分析与决策物流技术2007年第26卷第6期(总第177期)
农产品配送中心选址问题研究
StudyonLocationofAgriculturalProductDistributionCenter
马晓兰,徐克林
MAXiao-lan,XUKe-lin
(同济大学机械工程学院,上海201804)
(SchoolofMachineryEngineering,TongjiUniversity,Shanghai201804,China)
[摘要]通过采用Baumol-Wolfe模型对在农产品生产基地农产品的腐烂和损失,而且能有效降低整个农产品供应链中的物流成本。
对于农产品生产基地和目标市场之间建立若干配送中心的这类配送问题,可以通过建立模型来求解,本文运用Baumol-Wolfe模型来解决在拟定的候选地中选择若干最优配送中心的问题。
和目标市场间建立若干配送中心以及时、高质量地对农产品进行配送问题进行了分析研究,并将其应用到实际的选址问题以验证该方法的有效性。
[关键词]农产品配送;Baumol-Wolfe模型;物流网点;配送中心选址
[中图分类号]F306;F224.0
[文献标识码]A
[文章编号]1005-152X(2007)06-0054-03
Abstract:Baumol-Wolfemodelisusedtoanalyzeandsolvetheproblemofdevelopingagriculturalproductlogisticsandisapplieditinthepracticallocationofdistributioncentersinthispaper.
Keywords:agriculturalproductdistribution;Baumol-Wolfemodel;logisticsnode;distributioncenterlocation
2
2.1
Baumol-Wolfe模型
建立模型
假如有i个货源点需要从j个候选的物流配送网点中选出
若干建立配送网点,将货物运送到k个需求点,这i个货源点也可不经过物流网点直接将货物送到需求点,使得运送货物的可变成本和固定成本之和达到最小,并且满足以下条件:①各个货源点调出的货物总量不大于该货源点的生产能力;②运到各个需求点的货物量不小于它的需求量;③每个物流配送网点的总进货量等于总出货量。建立模型之前标识几个变量如下:
货源点的产品供应量;Dk:需求点K货物的需求量;Cij:候Si:
选网点j从货源点i进货的运输成本;Djk:从候选网点j向需求点k供货的运输成本;Eik:从货源点i直达到需求点k的运输成本;Xij:从货源点i到候选网点j的货物量;Yjk:从候选网点j到需求点k的货物量;Zik:从货源点i直达到需求点k的货物量;候选网点j每单位货物通过量的变动成本(如仓库管理费、Wj:
加工费等,与规模有关);Uj:候选网点j是否选中的决策变量(0-1变量);Vj:候选网点j选中后的基础建设成本(固定费用,与规模无关)。
则目标总成本函数为:
MinF=!!CijXij+!!DjkYjk+!!EikZik+
i=1
j=1
j=1m
k=1
i=1
j=1
m
n
n
q
m
n
1前言
目前,在国内农产品产业链或生鲜供应链起主导作用的仍
然是农产品产地批发市场和销地批发市场,它是服务于农产品大宗商品跨地区收发调配的区域性农产品集散地。农产品流通过程基本上还是:农产品生产者-产地批发市场-销地批发市场-零售市场-消费者,因而农产品要经过多次周转才能从生产者运送到消费者手中。考虑到农产品,特别是蔬菜具有时令性、保鲜性等特点以及消费者对绿色食品越来越高的要求,如何以最快的速度、最好的质量将新鲜的农产品运送到消费者手中就显得十分有意义。
为了有效地对农产品进行配送,一些大型的农产品生产基地(如海南、甘肃等)有必要考察实际情况,在目标城市周边地区或郊区建立若干物流配送中心,对农产品进行及时配送。农产品物流配送中心有着天然的优势:一是货源集中、充足,品种齐全;二是主要靠“买全国,卖全国”,货源稳定;三是采取集中采购再分销出去的方法使得农产品成本和价格相对较低。因此,发展农产品配送大有作为,不仅可以减少因多次中转造成
-54-
(VU+W!X)!
