国际物流设施选址与布局

一、 国际物流设施选址概述

国际物流设施是整个物流网络系统的关键节点， 是连接上游和下游的重要环节， 起着承上启下的作用， 并且这些大型设施的建设与运营需要耗费大量的资源。 因此， 新建或者改建物流设施， 必须选择恰当的场址。 物流设施选址是对可供选择的地区和地点因素进行分析和评价， 力争达到最优化。

随着国民经济的发展， 社会物流量不断增长， 要求布局合理、 功能健全的物流设施作为基础。 企业物流的合理化运营， 也需要相关物流配套设施的科学布局。 因此， 物流设施选址不仅关系到企业的日常运营管理， 而且关系到整个国民经济的健康运行。 在物流设施的选址、 设计、 实施和运营等方面， 必须做到科学分析与设计。 从空间和时间上， 对物流设施的新建、 改建和扩建进行全面系统的规划。 其中， 科学选址是做好物流设施规划的第一步。

二、 国际物流设施选址

1. 选址目标

（1） 成本最小化。

成本最小化是物流选址决策中最常用的目标， 主要包括运输成本和设施成本： 运输成本取决于运输数量、 运输距离和运输价格。 运输数量决定运输规模， 从而影响总成本， 运输距离与运输成本成正比， 距离越长成本越高， 运输价格则取决于运输能力和顾客需求。

设施成本主要包括固定成本、 存储成本和搬运成本。 固定成本是不随经营活动水平而变动的成本， 存储成本是随货物数量变化而变动的成本。 搬运成本是随物流节点吞吐量变化的成本。

（2） 物流量最大化。

物流量反映了物流节点作业的能力， 物流量的指标主要是吞吐量和周转量： 这两个指标衡量物流节点的利用率。 需要注意的是， 在物流节点选址中， 应以成本最小化为前提考虑物流量最大化。

（3） 服务最优化。

与物流节点选址决策直接相关的服务指标是送货时间、 距离、 速度和准确率。 一般地，物流节点离客户越近， 则送货速度越快， 订货周期越短， 准时率越高。

（4） 发展潜力最大化。

由于物流节点投资大， 服务时间长， 在选址时不仅要考虑现有条件下的成本和服务， 而且要考虑将来的发展潜力， 包括物流节点可扩展性、 顾客需求等。

（5） 综合评价目标。

物流节点选址决策中， 单纯考虑成本、 服务、 物流量等目标可能无法满足物流系统经营需要， 这时需要对不同目标综合考虑， 采用多目标决策方法。

2. 选址原则

国际物流设施选址的原则。

国际物流设施的选址过程应同时遵循适应性、 协调性、 经济性和战略性原则：

（1） 适应性原则。 区域性物流设施的选址必须与国家以及地区的经济发展方针、 政策相适应， 与我国物流资源分布和需求分布相适应， 与国民经济和社会发展相适应。 企业物流设施必须考虑到企业产品流通的客户需求的区域分布。

（2） 协调性原则。 从区域物流设施看， 国际物流设施选址应将国家的物流网络作为一个大系统来考虑， 使物流设施与设备在地域分布、 物流作业生产力、 技术水平等方面互相协调。 从企业物流设施看， 物流设施应该与企业的生产能力和客户需求总量相协调， 以保证企业能够达到一定的服务水平。

（3） 经济性原则。 在国际物流设施的发展过程中， 有关选址的费用， 主要包括建设费用及物流费用 （经营费用） 两部分。 物流设施的选址如果定在市区、 近郊区或远郊区， 其未来物流活动辅助设施的建设规模、 费用， 以及运费等物流费用是不同的， 选址时应以总费用最低作为物流设施选址的标准。

（4） 战略性原则。 国际物流设施的选址， 应具有战略眼光。 一是要考虑全局观， 二是要考虑长远性。 局部要服从全局， 当前利益要服从长远利益， 既要考虑当前的实际需要， 又要考虑日后发展的可能。

3. 影响因素

就国际物流设施选址决策的影响因素而言， 大致可以分为外部因素及内部因素两大类，其中内部因素往往是最主要的。 外部因素包括宏观政治及经济因素、 基础设施因素、 环境因素、 竞争对手因素等， 内部因素包括企业发展战略因素、 商品特性因素、 物流费用因素、 服务水平因素等。 下面分别进行阐述。

