基于AHP和Floyd算法的農(nóng)產(chǎn)品物流中心選址研究

趙晏林，李 琴，文忠波,周真丙

(攀枝花學院，四川 攀枝花 617000)

基于AHP和Floyd算法的農(nóng)產(chǎn)品物流中心選址研究

趙晏林，李 琴，文忠波,周真丙

(攀枝花學院，四川 攀枝花 617000)

以農(nóng)產(chǎn)品物流中心的選址為研究對象，對國內外農(nóng)產(chǎn)品物流現(xiàn)狀分析的基礎上，結合農(nóng)產(chǎn)品特性，以攀枝花農(nóng)產(chǎn)品物流為例，構建農(nóng)產(chǎn)品二級物流節(jié)點到樞紐中心的物流網(wǎng)絡.基于AHP和Floyd算法，充分分析攀枝花農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)地分布情況，考慮影響農(nóng)產(chǎn)品物流中心選址的主要因素，對農(nóng)產(chǎn)品物流節(jié)點和樞紐中心進行選址研究，設計出最適合攀枝花農(nóng)產(chǎn)品物流的選址方案，以期解決攀枝花農(nóng)產(chǎn)品物流成本高、產(chǎn)品損耗大、運輸周期長等長期困擾當?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的問題.

農(nóng)產(chǎn)品物流；物流中心；選址；AHP；Floyd算法

生活質量的提高意味著人們對農(nóng)產(chǎn)品的需求不斷增加，對農(nóng)產(chǎn)品的運輸配送有更高的要求.而相較于農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品物流方面卻存在著較多問題，例如路途運輸?shù)臅r間長，運輸成本高，運輸過程中農(nóng)產(chǎn)品的損耗較大、鮮活度降低等.我國水果、蔬菜在物流中的損失率為 25%-30%，國際標準為 5%，而農(nóng)產(chǎn)品物流業(yè)最發(fā)達的美國僅為 1%-2%[1-2].物流配送成本占物流總成本的 35%-60%，占商品價格的 4%-10%，而對于農(nóng)產(chǎn)品物流，這個比例更大，配送費用極大地影響農(nóng)產(chǎn)品物流企業(yè)的經(jīng)濟效益[3].效率低、成本高、流通困難等問題已經(jīng)成為阻礙我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的關鍵因素.

物流中心的建設可以提高農(nóng)產(chǎn)品的物流效率，降低農(nóng)產(chǎn)品物流成本，減少農(nóng)產(chǎn)品流通不暢導致的高損耗，促進生產(chǎn)和消費之間的協(xié)調與配合，保證物流系統(tǒng)的平衡發(fā)展.農(nóng)產(chǎn)品物流中心的選址是發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品物流的基礎環(huán)節(jié)，也是最為重要的環(huán)節(jié).物流中心一旦選定將長時間運營，其選址不僅與運行費用直接相關，而且會對工作效率及物流控制水平產(chǎn)生很大影響.此外，物流中心的功能、形態(tài)等也會受到地區(qū)因素的影響.陳超等對我國城鎮(zhèn)化背景下農(nóng)產(chǎn)品物流發(fā)展的現(xiàn)狀與對策進行分析，指出了我國農(nóng)產(chǎn)品物流基礎設施薄弱、物流成本高、物流主體發(fā)展不完善等問題[4].索志林等對農(nóng)產(chǎn)品物流中心選址模型的構建和應用進行研究，提出了以物流成本最小為目標的選址優(yōu)化模型，并采用混合整數(shù)規(guī)劃法對選址模型進行了求解[5].許金立從供應鏈戰(zhàn)略協(xié)同角度研究農(nóng)產(chǎn)品物流運行機制，以建立戰(zhàn)略聯(lián)盟，實現(xiàn)最佳的農(nóng)產(chǎn)品物流運行[6].總體來看，我國對農(nóng)產(chǎn)品物流的研究主要集中在政策方針、網(wǎng)絡構建和運行管理等方面，對農(nóng)產(chǎn)品物流中心的選址研究卻不夠深入.

