GIS在物流配送信息系统中的应用研究论文

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1、GIS在物流配送信息系统中的应用研究二六年四月三十日73A Research on the Application of GIS in Logistics Distribution Information System摘 要在市场经济条件下，越来越多的企业对其生产运作中的流通环节产生了高度重视，物流逐渐成为企业管理中充满活力的研究方向。和企业管理的其他部门一样，物流也需要采用信息技术来提高管理水平，以实现更高的客户满意度并以此为途径创造利润。企业的生产经营活动都是发生在地球表面的，而物流业务与企业的其他经营活动相比，和地理空间信息的联系更为密切。故企业越来越多地要求在物流管理中采用空间信息技术

2、，如地理信息系统（Geographic Information System, GIS），全球定位系统（Global Positioning system, GPS）等。在物流管理的诸多功能要素中，配送这一环节中GIS的应用尤为突出，配送路径选择、物流中心选址等问题都需要GIS理论的支持。可以说，物流配送信息系统的研究是物流管理学和空间信息科学的交叉领域。在现有的物流系统中，存在着诸多问题，如配送路径计算量太大而且耗时太长、路径选择中没有考虑道路转向、路径权值设置不合理等等。本文的研究目的就是在这种背景下提出一种新的基于GIS的物流配送信息系统。现代物流中企业发车一次给多个客户送货的多品种小批

3、量配送成为越来越常用的送货形式，因此物流系统需要提供多个目的环游的最短路径。这就是图论中的旅行商问题（Traveling Salesman Problem, TSP）。目前，除了穷举法之外，尚未找到TSP的精确解法，实际的应用都是采用近似的解法，得到接近最优解的满意解。况且现代城市交通状况非常复杂，而且有明显的动态变化，使得理论上计算出的最短路径在实际中也未必是最优的。所以本文提出的最短路径算法也不追求最优解，其基本思路是，将单源单目的地最短路径分析问题的经典算法Dijkstra算法与TSP问题的最临近算法相结合，以计算比较满意的环游路径。考虑到道路的转向限制、单行道等情况在原始的道路拓扑图不

4、能表达出来，在进行分析时，将原始路网转化成对偶图，在对偶图中进行分析。经过实验，本算法得到了正确的实现，并实现了应有的合理的应用效果。关键词：物流配送，最短路径，最临近算法，Dijkstra算法AbstractUnder the circumstance of market economy, more and more enterprises have concentrated on the transportation part of its producing and operating process, and LOGISTICS has become an active researc

5、h field. Like any other parts of enterprise management, logistics needs to enhance its management by using information technology so as to achieve higher consumer satisfaction and make more benefit. All the production and management activities take place on the surface of the earth, among which logi

6、stics has a closer relationship with geospatial information compared with the other ones. Therefore, enterprises are required more and more to adopt geospatial information technology, such as Geographic Information System (GIS), Global Positioning system (GPS). In particular, delivery uses more GIS

7、technologies than any other factors of logistics. Vehicle routing and Distribution Center (DC) Positioning need the application of GIS theory. It can be said that Logistics Delivery Information System (LDIS) is the intersection of Logistics management and Geospatial Information Science.The current L

8、DIS have many shortcomings: routing algorithms are always complicated and time-consuming, road turnings are always not taken into consideration, and the weight of path is always not reasonable. This thesis presents a new LDIS based on GIS under this background.In modern logistics, delivery of many t

9、ypes and small bulks, which means one vehicle delivers to multiple consumers at once has become more and more popular, so shortest path for the overall journey is needed. This is Traveling Salesman Problem (TSP) in Graph Theory. Until now, no algorithm has been found to solve the problem, all of the

10、 practical solutions are approximate ones. In addition, traffic condition in modern cities is very complex and dynamic, which makes the theoretically shortest path not always best in practice. This thesis does not aim at the best solution either, and its idea is to combine the classic single source

11、single destination shortest path algorithm Dijkstra algorithm with the nearest algorithm of TSP, and calculate a rather satisfactory round path. Since road turning restrict and direction restrict cannot be demonstrated by the original road topology, the allelomorph graph is generated from the origin

12、al graph, and routing is done on the controversial graph. This algorithm is proved sound by experiments.Key words: Logistics Delivery Shortest Path Nearest Algorithm Dijkstra Algorithm目 录摘 要IAbstractII第一章物流信息化与GIS应用1第一节物流概述11.1.1 物流的概念和发展11.1.2 企业物流21.1.3 物流配送31.1.4 物流配送的合理化4第二节企业信息化概述61.2.1 企业信息化的产

13、生61.2.2 信息与信息系统61.2.3 企业信息化的要素71.2.4 企业信息化建设的原则8第三节物流信息系统101.3.1 物流信息及其特征101.3.2 物流信息系统12第四节 地理信息系统在物流配送中的应用131.4.1 地理信息系统概述131.4.2 GIS与企业信息化相结合181.4.3 GIS与GPS在物流配送中的应用191.4.4 用于物流分析的常用GIS模型21第二章物流配送的路径计算23第一节图及其数据结构232.1.1 图论概述232.1.2 图的数据结构25第二节两点间最短路径问题及Dijkstra算法262.2.1 Dijkstra算法的基本原理262.2.2 Di

