重心法和加权因素比较法对物流中心选址的优化研究

刘智焕 方正慧 黄洁仪

（广州铁路职业技术学院运输物流学院，广东 广州 510430）

近年来随着经济的迅速发展，互联网、大数据等网络技术不断进步与创新，电子商务平台如雨后春笋般的建立起来。由于网购给人们带来的方便性和快捷性，越来越多的消费者选择网购代替传统购物，于是网络消费热点的出现带动了更多物流企业的出现和成长。物流业对我国经济发展和增加社会就业率发挥了越来越重要的作用。物流业的发展不仅改变了市场经济中企业的传统管理模式，还使社会生产的各个部分成为了一个有机整体。物流业已经成为了现代服务行业的重要组成部分。物流企业为了增加自身营业利润和巩固市场地位，会不断整合并解决好物流运输环节中可能会出现的问题。而中心选址问题就变得尤为重要，因为从供应链各过程来看，物流配送中心是连接分销商、零售商和消费者之间的桥梁与纽带。因此在全局的角度考虑各方面的因素就显得尤为重要，并且在物流学术研究上物流中心选址规划成为了学术研究重要的方向之一。

物流是为了满足消费者的需求，以最低的成本，通过运输、保管、配送等方式，将产品从产地到消费地所进行的计划、实施和管理的全过程。在物流的实施过程中需要建立一个分配中心来完成货物的配送，这个分配中心就是物流中心选址。物流中心选址的建立可以帮助物流企业节约在配送过程中的运输成本提高配送效率，从而可以提高其在市场中的地位。物流中心选址会受到自然条件、交通条件、物资分配条件等条件的影响，因此从全局角度分析客观存在的因素，合理规划找到一处最优的物流中心选址的具体位置对物流行业的发展起着重要的作用。本文通过加权因素比较法，重心法数学方法建立模型，通过计算与分析合理规划最优的分配中心。

一、利用重心法进行物流中心选址

1.重心法函数模型构建

重心法的基本原理是利用求平面物体重心的基本原理求物流系统中配送重心的设置位置。在中心选址中，如果仅考虑发货的配送费用时其适用于重心法。配送中心到客户的运输费用等于货物运输量与两点之间运输距离以及运输费率的乘积。

重心法的基本模型为：Min TC=ΣViRiDi

其中，TC为运输总成本；Vi为节点i的运输量；Ri为待选址设施到节点i的运输费率；di为待选址设施到节点i的距离；重心法模型基本原理如图1所示。

图1 重心法模型基本原理

其中，H表示从配送中心到零售店的总发货费用；Cj表示从配送中心到零售店的发送费用。

Cj=hj*wj*dj（hj表示从配送中心到零售店j的发送费率；wj表示从配送中心向零售店j的发货量；dj表示从配送中心到零售店j的距离；）

最后用迭代法求出使H为最小的中心选址坐标（x0，y0）。迭代法主要步骤为：

（1）先利用重心公式求得配送重心的初始坐标为（x0，y0）

（2）计算与（x0，y0）相应的总发货费用H0

（3）把（x0，y0）代入计算配送中心的改善地点（x1，y1）

（4）计算与（x1，y1）相应的总发送费用H1

把H1与H2进行比较，若H1≥H0，则返回重新计算；若H1＜H0则说明（x0，y0）就是最优解。

以上就是运用重心法进行选择最优物流配送中心的步骤和方法。

2.运用重心法进行物流配送中心的选址

重心法主要以求极值点和迭代法等数学原理为基础，在很大程度上是计算的过程，在现实中的物流配送中心的选址我们可以成功运用计算机，更加高效更加精准优化地完成物流配送中心的选址。下面将通过实例和成功运用Excel进行物流配送中心的选址。

实例：某地计划建立一所中心配送仓库，要求该配送仓库能够覆盖该地区的5个销售点，销售点、运输总量以及运输数据如表1所示（注意：该地区受地形地貌的地理位置的影响要求该中心仓库要求在坐标X=4，Y=4的西北方向）。

