CN105488580A - 一种物流节点选址方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物流节点选址方法，包括以下步骤：S1,将收购站的位置布置到一个与现存设施有关的二维空间中去，确定一个坐标系；S2，在确定的坐标系中，为了达到总的运输费用最小的目标，可以使各个供应个体坐标位置与其相应的运输量、运输费率之积的总和等于物流节点位置坐标与各供应个体的运输量、运输费率之积的总和；S3，若各供应个体和新物流节点的运输费率相等，即可求得新物流节点位置。本发明提供的一种物流节点选址方法通过重心法的应用，进行各个聚类区域内原料收购站的选址优化，经过计算求得的收购站的坐标值，与实际中的各原料种植点位置进行对照，综合考虑就近原则、交通便利原则等因素按照实际情况确定实际收购站点的位置。

Description

一种物流节点选址方法

技术领域

本发明涉及物流选址方法，具体涉及一种物流节点选址方法。

背景技术

据统计，物流配送成本占物流总成本的35％～60％，而对于农产品物流，这个比例则更大。因此，降低物流配送成本对于控制物流总成本和提高企业效益有着重要的现实意义。在现代物流理论中，物流设施的选址对于改善物流现状、控制物流配送成本至关重要。可以说，物流设施的选址在很大程度上决定着物流配送成本。在物流系统中，物流设施居于重要的枢纽地位，物流设施的选址不但决定着物流设施自身的发展，更是优化整个物流系统的基础。好的物流选址方案可以有效地节省费用、降低运输成本、提高运输质，保证物流系统的平衡发展。因此本专利希望针对海伦南华糖业公司原料收购环节物流成本过高的现象，以海伦南华糖业公司原料收购环节的实际情况为基础，以现代物流理论和相关数学知识为指导，建立该公司原料收购站选址模型并求解。找出适合海伦南华糖业公司实际情况的原料收购站选址的最优化方法，从而为优化其原料收购体系、降低原料收购环节的物流成本，为相关农产品物流问题的研究提供理论和实践上的参考。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有物流配送成本较高，物流节点选择不合适的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种物流节点选址方法，包括以下步骤：

S1,将收购站的位置布置到一个与现存设施有关的二维空间中去，设P₀(x₀,y₀)表示物流节点的位置，P(x_i,y_i)(i＝1,2,…,n)表示各供应个体的位置，其中，w_i表示第i个供应个体的运量，c_i表示各供应个体的运输费率，c₀表示新物流节点的运输费率，确定一个坐标系；

S2，在确定的坐标系中，为了达到总的运输费用最小的目标，可以使各个供应个体坐标位置与其相应的运输量、运输费率之积的总和等于物流节点位置坐标与各供应个体的运输量、运输费率之积的总和，其公式为式(1)：

$\left\{\begin{array}{c}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i{c}_i=x_0\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0\\ \underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i{c}_i=y_0\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0\end{array}\right.---\left(1\right)$

通过求解得到：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i{c}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0}\\ y_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i{c}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0}\end{array}\right.;$

S3，若各供应个体和新物流节点的运输费率相等，即c_i＝c₀，则有：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i}\\ y_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i}\end{array}\right.---\left(2\right)$

式(2)即为当运输费率相等时，求得新物流节点位置。

在上述一种物流节点选址方法中，所述物流节点为供热费收费点，所述供应个体为居民区。

在上述一种物流节点选址方法中，所述物流节点为商业中心，所述供应个体为居民区。

本发明提供的一种物流节点选址方法通过重心法的应用，进行各个聚类区域内原料收购站的选址优化，经过计算求得的收购站的坐标值，与实际中的各原料种植点位置进行对照，综合考虑就近原则、交通便利原则等因素按照实际情况确定实际收购站点的位置。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

重心法是重多选址模型中解决单个物流中心选址的一个常用模型。所谓重心法是将物流系统的需求点看成是分布在某一平面范围内的物体系统，各点的需求量和资源分别看成是物体的重量，物体系统的重心将作为物流网点的最佳设置点，利用确定物体重心的方法来确定物流网点的位置。设施选址时，运输费用是最主要的考虑因素，而且原料由多个供应点供应，那么可以根据重心法来确定该设施的位置。这种方法适用于运输费率相同的产品，使求得的收购站位置离各个原料种植点的距离乘以各原料种植点的运量之积的总和为最小。归结起来，重心法的思想是：在确定的坐标系中，各个种植点坐标位置与其相应的运输量、运输费率之积的总和等于收购站位置坐标与各原料种植点的运输量、运输费率之积的总和。

重心法模型(CenterMethod)，又称精心重心法，是较科学的关于单个设施的选址方法，适用于解决单一设施的选址问题。重心法是一种用来寻求最优配送中心的数字方法，用以求配送成本的最小化。这种方法需要考虑收购站，种植区域的位置以及之间的距离，从种植区域运送到收购站的农作物运量以及运输费率，进而找到一个最优的地址作为收购站。