1） 外部因素。

（1） 宏观政治及经济因素。 宏观政治因素主要是指一个国家的政权是否稳定、 法制是否健全、 是否存在贸易禁运政策等， 大多数的企业都不愿意在动乱的国家或地区投资， 特别是对跨国公司而言。 宏观政治因素是定性的指标， 主要依靠企业的主观评价。 宏观经济因素包括税收政策、 关税、 汇率等， 这一点与企业的物流设施选址决策直接相关， 企业总是希望寻求最宽松的经济环境。 关税政策引起的市场壁垒也是物流设施选址的一个重要因素。如果一个国家的关税较高， 企业要么放弃这个市场， 要么选择在这里建厂以逃避高额关税。

（2） 基础设施因素。

基础设施包括交通设施、 通信设施等。 在现代企业中， 由于物流成本在总成本中所占的比重很大， 而一个良好的基础设施对于降低物流成本是十分关键的， 因此， 基础设施在选址决策中占有重要地位。 例如， 戴尔在田纳西州的工厂既靠近主干高速公路， 又靠近联邦快递的一个物流中心： 由于信息流的通畅快捷对减小需求的扭曲和库存成本有重要影响， 因此通信设施的质量和成本也是物流设施选址决策的一个重要因素。

国际物流设施选址必须具备方便的交通运输条件， 最好靠近交通枢纽进行布局。 如紧邻港口、 交通主干道枢纽、 铁路编组站或机场， 且有两种以上运输方式框连接。 物流设施选址的所在地， 要求城市的道路、 通信等公共设施齐备， 有充足的电、 水、 热、 燃气的供应， 并且中心周围要有处理污水和固体废物的能力。

（3） 环境因素。

环境因素包括自然环境和社会环境。 自然环境因素包括：

①气象条件。 在物流设施选址过程中， 主要考虑的气象条件包括温度、 风力、 降水量、无霜期、 冻土深度、 年平均蒸发量等指标。 例如， 选址时要避开风口， 因为在风口建设会加速露天堆放商品的老化。

②地质条件。 在物流设施中， 通常会存放大量的商品， 某些质量很大的建筑材料堆码起来， 会对地面造成很大的压力。 如果地面以下存在淤泥层、 流沙层或松土层等， 会在受压地段造成沉陷、 翻浆等严重后果， 因此， 物流设施选址要求土壤承载力高。

③水文条件： 物流设施选址需远离容易泛滥的河川流域与地下水上溢的区域。 要认真考察近年的水文资料， 地下水位不能过高， 绝对禁止选择洪泛区、 内涝区、 故河道、 干河滩等区域。

④地形条件。 物流设施应选择地势较高、 地形平坦的地方， 且应具有适当的面积与外形。 若选在完全平坦的地形上是最理想的， 其次可选择稍有坡度或起伏的地方， 对于山区陡坡地区应完全避开。 在外形上可选择长方形， 不宜选择狭长或不规则的形状。

社会环境因素包括劳动力成本与质量等。 劳动力成本与质量是物流设施选址决策的一个关键因素， 越来越多的国际企业选择在亚洲建立自己的制造工厂， 就是因为当地的劳动力成本低廉。

（4） 竞争对手因素。 “知己知彼， 百战不殆”， 在企业物流设施选址决策中必须考虑竞争对手的布局情况，并根据企业产品或服务的特征，决定是靠近竞争对手还是远离竞争对手。

2） 内部因素。

（1） 企业发展战略因素。 从企业物流设施看， 选址决策首先要与企业的发展战略相适应。 例如， 对于制造业企业， 生产劳动力密集型产品还是高技术类型产品， 是企业综合内外形势分析得到的企业发展战略， 如果选择劳动力密集型产品， 必然要以生产成本低作为选址的依据； 而选择高技术类型产品， 必须选择劳动力素质高的地区， 而这些地方往往成本较高。 从商业及服务业的角度来说， 针对连锁便利店或者超市的发展战略， 会有不同的企业网络设计。 如果是连锁便利店， 必须选择一些人口密集的区域， 其成本较高， 所需面积较小；如果是超市， 要选择人口不是非常密集， 可以提供较大营业面积的地方。 从区域物流设施看， 选址决策要与区域经济发展战略相适应， 与国家宏观经济布局相适应。

