基于AHP方法的物流中心选址问题研究

江溢

摘 要：在物流市场日益规范化，市场竞争更加激烈的背景下，需要建立更多拥有健全的物流功能和完善的信息网络的物流中心，选择一个合理优化的地理位置建造物流中心显得尤为重要。本文应用层次分析法根据物流中心选址的原则、影响因素，建立递阶层次结构模型，提出了确定物流中心选址最优方案的算法。

关键词：物流中心；选址；层次分析法

1 引言

物流中心是指处于枢纽或重要地位、具有较完善的物流环节，并能实现物流集散和控制一体化运作的物流据点。物流中心是进行商品流通必要的基础设施，是物流作业集中的场所，是高效益连锁经营的供货枢纽，是现代化物流的一个关键的环节。因此建设物流中心是经济发展的必然要求。在物流系统的优化中，物流中心的选址是一个具有战略意义的问题。重视物流中心的作用，运用科学方法进行合理选址，对加快我国的物流发展将起到重要作用。

层次分析法是一种定性和定量相结合的、系统化、层次化的分析方法。采用AHP进行物流中心选址，即结合物流中心的职能及选址原则，考虑其各影响因素，对多个选址方案进行逐一评价，寻求最佳的选址方案。这种方法针对大量的不确定性、模糊性、随机性因素及其相互关系，提出了一种量化决策方法，并将定性与定量方法有机地结合起来，使复杂的决策问题清晰化，减少了定量计算的工作量和难度，节约了人力、物力。通过运用AHP解决物流中心的选址问题可以发现它比建立复杂数学模型时间短、求解问题方便，而且实用性强。

2 物流中心地址的选择

2.1 物流中心选址的原则

物流中心位置的选择有多种方法，包括定性分析和定量计算两类。无论采用何种理论方法进行物流中心的选址，首先要遵守适应性、协调性、经济性和战略性四项原则。具体来说：

（1）物流中心的选址须与国家、省市的经济发展方针、政策相适应，与我国的物流资源供给和需求分布相适应，以符合适应性原则；

（2）物流中心的选址应将国家的物流网络作为一个大系统来考虑，使物流中心的设施设备在地域分布、物流作业生产力和技术水平等方面互相协调，以符合协调性原则；

（3）物流中心的选址应满足费用（包括建设费用和经营费用）最低，以符合经济性原则；

（4）物流中心的选址应具有战略眼光，既要考虑日前需要，又要考虑长远发展，以符合战略性原则。

2.2 物流中心选址的影响因素

随着现代物流学的发展，人们已取得共识，物流中心的选址应考虑以下因素：

（1）自然环境因素，包括气象条件、地质条件、水文条件和地形条件；

（2）经营环境因素，包括物流中心所在地的优惠物流产业政策，劳动力保障能力，对商品特性的要求，物流费用情况以及服务水平；

（3）基础设施状况，包括物流中心所在地的交通条件以及公共设施状况；

（4）其他因素，包括物流中心所在地的国土资源利用情况，环境保护要求和周边工业生产状况。

3 层次分析法在物流中心选址中的应用

3.1 层次分析法概述

许多评价问题的评价对象属性多样，结构复杂，难以完全采用定量方法评价，也难以做到评价项目具有单一层次结构。这时需要首先建立多要素、多层次的评价系统，并采用定性与定量相结合的方法，使复杂的评价问题明朗化。在这样的情况下，美国运筹学家，匹兹堡大学教授T.L.萨迪（T.L. Satty）于20世纪70年代 提出了著名的AHP方法（Analytic Hierarchy Process，解析递阶过程，通常译为“层次分析”法）。

3.2 层次分析法的基本思想和实施步骤

层次分析法（AHP）把复杂的问题分解成各个组成因素，对这些因素按支配关系分组形成递阶层次结构。通过两两比较的方式确定层次中各因素的相对重要性，然后综合有关人员的判断，确定备选方案的相对重要性的总排序。在应用层次分析法进行方案评估时，大体可分为4个步骤。

（1）分析评价系统中各基本要素之间的关，建立系统的递阶层次结构。递阶层次结构一般分为3层：最高层为目标层，这一层次中只有一个要素，一般是分析问题的预定目标；第二层为准则层，这一层次包括为实现目标所涉及的中间环节，可以由若干个层次组成，即可以存在与准则层产生关联，受准则层各要素支配的子准则层；第三层为方案层，表示为实现目标可供选择的各种方案、措施等。

（2）对同一层次的各元素关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较，构造两两比较判断矩阵，并进行一致性检验。

