物流需求预测方法与模型

第四章物流需求预测方法与模型第一节物流需求特征与需求预测方法第二节地区间的物流量需求预测方法第三节制造企业的物流需求预测方法第四节物流企业的市场需求预测方法与模型一、物流需求的特征1．派生性。即物的位移和储存及其服务、信息的需要是社会经济活动所产生的。2．复杂性。即影响物流需求变化规律的因素是多样、多变的；物流需求既有一定规律性，又有随机性。3．时效性。即物流需求是随时间的移动而变化的，宏观上与微观上的阶段与时间变化都会影响物流的品类、空间分布、对服务的要求、对费用的适应、对时机的要求。4．地域性。即物流需求与空间环境有密切的关系，不同的自然环境、社会环境、经济环境决定了不同的物流特征与规律。第一节物流需求特征与需求预测的作用二、各种情形的物流需求的特点1．城市及区域的物流需求城市及区域物流需求的产生与社会经济活动（制造、消费）相关联，其分布受生产力布局、生产资源分布、生产制造模式、消费者分布、运输仓储设施布局等影响，且呈现特定空间形态，同时物流需求与供给相互影响互相制约。2．制造企业的物流需求制造企业的物流需求与生产流程密切相关。传统的制造业生产流程中，每个环节均保有库存，制造流程周期长，物料需求随机性大，难以控制。融入了电子商务技术、先进制造技术的生产流程，实现了生产的并行化、流程的简化、需求的实时化，中间环节的库存水平低，制造流程周期短，需求预测较为容易实现，面向订单式的生产流程更是实现了物流需求的实时化。3．物流企业的物流需求物流企业的物流需求与市场需求和企业发展目标关联。物流市场需求主要由行业（产业）需求量、需求结构、需求种类等体现，企业发展目标决定着企业物流服务对象、物流服务范围、物流服务水平与物流服务规模。三、物流需求预测的意义1．物流需求预测是分析物流业发展变化规律的基础2．物流需求预测是制造企业及物流企业经营管理决策的依据3．物流需求预测是物流规划与设计的依据4．物流需求预测是物流技术设备配置设计的依据第二节地区间的物流量预测方法一、物流量需求的基本概念1、物流纯流动与L-OD物流纯流动是单位物品从始发地（Origination，简称O点）到达目的地（Destination，简称D点）的流动过程，也可以简称L-OD。地区间的物流量预测是揭示城市或区域内各个地区之间物流大小、方向、品类及使用方式的基本方法。生产地A地货站B地货站C消费地D公路运输铁路运输公路运输总流动30吨周转量2300t.km10吨10吨10吨纯流动10吨周转量2300t.km发货收货10吨纯流动概念示意图图示为期望线图，实线部分代表物流出行的期望线，线条的宽度代表起点i与迄点j间的物流交换量lij。1、2……、n等代表小区号；其中n-1、n-2等代表外区号。2、物流期望线与LOD表123456外区…nn-1n-2下表所示为物流出行的矩阵表，简称LOD表。ji123…n∑1l11l12l13…l1nP12l21l22l23…l2nP23l31l32l33…l3nP3…………………nln1ln2ln3…lnnPn∑A1A2A3…AnL1niijjPl1njijiAl（i＝1，2，3，…，n）（j＝1，2，3，…，n）1niiLP1njjA11nnijijl二、基于L-OD的物流需求预测基本原理与过程预测准备物流生成预测物流分布预测物流链选择物流网络分配L-OD区划调查社会经济调查L-OD调查物流设施调查社会经济土地利用现状物流物流生成量现状L-OD分布量未来发生、吸引量物流分区的空间阻抗物流分布量未来L-OD物流链分担量物品的社会经济及自然属性物流链的特征未来L-OD量现状及规划物流节点和线路物流节点和线路流量生成模型分布模型选择模型分配模型三．物流分区划分及物流调查1、物流区划分及物流分区原则所谓物流区划是指将物流项目所在地区及其影响区域细分为小的区域的工作过程，其目的是为了更准确地确定物流（O点）与（D点）的位置。