华中科技大学工程硕士研究生学位论文开题报告——配送中心选址优化问题研究

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论文字数:5214 论文编号:sb2022072621240149151 日期:2022-09-05 来源:硕博论文网
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一、选题的依据、意义和理论或实际应用方面的价值:
随着经济的发展及中国加入WTO,服务贸易领域的逐步开放,国际贸易的持续升温,中国经济面临着融入世界经济大潮前所未有的机遇和挑战,特别是世界制造业中心向中国转移,使中国物流市场的巨大潜力迅速释放,吸引了众多国际物流巨头的眼光。从世界范围看,物流对经济发展的巨大贡献已被许多国家的实践所证实,特别是近些年来,物流的系统、集约作用展现了它降低环境污染、促进可持续发展的重要价值,受到了社会的广泛关注。1997年开始爆发的东南亚金融危机,以新加坡、香港为代表的将物流作为支柱产业的国家和地区表现了很强的抵御危机能力,这使人们对物流在国民经济中的重要地位又有了进一步深刻的认识和重视,以致一国物流的综合发展水平成为判断其国家综合实力的标志之一。客户对服务的需求水平逐步提高和多样化趋势提供的市场机会。随着商品经济的发展和人民物资文化生活水平的提高,顾客对服务质量的期望水平将不断提高并呈现多样化趋势,货物运输中小批量、多品种、高价值的货物越来越多。能否向顾客提供门到门的基本运输服务和其他增值服务,日益成为衡量客户服务的质量标准,而这些将为现代物流配送业带来蓬勃的发展机会。
因此随着我国社会主义市场经济体系建立、世界经济一体化进程的加快和科学技术的飞速发展,物流产业作为国民经济中的一个新兴的产业部门,将成为我国本世纪重要产业和国民经济新的增长点。党中央和国务院已把现代物流业发展提到了国家经济发展战略规划和重要应对措施的战略高度,把它作为提高市场竞争能力和提升企业核心竞争力的重要手段,把现代物流理念、先进的物流技术和现代经营模式引入国家、地方经济建设和企业经营与管理之中。
我国许多大中城市都在积极规划各种类型的配送中心,以改善城市投资环境、增强城市竞争能力。这对加快我国现代化物流业发展,对于优化资源配置、提高经济运行质量、促进企业改革发展都具有十分重要的意义。然而由于我国长期实行的计划经济体制和受经济发展水平的制约,对现代化物流的认识和实践,同发达国家相比还存在相当大的差距,“大而全”、“小而全”的思维方式至今仍在各级企业领导者头脑中占据主要位置。在我国工商领域中,采购、制造、运输、仓储、配送等环节彼此分割,一方面造成企业资金积压、库存过大,另一方面运输、仓储货源不足,未能充分利用现有设施。因此如何站在系统的高度,大力推进现代化物流发展,把彼此分割的环节有机的连接起来,建立配送中心优化整个社会物流系统,是我国经济发展的迫切需要[1]。
然而配送中心的建设投资大、周期长、回收缓慢,且一经选定后就将长期运营。因此配送中心的合理选址,无论是新建、改扩建或者是租用就显得十分重要。它不仅与运行费用直接相关,而且对工作效率和物流控制水平产生很大的影响。因此为了提高物流系统的综合效益,在物流系统分析和设计时,配送中心的选址需要得到模型化、数理化方法的支持,在物流研究和应用比较先进的国家,如美国、日本和德国等在这方面一经有多项研究报告和应用成果问世。在我国,物流系统的合理化研究尚处于初始阶段,仍需引起更多的重视和关注。
现代物流作为我国在21世纪发展的新领域和新经济增长点,将在我国新世纪产业发展战略中占有越来越重要的地位。随着物流在国民经济中的地位日益凸显,作为物流网络中的子节点的配送中心也开始逐渐为人们所重视,它是企业现代物流管理的过程中企业物流配送体系的重要组成要素。配送中心是现代物流的重要组成部分,其上是制造商、生产商,其下是客户。配送在整个物流过程中,与采购、运输、保管、装卸、流通加工、包装和物流情报一样,成为物流的基本功能之一,起到承上启下的作用。配送中心规模庞大,地处要塞,其建设和经营不仅会影响到周边地区,甚至影响到整个城市的经济发展,并且对所处区域的生态环境等都会带来重大影响。如何综合考虑地理位置、道路状况、运输距离、运输环节、运输工具、运输时间、运输费用等因素,科学选择规划配送中心数量与位置将直接影响物流成本与货物运送服务质量。