jj
j
ij
j=1
i=1
n
马晓兰,等:农产品配送中心选址问题研究
满足条件:=1,2,…,m);!Xij+!Zik≤S(!Yjk+!Zikii
i=1
k=1
j=1
i=1
m
q
n
m
分析与决策
用Baumol-Wolfe模型可以在候选配送中心中求出若干个P2(实际农产品配送中心。暂设国内有两大农产品生产基地P1、不止,只为了简化计算),对上海市的几大农产品批发市场A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10供应农产品。为使总的物流配送成本降低,可在上海市周边或市区建立若干物流配送中心,目D2、D3、D4、D5。已知Pi的供应量和Ak的需前有5个候选地D1、
求量、从Pi到Dj的单位运输成本、从Dj到Ak的单位运输成本以及各配送中心的变动成本Wj。如表1、表2所示。
表1
农产品生产基地-配送中心的运输成本与配送中心的变动成本
≤D(2,…,q);=1,2,…,n);!Xij=!Yj(!Xij-MUjkk=1,kj
i=1
k=1
i=1
mqm
≤0(j=1,2,…,n)。
上式中Uj=
1j点被选中
M是一个相当大的正数,当"0j点被淘汰
Uj=0时(第j个物流网点不被选中),MUj=0,
!Xij=0,从i个货源点经过第j个物流网点的货
i=1
m
物量为0。反之,当Uj=1时(第j个物流网点1被此时只有!Xij为一选中),MUj为相当大的正数,
i=1m
有限大的正数(从i个货源点经过第j个物流网点的货物量为一有限值)时,最后一个不等式成立。
注:Zi是第i个配送中心的总通过量;α取0.5。
表2
配送中心-批发市场的运输成本与批发市场的需求量
2.2求解模型
这是一个非线性规划的数学模型,可采用先
求初始解,然后反复计算,逐渐逼近最优解。为了求解模型方便,假设所有货物都必须经过物流配2,送网点运送到需求点,即假定!Zik=0(k=1,
i=1m
…,q)。
(1)求初始解。首先对货源点和需求点的所有
组合(i,k),求每单位运输成本最小值,即求出从货源点i到需求点k运输成本最小的线路,找出对应的物流网点j。设经过j的货物通过总量为Zj。
n(Cij+Djk)先求最小运输成本Cik=mi,得到使
j
0
(1)初始解。对于从供应基地到批发市场的所有组合,找出使得总运输成本最小的配送中心,如表3所示。
表3
最小运输成本Cik0
从i到k运输成本最小的j,再求模型的初始解:min!!CikXik,并且满足!Xik=S(=1,2,…,m);ii
0
i=1
k=1
k=1
m
q
q
表3中从生产基地P2到批发市场A4(第二行第五列),经
0
!X
i=1
m
ik
=D(2,…,q),求得初始解Xik,进而求得Zj。kk=1,
0
D4的总运输成本是相同的,这里取D3;从生产过配送中心D3、
基地P2到批发市场A(,这里取D4。6第二行第七列)
表3中的数据是由表1中基地所在的行与表2中批发市场所在的列对应相加,取得的最小值(以下最小运输成本的计算方法同上)。如表3中P1和A3对应的数据10是由表1中P1行的5个数与表2中A3列的5个数对应相加,取5个数中的最小值得到的。由表3得到的初始解可参见表4。
表4
初始解
(2)求二次解。初始物流配送网点j的货物通过量Zj的变动成本为WZ(用α次幂表示规模),二次货物通过量Z的变
α
jjαj
0j
即对其求导(斜率)。所以二次最小成本动成本为W(Z),
0α-1
j
α-1
n(Cij+Djk+WjαCik=mi(Zj0)),模型的二次最优解为:
jm
q
q
m
1
min!!Cik1Xik,同样满足!Xik=S(=1,2,…,m);!Xik=Dkii
i=1
k=1
k=1
i=1
(k=1,2,…,q)。求得二次解Xik1,进而求得Zj1。
