成本临界点法

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1、1. 根据人工分拣与半自动分拣的优化组合，使得总分拣成本最低模型 分析1.1 分拣成本分析分拣成本是指分拣设备及人工在完成货物分拣过程中所发生的各 种费用，主要包括设备成本/人员成本/场地成本及其他成本。1. 设备成本设备成本主要是指在分拣系统建立时一次性投入购买设备的购置 安装调试成本，以及设备在运行过程中的维护成本。购置安装成本的 特点是一次性投资，长期使用，维护成本指对分拣设备进行维修和保 养时的成本，该成本通常和设备固定成本成比例。在此分拨中心内， 主要采用半自动分拣设备和原人工分拣时的设备相结合的情况下。而 采用哪种输送机和分拣设备的成本相差很大，而每条分拣线所需的扫 描机等的数量是

2、一般为一定的，其投资成本可以看成是固定值，与所 选取哪种类型的分拣设备的关系不太大。所以我们在考虑设备成本只 考虑分拣机和输送皮带的成本。2. 人员成本分拣系统的人员成本指的是从事分拣工作的作业人员及相关人 员的工资/奖金/福利等费用的总和。（装卸搬运成本：在由人工分拣系 统向半自动分拣系统过度的过程，人员成本改变的只是分拣过程中增 减的人员的那部分成本，而装卸搬运人员由于业务量的需要没有多大 改变，所以可以看成是固定的）顺丰集团配送中心的分拣系统上的工作人员主要包括：人工分拣 时所需的工作人员主要占大部分，半自动分拣机的工作人员，还有一 部分工作人员是负责打包的。3. 场地成本顺丰分拨中心占

3、用的场地有自建的，也有租用的，无论是自建成 本还是租用成本都可以分摊到单位时间单位面积的场地上，这就是场 地成本。分拣系统所占用的场地可分为三类：一类是和分拣机有关的 场地占用；一类分拣后货物的暂存区（中间区域的货物摆放）；另一 类是和分拣设备无关的固定设备占用场地，如：控制台，建包区，打 板区和人员操作区所占用的场地。此次场地成本只将分拣设备的场地 成本计入内，将其换算到单位时间内（以下的计算是以月为单位）， 以租金的方式算入分拣成本。4. 其他成本其他成本，比如系统耗电成本，由于改变后耗电与原来相比无太 大的差别，所以，以下对该成本忽略不计。1.2 设备部分改装后的配备优化模型1.假设条件

4、1）一次分拣的区域只占用一个通道；2）人工分拣的人数为半自动人工分拣人数的3 倍；3）半自动分拣员工的工资与人工分拣员工具有相同的工资；4）分拣进行时不存在等待时间；5）各分拣机的分拣速度都按平均速度计算。2. 符号说明C：普通分拣机的购买成本；11:普通分拣机所需的分拣皮带的长度；b1:普通分拣单位时间内的分拣数量；牛普通分拣机占用的场地面积；Y普通分拣机的平均分拣速度；mi：人工分拣时所需人工数；c2：每台半自动分拣机的购买成本；12：每台半自动分拣机所需的分拣皮带的长度；b2:每台半自动分拣单位时间内的分拣数量；f2：每台半自动分拣机占用的场地面积；r2 :每台半自动分拣机的平均分拣速度

5、；m2：半自动分拣机所需的人工数；c3：单位长度输送皮带的成本；c4：单位面积场地的租金；c5：单位时间内单位人工成本；u设备维护成本占购买成本的比例系数；y：设备折旧期限；n：分拣方向数；qi：第i个方向的分拣量，且9=9+10)=1,2,n；xi： 0-1 决策变量，当第 i 区域的快递件被配备人工分拣的分拣i机分拣时其值为 1，否则，被自动分拣机分拣时为 0。3成本计算 以下分别计算配备人工分拣的分拣机和半自动分拣机时的分拣成 本。(1)配备人工分拣时的分拣机(统称为普通分拣)的成本 每台普通分拣机的购买及维修成本为(C+ 1 c3)(1+u),折旧至 每月得(C+ 1 C3) (l+u

