層次分析法在物流中心選址過程中的應(yīng)用

呂 葉

(西南交通大學(xué)交通運輸與物流學(xué)院，成都 611756)

物流中心(logistics center)又稱為流通中心，是組織、銜接、管理物流活動的據(jù)點。物流中心主要面向社會服務(wù)，擁有健全的物流功能，完善的信息網(wǎng)絡(luò)，輻射范圍大，儲存、吞吐能力強。因此，在一個具有若干需求網(wǎng)點和與之相配套的經(jīng)濟區(qū)域內(nèi)，選一個地理位置設(shè)置物流中心，便是我們關(guān)注的話題。較成功的物流中心選址方案能夠使商品的流通全過程的效益達到最優(yōu)。物流中心集中了流通領(lǐng)域的多種物流功能，是組織物流作業(yè)和調(diào)節(jié)物流供需的基地，如果選址不佳，將產(chǎn)生極大的負面影響。

1 物流中心地址的選擇

1.1 物流中心選址的原則

物流中心位置的選擇有多種方法，包括定性分析和定量計算兩類。無論采用何種理論方法進行物流中心的選址，首先要遵守適應(yīng)性、協(xié)調(diào)性、經(jīng)濟性和戰(zhàn)略性四項原則。

具體來說，物流中心的選址須與國家、省市的經(jīng)濟發(fā)展方針、政策相適應(yīng)，與我國的物流資源供給和需求分布相適應(yīng)，以符合適應(yīng)性原則;物流中心的選址應(yīng)將國家的物流網(wǎng)絡(luò)作為一個大系統(tǒng)來考慮，使物流中心的設(shè)施設(shè)備在地域分布、物流作業(yè)生產(chǎn)力和技術(shù)水平等方面互相協(xié)調(diào)，以符合協(xié)調(diào)性原則;物流中心的選址應(yīng)滿足費用(包括建設(shè)費用和經(jīng)營費用)最低，以符合經(jīng)濟性原則;物流中心的選址應(yīng)具有戰(zhàn)略眼光，既要考慮日前需要，又要考慮長遠發(fā)展，以符合戰(zhàn)略性原則。

1.2 物流中心選址的影響因素

隨著現(xiàn)代物流學(xué)的發(fā)展和成熟，人們已取得共識，物流中心的選址應(yīng)考慮以下因素。

(1)自然環(huán)境因素，包括氣象條件、地質(zhì)條件、水文條件和地形條件。

(2)經(jīng)營環(huán)境因素，包括物流中心所在地的優(yōu)惠物流產(chǎn)業(yè)政策，勞動力保障能力，對商品特性的要求，物流費用情況以及服務(wù)水平。

(3)基礎(chǔ)設(shè)施狀況，包括物流中心所在地的交通條件以及公共設(shè)施狀況。

(4)其他因素，包括物流中心所在地的國土資源利用情況，環(huán)境保護要求和周邊工業(yè)生產(chǎn)狀況。

1.3 物流中心選址的方法概述

物流中心的選址在綜合考慮基本原則和影響因素的前提下，可以用以下方法選擇位置。

(1)坐標分析法[3]。在一個地域范圍，如果若干用戶位置已確定，同時可以掌握用戶平均需求量，則可選擇用總費用最低的地方為流通中心最優(yōu)位置，可先將用戶位置置于坐標圖上，各用戶坐標為xiyi(i=1，2，3…n，設(shè)有n個用戶)，各用戶的需要量為wi(i=1，2，3…n)。最優(yōu)的配送中心地理位置x0y0應(yīng)當是xiyi(i=1，2，3…n)這n個用戶與x0y0直線距離li乘以相應(yīng)用戶的需要量wi，再乘以配送費用率k，求和值為最小，即的地點。(2)求解運輸模型法。該方法是指采取數(shù)學(xué)模型并求解的方法確定物流中心位置。例如，利用線性規(guī)劃方法，在多種條件約束下，建立數(shù)學(xué)模型，使物流中心的投資額、運營成本、貨物運輸總費用達到最小。(3)方案比較法。在已建滿了多種建筑物的城市中可能只有有限的幾處地址可供修建物流中心，在這種情況下，可采用方案比較法。方案比較法以每一個可能建立物流中心的選址處所為一種方案，方案過多時，可以先用直觀判斷方法進行一次篩選，將明顯不利的方案除去，保留少數(shù)有價值的方案。接下來再對各保留方案進行評估，確定最優(yōu)方案。在方案評估的具體過程中，有多種操作方法，現(xiàn)應(yīng)用層次分析法對物流中心的選址方案進行評估。

