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1、第二章 物流系统概述,为什么物流是一个系统？,系统概念的要点：多个单元；互相区别又互相联系；具有特定功能；有机结合体：往下可以再分，往上可以再合；系统都有一个环境。,3,物流系统化就是把物流的诸环节（或各子系统）联系起来，视为一个大物流系统，进行整体设计和管理，以最佳的结构、最好的配合，充分发挥其系统功能的效率，实现整体的物流合理化。,导入案例1：荷兰城市地下物流系统,建立专业的地下物流系统是荷兰发展城市地下物流系统的显著特点。在荷兰首都阿姆斯特丹有着世界上最大的花卉供应市场，往返在机场和花卉市场的货物供应与配送完全依靠公路，对于一些时间性很高的货物(如空运货物、鲜花、水果等)，拥挤的公路交通
2、将是巨大的威胁，供应和配送的滞期会严重影响货物的质量（鲜花耽搁1天贬值15%）。因此人们计划在机场和花卉市场之间建立一个专业的地下物流系统，整个花卉的运输过程全部在地下进行，只在目的地才露出地面，以期达到快捷、安全的运输效果。它的特点是服务对象明确，针对性强，因此要求系统设计、构建和运行等过程必须全部按照货物质量要求的标准来规划，其局限性在于建造费用高，工程量大。,亚马逊公司自1995年创办以来，共亏损12亿美元，而且有一半是在2003年上半年发生的。据分析家苏利亚称，亚马逊为了运销更多的商品就建立了更多的仓库，这样很大程度地减少了商品的流通速度。速度的降低使得亚马逊与传统的零售商的差别进一步
3、缩小。这就使得该公司与其宗旨建立更有效的“虚拟”零售商相背离。苏利亚报告将亚马逊这位新经济偶像与传统零售商相提并论，他的理由很简单：亚马逊投入巨资建立仓储及配送中心，用以存放不断增多的销售货品；依靠品牌认知度及巨额投资来刺激营业额的增长。从这种意义上说，它面对的管理问题与传统的零售商并无不同。苏利亚报告还认为，亚马逊所做的与传统经营商没有什么区别，但如果以传统经济的标准来衡量，公司的经营状况甚至比三流零售店还糟糕。,案例2：亚马逊公司的困惑,有鉴于此，苏利亚用衡量传统零售商经营状况的最常用的指标创造正现金流的能力来评估亚马逊。这种能力取决于对市场需求及价格定位的正确评估。控制压库量是关键，一旦
4、库存失控，零售商就将面临巨额亏损。偏偏在此领域，亚马逊交上的答卷不能令人满意，1997年第四季度，公司销售额达6.76亿美元，但却被冲销3900万美元的库存。在购物季库存失控被苏利亚称为零售界的经典错误。苏利亚同时指出，自1998年底以后，亚马逊的存货周转速度不断下降，这也是他怀疑亚马逊零售管理能力的又一证据。亚马逊1998年的存货周转率为8.5倍，但到2002年首季已下降至2.9倍。2001年亚马逊的营业额较前一年增加近190%，但其库存上升速度更快，高达650%。亚马逊的债务也在滚雪球般激增，2002年已增至21亿美元。自1997年公司成立至发布业绩的最新一季，亚马逊共实现29亿美元营业额
5、，但其现金投入达28亿，这意味着公司每实现1美元的产品销售额就需要投入0.95亿美元的成本。他预言，如亚马逊继续保持这种开支速度，2003年首季就将现金告急。,提出问题：,亚马逊有必要建立自己的仓库吗？亚马逊的亏损源于何处，有何改进方法？亚马逊电子商务物流系统是什么模式？,亚马逊的战略调整和成功路线:,1、将库存控制在最低水平，实行零库存运转。、减少亏损源，开源节流。、根据不同商品类别建立不同的配送中心，提高配送中心作业效率。、建立和完善亚马逊的物流系统。,亚马逊物流系统示意图,一、物流系统1、概念,物流系统是指在一定的空间和时间里，物流活动所需的机械、设备、工具、节点、线路等物质资料要素相互