1 攀枝花農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)狀

攀枝花市地處南亞熱帶，該區(qū)域光照充分.近年來，攀枝花市政府充分發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢，大力發(fā)展特色農(nóng)業(yè)，全力打造有地方特色和優(yōu)勢的農(nóng)產(chǎn)業(yè).以水果為主的農(nóng)產(chǎn)品，特別是芒果、枇杷、火龍果等在攀枝花大面積種植，每年產(chǎn)出量都很大.其主要產(chǎn)地為仁和區(qū)、鹽邊縣和米易縣，東區(qū)和西區(qū)也有少量生產(chǎn).目前為止，攀枝花市已經(jīng)初步建成13個品種包括40 多個特色農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)基地，形成了優(yōu)質糧食基地、特色水果基地、早市蔬菜基地、無公害養(yǎng)殖基地和優(yōu)質烤煙基地五大主要特色農(nóng)產(chǎn)品基地.此外，食用菌、蠶桑、花卉、生物藥業(yè)等特色農(nóng)產(chǎn)品基地也逐步成為攀枝花市新的亮點.

根據(jù)攀枝花市4個區(qū)域的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)地分布情況，需要建立3個農(nóng)產(chǎn)品物流中心為這4個區(qū)域的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地服務.經(jīng)過綜合考慮，結合其他選址原則和影響因素，5個可作為備選的地點為格里坪鎮(zhèn)、總發(fā)鄉(xiāng)、紅格鎮(zhèn)、銀江鎮(zhèn)和大田鎮(zhèn)，可分別設為C1、C2、C3、C4、C5.計劃從中選擇3個地點作為農(nóng)產(chǎn)品物流中心建設點，為周邊農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)地提供服務.農(nóng)產(chǎn)品物流中心5個備選地點的具體情況如表1所示.

經(jīng)過分析，以盡可能多地覆蓋農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地為原則，繪出了農(nóng)產(chǎn)品物流中心備選地點及輻射面示意圖(圖1).

圖1 農(nóng)產(chǎn)品物流中心備選地點及輻射面示意

2 農(nóng)產(chǎn)品物流中心選址影響因素分析

現(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)品物流中心在農(nóng)產(chǎn)品物流中發(fā)揮著至關重要的作用.作為產(chǎn)銷溝通橋梁，其合理的選址應達到整個物流系統(tǒng)能夠加快物流過程、降低物流成本、提高物流作業(yè)效率等效果.考慮到農(nóng)產(chǎn)品易腐、易變質的特性，本研究從交通條件、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、配套設施、地方政策和地形條件5個方面進行分析，以便科學合理地進行選址.

(1)交通條件.產(chǎn)品流通對交通運輸有很高的要求，農(nóng)產(chǎn)品物流中心也如此，其選址首先要考慮的因素是交通條件.農(nóng)產(chǎn)品物流中心修建的地點必須方便產(chǎn)品運輸，最好選址在交通樞紐附近.多種交通運輸方式的采用有利于提高物流運輸效率，對物流中心的發(fā)展有很重要的作用.

(2)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量.為了服務于農(nóng)產(chǎn)品物流中心周圍地區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和貿(mào)易，便于將產(chǎn)地農(nóng)產(chǎn)品集中于物流中心，農(nóng)產(chǎn)品物流中心應盡可能將業(yè)務輻射到更多的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地.在物流中心的業(yè)務輻射范圍內，必須考慮各農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地到物流中心的物流量，即產(chǎn)地的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量.農(nóng)產(chǎn)品物流中心選址應在靠近農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地的基礎上考慮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量.

