设施规划与物流分析-2

第二讲设施选址与布置设施选址问题设施布置问题设施选址问题设施选址就是确定在何处建厂或建立服务设施。设施选址关系到设施建设的投资和建设的速度，而且在很大程度上决定了所提供的产品或服务的成本。对企业运作的影响表现在以下方面：投资成本员工作用深远、改变困难1.选址问题2.选址的难点选址因素互相矛盾。各影响因素之间的相对重要性难以确定与度量。不同的决策部门可能存在利益冲突,决策目标各异。决策标准因时而变。随着时间的变化，原决策标准可能会修改、调整乃至被抛弃。3.选址问题的特点很难找到一个（套）严谨的、为众人共同接受的评价模型或评价标准。设施选址问题涉及的因素很多,往往又互相矛盾;企业往往提供多种产品或服务,各产品或服务在原材料、成品等方面差别较大，难以确定按哪种产品或服务决策；数据资料难以收集齐全或保证准确可靠；设施选址问题是一个组合优化问题，难以在常规的时间范围内找到最优解。4.设施选址的步骤目标市场服务半径资源条件地区选择地点选择资源产地目标市场企业服务半径资源支持半径可选地区5.设施选址各阶段考虑的因素目标市场分析市场潜力市场份额经营费用资源条件分析运输成本劳动力成本原材料成本税金企业服务半径产品特性生产工艺特性协作加工比例资源的依赖程度市场的依赖程度地区选择资源市场劳动力成本原材料成本税金公共设施状况可供选择的地点社会文化环境居民态度自然环境地点选择运输条件自然条件公共设施状况地价工程造价6.设施选址决策类型单设施选址多设施选址零售/服务选址设施选址问题的分类按驱动力划分：经济、收入、距离等因素按设施的数量划分：单一和多个按选择的离散程度划分：离散和连续按数据的集成程度（控制计算规模）划分按时间维度划分：静态和动态7.单设施选址精确重心法：该模型可用于工厂、车站、仓库或零售/服务设施选址。属于静态连续选址模型。选址因素：运输成本（运输费率和运输量）。问题描述：设有一系列点分别代表供给点和需求点，各自有一定量货物需要以一定的运输费率运向位置待定的仓库（或从仓库运出），该仓库如何选址？单设施选址模型目标：使运输总成本最小。minTC=iViRidiTC——运输总成本；Vi——节点I的运输总量；Ri——待选址设施到节点的运输费率；di——待选址设施到节点的距离。如何回答？单设施选址模型求解（X，Y）——待选址设施的坐标；（Xi，Yi）——已知的供给点和需求点坐标；距离公式di=k[(Xi－X)2+(Yi－Y)2]1/2k——模型中坐标单位与实际空间距离的比例尺；X＝————iViRiXi/diiViRi/diY＝————iViRiYi/diiViRi/di求解步骤（1）确定已知的供给点和需求点的坐标、运输量及线性运输费率；（2）忽略距离di，根据重心公式求得待选址设施的初始坐标（X0，Y0）；（3）根据第二步求得的（X0，Y0）计算出di;（4）将di代入公式求出修正的（X，Y）；（5）反复迭代计算di，直到（X，Y）的变动满足要求。X0＝————iViRiXiiViRiY0＝————iViRiYiiViRi单设施选址举例例题10-1某企业的两个工厂分别生产A、B两种产品,供应三个市场（M1,M2,M3）,已知条件如图及下表所示。现需设置一个中转仓库，A、B两种产品通过该仓库间接向三个市场供货。请使用重心法求出仓库的最优选址。节点（i）产品运输总量运输费率￥坐标Xi坐标YiP1A20000.0538P2B30000.0582M1A、B25000.07525M2A、B10000.07564M3A、B15000.07588求解过程忽略距离di，根据重心公式求得待选址设施的初始坐标（X0，Y0）；（3）代入（X0，Y0）计算出di;（4）将di代入公式求出修正的（X，Y）；（5）反复迭代计算di，直到（X，Y）的变动满足要求。