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    物流倉庫選址優化方法研究

      信息來源:   發布時間:2022-01-14  點擊數:

    1 物流倉庫的選址

    1.1 選址問題

    選址問題即為了實現最優的定位,按照一定的規則與方式,把需要設置的“設施”安排在科學合理的區位。實際上,它具有廣泛的現實意義。自20世紀60年代起,許多包括管理、經濟、工程、運籌、城市規劃等方面的專家都十分關注選址問題,使其得到了飛速的發展。眾所周知,人們常常在一些系統中設置一個或者多個“中心”,包括物資集散、服務執行和信息傳輸等。在現實生活中比如物流管理中的倉庫中心、通訊中的交換臺站,還可以拓展到醫院、自來水廠等,為了讓整個系統運行最佳和效能最大程度發揮,它們都會考慮應該選址在什么地方。實際上,選址問題比較特殊,不僅屬于非線性規劃研究范圍,也屬于組合最優化的范圍。

    選址問題可分為連續型和離散型選址兩種基本類型。連續型選址是中心和連線都可在平面上連續變動,離散型是中心和連線只可在網絡的一定點和邊中選擇。前者研究方法多與微積分和數學規劃有關,而后者多與組合分析有關。

    選址問題在一般意義上是一個比較宏觀的戰略問題,但在很多具體的方面具有強烈的現實意義。比如在工程設計中,或單個系統本身就面臨著選址問題,也可以成為一個子問題。許多選址是比較復雜的,涉及到因素與條件包括自然、空間、社會、時間等、因此,選址中還有許多問題需要解決。

    1.2 物流倉庫的選址問題

    無論是在企業界還是學術界,對物流倉庫選址問題都有著大量的討論。作為供應鏈的重要環節,它承載著重要的使命,發揮著巨大的作用,它的影響主要體現在:其一,影響物流倉庫本身運行效率的高低,這是最根本的問題。此項工作的要點在于管理模式、管理方法的提升,以及高科技自動化手段的應用和信息化的整合。其二,影響區位的選擇,這也將是本文著重討論的內容。

    區位選址是物流系統中十分重要的方面,它一向被視為戰略決策的關鍵一環。它主要是指對設施的位置、數量進行分配,也就是選址決策。而設施主要包括物流倉庫、零售商網點、制造商、供應商、倉庫等。設施的區位選擇可以決定一個企業的物流系統,而物流系統的各個層次又會反過來影響選址決策。所以,物流倉庫對整個供應鏈和物流系統層次的提升和效率的高低具有不可忽視的影響。

    目前為止,選址問題可以分為以下幾類:

    根據設施的維數分:點選址,可以用來準確定位零維物體,比如鎖定新的物流倉庫中心;線選址,是對一維物體的精準定位,例如按照訂單分揀工人可以向傳送帶揀選所需貨物;面選址,是對二維物體的有效定位,比如對一個制造企業的部門設置:體選址,是對三維物體的有效定位,比如卡車裝卸等。實際上,更高維數也是存在的,但是這類比較少。比如隨著時間的變化,無論是參數還是約束條件,都會發生改變,這就成了選址中有時間維加入的四維問題,也可以叫動態選址問題。

    根據設施選址的數量分:單設施和多設施選址。單設施選址主要考慮運輸成本,對其它的比如設施需求分配、競爭力和設施成本與數量等無需考慮太多,相對于多設施選址,它比較簡單。

    根據選址問題目標區域的特征分:可以分為連續、網格選址和離散選址等。連續選址的待選區域肯定是一個平面,選址的數量極可能無限,其他結構無需考慮,應用比較典型的是物流企業倉庫中心的選址;網格選址,其待選區域也是一個平面,被細細地劃分為眾多相等面積(常常是正方形區域),候選地址數量有限,但也比較大,應用比較典型的是倉庫中不同貨物被分配不同的存儲位置等;離散選址的待選區域卻不同,它是集合了所有的離散候選位置,數量一般有限且比較少,這種模型與實際最切合,應用典型的是企業倉庫中心的具體選址問題等。

    根據選址成本分:可以是可行成本還是最優成本方案的尋求;是總成本最小化的尋求還是成本最大值最小化的尋求;是確定性還是隨機性;被定位設施有無聯系;是靜態還是動態;是固定還是可變權重等選址問題。

    根據選址約束分:可以分為有能力約束和無能力約束:如果新設施能力無限制,那就是后者;反之就是前者。在這里特別講一下不可行區域約束:對于在目標區域內,有些區域不適合作為選址地點,那么這個選址問題就蘊含了不可行區域的約束。

    2 倉庫選址問題的解決辦法

    2.1 定性方法

    根據個人或者集體的經驗而做出的某種決策,可以稱做定性方法。它的常規執行步驟為:依據經驗來定位評價指標;然后利用他們對各個待選地點進行檢驗,以確定取舍;最后進行決策。頭腦風暴法、專家調查法等是定性選址的常用方法。定性方法具有注重過去經驗,操作簡單,容易施行的優點,其不足是容易犯主觀主義錯誤,尤其是在面對候選地點更多時不容易做出更好的決策,影響決策的可靠性。

    2.2 定量方法

    2.2.1單一設施選址。重心法是單一設施選址常用之法,唯獨考慮運輸成本,是一種靜態的決策方法,確定供給點和需求點的坐標,同時確定節點間的運輸量,總之要使其運輸總成本最小化。

    交叉中值模型是解決選址問題中連續點的一種有效模型,它采用加權的方式,實現城市距離最小化計算,其目標函數為:

     