(3)求最优解。按照(2)的方法反复计算,直到(n-1)次解得的物流配送网点j的通过量此时终止计Zjn-1等于第n次解得的通过量Zjn,算,得到最优解,否则继续重复(2)的计算。
3实例选址研究
(2)求二次解。利用表4的初始解求出各配送中心通过的
α-1
农产品总量Zj0。由Wjα(Zj0)(α=0.5)进而可以求出各配送
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分析与决策
中心的变动成本,见表5。
表5
通过各配送中心的农产品总量与其变动成本
物流技术2007年第26卷第6期(总第177期)
α-1
求Cik1=min(Cij+Djk+Wjα(Zj0)),即总运输成本与变动
成本之和的最小值可见表6。表7为所得二次解。
(3)求三次解。同上可以求出三
∞
1
次解,如表8。由于二次解与三次解不同,因而继续计算。
(4)求四次解。继续求解,得表9、表10、表11。
比较表8和表11可以看出,三次解和四次解的通过量相同,所以第四次解是最优解。从表11中可以看出,在5个候选配送中心中,应该选取D1、D2、D5建立配送中心。
表6
二次最小成本Cik
表7二次解
4结束语
如何从多个候选物流网点中选
取最优的若干物流配送中心是本文
表8
A1
三次解
的关键。本文运用Baumol-Wolfe模型,针对上海市批发市场的现状,选取若干最佳的配送中心,使得运输成本与各配送中心的变动成本之和最小。但该模型也有不足的地方,它没有考虑建立各配送中心的固定成本,而且选出来的配送中心可能太多。但
表9通过各配送中心的农产品总量与其变动成本对于农产品的配送问题,该模型还是比较适用的。
[参考文献]
[1]孙焰.现代物流管理技术-建模理论及算法设计[M].上海:同济大学出版社,
表10四次最小成本
2005.
[2]姚城.物流配送中心规划与运作管理[M].广州:广东经济出版社,2004.[3]姜大元.基于多节点的物流选址规划研究[J].现代物流,2005,27(8):24-26.
[收稿日期]2007-03-27
[作者简介]马晓兰(1983-),女,同济大学
工业工程硕士研究生。徐克林,女,同济大学工业工程教研室主任,教授,博导。
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分析与决策物流技术2007年第26卷第6期(总第177期)
农产品配送中心选址问题研究
StudyonLocationofAgriculturalProductDistributionCenter
马晓兰,徐克林
MAXiao-lan,XUKe-lin
(同济大学机械工程学院,上海201804)
(SchoolofMachineryEngineering,TongjiUniversity,Shanghai201804,China)
[摘要]通过采用Baumol-Wolfe模型对在农产品生产基地农产品的腐烂和损失,而且能有效降低整个农产品供应链中的物流成本。
对于农产品生产基地和目标市场之间建立若干配送中心的这类配送问题,可以通过建立模型来求解,本文运用Baumol-Wolfe模型来解决在拟定的候选地中选择若干最优配送中心的问题。
和目标市场间建立若干配送中心以及时、高质量地对农产品进行配送问题进行了分析研究,并将其应用到实际的选址问题以验证该方法的有效性。
[关键词]农产品配送;Baumol-Wolfe模型;物流网点;配送中心选址
[中图分类号]F306;F224.0
[文献标识码]A
[文章编号]1005-152X(2007)06-0054-03
Abstract:Baumol-Wolfemodelisusedtoanalyzeandsolvetheproblemofdevelopingagriculturalproductlogisticsandisapplieditinthepracticallocationofdistributioncentersinthispaper.
