基于AHP方法的物流中心選址問題研究

江溢

摘 要：在物流市場日益規(guī)范化，市場競爭更加激烈的背景下，需要建立更多擁有健全的物流功能和完善的信息網(wǎng)絡(luò)的物流中心，選擇一個合理優(yōu)化的地理位置建造物流中心顯得尤為重要。本文應(yīng)用層次分析法根據(jù)物流中心選址的原則、影響因素，建立遞階層次結(jié)構(gòu)模型，提出了確定物流中心選址最優(yōu)方案的算法。

關(guān)鍵詞：物流中心；選址；層次分析法

1 引言

物流中心是指處于樞紐或重要地位、具有較完善的物流環(huán)節(jié)，并能實(shí)現(xiàn)物流集散和控制一體化運(yùn)作的物流據(jù)點(diǎn)。物流中心是進(jìn)行商品流通必要的基礎(chǔ)設(shè)施，是物流作業(yè)集中的場所，是高效益連鎖經(jīng)營的供貨樞紐，是現(xiàn)代化物流的一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。因此建設(shè)物流中心是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然要求。在物流系統(tǒng)的優(yōu)化中，物流中心的選址是一個具有戰(zhàn)略意義的問題。重視物流中心的作用，運(yùn)用科學(xué)方法進(jìn)行合理選址，對加快我國的物流發(fā)展將起到重要作用。

層次分析法是一種定性和定量相結(jié)合的、系統(tǒng)化、層次化的分析方法。采用AHP進(jìn)行物流中心選址，即結(jié)合物流中心的職能及選址原則，考慮其各影響因素，對多個選址方案進(jìn)行逐一評價，尋求最佳的選址方案。這種方法針對大量的不確定性、模糊性、隨機(jī)性因素及其相互關(guān)系，提出了一種量化決策方法，并將定性與定量方法有機(jī)地結(jié)合起來，使復(fù)雜的決策問題清晰化，減少了定量計(jì)算的工作量和難度，節(jié)約了人力、物力。通過運(yùn)用AHP解決物流中心的選址問題可以發(fā)現(xiàn)它比建立復(fù)雜數(shù)學(xué)模型時間短、求解問題方便，而且實(shí)用性強(qiáng)。

2 物流中心地址的選擇

2.1 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(jì)算兩類。無論采用何種理論方法進(jìn)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(jì)性和戰(zhàn)略性四項(xiàng)原則。具體來說：

（1）物流中心的選址須與國家、省市的經(jīng)濟(jì)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；

（2）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；

（3）物流中心的選址應(yīng)滿足費(fèi)用（包括建設(shè)費(fèi)用和經(jīng)營費(fèi)用）最低，以符合經(jīng)濟(jì)性原則；

（4）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(yuǎn)發(fā)展，以符合戰(zhàn)略性原則。

2.2 物流中心選址的影響因素

隨著現(xiàn)代物流學(xué)的發(fā)展，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(fèi)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(hù)要求和周邊工業(yè)生產(chǎn)狀況。

3 層次分析法在物流中心選址中的應(yīng)用

3.1 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(xiàng)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(yùn)籌學(xué)家，匹茲堡大學(xué)教授T.L.薩迪（T.L. Satty）于20世紀(jì)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）。

3.2 層次分析法的基本思想和實(shí)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(jìn)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)，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(biāo)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(biāo)；第二層為準(zhǔn)則層，這一層次包括為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)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(zhǔn)則層產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，受準(zhǔn)則層各要素支配的子準(zhǔn)則層；第三層為方案層，表示為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)可供選擇的各種方案、措施等。

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

（3）由判斷矩陣計(jì)算被比較要素對于該準(zhǔn)則的相對權(quán)重。

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

3.3 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(biāo)層為“選擇最優(yōu)的物流中心地址”，準(zhǔn)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(zhǔn)則層各要素支配的子準(zhǔn)則層，子準(zhǔn)則層各要素與準(zhǔn)則層各要素之間具有可傳遞性和功能依存性?？紤]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(jì)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(zhǔn)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，而忽略其他因素的影響，并且，選址方案限定在D1、D2、D3 3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3-1所示。

（2）建立各階層的判斷矩陣A，計(jì)算要素相對權(quán)重W以及進(jìn)行一致性檢驗(yàn)