14、jkstra算法的多种实现方法27第三节车辆调度问题及其研究292.3.1 车辆调度问题概述292.3.2 欧拉图、汉密尔顿图与旅行商问题302.3.3 TSP的常用算法31第四节基于Dijkstra算法的车辆调度问题解决方案332.4.1 问题的提出332.4.2 对已有研究成果的分析342.4.3 将Dijkstra算法与最临近算法真正结合起来35第三章配送路径的特征表达37第一节道路网的表达方法373.1.1 对道路网表达方法的要求373.1.2 改变路网的拓扑结构403.1.3 对偶图42第二节 道路网的权值评价433.2.1 最优指标的选取433.2.2 本文采取的权值评价方法44第

15、四章基于GIS的物流配送信息系统47第一节 信息系统开发方案474.1.1 信息系统的开发方法474.1.2 GIS开发模式选择494.1.3 本系统方案的提出51第二节 物流配送系统的需求分析514.2.1 我国超市配送的发展现状524.2.2 系统开发任务概述534.2.3 各个模块的详细需求544.2.4 其他要求55第三节 物流配送系统分析564.3.1 业务流程分析564.3.2 数据流程分析564.3.3 数据字典59第四节 系统设计和开发624.4.1 系统的体系结构624.4.2 业务数据库的设计634.4.3 空间数据的设计65第五节 物流配送系统的运行展示66第五章总结和展

16、望69第一节 总结69第二节 进一步的研究内容和方向69参考文献71致 谢74第一章 物流信息化与GIS应用第一节 物流概述1.1.1 物流的概念和发展在市场经济条件下，企业为了扩大利润，一般采用降低物质消耗和提高劳动生产率两种途径，而对物质资料的流动过程中所产生的效益，却鲜有研究。这一部分因此被一些学者称作“经济学的黑暗大陆”。随着企业管理水平的提高和经济全球化、区域化的发展，越来越多的企业认识到，产品流通环节也会产生巨大的经济效益，因此对流通环节也越来越重视，物流逐渐成为企业管理中一个充满活力的研究方向。对物流的认识来自于生产过程的组织实践和产品销售的实际需要。1921年，美国学者阿奇萧在

17、其著作 Some Problems in Market Distribution中提出：“物流是与创造需要不同的一个问题。物资经过时间和空间的转移，会产生附加值。”在这里，物流被称作Physical Distribution（PD），即“实物分配”或者“货物配送”。1935年，美国销售协会阐述了“实物分配”的概念：“实务分配是包含于销售之中的物质资料和服务在流动过程中所伴随的种种经济活动。”1963年，物流的概念被引入日本，当时物流被理解为“在连续生产和消费间对物资履行保管、运输、装卸、包装、加工等功能，以及作为控制这类功能后援的信息功能，它在物资销售中起了桥梁作用。”在学者的研究和企业的实践

18、中，PD逐渐被另一个概念logistics所代替。Logistics的原意为“后勤”，本意是军事用语“兵站”或者“后勤”，源于法语，是拿破仑军队中对负责马匹和粮草的军官的称谓。二战之后，当英国和美国从事后勤工作的专家进入商务领域之后，logistics的概念得到了扩充和新的应用，并取得了巨大成果，对经济活动产生了深远的影响。我国开始使用“物流”源于1979年。当年，我国物资工作者参加了在日本举行了第三届国际物流会议，回国后在其考察报告中第一次提出“物流”这个术语。“物流”是日文应用的汉语，作为“实物流通”的简称，提法既科学合理，又确切易懂。1989年4月，第八届国际物流会议在北京召开，“物流”

19、一词的使用日益普遍起来。这时，物流就不单纯考虑的是从生产者到消费者的货物配送问题，而且还要考虑到生产者对原材料的采购，以及生产者本身在产品制造过程中的运输、保管和信息等各个方面，全面地、综合性地提高经济效益和效率的问题。因此，现代物流是以满足消费者的需求为目标，把制造、运输、销售等市场情况统一起来考虑的一种企业发展战略。总的说来，物流是指物资实体的物理流动过程及其有关活动的总称。它不仅包括物的搬运和运输，还包括与此相联系的包装、装卸、储存、配送和流通加工等各种活动。物流不仅仅是物与流的组合，而且是一种建立在自然运动基础上的、高级的运动形式，是限定于军事、经济、社会条件下的组合，是货物从军事、经

