物流定量分析方法.ppt
物流定量分析方法 2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学2 2n n一、库存控制模型n n二、车辆路线安排问题n n三、仓库吞吐能力计算n n四、货位指派与拣选路径优化n n五、物流市场预测2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学3 3一、库存控制模型一、库存控制模型一、库存控制模型一、库存控制模型n n（一）定量订货法一）定量订货法n n（1 1）瞬时到货，不许缺货模型）瞬时到货，不许缺货模型qQRTt库存量时间曲线Q =R TTC=C0/T+Q C1式中，C0:一次订货费；C1:单位保管费；R:平均出库速率2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学4 4求求TCTC的极值，得：的极值，得：2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学5 5（2 2 2 2）持续到货，不许缺货模型）持续到货，不许缺货模型）持续到货，不许缺货模型）持续到货，不许缺货模型QQmaxt1RTtP-RQ=R T;Q=P t1;Qmax=R(T t1)TC=C0/T+Qmax C1P 为进货速率2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学6 6求求求求TCTCTCTC的极值，得：的极值，得：的极值，得：的极值，得：经济订货批量和总成本都增加了一个小于1的持续进货因子。如果进货速率等于出货速率：P=R则库存成本为零，Cross Docking2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学7 7（3 3 3 3）瞬时到货，缺货模型）瞬时到货，缺货模型）瞬时到货，缺货模型）瞬时到货，缺货模型n订货量：Q=R t1;最大缺货量：q=R(T-t1)n总成本：TC=1/T C0+Q C1 t1+q C2(T-t1)n n C C2 2为单位缺货成本为单位缺货成本RQTt1tq2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学8 8求极值，得：求极值，得：求极值，得：求极值，得：2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学9 9（4 4）瞬时到货，补货模型）瞬时到货，补货模型nV=R t1 Q=R T q=R(T t1)Q=V+qnTC=1/T C0+Q C1t1+q C4(T-t1)n n C C4 4为单位补货成本为单位补货成本TRt1tqQv2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学1010求总成本的极值，得求总成本的极值，得求总成本的极值，得求总成本的极值，得 ：2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学1111（二）随机库存模型（二）随机库存模型（二）随机库存模型（二）随机库存模型n n1 1、订货点、订货点 Q Qk k订货点 Qk=DLRQTt订货提前期:Tk=T t tTk 订货期间的客户需求量：DL=R(T t)=R Tk订货点：Qk=DL2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学12122 2 2 2、备运期、备运期、备运期、备运期T T T Tk k k k和需求和需求和需求和需求R R R R随机变化时订货点的确定随机变化时订货点的确定随机变化时订货点的确定随机变化时订货点的确定n n三箱法：三箱法：tQk=R(T t)+Qs=R Tk+QsQsQTkR2T3TRR1tTQk2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学13132 2 2 2、安全库存量、安全库存量、安全库存量、安全库存量 QsQsQsQs Qk=+Qs=R Tk+Zp D DLDQkP=95%2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学14143 3 3 3、平均需求量、平均需求量、平均需求量、平均需求量R R R R随机变化情况随机变化情况随机变化情况随机变化情况RfRD=R2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学15154 4 4 4、备运期、备运期、备运期、备运期 T T T Tk k k k 随机变化的情况随机变化的情况随机变化的情况随机变化的情况 D=TTkP=95%Tf5 5、二者均为随机变量的情况、二者均为随机变量的情况：D=（2 T2+R2)1/22022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学1616n n6 6、已知单位缺货成本、已知单位缺货成本C2，安全库存，安全库存Qs 