（2） 商品特性因素。 在许多物流设施的选址中， 要充分考虑商品特性。 例如， 对于专业的农产品物流中心选址， 要考虑物流中心的辐射范围内的不同类别农产品产量和销售量。对于钢材企业的配送中心， 要考虑钢材产品本身的特性、 区域内的工业企业对钢材的需求结构等因素。

（3） 物流费用因素。 物流费用是国际物流设施选址的重要考虑因素之一。 大多数物流设施选择接近物流服务需求地， 例如， 接近大型工业、 商业区， 以便缩短运距、 降低运费等。

（4） 服务水平因素。 服务水平是国际物流设施选址的考虑因素。 在现代物流过程中，能否实现准时运送是物流中心服务水平高低的重要指标。 在对物流中心进行选址时， 应保证客户可在任何时间向物流中心发送物流需求， 并获得快速满意的服务。

三、 国际物流设施选址方法

1. 专家评估法

利用专家的知识和经验， 对国际物流设施备选对象的经济、 社会、 交通、 环保等因素进行考察， 综合分析研究备选对象可行性， 确定国际物流设施的选址。 有德尔菲法、 层次分析法、 模糊综合评价法等。

1） 德尔菲法。

德尔菲法是在20世纪40年代由O·赫尔姆和N·达尔克首创， 经过T·J·戈登和兰德公司进一步发展而成的。 实施步骤如下：

（1） 组成专家小组。 根据物流节点类型确定交通、 物流管理方面专家， 人数一般不超过20人。

（2） 向所有专家提出所要物流设施选址的要求， 并附上有关这个问题的所有背景材料和备选地点， 同时请专家提出还需要什么材料， 然后， 由这个专家做书面答复。

（3） 专家根据他们所收到的材料， 提出自己的选址意见， 并说明是怎样利用这些材料进行选址的。

（4） 将各位专家第一次判断意见汇总， 列成图表， 进行对比， 再分发给各位专家， 让专家比较自己同他人的不同意见， 并修改自己的意见和判断。 也可以把各位专家的意见加以整理， 或请身份更高的其他专家加以评论， 然后把这些意见再分送给各位专家， 以便他们参考后修改自己的意见。

（5） 将所有专家的修改意见收集起来， 汇总整理。 将不同意见， 再次分发给各位专家，以便做第二次修改。 这一过程重复进行， 直到每一个专家不再改变自己的意见为止。

（6） 对专家的最终意见进行汇总处理， 得出结论。

逐轮收集意见并为专家反馈信息是德尔菲法的主要环节， 一般要经过三四轮。 在向专家进行反馈的时候， 只给出各种意见， 但并不说明发表各种意见的专家的具体姓名。

2. 层次分析法

层次分析法 （Analytic Hierarchy Process， AHP） 是萨迪等于20世纪70年代提出的一种定性和定量相结合的、 系统化的、 层次化的分析方法。 基本原理是通过将复杂问题分解为若干个层次： 目标、 准则、 方案等层次， 通过逐层分析计算确定下一层次对于上一层次中的权重， 将决策者的主观判断用量化的形式予以表达， 从而确定最下层元素的权重， 并以此进行决策分析。 下面根据 “例4－1” 来说明层次分析法的基本步骤。

【例4－1】 一物流中心选址中心中考虑了经济、 政策、 物流基础设施、 环境、 用地等方面因素， 备选地点为甲、 乙、 丙。

（1） 建立层次结构模型。 首先建立层次结构模型如图4－9所示。

图4－9 层次分析法选址的层次结构

（2） 构造判断矩阵。 分别对准则层和方案层中各元素做两两比较的判断矩阵， 如表4－2～表4－7所示。

表4－2 准则层判断矩阵A

表4－3 经济因素的判断矩阵B1

表4－4 政策因素的判断矩阵B2

表4－5 物流基础设施判断矩阵B3

表4－6 环境因素的判断矩阵B4

表4－7 用地因素的判断矩阵B5

表4－2是以物流中心选址为目标的准则层五个因素重要性的两两比较，表4－3～表4－7是甲、 乙、 丙三个备选地分别对准则层的经济、 政策、 物流基础设施、 环境和用地等因素考察时， 对其重要性的两两比较。

