第2章物流系统设计与分析的基本理论1

第2章物流系统设计与分析的基本理论本章学习目标掌握物流系统设计的原则；掌握物流系统设计的内容、方法；掌握物流系统基础资料的调查与分析；了解物流系统需求特征；了解物流需求预测方法；了解物流系统设计评估方法。本章主要内容2.12.22.42.3物流需求预测物流系统基础资料的调查与分析物流系统设计评估物流系统设计与分析概述第一节概述物流系统设计（LogisticsSystemDesign）是运用系统方法分析研究物流过程中相互联系的各部分的问题和需求，确立解决它们的方法步骤，然后评价物流运作成果的系统计划过程。物流系统设计与分析以系统工程学为主要基本理论。系统工程科学实现系统最优化的科学。是一门高度综合性的管理工程技术，涉及应用数学（如最优化方法、概率论、网络理论等）、基础理论（如信息论、控制论、可靠性理论等）、系统技术（如系统模拟、通信系统等）以及经济学、管理学、社会学、心理学等各种学科。系统工程的主要任务是根据总体协调的需要，把自然科学和社会科学中的基础思想、理论、策略、方法等从横的方面联系起来，应用现代数学和电子计算机等工具，对系统的构成要素、组织结构、信息交换和自动控制等功能进行分析研究，借以达到最优化设计，最优控制和最优管理的目标。系统工程是按照系统的各个目标进行权衡，全面求得最优解，并使各组成部分能够最大限度的相互适应的方法。——美国切斯纳系统工程就是研究系统所需的思想、技术、方法和理论等体系化的总称。——日本三浦武雄系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种所有系统都具有普遍意义的科学方法。——钱学森系统工程的核心内容包括：۩系统管理理论۩运筹学数学模型۩综合应用方法系统工程是以系统为研究对象，从整体观念出发，使用科学的方法规划和组织人力、财力和物力，通过最优途径的选择，使整个系统在一定期限内达到最合理、最经济、最有效的效果。霍尔三维结构又称霍尔的系统工程，后人与软系统方法论对比，称为硬系统方法论（HardSystemMethodology,HSM）。是美国系统工程专家霍尔(A·D·Hall)于1969年提出的一种系统工程方法论。霍尔三维结构是将系统工程整个活动过程分为前后紧密衔接的七个阶段和七个步骤，同时还考虑了为完成这些阶段和步骤所需要的各种专业知识和技能。这样，就形成了由时间维、逻辑维和知识维所组成的三维空间结构。时间维表示系统工程活动从开始到结束按时间顺序排列的全过程，分为规划、拟定方案、研制、生产、安装、运行、更新七个时间阶段。逻辑维是指时间维的每一个阶段内所要进行的工作内容和应该遵循的思维程序，包括明确问题、确定目标、系统综合、系统分析、优化、决策、实施七个逻辑步骤。知识维列举需要运用包括工程、医学、建筑、商业、法律、管理、社会科学、艺术、等各种知识和技能。规划阶段运行阶段装配阶段研制阶段计划阶段更新阶段环境教育医学法律工程社会科学知识维（科学技术平台）逻辑维（方法、步骤）时间维（时间进度）明确问题选择目标系统综合方案优化系统分析作出决策付之实施霍尔三维结构图生产阶段一、物流系统设计的原则系统论的基本原理：整体性层次性开放性目的性突变性、稳定性、组织性、相似性物流系统研究的应遵循的基本规律：1.结构功能相关规律：系统结构和功能相互联系和相互转化的规律。2.信息反馈规律：一定的系统输入可以产生一定的系统输出，结果反馈给输入，以此来调整输入，以达到最优输出的目的。3.竞争协同规律：系统内部的要素之间以及系统与环境之间，既存在整体同一性又存在个体差异性。4.涨落有序规律：系统的发展演化通过涨落达到有序，通过个别差异得到集体响应放大，通过偶然性表现出必然性，从而实现从无序到有序、从低级到高级的发展。5.优化演化规律：系统在不断演化过程中得到不断优化和进化的规律性变化。