的确定的确定QsQTkR2T3TRR1tTQk2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学1717n n由于：由于：n n所以：所以：n n安全库存总成本对订货点安全库存总成本对订货点Q Qk k求极值，得：求极值，得：DLDQkP（s)n依据P(s)确定Z值，计算Qk2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学1818（三）定期订货模型（三）定期订货模型（三）定期订货模型（三）定期订货模型nQmax=（T+Tk)+(T+Tk)R2+2 T21/2Tk1Q1QsQk1TtQ2Q3Q1Q2Q3Tk2Tk3Qk2Qk3TQmax2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学1919二、车辆路线安排问题（二、车辆路线安排问题（二、车辆路线安排问题（二、车辆路线安排问题（VRP)VRP)VRP)VRP)n n1 1、0-10-1整数规划模型整数规划模型设两个设两个0-10-1变量变量:Y,X:Y,XY Ykiki=1 =1 点点 i i 的送货任务由车辆的送货任务由车辆 k k完成；否完成；否则则 Y Ykiki=0 =0 。X Xijkijk=1 =1 车辆车辆 k k 从从 i i 点行驶到点行驶到 j j点点;否则否则 X Xijkijk=0 =0 。求解：求解：X Xijkijk，如果，如果X Xijkijk=1=1，即表示从，即表示从 i i地到地到 j j地用地用 k k车配送；否则，车配送；否则，X Xijkijk=0=02022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学20202 2 2 2、启发式算法（贪婪法则）、启发式算法（贪婪法则）、启发式算法（贪婪法则）、启发式算法（贪婪法则）n nSij=2d0i+2d0j d0i-d0j dijn n =d0i+d0j dijP0配送中心 PiPjd0id0jdij2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学2121n步骤：n n1 1、物流中心对各客户单独派车送货，形成初始、物流中心对各客户单独派车送货，形成初始方案；方案；554676368552467910471181043249（0.4）（0.8）（1.5）（1.4）（1.5）（0.6）（0.8）（0.5）（0.6）（0.7）2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学22222 2 2 2、计算每两个客户间的节约里程、计算每两个客户间的节约里程、计算每两个客户间的节约里程、计算每两个客户间的节约里程S S S Sijijijij；并排序；并排序；并排序；并排序；节约里程表节约里程表节约里程表节约里程表 最短距离表最短距离表最短距离表最短距离表P1P14 49 91414181818181313141411114 41515P2P25 51010141417171212131315158 88 81111P3P35 59 9151510101111171713134 47 71010P4P46 6131311111212181815150 03 36 61010P5P57 710101212181815150 00 00 03 39 9P6P66 68 8171715150 00 00 00 01 15 5P7P72 2111110100 00 00 00 00 04 45 5P8P89 911119 94 40 00 00 01 12 25 5P9P98 813138 81 10 00 00 00 00 09 9P10P102022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学2323e eijijn n3 3、为物流中、为物流中心与客户间心与客户间以及各对客以及各对客户间的车辆户间的车辆连通情况赋连通情况赋状态参数状态参数e eijij；i,j=i,j=0,1,20,1,2.n.nP0P0P0P0P1P12 2P1P1P2P22 20 0P2P2P3P32 20 00 0P3P3P4P42 20 00 00 0P4P4P5P52 20 00 00 00 0P5P5P6P62 20 00 00 00 00 0P6P6P7P72 20 00 00 00 00 00 0P7P7P8P82 20 00 00 00 00 00 00 0P8P8P9P92 20 00 00 00 00 00 00 00 0P9P9P10P102 20 00 00 00 00 00 00 00 00 0P10P102022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学2424n n4 4、从最大节约里程的客户对开始，依次对每、从最大节约里程的客户对开始，依次对每一个节约里程一个节约里程S Sijij判断判断i i、j j两个客户是否存在两个客户是否存在合并的可能性；如果一个回路以（合并的可能性；如果一个回路以（0 0，i)i)开始，开始，一个回路以（一个回路以（0,j)0,j)结束，即结束，即e e0i0i和和e e0j0j均大于零，均大于零，即存在合并的可能性即存在合并的可能性;2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学2525n n5 5、若合并后，两客户原来的送货车辆只保留一辆，、若合并后，两客户原来的送货车辆只保留一辆，检查是否会超载。