魏 軍，皮安濤，張加華

(長(zhǎng)沙理工大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410004)

基于重心法的糧食配送中心選址研究＊

魏 軍，皮安濤，張加華

(長(zhǎng)沙理工大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410004)

我國(guó)糧食產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀是糧食產(chǎn)區(qū)及種類分布不均衡，雖然糧食產(chǎn)量在增長(zhǎng)但其中存在的物流問(wèn)題還比較嚴(yán)重，主要問(wèn)題是糧食儲(chǔ)運(yùn)成本高、效率低、損耗大，解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵在于糧食配送中心的合理選址.使用重心法選址能夠降低糧食運(yùn)輸成本，提高糧食流通效率，實(shí)例證明了重心法應(yīng)用于糧食配送中心選址的可行性.

糧食物流;配送中心;選址方法;重心法

據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公告，2010年我國(guó)糧食總產(chǎn)量為54641萬(wàn)噸(10928億斤)，比上年增加1559萬(wàn)噸，增產(chǎn)2.9%.其中，夏糧播種面積27421千公頃，擴(kuò)大38.4千公頃，夏糧總產(chǎn)量為12310萬(wàn)噸，比上年減少39萬(wàn)噸;早稻播種面積5794千公頃，比上年減少76.1千公頃，早稻總產(chǎn)量為3132萬(wàn)噸，比上年減少204萬(wàn)噸;秋糧播種面積76657千公頃，比上年增加924千公頃，秋糧總產(chǎn)量初步統(tǒng)計(jì)為39199萬(wàn)噸，比上年增加1801萬(wàn)噸.其中，上海、浙江、廣東、福建、海南、北京、廣西、甘肅、青海、四川都處于糧食凈缺口區(qū)，特別是四川由于大量勞動(dòng)力外出導(dǎo)致糧食由輸出變?yōu)檩斎耄笨诳傆?jì)高達(dá)675億公斤.內(nèi)蒙、山東、東北三省、河南、河北、湖北、江西為糧食輸出地，輸出為3300億公斤，其中東北三省占了1000億公斤.

1 糧食物流問(wèn)題分析及解決方法

由上述統(tǒng)計(jì)可以看出，我國(guó)糧食產(chǎn)量在增長(zhǎng)，但是糧食產(chǎn)區(qū)及種類分布不均衡，糧食物流在時(shí)空分布上跨度極大，又由于目前我國(guó)糧食物流體系建設(shè)滯后導(dǎo)致糧食儲(chǔ)運(yùn)成本高、效率低、損耗大等問(wèn)題比較突出.據(jù)國(guó)家糧食局調(diào)查，中國(guó)糧食產(chǎn)后損失8% －10%，主要原因在于糧食產(chǎn)后儲(chǔ)藏、運(yùn)輸?shù)确矫娌豢茖W(xué)，其中，主要是儲(chǔ)糧損失，全國(guó)每年僅農(nóng)戶儲(chǔ)存糧食損失即達(dá)1500萬(wàn)噸至2000萬(wàn)噸，造成損失180億到240億元;糧食收購(gòu)市場(chǎng)放開后，農(nóng)戶存糧的時(shí)間延長(zhǎng)到全年儲(chǔ)存，由倉(cāng)儲(chǔ)中心設(shè)置不合理、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施條件差造成的糧食產(chǎn)后損失更為巨大，因而發(fā)展現(xiàn)代糧食物流產(chǎn)業(yè)已經(jīng)刻不容緩.依靠現(xiàn)代信息技術(shù)，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者對(duì)糧食物流體系做出了研究，許德剛在研究了我國(guó)智能化糧食物流系統(tǒng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上對(duì)國(guó)內(nèi)糧食物流的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討［1］;孫吉貴、白洪濤等設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了糧食調(diào)撥決策支持系統(tǒng)［2］.他們的研究成果很大程度上對(duì)國(guó)內(nèi)糧食物流發(fā)展起到了一定的指導(dǎo)作用.