Keywords:agriculturalproductdistribution;Baumol-Wolfemodel;logisticsnode;distributioncenterlocation
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Baumol-Wolfe模型
建立模型
假如有i个货源点需要从j个候选的物流配送网点中选出
若干建立配送网点,将货物运送到k个需求点,这i个货源点也可不经过物流网点直接将货物送到需求点,使得运送货物的可变成本和固定成本之和达到最小,并且满足以下条件:①各个货源点调出的货物总量不大于该货源点的生产能力;②运到各个需求点的货物量不小于它的需求量;③每个物流配送网点的总进货量等于总出货量。建立模型之前标识几个变量如下:
货源点的产品供应量;Dk:需求点K货物的需求量;Cij:候Si:
选网点j从货源点i进货的运输成本;Djk:从候选网点j向需求点k供货的运输成本;Eik:从货源点i直达到需求点k的运输成本;Xij:从货源点i到候选网点j的货物量;Yjk:从候选网点j到需求点k的货物量;Zik:从货源点i直达到需求点k的货物量;候选网点j每单位货物通过量的变动成本(如仓库管理费、Wj:
加工费等,与规模有关);Uj:候选网点j是否选中的决策变量(0-1变量);Vj:候选网点j选中后的基础建设成本(固定费用,与规模无关)。
则目标总成本函数为:
MinF=!!CijXij+!!DjkYjk+!!EikZik+
i=1
j=1
j=1m
k=1
i=1
j=1
m
n
n
q
m
n
1前言
目前,在国内农产品产业链或生鲜供应链起主导作用的仍
然是农产品产地批发市场和销地批发市场,它是服务于农产品大宗商品跨地区收发调配的区域性农产品集散地。农产品流通过程基本上还是:农产品生产者-产地批发市场-销地批发市场-零售市场-消费者,因而农产品要经过多次周转才能从生产者运送到消费者手中。考虑到农产品,特别是蔬菜具有时令性、保鲜性等特点以及消费者对绿色食品越来越高的要求,如何以最快的速度、最好的质量将新鲜的农产品运送到消费者手中就显得十分有意义。
为了有效地对农产品进行配送,一些大型的农产品生产基地(如海南、甘肃等)有必要考察实际情况,在目标城市周边地区或郊区建立若干物流配送中心,对农产品进行及时配送。农产品物流配送中心有着天然的优势:一是货源集中、充足,品种齐全;二是主要靠“买全国,卖全国”,货源稳定;三是采取集中采购再分销出去的方法使得农产品成本和价格相对较低。因此,发展农产品配送大有作为,不仅可以减少因多次中转造成
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(VU+W!X)!
jj
j
ij
j=1
i=1
n
马晓兰,等:农产品配送中心选址问题研究
满足条件:=1,2,…,m);!Xij+!Zik≤S(!Yjk+!Zikii
i=1
k=1
j=1
i=1
m
q
n
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分析与决策
用Baumol-Wolfe模型可以在候选配送中心中求出若干个P2(实际农产品配送中心。暂设国内有两大农产品生产基地P1、不止,只为了简化计算),对上海市的几大农产品批发市场A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、A10供应农产品。为使总的物流配送成本降低,可在上海市周边或市区建立若干物流配送中心,目D2、D3、D4、D5。已知Pi的供应量和Ak的需前有5个候选地D1、
求量、从Pi到Dj的单位运输成本、从Dj到Ak的单位运输成本以及各配送中心的变动成本Wj。如表1、表2所示。
表1
农产品生产基地-配送中心的运输成本与配送中心的变动成本
≤D(2,…,q);=1,2,…,n);!Xij=!Yj(!Xij-MUjkk=1,kj
i=1
k=1
i=1
mqm
≤0(j=1,2,…,n)。
上式中Uj=
1j点被选中
M是一个相当大的正数,当"0j点被淘汰
Uj=0时(第j个物流网点不被选中),MUj=0,
!Xij=0,从i个货源点经过第j个物流网点的货
i=1
m
物量为0。反之,当Uj=1时(第j个物流网点1被此时只有!Xij为一选中),MUj为相当大的正数,
i=1m
有限大的正数(从i个货源点经过第j个物流网点的货物量为一有限值)时,最后一个不等式成立。
注:Zi是第i个配送中心的总通过量;α取0.5。
表2
配送中心-批发市场的运输成本与批发市场的需求量