若超载，放弃合并；检查是否会超载。若超载，放弃合并；n n6 6、不超载，则合并，删除两个回路中的部分路径、不超载，则合并，删除两个回路中的部分路径(0,i)(0,i)和和(j,0)(j,0)，然后引入新的连接（，然后引入新的连接（i,j)i,j)，修改，修改i;ji;j客户的相关状态参数客户的相关状态参数e e0i0i,e,e0j0j,e,eijij;2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学2626n n7 7、再讨论次最大节约里程对客户的合并情况。逐渐、再讨论次最大节约里程对客户的合并情况。逐渐形成回路，直到全部客户都连接起来形成回路，直到全部客户都连接起来2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学272755467636855246710471181043249（0.4）（0.8）（1.4）（1.5）（0.6）（0.8）（0.5）（0.7）（1.5）（0.6）2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学2828n n贪婪法则的非最优性：2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学2929三、仓库吞吐能力计算三、仓库吞吐能力计算三、仓库吞吐能力计算三、仓库吞吐能力计算n n（一）堆垛机平均作业周期的计算（一）堆垛机平均作业周期的计算n n1 1、单作业方式作业周期、单作业方式作业周期 ts 的计算的计算=1zXLHts=t0+2 ty+2 t1 t1=max tx,tz E(ti)为 ti 的数学期望2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学3030n nt t0 0固定时间，如堆垛机的定位、操作、信息查询及传输等的时间。固定时间，如堆垛机的定位、操作、信息查询及传输等的时间。（常数）（常数）n nt t y y堆垛机货叉叉取（或存放）作业时间。且有堆垛机货叉叉取（或存放）作业时间。且有 t ty y2 t2 tloadloadt tliftliftn nt tloadload为货叉完全伸出或完全缩回的时间，为货叉完全伸出或完全缩回的时间，t tliftlift为货叉微升或微降的时间，为货叉微升或微降的时间，即货叉在货格内升起或放卸货物的时间。即货叉在货格内升起或放卸货物的时间。n nMAXMAX（t tx x；t tz z）堆垛机从出入库台到货位的行走时间堆垛机从出入库台到货位的行走时间t tx x（水平运行）（水平运行）和载货台升降时间和载货台升降时间t tz z（垂直运行）中的最大值。（垂直运行）中的最大值。n nP Pi i=1=1 m=m=常数，等概率。常数，等概率。n n m=S/m=S/S=L H/S=L H/x xz=z=货位总数货位总数nE(ti)=t1i/m i=1.m2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学3131n n堆垛机的水平速度和垂直速度都有以下关系：堆垛机的水平速度和垂直速度都有以下关系：n n恒定速度恒定速度v v0 0;启动和制动恒定加速度启动和制动恒定加速度a;a;加速和制动时间加速和制动时间t t0 0n n n n V(t)=a(tV(t)=a(t1 1t)t)堆垛机水平或垂直方向运动距离均可表示为堆垛机水平或垂直方向运动距离均可表示为 l:l:l=l=a ta t0 02 2+v+v0 0(t(t1 1 2t 2t0 0)+)+a ta t0 02 2=v=v0 0(t(t1 1-t-t 0 0)即：即：t t1 1=l/v=l/v0 0+v+v0 0/a=x/v/a=x/vx x+v+vx x/a/ax x=z/v=z/vz z+v+vz z/a/az zv0tvt0t1-t0 t1V0=a t0V(t)=a t2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学3232n n分别令分别令 l=x;l=zl=x;l=zn n v=v v=vx x;v=v;v=vz zn nm m 时时，x dx;x dx;z dzz dzn n当当 1 1时有：时有：n n n n对比对比 t t1 1=l/v+v/a=l/v+v/an n并且，并且，v vx x/a/ax x=v=vz z/a/az z=t=t0 0n n得：得：x=2/3 L x=2/3 