20、济、社会的角度运动，创造价值，达到某种军事、经济、社会的要求的运动。物流作为价值的创造过程，主要体现在以下几个方面：（1） 产生空间位移创造价值：物流活动中，货物最显著的运动形式是空间位置的移动，即从一个地方转移到另一个地方。因此，物流活动首先是作为一种产生空间位移的活动出现的。（2） 产生时间推移创造价值：物流活动中，货物的存在发生了时间效果，克服了需求与供给节奏不一致的矛盾，在物流系统中具有缓冲、调节和平衡的作用，保证了物流活动的连续性与有效性。例如，夏季是空调消费的高峰，只有在春夏两季才有显著的需求，其他季节生产的空调一般只有保存到夏季才能够表现出它的价值。在这里，作为储存功能，物流产生

21、了时间价值。（3） 产生附加值：物流过程中，通过包装、装卸、加工等过程，都会产生出附加值。比如，钢材的流通过程中，往往需要进行切割、涂装等加工过程，以改变货物的形态，满足客户的需求；煤炭在运输过程中，需要将原煤加工成型煤，这些都是附加值的产生过程。1.1.2 企业物流社会再生产是生产环节和流通环节相互连接、周而复始的运动过程。伴随这一过程的是物质资料不断产生的时空转移和程度不同的形质变化，并由此形成了四通八达、纵横交错的社会物流网络。而这个复杂的物流系统，又是由一个个微观的企业物流系统所组成的，每个企业都是这个网络中的结点，并以生产物流实现结点内部的转换，以供应物流和销售物流实现节点之间的连接

22、。企业物流是对企业从原材料供应地一直到产品用户之间的物料流及有关信息流进行组织和管理的过程。它以企业经营为核心，是从企业的角度研究的与之有关的物流活动，是微观物流的典型领域。一般来说，企业物流系统可以按照其职能范围分成以下几个部分：（1） 供应物流：包括原材料的采购订货、进货运输、库存管理和用料管理等活动。（2） 生产物流：包括原材料、在制品、成品的厂内运输，在制品的存储与库存管理，以及生产安排等活动。（3） 销售物流：包括成品的存储与库存管理、发货运输、订货处理以及客户服务等活动。（4） 回收、废弃物流：包括再循环物品、废次品、退货、空容器等的回收和废弃物品的运输与处理，以及相应的管理活动。

23、又成为逆向物流、绿色物流或者静脉物流。一个好的企业必须有商流、实务流、信息流、经营管理这四个“轮子”的协调运转，并以实物流为主导。因此，物流与生产、销售、财务一起，并称为企业的四大支柱。物流系统实际上是生产、销售系统的支持系统，对企业的整个生产经营过程有着极为深刻的影响。同时，物流的时间结构、空间结构、数量结构、形态结构等，又受到产品设计、生产计划、销售策略、财务状况等因素的制约，需要得到企业其他部门的支持与合作。1.1.3 物流配送物流主要包含以下一些功能要素：（1） 输送：指物的空间移动，是货物实现空间位移，创造价值的主要形式，是物流的中心环节之一。输送可以分成运输和配送两种。（2） 保管

24、：保管是指使货物经历时间的推移，从而创造价值的过程。包括存储、管理、保养和维护等活动。（3） 流通加工：在实物从生产领域向消费领域流动的过程中，为促进销售、维护产品质量、实现物流效率化，在流通领域可能对产品进行的简单再加工，其主要作用是直接为流通特别是销售服务，提高物流系统效率。（4） 包装：将货物进行包装，不仅能保护产品，还能够产生附加值。包装具有多种功能，如保护功能、成组化功能、跟踪功能、商品功能、便利功能、效率功能、促销功能等等。（5） 装卸搬运：在同一范围内进行的、以改变“物”的存放状态和空间位置为主要内容和目的的活动。物流的各个主要环节和生产过程中的各个阶段都要依赖装卸搬运活动进行衔

25、接。（6） 信息：物流活动中，要与很多物流和商流信息打交道。货物的种类、数量、空间位置等等，都是物流活动中所必不可少的重要信息，维护这些信息当然也是物流活动的重要功能。配送的本义是运送、输送和交货。一般而言，配送是指根据一定的用户需求，在物流据点内进行分拣、配货等工作，并将配好的货物及时交给收货人的一个过程，是输送的一种。本文认为，配送和运输有着明显的不同，主要体现在以下几点：（1） 距离长短：运输是物的长距离移动，而配送是短距离的移动。一般情况下，配送是指不超过100km的短距离送货。（2） 发生的范围：运输的发生范围比较大，一般指两个地理位置之间的移动，发生在两个城市、两个地区乃至两个国家

26、之间，而配送发生的范围一般在一座城市以内。（3） 功能特性：运输实现的是线的功能，主要发生在道路、铁路、水路、航线等线状地物上，而配送实现的是面的功能，发生在城市的面状区域。因此，配送要比运输复杂得多。现代物流思想认为，配送是一种特殊的、综合的、完善的、高级的输送活动，不仅是企业强化服务的手段，也是一种先进的物流方式和物流体制，它完成的不光是输送活动，同时也包括集货、存储、分货、拣选、配装等活动，通过这一系列活动将货物送达的目的。配送几乎包括了物流所有的功能要素，是物流的一个缩影或在某个小范围中物流全部活动的体现。不仅如此，作为一种特殊的、综合的活动形式，配送还包含了商流活动和物流活动，是物流