(3)配套設施.農(nóng)產(chǎn)品物流中心所在地區(qū)的配套設施或公共基礎設施對物流中心的日常運轉與發(fā)展影響很大.農(nóng)產(chǎn)品物流中心選址在考慮其他因素的同時，需要考慮通信、能源、安全、土建、消防和環(huán)境等條件.物流中心占地面積較大，所用設施較多，可以盡量利用現(xiàn)有基礎設施，以便減少建設費用.

(4)地方政策.農(nóng)產(chǎn)品物流中心選址地區(qū)的物流產(chǎn)業(yè)優(yōu)惠政策對農(nóng)產(chǎn)品物流中心的經(jīng)濟效益有很重要的影響.地方政策和法規(guī)將直接影響農(nóng)產(chǎn)品物流中心的運作.它包括政府對物流中心建設提供的用地、稅收等方面的優(yōu)惠措施和政策.

(5)地形條件.農(nóng)產(chǎn)品物流中心應該選址在地勢較高、地形較平坦的地方，而且要有足夠的面積.完全平坦的地形最為理想，地勢稍有坡度或者稍有起伏的地方也可，但不應該選址在山區(qū)或是陡坡地區(qū).物流中心的占地外形以長方形較為合適，不宜選址在狹長或不規(guī)則外形的區(qū)域.

3 基于AHP的農(nóng)產(chǎn)品二級物流節(jié)點選址

層次分析法(AHP)是美國運籌學家Saaty提出的一種多目標、多準則的分析方法，是一種定量與定性分析相結合的科學合理的決策方法.層次分析法適用于存在不確定性和主觀信息的情況，最大的優(yōu)點是提出了層次本身，能夠認真地考慮和衡量指標的相對重要性.在AHP中，首先，復雜問題被分解成各個組成因素，并按照從屬關系將這些因素分組，構成遞階的層次結構；其次，通過各因素之間兩兩相互對比的方式確定在層次結構中各個因素的相對重要性；然后，結合相關人員的評價判斷，按照備選方案的相對重要性對其進行總排序.其整個過程體現(xiàn)了人們在解決問題時，先對問題進行分解，再判斷，最后綜合的思維特性.

3.1 AHP的相關參數(shù)及計算公式

i、j：影響選址的的因素Bi和Bj的i、j行列.

n：總的因素個數(shù).

ai j：因素Bi與因素Bj相比較的重要性標度.

R.I.：平均隨機一致性指標[7].

3.2 農(nóng)產(chǎn)品物流中心選址評價指標體系

在進行選址時，需要充分考慮選址的影響因素以及選址的基本原則和要求，分析后，根據(jù)基本要素之間的關系建立系統(tǒng)的遞階層次結構即評價指標體系.在農(nóng)產(chǎn)品物流中心選址方案(A)中，對農(nóng)產(chǎn)品物流中心選址影響因素進行分析，得出影響物流中心選址的5個重要因素，即交通條件、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、配套設施、地方政策和地形條件，并分別設為B1、B2、B3、B4、B5，以此建立農(nóng)產(chǎn)品物流中心的選址評價指標體系(圖2).

圖2 農(nóng)產(chǎn)品物流中心的選址評價指標體系

3.3 評價指標體系的要素判斷矩陣及計算

3.3.1 AHP目標層判斷矩陣及計算

采用德爾菲法進行評價打分，確定各因素的權重.根據(jù)德爾菲法對農(nóng)產(chǎn)品物流中心選址影響因素進行評價打分，得出選址影響因素判斷矩陣后，采用AHP進行重要度計算和一致性檢驗(表2).

3.3.1.1 要素重要度計算

歸一化重要度為：

w1=(1×1×3×3×5)1/5=2.141,w2=2.141,w3=0.803,w4=0.803,w5=0.336.

相對歸一化重要度為：

表2 AHP目標層判斷矩陣重要度計算和一致性檢驗的結果

注：表中計算及檢驗結果數(shù)據(jù)無量綱.

3.3.1.2 一致性指標C.I. 計算

λ2=5.035,λ3=5.033,λ4=5.033,λ5=5.142.