在糧食物流系統(tǒng)中，糧食配送中心處于樞紐位置，它是糧食流通過(guò)程中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，是一種多功能的糧食配送設(shè)施，合理的選擇糧食配送中心的位置可以有效地解決糧食儲(chǔ)運(yùn)成本高、效率低、損耗大等問(wèn)題，保障糧食物流系統(tǒng)的平穩(wěn)發(fā)展.因此，糧食配送中心的選址決策在糧食物流體系優(yōu)化中占有十分重要的位置，在選址過(guò)程中應(yīng)考慮以下影響因素:

①糧食供需狀況.這是糧食配送中心配送的對(duì)象，必須搞清楚糧食來(lái)源和去向的分布情況、過(guò)去和現(xiàn)在以及將來(lái)的發(fā)展等.配送中心應(yīng)盡量與生產(chǎn)地和需求地實(shí)現(xiàn)短距離優(yōu)化.

②交通運(yùn)輸條件.糧食配送運(yùn)量較大，配送中心的選址應(yīng)靠近交通運(yùn)輸樞紐，條件允許的情況下，還應(yīng)盡量靠近鐵路貨運(yùn)站、港口及公路.

③用地條件.在土地價(jià)格日益昂貴的今天，配送中心的占地問(wèn)題也顯得十分重要，建設(shè)配送中心要綜合考慮土地價(jià)格及政府的交通規(guī)劃要求.

④運(yùn)輸與服務(wù)的方便程度，糧食配送中心選址應(yīng)靠近糧食加工廠及居民區(qū)，以便縮短運(yùn)輸距離，降低運(yùn)輸成本.

⑤投資額限制情況，糧食配送中心選址還應(yīng)考慮所在地區(qū)是否有相關(guān)優(yōu)惠政策及是否有投資額的限制等情況.

2 糧食配送中心選址模型

2.1 配送中心選址方法及特點(diǎn)

配送中心選址的方法有很多，主要分為兩類:定性分析法和定量分析法.

2.1.1 定性分析法

定性分析法主要是根據(jù)選址影響因素和選址原則，再依據(jù)專家或管理人員的豐富經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)等進(jìn)行綜合分析，最終確定配送中心的具體位置.這類方法主要有專家打分法、德爾菲法.定性分析法的優(yōu)點(diǎn)是注重歷史經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單易行.其缺點(diǎn)是容易犯經(jīng)驗(yàn)主義和主觀主義的錯(cuò)誤，并且當(dāng)可選地點(diǎn)較多時(shí)，不易做出理想的決策，導(dǎo)致決策的可靠性不高.

2.1.2 定量分析法

定量分析法主要包括重心法［3，4］、鮑莫爾－沃爾夫法、運(yùn)輸規(guī)劃法、Cluster法、CFLP法、數(shù)值分析法、雙層規(guī)劃法、遺傳算法［5］、蟻群算法［6］等.定量分析法選址的優(yōu)點(diǎn)是能求出比較準(zhǔn)確可信的解.缺點(diǎn)是計(jì)算比較復(fù)雜，并且很難求出最優(yōu)解.

2.2 基于重心法的糧食配送中心選址

本文根據(jù)糧食配送中心選址的特點(diǎn)對(duì)選址問(wèn)題進(jìn)行了研究，基于考慮到重心法能使運(yùn)輸成本達(dá)到最小化，故采用重心法進(jìn)行選址.重心法的原理是將物流系統(tǒng)中的需求點(diǎn)和資源點(diǎn)看成是分布在某一平面范圍內(nèi)的物流系統(tǒng)，各點(diǎn)的需求量和資源量分別看成是物體的重量，物體系統(tǒng)的重心作為物流網(wǎng)點(diǎn)的最佳設(shè)置點(diǎn).其優(yōu)點(diǎn)是可以在沒(méi)有備選地點(diǎn)的情況下進(jìn)行選址，并且運(yùn)算簡(jiǎn)單，能夠?yàn)楣芾碚吆蜎Q策者提供理論上成本最低的配送中心地點(diǎn)，從而擬定初步布局方案，符合糧食配送中心的選址要求.

2.2.1 重心法數(shù)學(xué)模型

重心法模型的建立有一定的前提條件，條件如下:

①不同地點(diǎn)的建設(shè)、管理及運(yùn)營(yíng)費(fèi)用相同;

②配送中心與糧食生產(chǎn)地及糧食需求地之間的距離是直線距離;

③配送車輛在行駛過(guò)程中是勻速的;

④糧食產(chǎn)量和糧食需求量平衡.

