• 華中科技大學工程碩士研究生學位論文開題報告——配送中心選址優化問題研究

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    論文字數:5214 論文編號:sb2022072621240149151 日期:2022-09-05 來源:碩博論文網
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    一、選題的依據、意義和理論或實際應用方面的價值:
    隨著經濟的發展及中國加入WTO,服務貿易領域的逐步開放,國際貿易的持續升溫,中國經濟面臨著融入世界經濟大潮前所未有的機遇和挑戰,特別是世界制造業中心向中國轉移,使中國物流市場的巨大潛力迅速釋放,吸引了眾多國際物流巨頭的眼光。從世界范圍看,物流對經濟發展的巨大貢獻已被許多國家的實踐所證實,特別是近些年來,物流的系統、集約作用展現了它降低環境污染、促進可持續發展的重要價值,受到了社會的廣泛關注。1997年開始爆發的東南亞金融危機,以新加坡、香港為代表的將物流作為支柱產業的國家和地區表現了很強的抵御危機能力,這使人們對物流在國民經濟中的重要地位又有了進一步深刻的認識和重視,以致一國物流的綜合發展水平成為判斷其國家綜合實力的標志之一??蛻魧Ψ盏男枨笏街鸩教岣吆投鄻踊厔萏峁┑氖袌鰴C會。隨著商品經濟的發展和人民物資文化生活水平的提高,顧客對服務質量的期望水平將不斷提高并呈現多樣化趨勢,貨物運輸中小批量、多品種、高價值的貨物越來越多。能否向顧客提供門到門的基本運輸服務和其他增值服務,日益成為衡量客戶服務的質量標準,而這些將為現代物流配送業帶來蓬勃的發展機會。
    因此隨著我國社會主義市場經濟體系建立、世界經濟一體化進程的加快和科學技術的飛速發展,物流產業作為國民經濟中的一個新興的產業部門,將成為我國本世紀重要產業和國民經濟新的增長點。黨中央和國務院已把現代物流業發展提到了國家經濟發展戰略規劃和重要應對措施的戰略高度,把它作為提高市場競爭能力和提升企業核心競爭力的重要手段,把現代物流理念、先進的物流技術和現代經營模式引入國家、地方經濟建設和企業經營與管理之中。
    我國許多大中城市都在積極規劃各種類型的配送中心,以改善城市投資環境、增強城市競爭能力。這對加快我國現代化物流業發展,對于優化資源配置、提高經濟運行質量、促進企業改革發展都具有十分重要的意義。然而由于我國長期實行的計劃經濟體制和受經濟發展水平的制約,對現代化物流的認識和實踐,同發達國家相比還存在相當大的差距,“大而全”、“小而全”的思維方式至今仍在各級企業領導者頭腦中占據主要位置。在我國工商領域中,采購、制造、運輸、倉儲、配送等環節彼此分割,一方面造成企業資金積壓、庫存過大,另一方面運輸、倉儲貨源不足,未能充分利用現有設施。因此如何站在系統的高度,大力推進現代化物流發展,把彼此分割的環節有機的連接起來,建立配送中心優化整個社會物流系統,是我國經濟發展的迫切需要[1]。
    然而配送中心的建設投資大、周期長、回收緩慢,且一經選定后就將長期運營。因此配送中心的合理選址,無論是新建、改擴建或者是租用就顯得十分重要。它不僅與運行費用直接相關,而且對工作效率和物流控制水平產生很大的影響。因此為了提高物流系統的綜合效益,在物流系統分析和設計時,配送中心的選址需要得到模型化、數理化方法的支持,在物流研究和應用比較先進的國家,如美國、日本和德國等在這方面一經有多項研究報告和應用成果問世。在我國,物流系統的合理化研究尚處于初始階段,仍需引起更多的重視和關注。
    現代物流作為我國在21世紀發展的新領域和新經濟增長點,將在我國新世紀產業發展戰略中占有越來越重要的地位。隨著物流在國民經濟中的地位日益凸顯,作為物流網絡中的子節點的配送中心也開始逐漸為人們所重視,它是企業現代物流管理的過程中企業物流配送體系的重要組成要素。配送中心是現代物流的重要組成部分,其上是制造商、生產商,其下是客戶。配送在整個物流過程中,與采購、運輸、保管、裝卸、流通加工、包裝和物流情報一樣,成為物流的基本功能之一,起到承上啟下的作用。配送中心規模龐大,地處要塞,其建設和經營不僅會影響到周邊地區,甚至影響到整個城市的經濟發展,并且對所處區域的生態環境等都會帶來重大影響。如何綜合考慮地理位置、道路狀況、運輸距離、運輸環節、運輸工具、運輸時間、運輸費用等因素,科學選擇規劃配送中心數量與位置將直接影響物流成本與貨物運送服務質量。
