理论教育 多配送中心选址问题的优化求解

多配送中心选址问题的优化求解

时间:2023-05-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:本节我们将结合一个实际案例介绍多配送中心选址问题的求解方法。本例中通过软件求解,得到3个配送中心分别应该建在淮安市、宝应县和高淳县,每年的最小总费用为168O882元。一个配送中心及其所服务的需求点用相同的形状表示。

多配送中心选址问题的优化求解

本节我们将结合一个实际案例介绍多配送中心选址问题的求解方法。某连锁企业的需求点分布在江苏省的2O个城市(如表2-1O所示),为了提高客户服务效率以及降低物流成本,该企业决定在省内建立若干配送中心,配送中心备选地分别是灌云县、宿迁市、淮安市、高邮市、宝应县、南通市、高淳县、溧水县。表2-1O是需求点和序号的对应表格,表2-11~表2-13分别列出了各个需求点的年需求量、单位存储费用、年固定成本以及需求点与备选点之间的单位运费等。我们将分别利用精确解法和近似解法从8个备选地中选择3个建立配送中心,使得总费用最低。

表2-10 需求点对应序号

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表2-11 各需求点的年需求量

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表2-12 各备选点的单位存储费用及年固定费用

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表2-13 各备选点到需求点的单位运输费用 (单位:元/t)

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(续)

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1.精确解法

由于多配送中心选址问题可以表示成一个整数线性规划模型,因此,可以利用Lingo软件编程,直接求解线性规划模型,得到精确最优解。本例中通过软件求解,得到3个配送中心分别应该建在淮安市、宝应县和高淳县,每年的最小总费用为168O882元。

根据计算结果,画出精确算法求出的配送中心分布图(见图2-5),图中实心点表示配送中心位置,相同形状的需求点由同一个配送中心提供配送服务,如2,3,4,5,7,12由配送中心5提供服务。一个配送中心及其所服务的需求点用相同的形状表示。

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图2-5 精确算法求出的配送中心分布图

从地理位置来看,高邮市处于中心的位置,理应是配送中心,但是其年固定费用过高,是宝应县的2倍多,所以不在高邮市建立配送中心。镇江市和泰州市被分配到较远的怀安县负责的配送区域内,一方面是因为宝应县的单位存储费用比怀安市要高,另一方面本例中给定的都是公路距离,并不是直线距离,因为江苏省处于长江下游,多水域,所以公路运输路线可能不是直线的。同时,分配给怀安市的配送任务较少,是因为怀安市的年固定费用较宝应县和高淳县高。这是综合考虑固定费用、运输费用和存储费用的最优选址结果。

2.近似解法

虽然多配送中心选址问题可以表示成整数线性规划模型,但由于模型中含有O、1变量,对于规模较大的问题,直接求解整数线性规划模型需要的时间太长。为了求解大规模问题,我们给出一种近似算法,该算法的基本思想是:首先将需求点按照地理位置划分成多个区域,再在每个区域中选择一个总费用最小的备选地建立配送中心。下面我们将结合本节案例说明近似算法的步骤。(www.daowen.com)

第一步,将需求点划分成3个区域。配送中心的选址决策受到很多因素影响,如供应商和需求点的分布、交通设施、政府政策、地域发展情况(劳动力成本、土地价格等)。应先根据影响选址的一些宏观因素进行配送区域的划分,使具有较高相似性的需求点聚在同一区域,这样有利于配送的管理和运营。

直接采用SPSS软件将2O个城市分为3个区域,从划分的结果可以看出,区域1中包含的配送中心备选地有灌云县和宿迁县,区域2中包含的配送中心备选地有淮安市、宝应县和高邮市,区域3中包含的配送中心备选地有南通县、高淳县和溧水县。表2-14~表2-16分别显示了各个区域内需求点之间的单位运输费用。

表2-14 区域1中各节点间的单位运输费用 (单位:元/t)

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表2-15 区域2中各节点间的单位运输费用 (单位:元/t)

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(续)

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表2-16 区域3中各节点间的单位运输费用 (单位:元/t)

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第二步,分别计算各区域内的最佳配送中心位置。根据表2-11~表2-16的数据,利用Excel分别计算出8个备选点作为配送中心所对应的总费用,结果如表2-17所示。从表2-17可以看出,三个区域的配送中心分别应该建在宿迁市、高邮市和南通市,总费用为2517O92.2元。

表2-17 总费用 (单位:元)

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根据表2-14~表2-17,画出近似算法求得的配送中心分布图(见图2-6),和图2-5一样,一个配送中心所服务的需求点用相同的形状表示。

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图2-6 近似算法得到的配送中心分布图

从两种方法得到的结果可以看出,精确算法得到的方案的总费用为168O882元,比近似算法得到的方案的最小总费用2517O92.2元少很多,这是由于近似算法在进行区域划分的时候,并没有考虑配送中心备选地的固定费用及单位存储费,因此有可能把配送中心选在固定费用较高的备选地,如本例中区域3的配送中心建在南通市,其固定费用是该区域最高的,从而导致总成本较高。

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