《物流与供应链管理》课程论文
题目：基于重心法的物流配送中心选址研究
学生姓名 贾树丙
学 号 110104200208
指导教师 于德建
二级学院 信息学院
专业名称 计算机科学与技术
班 级 11计算机 2
2013年12月
基于重心法的物流配送中心选址研究
摘 要：随着我国人民经济的飞速发展，物流业受到越来越多的重视，在大力发展物流的同时，人们面临着一个共同的问题：物流配送中心如何进行合理的选址。物流配送中心地址的选择，直接影响配送中心各项经济活动成本，同时也关系到配送中心的正常运作和发展，因此，物流配送中心的选址对物流系统作用的发挥和经济效益的提高有着重要的影响。本次论文简要分析了在配送中心建设规划中地址选择的三个基本过程：外部条件的论证、配置中心地址所需数据、重心法选定地址。重点介绍重心法选取地址。
关键词：物流；配送；中心选址；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
近年来随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的提高，消费者的需求日益向精美、个性化方向发展。制造商为了满足大众的需求，纷纷采用多样、少量的生产方式，相应的，高频、少量的配送方式也随之产生，这些都导致了物流成本上升。一些工业企业或商品流通企业纷纷准备或开始筹建配送中心，以降低成本，提高服务质量和水平。通过建设配送中心，可以扩大经营规模，满足用户不断发展的多样化需求，使得末端物流更加合理。
2文件综述
在确定了各项配送中心的建设的前提条件后，我们应该对配送中心的位置即选址问题进行详细的规划，而且要符合配送中心选址的原则。配送中心的选址应当符合城市规划和商品储存安全的要求，适应商品的合理流向，交通便利，具有良好的运输条件、区域环境和地形、地质条件，具备给水、排水、供电、道路、通讯等基础设施。配送中心一般都选址在环状公路与干线公路或者铁路的交汇点附近，并且充分考虑商品的运输区域化、合理化。往往先初定若干个候选地点，然后采用数值分析法或者重心法，谋求配送成本最低的地点。简而言之，即为本次论文分析的配送中心地址选择的三个基本过程：外部条件的论证、配置中心地址所需数据、重心法选定地址。
3基础理论与技术
在考虑配送中心选址的时候，应当按照图1所示的程序进行。
图1 配送中心选址的基本程序
3.1 外部条件的论证
3.1.1 交通运输条件
运输时物流的核心，配送活动必须依靠各种运输方式所具有的安全性、准时性、高速性，综合组织成最有效的运输系统，以及时、准确的将商品交给顾客。所以，配送中心的选址应尽可能接近交通运输枢纽，如高速公路、主要干道、其他交通运输站港等，以提高配送效率，缩短配送运输时间。
3.1.2 用地条件
配送中心建设必须具有相应的徒弟资源，地价、土地的可利用程度及有关用地规划和法规等方面因素都必须充分考虑并落实。
3.1.3 顾客需求
配送中心服务对象的分布，经营配送的商品及顾客对配送服务的要求等是配送中心首先必须考虑的，这些方面的因素必须在读i现有数据和信息进行充分分析的基础上，预测一定时间内的发展变化，因为顾客分布情况的改变、配送商品数量的增加和顾客对配送服务要求的提高都将对配送中心的经营和管理带来影响。
3.1.4 辅助设施
配送中心周围的辅助设施也是必须考虑的因素之一，如外部信息网络技术条件，水，电及通信等辅助设施都影响到配送中心的选址。
3.2 配送中心选址所需数据
3.2.1 业务量及成本分析
配送中心的业务量及成本主要来自以下几个方面：
（1）配送中心从供应商处集货的总运量及相应成本；
（2）配送中心将商品分配给用户的总运量及相应配送成本；
（3）配送中心储存保管的商品量及相应的管理费用；
（4）配送中心流通加工、包装、拣选等业务量及发发生的费用和成本；
（5）其他管理费用。
3.2.2 设施及设备因素分析
配送中心根据自身定位确定相应的设施，选购配置相应的设备。
3.2.3 运作方式及特点
配送中心运作过程中采取的运作模式，具体配送方法和配送路线，及工作人员的人数和管理方式等方面的因素和信息业将影响到配送中心地址的选定。
