物流运筹方法与工具 教学课件 ppt 作者 彭秀兰 毛磊第一章物流运筹方法与工具概述 第二节物流分析和运筹学模型

一、 物流活动分析和优化,（一） 物流系统分析 物流系统分析是物流系统综合、优化、决策以及物流系统设计的基础。 物流系统分析指从系统的观点出发，对物流项目进行分析研究，寻找可能采 取的方案，并通过分析对比，为达到预期目标而选出最优方案，这样一个有 目的、有步骤的探索和分析的过程称为物流系统分析。 物流系统分析的对象（物流项目）可能是一项简单的作业活动。如对收 货码头（站台）搬运进货的人员进行“时间和作业”研究，或在全国范围内甚 至在世界范围内对一个企业的整个物流系统进行彻底的整合，包括该企业与 许多供货厂商和用户的长期伙伴关系。物流系统分析是物流系统优化的基 础。物流系统分析过程中的观察了解为统计分析提供数据，经分析建立物流 网络规划模型。模型通常模拟某一现实环境条件下，显示或预测系统对各种 可能发生的反应。在模拟或解析分析的基础上，最后对整个物流系统进行细 心设计。以实现其整合的目标，即通过组织“物”的流动，实现物流系统本身 所消耗与所获得之合理的比例。,- 第二节 物流分析和运筹模型 -,一、 物流活动分析和优化,（二）物流系统优化的发展 众所周知，管理科学形成初期，主要应用于生产领域，旨在提高 劳动生产率。当生产发展到一定阶段，大规模生产、大量消费促使 经济活动中的物流规模日趋庞大和复杂，物流活动的低效率、高成 本成为对社会再生产发展的制约因素，众所周知，管理科学形成初 期，主要应用于生产领域，旨在提高劳动生产率。当生产发展到一 定阶段，大规模生产、大量消费促使经济活动中的物流规模日趋庞 大和复杂，物流活动的低效率、高成本成为对社会再生产发展的制 约因素，由此，管理科学与技术的重心则会向流通领域转移。美 国、德国、英国等国家的专家普遍认为，现代工业发达国家已从生 产性社会过渡为供应性社会，经济水平的提高主要取决于物流效 率，而不是生产过程本身。,- 第二节 物流分析和运算模型 -,一、 物流活动分析和优化,（二）物流系统优化的发展 1979年英国物料搬运中心对全英国物料搬运费用进行调查统计，结果表 明，在原料获取到把产品送至用户的整个过程中，只有27的费用是生产成 本，其他都消耗在供应、销售、存储和运输等过程中。在这种情况下，企业 把注意力重点放在降低生产劳动成本上是“不得要领”，明智而有效的办法是 改善物流。现代管理技术与方法应用到物流后，迅速产生了“十分惊人的效 果”。1994年美国的物流年度开支恰好比GNP的10略少。这使一些发达国 家感到了“物流确实是桩大生意”。人们纷纷将视线转移到物流这个尚未被触 及的新领域。学者专家开始研究物流过程规律性及物流管理方法。研究如何 对物流过程中的有限资源，如对物质资源、人力资源、奖金、时间与信息等 进行计划、组织、协调和控制，以期达到最佳效率和最大效益。这就使对物 流系统活动的分析和优化成为物流管理者的最重要的工作之一。,- 第二节 物流分析和运算模型 -,一、 物流活动分析和优化,（三） 物流优化技术 所谓物流优化技术，是指物流活动中所采用的自然科学与社会科 学方面的理论、方法，以及设施、设备、装置与工艺的总和。它包 括在采购、仓储、运输、装卸、流通加工和信息处理等物流活动中 所使用的各种工具和其他物质设备，以及由科学理论知识和实践经 验发展而成的各种方法、技能、以及作业程序等。 物流优化技术按形态可以分为硬技术和软技术。 物流硬技术是指组织实物流通所涉及的各种机械设备、运输工 具、仓储设施、站场、电子计算机、通讯设备等。20世纪70年 代前，物流活动是硬技术为主导型，如，大型货运专用船、集装 箱、自动仓库、立体仓库等。