其模型具體建立過(guò)程表述如下:

設(shè)有n個(gè)點(diǎn)分別代表糧食生產(chǎn)地和糧食需求地，各自有一定量糧食需要以一定的運(yùn)輸費(fèi)率運(yùn)到位置待定的配送中心，或者從配送中心運(yùn)出，那么可以建立以下的模型來(lái)確定該配送中心的位置:

式中:W—糧食運(yùn)輸總成本;vi—i點(diǎn)的糧食運(yùn)輸量;fi—配送中心到i點(diǎn)的運(yùn)輸費(fèi)率;di—配送中心到i點(diǎn)的運(yùn)輸距離.

其中(Xi，Yi)—糧食生產(chǎn)地或糧食需求地i的坐標(biāo);(X，Y)—待定配送中心的坐標(biāo).

2.2.2 重心法求解方法

該模型采用迭代法求解，迭代之前應(yīng)先算出配送中心的初始地址(X0，Y0)

再引入以下迭代公式求最優(yōu)解

具體求解步驟如下:

①根據(jù)公式(3)求出配送中心初始地址(X0，Y0);

②將(X0，Y0)分別代入公式(2)和(1)求出總運(yùn)費(fèi)w0;

③將(X0，Y0)分別代入公式(2)和(4)求出優(yōu)化地址(X1，Y1);

④將(X1，Y1)分別代入公式(2)和(1)求出總運(yùn)費(fèi)w1，比較w1與w0的大小.若w1＜w0，則重復(fù)步驟③、④繼續(xù)迭代;若w1=w0，則停止迭代，即(X1，Y1)為最優(yōu)解.

3 算例分析

設(shè)某區(qū)域內(nèi)有A，B兩個(gè)糧食生產(chǎn)基地，C，D，E三個(gè)糧食需求地，各點(diǎn)平面位置如圖1所示，具體產(chǎn)量、需求量、坐標(biāo)及運(yùn)輸費(fèi)率如表1所示，尋求配送中心的最佳位置使糧食運(yùn)輸成本達(dá)到最低.

圖1 各點(diǎn)平面分布圖

表1 各點(diǎn)的坐標(biāo)、產(chǎn)量或需求量及運(yùn)輸費(fèi)率

根據(jù)上述模型進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表2.

由圖2可以看出隨著迭代次數(shù)的增加，運(yùn)輸成本在逐漸降低，易看出成本最低的配送中心坐標(biāo)為(4.7809，4.0334)，故可以將糧食配送中心修建在這個(gè)地點(diǎn)或附近以實(shí)現(xiàn)效益最大化.

表2 配送中心坐標(biāo)及運(yùn)輸成本

為了更直觀地觀看，根據(jù)上表生成了圖2.

圖2 運(yùn)輸成本變化趨勢(shì)

4 結(jié)論

糧食配送中心是糧食流通過(guò)程中的重要一環(huán)，合理的選址能夠提高糧食流通效率，降低物流成本，提高糧食企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益.本研究采用的重心法雖然能得到理論上的成本最低地點(diǎn)，但是由于重心法自由度較大，在實(shí)際中很難得到最優(yōu)的地點(diǎn)，因?yàn)檫@個(gè)最優(yōu)地點(diǎn)在實(shí)際中很可能位于湖泊、河流或者其他無(wú)法修建配送中心的地區(qū)，所以在實(shí)際糧食配送中心選址中還應(yīng)綜合考慮交通便利條件、環(huán)境條件等因素，在所求的最優(yōu)地點(diǎn)附近選擇更合適的位置.

［1］許德剛.智能化糧食物流系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］.河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009，(2):13 －17.

［2］孫吉貴，白洪濤，于海鴻，等.糧食調(diào)撥決策支持系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版)，2005，(1):81 －85.

［3］楊茂盛，姜華.基于重心法與離散模型的配送中心選址研究［J］.鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2007，(7):68 －70.

［4］毛太田，陳英武.一種基于重心法的連鎖經(jīng)營(yíng)企業(yè)區(qū)域物流配送中心選址模型［J］.工業(yè)工程，2008，(3):123－126.

［5］王春燕，張華.遺傳算法在配送中心選址中的應(yīng)用［J］.物流科技，2007，(4):111 －112.

［6］潘磊.基于蟻群算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的物流配送中心選址決策［J］.中國(guó)儲(chǔ)運(yùn)，2008，(8):113 －114.

U492.3

A

1008－4681(2012)02－0087－03

2012－02－28

魏軍(1986－)，男，湖北天門人，長(zhǎng)沙理工大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院碩士生.研究方向:交通運(yùn)輸規(guī)劃與設(shè)計(jì).

(責(zé)任編校:晴川)