L 同理，有：同理，有：z=2/3 Hz=2/3 Hn n得等效货位：得等效货位：x=2/3 L x=2/3 L；z=2/3 Hz=2/3 H MAX 2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学3333XLHts=t0+2 ty+2 t1（t1为等效货位的单作业时间）堆垛机的吞吐能力：C=3600/ts 库存单位/每小时 P(2/3L,2/3H)2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学3434n n2 2、复合作业方式作业周期、复合作业方式作业周期 ts 的计算的计算n ts=t01+t02+t12+4 ty+2 t0n堆垛机的吞吐能力：C=2(3600/ts)库存单位/每小时XLHzP1(1/5 L,2/3H)P2(2/3 L,1/5H)P02022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学3535四、货位指派与拣选路径优化四、货位指派与拣选路径优化四、货位指派与拣选路径优化四、货位指派与拣选路径优化n nCOICOICOICOI原则下仓库的布置模型原则下仓库的布置模型原则下仓库的布置模型原则下仓库的布置模型n n假设仓库有假设仓库有P P个出入口，仓库内有个出入口，仓库内有n n个货位，对个货位，对m m种货物进种货物进行出入库操作。行出入库操作。n n每单位第每单位第i i种货物占用种货物占用S Si i个货位个货位n n货物货物i i从出入口从出入口k k进出的数量为进出的数量为f fikik；n n从出入口从出入口k k将单位货物移动单位距离的费用为将单位货物移动单位距离的费用为c cjkjk；n n存储空间存储空间j j距离出入口距离出入口k k的距离为的距离为d dkjkj；n ni i货物进出库的数量为货物进出库的数量为f fi i；n nx xijij=n n按照总运输费用最低的原则，按照总运输费用最低的原则，n n建立仓库布置模型，建立仓库布置模型，2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学3636n n模型假设：模型假设：n n Min Min x xij ijn n满足满足 =1 j=1=1 j=1，2 2，n nn n x xij ij=0=0 或或 1 i=11 i=1，2 2，m m，j=1j=1，2 2，n nn n令令 w wij ij=n n n n将目标函数变为：将目标函数变为：MinMinn n运筹学的方法运筹学的方法,按照运输问题求解。按照运输问题求解。2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学3737五、物流市场预测技术五、物流市场预测技术五、物流市场预测技术五、物流市场预测技术n n1 1、算术平均法、算术平均法n n应用条件：时间序列水平趋势变化应用条件：时间序列水平趋势变化n n目的：过滤随机干扰，暴露变化趋势目的：过滤随机干扰，暴露变化趋势n nN N的大小：依随机干扰的程度而定的大小：依随机干扰的程度而定XttXf =2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学3838 n n2 2、移动平均预测、移动平均预测n n 观测数据呈水平趋势变化观测数据呈水平趋势变化 弃旧图新弃旧图新n n n n n n n n n n X Xf f=xtt2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学3939txtMtatXt+1n3、数据呈线性趋势变化数据呈线性趋势变化n移动平均值 Mt=1/3(Xt-1+Xt+Xt+1)原始数据Xtn预测值：Yt+T=Mt+T atT2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学4040n n4 4、一次指数平滑法、一次指数平滑法n n Y Y Y Yt+1t+1t+1t+1=a X=a X=a X=a Xt t t t+(1-a)Y+(1-a)Y+(1-a)Y+(1-a)Yt t t tn n应用条件：时间序列水平趋势变化应用条件：时间序列水平趋势变化n n目的：过滤随机干扰，暴露变化趋势目的：过滤随机干扰，暴露变化趋势n n 的大小：依随机干扰的程度而定的大小：依随机干扰的程度而定n n预测式是一个递推式，规定初始值：预测式是一个递推式，规定初始值：Y Y0 0=X=X0 0。n n利用了全部样本信息，但喜新厌旧。利用了全部样本信息，但喜新厌旧。2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学4141物流定量分析的其他领域：物流定量分析的其他领域：n n1 1、物流系统模拟、物流系统模拟n n2 2、客户满意度分析、客户满意度分析n n3 3、订单统计分析、订单统计分析n n4 4、判别分析、判别分析2022/12/252022/12/25大连海事大学大连海事大学4242