因此,在配送中心的投资建设之前进行周密详细的规划设计十分必要,而配送中心的选址则在其规划设计中占据核心地位,它不仅影响着配送中心的经营方式,而且也对配送中心的网络布局、经营成败有着至关重要的决定性作用。从某种程度上来说,配送中心选址的优劣,影响着配送中心经营的成败。
二、本课题在国内外的研究现状:
在国外,许多关于选址问题的早期理论是由土地经济学家提出的,帕兰德(T.Palander)、阿尔弗雷德.韦伯(Alfred Weber),沃尔特.爱萨德(Walter Isard),梅尔文.格林哈特(Melvin Greenhut)等等。美国选址专家Melvin Greenhut将选址的决策工作推进到一个新的层次。他认为,应该将选址的所有因素(包括外部环境因素和企业内部环境因素)都罗列出来加以综合考虑和评价,分析各项选址决策能够带来的收益或利润,在利润最大化基础之上进行决策。归纳起来配送中心选址方法可分为连续模型选址、离散模型选址和专家咨询法选址等三类。
(1)连续模型选址方法。这类方法认为物流节点的地点可取直角坐标上的任意点。一般采用的方法是重心法,另有交叉中值模型。
①重心法在评价的过程中使用的是欧几米的距离,即直线距离,它使选址问题变得复杂,但有更广阔的应用范围。它的优点是不限于在特定的备选地点进行选址,灵活性较大。但由于自由度较大,考虑到城市的地理条件,并且必须与城市本身的规划和道路体系相吻合,因此选出的地址很可能是无法实现的地点。
②交叉中值模型是用来解决连续点选址问题的一种十分有效的模型,它使用城市距离进行计算。通过对交叉中值的方法可以对单一的选址问题在一个平面上加权的城市距离进行最小化。将物流配送节点与零售店之间的直线距离成其对应的需要量,再乘以发送费率所得的积为最小时,则求得结果为最优点。
其相应的目标函数为:
 其中,为与第个点对应的权重(例如需求量),为第个点的坐标,为待选址配送中心的坐标,为需求点的个数。   
(2)离散模型选址方法。它指的是在有限的候选位置里面,选取最为合适的一个或一组位置为最优方案,相应的模型就叫离散点选址模型。它与连续点选址模型的区别在于:它所拥有的候选方案只有有限个元素,在进行选址时只需对有限个位置进行分析。经典的方法有p-中值模型法,覆盖模型,Kuehn-Hamburger模型法[2],CFLP法[3]和Baumol - Wolfe 模型法[4]等。
p-中值模型是指在一个给定数量和位置的需求集合和一个候选设施位置的集合下,分别为p个物流配送中心找到合适的位置并指派每个需求点到一个特定的物流配送中心,使之达到在物流配送中心和需求点之间的运输费用最低。它一般适用于工厂或仓库的选址问题,如要求在它们和零售商或顾客之间的费用最小。
覆盖模型,就是对于需求已知的一些需求点,如何确定一组物流配送中心来为其服务。在这个模型中需要确定物流配送中心的个数和合适的位置。该模型适用于商业物流系统,如零售点、加油站、宅急便配送中心、急救中心、消防中心等选址问题以及计算机与通信系统的设置。根据解决问题的策略不同,可以分为集合覆盖模型和最大覆盖模型。
当配送中心的能力有限制,而且用户的地址和需求量以及设置多个配送中心的数目均以确定的情况下,可采用CFLP法,从配送中心的备选地点中选出总费用最小的由多个配送中心(假设个)组成的配送系统。首先假定配送中心的备选地点一定,据此假定在保证总运输费用最小的前提下,求出各暂定配送中心的供应范围。然后再在所求出的供应范围内分别移动配送中心至其它备选地点,以使各供应范围的总费用下降。当移动每个配送中心的地点都不能继续使本区域总费用下降,则计算结束;否则,按可使费用下降的新地点,再求各暂定配送中心的供应范围,重复以上过程,直到费用不再下降为止。
Baumol - Wolfe 模型是在CFL P 模型的基础上,综合考虑了配送中心存储费用,该方法假定配送中心的候选位置及其变动、固定存储成本已知,求解配送中心的个数、大小和位置,以使运输成本和存储成本之和最小。该模型最显著的优点在于它综合考虑了配送中心的运输费用、建设费用和存储费用;缺点在于其求解方法与Cluster 法、CFL P 法一样,都属于启发式算法,所求的解有可能只是局部最优解,而非全局最优解。