应用条件：

a.需求量集中于某一点上；

b.不同地点物流节点的建设费用、运营费用相同；

c.运输费用随运输距离成正比增加；

d.运输线路为空间直线。

本发明提供的一种物流节点选址方法包括以下步骤：

S1,将收购站的位置布置到一个与现存设施有关的二维空间中去，设P₀(x₀,y₀)表示物流节点的位置，P(x_i,y_i)(i＝1,2,…,n)表示各供应个体的位置，其中，w_i表示第i个供应个体的运量，c_i表示各供应个体的运输费率，c₀表示新物流节点的运输费率，确定一个坐标系；

S2，在确定的坐标系中，为了达到总的运输费用最小的目标，可以使各个供应个体坐标位置与其相应的运输量、运输费率之积的总和等于物流节点位置坐标与各供应个体的运输量、运输费率之积的总和，其公式为式(1)：

$\left\{\begin{array}{c}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i{c}_i=x_0\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0\\ \underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i{c}_i=y_0\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0\end{array}\right.---\left(1\right)$

通过求解得到：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i{c}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0}\\ y_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i{c}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0}\end{array}\right.;$

S3，若各供应个体和新物流节点的运输费率相等，即c_i＝c₀，则有：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i}\\ y_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i}\end{array}\right.---\left(2\right)$

式(2)即为当运输费率相等时，求得新物流节点位置。

本发明中物流节点可以为供热费收费点，供应个体为居民区；物流节点还可以为商业中心，供应个体为居民区。

本发明的三个具体实施例如下：

实施例一

某企业现有10个原材料供应地，各供应地的坐标(x_i,y_i)、原材料供应量如表1表示，各地的运输费率均相同。现利用重心法求解企业在该地区的原材料收购站的位置。

表1原材料供应地的坐标及供应量

供应地	坐标(xi,yi)	供应量(kg)
			众平	(39，80)	6270
合发	(42，82)	3124
			拥军	(52，73)	3252
主力	(34，73)	7010
			保安	(38，69)	1470
保民	(41，69)	2065
			增产	(38，73)	6011
富众	(38，64)	1024
			共合镇	(41，72)	4760
共青团	(49，80)	8564
			合计	－	43550

算例求解

(一)建立重心法模型

根据以上资料，可以建立重心法的问题描述及模型。

处理这类问题就是将一新设施布置到一个与现存设施有关的二维空间中去。若令P₀(x₀,y₀)表示所求解的收购站位置，P(x_i,y_i)(i＝1,2,…,n)表示现有设施(各原材料供应地)的位置，其中，w_i表示第i个供应地到收购站的运量，c_i表示各供应地的运输费率，c₀表示收购站的运输费率，则根据重心法有：

$\left\{\begin{array}{c}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i{c}_i=x_0\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0\\ \underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i{c}_i=y_0\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0\end{array}\right.---\left(1\right)$

对于式(1)，若各供应地的运输费率相等，即c_i＝c₀，则有：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i}\\ y_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i}\end{array}\right.---\left(2\right)$

式(2)即为当运输费率相等时，用重心法求得新设施坐标的计算公式。是一种简化的重心法模型。

(二)重心法求解

应用式(2)计算收购站的坐标。把表1中的相关数据代入式(2)中，计算得：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i}=\frac{1805833}{43550}\≈41.47\\ y_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i}=\frac{3282988}{43550}\≈75.38\end{array}\right.$

则通过重心法求得原材料收购站的位置坐标为(41.47,75.38)。

实施例二

某供热企业目前在城市新区并没有供热费收费点，该城市新区共有13个居民小区，为了方便居民的缴费，该企业准备设立一个供热费收费点。13个居民区的坐标(x_i,y_i)、各小区居民户数如表2表示。假设各小区运费率均相同。现利用重心法求解企业在该地区的供热费收费点的位置。

表2各居民区的坐标及居民户数

居民区	坐标(xi,yi)	居民户数
			翰林	(12，30)	3022
学府	(27，22)	1898
			尚都	(31，43)	2354
人和	(34，13)	4831
			学城	(38，29)	3611
山水	(41，49)	1590
			世水	(29，33)	2566
中山	(38，24)	3412
			建华	(41，12)	4610
风华	(19，40)	3440
			春城	(28，30)	2779
利华	(45，42)	3102
			中庆	(37，28)	2889
合计	－	40104

算例求解

(一)建立重心法模型

根据以上资料，可以建立重心法的问题描述及模型。

处理这类问题就是将一新设施布置到一个与现存设施有关的二维空间中去。若令P₀(x₀,y₀)表示所求解的收费点位置，P(x_i,y_i)(i＝1,2,…,n)表示现有设施(各居民区)的位置，其中，w_i表示第i个居民区到收费点的户数，c_i表示各居民区的运输费率，c₀表示收费点的运输费率，则根据重心法有：