物流区划的原则如下：①尽量按照行政区划进行划分，以利于调查资料的收集；②必要的话，也可以将人工边界（铁路线、隧道等）、自然边界（河流、山脉等）作为小区的边界；③小区数量要与规划预测工作相协调，合理安排工作量；④每个物流区的用地性质尽量一致；⑤以调查区为研究重点，结合调查点的分布情况将物流分区细化，可分为直接与间接影响区，一般间接影响区得划分可粗一些，尽量按方向合并成大一些的区域。2、物流需求预测的调查（1）物流需求预测所需基础资料自然环境资料社会经济资料城市总体规划或区域规划资料土地利用规划或土地规划资料物流基础设施状况与物流相关企业的现状及未来发展情况（2）全年物流量调查为了把握全年物流总输入量和总输送量，应以企业为单位对全年分种类的出入货重量、输送方式的使用比例、发货的重量比例、月发货的重量比例等进行逐一统计并汇总。（3）三日流动抽样调查为了详细把握货物的流动情况，对近期某连续的3个平常日内的物流企业的发货情况包括每件货物的品名、收货人企业种类、收货地、发货重量、运输路线、发货时间、在途时间、运输费用等进行调查。四、基于L-OD的物流需求预测主要模型1、物流生成预测物流生成预测是分析计算各分区的物流生成量，即根据当前各分区的物流发生量与吸引量、当前的社会经济特征值等，找出它们之间的相互关系，然后根据未来各区的社会经济发展值，预测出各分区的发生物流量、吸引物流量交易市场规模流通环节能力生活消费品总量批发额零售额……制造能力工业产值产品规格与规模……人口数量GDP产业结构比值人均收入水平人均消费水平……发生量吸引量物流生成量的影响因素示意图①回归分析法——根据因变量和自变量的因果关系来预测事物未来的因变量。一元线性回归模型。一元线性回归是描述一个自变量与一个因变量之间线性关系的分析模型，又称回归方程或回归直线。一般形式是：bxaAP或其中：——预测区的物流发生量或吸引量——常数；——回归系数。——影响货源产生的因素。A或Pabx其中：P.or.A——预测区的物流发生量或吸引量；Xi——影响物流产生的因素，如人口数、工厂建筑面积、仓库面积、GDP、车辆数量、人均消费水平、人均收入水平等。确定参数k时，Xi取现值；预测P或A时，Xi取未来规划值；Ki——参数，根据资料由最小二乘法确定。②多元线性回归模型。其模型如下：01122..AnnPorkkXkXkX②弹性系数法弹性系数是物流量的增长率与国民经济发展的增长率之间的比例，即：——弹性系数——物流量增长率——国民经济发展的增长率若已知γ及β，则α可知，未来的P或A就可计算，即：——现状的物流发生量或吸引量；——预测年限t00A1PAP.or.（or）（）00AP（or）t2、物流分布预测物流分布预测是分析计算各分区之间的物流交换量，即根据各分区现状的物流交换量以及未来的发生、吸引量，找出各分区未来的空间交换量。影响分区之间物流交换量的因素很多，如：两个分区自身的经济发展水平，生产与消费水平，两个分区之间的资源、生产、消费的互补性，两个分区之间的空间距离和物流通道的能力与费用等。物流分布预测常用的方法有增长系数法和重力模型。①常增长系数法增长系数法是在现状分布量的基础上按一定的增长率推算未来的分布量。此法简单、方便，常见的有常系数法和平均系数法。当经济发展、土地使用、物流源布局、物流设施等有较大变化时，此法误差较大。常增长系数法利用全规划区现状物流发生总量或吸引总量与未来物流发生总量或吸引总量之间的增长率，计算分区之间的物流分布量，计算公式为：0000iiijiiijAAlijlPPlijl或式中：lij、loij——分别是为未来及现状i区到j区的物流分布量；Pi、Poi——分别为未来及现状分区物流发生总量；Ai、Aoi——分别为未来及现状分区物流发生总量。