    因此,在配送中心的投資建設之前進行周密詳細的規劃設計十分必要,而配送中心的選址則在其規劃設計中占據核心地位,它不僅影響著配送中心的經營方式,而且也對配送中心的網絡布局、經營成敗有著至關重要的決定性作用。從某種程度上來說,配送中心選址的優劣,影響著配送中心經營的成敗。
    二、本課題在國內外的研究現狀:
    在國外,許多關于選址問題的早期理論是由土地經濟學家提出的,帕蘭德(T.Palander)、阿爾弗雷德.韋伯(Alfred Weber),沃爾特.愛薩德(Walter Isard),梅爾文.格林哈特(Melvin Greenhut)等等。美國選址專家Melvin Greenhut將選址的決策工作推進到一個新的層次。他認為,應該將選址的所有因素(包括外部環境因素和企業內部環境因素)都羅列出來加以綜合考慮和評價,分析各項選址決策能夠帶來的收益或利潤,在利潤最大化基礎之上進行決策。歸納起來配送中心選址方法可分為連續模型選址、離散模型選址和專家咨詢法選址等三類。
    (1)連續模型選址方法。這類方法認為物流節點的地點可取直角坐標上的任意點。一般采用的方法是重心法,另有交叉中值模型。
    ①重心法在評價的過程中使用的是歐幾米的距離,即直線距離,它使選址問題變得復雜,但有更廣闊的應用范圍。它的優點是不限于在特定的備選地點進行選址,靈活性較大。但由于自由度較大,考慮到城市的地理條件,并且必須與城市本身的規劃和道路體系相吻合,因此選出的地址很可能是無法實現的地點。
    ②交叉中值模型是用來解決連續點選址問題的一種十分有效的模型,它使用城市距離進行計算。通過對交叉中值的方法可以對單一的選址問題在一個平面上加權的城市距離進行最小化。將物流配送節點與零售店之間的直線距離成其對應的需要量,再乘以發送費率所得的積為最小時,則求得結果為最優點。
    其相應的目標函數為:
     其中,為與第個點對應的權重(例如需求量),為第個點的坐標,為待選址配送中心的坐標,為需求點的個數。   
    (2)離散模型選址方法。它指的是在有限的候選位置里面,選取最為合適的一個或一組位置為最優方案,相應的模型就叫離散點選址模型。它與連續點選址模型的區別在于:它所擁有的候選方案只有有限個元素,在進行選址時只需對有限個位置進行分析。經典的方法有p-中值模型法,覆蓋模型,Kuehn-Hamburger模型法[2],CFLP法[3]和Baumol - Wolfe 模型法[4]等。
    p-中值模型是指在一個給定數量和位置的需求集合和一個候選設施位置的集合下,分別為p個物流配送中心找到合適的位置并指派每個需求點到一個特定的物流配送中心,使之達到在物流配送中心和需求點之間的運輸費用最低。它一般適用于工廠或倉庫的選址問題,如要求在它們和零售商或顧客之間的費用最小。
    覆蓋模型,就是對于需求已知的一些需求點,如何確定一組物流配送中心來為其服務。在這個模型中需要確定物流配送中心的個數和合適的位置。該模型適用于商業物流系統,如零售點、加油站、宅急便配送中心、急救中心、消防中心等選址問題以及計算機與通信系統的設置。根據解決問題的策略不同,可以分為集合覆蓋模型和最大覆蓋模型。
    當配送中心的能力有限制,而且用戶的地址和需求量以及設置多個配送中心的數目均以確定的情況下,可采用CFLP法,從配送中心的備選地點中選出總費用最小的由多個配送中心(假設個)組成的配送系統。首先假定配送中心的備選地點一定,據此假定在保證總運輸費用最小的前提下,求出各暫定配送中心的供應范圍。然后再在所求出的供應范圍內分別移動配送中心至其它備選地點,以使各供應范圍的總費用下降。當移動每個配送中心的地點都不能繼續使本區域總費用下降,則計算結束;否則,按可使費用下降的新地點,再求各暫定配送中心的供應范圍,重復以上過程,直到費用不再下降為止。
    Baumol - Wolfe 模型是在CFL P 模型的基礎上,綜合考慮了配送中心存儲費用,該方法假定配送中心的候選位置及其變動、固定存儲成本已知,求解配送中心的個數、大小和位置,以使運輸成本和存儲成本之和最小。該模型最顯著的優點在于它綜合考慮了配送中心的運輸費用、建設費用和存儲費用;缺點在于其求解方法與Cluster 法、CFL P 法一樣,都屬于啟發式算法,所求的解有可能只是局部最優解,而非全局最優解。
    為彌補Baumol - Wolfe 模型的缺陷,人們又建立混合0-1規劃模型,它將配送中心的固定費用列入目標函數,將容量限制及個數限制列入約束條件。不足在于將可變費用改為按線性關系處理,這種倒退主要來自求解的考慮,使該模型具有混合0-1線性規劃結構。但求解此模型的計算量仍很大。