3.3配送中心选址所需数据
一个物流系统只设置一个配送中心，称单中心选址问题，如果设置多个配送中心，则称多中心选址问题。图2、图3分别为单中心和多中心配送网络示意图。
单一配送中心法和多配送中心法两种方法略有不同。在制定基本计划时，若尚未确定配送中心，才用单一设施或配置多个设施时，需要对其分别计算，进行全部费用比较，选取最优方案。接下来主要分析单一配送中心地址选择方法中的重心法。
3.3.1 重心法概念
重心法是一种寻找将配送费用最小化的配送中心选址的数学方法。适用于单个配送中心或者制造工厂的选址。这种方法将目标市场的位置、需要配送的各市场的货物量、运输成本等加以综合考虑。
3.3.2 重心法原理
如图4，有n个用户(C1 ~Cn)的系统需要设置一个配送中心(B0)，每个用户的需求量和所在位置的坐标已知，求配送中心的规模和设置位置。
由于只设置一个配送中心，所以配送中心的规模等于所以有用户的需求量之和即可。
图中C1 ~Cn旁括号内的变量分别表示需求量、横坐标、纵坐标， B0旁括号内的变量分别表示横坐标、纵坐标。
设配送中心到各用户的运输费用率为ci，费用为Fi，则
Fi ＝ ciwihi (3-1)
式中hi为配送中心到用户的距离，可写成以下形式：
（3-2）
设配送中心到各用户的运输费用之和为F，则
（3-3）
为使F 最小，分别对x0，y0求偏导数，并令其等于零，得：
（3-4）
（3-5）
整理以上两式得：
（3-6)
(3-7)
解以上两式可得配送中心最佳位置得坐标为：
(3-8)
(3-9)
但是上两等式得右边还含有hi ，即还含有未知数x0和y0 。要从两式中完全消除x0和y0 ，计算工作很复杂，因此采取迭代方法求解。
迭代方法计算步骤如下：
（1）给出配送中心的初始地址（ x00,y00 ）；
（2）利用式（3-3），计算（ x00,y00 ）相对应的总发货费用F0；
（3）把（ x00,y00 ）分别代入式（3-2）、（3-8）和（3-9），计算配送中心的改善地址（ x01,y01）；
（4）利用式（3－3），计算与（ x01,y01 ）相对应的总发送费用F1；
（5）将F1与F0进行比较，如果 F1＜ F0 ，则返回步骤（3），将（ x01,y01）分别代入式（3-2）、（3-8）和（3-9），如此反复进行（3）～（5）的计算步骤，直至Fk ≥ Fk-1 时停止，即得到（ x0k-1,y0k-1 ）为最优解。
3.3.3 重心法的优缺点
优点：计算简单，数据容易搜集，易于理解。由于通常不需要对物流系统进行整体评估，所以在单一设施定位时应用解析方法简便易行。
缺点：该方法假设运费随距离呈线性变化，而实际生活中运费常常是随距离增大而递减。另外，它没有考虑现实的地理条件，例如选出的最佳配送中心地点可能正好坐落在一个湖的中央。所以解析方法更多的不是用于确定最佳位置，而是用于剔除一些不合适的备选方案。
4基于重心法的物流配送中心选址应用实例分析
本文选择上海通用（沈阳）北盛汽车制造有限公司外租库的实际案例，，运用重心法的相关理论知识加以分析，对比理论计算结果与实际决策分析结果的差距，找出造成差距的原因并加以分析总结，提出自己的建议与看法。
4.1背景资料
上海通用汽车有限公司成立于1997年6月12日，由上海汽车工业（集团）总公司、通用汽车公司各出资50%组建而成。从诞生之日起，上海通用汽车就胸怀“国内领先并具国际竞争力”的远景目标，建构起基础坚实、有持续发展能力的世界级企业。上海通用汽车2005、2006、2007年连续三年销量在国内乘用车市场排名第一。上海通用汽车也是唯一一家连续6年当选“中国最受尊敬企业”的汽车企业，堪称中国汽车工业的重要力量。
上海通用（沈阳）北盛汽车以建成一个精益化、柔性化、模块化、敏捷化，并生产高质量产品的工厂为目标。上海通用北盛汽车之所以能达到现在的生产规模与能力，其中离不开各级零件供应商的通力合作，是这部生产机器可以开足马力向前冲的重要基础。上海通用北盛汽车的零件供应商多达上百个，其在沈阳的零件供应商大大小小就有几十家，主要协作厂、供应商与物流服务提供商主要有延峰伟世通、延峰江森、延峰彼欧、辽宁安吉联合物流、沈阳东站集装箱堆场、中远仓储等几大零部件及服务供应商。由于企业的产能进一步扩大，现有的仓储空间以满足不了企业生产的需要以及新产品的研发。为此，必须建立一个新的中央仓库，将五大供应商与生产车间整合，进一步提高产能与产品研发能力。这就需要一个合理的位置来建设中央仓库。