27、与商流的紧密结合。根据上述分析，本文中对配送做如下定义：在一座城市的市区范围内，按用户提出的要求（包括货物的品种、质量、规格、数量、送达时间等要求）进行备货，并按时送达指定地点的一种综合性的、一体化的物流运动。无论多么庞大、多么复杂的物流过程，最终要与服务对象（或者称为物流服务的需求者）“见面”的，就是配送这个过程。服务对象的满意与否，只是对配送的直观感受所做的评价。只有在客户所希望的时间内、以他所希望的方式、送达他所需要的物品，他才会认同整个物流过程。至于之前的运输是否混乱、库存是否合理、信息处理是否有效，他是不会去理会的。因此，配送功能完成的质量及其达到的服务水平，直观而具体地体现了物流系

28、统对需求的满足程度。整个物流系统的意义和价值的体现，最终完全依赖于其终端配送的价值实现程度。因此，配送成了物流管理的研究重点。在物流配送中，配送中心的作用非常重要。配送中心是从事货物配备和组织对用户的送货，以高水平实现销售或供应的现代流通设施，是物流系统的枢纽。本文中，配送中心是个广义概念，泛指配送车辆的出发地，可以是物流中心、仓库、车场等等。1.1.4 物流配送的合理化（1） 长期以来，我国普遍存在着重生产轻物流的倾向，物流的投入产出转换效率低，物流系统对企业生产与销售的服务效用差。对物流配送系统进行合理化，是配送决策系统的重要内容，也当然是物流配送信息系统建设的重点内容。如何判断配送系统是

29、否合理，目前国内外尚无一定的技术经济指标体系和判断方法，按照一般的认识，以下若干标志是应该注意的：（1） 库存。在一定经营量的前提下，用户和配送中心的库存总量应有所下降，并且库存周转速度应有所提高。（2） 资金。在一定经营量的前提下，用于资源筹措的流动资金总量应该随着储备总量的下降和供应方式的改变有较大降低，周转速度应有明显提高，资金投入应由分散转向集中。（3） 成本效益。总效益、宏观效益、微观效益、资源筹措成本等都是判断配送合理化的重要标志。对于不同的企业，判断的标志可能有所不同。企业必须根据自身的情况选择合适的判断标准。可以有不同的侧重点。例如，对配送企业，企业利润反映了配送合理化的程度；

30、而对配送的用户，在保证或提高供应水平的前提下，供应成本的高低反映了配送合理化的程度。（4） 供应保证。必须提高而不是降低对用户的供应保证能力，才算是实现了合理化。应该降低缺货次数，保证配送企业集中库存量，提高即时配送的能力及速度。（5） 社会运力节约。运力使用的合理化是依靠送货运力的规划和整个配送系统的合理流程及与社会输送系统的合理衔接实现的。送货运力规划是任何配送中心都需要花力气解决的问题，其他问题的解决都有赖于配送及物流系统的合理化。运力合理化一般体现在社会总车辆数减少、承运量增加、车辆空驶减少、用户自提自运减少、社会化运输增加等方面。（6） 用户企业的仓库供应资源节约。配送的重要观念就是

31、以配送代劳用户。因此，使各用户库存量、仓库面积、仓库管理人员减少，用于订货、接货、搞供应的人员减少才算合理。只有真正解除了用户的后顾之忧，配送才能说是高水平的。（7） 物流系统整体合理化。有利于整个物流系统合理化的的优化才是合理的。衡量整个物流系统合理化的标志包括物流费用的降低、损失的降低、速度的提高、干线运输和末端输送的有效衔接、中转次数的减少等，这都是配送要解决的大问题，也是衡量配送本身是否合理的重要标志。国内外推行配送合理化，主要有以下一些方法：（1） 推行一定综合程度的专业化配送。通过采用专业设备、设施及操作程序，取得较好的配送效果并降低配送过分综合化所带来的复杂度及难度，从而追求配送

32、合理化。（2） 推行加工配送。通过加工和配送的结合，充分利用本来应有的中转，而不增加新的中转求得配送合理化。同时，借助于配送，加工的目的更加明确，和用户联系更紧密，也避免了加工的盲目性。这两者的有机结合，不需要增加太多投入就可以追求两个优势、两个效益的共同优化，是配送合理化的重要经验。（3） 推行共同配送。推行共同配送，可以以最短的路程，最低的成本完成配送，从而追求合理化。（4） 实行送取结合。配送企业与用户建立稳定、密切的合作关系，配送企业不仅成了用户的供应代理人，在配送中将用户所需物资送到用户手中，同时也将用户生产的产品同车运回，作为其配送产品之一，或者为用户代存代储，可以免去生产企业的库