一个物流系统由许多要素组成，要素之间相互作用，物流系统与环境互相影响，这些问题涉及面广而又错综复杂，因此进行物流系统分析设计时，应认真考虑以下一些原则：•（1）物流系统内部与物流系统环境相结合•（2）局部效益与整体效益相结合•（3）当前利益与长远利益相结合•（4）定量分析与定性分析相结合物流系统设计应处理好的关系二、影响物流系统设计的因素物流服务项目是在物流系统的分析与设计的基础上进行的。由于竞争对手、物流服务市场在不断地发生变化，为了适应变化的环境，必须不断地改进物流服务条件，以寻求最有利的物流系统，支持市场发展前景良好的物流服务需求项目。为了成为有效的市场参与者，应对竞争对手的物流竞争力，如竞争者的服务水平、物流资源配置情况、服务方式及理赔情况等进行详细分析，从而掌握行业基本服务水平，寻求自己的物流市场定位，以发展自身的核心竞争力，构筑合理的物流系统。1.物流服务需求2.行业竞争力物流系统中物流设施结构直接同客户的特点及状况有关。地区人口密度、交通状况、经济发展水平等都影响着物流设施设置的决策。在技术领域中对物流系统最具影响力的是信息、运输、包装、装卸搬运、管理技术等。流通渠道结构由买卖产品的关系组成，一个企业必须在渠道结构中建立企业间的商务关系，而物流活动是伴随着一定的商务关系而产生的。因此为了更好地支持商务活动．物流系统的构筑应考虑流通渠道的结构。3．地区市场差异4．物流技术发展5．流通渠道结构经济发展水平、居民消费水平、产业结构等直接影响着物流服务需求的内容、数量、质量。为了满足用户需要，物流业的内容也在不断拓展、丰富，运输、配载、配送、中转、保管、倒装、装卸、包装、流通加工和信息服务等构成了现代物流活动的主要内容。运输法规、税收政策、工业标准等都将影响物流系统的规划。在分析设计时，要考虑政策性因素，如政府的方针、税收政策、法令以及法律法规和发展规划等方面的要求，还要考虑环保因素，如废物排放量、污染程度、生态平衡等要求，同时，要遵循国家标准与行业标准。6．经济发展水平7．法规、财政、工业标准等三、物流系统设计的内容组织是一切经营活动的载体，也是为规范和协调物流业务活动及相关参与主体利益冲突进行规制安排的一种形式，有效的和有效率的物流组织是物流系统管理中至关重要的因素。物流网络的设计是以顾客服务水平、选址决策、库存规划、运输管理这四个主要规划项目为基础的。1．物流系统组织结构分析与设计2．物流系统网络结构的分析与设计物流系统存在的目的就是为了实现特定的目标，但物流系统目标的实现并不容易，因为物流系统在实际运营当中所面临的内外部环境是不断变化的，这会导致物流系统实际产出偏离物流系统目标的情况发生。这时，我们就需要对物流系统的运转进行一定程度的控制。物流系统是由多个子系统组成的复杂系统，物流信息系统成为各个子系统之间沟通的关键，在物流活动中起着中枢神经系统的作用。3．物流系统控制机制分析与设计4．物流信息系统分析与设计物流系统的评价是指从技术和经济两个方面对建立的各种物流系统方案所进行的评价，并从中选择出技术上先进可行、经济上合理的最优系统方案的过程。物流系统评价是物流系统中一项重要的基础工作。5．物流系统的评价2345第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段第五阶段可行性分析与项目规划阶段搜集和分析数据阶段物流系统方案设计阶段提供建议与方案实施阶段运行与改进阶段1四、物流系统设计的步骤可行性分析与项目规划阶段物流系统方案设计阶段提供建议与方案实施阶段搜集和分析数据阶段（1）向管理层推荐两到三个最佳方案（2）对推荐的几个方案进行成本评估（3）进行风险分析（4）灵敏度分析利用分析结果以及确立的基本思路,依照设计原则要求,从全局出发进行物流系统的方案设计搜集数据（1）确定数据分析方法（2）给出基本假设（3）确定各类数据来源（4）收集数据（有效性、代表性和适用性分析数据（1）定义所分析的问题（2）基本结果检验（3）结果比较可行性分析:（1）企业物流现状分析（2）物流发展机会分析（3）物流成本效益分析项目规划（1）总体目标（2）约束条件（3）衡量标准（4）分析方法（5）工作计划运行与改进阶段在运行中观察,发现问题及时改进,或进行必要的系统更新,直至运行状况良好,达到预期目的并产生良好的效应.