層次分析法在物流中心選址過程中的應用

呂 葉

(西南交通大學交通運輸與物流學院，成都 611756)

物流中心(logistics center)又稱為流通中心，是組織、銜接、管理物流活動的據點。物流中心主要面向社會服務，擁有健全的物流功能，完善的信息網絡，輻射范圍大，儲存、吞吐能力強。因此，在一個具有若干需求網點和與之相配套的經濟區域內，選一個地理位置設置物流中心，便是我們關注的話題。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。物流中心集中了流通領域的多種物流功能，是組織物流作業和調節物流供需的基地，如果選址不佳，將產生極大的負面影響。

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，首先要遵守適應性、協調性、經濟性和戰略性四項原則。

具體來說，物流中心的選址須與國家、省市的經濟發展方針、政策相適應，與我國的物流資源供給和需求分布相適應，以符合適應性原則;物流中心的選址應將國家的物流網絡作為一個大系統來考慮，使物流中心的設施設備在地域分布、物流作業生產力和技術水平等方面互相協調，以符合協調性原則;物流中心的選址應滿足費用(包括建設費用和經營費用)最低，以符合經濟性原則;物流中心的選址應具有戰略眼光，既要考慮日前需要，又要考慮長遠發展，以符合戰略性原則。

1.2 物流中心選址的影響因素

隨著現代物流學的發展和成熟，人們已取得共識，物流中心的選址應考慮以下因素。

(1)自然環境因素，包括氣象條件、地質條件、水文條件和地形條件。

(2)經營環境因素，包括物流中心所在地的優惠物流產業政策，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水平。

(3)基礎設施狀況，包括物流中心所在地的交通條件以及公共設施狀況。

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

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，設有n個用戶)，各用戶的需要量為wi(i=1，2，3…n)。最優的配送中心地理位置x0y0應當是xiyi(i=1，2，3…n)這n個用戶與x0y0直線距離li乘以相應用戶的需要量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。該方法是指采取數學模型并求解的方法確定物流中心位置。例如，利用線性規劃方法，在多種條件約束下，建立數學模型，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，保留少數有價值的方案。接下來再對各保留方案進行評估，確定最優方案。在方案評估的具體過程中，有多種操作方法，現應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，結構復雜，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構。這時需要首先建立多要素、多層次的評價系統，并采用定性與定量相結合的方法，使復雜的評價問題明朗化。在這樣的情況下，美國運籌學家，匹茲堡大學教授 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)把復雜的問題分解成各個組成因素，對這些因素按支配關系分組形成遞階層次結構。通過兩兩比較的方式確定層次中各因素的相對重要性，然后綜合有關人員的判斷，確定備選方案的相對重要性的總排序。

在應用層次分析法進行方案評估時，大體可分為4個步驟。

(1)分析評價系統中各基本要素之間的關系，建立系統的遞階層次結構。遞階層次結構一般分為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定目標;第二層為準則層，這一層次包括了為實現目標所涉及的中間環節，可以由若干個層次組成，即可以存在與準則層產生關聯，受準則層各要素支配的子準則層;第三層為方案層，表示為實現目標可供選擇的各種方案、措施等。各層次結構示意如圖1所示。

圖1 層次分析法結構模型

(2)對同一層次的各元素關于上一層次中某一準則的重要性進行兩兩比較，構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重。

(4)計算各層要素相對系統總目標的合成權重，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用

(1)構建系統的遞階層次結構模型

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，包括自然環境因素、經營環境因素、基礎設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、物流中心結構形式與物流中心的技術裝備等，這些因素可以構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重計算原理的相似性，這里做出如下假設:方案層中的選址方案的確定，只受準則層中各要素(限定在自然環境因素、經營環境因素、基礎設施狀況這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方案。

評估物流中心的選址方案層次結構如圖2所示。(2)建立各階層的判斷矩陣A，計算要素相對權重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構

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

相對要素權重Wi，現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勢的程度，權重越大，越占優勢。

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層要素相對權重的計算和排序來確定最優方案

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的權重為W11，W21，W31，相對于B2的權重為W12，W22，W32，相對于B3的權重為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的權重，最后通過篩選出最大的，則最優方案為Ci。

(4)層次分析法在物流中心選址過程中的應用實例

對于物流中心選址時，應用層次分析法所涉及到的層次結構模型中各層次中要素的重要性標度的確定，進行下列假設: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，對于自然環境因素B1，3種方案優劣排序為C1＞C2＞C3，對于經營環境因素B2，3種方案優劣排序為C2＞C3＞C1，對于基礎設施狀況B3，3種方案優劣排序為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計

對各方案的總重要度的計算結果表明(表8)，3個選址方案的優劣順序為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 結論

對于目前物流中心選址問題的討論，在運用數學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，還可以應用Hopfield人工神經網絡。本文突出了層次分析法在物流中心選址過程中的應用，但是在實際應用中，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，還應注意的是，單獨的物流中心作用范圍有限，對于大范圍的經濟區域來講，選擇合適的場站，形成物流中心網絡，并進行合理布局，可以發揮更大的作用。

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