基于重心法的糧食配送中心選址研究＊

魏 軍，皮安濤，張加華

(長沙理工大學交通運輸工程學院，湖南長沙 410004)

基于重心法的糧食配送中心選址研究＊

魏 軍，皮安濤，張加華

(長沙理工大學交通運輸工程學院，湖南長沙 410004)

我國糧食產業的現狀是糧食產區及種類分布不均衡，雖然糧食產量在增長但其中存在的物流問題還比較嚴重，主要問題是糧食儲運成本高、效率低、損耗大，解決這一問題的關鍵在于糧食配送中心的合理選址.使用重心法選址能夠降低糧食運輸成本，提高糧食流通效率，實例證明了重心法應用于糧食配送中心選址的可行性.

糧食物流;配送中心;選址方法;重心法

據國家統計局公告，2010年我國糧食總產量為54641萬噸(10928億斤)，比上年增加1559萬噸，增產2.9%.其中，夏糧播種面積27421千公頃，擴大38.4千公頃，夏糧總產量為12310萬噸，比上年減少39萬噸;早稻播種面積5794千公頃，比上年減少76.1千公頃，早稻總產量為3132萬噸，比上年減少204萬噸;秋糧播種面積76657千公頃，比上年增加924千公頃，秋糧總產量初步統計為39199萬噸，比上年增加1801萬噸.其中，上海、浙江、廣東、福建、海南、北京、廣西、甘肅、青海、四川都處于糧食凈缺口區，特別是四川由于大量勞動力外出導致糧食由輸出變為輸入，缺口總計高達675億公斤.內蒙、山東、東北三省、河南、河北、湖北、江西為糧食輸出地，輸出為3300億公斤，其中東北三省占了1000億公斤.

1 糧食物流問題分析及解決方法

由上述統計可以看出，我國糧食產量在增長，但是糧食產區及種類分布不均衡，糧食物流在時空分布上跨度極大，又由于目前我國糧食物流體系建設滯后導致糧食儲運成本高、效率低、損耗大等問題比較突出.據國家糧食局調查，中國糧食產后損失8% －10%，主要原因在于糧食產后儲藏、運輸等方面不科學，其中，主要是儲糧損失，全國每年僅農戶儲存糧食損失即達1500萬噸至2000萬噸，造成損失180億到240億元;糧食收購市場放開后，農戶存糧的時間延長到全年儲存，由倉儲中心設置不合理、倉儲設施條件差造成的糧食產后損失更為巨大，因而發展現代糧食物流產業已經刻不容緩.依靠現代信息技術，國內許多學者對糧食物流體系做出了研究，許德剛在研究了我國智能化糧食物流系統現狀的基礎上對國內糧食物流的發展趨勢進行了探討［1］;孫吉貴、白洪濤等設計并實現了糧食調撥決策支持系統［2］.他們的研究成果很大程度上對國內糧食物流發展起到了一定的指導作用.

在糧食物流系統中，糧食配送中心處于樞紐位置，它是糧食流通過程中的一個重要節點，是一種多功能的糧食配送設施，合理的選擇糧食配送中心的位置可以有效地解決糧食儲運成本高、效率低、損耗大等問題，保障糧食物流系統的平穩發展.因此，糧食配送中心的選址決策在糧食物流體系優化中占有十分重要的位置，在選址過程中應考慮以下影響因素:

①糧食供需狀況.這是糧食配送中心配送的對象，必須搞清楚糧食來源和去向的分布情況、過去和現在以及將來的發展等.配送中心應盡量與生產地和需求地實現短距離優化.

②交通運輸條件.糧食配送運量較大，配送中心的選址應靠近交通運輸樞紐，條件允許的情況下，還應盡量靠近鐵路貨運站、港口及公路.

③用地條件.在土地價格日益昂貴的今天，配送中心的占地問題也顯得十分重要，建設配送中心要綜合考慮土地價格及政府的交通規劃要求.

④運輸與服務的方便程度，糧食配送中心選址應靠近糧食加工廠及居民區，以便縮短運輸距離，降低運輸成本.

⑤投資額限制情況，糧食配送中心選址還應考慮所在地區是否有相關優惠政策及是否有投資額的限制等情況.

2 糧食配送中心選址模型

2.1 配送中心選址方法及特點

配送中心選址的方法有很多，主要分為兩類:定性分析法和定量分析法.

2.1.1 定性分析法

定性分析法主要是根據選址影響因素和選址原則，再依據專家或管理人員的豐富經驗、知識等進行綜合分析，最終確定配送中心的具體位置.這類方法主要有專家打分法、德爾菲法.定性分析法的優點是注重歷史經驗，簡單易行.其缺點是容易犯經驗主義和主觀主義的錯誤，并且當可選地點較多時，不易做出理想的決策，導致決策的可靠性不高.