X0＝————＝5.16iViRiXiiViRiY0＝————＝5.16iViRiYiiViRiM2M1M3P1P2单设施选址的假设条件模型常常假设需求量集中于某一点，实际上需求来自分散于一定区域内的多个消费点；模型一般根据可变成本进行选址，忽略了不同地点建设仓库的资本成本，以及相关的经营成本（如劳动力、库存持有成本）。模型假设运输成本随运距成比例增加。模型中仓库与其他网络节点之间的路线为直线。静态选址假设。如何回答？8.多设施选址多设施选址可能的布局方案极多，问题复杂。例如，一家生产工业清洁剂的公司向全国2000个县销售产品，使用80个仓库，全国有5家生产厂，问可能的工厂－仓库－客户物流方案？例仓库选址问题包括：需设置的仓库数量、规模及位置；各个仓库负责供应哪些客户，接收哪些工厂和供应商的货物；各个仓库的产品库存配置或直接运输等。如何回答？多设施选址的方法多重心法：利用重心法为各个仓库确定最优选址，通过对仓库数量各种可能选址进行考察，选出其中成本最小的方案。混合整数线性规划：常用方法。在物流网络中确定仓库的、规模及位置，满足产量、需求等约束条件下，使物流总成本最小。模拟法：通过对各种选址方案进行模拟运行，从中选出满意的方案。零售/服务设施选址零售和服务中心常常是实物分拨网络中的最后存储点。包括:百货商店、超级市场、分支银行、紧急救护中心、消防队和警察局等。选址影响因素：人口与购买力、交通与可达性、零售业结构、位置特征、法律和成本因素。选址方法：加权评分法和空间相互作用模型法如何回答？加权评分法选址影响因素：人口与购买力、交通与可达性、零售业结构、位置特征、法律和成本因素。列出主要选址决策因素，建立选址因素的加权矩阵，将这些因素的权重乘以各因素得分，然后加总得到该选址方案的最后评分，决策者可以根据加权评分判断备选方案的优劣。空间相互作用模型法基本思想：散布在城市中各个区域的顾客与各个零售店有一定的空间距离，假设各零售店的商品种类大致相同，则顾客选择某一家零售店购物是因为这家店对他的“吸引力”较大。Eij＝PijCi＝———CiSj/TaijjSj/TaijEij——区域i顾客对零售店j的购买量期望值；Pij——区域i顾客到零售店j购买商品的概率；Ci——区域i顾客的需求量；Sj——零售店j的规模；Taij——区域i顾客到零售店j的交通时间；实际运输中常碰到有多个供应商并供应给多个工厂的问题，或者把不同工厂生产的同一产品分配到不同客户处的问题。9.复合选址问题（运输问题）多起点、多终点运输运输问题的提法:某物资有M个产地Ai,产量分别是ai(I=1,2,…,m),有N个销地Bj(j=1,2,…,n).销量分别是bj(j=1,2,…,n).若从Ai运到Bj的单位运价为cij(I=1,2,…,m;j=1,2,…,n),又假设产销平衡,即问如何安排运输可使总运费最小?njjmiiba11运输问题的模型Xij:从Ai到Bj的运量.Z:总运输费用.),...,2,1;,...,2,1...(0),...,2,1...(),...,2,1...(:.min1111njmixnjbxmiaxtsxdZijmijijnjiijminjijij运输问题的解法数学规划问题：单纯形法最小费用流问题：对偶算法线性规划问题：表上作业法运输表格销地单价产地B1B2…Bn产量A1c11c12…c1na1A2c21c22…c2na2………………Amcm1cm2…cmnam销量b1b2…bnx11x12x1nx21x22x2nxm1xm2xmn运输问题的求解（数学规划方法）例三个工厂B1、B2、B3，它们需要同一种原料，数量分别为600吨、500吨、300吨，另外有三座原料仓库A1、A2、A3可以分别供应上述原料400吨、700吨、500吨，由于工厂和仓库位置不同，单位运价也不同，具体数据如表。应如何安排运输方案，才能使总运费最小？