① 建立各階層的判斷矩陣A

A=（ ）

式中 ----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(biāo)度。

標(biāo)度定義見表3-1。

② 計(jì)算要素相對權(quán)重

求各要素相對于上層某要素（準(zhǔn)則等）的歸一化相對重要度向量 常用方法為：

將判斷矩陣 A 的元素按列做歸一化處理，得到矩陣 ，其中

將矩陣Q的元素按行相加，得到向量 ，其中

對向量做歸一化處理，得相對權(quán)重。即

得到特征向量 ，即得到各指標(biāo)的權(quán)重。

③ 一致性檢驗(yàn)方法

第一步：計(jì)算一致性指標(biāo)C.I.

式中---

第二步：查找相應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)R.I.（Random Index），1～12 階正互反矩陣計(jì)算1000次得到的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)如表3-2所示。

第三步：計(jì)算一致性比例C.R.（Consistency Rati-o）

C.R.的值應(yīng)小于0.1才能通過一致性檢驗(yàn)。

利用1-9比較尺度構(gòu)造準(zhǔn)則層對目標(biāo)層的判斷矩陣并作相應(yīng)的一致性檢驗(yàn)，結(jié)果見表3-3（位于表3-3左端部分三行三列的數(shù)據(jù)代表判斷矩陣，中間一列Wi下面數(shù)據(jù)是由判斷矩陣得到的第二層三個因素B1，B2，B3對目標(biāo)層而言的重要性排序。同時為了驗(yàn)證其合理與否，還要進(jìn)行檢驗(yàn)，表3-3右端部分就是對之進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。其中R.I.是對應(yīng)n的隨機(jī)一致性指標(biāo)， 是利用和法求出的判斷矩陣的最大特征根。最后當(dāng)利用表格中所給出的公式計(jì)算出一致性比率C.R.<0.1時，就意味著通過了一致性檢驗(yàn)，即可以采納Wi作為評判因素B1，B2，B3的重要性的權(quán)重）。

（3）確定第三層（子準(zhǔn)則層）各因素對第二層（準(zhǔn)則層）相關(guān)因素的權(quán)重

對“自然環(huán)境B1”而言：氣象C1、地質(zhì)C2、水文C3、地形C4對之的權(quán)重以及相關(guān)的一致性檢驗(yàn)同樣用表2來描述。

（4）

對“經(jīng)營環(huán)境B2”和“基礎(chǔ)設(shè)施狀況B3”而言，同理可得表3-5和表3-6。

然后計(jì)算各層次要素C對系統(tǒng)目的（總目標(biāo)）A的合成（總）權(quán)重，并對3個選址方案進(jìn)行分析排序。每一層各因素相對于上一層的綜合權(quán)重如表3-6和表3-7所示。

即在物流中心選址中，根據(jù)分析重要性排序?yàn)椋航煌l件、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與布局、服務(wù)水平、公共設(shè)施狀況、地質(zhì)、產(chǎn)業(yè)政策及勞動力因素、氣象、對不同商品類型的適應(yīng)性、水文、地形。

（4）確定第四層（方案層）各方案的排序

當(dāng)方案層各方案具體給出后，按照前面一樣的作法，分別構(gòu)造相應(yīng)判斷矩陣，進(jìn)一步求組合權(quán)向量并作組合一致性檢驗(yàn)，最后即可得到方案層的排序。由此可得到合理的物流中心地址。

4 結(jié)論

層次分析法為由相互關(guān)聯(lián)、相互制約的眾多因素構(gòu)成的復(fù)雜而往往缺少定量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)的決策和排序提供了一種新的、簡潔而實(shí)用的建模方法。經(jīng)過本文的研究可知，在物流中心選址問題中，準(zhǔn)則層一般由自然環(huán)境、經(jīng)營環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施狀況三個因素組成，各因素又由多種次要因素組成，其中次要因素的重要度排序?yàn)榻煌l件、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與布局、服務(wù)水平、公共設(shè)施狀況、地質(zhì)、產(chǎn)業(yè)政策及勞動力因素、氣象、對不同商品類型的適應(yīng)性、水文、地形。所以，物流中心在選址時可在上述準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上，結(jié)合層次分析法對具體方案的重要度分析的結(jié)果，最后得出合理的物流中心選址結(jié)果。

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