    (3)專家咨詢法。這類方法是將專家憑經驗、專業知識做出的判斷以數值形式表示,從而進過綜合分析后對選址進行決策。由于前兩類方法的選址研究很難將選址中的所有影響因素考慮周全,并且即便想把這些因素考慮全面,也很難量化形成模型中的約束條件。因此,建立一種配送中心的選址評價指標體系,應用模糊評價、層次分析法等數學方法進行綜合評價,進而確定配送中心的最優位置就顯得十分有效。但是這類方法專家的主觀判斷占據主導地位,決策結果常常受到專家知識結構、經驗以及他們所處的地位、時代和社會環境等諸多因素的限制和影響。所以,對于有限的備選地點,這類方法盡管常常有效,但是若以整個城市大系統為研究對象來研究配送中心的選址,則必須具備足夠的基礎資料,輔助以定量分析,否則將缺乏足夠的說服力。
    我國從20世紀80年代中期開始研究物流問題,20世紀90年代以后,才出現“物流配送中心”的實體。與此同時,物流配送中心選址問題也越來越引起學者的廣泛關注。
    在國內許多專家和學者在研究配送中心選址與具體應用環境相結合,并給出具體算法。馬正元認為人工神經網絡在配送中心選址優化中的應用有效的解決了物流配送系統中紛繁復雜的線路優化組合問題,為企業有效地決策配送方案提供了一種有效的手段[5]。魏巧云等人在考慮產品運輸成本和配送中心運營可變成本的基礎上,建立了一個有關多個配送中心的選址模型得到了較為滿意的選址結果[6]。王戰權等針對配送中心的選址問題,將遺傳算法這一全局搜索優化技術運用其中,通過建立選址的遺傳算法模型,研究了算法設計,分析了其特點,并與傳統的混合整數規劃解析法進行了分析比較[7]。高自友等提出了一類有競爭的物流配送中心選址模型,把求解的問題歸結為無約束的非線性規劃問題,并給出了迭代算法[8]。丁浩等研究了城市物流配送中心選址方法,提出0-1型整數規劃問題[9]。西南交通大學的劉海燕等人主要分析物流系統中庫存管理、運輸、配送中心之間的聯系,應用最優化方法建立了配送中心選址的數學模型[10]。譚凌等提出了基于庫存成本優化的配送中心選址問題,研究了需求不確定、存在運輸規模經濟下的連鎖零售企業的配送中心選址問題[11]。周梅華也用重心法和微分方法相結合的方法在徐州礦業集團自用型配送中心的選址中得到了應用,并取得了很好的效果[12]。
    三、課題研究擬采取的方法:
        本課題首先搜集大量資料,分析目前有關配送中心選址的研究現狀,然后針對重心法模型提出一種改進方法。在采用改進重心法定量分析的前提下,結合定性的分析方法,最終確定配送中心選址地點。并通過實例來加以分析驗證改進重心法選址模型的優越性。
    開題報告范文  
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    四、課題研究中的主要難點以及解決的方法:
    對于配送中心選址問題,現有模型分別存在的一些不足之處,然后針對這些不足的地方如何能夠提出一些有效的彌補措施,使之能夠為配送中心選址問題做出更加有效的定量分析計算。本課題主要是針對重心法模型提出了一些改進,原有重心法模型自由度過多,假設有時候與實際情況相差太遠。而且假定不同地點的建設、管理與運營費用相同,這顯然與生產實際不符。本課題難點就是需要針對這些不足提出合理的改進。
    在結合分析配送中心選址諸多因素后,本文就在建立模型時假設可以估計各個備選配送中心的固定費用(包括基本建設費和固定經營費)和經營管理產生的可變費用,并在總費用中加以考慮,然后通過一定的權系數將運輸費用、固定費用和可變費用相加,得到一個最終的總費用。這樣可以通過比較各個備選配送中心的總費用最終確定一個合理的配送中心地址。
    五、論文工作日程計劃:
    (1)、2007.6-2007.9:查閱,收集相關文獻和資料,了解本課題國內外研究現狀確定技術方案;
    (2)、2007.10-2007.12:完成開題報告;
    (3)、2008.1-2008.5:總結前人對配送中心選址的研究成果;
    通過對配送中心選址影響因素的分析,確定選址模型方案;研究目前配送中心選址模型的優點和不足之處,確定論文研究的切入點和結構。
    (4)、2008.6-2008.8:完成中期報告。
    (5)、2008.9-2008.10:完成畢業論文。
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