2.2求解模型
这是一个非线性规划的数学模型,可采用先
求初始解,然后反复计算,逐渐逼近最优解。为了求解模型方便,假设所有货物都必须经过物流配2,送网点运送到需求点,即假定!Zik=0(k=1,
i=1m
…,q)。
(1)求初始解。首先对货源点和需求点的所有
组合(i,k),求每单位运输成本最小值,即求出从货源点i到需求点k运输成本最小的线路,找出对应的物流网点j。设经过j的货物通过总量为Zj。
n(Cij+Djk)先求最小运输成本Cik=mi,得到使
j
0
(1)初始解。对于从供应基地到批发市场的所有组合,找出使得总运输成本最小的配送中心,如表3所示。
表3
最小运输成本Cik0
从i到k运输成本最小的j,再求模型的初始解:min!!CikXik,并且满足!Xik=S(=1,2,…,m);ii
0
i=1
k=1
k=1
m
q
q
表3中从生产基地P2到批发市场A4(第二行第五列),经
0
!X
i=1
m
ik
=D(2,…,q),求得初始解Xik,进而求得Zj。kk=1,
0
D4的总运输成本是相同的,这里取D3;从生产过配送中心D3、
基地P2到批发市场A(,这里取D4。6第二行第七列)
表3中的数据是由表1中基地所在的行与表2中批发市场所在的列对应相加,取得的最小值(以下最小运输成本的计算方法同上)。如表3中P1和A3对应的数据10是由表1中P1行的5个数与表2中A3列的5个数对应相加,取5个数中的最小值得到的。由表3得到的初始解可参见表4。
表4
初始解
(2)求二次解。初始物流配送网点j的货物通过量Zj的变动成本为WZ(用α次幂表示规模),二次货物通过量Z的变
α
jjαj
0j
即对其求导(斜率)。所以二次最小成本动成本为W(Z),
0α-1
j
α-1
n(Cij+Djk+WjαCik=mi(Zj0)),模型的二次最优解为:
jm
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1
min!!Cik1Xik,同样满足!Xik=S(=1,2,…,m);!Xik=Dkii
i=1
k=1
k=1
i=1
(k=1,2,…,q)。求得二次解Xik1,进而求得Zj1。
(3)求最优解。按照(2)的方法反复计算,直到(n-1)次解得的物流配送网点j的通过量此时终止计Zjn-1等于第n次解得的通过量Zjn,算,得到最优解,否则继续重复(2)的计算。
3实例选址研究
(2)求二次解。利用表4的初始解求出各配送中心通过的
α-1
农产品总量Zj0。由Wjα(Zj0)(α=0.5)进而可以求出各配送
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分析与决策
中心的变动成本,见表5。
表5
通过各配送中心的农产品总量与其变动成本
物流技术2007年第26卷第6期(总第177期)
α-1
求Cik1=min(Cij+Djk+Wjα(Zj0)),即总运输成本与变动
成本之和的最小值可见表6。表7为所得二次解。
(3)求三次解。同上可以求出三
∞
1
次解,如表8。由于二次解与三次解不同,因而继续计算。
(4)求四次解。继续求解,得表9、表10、表11。
比较表8和表11可以看出,三次解和四次解的通过量相同,所以第四次解是最优解。从表11中可以看出,在5个候选配送中心中,应该选取D1、D2、D5建立配送中心。
表6
二次最小成本Cik
表7二次解
4结束语
如何从多个候选物流网点中选
取最优的若干物流配送中心是本文
表8
A1
三次解
的关键。本文运用Baumol-Wolfe模型,针对上海市批发市场的现状,选取若干最佳的配送中心,使得运输成本与各配送中心的变动成本之和最小。但该模型也有不足的地方,它没有考虑建立各配送中心的固定成本,而且选出来的配送中心可能太多。但
表9通过各配送中心的农产品总量与其变动成本对于农产品的配送问题,该模型还是比较适用的。
[参考文献]
[1]孙焰.现代物流管理技术-建模理论及算法设计[M].上海:同济大学出版社,
表10四次最小成本
2005.
[2]姚城.物流配送中心规划与运作管理[M].广州:广东经济出版社,2004.[3]姜大元.基于多节点的物流选址规划研究[J].现代物流,2005,27(8):24-26.
[收稿日期]2007-03-27
[作者简介]马晓兰(1983-),女,同济大学
工业工程硕士研究生。徐克林,女,同济大学工业工程教研室主任,教授,博导。
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