6、联系、相互制约的有机整体。它是由物流各要素所组成的，要素之间存在有机联系并具有使物流总体合理化功能的综合体；是社会经济大系统的一个子系统或组成部分。,原产地,原产地,原产地,采购,仓储,工厂,仓储,顾客,顾客,顾客,（原料）,运输,（仓储系统）,（原料）,生产制造,（产品）,运输,销售,（产品）,供应物流,销售物流,企业物流系统,仓 储,回收物流,（1）原材料设备（2）劳动力（3）能源（4）资金（5）信息等,（1）物流设施设备（2）物流业务活动（3）信息处理（4）管理工作等,（1）产品位置转移（2）各种劳务（3）能源（4）信息（5）好的服务,输出,系统转换,输入,环境,物流系统模式,环境,（1
7、）原材料设备（2）劳动力（3）能源（4）资金（5）信息等,（1）物流设施设备（2）物流业务活动（3）信息处理（4）管理工作等,（1）产品位置转移（2）各种劳务（3）能源（4）信息（5）好的服务,输出,系统转换,输入,环境,物流系统模式,1.输入。也就是通过提供资源、能源、设备、劳力等手段对某一系统发生作用，统称为外部环境对物流系统的输入。包括原材料、设备、劳力、能源等。,2.处理（转化）。物流设施设备的建设；物流业务活动，如运输、储存、包装、装卸、搬运等；物流信息处理及管理工作,3.输出。物流系统输入进行各种处理后所提供的物流服务称为系统的输出。具体有：产品位置与场所的转移；各种劳务，如合同的
8、履行及其他服务等；能源与信息。,4.限制或制约。外部环境对物流系统施加一定的约束：资源条件，能源限制，资金与生产能力的限制；价格影响，需求变化；仓库容量；装卸与运输的能力；经济政策的变化等。,2、物流系统的特点,物流系统是一个“人机系统”物流系统是一个时间、空间大跨度系统物流系统是一个可分系统物流系统是一个动态系统物流系统是一个复杂系统物流系统是一个多目标系统,3、物流系统的作用,物流活动本身一般并不创造产品价值，只创造附加价值。物流是一个不可省略或者说不可跨越的过程，而且，随着这个过程的发生，就会产生费用、时间、距离以及人力、资源、能源、环境等一系列问题。,物流的作用主要表现在以下六个方面。
9、保值 节约 缩短距离增强企业竞争力、提高服务水平 加快商品流通、促进经济发展 创造社会效益附加值,4、物流系统中存在的制约因素,物流服务和物流成本间的制约关系 构成物流服务子系统功能之间的约束关系 构成物流成本的各个环节费用之间的关系 各个子系统的功能和所耗费用的关系,二、物流系统的构成及结构,分析系统，首先要认清系统内的元素或要素有那些，物流系统也不例外。作为一个社会经济系统，物流系统的构成要素是多方面的，需要从多个角度进行描述。,1、物流系统的构成要素,一般构成要素：人、财、物、信息功能要素：运输、仓储、包装、装卸搬运流通加工、配送、物流信息支持要素：体制制度、法律规章、组织管理、标准化系
10、统物质基础要素：设施、装备、工具、信息网络,物流系统的物质基础要素,1.物流设施。包括物流站、货场、物流中心、仓库、公路、铁路、港口等。2.物流装备。包括仓库货架、进出库设备、流通加工设备、运输设备、装卸机械等。3.物流工具。包括包装工具维护保养工具、办公设备等。4.信息技术及网络。根据所需信息水平不同，包括通信设备及线路、传真设备、计算机及网络设备等。,2、物流系统的结构,结构是构成系统各要素之间相互联系，相互制约的形态和方式。物流系统的目标是要通过相互联系的要素的协同运作才能完成，这些要素在时间和空间上的集合构成了物流系统。,物流系统的要素组成的结构从不同角度上看主要有：流动结构流程结构功
11、能结构供应链的物流结构治理结构网络结构产业结构等。,三、物流系统的系统分析,物流系统呈现多层次结构，对物流系统进行系统分析，可以了解物流系统各部分的内在联系，把握物流系统行为的内在规律性。进而可以对物流系统的设计、改善和优化做出正确决策。所以说，不论从系统的外部或内部，设计新系统或是改造现有系统，系统分析都是非常重要的。,1、物流系统分析的概念,物流系统分析是从系统的最优出发、在选定系统目标和准则的基础上，分析构成系统的各级子系统的功能和相互关系，以及系统同环境的相互影响。运用科学的分析工具和方法，对系统的目的、功能、环境、费用和效益进行充分的调研、收集、比较、分析和数据处理，并建立若干替代方