33、存包袱，使运力充分利用，也使配送企业的功能有了更大的发挥。（5） 推行准时配送系统。准时（Just in Time, JIT）配送是配送合理化的重要内容。配送做到了准时，用户才有资源把握，可以放心地实施低库存或者零库存，可以有效地安排接货能力，追求高效率。另外，保证供应能力，也取决于准时供应。从国外经验来看，准时供应配送系统是现在许多配送企业追求配送合理化的重要手段。（6） 推行即时配送。即时配送是最终解决用户企业供货之忧，大幅度提高供应保证能力的重要手段，是配送企业快速反应能力的具体化，是配送企业能力的体现，同时也是用户实行零库存的重要保证手段。信息技术在新科技革命中得到了极大地发展，大大提

34、高了企业的生产效率，物流环节当然也不例外。本文所研究的，正是如何利用信息技术，进行物流合理化的问题。第二节 企业信息化概述1.2.1 企业信息化的产生以计算机为基础的信息技术正在得到愈来愈广泛的应用，从而引发了一场世界范围的信息革命。世界各国都在加紧信息产业的发展步伐，出现了一股国家信息化和企业信息化的热潮。自从20世纪80年代以来，计算机技术得到飞速发展，使得软件的应用愈来愈方便。同时，信息网络和信息服务业也得到空前的发展，从而大大地推动了计算机在各行各业的广泛应用。一个处于信息化社会的企业，为了提供更好的客户服务并创造价值，都会努力分析自身的管理体制和发展要求，在一定范围内或者整个企业中实

35、现信息化。企业信息化是指企业在一定的深度和广度上利用信息技术，控制和集成化管理企业生产经营活动中的信息，实现企业内外部信息的共享和有效利用，以提高企业的市场竞争能力。目前，在我国企业中已经涌现了不少信息化的成功案例。联想、海尔、柳工机械等众多企业成功地应用信息化，为企业发展提供了广阔的空间，创造了巨大的利润，维护了稳定的客户群体。1.2.2 信息与信息系统信息（Information）是用数字、文字、符号、语言等介质来表示的事件、实物、现象等的内容、数量或特征。信息向人们提供关于现实世界新的事实的知识，作为生产、管理、经营、分析和决策的依据。信息来自于数据（data）。数据是未加工的原始资料。

36、数字、文字、符号、语言、图形和影像都是数据。数据是客观对象的表示，信息则是数据的内涵，是人对数据的理解。作者认为，从辩证唯物主义的观点来说，数据是一种客观存在，是物质的一种表现形式，而信息是数据在人脑中的一种反映。能对数据和信息进行采集、存储、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统就是信息系统。信息系统的四大功能是数据采集、管理、分析和表达。更简单地说，信息系统是基于数据库的问答系统。如图1-1所示。图11 信息系统的功能从计算机科学的角度看，信息系统是由计算机硬件、软件、数据和用户四大要素组成的问答系统，智能化的系统还包括知识。硬件包括各类计算机及其终端设备，软件是支持数据与信息的采集、存

37、储、加工、再现并能回答用户问题的计算机程序系统，数据则包括定量和定性数据，用户是信息系统所服务的对象，是信息系统的主人。用户有一般用户，也有从事系统建立、维护、管理和更新的高级用户。从管理学和人机工程的角度，信息系统是由用户、计算机和环境组成的人机系统。信息系统不是计算机系统，因为人的因素是系统中最重要的要素。信息系统建设的目标，并不是要建设一个完整、高效的计算机系统，而是要使人能够在宜人的环境中操作计算机，计算机能够对人的指令和要求做出合适的响应，提高组织的管理水平，尽可能地实现最优的管理。1.2.3 企业信息化的要素一般来说，企业信息化系统的建设，包括以下一些工作：（1） 计算机系统的应用

38、。计算机应用是企业信息化的前提。在信息社会，几乎所有信息都是以电子信息的形式出现，必须借助计算机进行处理。所以没有计算机将无从实现信息化。计算机系统的建设主要包括电子计算机的购置和使用、计算机软件的开发和应用、企业计算机网络建设、信息资源库的建设等方面。（2） 加强企业管理。在开始着手规划和建立企业的信息系统时，应该已经坚信信息技术将会大大提高企业的管理水平，为企业的发展注入新的活力，系统的建立将会为企业现代化管理打下良好的基础。然而，在具体的实施过程中，常常会偏离方向，更关心采用的计算机是否先进，而忽视了对企业管理制度的改革。不少企业没有树立企业信息化建设的正确观念，要么认为“信息技术万能”