第二节物流系统基础资料的调查与分析一、基础设计资料调查的内容1.物流资源状况调查物流节点设备状况，如物流节点分布、规模、功能，交通网络，运输设备，仓储设备，信息系统等；物流系统的基本运营状况，如组织管理体系，服务模式，营业状况，服务种类，作业方式，单据流程，作业流程等。2.物流服务需求调查服务水平，如缺货率、送货时间、服务费用等；客户分布，如现有的和潜在的客户分布等；产品特征，如产品尺寸、重量和特殊的搬运需求；需求特征，如客户的订单特征，客户订货的季节性变化，客户服务的重要性等；需求规模，如交通流量等；需求服务内容，如需要提供的服务；其他。3.社会经济发展调查主要调查、分析物流服务区域的社会经济发展状况，具体包括经济规模、发展前景、产业构成、空间布局等。4.竞争状况调查竞争对手的物流资源配置、网络布局、服务方式、营业状况等。二、基础设计资料的调查方法物流系统调查的主要方法有以下几种:查阅历史资料：就是到各个科室查阅档案材料。事先应学习一些有关的业务知识。召开调查会：这种集中调查讨论的方法，适合于了解掌握宏观情况。访问面谈调查：对各级管理人员和工作人员要自上而下地进行访问。对细节要做专门访问。发调查表：设计调查表，对一些共性的问题进行较大范围的调查，征求意见。参加业务实践：参加业务实践（如深入现场、跟班作业），这是调查情况的最佳方法。三、物流系统调查样本容量样本容量指的是为了在分析中得到一个较理想的准确度而需要的数据点数量。物流分析设计结果的有效性－－取决于样本容量及在分析中所使用的数据点的数量，样本容量随着期望准确程度、置信度、数据变异性的增加而增加。在实际工作中,样本容量的确定实际上就是在抽样误差与经费预算之间求得最佳的平衡,即在可以接受的抽样误差的条件下使用最少的经费,当然,有时候则可能是在一定的经费额度条件下争取最小的抽样调查误差,而这个误差当然必须是可以接受的。四、数据准确性分析1.数据的准确性数据的准确性指的是数据的可靠性。数据的准确性可通过扫描那些取值范围来证实，或者比较不同数据来源的同一数据来分析，这些都将有助于证实数据的准确性。2.异常数据审查百分数方法数值比较法五、数据分类归并1.数据汇总的方式通常根据产品某些特征（如产品的相似之处）进行分组，可按重量、体积、易腐性、暴露的危险等分组。2.分组采用的方法聚类----聚类是将相似的物体归为一类的各种统计和数学模型的统称。聚类分析指将物理或抽象对象的集合分组成为由类似的对象组成的多个类的分析过程。从实际应用的角度看，聚类分析是数据挖掘的主要任务之一。而且聚类能够作为一个独立的工具获得数据的分布状况，观察每一簇数据的特征，集中对特定的聚簇集合作进一步地分析。聚类分析还可以作为其他算法（如分类和定性归纳算法）的预处理步骤。如在市场营销方面聚类分析被用来发现不同的客户群，并且通过购买模式刻画不同的客户群的特征。聚类方法的步骤如下：第一步：选择期望的最终分类数目，计算各产品相似矩阵（可以用任一种距离公式），初始化时设每一个样本为一类。第二步：找出距离矩阵中的最大值元素（意味着最大相似度）及对应于这个值的两类产品j和k，将j类和k类合并为一个新类t。重新计算新类和其它类别之间的相似度（某一类可能只有一个元素或有几个元素）。t类和s类之间的相似度等于l和m之间的相似度的最大值（l∈t，m∈s）（在最近距离时为最小值），同时去掉j和k类。第三步：如果矩阵达到了期望类数停止，否则重复步骤2。注：对于难以得到的数据或已丢失数据，可以采用征求专家意见、采用简单的插值、较为复杂的一些预测方法来估计等方法进行补足。六、基础设计资料的分析方法1.定量分析法定量分析法是指运用现代数学方法对有关的数据资料进行加工处理，据以建立能够反映有关变量之间规律性联系的