表1 中心配送仓库销售点、运输总量以及运输数据（单位：公斤/元）

销售点 X Y 运输总量 单位运费

步骤一：现将该题目中的数据（销售点坐标XY、总运输量、运输费率）等相关数据列在Excel表格中。

步骤三：计算中心仓库到各销售点的运输成本。运输成本=运输总量×运输费率×距离，在I4单元格中输入I4=F4*G4*H4自动填充至I8单元格，再求出总的运输成本。

步骤四：利用Excel中的规划求解，对题目中的中心仓库坐标位置进行优化。首先打开Excel中的规划求解，选择总运输成本单元格（I9）为设置目标，并使其最小。添加中心仓库位置坐标（D4，E4）为可更改单元格。又因为中心仓库要在坐标（4，4）的西北方向，所以要添加约束条件：x≤4，y≥4，最后再进行求解。

步骤五：求解，得出中心仓库坐标使得运输总成本整体最优化。此时中心仓库的坐标为（0，4），总运输成本为35544.16元，即为最优解。

表2 重心法求物流中心最优选址 （单位：公斤/元）

成功运用重心法可以找到最优的物流中心选址，帮助物流企业节省了总运输成本，提高了企业的运行效率。如该实例，若原本中心仓库坐标为（0，0），运输总成本则要37679.1元，若运用了中心法对中心仓库进行优化，那么就会得到最优的中心仓库坐标（0，4），此时运输总成本为35544.16元，节省了总运输费用。

重心法是物流中心选址中至关重要的一种选址方法，它计算简单，数据容易搜集，易于理解，能十分高效地找到使运输总成本最低的最优位置点。由于通常不需要对物流系统进行整体评估，所以在单一设施定位时应用解析方法简单易行。

二、运用加权因素比较法进行物流中心选址

1.加权因素比较法函数模型构建

加权因素比较法在物流中心选址中的作用是指对物流中心选址有影响因素（如：地理位置、交通条件、市场分布、资源条件等），划分成不同的等级，并赋予每一个等级一个分值，以此来表示对布置方案的满足程度，同时根据不同因素对布置方案的影响重要程度设立加权值，计算出布置方案的评分值，根据评分值的高低评价方案的优劣。

加权因素比较法的特点是把提供比较的各项因素进行加权综合比较，充分考虑各种因素对方案的影响。关键是要选择好比较的因素，合理的确定各因素的权数，客观的对每个方案的各个因素打分。在物流中心选址中对影响选址的非经济因素进行量化分析评价，一般采用加权因素法。步骤一：确定影响因素，给定权重；步骤二：按等级评分；步骤三：计算各方案得分；步骤四：得出最佳方案。

加权比较因素法的具体模型如下，设有一个多目标决策问题，它的决策目标有： f1（x） f2（x）f3（x）…fm（x）等m个目标，然后就可以对函数fi（X）分别给以权重系数λi（i=1，2，3，…，m），之后就可以构成一个新的函数模型：

2.加权因素比较法在物流中心选址的实际应用

通过计算得出最大的F（X）值，就是最优的选址地点。下面通过实例来具体分析加权因素比较法分析粤港澳大湾区物流中心建设。我国有四大经济大湾区，分别是：粤港澳大湾区、环杭州湾大湾区、环渤海大湾区、北部湾大湾区。其中粤港澳大湾区是世界级城市群，总面积约5.6万平方公里，人口7000万以上。它是由广州、深圳、珠海等6个城市和香港、澳门两个特别行政区组成。它也是继美国纽约湾区、美国旧金山湾区、日本东京湾区之后世界四大湾区，是国家建设世界级城市群与参与全球竞争的重要空间载体。

粤港澳大湾区作为国家战略发展目标和全方面开放的商贸服务中心，在我国经济发展中具有举足轻重的影响。该地区也是现阶段我国对外开放交流的重要窗口，因此粤港澳大湾区物流业的积极发展就成为了带动粤港澳大湾区以及周边城市经济发展和进步的源泉与动力。在粤港澳大湾区要想进一步发展物流业，必须使该地区自身的物流系统及工商企业，物流服务企业具有较高层次的物流组织管理水平，还要具备高效的运作效率和较低的综合成本以及要对周边城市的物流运作产生积极的支撑作用。