目前，发达国家的物流技术发展迅 速，物流设施与装备标准化程度较高，以EDI、互联网等为基础 的物流信息系统得以广泛应用。,- 第二节 物流分析和运算模型 -,一、 物流活动分析和优化,（三） 物流优化技术 物流软技术是指以提高物流系统整体效益为中心的技术方法。具 体包括各种物流设施、设备的优化组合、搭配与衔接；物流中心和 配送中心作业、物流运输终端的合理配置；物流路径的最佳选择； 物流的库存控制；物流的项目计划合理安排等。也就是说，软技术 是最充分地发挥硬技术的潜力，实现最合理的运用，获得最佳经济 效果的技术。当前，物流技术发展的主导方向是软技术的研究、开 发和应用。 本教材属于物流软技术应用范畴。其中介绍的运筹学优化技术 方法是物流实践活动中主要的优化工具之一，是物流管理人员必备 的数量分析工具。运筹学是物流活动优化的技术支持，接下来对运 筹学这门学科做一简介 .,- 第二节 物流分析和运算模型 -,二、运筹学模型,（一） 运筹学含义 二战时期，美军开始系统地研究军事后勤问题和后勤中的物资和 武器设备调运问题，研究成果后来分别发展为物流学和运筹学。运 筹学在战后更是被运用到包括经济在内的相关行业，并迅速发展成 为一门比较完备的学科。 运筹学（Operation Research，简称）是用数学方法研 究各类系统最优化问题的一门学科。它着重研究发挥各类系统的效 能，应用数学模型或模拟模型来求得合理运用人力、物力和财力的 最优系统方案，以提供科学决策的有关信息。因此，应用运筹学解 决问题的动机是：为决策者提供科学决策所需的依据，即帮助决策 人员科学地决定处理问题的方针和行为。目的是：求得系统最优化 方案，即制订合理地运用人力、物力和财力的最佳方案。运筹学的 研究对象是各类系统，它可以是工业、农业、商业、流通业、民 政、国防等部门的已有系统或新建系统。可以说，运筹学是一门在 实践中得到广泛应用的学科。,- 第二节 物流分析和运算模型 -,二、运筹学模型,（一） 运筹学含义 英文“”一词，直译是“作业研究”。中国科学工作者从史 记·高祖本记中“夫运筹于帷幄之中，决胜于千里之外”一语中，摘 取“运筹”一词作为“”的意译，其含义是运用筹划，出谋献 策，以策略取胜等，比较确切地反映了“”一词的内涵。 运筹学的研究方法是应用数学语言或逻辑语言描述实际对象系 统，建立相应的数学模型或模拟模型并据此求得数值解。制定决策 是运筹学应用的核心，建立模型是运筹学方法的精髓。学习运筹学 要掌握的最重要技巧是对运筹学模型的表达、运算和分析的能力。,- 第二节 物流分析和运算模型 -,二、运筹学模型,（二） 运筹学模型 1系统模型 所谓系统模型就是把构成系统（所研究的问题）的各个要素，通 过适当的筛选后，用数学方程、图表以及实物形式来描述系统的结 构和系统未来行为的一种简明映像。 简单说模型是对客观实体或事态的描述，它有不同的表现形式。 例如，仿真飞机是飞机的模型，玩具卡车是真卡车的模型。这样的 模型称为形象模型；汽车里的速度表，指针的位置是真实车速的表 现，温度计也是一样，这样的模型称为模拟模型；还有用点和线连 接起来的表示公路网、地下管道网等的网络图模型；第四种模型是 运用一系列符号和数学关系对事物进行描述，一般称之为数学模 型，它是定量分析中的关键环节，是本书后面章节中的重点内容；,- 第二节 物流分析和运算模型 -,二、运筹学模型,（二） 运筹学模型 1系统模型 系统模型有如下三个特征：它是现实世界一部分的 抽象和模仿；它是由那些与分析的问题有关的要素所 构成；它表明了系统有关要素间的逻辑关系或定量关 系。 系统模型可以保证用较少时间和费用、较小的风险来 开发最优系统并提供信息。 对系统模型有如下的基本要求：现实性 简洁性 适应性 .,- 第二节 物流分析和运算模型 -,二、运筹学模型,（二） 运筹学模型 2系统模型化方法 即模型的建立、求解和解释。