2.1.2 定量分析法

定量分析法主要包括重心法［3，4］、鮑莫爾－沃爾夫法、運輸規劃法、Cluster法、CFLP法、數值分析法、雙層規劃法、遺傳算法［5］、蟻群算法［6］等.定量分析法選址的優點是能求出比較準確可信的解.缺點是計算比較復雜，并且很難求出最優解.

2.2 基于重心法的糧食配送中心選址

本文根據糧食配送中心選址的特點對選址問題進行了研究，基于考慮到重心法能使運輸成本達到最小化，故采用重心法進行選址.重心法的原理是將物流系統中的需求點和資源點看成是分布在某一平面范圍內的物流系統，各點的需求量和資源量分別看成是物體的重量，物體系統的重心作為物流網點的最佳設置點.其優點是可以在沒有備選地點的情況下進行選址，并且運算簡單，能夠為管理者和決策者提供理論上成本最低的配送中心地點，從而擬定初步布局方案，符合糧食配送中心的選址要求.

2.2.1 重心法數學模型

重心法模型的建立有一定的前提條件，條件如下:

①不同地點的建設、管理及運營費用相同;

②配送中心與糧食生產地及糧食需求地之間的距離是直線距離;

③配送車輛在行駛過程中是勻速的;

④糧食產量和糧食需求量平衡.

其模型具體建立過程表述如下:

設有n個點分別代表糧食生產地和糧食需求地，各自有一定量糧食需要以一定的運輸費率運到位置待定的配送中心，或者從配送中心運出，那么可以建立以下的模型來確定該配送中心的位置:

式中:W—糧食運輸總成本;vi—i點的糧食運輸量;fi—配送中心到i點的運輸費率;di—配送中心到i點的運輸距離.

其中(Xi，Yi)—糧食生產地或糧食需求地i的坐標;(X，Y)—待定配送中心的坐標.

2.2.2 重心法求解方法

該模型采用迭代法求解，迭代之前應先算出配送中心的初始地址(X0，Y0)

再引入以下迭代公式求最優解

具體求解步驟如下:

①根據公式(3)求出配送中心初始地址(X0，Y0);

②將(X0，Y0)分別代入公式(2)和(1)求出總運費w0;

③將(X0，Y0)分別代入公式(2)和(4)求出優化地址(X1，Y1);

④將(X1，Y1)分別代入公式(2)和(1)求出總運費w1，比較w1與w0的大小.若w1＜w0，則重復步驟③、④繼續迭代;若w1=w0，則停止迭代，即(X1，Y1)為最優解.

3 算例分析

設某區域內有A，B兩個糧食生產基地，C，D，E三個糧食需求地，各點平面位置如圖1所示，具體產量、需求量、坐標及運輸費率如表1所示，尋求配送中心的最佳位置使糧食運輸成本達到最低.

圖1 各點平面分布圖

表1 各點的坐標、產量或需求量及運輸費率

根據上述模型進行計算，計算結果見表2.

由圖2可以看出隨著迭代次數的增加，運輸成本在逐漸降低，易看出成本最低的配送中心坐標為(4.7809，4.0334)，故可以將糧食配送中心修建在這個地點或附近以實現效益最大化.

表2 配送中心坐標及運輸成本

為了更直觀地觀看，根據上表生成了圖2.

圖2 運輸成本變化趨勢

4 結論

糧食配送中心是糧食流通過程中的重要一環，合理的選址能夠提高糧食流通效率，降低物流成本，提高糧食企業的經濟效益.本研究采用的重心法雖然能得到理論上的成本最低地點，但是由于重心法自由度較大，在實際中很難得到最優的地點，因為這個最優地點在實際中很可能位于湖泊、河流或者其他無法修建配送中心的地區，所以在實際糧食配送中心選址中還應綜合考慮交通便利條件、環境條件等因素，在所求的最優地點附近選擇更合適的位置.

［1］許德剛.智能化糧食物流系統現狀及發展趨勢［J］.河南工業大學學報(自然科學版)，2009，(2):13 －17.

［2］孫吉貴，白洪濤，于海鴻，等.糧食調撥決策支持系統的設計與實現［J］.吉林大學學報(信息科學版)，2005，(1):81 －85.

［3］楊茂盛，姜華.基于重心法與離散模型的配送中心選址研究［J］.鐵道運輸與經濟，2007，(7):68 －70.

［4］毛太田，陳英武.一種基于重心法的連鎖經營企業區域物流配送中心選址模型［J］.工業工程，2008，(3):123－126.

［5］王春燕，張華.遺傳算法在配送中心選址中的應用［J］.物流科技，2007，(4):111 －112.

［6］潘磊.基于蟻群算法和人工神經網絡的物流配送中心選址決策［J］.中國儲運，2008，(8):113 －114.

U492.3

A

1008－4681(2012)02－0087－03

2012－02－28

魏軍(1986－)，男，湖北天門人，長沙理工大學交通運輸工程學院碩士生.研究方向:交通運輸規劃與設計.

(責任編校:晴川)