为弥补Baumol - Wolfe 模型的缺陷,人们又建立混合0-1规划模型,它将配送中心的固定费用列入目标函数,将容量限制及个数限制列入约束条件。不足在于将可变费用改为按线性关系处理,这种倒退主要来自求解的考虑,使该模型具有混合0-1线性规划结构。但求解此模型的计算量仍很大。
(3)专家咨询法。这类方法是将专家凭经验、专业知识做出的判断以数值形式表示,从而进过综合分析后对选址进行决策。由于前两类方法的选址研究很难将选址中的所有影响因素考虑周全,并且即便想把这些因素考虑全面,也很难量化形成模型中的约束条件。因此,建立一种配送中心的选址评价指标体系,应用模糊评价、层次分析法等数学方法进行综合评价,进而确定配送中心的最优位置就显得十分有效。但是这类方法专家的主观判断占据主导地位,决策结果常常受到专家知识结构、经验以及他们所处的地位、时代和社会环境等诸多因素的限制和影响。所以,对于有限的备选地点,这类方法尽管常常有效,但是若以整个城市大系统为研究对象来研究配送中心的选址,则必须具备足够的基础资料,辅助以定量分析,否则将缺乏足够的说服力。
我国从20世纪80年代中期开始研究物流问题,20世纪90年代以后,才出现“物流配送中心”的实体。与此同时,物流配送中心选址问题也越来越引起学者的广泛关注。
在国内许多专家和学者在研究配送中心选址与具体应用环境相结合,并给出具体算法。马正元认为人工神经网络在配送中心选址优化中的应用有效的解决了物流配送系统中纷繁复杂的线路优化组合问题,为企业有效地决策配送方案提供了一种有效的手段[5]。魏巧云等人在考虑产品运输成本和配送中心运营可变成本的基础上,建立了一个有关多个配送中心的选址模型得到了较为满意的选址结果[6]。王战权等针对配送中心的选址问题,将遗传算法这一全局搜索优化技术运用其中,通过建立选址的遗传算法模型,研究了算法设计,分析了其特点,并与传统的混合整数规划解析法进行了分析比较[7]。高自友等提出了一类有竞争的物流配送中心选址模型,把求解的问题归结为无约束的非线性规划问题,并给出了迭代算法[8]。丁浩等研究了城市物流配送中心选址方法,提出0-1型整数规划问题[9]。西南交通大学的刘海燕等人主要分析物流系统中库存管理、运输、配送中心之间的联系,应用最优化方法建立了配送中心选址的数学模型[10]。谭凌等提出了基于库存成本优化的配送中心选址问题,研究了需求不确定、存在运输规模经济下的连锁零售企业的配送中心选址问题[11]。周梅华也用重心法和微分方法相结合的方法在徐州矿业集团自用型配送中心的选址中得到了应用,并取得了很好的效果[12]。
三、课题研究拟采取的方法:
    本课题首先搜集大量资料,分析目前有关配送中心选址的研究现状,然后针对重心法模型提出一种改进方法。在采用改进重心法定量分析的前提下,结合定性的分析方法,最终确定配送中心选址地点。并通过实例来加以分析验证改进重心法选址模型的优越性。
开题报告范文  
开题报告范文
四、课题研究中的主要难点以及解决的方法:
对于配送中心选址问题,现有模型分别存在的一些不足之处,然后针对这些不足的地方如何能够提出一些有效的弥补措施,使之能够为配送中心选址问题做出更加有效的定量分析计算。本课题主要是针对重心法模型提出了一些改进,原有重心法模型自由度过多,假设有时候与实际情况相差太远。而且假定不同地点的建设、管理与运营费用相同,这显然与生产实际不符。本课题难点就是需要针对这些不足提出合理的改进。
在结合分析配送中心选址诸多因素后,本文就在建立模型时假设可以估计各个备选配送中心的固定费用(包括基本建设费和固定经营费)和经营管理产生的可变费用,并在总费用中加以考虑,然后通过一定的权系数将运输费用、固定费用和可变费用相加,得到一个最终的总费用。这样可以通过比较各个备选配送中心的总费用最终确定一个合理的配送中心地址。
五、论文工作日程计划:
(1)、2007.6-2007.9:查阅,收集相关文献和资料,了解本课题国内外研究现状确定技术方案;
(2)、2007.10-2007.12:完成开题报告;
(3)、2008.1-2008.5:总结前人对配送中心选址的研究成果;
通过对配送中心选址影响因素的分析,确定选址模型方案;研究目前配送中心选址模型的优点和不足之处,确定论文研究的切入点和结构。
(4)、2008.6-2008.8:完成中期报告。
(5)、2008.9-2008.10:完成毕业论文。
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