重心法和加權因素比較法對物流中心選址的優化研究

劉智煥 方正慧 黃潔儀

（廣州鐵路職業技術學院運輸物流學院，廣東 廣州 510430）

近年來隨著經濟的迅速發展，互聯網、大數據等網絡技術不斷進步與創新，電子商務平臺如雨后春筍般的建立起來。由于網購給人們帶來的方便性和快捷性，越來越多的消費者選擇網購代替傳統購物，于是網絡消費熱點的出現帶動了更多物流企業的出現和成長。物流業對我國經濟發展和增加社會就業率發揮了越來越重要的作用。物流業的發展不僅改變了市場經濟中企業的傳統管理模式，還使社會生產的各個部分成為了一個有機整體。物流業已經成為了現代服務行業的重要組成部分。物流企業為了增加自身營業利潤和鞏固市場地位，會不斷整合并解決好物流運輸環節中可能會出現的問題。而中心選址問題就變得尤為重要，因為從供應鏈各過程來看，物流配送中心是連接分銷商、零售商和消費者之間的橋梁與紐帶。因此在全局的角度考慮各方面的因素就顯得尤為重要，并且在物流學術研究上物流中心選址規劃成為了學術研究重要的方向之一。

物流是為了滿足消費者的需求，以最低的成本，通過運輸、保管、配送等方式，將產品從產地到消費地所進行的計劃、實施和管理的全過程。在物流的實施過程中需要建立一個分配中心來完成貨物的配送，這個分配中心就是物流中心選址。物流中心選址的建立可以幫助物流企業節約在配送過程中的運輸成本提高配送效率，從而可以提高其在市場中的地位。物流中心選址會受到自然條件、交通條件、物資分配條件等條件的影響，因此從全局角度分析客觀存在的因素，合理規劃找到一處最優的物流中心選址的具體位置對物流行業的發展起著重要的作用。本文通過加權因素比較法，重心法數學方法建立模型，通過計算與分析合理規劃最優的分配中心。

一、利用重心法進行物流中心選址

1.重心法函數模型構建

重心法的基本原理是利用求平面物體重心的基本原理求物流系統中配送重心的設置位置。在中心選址中，如果僅考慮發貨的配送費用時其適用于重心法。配送中心到客戶的運輸費用等于貨物運輸量與兩點之間運輸距離以及運輸費率的乘積。

重心法的基本模型為：Min TC=ΣViRiDi

其中，TC為運輸總成本；Vi為節點i的運輸量；Ri為待選址設施到節點i的運輸費率；di為待選址設施到節點i的距離；重心法模型基本原理如圖1所示。

圖1 重心法模型基本原理

其中，H表示從配送中心到零售店的總發貨費用；Cj表示從配送中心到零售店的發送費用。

Cj=hj*wj*dj（hj表示從配送中心到零售店j的發送費率；wj表示從配送中心向零售店j的發貨量；dj表示從配送中心到零售店j的距離；）

最后用迭代法求出使H為最小的中心選址坐標（x0，y0）。迭代法主要步驟為：

（1）先利用重心公式求得配送重心的初始坐標為（x0，y0）

（2）計算與（x0，y0）相應的總發貨費用H0

（3）把（x0，y0）代入計算配送中心的改善地點（x1，y1）

（4）計算與（x1，y1）相應的總發送費用H1

把H1與H2進行比較，若H1≥H0，則返回重新計算；若H1＜H0則說明（x0，y0）就是最優解。

以上就是運用重心法進行選擇最優物流配送中心的步驟和方法。

2.運用重心法進行物流配送中心的選址

重心法主要以求極值點和迭代法等數學原理為基礎，在很大程度上是計算的過程，在現實中的物流配送中心的選址我們可以成功運用計算機，更加高效更加精準優化地完成物流配送中心的選址。下面將通過實例和成功運用Excel進行物流配送中心的選址。

實例：某地計劃建立一所中心配送倉庫，要求該配送倉庫能夠覆蓋該地區的5個銷售點，銷售點、運輸總量以及運輸數據如表1所示（注意：該地區受地形地貌的地理位置的影響要求該中心倉庫要求在坐標X=4，Y=4的西北方向）。