12、案和必要的模型，进行系统仿真试验；把试验、分析、计算的各种结果同早先制订的计划进行比较和评价，寻使系统整体效益最佳和有限资源配备最佳的方案，为决策者的最后决策提供科学依据和信息。,物流系统分析是指对物流网络的一个或多个部分进行有次序、计划的观察了解，以确定各个部分及整个系统如何良好的进行。分析的对象可能是一项简单的作业活动。如对收货码头（站台）搬运进货的人员进行“时间和作业”研究；,或在全国范围内，甚至在全球范围内对一个企业的整个物流系统进行彻底的整合，包括该企业与许多供货厂商和用户的长期伙伴关系。系统分析过程中的观察了解，为统计分析提供数据。建立物流网络规划模型。在模拟或解析分析的基础上，最
13、后对整个物流系统进行重新设计。,2、物流系统分析特点,系统分析是以系统整体效益为目标，以寻求解决特定问题的最优策略为重点，运用定性和定量的分析方法，给予决策者以价值判断，以求得到有利的决策。（1）以整体为目标（2）以特定问题为对象（3）运用定量方法（4）评价价值判断,3、物流系统分析的内容,物流系统的目标 的环境 的需求预测 的业务流程 的网络结构 的组织 的控制的绩效评价,4、物流系统分析的技术和方法,系统分析方法，就是按照事物本身的系统性把对象放在系统的框架中加以考察的一种思想方法。即从系统的观点出发，始终着重从整体与部分之间、整体与外部环境的相互联系、相互作用、相互制约的关系中综合地、精
14、确地考察对象，以达到最佳地处理问题的一类方法。,基本的系统分析方法主要有以下几种：（1）网络方法（2）数学规划法（3）综合评价法（4）系统模拟方法,思考题,1、简析物流系统分析与设计的主要步骤？并结合现实生活中的实际案例，试着用系统的思想对它进行分析。2、物流系统分析涉及到成本开支，对于企业来说，在什么情况下才需要做物流系统分析？3、Tcl公司打算在江西省境内建设一个物流配送中心，请拟定决策系统的边界（确定决策系统的分析范围）。,（1）现有的物流系统是否出现了与客观环境不适应、或与国民经济发展不适应的情况？政策环境和经济环境的变化，会使原有的物流系统在某些方面不再满足要求。例如，随着环保意识的
15、增强，对固体废弃物、汽车尾气的排放等制订了更加严厉的标准，这就要求物流系统的流通加工、包装、运输等环节能适应新的环保要求，控制废物、废弃的排放量，或者重新考虑有利于环境保护的物流系统；,问题2的回答,再如水上运输系统的发展趋势是：船舶大型化、码头建设专业化、深水化，相应就要大力提高港口的装卸能力，因而必须对港口物流系统外，某一地区经济的快速增长，物流量的快速增加，也会出现现有物流系统不适应的情况。,（2）系统内部的软、硬件环境是否满足新技术发展的要求？例如：由于条码技术、网络技术、信息技术的发展何在物流领域的广泛应用，可能会使企业原有的物流信息系统过于落后，或出现与供应链上的其他企业不兼容的情
16、况；或者，由于仓储设备、装卸设备的落后，影响物流作业效率的提高，不能满足客户服务要求，等等。,（3）是否出现新的市场需求，或消费者是否提出了全新的服务要求？例如：区域经济的发展、产业结构的调整，消费者需要更高标准的物流增值服务等等，这些都将产生新的物流市场需求，因而有必要建立新的物流系统。再如，农业结构调整后，大量的农副产品的集散就需要建立现代化的农产品物流中心，因而需要重新建立区域性的农产品物流系统。,2003年月日，北京、天津、河北、山西、内蒙古五省、市、自治区政府联合展开行动，通过严查、禁行、罚款、没收等各种措施全面整治超载超限运输车辆。为什么要治理超载？这里有一组非常直观的数字能够让我