39、，即现有的信息技术可以解决企业所有的问题，要么认为“信息技术不能”，即现有的信息技术还没有发展到能够解决企业问题的阶段。这两种观念的共同之处在于，企业领导们可能无意中持有这样的观点：企业现有工作流程(或管理模式)再加上先进的信息技术和信息产品就是信息化。而事实上信息化建设绝不会如此简单！计算机只是企业管理在不同阶段的手段和工具，而不是目的。企业要达到的目的只有一个，就是在当今的技术条件下，以最低的成本、最快的速度获得最大的经济效益，并争取保证长期效益和短期效益的协调。企业进行信息化的过程其实也就是企业进行管理现代化的过程。总之，企业信息化的根本是管理，在信息化的过程中达到管理现代化才是真正应关

40、心的问题。围绕企业的信息化进行的业务流程重组（Business Process Restructuring, BPR）是信息化建设中最重要的工作。（3） 培养技术与商业应用兼备的人才。推进企业信息化，人才是根本。当前企业应着力培养充足数量的高素质复合型人才。一是企业信息化项目负责人，这部分人员必须管理和技术兼备，深刻理解企业信息化的内涵，切实担负起企业信息化建设的规划、管理，组织信息化建设工作具体实施的重任，指导信息系统的运行和运用；二是核心管理人员，对他们必须培养正确和熟练运用企业信息化平台开展辅助决策的能力，组建基于信息化运用的工作团队，并保证该团队的正常运转；三是核心技术人员，包括网际工

41、程、服务器管理、网络安全、电子商务、网站建设和管理以及企业级应用的后台程序开发人员等等，以保证信息系统的正常运行；四是执行层人员，包括所有与企业信息化系统运行有关的终端人员，他们都必须能够真正理解企业信息化的内涵，正确掌握信息化工具，能实施正确的安全策略并能对外部信息做出快速而恰当的反应，进而协同工作。一般来说，企业信息化主要包括五个方面的内容：一是企业工作流程的信息化，包括信息的采集、传递和处理等基本工作流程；二是生产制造业务的信息化，包括产品设计、生产、检验等流程；三是企业商务流程的信息化，即企业交易业务本身的信息化，包括销售、采购、库存等业务流程；四是企业运作管理的信息化，并建立以客户和

42、员工为核心的管理理念；五是企业财务系统信息化，将企业总账、销售、采购、生产、工资、固定资产管理等系统融为一体，促使整个企业成为一个完整、流畅的管理、控制、决策系统。1.2.4 企业信息化建设的原则为了保证信息系统工程建设质量，实现一个高效、实用、符合业务及用户需求的信息系统，信息系统工程的参与各方应该在工程建设过程中始终坚持以下原则：（1） 需求满足性原则：任何信息系统工程都是以用户需求为基础的，只有充分明确用户的需求，才能规划实际信息系统的框架和概貌。因此，任何信息系统工程建设都要坚持需求满足性规则，即不仅要满足系统功能需求和性能需求，而且要满足系统的运行需求。技术的最先进性并不代表系统的最

43、实用性，从实用性与成本节约性原则出发，信息系统建设应满足企业需求，同时又能控制企业成本支出。（2） 标准化原则：为确保不同厂家的设备、不同应用以及不同协议连接的互操作性，信息系统所采用的技术和设备以及工程建设过程都应该支持国际标准、国家标准、行业标准或地方标准，以提高系统的开放性，保证用户可以根据未来的需要进行更为深入的应用开发。在企业信息系统开发时，为了避免标准化问题，一个系统，最好采用相同厂家的产品，以求最大程度地维护方便度和满意度，也便于将来升级。（3） 高质量原则：信息系统工程的质量具有两方面的含义：一方面是待建信息系统的质量，既系统满足一定的性能要求、功能要求和使用习惯等；另一方面是

44、指工程建设过程的质量，即工程建设过程是科学的、有效的。为了保证信息系统工程的质量，应该针对工程特性，建立一套有效的工程质量管理体系，并加以贯彻执行。信息系统的高质量原则体现在系统设计的先进性与实用性，制造的可靠性与稳定性等。（4） 可扩展性原则：信息技术具有发展速度快、设备更新快等特点，而且随着用户业务的发展，信息系统的升级和扩容将是不可避免的。因此，在信息系统建设过程中，充分考虑系统的可扩展性是必要的。网络设备的选择在档次上应考虑未来几年的发展情况，在兼顾网络投资预算前提下，适当选择较高档次、易于扩充的设备，避免将来升级和扩容中可能造成的投资浪费。（5） 易用性原则：良好的系统设计要求信息系

45、统的安装、操作和维护具有方便、快捷、简单的特点。系统的易用性不仅能够加强信息系统人性化的特点，而且能够提高整个系统的运行效率。要做到信息系统的易用性，最好的办法是系统的最终用户（使用者）和信息系统开发人员共同来进行开发。开发的全过程就是最好的培训过程。（6） 高性价比的原则：在满足系统各项性能和功能要求的情况下，应兼顾软硬件设备投资情况、人力资源的投入情况，尽可能节约信息系统的建设投资，使整个信息系统的性能价格比最高。（7） 安全性原则：在整个信息系统的设计和实现过程中，应该根据信息系统的使用特点、国家和地方的有关法律法规要求，对系统安全性进行重点考虑。针对数据安全性、系统管理安全性、系统物理