②平均增长系数法实际中，每个分区的发生率与吸引率不平衡，为了减少误差，常采用平均增长系数法，计算公式为：00002121jiijijAjAPiPljialijl用上式计算出的一般不会满足约束条件：、因此，需要进行反复迭代计算，在第次计算出之后，得出，新的增长系数：ijljAiijliPjijlkijLjkijikiikilPPPajkijikiikilAAA则第次的计算公式为：kjkikijkijall211如此反复计算，直到、收敛到等于或接近1为止。kiakjk1k常用的重力模型如下：式中：——分区i到j分区的物流分布量——分区i的社会经济、资源分布、生产力布局等情况——分区j的社会经济、生产力布局、消费分布等情况——重力模型系数——分区i与分区j之间的阻抗参数.ijfijlOiLDjLkijDjoiijfLLkl③重力模型重力模型是运用物理学知识，模仿万有引力定律构造的模拟模式，它是反映i区与j区的物流交换量与i区和j区的社会经济活动的乘积成正比，而与i区及j区之间的阻抗成反比的一种空间模拟模型。OiLDjLijlijfij双约束重力模型要求在每一次计算过程中向发生量趋近的同时也向吸引量趋近，目前在规划中应用最广泛、精度亦最好。ijjiijfAPkkl21),,2,1,(njik1,k2——重力模型系数，它们保证模型计算过程中预测值同时满足等于发生总量及吸引总量；fij——i区与j区之间的阻抗。3、物流链选择物流链是指由主要物流通道和若干物流节点组成的物流服务体系，常见的物流链形式有单一链（如基于铁路的物流链、基于公路的物流链、基于航空的物流链、基于水运的物流链）以及综合链两种基本形式。物流链的选择会受到物品的自然属性、经济属性的影响，也受到物流网络线路与节点的技术特征、经济特征的影响，有时候还受到地区的消费水平、服务水平、生产制造水平的影响。决策者选择物流链是遵循效用最大化的行为假设来选择的，事实上每个决策者选择物流链的标准是不相同的。式中：——分区i到分区j，在l种物流链中选择物流链m的比重，也称为m链的分担率；——待定系数；——自然对数的底,ijmP84592.71828182ee1ijmijkrijmlrkePe在物流链选择的方法中有多种模型，如比例模型、分对数模型和概率模型。概率模型也称为ProbitModel，是选择决策中的一种比较常用的模型其函数形式可表达为：——分区i到分区j的第m个物流链的阻抗，也可以看成选择m链所支付的广义费用。ijkr广义费用通常由时间、费用、服务水平等因素构成，其计算公式可表达为：ijmijmijmijmrTPS式中：、、——为待定系数，可由调查所获得的若干组测量数据按最小二乘法来确定；Tijm——分区i到分区j，物流链m所消耗的时间；Pijm——分区i到分区j，物流链m的费用；Sijm——分区i到分区j，物流链m的服务水平，可以是该物流链在安全、可靠、准确、信息等方面的状态。4、物流网路分配物流网络分配是指确定物流网络上的各线路与各节点的物流量。物流网络的分配问题是一个复杂的动态的网络优化问题，理论上讲有两类分配方法，一类是利用数学规划模型来寻找分配量，例如使用最大割最小权的多商品流模型（MCFP）来求解网络上的物流分配量，另一类是网络分配中常用的模拟方法，一般有最短路法、静态多路径法、概率分配法、动态多路径法等，这里介绍最短路分配法。最短路分配是一种静态的单一路径的物流分配方法，在进行分配工作时，取两节点间的广义费用（出行时间或费用）为常数，即假设在两节点间的速度不受网络负荷的影响，运输、装卸和存储费用保持不变。空间上的L-OD量被全部分配在连接该起点和终点的最少费用的路径上，即最短路上，其他路径分配不到L-OD，其分配计算的框图如图所示：输入L-OD矩阵及网络几何信息计算路权计算最短路路权辨识各L-OD点对间的最短路线并分配该L-OD量累加各节点间物流量最后一L-OD点对是输出各物流节点总分配物流量转入下一L-OD点对否最短路分配法的计