表1 中心配送倉庫銷售點、運輸總量以及運輸數據（單位：公斤/元）

銷售點 X Y 運輸總量 單位運費

步驟一：現將該題目中的數據（銷售點坐標XY、總運輸量、運輸費率）等相關數據列在Excel表格中。

步驟三：計算中心倉庫到各銷售點的運輸成本。運輸成本=運輸總量×運輸費率×距離，在I4單元格中輸入I4=F4*G4*H4自動填充至I8單元格，再求出總的運輸成本。

步驟四：利用Excel中的規劃求解，對題目中的中心倉庫坐標位置進行優化。首先打開Excel中的規劃求解，選擇總運輸成本單元格（I9）為設置目標，并使其最小。添加中心倉庫位置坐標（D4，E4）為可更改單元格。又因為中心倉庫要在坐標（4，4）的西北方向，所以要添加約束條件：x≤4，y≥4，最后再進行求解。

步驟五：求解，得出中心倉庫坐標使得運輸總成本整體最優化。此時中心倉庫的坐標為（0，4），總運輸成本為35544.16元，即為最優解。

表2 重心法求物流中心最優選址 （單位：公斤/元）

成功運用重心法可以找到最優的物流中心選址，幫助物流企業節省了總運輸成本，提高了企業的運行效率。如該實例，若原本中心倉庫坐標為（0，0），運輸總成本則要37679.1元，若運用了中心法對中心倉庫進行優化，那么就會得到最優的中心倉庫坐標（0，4），此時運輸總成本為35544.16元，節省了總運輸費用。

重心法是物流中心選址中至關重要的一種選址方法，它計算簡單，數據容易搜集，易于理解，能十分高效地找到使運輸總成本最低的最優位置點。由于通常不需要對物流系統進行整體評估，所以在單一設施定位時應用解析方法簡單易行。

二、運用加權因素比較法進行物流中心選址

1.加權因素比較法函數模型構建

加權因素比較法在物流中心選址中的作用是指對物流中心選址有影響因素（如：地理位置、交通條件、市場分布、資源條件等），劃分成不同的等級，并賦予每一個等級一個分值，以此來表示對布置方案的滿足程度，同時根據不同因素對布置方案的影響重要程度設立加權值，計算出布置方案的評分值，根據評分值的高低評價方案的優劣。

加權因素比較法的特點是把提供比較的各項因素進行加權綜合比較，充分考慮各種因素對方案的影響。關鍵是要選擇好比較的因素，合理的確定各因素的權數，客觀的對每個方案的各個因素打分。在物流中心選址中對影響選址的非經濟因素進行量化分析評價，一般采用加權因素法。步驟一：確定影響因素，給定權重；步驟二：按等級評分；步驟三：計算各方案得分；步驟四：得出最佳方案。

加權比較因素法的具體模型如下，設有一個多目標決策問題，它的決策目標有： f1（x） f2（x）f3（x）…fm（x）等m個目標，然后就可以對函數fi（X）分別給以權重系數λi（i=1，2，3，…，m），之后就可以構成一個新的函數模型：

2.加權因素比較法在物流中心選址的實際應用

通過計算得出最大的F（X）值，就是最優的選址地點。下面通過實例來具體分析加權因素比較法分析粵港澳大灣區物流中心建設。我國有四大經濟大灣區，分別是：粵港澳大灣區、環杭州灣大灣區、環渤海大灣區、北部灣大灣區。其中粵港澳大灣區是世界級城市群，總面積約5.6萬平方公里，人口7000萬以上。它是由廣州、深圳、珠海等6個城市和香港、澳門兩個特別行政區組成。它也是繼美國紐約灣區、美國舊金山灣區、日本東京灣區之后世界四大灣區，是國家建設世界級城市群與參與全球競爭的重要空間載體。

粵港澳大灣區作為國家戰略發展目標和全方面開放的商貿服務中心，在我國經濟發展中具有舉足輕重的影響。該地區也是現階段我國對外開放交流的重要窗口，因此粵港澳大灣區物流業的積極發展就成為了帶動粵港澳大灣區以及周邊城市經濟發展和進步的源泉與動力。在粵港澳大灣區要想進一步發展物流業，必須使該地區自身的物流系統及工商企業，物流服務企業具有較高層次的物流組織管理水平，還要具備高效的運作效率和較低的綜合成本以及要對周邊城市的物流運作產生積極的支撐作用。