46、环境安全性和开发过程的安全性等各个方面，采取切实有效的技术措施和管理措施，保障信息系统的安全。（8） 进度可控原则：任何一个工程项目的建设过程中，进度控制都是一个非常重要的项目控制目标，工程各方都应该从工程管理措施、工程实施条件和人员等各个方面，采取有效的措施保证工程进度。（9） 文档完整性原则：信息系统的文档是保证信息系统正常运行和维护的重要基础。不仅承建单位应该切实记录工程建设过程，保证工程建设文档的完整性，而且业主单位和监理单位也要认真做好各自的文档管理，以便保证系统建设中各项相关活动的可追溯性。目前，ERP（Enterprise Resource Planning, 企业资源计划）是构

47、建企业信息化系统的最佳选择之一，它是整合企业内外所有资源，利用现代信息技术、通信技术、网络技术建立起来的面向供需链的管理信息系统。它具有鲜明的时代特征，以订单流为导向，带动企业的物流、资金流、信息流的运动，对企业的业务流程重新进行定义、整合，用新经济时代的“流程制”取代旧经济时代的“科层制”，建立起以客户和员工为核心的管理理念。显然，ERP也是一个面向管理的管理信息集成，其核心管理思想就是实现对整个企业资源的有效管理。不少企业都在实行信息化的过程中，使用或考虑使用一套外购或者自主研发的ERP系统。本文中所设计的物流配送信息系统，就是一个简单的物流企业ERP系统原型。第三节 物流信息系统1.3.

48、1 物流信息及其特征构成物流的有两个基本要素，即物流和信息流。物流活动是在这两个要素的相互关联和作用之下进行的。物流与信息流有着不同的传递特征，如表1.1所示：特征信息流物流传递成本信息流是借助于实物性的传递介质，实现非实物化的信息传递，因此传递成本较低物流是实现物体的空间转移，位移时不仅被传送物体实现实物化的空间位移，而且输送载体也必须随同货物进行空间位移，因此能耗大，传递成本高传递速度与物流速度远非同一数量级的概念，主要以电波的方式传输，其速度和效率随着信息技术的革新而迅速提高仅仅以几十到近千公里每时的速度转移物体，其速度提高比较困难，并且常常以牺牲环境为代价传递载体所占据空间所占据空间非

49、常之小，几乎不占据什么空间物流载体和运输枢纽都需要占用大量的土地，建设的工程量非常之大传递方式随着信息技术的发展，手段越来越多，并且还在进一步发展一种新的物流模式的形成往往需要非常漫长的过程，因此其选择性比信息传递的选择性低表1.1 物流与信息流的特征比较所谓物流信息，是指与表达物流活动，如运输、库存、包装、搬运、流通加工等有关的知识、资料、消息、情报、数据、图形、文件、语音等信息，以及信息加工与处理的技术。比如，运输手段、路线的选定、运输单位的决定、库存时间的决定、接受订货和订货处理等过程中，都存在必要的物流信息。物流系统与其他企业系统一样，为了协调、高效率地运转，必须有效地采用现代化的管理

50、方法，合理地调度人、财、物及设备，以达到其目标。在这一过程中，物流信息处于十分重要的地位。随着物流活动的进行，不断地产生着反映物流活动的信息，包括物流信息和商流信息，如价格、计划、调运量、库存量等。此外，由于受外界环境，如上级领导的意见、供求关系的变化、运输能力变化等的影响，物流系统也需要与外界进行广泛的信息交换。这些内外信息的传递和交换构成了信息流。物流和信息流相辅相成，互为条件。可以认为信息流是物流的重要伴随物，研究信息流是为研究物流服务的。物流信息的基本功能是支持输送、库存管理、订货处理等物流活动。此外，它还包括更为广泛的与流通有关的信息，如商品交易信息和市场信息等。商品交易信息是买卖双

51、方在交易中发生的买卖信息、接受订货和订货信息、收入支出现金信息等。在这当中，包括如接受订货和订货信息那样与物流有关的商流信息，因此严格地区分物流信息和商品交易信息是比较困难的，也是没有必要的。考虑到这些扩大的物流信息的作用，就不能将物流信息的功能仅仅限定在支持物流活动上。综合掌握物流信息和商流信息，就应该重视企业高效率的供应链功能。许多企业都以供应链管理的角度出发，从战略上重视企业的物流信息的管理和物流信息系统的建设。有实际利用价值的物流信息，与其他信息相比，有以下一些主要特征：（1） 大量性：物流信息是随着商品交易信息的发生而大量产生的。在零售业的POS（Point of Sales，销售时