B1B2B3供应量A1476400A2555700A3958500需求量600500300X11X12X13X21X22X23X31X32X33Xij:从Ai到Bj的运量；Z:总运输费用.供应量和需求量的关系？是否平衡？minZ=4X11＋7X12＋6X13+5X21＋5X22＋5X23+9X31＋5X32＋8X33s.t.X11＋X12＋X13≤400（供应量约束1）X21＋X22＋X23≤700（供应量约束2）X31＋X32＋X33≤500（供应量约束3）X11＋X21＋X31≥600（需求量约束1）X12＋X22＋X32≥500（需求量约束2）X13＋X23＋X33≥300（需求量约束3）Xij≥0（i,j=1,2,3）运输问题的模型Xij:从Ai到Bj的运量.Z:总运输费用.供应计划的求解结果B1B2B3供应量A140000400A2200200300700A303000500需求量600500300设施布置问题1设施布置的内容工厂总体布置设计车间布置设计一、工厂总体布置设计解决工厂各个组成部分，包括生产车间、辅助生产车间、仓库、动力站、办公场所等作业单位相互位置；解决运输线路、管线、绿化及设施美化的相互位置；解决物料的流向和流程、厂内外运输联接及运输方式。二、车间布置设计：解决各生产工段、辅助服务部门、储存设施等作业单位相互位置；解决工作、设备、通道、管线间的相互位置；解决物料搬运流程和运输方式。一点说明：“作业单位”（Activity)是设施的基本区划，可大至一个建筑物或一个车间，亦可小至一个出入口或一台机器——如何划分，须看规划设计工作所处的阶段或层次。2设施布置的目标1、总体目标：在已确定的空间场所内，将物流全过程的人员、设备、物料所需的空间做最适当的分配和最有效的组合。2、具体目标：最好的工艺流程——保证工艺流程畅通，生产时间短，生产连续。最少的物料搬运费用——运输路线简化，避免往返和交叉。最有效地利用空间——使建筑设备和单位制品的占有空间小。最好的柔性——设施布置适应产品需求的变化、工艺和设备的更新。最舒适的作业环境——保证安全，满足生理、心理要求。最便捷的管理——使有密切关系或性质相近的作业单位布置在一个区域或靠近布置。设施布置的具体目标3目标矛盾来源例如：对性质相近的作业单位布置在一个区域可满足管理的方便性和组织结构的合理化，却可能导致物流量的增大；满足尽量减少运输和交叉的目标，却可能违反柔性目标……如何回答？设施布置中出现目标矛盾的根源和方法根源：生产系统的目标本身经常难以捉摸（明确战略思路）；方法：不存在能解决一切问题的方法（系统最优不如系统合理）；科学与艺术结合（谁说得清家庭布置更科学还是更艺术）；理性与感性结合（建立学习型组织）公司目标、用户需求、加工过程、空间利用、生产能力等。公司目标——布置应达到的目标是存储费用、劳动力、闲置设备保持在一定的水平之下，从而达到预期的产量和利润，但它们的相对重要性却不完全相同（决策中的货比三家现象）。用户需求——我们关心的是当前与未来的需求量水平及产品品种搭配（产品策略不同，则布置策略也将明显不同）。加工过程——这是所选择布置类型的主要约束条件。设施布置决策依据空间利用——布置总是约束在建筑物内的实际范围内。生产能力——当公司目标、用户需求、加工过程和空间有效利用率确定后，便可估算所需的生产能力和重新布置后所获得的生产能力（如果分别是机械车间，大学，酒店，应如何适当选择生产能力的测定单位？）。例如：应适当选择生产能力的测定单位，如机械车间可用机器小时，大学可容纳学生数/年，酒店可用房间床位数。最理想的布置应能适应环境的变化4如何选取设施布置型式来适应市场变化产品的变化大规模定制模式大规模生产模式持续改善模式创新模式动态的静态的静态的动态的连接开发模块化更新过程的变化图一：生产模式的演变订货生产生产类型按产品产量分少品种大批量生产多品种小批量生产中品种批量生产定制生产按生产组织分存货生产图二：不同的生产类型二、设施布置的基本型式移动