2 層次分析法在物流中心選址中的應(yīng)用

2.1 層次分析法概述

許多評價問題的評價對象屬性多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以完全采用定量方法評價，也難以做到評價項目具有單一層次結(jié)構(gòu)。這時需要首先建立多要素、多層次的評價系統(tǒng)，并采用定性與定量相結(jié)合的方法，使復(fù)雜的評價問題明朗化。在這樣的情況下，美國運籌學(xué)家，匹茲堡大學(xué)教授 T.L.薩迪(T.L.Satty)于20世紀70年代提出了著名的AHP方法(Analytic Hierarchy Process，解析遞階過程，通常譯為“層次分析”法)。

2.2 層次分析法的基本思想和實施步驟

層次分析法(AHP)把復(fù)雜的問題分解成各個組成因素，對這些因素按支配關(guān)系分組形成遞階層次結(jié)構(gòu)。通過兩兩比較的方式確定層次中各因素的相對重要性，然后綜合有關(guān)人員的判斷，確定備選方案的相對重要性的總排序。

在應(yīng)用層次分析法進行方案評估時，大體可分為4個步驟。

(1)分析評價系統(tǒng)中各基本要素之間的關(guān)系，建立系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu)。遞階層次結(jié)構(gòu)一般分為3層，最高層為目標層，這一層次中只有一個要素，一般是分析問題的預(yù)定目標;第二層為準則層，這一層次包括了為實現(xiàn)目標所涉及的中間環(huán)節(jié)，可以由若干個層次組成，即可以存在與準則層產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，受準則層各要素支配的子準則層;第三層為方案層，表示為實現(xiàn)目標可供選擇的各種方案、措施等。各層次結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

圖1 層次分析法結(jié)構(gòu)模型

(2)對同一層次的各元素關(guān)于上一層次中某一準則的重要性進行兩兩比較，構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣，并進行一致性檢驗。

(3)由判斷矩陣計算被比較要素對于該準則的相對權(quán)重。

(4)計算各層要素相對系統(tǒng)總目標的合成權(quán)重，并對各備選方案排序。

2.3 以物流中心選址方案為模型的層次分析法應(yīng)用

(1)構(gòu)建系統(tǒng)的遞階層次結(jié)構(gòu)模型

物流中心選址方案的層次分析法評估的遞階層次模型中，目標層為“選擇最優(yōu)的物流中心地址”，準則層為“決定物流中心選址的影響因素”，如前文所述，包括自然環(huán)境因素、經(jīng)營環(huán)境因素、基礎(chǔ)設(shè)施狀況以及其他因素，在影響因素的限定下，選擇物流中心的建造地址，還應(yīng)考慮以下因素:物流中心吞吐量、物流中心占地面積、物流中心結(jié)構(gòu)形式與物流中心的技術(shù)裝備等，這些因素可以構(gòu)造為受準則層各要素支配的子準則層，子準則層各要素與準則層各要素之間具有可傳遞性和功能依存性。考慮到應(yīng)用層次分析法評估物流中心選址方案的流程中，不同層次之間要素相對權(quán)重計算原理的相似性，這里做出如下假設(shè):方案層中的選址方案的確定，只受準則層中各要素(限定在自然環(huán)境因素、經(jīng)營環(huán)境因素、基礎(chǔ)設(shè)施狀況這3個方面)的影響，而忽略子準則層中各要素的影響，并且，選址方案限定在C1、C2、C33個方案，通過層次分析法得到最優(yōu)方案。

評估物流中心的選址方案層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。(2)建立各階層的判斷矩陣A，計算要素相對權(quán)重W以及進行一致性檢驗