（3）由判断矩阵计算被比较要素对于该准则的相对权重。

（4）计算各层要素相对系统总目标的合成权重，并对各备选方案排序。

3.3 以物流中心選址方案为模型的层次分析法应用

（1）构建系统的递阶层次结构模型

物流中心选址方案的层次分析法评估的递阶层次模型中，目标层为“选择最优的物流中心地址”，准则层为“决定物流中心选址的影响因素”，如前文所述，包括自然环境因素、经营环境因素、基础设施状况以及其他因素，在影响因素的限定下，选择物流中心的建造地址，还应考虑以下因素：物流中心吞吐量、物流中心占地面积、物流中心结构形式与物流中心的技术装备等，这些因素可以构造为受准则层各要素支配的子准则层，子准则层各要素与准则层各要素之间具有可传递性和功能依存性。考虑到应用层次分析法评估物流中心选址方案的流程中，不同层次之间要素相对权重计算原理的相似性，这里做出如下假设：方案层中的选址方案的确定，只受准则层中各要素（限定在自然环境因素、经营环境因素、基础设施状况这3个方面）的影响，而忽略其他因素的影响，并且，选址方案限定在D1、D2、D3 3个方案，通过层次分析法得到最优方案。评估物流中心的选址方案层次结构如图3-1所示。

（2）建立各阶层的判断矩阵A，计算要素相对权重W以及进行一致性检验

① 建立各阶层的判断矩阵A

A=（ ）

式中 ----表示一阶层中要素i与要素j对于上一阶层要素k的重要性标度。

标度定义见表3-1。

② 计算要素相对权重

求各要素相对于上层某要素（准则等）的归一化相对重要度向量 常用方法为：

将判断矩阵 A 的元素按列做归一化处理，得到矩阵 ，其中

将矩阵Q的元素按行相加，得到向量 ，其中

对向量做归一化处理，得相对权重。即

得到特征向量 ，即得到各指标的权重。

③ 一致性檢验方法

第一步：计算一致性指标C.I.

式中---

第二步：查找相应的平均随机一致性指标R.I.（Random Index），1～12 阶正互反矩阵计算1000次得到的平均随机一致性指标如表3-2所示。

第三步：计算一致性比例C.R.（Consistency Rati-o）

C.R.的值应小于0.1才能通过一致性检验。

利用1-9比较尺度构造准则层对目标层的判断矩阵并作相应的一致性检验，结果见表3-3（位于表3-3左端部分三行三列的数据代表判断矩阵，中间一列Wi下面数据是由判断矩阵得到的第二层三个因素B1，B2，B3对目标层而言的重要性排序。同时为了验证其合理与否，还要进行检验，表3-3右端部分就是对之进行一致性检验。其中R.I.是对应n的随机一致性指标， 是利用和法求出的判断矩阵的最大特征根。最后当利用表格中所给出的公式计算出一致性比率C.R.<0.1时，就意味着通过了一致性检验，即可以采纳Wi作为评判因素B1，B2，B3的重要性的权重）。

（3）确定第三层（子准则层）各因素对第二层（准则层）相关因素的权重

对“自然环境B1”而言：气象C1、地质C2、水文C3、地形C4对之的权重以及相关的一致性检验同样用表2来描述。

（4）

对“经营环境B2”和“基础设施状况B3”而言，同理可得表3-5和表3-6。

然后计算各层次要素C对系统目的（总目标）A的合成（总）权重，并对3个选址方案进行分析排序。每一层各因素相对于上一层的综合权重如表3-6和表3-7所示。

即在物流中心选址中，根据分析重要性排序为：交通条件、产业结构与布局、服务水平、公共设施状况、地质、产业政策及劳动力因素、气象、对不同商品类型的适应性、水文、地形。

（4）确定第四层（方案层）各方案的排序

当方案层各方案具体给出后，按照前面一样的作法，分别构造相应判断矩阵，进一步求组合权向量并作组合一致性检验，最后即可得到方案层的排序。由此可得到合理的物流中心地址。

4 结论

层次分析法为由相互关联、相互制约的众多因素构成的复杂而往往缺少定量数据的系统的决策和排序提供了一种新的、简洁而实用的建模方法。经过本文的研究可知，在物流中心选址问题中，准则层一般由自然环境、经营环境、基础设施状况三个因素组成，各因素又由多种次要因素组成，其中次要因素的重要度排序为交通条件、产业结构与布局、服务水平、公共设施状况、地质、产业政策及劳动力因素、气象、对不同商品类型的适应性、水文、地形。所以，物流中心在选址时可在上述准则的基础上，结合层次分析法对具体方案的重要度分析的结果，最后得出合理的物流中心选址结果。

参考文献

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