    式中:ωi—與第i個需求點對應的權重;xi,yi—第i個需求點的坐標;x0,y0—配送中心的坐標;n—需求點的總數目。

    對于求解,全面考慮x、y角度上的影響,最后的結果可能就是一條直線。

    2.2.2 多個設施選址。常用的有以下方法:

    奎漢.哈姆勃茲模型:對多個設施選址的常用方法,具有強大的啟發式體驗,是逐漸靠近實現近似解的方式方法。

    模擬模型:盡管相比數學化模型在精度上較低,但可以比較全面反映實際問題,以期獲得滿意解的模型。

    加權評分法:它可以有效地精確量化選址因素與方案,因為它憑借有限因素顯示權重,對所選地址求總分,最終得出最后評分,確定最優。

    還有空間-引力模型和CFLP模型等。

    2.3 定性與定量方法相結合

    這種相結合的模型也是現有文獻的常見方法,可以實現在大范圍的選址行為,先后淘汰候選地點中與目標相差很遠的點,再使用數學模型選。此方法綜合了兩者的優點,得出的結果比較理想。

    3 層次分析法在物流倉庫選址中的應用

    3.1 層次分析法在倉庫選址中的具體運用步驟

    首先確立目標:為倉庫選擇理想位置。

    然后,檢查有無可靠的決策者經驗,在沒有的情況下,可以用數據倉庫和挖掘的方法找出目標的影響元素,并其將列出在目標下面(如圖1所示)。

    圖1 影響倉庫選址的因素

    圖1 影響倉庫選址的因素  下載原圖


    對這五個元素進行權重劃分,實現兩兩比較,進而得出每個元素的不同于其它元素的相對比率,接著將各個元素的比較結果統一起來,得出各元素的系統權重,并標明等級。

    按照重要程度逐次對比表1中的五個元素,構造他們的比較矩陣。

      

    表1 倉庫選址的各個因素的逐對比較表  下載原圖



    表1 倉庫選址的各個因素的逐對比較表

    表1 倉庫選址的各個因素的逐對比較表

      

    表2 均一化矩陣后的逐對比較矩陣  下載原圖



    表2 均一化矩陣后的逐對比較矩陣

    表2 均一化矩陣后的逐對比較矩陣

    接著,將對比矩陣轉換成均一化矩陣,見表2。并計算出重要性向量。

    判斷五個元素比較結果的一致性,查平均隨機性表(見表3),得出RI系數。

      

    表3 平均隨機一致性表(RI)  下載原圖



    表3 平均隨機一致性表(RI)

    表3 平均隨機一致性表(RI)

    在此處,需要對周圍交通狀況、土地使用狀況、公路坡度、地表狀態和價格等分別展開不同層次判別。

    第一種情況,無需繼續分層。直接利用五個指標,對備選倉庫進行評判,得出綜合分,然后對這個五個元素分別依據對比矩陣排好優先級順序,運用權重評分法,最終得出倉庫地址綜合得分。如圖2所示。

    圖2 單一分層式倉庫選址評判

    圖2 單一分層式倉庫選址評判  下載原圖


    第二種情況,物流公司在綜合考慮戰略因素時,將需要倉庫區位作為一個比較元素,并結合其他元素選擇,如圖3所示。

    圖3 考慮倉庫區位的倉庫選址評判

    圖3 考慮倉庫區位的倉庫選址評判  下載原圖


    第三種情況,決策層認為,要對地表狀況等五個元素繼續細分,再進一步地求出權重,并排序,然后對可選倉庫在目標中進行綜合得分排序,進而為物流倉庫選址提供具體的量化指標(如圖4所示)。

    3.2 層次分析法對倉庫選址決策的影響

    (1)現代通信技術的不斷進步,為層次分析法實現計算機化和網絡化提供了前提條件。層次化分析法運用了專家經驗,在倉庫選址時直接到現場考察,而現在已有了Web的層次化分析的相關軟件。這給公司工程師或技術支持者將與其它專家的分析結果進行對比,得出判斷矩陣,并迅

    速確定是否CR一致性提供了高效高質的基礎與便利。如果不一致,可以立即反饋給不同地域的專家,重新評判,從而加快了其使用進度。

    (2)物流公司的最終目的均一樣,那就是以優質的服務獲取市場。具體來講,在不斷實現顧客期望的同時,還要力爭將服務質量提升到競爭對手很難實現的層次上,從物流公司的市場戰略角度實施倉庫選址行為,這就要考慮客戶資源對選址的影響。需要把客戶對物流服務滿意度的影響要素細列出來,劃分戰略角度重要度,作為權重。最后綜合考慮備選倉庫給顧客的具體服務所產生的滿意度,將其得分加權總計,作為選址參考的總指標。這樣就克服了單純考慮路徑、地理因素等其它成本因素,而忽略戰略利益的缺點,在倉庫選址中有所取舍,兼顧短期與長期目標。

      

    表4 多層式倉庫選址評判  下載原圖



    表4 多層式倉庫選址評判

    表4 多層式倉庫選址評判

    (3)倉庫選址進行比較和判斷時,大多靠的是專家經驗,層次分析法可以采用建立在知識數據庫基礎上的決策系統,避免人為隨機失誤,積極利用現有的數據庫工具庫,比如ETL工具、OLAP查詢工具和數據挖掘工具等建立數據倉庫,這樣可以有效地為決策層提供回答某些問題的答案。

    (4)建立在數據倉庫基礎上的層次分析法的決策流程采用現代的循環方法,完美地處理戰略流程,迎合了現代物流企業的趨勢,比如不斷提高日常準則,打造學習型企業,以不斷適應新環境,實現長遠發展。

    標簽: 倉庫 倉庫管理



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