依据实际物流中心选址的影响因素，大致可将这些因素分为：交通运输因素，地理位置因素，资源分布因素，创新要素聚集因素，国家政策因素，等等。

（1）交通运输条件：粤港澳大湾区地处我国沿海开放前沿，以珠三角区域为广阔发展腹地，交通运输条件便利，拥有香港国际航运中心和吞吐量位居世界前列的广州、深圳等具有国际影响力的航空枢纽，便捷高效的现代综合交通运输体系正在加速形成。

（2）地理位置：粤港澳大湾区区位条件好，地理优势明显。大湾区处于地处“广佛肇”“深莞惠”和“珠中江”三大经济圈以及香港、澳门两大对外窗口城市的深度融合区域，经济腹地广阔。粤港澳大湾区已成为了对外开放重要门户，交通枢纽、金融中心。

（3）资源分布：粤港澳大湾区总体耕地面积总量小，但拥有较为丰富的滩涂和浅海区等后备土地资源，可作为区域工程建设、城市建设用地。富硒土壤资源丰富。据综合研究表明：粤港澳大湾区及周边海域油气和天然汽水合物等能源开发利用潜力极大，并且该地区地下淡水资源丰富，水质优良率高。

（4）创新要素聚集：粤港澳大湾区随着国家创新驱动发展战略的深入实施，广东省全面创新改革试验稳步推进，国家自主创新示范区加快建设。粤港澳三地科技研发、转化能力突出、拥有一批在全国乃至全球具有重要影响影响力的高效、科研居所、高新技术企业和国家大科学工程，创新要素吸引力强，具备建设国际科技创新中心的良好基础。

（5）国家政策：国家十分支持粤港澳大湾区建设。中央高度重视，将粤港澳大湾区做成了与“一带一路”、京津冀、长江经济带发展并列的第四大区域发展规划。因为推动粤港澳大湾区更好地发展不仅关系到粤港澳地区自身发展问题，还是为了解决中国构建开放经济新体制的问题。

步骤一：先根据影响物流中心建设的各影响因素给予不同的权重。

步骤二：按照实际情况对我国四大湾区各方面进行评分。

步骤三：根据评分和各项因素的权重得出最后的分数。

表3 四大湾区物流中心选址因素的权重分析

步骤四：比较各大湾区总得分情况，选择最合适的物流中心建设的大湾区。

步骤五：得出结论——从总得分比较可得，粤港澳大湾区比其他大湾区在物流中心建设上更具有优势。

加权因素比较法的总结：加权比较因素法在物流中心选址中发挥了积极的作用，使物流中心选址得到了最优化，对物流企业提供专业化、个性化、高质高效、完善的增值物流服务，降低企业成本等方面产生了很大的影响。

三、结语

通过对加权因素比较法和重心法数学模型的分析，进一步优化了物流中心的选址。加权因素比较法分析粤港澳大湾区物流中心建设，在考察大湾区物流中心建设中，提炼出诸多现实影响因素，然后从整体性的角度出发，根据各个影响因素的重要程度和四个大湾区在每个因素的评分，通过加权因素比较合理地说明了粤港澳大湾区作为物流中心选址的可行性。重心法的数学模型在物流中心选址的过程中，得知需求地的位置，仓库与需求地之间的距离、运输总量和运输费率等相关数据，依据重心法和迭代法求出最优的中心选址，也可以利用Excel中的优化求解确立可改变的因素，从而最终求出最优的解。最后通过对比运用重心法前后的总运输成本，更能让我们接受使用重心法进行物流中心选址。通过比较，我们发现两种方法各有利弊，前者容易操作但准确度不高，后者考量的因素和参数较多，对物流选址的准确高，但测算过程复杂。因此在实际运用中应灵活处理，综合运用多种方法，优化物流选址。

在当今社会对物流的重要性角度来看，物流中心选址已经成为了一个不容小觑问题。依靠对加权因素比较法、重心法等数学模型的研究，我们能够更好地找到并建立最优的配送中心，进一步增强了物流系统的敏捷性，更加有效地提高了物流企业的运作效率。物流中心选址的优化对整个物流管理环节有着举足轻重的影响，而物流管理是供应链管理重要的组成环节，也就意味着物流中心选址的优化可以帮助整条供应链标准化、信息化的实现，对加强供应链中各成员之间的有利联系创造了机会，从而带动了物流企业的全面发展。总之对数学模型的研究并不断结合其他选址因素才能在实际经营中发挥更大的作用。