（二）数据计算模型
根据网络资料的查询并加以总结分析得出，其在沈阳的零件供应商大大小小就有几十家，主要协作厂、供应商与物流服务提供商主要有延峰伟世通、延峰江森、延峰彼欧、辽宁安吉联合物流、沈阳东站集装箱堆场、中远仓储等几大零部件及服务供应商。
以下就是将五大供应商的运货量、运输费率、工厂位置坐标等数据具体化，模型化。为了计算与演示方便简化，将一些实际数据转化为整数或是接近实际情况方便计算的数据，以下文中表格所提及的数据不是十分准确的，敬请谅解，详细数据见表1所示：
表1各节点数据统计
|
仓库序号（节点） |
货运量 |
运输费率（元/t/km） |
坐标（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），将表1中数据依次代入公式：
因为数据较多，因此将数据编入表格，其中：
Xi,Yi =仓库坐标
Ci =货运量
Wi=运输费率
确定中央仓库初始选址方案（a0,b0），相关计算出的详细数据表如2所示：
表2各节点基础计算结果
|
序号 |
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 |
|
合计 |
|
|
|
|
5000 |
25800 |
25900 |
|
171768 |
根据表格数据求的中央仓库的初始坐标为：a0=25800/5000=5.16；b0=25900/5000=5.18
将它们代入公式进行迭代，迭代流程如图4所演示:
图4 重心法计算流程图
按照求解步骤，循环计算各距离Di，在对坐标值进行修正，迭代结果如下表，分析表中数据及计算结果，迭代十次后，总成本及坐标值已趋于平稳，不再变化，已接近最优值。
事实上，当个节点的坐标与运输总量分布均匀，运输费率为线性的情况下，应用重心法得到的初始值（a0,b0）就是一个满意解。但对于节点数量较少，各节点运输量差异较大，且运输费率为非线性时，应当进行适当次数的迭代修正，具体计算结果，如表4.3所示：
表3迭代结果
|
迭代次数 |
X坐标 |
Y坐标 |
总成本 |
|
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 |
最终，计算出的中央仓库坐标为（4.92,5.05），总的费用为171401元。但是，这个结果只是一个理论结果，只考虑了直线运输距离与费用，在现实中，这个坐标点不一定找的到。
5结论语
在物流系统中，物流配送中心的选址是物流系统优化中一个具有战略意义的重要问题。物流配送中心作为物流网络中的节点其选址的重要性是首当其冲的，然而在我国由于现代物流理论研究相对滞后于物流实践的需要，所以大多数物流企业在进行物流配送中心的选址时只是凭经验做出想当然的决策，或者是只注重短期效益的决策，不仅不利于企业的长期发展，而且造成的极大资源浪费。
（1）在物流配送中心的选址问题当中如何将定量分析与定性分析结合起来。
（2）对物流配送中心选址未来不确定性影响因素的研究。
（3）对物流配送中心选址规划决策理论和方法的研究现在还处于发展阶段，我们既不能完全依靠复杂高深的数学模型，又不能完全靠经验，只有把两者很好的结合在一起才能在实践中做出合理的决策。
解决上述存在的现实问题，对物流配送中心选址问题的解决有着极为重要的帮助，同时也提高物流系统的服务质量，降低物流系统的运营成本，最终使物流的发展对整个人类社会的进步和发展产生巨大推动作用，必然有一段漫长的发展过程。
6参考文献
[1]王慧等．物流配送管理学．中山大学出版社，2009
[2]王燕等．配送中心全程规划．机械工业出版社，2003
[3]朱道立等．现代物流管理．复旦大学出版社，2005
[4]刘娜等．物流配送．对外经济贸易大学大学出版社，2004
[5]汝宜红等．配送管理．机械工业出版社，2004