計算結果如表2中λi所示.

3.3.1.3 一致性比例C.R. 計算

平均隨機一致性指標R.I.是同階隨機判斷矩陣一致性指標的平均值(表3)[7].引入它，可在一定程度上克服一致性判斷指標隨n增大而明顯增大的弊端.

表3 平均隨機一致性指標

注：表中數(shù)據(jù)無量綱.

當n=5時，R.I.=1.12，所以

對于3階以上的判斷矩陣，當C.R.<0.1時，即專家判斷所得一致性和隨機判斷一致性之比小于10%時，可以認為該判斷矩陣的一致性是可行的.反之，當C.R.>0.1時，需要對判斷矩陣做適當修正，以確保一定程度的一致性.

由于計算出的C.I.和C.R.都小于0.1，因此選址影響的判斷矩陣可行.計算得出，相對于目標方案A層的交通條件、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、配套設施、地方政策和地形條件的權重分別為：0.344、0.344、0.129、0.129、0.054.

3.3.2 AHP中間層判斷矩陣及計算

根據(jù)以上計算方法，分別計算在交通條件B1、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量B2、配套設施B3、地方政策B4、地形條件B5不同影響因素下各備選地點的權重(方法與目標層計算相似，此處省略計算步驟).

3.3.2.1 交通條件B1判斷矩陣及計算

根據(jù)攀枝花各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的交通狀況，采用德爾菲法，結合專家意見，得出的交通條件在5個備選地點的相對重要度計算結果如表4所示.

表4 交通條件判斷矩陣重要度計算和一致性檢驗的結果

注：表中計算及檢驗結果數(shù)據(jù)無量綱.

通過一致性指標C.I.和一致性比例C.R.計算，得出的C.I.和C.R.都小于0.1.因此，在交通條件影響因素下，5個備選地點相對重要度的判斷矩陣可行.

3.3.2.2 農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量B2判斷矩陣及計算

根據(jù)攀枝花農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地分布情況以及主要產(chǎn)地的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量，采用德爾菲法，結合專家意見，得出的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量在5個備選地點的相對重要度計算結果如表5所示.

通過一致性指標C.I.和一致性比例C.R.計算，得出的C.I.和C.R.都小于0.1.因此，在農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量影響因素下， 5個備選地點相對重要度的判斷矩陣可行.

表5 農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量判斷矩陣重要度計算和一致性檢驗的結果

注：表中計算及檢驗結果數(shù)據(jù)無量綱.

3.3.2.3 配套設施B3判斷矩陣及計算

根據(jù)攀枝花各區(qū)域公共基礎設施情況，采用德爾菲法，結合專家意見，得出的配套設施在5個備選地點的相對重要度計算結果如表6所示.

通過一致性指標C.I.和一致性比例C.R.計算，得出的C.I.和C.R.都小于0.1.因此，在配套設施影響因素下，5個備選地點相對重要度的判斷矩陣可行.

表6 配套設施判斷矩陣重要度計算和一致性檢驗的結果

注：表中計算及檢驗結果數(shù)據(jù)無量綱.

3.3.2.4 地方政策B4判斷矩陣及計算

根據(jù)攀枝花市政府對各區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地采取的各項政策以及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)對農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)實施的優(yōu)惠政策情況，采用德爾菲法，結合專家意見，得出的地方政策在5個備選地點的相對重要度計算結果如表7所示.

表7 地方政策判斷矩陣重要度計算和一致性檢驗的結果

注：表中計算及性檢驗結果數(shù)據(jù)無量綱.

通過一致性指標C.I.和一致性比例C.R.計算，得出的C.I.和C.R.都小于0.1.因此，在地方政策影響因素下，5個備選地點相對重要度的判斷矩陣可行.