依據實際物流中心選址的影響因素，大致可將這些因素分為：交通運輸因素，地理位置因素，資源分布因素，創新要素聚集因素，國家政策因素，等等。

（1）交通運輸條件：粵港澳大灣區地處我國沿海開放前沿，以珠三角區域為廣闊發展腹地，交通運輸條件便利，擁有香港國際航運中心和吞吐量位居世界前列的廣州、深圳等具有國際影響力的航空樞紐，便捷高效的現代綜合交通運輸體系正在加速形成。

（2）地理位置：粵港澳大灣區區位條件好，地理優勢明顯。大灣區處于地處“廣佛肇”“深莞惠”和“珠中江”三大經濟圈以及香港、澳門兩大對外窗口城市的深度融合區域，經濟腹地廣闊?；浉郯拇鬄硡^已成為了對外開放重要門戶，交通樞紐、金融中心。

（3）資源分布：粵港澳大灣區總體耕地面積總量小，但擁有較為豐富的灘涂和淺海區等后備土地資源，可作為區域工程建設、城市建設用地。富硒土壤資源豐富。據綜合研究表明：粵港澳大灣區及周邊海域油氣和天然汽水合物等能源開發利用潛力極大，并且該地區地下淡水資源豐富，水質優良率高。

（4）創新要素聚集：粵港澳大灣區隨著國家創新驅動發展戰略的深入實施，廣東省全面創新改革試驗穩步推進，國家自主創新示范區加快建設?；浉郯娜乜萍佳邪l、轉化能力突出、擁有一批在全國乃至全球具有重要影響影響力的高效、科研居所、高新技術企業和國家大科學工程，創新要素吸引力強，具備建設國際科技創新中心的良好基礎。

（5）國家政策：國家十分支持粵港澳大灣區建設。中央高度重視，將粵港澳大灣區做成了與“一帶一路”、京津冀、長江經濟帶發展并列的第四大區域發展規劃。因為推動粵港澳大灣區更好地發展不僅關系到粵港澳地區自身發展問題，還是為了解決中國構建開放經濟新體制的問題。

步驟一：先根據影響物流中心建設的各影響因素給予不同的權重。

步驟二：按照實際情況對我國四大灣區各方面進行評分。

步驟三：根據評分和各項因素的權重得出最后的分數。

表3 四大灣區物流中心選址因素的權重分析

步驟四：比較各大灣區總得分情況，選擇最合適的物流中心建設的大灣區。

步驟五：得出結論——從總得分比較可得，粵港澳大灣區比其他大灣區在物流中心建設上更具有優勢。

加權因素比較法的總結：加權比較因素法在物流中心選址中發揮了積極的作用，使物流中心選址得到了最優化，對物流企業提供專業化、個性化、高質高效、完善的增值物流服務，降低企業成本等方面產生了很大的影響。

三、結語

通過對加權因素比較法和重心法數學模型的分析，進一步優化了物流中心的選址。加權因素比較法分析粵港澳大灣區物流中心建設，在考察大灣區物流中心建設中，提煉出諸多現實影響因素，然后從整體性的角度出發，根據各個影響因素的重要程度和四個大灣區在每個因素的評分，通過加權因素比較合理地說明了粵港澳大灣區作為物流中心選址的可行性。重心法的數學模型在物流中心選址的過程中，得知需求地的位置，倉庫與需求地之間的距離、運輸總量和運輸費率等相關數據，依據重心法和迭代法求出最優的中心選址，也可以利用Excel中的優化求解確立可改變的因素，從而最終求出最優的解。最后通過對比運用重心法前后的總運輸成本，更能讓我們接受使用重心法進行物流中心選址。通過比較，我們發現兩種方法各有利弊，前者容易操作但準確度不高，后者考量的因素和參數較多，對物流選址的準確高，但測算過程復雜。因此在實際運用中應靈活處理，綜合運用多種方法，優化物流選址。

在當今社會對物流的重要性角度來看，物流中心選址已經成為了一個不容小覷問題。依靠對加權因素比較法、重心法等數學模型的研究，我們能夠更好地找到并建立最優的配送中心，進一步增強了物流系統的敏捷性，更加有效地提高了物流企業的運作效率。物流中心選址的優化對整個物流管理環節有著舉足輕重的影響，而物流管理是供應鏈管理重要的組成環節，也就意味著物流中心選址的優化可以幫助整條供應鏈標準化、信息化的實現，對加強供應鏈中各成員之間的有利聯系創造了機會，從而帶動了物流企業的全面發展。總之對數學模型的研究并不斷結合其他選址因素才能在實際經營中發揮更大的作用。