圖2 評估物流中心的選址方案層次結(jié)構(gòu)

①建立各階層的判斷矩陣A

式中aij——表示一階層中要素i與要素j對于上一階層要素k的重要性標度。

標度定義見表1[4]。

表1 判斷矩陣標度定義

②計算要素相對權(quán)重W

求各要素相對于上層某要素(準則等)的歸一化相對重要度向量Wi常用方法為

相對要素權(quán)重Wi，現(xiàn)實意義上即是比較一階層上的各要素相對于上一階層中某一要素歸一化處理后所占優(yōu)勢的程度，權(quán)重越大，越占優(yōu)勢。

③一致性檢驗方法

第一步:計算一致性指標C.I.

第二步:查找相應(yīng)的平均隨機一致性指標R.I.(Random Index)，1～12階正互反矩陣計算1 000次得到的平均隨機一致性指標如表2[4]所示。

表2 1～12階正互反矩陣的平均隨機一致性指標

第三步:計算一致性比例C.R.(Consistency Ratio)

C.R.的值應(yīng)小于0.1才能通過一致性檢驗。

(3)通過對方案層C層要素相對權(quán)重的計算和排序來確定最優(yōu)方案

以物流中心選址的評估為例，若準則層中各要素B1，B2，B3相對于目標層的要素A的權(quán)重為W1，W2，W3。方案層中，要素C1，C2，C3相對于準則層中的要素B1的權(quán)重為W11，W21，W31，相對于B2的權(quán)重為W12，W22，W32，相對于B3的權(quán)重為W13，W23，W33，如表3所示。

表3 方案總重要度計算

如表3所示，方案層中C1，C2，C3的權(quán)重，最后通過篩選出最大的，則最優(yōu)方案為Ci。

(4)層次分析法在物流中心選址過程中的應(yīng)用實例

對于物流中心選址時，應(yīng)用層次分析法所涉及到的層次結(jié)構(gòu)模型中各層次中要素的重要性標度的確定，進行下列假設(shè):相對于目標層要素A，準則層中，并且對于方案層中的3種方案C1，C2，C3，相對于準則層各要素來說，對于自然環(huán)境因素B1，3種方案優(yōu)劣排序為C1＞C2＞C3，對于經(jīng)營環(huán)境因素B2，3種方案優(yōu)劣排序為C2＞C3＞C1，對于基礎(chǔ)設(shè)施狀況B3，3種方案優(yōu)劣排序為C3＞C2=C1。

C1，C2，C3相對于上一階層中每一要素的重要性標度，將體現(xiàn)在下面的計算列表當中。

由表4可得:λmax≈3.009

表4 準則層各要素相對目的層要素的重要度統(tǒng)計

由表5可得:λmax≈3.004

表5 方案層各要素相對準則層要素一的重要度統(tǒng)計

由表6可得:λmax≈3.009

表6 方案層各要素相對準則層要素二的重要度統(tǒng)計

由表7可得:λmax≈3.000

表7 方案層各要素相對準則層要素三的重要度統(tǒng)計

對各方案的總重要度的計算結(jié)果表明(表8)，3個選址方案的優(yōu)劣順序為C2(W2=0.403)，C3(W3=0.329)，C1(W1=0.268)。因此C2方案綜合效果最好，作為入選方案。

表8 物流中心選址方案總重要度計算

3 結(jié)論

對于目前物流中心選址問題的討論，在運用數(shù)學(xué)模型進行綜合評價時，除了使用層次分析法(AHP法)，也可以采用模糊綜合評價法，還可以應(yīng)用Hopfield人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。本文突出了層次分析法在物流中心選址過程中的應(yīng)用，但是在實際應(yīng)用中，對未來情況的考慮是不能被忽略的，因此，在物流中心選址方案的評價上，綜合未來因素的動態(tài)評價是非常有研究價值的。

除此之外，在對物流中心選址問題的探討上，還應(yīng)注意的是，單獨的物流中心作用范圍有限，對于大范圍的經(jīng)濟區(qū)域來講，選擇合適的場站，形成物流中心網(wǎng)絡(luò)，并進行合理布局，可以發(fā)揮更大的作用。

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