系统模型的建立通常是在系统目标、约束条 件及外部环境分析等工作基础上进行的。建模 建模就是在充分占有资料 数据的基础上，选择一种合适的方式或语言表达对象某方面的特征或关系； 求解与仿真 就是针对已经建立的模型运用数学方式求解析解或者数值 解；结果的解释 对模拟或计算结果（答案，数据或图像）进行解释，目 的是阐明它们的实际含义，将抽象的数字、图表或图像与实际的对象及其行 为联系起来。 模型对管理者来说仅仅是达到目的的工具和手段，管理者也不必亲自去 构造和求解模型，完全可以依靠数学家和专门的研究人员去完成。事实上， 许多有用的模型数学家们早已作过专门研究，有不少现成的方法可供利用。 但是，运用模型解决问题是管理人员的重点和强项。,- 第二节 物流分析和运算模型 -,二、运筹学模型,（二） 运筹学模型 3运筹学模型方法 运筹学模型当然也是系统模型，它也符合上述的系统模型的含义、特 征和要求。运筹学的应用其实质在于模型的建立和求解。一般说来，应 用运筹学模型处理问题时，首先要求从全面观点出发来分析问题，即不 仅要求提出需要解决的问题和希望达到的目标，而且还要弄清问题所处 的环境及其约束条件，这些约束条件包括：时间、地点、资金、原材 料、设备、动力、人力、信息以及技术等。同时要抓住所处理的问题中 的主要因素、各种环境和约束条件等之间的制约关系。这就要求掌握运 筹学理论和方法的人员同有关行业的专家汇集一起，发挥各自的特长， 从不同角度出发，共同针对问题的性质，商讨问题的处理方法。只有这 样，才可以建立运筹学模型以寻找问题的最优解答。,- 第二节 物流分析和运算模型 -,二、运筹学模型,（二） 运筹学模型 4运筹学分支 运筹学是一门多分支的应用性学科，其主要分支有：线性规划、整数规划、非线性规划、动态规划、网络分析、排除论、决策论、存贮论、可靠性理论等。随着系统新的问题的不断出现，在已有分支的基础上，又开发了许多新的内容，如网络计划（又名网络协调技术PERT）、图解协调技术 （GERT）等。,- 第二节 物流分析和运算模型 -,三、运筹学模型在物流中的应用,运筹学模型技术方法可解决的物流问题主要有： （1）规划论方法可以解决物流作业和管理中资源分配问题，如何合理安排和分配有限的人力、物力和财力等资源。从各种可行的分配方案中，找出能使他（它）们充分发挥潜力、达到目标为最大（如利润最大）或最小（如成本最小的物流系统最优化问题。 如运用规划论方法可以解决：“运输问题”、“合理选址”问题、“车辆调度”问题、“货物配装”问题、“物流资源（人员或设备）指派”问题、“投资分配”问题等。 （2）存贮论主要用于分析物流中的库存问题。在保证生产过程顺利进行的前提下，如何合理确定生产物资的存贮数量和订购周期等，使物资订购费用、存贮费用和因缺少物资等影响生产所造成的损失费用等的总和为最小的优化问题。 （3）图论和网络分析方法主要用于解决物流中的运输路径规划、运输量规划等问题。如在一定的输送条件下，如何使输送距离最短、输送量最大、输送运费最少等的优化问题。,- 第二节 物流分析和运算模型 -,三、运筹学模型在物流中的应用,（4）排队论在物流过程中具有广泛地应用，主要用于物流系统设计和设备、人力安排等方面。例如机场跑道设计和机场设施数量问题，如何才能既保证飞机起降的使用要求，又不浪费机场资源；又如码头的泊位设计和装卸设备的购置问题，如何达到既能满足船舶到港的装卸的要求，而又不浪费港口资源；再如能保证仓储保管业务和物流机械的正常运转，又不造成人力浪费，等等，这些问题都可以运用排队论方法加以解决。 （5）决策论方法在物流系统开发和经营管理中得到了广泛的应用。由于决定技术经济问题的因素愈来愈多，解决物流运作问题的