17、们体会到超载所带来的弊端：2002年，河北省发生的交通事故中有21是由超载行驶引发；河北省每年因为超载超限总损失达到40亿，13条主要高速公路有9条出现不同程度破损，18座高速路桥梁成为危桥，需要马上大修；载重10吨的货车超载1倍，对公路的破坏力相当于正常载重的16倍；超载2倍，对公路的破坏力增加80倍；1条设计使用15年的公路，如果行使车辆超载1倍，其使用年限将缩短90%，即只能使用1年半；每年超载车辆给公路造成的损失高达100亿元既然如此，那么超载现象为何如此之盛？,怪圈解析 在这个系统当中，涉及到的元素包括：货主、运输公司、交通部门、路政部门、收货人和消费者。他们之间的关系如下图所示：,
18、一、物流系统模型的定义 模型是对系统的特征以及变化规律的一种表示或抽象。物流系统模型化就是把系统中的各个组成部分的特征，组成部分的关系以及变化规律数量化。物流系统模型化是物流合理化的重要前提。,40,物流系统模型,二、物流系统模型化的作用 1.物流系统中的物流过程非常复杂，很难或根本无法作实验，模型化提供了一种科学的方法，通过模型帮助设计者对物流过程有深刻的认识。2.把需要解决的系统问题，通过系统表示，明确其内部结构、系统特征和形式。针对系统的规律和目标，用数学从整体上说明他们之间的结构关系和动态情况。,41,3.模型化能把非常复杂的物流系统的内部和外部关系，经过适当的抽象、加工、逻辑整理，变
19、成可以进行准确分析和处理的结构形式，从而得到较为合理的结论。,三、常见的物流系统模型 在企业物流系统的分析和规划中，许多地方都需要模型化，比如生产布局和物料搬运系统流程分析、库存控制、运输线路规划、物资调运、排队服务、物流量的预测等等。常见的物流系统模型有如下几种。1.线形规划问题 目标函数 约束条件 决策变量X表示某一方案,43,max z=x1+3 x2 s.t.x1+x2 6-x1+2 x2 8 x1 0,x2 0,可行域,目标函数等值线,线性规划的图解,0,-8,4,6,6,x2,x1,最优解,44,线性规划的可行域是凸集线性规划的最优解在极点上,凸集,凸集,不是凸集,极点,可行域的性
20、质,45,物流中的运输问题：,M个起运点,N个接收点,i,j,Cij,ai,bj,i点到j地的单位运费为Cij，运费与两地间的运量成正比。ai是i地的供应量，bj是j地的需求量。Xij表示从i地到j地的运量。,xij,46,目标函数,约束条件,如果,，即总供应量等于总需求量，则为平衡运输问题，否则为不平衡运输问题。对于后者，可以通过处理转化为平衡运输问题。,47,图形化的解题方法揭示了线性规划问题的许多重要特征，但它并不是解决实际问题的一个可行方法。除了图形求解之外，对于线形规划问题，还可以利用单纯形法或者内点法来进行求解。现在，大量用以解数学规划问题的计算机程序已被开发出来了，并能同时提供关
21、于问题本身及其解的相关信息。大量的电子数据表格软件(spreadsheets)（如Microsoft Excel和Lotus 1-2-3）中包括了对数学规划问题进行求解的程序，而且还有数以百计的关于特殊目标的数学规划求解程序。,48,2.整数规划问题 线性规划问题是数学规划的一个重要形式。当一部分或所有决策变量被限制为整数值时，就出现整数规划问题。对于实际问题，如人员安排的数目、选址问题、设备的台数要求答案必须是整数。,49,（1）一般整数规划问题所有的变量要求是整数，如以上的实际问题。像解线性规划问题似的去解整数规划问题，然后对所得到的变量值四舍五入使其成为整数，这样做有时可得到接近最优解的
22、整数解，但有时所得结果并不理想。这种方法能够很容易产生整数解但却违背了一个或更多个约束，即，所得到的整数解并不是可行解。,50,整数规划与线性规划的标准形式也是很相似的，只不过整数规划要求决策变量（一个或多个）为整数。尽管大多数商用软件（如LINDO、I BM的OSL 和solvers电子数据表）都包括整数规划的求解程序，但整数规划比线性规划更加难以求解。solvers运用各种经验式的、探索式的方法可以求解大多数问题，所得到的解也都很接近于最优解。,51,但一般情况下，我们并不能确定所找到的解就是最优解。整数规划的solvers 找到一个解要花费比线性规划的solvers更长的时间。,（2）0