3.3.2.5 地形條件B5判斷矩陣及計算

根據(jù)攀枝花地形地貌，對各區(qū)域主要地形進行分析比較，采用德爾菲法，結合專家意見，得出的地形條件在5個備選地點的相對重要度計算結果如表8所示.

通過一致性指標C.I.和一致性比例C.R.計算，得出的C.I.和C.R.都小于0.1.因此，在地形條件影響因素下，5個備選地點相對重要度的判斷矩陣可行.

表8 地形條件判斷矩陣重要度計算和一致性檢驗的結果

注：表中計算及檢驗結果數(shù)據(jù)無量綱.

3.3.3 AHP方案總重要度矩陣及計算

計算得出各影響因素下各備選地點重要度后，可計算各備選地點總重要度(表9)，并進行排序.

表9 備選地點總重要度計算列表

注：表中數(shù)據(jù)無量綱.

計算各備選地點重要度：

C1=0.344×0.221+0.344×0.168+0.129×0.378+0.129×0.260+0.054×0.160=0.225

同理，計算出C2、C3、C4、C5的權重.顯然，各備選地點C1、C2、C3、C4、C5所對應的權重為0.225、0.306、0.201、0.195、0.073，權重從大到小的順序為C2、C1、C3、C4、C5.因此，物流中心選址應選在C1、C2、C33個地點，即對應的格里坪鎮(zhèn)、總發(fā)鄉(xiāng)和紅格鎮(zhèn).

4 基于Floyd算法的農(nóng)產(chǎn)品物流樞紐中心選址

4.1 Floyd算法的相關參數(shù)

i、j、r：農(nóng)產(chǎn)品物流節(jié)點.

n：農(nóng)產(chǎn)品物流節(jié)點總數(shù).

ci j：節(jié)點i到節(jié)點j的距離.

4.2 農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)地交通關系圖

在攀枝花物流系統(tǒng)中，選擇一個農(nóng)產(chǎn)品樞紐中心作為快速反應中心，既可以負責物流中心的各項運營，也可以對物流中心出現(xiàn)的問題進行快速應對，以保證攀枝花物流系統(tǒng)的正常運行.本文采用Floyd算法對農(nóng)產(chǎn)品樞紐中心進行選址，以“使最大服務距離達到最小”為標準進行計算.

以農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量較大且較為主要的生產(chǎn)地來考慮樞紐中心的選址，包括農(nóng)產(chǎn)品物流中心選址的幾個主要備選地點總共8個可供選擇的地點，分別為格里坪鎮(zhèn)、務本鄉(xiāng)、銀江鎮(zhèn)、太平鄉(xiāng)、桐子林鎮(zhèn)、紅格鎮(zhèn)、總發(fā)鄉(xiāng)和大田鎮(zhèn).其中大田鎮(zhèn)最為特殊，除總發(fā)鄉(xiāng)以外并無其他備選地點可以直接到達大田鎮(zhèn)，要到達大田鎮(zhèn)必須經(jīng)過總發(fā)鄉(xiāng).若在選址計算過程中將大田鎮(zhèn)作為一個備選地點進行選址會影響計算結果，造成選址結果不正確.因此，選址計算不將大田鎮(zhèn)作為備選地點.這樣，備選地點為除去大田鎮(zhèn)的7個地點，可分別設為V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7，使用Floyd算法計算任意兩點之間的最短距離.

圖3所示為7個備選地點的交通關系圖.

注：圖中數(shù)據(jù)的單位為km.圖3 備選地點的交通關系圖

4.3 Floyd算法的最短距離表及最佳選擇地

求得最短距離L3(表11).L3表與L4表相同.分析可知，L3表是最優(yōu)表.

表10 最短距離L1表 km

表11 最短距離L3表 km

根據(jù)L3表，由L=minmax{Li j}計算最短距離表中每行的最大距離的最小值，得出的L所在行對應的點就是最佳的選址地點.

