起来的一种搜索算法。它的基本思想是使用模拟生物和人类进化的方法求解复杂的优化问题，因而也称为模拟进化优化算法。遗传算法主要有三个算子：选择；交叉；变异。通过这三个算子，问题得到了逐步的优化，最终达到满意的优化解。
对于物流配送中心的选址研究，国内外有不少学者将遗传算法同一般的规划方法结合起来对其进行了研究。蒋忠中等（2005）在考虑各种成本(包括运输成本等)的基础上，结合具体的应用背景，建立的数学规划模型(混合整数规划或是一般的线性规划)。由于该模型是一个组合优化问题，具有NP hard问题，因此，结合了遗传算法对模型进行求解。通过选择恰当的编码方法和遗传算子，求得了模型的最优解。
遗传算法作为一种随机搜索的、启发式的算法，具有较强的全局搜索能力，但是，往往比较容易陷入局部最优情况。因此，在研究和应用中，为避免这一缺点，遗传算法常常和其它算法结合应用，使得这一算法更具有应用价值。
（二）人工神经网络
人工神经网络(artificial neural- network, ANN)是由大量处理单元(神经元)广泛互连而成的网络，是对人脑的抽象、简化和模拟，反应人脑的基本特征。可以通过对样本训练数据的学习，形成一定的网络参数结构，从而可以对复杂的系统进行有效的模型识别。经过大量样本学习和训练的神经网络在分类和评价中，往往要比一般的分类评价方法有效。
对于神经网络如何应用于物流配送中心的选址，国内外不少学者进行了各种有益的尝试。韩庆兰等（2004）用BP网络对物流配送中心的选址问题进行了尝试性地研究，显示出神经网络对于解决配送中心选址问题具有一定的可行性和可操作性。
这一研究的不足是神经网络的训练需要大量的数据，在对数据的获取有一定的困难的情况下，用神经网络来研究是不恰当的。在应用ANN时，我们应当注意网络的学习速度、是否陷入局部最优解、数据的前期准备、网络的结构解释等问题，这样才能有效及可靠地应用ANN解决实际存在的问题。
（三）模拟退火算法
模拟退火算法(Simulated Annealing, SA)又称模拟冷却法、概率爬山法等，于1982年由Kirpatrick提出的另一种启发式的、随机优化算法。模拟退火算法的基本思想由一个初始的解出发，不断重复产生迭代解，逐步判定、舍弃，最终取得满意解的过程。模拟退火算法不但可以往好的方向发展,也可以往差的方向发展,从而使算法跳出局部最优解,达到全局最优解。
对于模拟退火算法应用于物流配送中心选址的研究，大量的文献结合其它方法（如多准则决策、数学规划等）进行了研究。任春玉(2006)提出了定量化的模拟退火遗传算法与层次分析法相结合来确定配送中心地址的方法。该方法确保总体中个体多样性以及防止遗传算法的提前收敛，运用层次分析法确定物流配送中心选址评价指标权重，并与专家评分相结合进行了综合评价。该算法对于解决物流配送中心的选址具有较好的有效性和可靠性。
除以上三种比较常用的方法之外，启发式算法还包括蚁群算法、禁忌搜索算法、进化算法等。各种算法在全局搜索能力、优缺点、参数、解情况存在着一定的差异。各种启发式算法基本上带有随机搜索的特点，已广泛地应用于解决NP hard问题，同时也为物流配送中心选址的智能化处理提供了可能。用解析的方法(包括线性规划等)建立数学模型，然后运用启发式算法进行求解是目前以及未来研究物流配送中心选址的一种较为可行和可操作的研究方法。
仿真方法
仿真是利用计算机来运行仿真模型，模拟时间系统的运行状态及其随时间变化的过程，并通过对仿真运行过程的观察和统计，得到被仿真系统的仿真输出参数和基本特征，以此来估计和推断实际系统的真实参数和真实性能。国内外已经不少文献将仿真的方法运用于物流配送中心选址或是一般的设施选址的研究，研究结果相对解析方法更接近于实际的情况。
张云凤等(2005)对汽车集团企业的配送中心选址运用了仿真的方法进行了研究。先确定了配送中心选址的几种方案，应用了Flexim软件对各方案建立了仿真模型，根据仿真结果进行了分析和方案的选择。该方法为集团企业配送中心选址问题提供了一种较为理想的解决方法。薛永吉等(2005)通过建立数学模型对物流中心的最优站台数问题进行研究，在一定假设和一系列限制条件下，求解最优站台数量，并针对数学模型的复杂性和求解的种种不足，以ARENA仿真软件为平台，建立仿真模型确定了最优化方案。Kazuyoshi Hidaka等(97)运用仿真对大规模的仓库选址进行了研究。该研究对仓库的固定成本、运输成本，和同时满足6800名顾客进行了仿真，以求得临近的最优解(near-optimal solution)。在求解的过程中，结合了贪婪－互换启发式算法(Greedy-Interchange heuristics)和气球搜索算法(Balloon Search)两种启发式算法进行求解。该算法能比较有效地避免陷入局部最优解和得到比较满意的选址方案。但是，研究的结果容易受到运输车辆的平均速度变化的影响。
仿真方法相对解析的方法在实际应用中具有一定的优点，但是，也存在一定的局限性。如仿真需要进行相对比较严格的模型的可信性和有效性的检验。有些仿真系统对初始偏差比较敏感，往往使得仿真结果与实际结果有较大的偏差。同时，仿真对人和机器要求往往比较高，要求设计人员必须具备丰富的经验和较高的分析能力，而相对复杂的仿真系统，对计算机硬件的相应要求是比较高的。关于未来的研究，各种解析方法、启发式算法、多准则决策方法与仿真方法的结合，是一种必然的趋势。各种方法的结合可以弥补各自的不足，而充分发挥各自的优点，从而提高选址的准确性和可靠性。
物流配送中心的选址决策对于整个物流系统运作和客户满意情况有着重要的影响。本文在对国内外有关物流配送中心选址方法文献研究的基础上，对比分析了数学规划方法、多准则决策、启发式算法、仿真方法在配送中心选址中的应用。研究发现数学规划方法、多属性决策方法、启发式算法、仿真方法各自有自己的优缺点和一定的适用范围，各种方法的组合研究是未来研究的一种趋势。同时，由于选址问题本身具有的动态性、复杂性、不确定性等特性，因此，开发和研究新的模型与方法也是进一步解决配送中心选址问题的必需途径。
参考文献：
1.蒋忠中，汪定伟.B2C电子商务中配送中心选址优化的模型与算法(J).控制与决策，2005
2.韩庆兰，梅运先.基于BP人工神经网络的物流配送中心选址决策(J).中国软科学，2004
量本利法。对待选择的方案进行评估，是选址程序的最后环节。常见的选址方案评估方法有因素评分法、重心法、线性规划法等。
1、因素评分法作为一种决策技术，在现实中应用广泛。
2、重心法主要用于选择配送中心或中转仓库的情形。
3、线性规划法主要用于运输成本选址。