6、)/y, y按每月计；普通分拣机每月占用的场地成本为：(c4；普通分拣机的人员的分拣成本是m q/ b；设普通分拣机的分拣成本为q,则C=(C+ 1 C3)(+u)/y+ f C4+ mC5 q/ b；(2)采用自动分拣时的分拣成本每台半自动分拣机的购买及维护成本为(c2+ 12 c3)(1+u),折旧 至每月得(c2+ 12c3)(1+u)/y, y按每月计；半自动分拣机每月占用的场地成本为： f2 c4；半分拣机的人员的分拣成本是m2c5 q/ b；设半自动分拣机的分拣成本为C2，则C2=(c2+ 12c3)(+u)/y+ f2 c4+ m2c5 q/ b。4建立模型 在对人工分拣和半自动

7、分拣系统成本分析计算的基础上，建立使 整个分拣系统成本最低的设备选择优化模型。其目标函数为：MinC=ECx.+ EC2(-x.)约束条件：xi =0,1Ex Wni将 C1 ， C2 代入，目标函数转化为：MinC=E（c2+ l2c3）（1+u）y+ f2 c4+ m2c5 q1/ b1）xi+2 2 3 2 4 2 5 1 1 iE（c2+ l2c3）（1+u）y+ f2 c4+ m2c5 q1/ b1）（1-xi）该模型为 0-1整数规划，其最优解存在于所有的可行解组成的集合 中，所有可行解的数量为2n。当n的数量较大时，很难在有限时间内 用精确的算法求得最优方案。于是本文深入分析分拣

8、成本的特点，提 出一种求解该模型的启发式算法成本临界点法，该方法可以快速 的求得最优解。1.3分拣成本临界点的定义 设备单元配置优化模型以人工分拣和半自动分拣成本之和为目标 函数,但对于利用人工分拣还是半自动分拣机即x.的取值是相互独立 i的，因此可以将求目标函数总成本最小化问题转化为求每条分拣方向 的成本最小化问题。由对分拣成本的分析可知，在人工分拣和半自动分拣系统的分拣 成本主要包括场地成本、设备成本和人工成本。对于每一条分拣方向的快件来说，无论选择人工分拣设备还是半 自动分拣设备，其分拣的设备成本都是固定的，不随着分拣量的大小 变化，数量上是设备购买成本和维护成本分摊到每月的折旧成本，本

9、 文由于这两种分拣设备的购买成本不同，半自动分拣机的购买成本较高，因此半自动分拣机设备折旧成本要高于人工分拣设备。在场地成 本方面，由于，改进后，主要以半自动分拣设备为主，以人工分拣设 备作为辅助。但是场地成本与设备成本类似，分拣量的大小不能对其 产生影响，所以也是固定的，因此这两种成本可以综合起来考虑。如 下图所示：设备半自动分拣设备、场地成本人工分拣设备分拣快件量设备、场地成本分析图人工成本分拣设备所需人员所消耗的劳动成本，根据这两种分拣 机的工作原理可知，半自动分拣机分拣效率高，需要的人工较少，而 人工分拣需要耗费不少的人工较多，变化趋势图如下图所示，半自动 分拣机人工成本所示直线的斜率

10、远远小于人工分拣的斜率，即单位分 拣快件的数量的成本比人工分拣的小。人工成本人工分拣设备f快件分拣量人员分拣成本变化趋势图以上所示的两个图，表示的是设备、场地成本和人工成本的变化 趋势，将这三种成本相加，即可以得到两种设备各自的分拣成本，变 化趋势如图所示，当快件分拣量很小时，半自动分拣机的分拣成本较 高，这是因为此时设备、场地成本在分拣成本中占的比例很大，随着 分拣量不断增加，设备、场地成本的比例下降的很快，人工成本的比 例增加，半自动分拣机的优越性就逐渐体现出来啦，当分拣量超过某 个值时，人工分拣时节省的设备、场地成本赶不上半自动分拣机的所 节省的人工成本，这时半自动分拣机的分拣成本较低，

