基于CFLP模型的電網(wǎng)企業(yè)物資倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化

摘 要：合理的電網(wǎng)企業(yè)物資倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)不僅能提高物流運(yùn)作效率、降低倉儲(chǔ)成本和配送成本，還能實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)物流體系的效率提升。針對電網(wǎng)企業(yè)物資倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)布局現(xiàn)狀，分析電網(wǎng)企業(yè)物資倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)存在的問題和優(yōu)化要求，構(gòu)建CFLP模型，選擇適合的倉庫位置作為配送中心，達(dá)到使得倉儲(chǔ)和配送成本降低的目的。利用LINGO軟件求得配送中心集合。最后通過算例說明模型應(yīng)用的可行性和有效性。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)企業(yè);物資倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò);CFLP模型

中圖分類號(hào)：F270 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2014）31-0020-02

引言

物流網(wǎng)絡(luò)布局規(guī)劃是指在一定層次和地區(qū)范圍內(nèi)確定物流網(wǎng)絡(luò)（物流通道、物流節(jié)點(diǎn)）合理的空間布局方案，其中物流節(jié)點(diǎn)選址是重點(diǎn)。國際上對物流節(jié)點(diǎn)選址的研究已有多年歷史，在理論和實(shí)踐方面都取得了很多成績。例如，Geoffrion和Grave把傳統(tǒng)的固定費(fèi)用選址問題模型擴(kuò)展到了包括從工地到物流中心以及到多個(gè)市場的裝載貨量的模型[1];Francisio Barahona等針對電腦配件的分銷倉庫網(wǎng)絡(luò)問題，提出整數(shù)規(guī)劃模型[2];Weibing Weng等從供應(yīng)鏈角度考慮提出多目標(biāo)地址決策模型[3]。

國內(nèi)對物流節(jié)點(diǎn)選址方面的研究起步較晚，主要研究集中在交通網(wǎng)絡(luò)和快遞服務(wù)領(lǐng)域。在交通網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，如雙層模型[4]、四因素法[5];在快遞服務(wù)領(lǐng)域，如層次聚類分析法[6]，混合整數(shù)規(guī)劃模型[7]。近幾年，國內(nèi)對電網(wǎng)企業(yè)物資倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)開始研究。李婷等提出雙層選址模型[8]，模型中倉庫的需求量以倉庫面積表示，由于倉庫面積受物資體積、形狀、擺放方式及倉庫內(nèi)布局等多因素影響，因此用倉庫面積表示倉庫需求量誤差較大。歐安杰等提出“一級(jí)倉+急救包”省級(jí)物流網(wǎng)絡(luò)的分級(jí)管理模式，針對中心倉庫的布點(diǎn)優(yōu)化，采用中心倉庫布點(diǎn)和急救包配置兩層優(yōu)化[9]，模型中的中心倉庫布點(diǎn)優(yōu)化以倉庫建設(shè)改造投資最少，沒有考慮到配送成本。本文采用CFLP模型，該模型可以在配送中心的能力有限制，而且需求點(diǎn)的位置和需求量以及備選配送中心的數(shù)目均已確定的情況下，從配送中心的備選地點(diǎn)中選出總費(fèi)用最小的、由多個(gè)配送中心組成的配送中心集合。

一、電網(wǎng)企業(yè)物資倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)布局現(xiàn)狀分析

電力物資種類繁多，電網(wǎng)企業(yè)針對各種物資需求特性的不同采取分級(jí)存儲(chǔ)方式。隨著電力的不斷發(fā)展和物資集約化管理體系的構(gòu)建，倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)存在的問題顯現(xiàn)出來，主要表現(xiàn)為：有些倉庫空置率很高，有些倉庫則不能滿足倉儲(chǔ)需求，造成了倉庫利用率低，綜合效果差;有些倉庫建成年代久遠(yuǎn)，規(guī)劃建設(shè)不統(tǒng)一，也不合理，造成了運(yùn)營及人員成本的增加，且不利于物資的集中管理。