其中比较数值采用1～9标度法，1、3、5、7、9分别表示矩阵中元素i和j同等重要、 i比j稍微重要、 i比j重要、 i比j明显重要、 i比j绝对重要。

（3） 一致性检验。 一致性是指专家在对指标重要性进行判断时， 如果各判断之间不能协调一致， 则可能导致相互矛盾的结果。 因此在实际问题求解时， 常常需要对判断矩阵进行一致性检验。

（4） 根据表4－2准则层对目标层的权重， 即准则层中5个因素进行物流中心选时的重要性权重的计算方法如下：

①将矩阵A的每一行元素相乘并开5次方根， 即：

式中： n＝5。

②将权重向量ω归一化， 得到矩阵近似特征向量：

ω（2）＝（ω1，ω2，…ωn）T，ωi＝，其中n＝5。根据表4－2的矩阵A，可得ω（2）＝（0.263，0.475，0.055，0.099，0.11）T。n

③计算最大特征根近似值：＝＝5.073，其中n＝5。

④一致性检验指标：CI（2）＝＝0.018。

⑤平均随机一致性指标RI值随着矩阵阶数的增加而增加， 如表4－8所示。

表4－8 平均随机一致性指标值

一致性比率：CR（2）＝＝0.016＜0.1。

一般认为，CR值在0.1左右时，矩阵具有满意一致性。因此，矩阵A通过一致性检验。

同理，分别对表4－3～表4－7的矩阵B1、B2、B3、B4、B5进行一致性检验，如表4－9所示。

表4－9 矩阵B1、 B2、 B3、 B4、 B5的一致性检验结果

（5） 层次总权重和总体一致性检验。根据表4－9中ω（3）和ω（2）可计算出方案层的备选地点对目标层的层次总权重ω（1），即不同备选地点的重要性：ω（1）＝ω（3）·ω（2）＝（0.300， 0.246，0.456）T，即物流中心应选址在备选地“丙”。

总体一致性检验如下。

CI（3）＝ （CI（3）1 ，CI（3）2 ，CI（3）3 ，CI（4）4 ，CI（5）5 ）ω（2）＝ （0.003，0.001，0.000，0.005，0.000）· （0.263，0.475，0.055，0.099，0.110）T＝0.00176。

RI（3）＝（0.58，0.58，0.58，0.58，0.58）·（0.263，0.475，0.055，0.099，0.110）T＝0.58

CR（3）＝3）3）＝≈0.003＜0.1，通过一致性检验。

3. 重心法

重心法是一种国际物流设施选址的常用方法。 它把物流系统中的需求点和资源点放在同一平面范围里看， 把各点的需求量 （或资源量） 看成是某一物体的各部分重量， 然后求出整个物体的重心， 将求得的物体重心位置作为物流设施的最佳设置点。 重心法主要适用于单个服务设施选址问题和连续选址问题。 由于重心法计算过程中仅考虑运输方面的费用， 而没有考虑物流设施建设的固定费用 （如基本建设费用） 及因经营管理产生的可变费用， 加上实际选址中还要考虑地形地貌情况， 因此， 利用重心法计算求得的最佳地点实际上往往很难找到， 根据重心法确定的物流设施选址位置只能作为参考。

4. 其他选址方法

（1） 盈亏平衡法。 该方法属于经济学范畴， 在选址中通过确定产量规模， 来寻求成本为最低的设施选址方案。 它建立在产量、 成本、 预测销售收入的基础之上。

（2） 线性规划法——运输问题。 对于多个工厂供应多个需求点的问题， 通常线性规划法求解更为方便， 此问题转化为运筹学问题中的经典问题——运输问题。

四、 国际物流设施布局

1.SLP方法

20世纪60年代美国理查德·缪瑟提出的系统化布置设计 （Systematic Layout Planning），是对工业设施传统布置经验设计方法的重要挑战， 在世界范围内对设施布置都有较大的影响。 这一套SLP也随着20世纪80年代缪瑟来我国讲学和访问而传入我国。 系统化布置设计（SLP） 是对设计项目进行布置的一套有条理的、 循序渐进的、 对各种布置都适用的方法，这是一种基本的程序模式， 不仅适合于各种规模或种类的工厂的新建、 扩建或改建中对设施或设备的布置或调整， 也适合制造业中对办公室、 实验室、 仓库等的布置设计， 同时也可用于医院、 商店等服务业的布置设计。