$\left\{\begin{array}{c}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i{c}_i=x_0\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0\\ \underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i{c}_i=y_0\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0\end{array}\right.---\left(1\right)$

对于式(1)，若各居民区的运输费率相等，即c_i＝c₀，则有：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i}\\ y_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i}\end{array}\right.---\left(2\right)$

式(2)即为当运输费率相等时，用重心法求得新设施坐标的计算公式。是一种简化的重心法模型。

(二)重心法求解

应用式(2)计算收费点的坐标。把表2中的相关数据代入式(2)中，计算得：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i}=\frac{1309881}{40104}\≈32.66\\ y_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i}=\frac{1133102}{40104}\≈28.25\end{array}\right.$

则通过重心法求得供热费收费点的位置坐标为(32.66,28.25)。

实施例二

某一大型商业集团考虑新建一家综合性商业中心，面向周边的7个城镇的居民提供商业服务。7个城镇的坐标(x_i,y_i)、各城镇的居民人数、费率资料如表3表示。现利用重心法求解该新建商业中心的位置。

表3各城镇的坐标、居民人数及费率

城镇

坐标(xi,yi)

居民人数(万人)

费率(元/公里)

新华	(59，29)	39	0.5
				庆丰	(67，62)	18	0.7
新民	(71，51)	23	0.4
				中山	(48，33)	31	0.45
榆树	(63，48)	36	0.5
				五常	(55，41)	19	0.6
阿城	(61，43)	26	0.46 -->
				合计	－	192	－

算例求解

(一)建立重心法模型

根据以上资料，可以建立重心法的问题描述及模型。

处理这类问题就是将一新设施布置到一个与现存设施有关的二维空间中去。若令P₀(x₀,y₀)表示所求解的收费点位置，P(x_i,y_i)(i＝1,2,…,n)表示现有设施(各居民区)的位置，其中，w_i表示第i个居民区到收费点的户数，c_i表示各居民区的运输费率，c₀表示收费点的运输费率，则根据重心法有：

$\left\{\begin{array}{c}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i{c}_i=x_0\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0\\ \underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i{c}_i=y_0\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0\end{array}\right.---\left(1\right)$

对于式(1)，求解(x₀,y₀)的公式如式(2)，则有：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i{c}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_i}\\ y_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i{c}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_i}\end{array}\right.---\left(2\right)$

(二)重心法求解

应用式(2)计算新建商业中心的坐标。把表3中的相关数据代入式(2)中，计算得：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i{c}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_i}=\frac{5712.9}{95.05}\≈60.10\\ y_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i{c}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_i}=\frac{4054.85}{95.05}\≈42.66\end{array}\right.$

则通过重心法求得新建商业中心的位置坐标为(60.10,42.66)。

本发明提供的一种物流节点选址方法是一种考虑原料的运输成本对农作物收购站选址影响的数学方法。通过重心法的应用，进行各个聚类区域内原料收购站的选址优化。经过计算求得的收购站的坐标值，与实际中的各原料种植点位置进行对照，按照就近、交通便利等选择选取实际的收购站点的位置。做到重心法的应用与实际情况相结合，这样选取的收购站才会达到降低整个原料收购环节的物流成本的目的，也更加贴近企业的实际需要。与现有的收购站进行对比，改进后的收购站分布更接近本聚类区域内的各原料种植点，各种植点到收购站的运输距离也明显缩短，也更加符合降低物流成本的需要。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种物流节点选址方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1,将收购站的位置布置到一个与现存设施有关的二维空间中去，设P₀(x₀,y₀)表示物流节点的位置，P(x_i,y_i)(i＝1,2,…,n)表示各供应个体的位置，其中，w_i表示第i个供应个体的运量，c_i表示各供应个体的运输费率，c₀表示新物流节点的运输费率，确定一个坐标系；

S2，在确定的坐标系中，为了达到总的运输费用最小的目标，可以使各个供应个体坐标位置与其相应的运输量、运输费率之积的总和等于物流节点位置坐标与各供应个体的运输量、运输费率之积的总和，其公式为式(1)：

$\left\{\begin{array}{c}\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i{c}_i=x_0\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0\\ \underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i{c}_i=y_0\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0\end{array}\right.---\left(1\right)$

通过求解得到：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i{c}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0}\\ y_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i{c}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i{c}_0}\end{array}\right.;$

S3，若各供应个体和新物流节点的运输费率相等，即c_i＝c₀，则有：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_i{w}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i}\\ y_0=\frac{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{y}_i{w}_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{w}_i}\end{array}\right.---\left(2\right)$

式(2)即为当运输费率相等时，求得新物流节点位置。

2.如权利要求1所述的一种物流节点选址方法，其特征在于，所述物流节点为供热费收费点，所述供应个体为居民区。

3.如权利要求1所述的一种物流节点选址方法，其特征在于，所述物流节点为商业中心，所述供应个体为居民区。