二、電網(wǎng)企業(yè)物資倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化原則

本文主要考慮中心庫、周轉(zhuǎn)庫（統(tǒng)稱為配送中心）的數(shù)量、位置及配送服務(wù)范圍。其中中心庫作為倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的樞紐，負(fù)責(zé)所屬省通用物資資源的集中儲(chǔ)存與配送，向周轉(zhuǎn)庫、倉儲(chǔ)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)庫;周轉(zhuǎn)庫作為倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的中轉(zhuǎn)，主要承擔(dān)所屬地（市）范圍內(nèi)運(yùn)維物資、備品備件、廢舊物資、可用退役資產(chǎn)等儲(chǔ)存任務(wù)。電力物資的需求特征可概括為需求頻率低、配送時(shí)間要求高。此外，集中大規(guī)模倉庫比分散、小面積的倉庫物資、人員管理成本更低、對物資需求的效應(yīng)效率更高。配送中心作為倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的中轉(zhuǎn)，定期向需求點(diǎn)實(shí)施配送業(yè)務(wù)。

三、電網(wǎng)企業(yè)物資倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)CFLP模型構(gòu)建

CFLP（Capacitated Facility Location Problem，固定容量設(shè)備選址問題）模型是由反町洋一首先提出的，是利用運(yùn)籌學(xué)中的非線性規(guī)劃求解選址問題。CFLP模型的目標(biāo)是求得使總費(fèi)用最低的配送中心的集合。假設(shè)系統(tǒng)滿足條件：配送中心容量和需求點(diǎn)需求量與庫存物資金額成正比。

建立CFLP模型：

目標(biāo)函數(shù)為：

min（U）=■■hsi jxsi j （1）

條件：

■xsi j≤Dj，j=1，2，…，n " （2）

■xsi j≤Mi，i=1，2，…，k " "（3）

0≤xsi j，i=1，2，…，k，j=1，2，…，n " （4）

式中，U為總運(yùn)費(fèi);hsi j 為表示從配送中心si到需求點(diǎn)j的單位運(yùn)輸費(fèi)用=單位運(yùn)費(fèi)率*運(yùn)輸距離（根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定單位運(yùn)輸費(fèi)率）;xsij為表示從配送中心si到需求點(diǎn)j的運(yùn)輸量;Mi為表示配送中心si的容量;Dj為表示需求點(diǎn)j的需求量。

針對上述優(yōu)化問題，利用LINGO軟件進(jìn)行求解。

四、應(yīng)用實(shí)例

某電力公司在某地區(qū)有7個(gè)需求點(diǎn)（H1-H7），有4個(gè)配送中心。因集約化需要，準(zhǔn)備從這4個(gè)候選配送中心選取若干個(gè)配送中心，并且選取的配送中心能夠滿足該地區(qū)7個(gè)需求點(diǎn)的需求，使得總成本最小。設(shè)單位運(yùn)輸費(fèi)率為1，已知各配送中心到需求點(diǎn)的距離和需求點(diǎn)的采購金額及配送中心容量金額（如表1所示）。

需求點(diǎn)的采購金額和配送中心容量金額及

表1 " " " " " " " "配送中心到需求點(diǎn)的距離 "距離單位：KM

用LINGO編程：

model：

sets：

P/P1 P2 P3 P4/：supply;

H/H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7/：demand;

link（P，H）：c，x;

endsets

data：

supply= 480 360 530 210;

demand= 160 80 100 120 200 180 60;

c=27 24 29 20 19 16 3

25 31 28 19 18 15 3

" " 46 59 50 38 38 35 19

" "20 28 26 15 14 9 " 7;

enddata

min=@sum（link（i，j）：c（i，j）*x（i，j））;

@for（H（j）：@sum（P（i）：x（i，j））=demand（j））;

@for（P（i）：@sum（H（j）：x（i，j））lt;=supply（i））;

end

求解的結(jié)果列表（如表2所示）：

需求點(diǎn)的采購金額和配送中心容量金額及

表2 " " " " " " "配送中心到需求點(diǎn)的配送金額

可知，配送中心選址為P1、P2、P4，其中配送中心P1的配送范圍是需求點(diǎn){H2，H3，H4，H7}的集合，配送中心P2的配送范圍是需求點(diǎn){H1，H4，H5}的集合，配送中心P4的配送范圍是需求點(diǎn){H1，H6}的集合，最小配送成本為16 440萬元。

結(jié)論

根據(jù)電網(wǎng)企業(yè)倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)布局現(xiàn)狀和要求，構(gòu)建了CFLP模型優(yōu)化方法并運(yùn)用LINGO軟件求解該模型。確定了電網(wǎng)企業(yè)配送中心的選址，降低了電力物資倉儲(chǔ)成本和配送成本，提高了電網(wǎng)企業(yè)管理和服務(wù)水平。

參考文獻(xiàn)：

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