SLP的输入数据是P、 Q、 R、 S、 T， 即： P——产品和物料， 包括其变化和特性；Q——每种物品的数量； R——加工流程或搬运路线， 即工艺操作过程加工顺序或加工方法；S——支持生产过程的服务部门或辅助部门； T——与上述四项有关的时间因素， 以及与设计本身进度有关的时间因素。

每项布置设计通常都要经过四个阶段： 第Ⅰ阶段是确定位置。 位置可以是一个新址， 也可以是原址， 或者是一个厂房， 或一个仓库等； 第Ⅱ阶段是总体区划。 要决定布置范围内的基本物流模式， 要标明每个主要作业区、 作业单位、 车间或工场的大小和相互关系； 第Ⅲ阶段是详细布置， 包括每台设备或每项设施的位置； 第Ⅳ阶段是实施。

四个阶段均按顺序进行， 其中第Ⅰ和第Ⅳ阶段不属于真实的布置设计工作， 而第Ⅱ和第Ⅲ阶段即总体区划和详细布置则是布置设计的主要内容。 以上四个阶段和SLP的主要内容和先后顺序如图4－10所示。

2.CORELAP布局法

CORELAP （Computerized Relationship Layout Planning）， 是李和穆尔于1967年提出的一种优化算法。

图4－10 SLP的四个阶段和内容

一个物流节点 （物流园区、 物流中心或配送中心等） 由多个物流设施组成， 已知各物流设施的作业面积需求及各设施间的关系等级。 需确定一个设施布局方案， 使各设施总关系程度达到最优。

其算法思路与关系表布局法类似， CORELAP布局法也是一种构造型方法。 算法首先按一定规则生成一个设施顺序矢量， 依照这个矢量的顺序逐个将设施加入区域中去， 并尽量使新加入的设施与已有的设施在相对位置上保证关系最密切。 布置方案完成后， 对其质量指标进行评估。 CORELAP算法无论是设施顺序矢量的确定、 相对位置的选择以及质量指标的计算， 都是针对设施间的关系程度， 即CORELAP算法的出发点是设施之间的关系图 （Rela⁃tion Chart）， 布置的目标是实现设施之间最大的密切度。

为对布局方案进行优化， 需定义一个反映关于设施之间密切度的数量指标。 首先需量化两个设施间的关系程度， 可将不同的关系等级转换成不同的关系值， 关系等级越高， 所对应的关系值就应该越大。 为方便起见， 一般可通过表4－10给的对应规则进行转换。

表4－10 CORELAP关系值转换表

优化的目标函数值可通过计算任意两设施间的关系值乘以该两设施间的最短距离的总和来求得， 即

式中：rij——设施间的关系值；

dij——设施间的距离，一般可采用设施中心间的折线距离。

目标函数值越小， 布局方案越优， 因此， 根据该值可以比较不同方案的优劣。

CORELAP的选择方法， 即布置顺序矢量的产生方法， 是根据各设施所有关系的总和TCR （Total Closeness Rating） 的值来确定的。

TCR （i） 为设施i的关系总和。 选择TCR （i） 最大的设施作为最先进入布置的设施。如果最大的TCR有多个设施， 即出现 “结”， 则选择面积最大的设施解 “结”； 若依然解不开， 则随机选取。 第二个设施选择与第一个设施具有最高级别关系 （A级） 的设施， 依次选择B级、 C级、 ……如果在同一关系级别中出现多个设施 （“结”）， 选择这些设施中最大的设施先布置 （解 “结”）。 在布置中， 设施的形状尽可能设计成由若干个正方形组成。

生成了布置矢量后， 依照这个矢量的顺序逐个将设施向布置图中放置。 放置原则是在所有可布置的位置中选择使进入布置图的设施与前面进入的相邻设施的关系值最大的那个位置。 如图4－11所示， 设施1有三个可放置的位置1a、1b、1c，由于NCR1a＝r13＋r14，NCR1b＝r14，NCR1c＝r13，所以应选择从位置1a进入如图4－11所示的布局图。

图4－11 设施1可选择的位置