11、这个临界值就 如下图两直线的交点一Q0横轴所对应的值，当分拣量等于q0时，两 条线的成本线相交，该交点就是临界点。分拣成本变化趋势分拣成本由上图可知，当快件分拣量大于Q0时，选用半自动分拣机的成本小于人工分间的成本，此时，选择半自动分拣机分拣比较合理；否则，当快件分拣量小于 Q0 时，选择人工分拣系统的分拣成本较低；若快 件分拣量等于Q0时，选用两种皆可。1.4 临界点分拣量的确定在计算快递分拣量为 Q0 时，分别采用人工和半自动分拣的总成本。半自动分拣成本：C= (q+ 1 c3)(l+u)/y+ f C4+ mic5 q/bj 人工分拣时成本： C2=(c2+ l2c3)(1+u)y+ f

12、2 c4+ m2c5 q1/ b1。 根据临界点的定义，人工分拣和半自动分拣成本相等时，即 C= C2，即(c+ 1 c3)(1+u)/y+ f c4+ mc5 Q。/ b= (c2+ 12c3)(1+u)/ y+ f2 c4+ m2c5 Q0/ b时，即可求出Q0的值。在对现有及未来业务量需求分析的基础上，我们以此为依据，在 基于成本临界点分析的基础上，对将采购的半自动分拣机与人工分拣 设备的优化配置做了分析，这样我们就可以对设备的采购量有大致的 了解及对新设备进行布置也有一定的指导意义，因为我们可以根据现 有的业务量，判断出在那些分拣环节可以将原有人工分拣设备更新为 半自动化分拣机，从而优

13、化现在的分拣系统，提高分拣效率，降低分 拣总成本，从而也可以确定总分拣成本的最小值。2.针对未来业务量的需求分析，对现在和未来做利润分析首先应用回归分析对非邮政快递量进行预测，曲线拟合图，根据 spss 统计分析软件拟合分析结果， 5 个模型的 f 检验显著水平均小于 0.0001，但指数模型R2=1.000, F=50043.625,大于其他模型的数值， 所以指数模型更合理。指数模型的拟合方程为：Y=207.99e?,根据 邮政三次模型和非邮政指数模型统计结果，进行曲线拟合，拟合图如（待续）3. 财务效益评估在进行成本分析和利润分析的基础上，为了更好对改造前后的效 益进行比较，我们从以下两个

14、方面来分析：3.1 财务盈利能力分析 盈利能力分析以增量指标作为判断项目财务可行性和经济合理性的 主要依据。必要时，也可以计算项目的总量效益指标。1）增量财务内部收益率。增量财务内部收益率（厶IRR）是使 项目计算期内各年增量净现金流量现值累计等于零时的折现率，它反 映项目所占资金的盈利能力，是考察项目盈利能力的主要动态评价指 标。其表达式为：（ACI-ACO） tX（1+AIRR） -t=0式中：ACI为增量（差额）现金流入； CO 为增量（差额）现金流出；N 为项目计算期；（CIACO） t为第t年的增量净现金流量。2）全部增量投资回收期。全部增量投资回收期是以增量净收益 抵偿全部新增投资

15、（包括新增固定资产投资和新增流动资金）所需要 的时间。工（CIACO） =0t3.2 项目清偿能力分析 清偿能力分析是在现状的基础上对项目实施后的财务状况做出评价。1）资产负债率。资产负债率是反映项目各年所面临的财务风险程度 及偿还能力的指标。其计算公式为：资产负债率=负债合计/资产合计X 100%2）国内借款偿还期。在计算该指标时，偿还贷款的资金来源不仅包 括项目新增的可用于还款的资金，还包括原有企业所能提供的还款资 金。借款偿还期可由资金来源与运用表及国内借款还本付息表直接推 算，以年表示。其计算公式为： 借款还款期=（借款偿还后开始出现盈余年分数）开始借款年数+ （当年偿还借款额/当年可用于还款的资金额）3）流动比率、速动比率。流动比率是反映项目各年偿付流动负债能力的指标速动比率是反映项目快速偿付流动负债能力的指标。