最小值L=min{50.9,54.1,35.7,54.4,51.8,54.4,61.1}=35.7.在表11中，35.7位于第三行，則表示V3最佳.因此，選擇V3對應的銀江鎮(zhèn)為攀枝花農(nóng)產(chǎn)品樞紐中心選址地點.

進行攀枝花農(nóng)產(chǎn)品物流中心選址研究后，得到格里坪鎮(zhèn)、紅格鎮(zhèn)和總發(fā)鄉(xiāng)3個物流中心以及銀江鎮(zhèn)1個農(nóng)產(chǎn)品物流樞紐中心.圖4所示為攀枝花農(nóng)產(chǎn)品物流中心和樞紐中心以及幾個農(nóng)產(chǎn)品主要產(chǎn)地連線.

圖4 農(nóng)產(chǎn)品物流中心及樞紐中心與產(chǎn)地連線

5 結束語

本文分析了農(nóng)產(chǎn)品物流現(xiàn)狀，結合農(nóng)產(chǎn)品特性，以攀枝花農(nóng)產(chǎn)品為實例，構建農(nóng)產(chǎn)品二級物流節(jié)點至物流中心的物流網(wǎng)絡.用AHP對農(nóng)產(chǎn)品二級物流節(jié)點進行了定量和定性的選址分析，設計了最適合農(nóng)產(chǎn)品集散的物流中心建設地址和數(shù)量.用Floyd算法確定了攀枝花市的農(nóng)產(chǎn)品物流樞紐中心的選址方案，構建了攀枝花市農(nóng)產(chǎn)品物流網(wǎng)絡，為當?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展起到了一定的促進作用.

[1] Holmberg K. Exact solution methods for uncapacitated location problem with convex transportation costs[J]. European Journal of Operational Research,1999,114(1): 127-140.

[2] 黃祖輝,劉東英.我國農(nóng)產(chǎn)品物流體系建設與制度分析[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟問題,2005(4):49-53.

[3] 黃湘民,劉大成.剖析我國農(nóng)產(chǎn)品物流發(fā)展現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)[J].商場現(xiàn)代化,2006(16):117-120.

[4] 陳 超,李 冰.城鎮(zhèn)化背景下我國農(nóng)產(chǎn)品物流發(fā)展現(xiàn)狀和問題及對策[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2013,34(3):328-332.

[5] 索志林,王 棟.農(nóng)產(chǎn)品物流中心選址模型及其應用研究[J].農(nóng)業(yè)技術經(jīng)濟，2007(6):51-55.

[6] 許金立.基于供應鏈戰(zhàn)略協(xié)同的農(nóng)產(chǎn)品物流運行機制研究[D].北京:北京交通大學,2012.

Research on Site Selection of Agricultural Products Logistics Centers Based on AHP & Floyd Algorithm

ZHAO Yan-lin, LI Qin,WEN Zhong-bo, ZHOU Zhen-bing

(Panzhihua University, Panzhihua 617000, China)

This paper takes the site selection of agricultural products logistics centers as the research object and the agricultural products of Panzhihua as example to establish the logistic net from villages to the logisric centers combined with the features of the agricultural products based on the analysis of current conditions of agricultural products both home and abroad. And then, designing the most suitable location & number as well as the feasible plan for site selection of the logistic centers for the agricultural products of Panzhihua based on AHP and Floyd algorithm by fully analyzing the distribution conditions of the agricultural products of Panzhihua and fully considering the main factors and delivery route as well as the site selection of village nodes and zone centers to improve the problems which limit the economic development of Panzhihua, such as high logistic cost, high loss of the products and long delivery period etc.

agricultural products logistics;logistics center;site selection;AHP;Floyd algorithm

2016-11-14

趙晏林(1988-)，男，四川廣安人，碩士，助教，研究方向為物流管理、工業(yè)工程和精益生產(chǎn).

1006-3269(2017)01-0039-09

U116.2

A

10.3969/j.issn.1006-3269.2017.01.009