23、/1整数规划问题有这样一类重要的问题，即所有决策变量的值都被限制为0或1。对0/1整数规划问题的一般描述与前面所示的线性规划问题是很相似的，只不过0/1整数规划要求它的所有决策变量的值都为0或1。,53,例如：分配问题一个关于分配航道上的飞机的问题，如果特定航道上被指定了一架飞机，则决策变量为1，否则为0。载货问题这批货被放于这辆货车或其他货车？投资问题决定买哪种股票？投标问题是否对某一工程投标？,（3）混合整数规划问题混合整数规划问题(Mixed-integer Programming，MIP)可能包含整数决策变量、0/1整数决策变量和线性决策变量。该类问题的形式与线性规划问题一致，只不过同
24、时还有一些整数和（或）0/1整数约束的决策变量。,55,解决MIP问题的方法可在大多数商用软件中找到，该类问题的整数变量数目越多，解题所费时间就越长。所得到的解通常都比较接近于最优解，但并不能保证为真正的最优解。整数规划问题通常是NP-Hard问题,3.动态规划问题 在管理活动中，往往需要对过程进行综合决策，将过程分为若干个互相联系的阶段，在每个阶段进行决策，目的是使得整个过程达到最好的活动效果。但是各个阶段决策的选取不是任意确定的，它依赖于当前面临的状态，又影响以后的发展。由于前一阶段的决策会影响后面的状态，这一序列的决策过程是在变化中出生出来的，因此称为“动态决策”，处理这种动态决策的方法
25、是动态规划方法。,57,用动态规划方法可以解决物流系统中的最短路径问题、装卸问题、库存问题和资源分配问题。,4.库存控制问题 库存是把“双刃剑”。库存是指为了将来使用而暂时处于闲置的物资。目的是为了保证生产过程的连续性，快速满足用户订货需求。同时，库存过多意味着闲置资金过多，对物流系统的经济性非常不利。因此，库存控制是物流系统中的重要问题。相关需求库存控制可以用MRP求得。独立需求库存控制分为确定型库存模型和随机型库存模型。,59,库存控制的目的：优化库存成本，平衡生产与销售计划，满足顾客需求，避免不必要的库存，避免需求损失和利润损失。库存控制解决的主要问题：确定库存检查周期，确定订货量，确定
26、订货点（何时订货）。库存模型非常丰富，可以根据实际情况选用。,60,5.图与网络分析 图与网络分析广泛应用于管理科学、计算机科学、控制论、信息论、物理和化学等领域。物流系统中的最短路径、通讯网络的合理架设、交通网络的合理分布、最大流问题、最小费用最大流问题都可以通过网络分析来解决。,61,网络由节点和边组成节点与（有向）边 每一条边和两个节点关联，一条边可以用两个节点的标号表示（i，j）路径（Path）前后相继并且方向相同的边序列 P=(1,2),(2,3),(3,4),图与网络知识简介,62,回路（Circuit）起点和终点重合的路径称为回路=(1,2),(2,4),(4,1)回路中各条边方
27、向相同,63,圈(Cycle)起点和终点重合的链称为圈=(1,2),(2,4),(3,4),(1,3)圈中各条边方向不一定相同连通图 任意两个节点之间至少有 一条链的图称为连通图树(Tree)无圈的连通图称为树 树中只与一条边关联的节点称为悬挂节点,2,3,1,4,2,3,1,4,5,64,6.预测模型 预测是编制各种计划的基础，同时，预测是决策的依据。物流系统中人力、财力、物力以及资源、销售、交通等状况都是预测的内容。,65,已有很多的预测技术，主要是三大类：定性技术（使用专家意见和特殊信息来预测未来）时间序列技术（通过信息的历史模式和模式的变化来推测未来）因果关系技术（使用明确而又特定的有关变量的信息，来展开主导事件与预测活动之间的关系，如回归方法）,四、物流系统建模的注意事项 1.明确目的，确定构成因素。2.模型的简单化和高精度模型。3.没有固定不变的建模方法。4.模型要验证。,67,