52、点系统）中，系统读取销售点的每一笔商品数据，并处理其价格和数量等信息，根据销售情况向供应商发出订货信息。为合理进行商品的补充订货，采用网络进行订货的企业不断增多，使得物流信息有自动地大量发生的趋势。（2） 正确性：物流活动中需要随时掌握、输入和传达物的移动状况。不正确的物流信息将会导致不正确的决策和作业，对系统的决策带来严重影响。因此物流信息对正确性要求比较高。（3） 迅速性：物流信息和商品交易信息更新的速度较快，运输量、订货量、配送时间等信息随着一个个输送活动而不断更新。因此物流信息的有效期，特别是与配送有关的信息有效期很短，失效非常快。（4） 基础设施相关性：物流活动利用道路、港口、机场等

53、基础设施的场合比较多。因此，要想高效率地进行物流活动，有必要了解基础设施的相关信息。例如，在输送中必须掌握道路的堵塞、施工、通行限制等，在国际运输中必须掌握海关和海港的有关信息。这些与基础设施有关的信息，包括大量地理空间信息。1.3.2 物流信息系统现代化的物理管理工作应具有高度的严密性、准确性、及时性和经济性。要达到这一目标，组织物流活动的管理工作必然复杂，管理信息的处理量也很大。这时，采用传统的手工方法已经无能为力，而管理信息系统（Management Information System, MIS）数据处理速度快、准确性高，能使计划和经营管理控制在最佳状态，进行系统优化，具有决策支持的功

54、能。因此，建立物流管理信息系统，能解决传统管理方式所难以应付的局面，为物流管理现代化提供方便。物流系统是一个多环节的复杂系统，合理的物流过程对物流信息和环境的时效性、真实性要求很高，管理人员只有及时地获取可靠的信息才能做出正确的判断和决策。信息系统的决策支持功能和反馈控制功能，为现代化管理方法的应用创造了条件，给领导者提供了强有力的决策手段。由于这些功能的实现，使得物流系统中的管理工作由操作型变成了决策型，有利于物流系统化，并将大大提高物流系统的经济效益。物流是物流信息驱动的业务过程，物流信息系统成为企业现代物流体系的灵魂。物流信息系统在物流中的重要性不仅仅体现在信息技术可以解决企业当前物流体

55、系中的问题，更主要的是，运用信息系统，企业可以设计并实施新的物流解决方案，从而在同等的市场营销地位下大幅度地改善企业的财务业绩。企业加快物流信息系统建设是大势所趋，物流信息系统建设有利于促进企业物流管理水平的发展和提高，实现企业资源的优化配置，增强物流企业的竞争能力，提高企业经济效益。具体表现在：（1） 大大缩短了流通过程。传统物流只是物的集结与分散，实现一次物的流动需要投入大量的人力、物力和财力。而现在的许多大企业对物流管理的一些主要环节，如仓库管理、销售管理等虽然实现了计算机管理，但是真正意义上实现信息化的却很少。物流信息系统应对各种决策活动提供支持，并充分利用企业资源，增加对企业的内容挖

56、潜和外部利用，从而降低成本，提高生产效率，增强企业竞争优势。（2） 使物流的功能得到改变。物流不仅在输送实物，同时也在输送信息。各种信息被聚集在物流信息中心，经过加工、处理，再传播出去。物流信息中心的集散功能实际上是对各种信息的集结和扩散，信息系统使物流中心成为一个纯粹经济的综合服务中心。物流信息系统建设的目的并不是为了精简一些人员，节约一些费用，而是要形成一个效率高、质量好的物流系统，提高物流传递的效率和质量。（3） 缩短了物流的周期。传统的物流信息很不明晰，只能反映本企业范围内的信息。而通过信息的网络化，可以使物流信息明确、全面和流畅。随着信息网络的建成，物流信息已经从“点”发展到“面”，

57、以网络的形成将物流企业与物流企业、物流企业与生产企业连接在一起，实现了社会各部门、各企业之间低成本的数据高度共享，并带来巨大的经济效益。（4） 是物流系统变革的决定因素。物流是国民经济的服务性系统，社会经济秩序的变革必将要求现有的物流系统结构、秩序随之变革。物流信息化即是这种变革的动力，也是这种变革的实质内容。现代物流管理的概念正如汹涌波涛，冲击着我国传统的运输、仓储、货代等企业。如何适应这一形势，跟上物流发展的脉搏，是摆在这些企业面前的一大课程。配送是物流的重要组成部分，因此配送信息系统也是物流信息系统的一个重要组成部分，它对物流行业的贡献不容忽视，现代化的物流配送信息系统也是物流信息系统的

58、重中之重。配送信息在物流配送中起着神经系统的作用，具有市场交易活动的功能、业务控制功能、工作协调功能和支持决策和战略的功能。物流配送信息系统实现的就是对物流配送活动信息的收集、整理、存储、传播和利用，并对涉及物流配送活动的各种要素，包括人员、技术、工具等进行管理，为现代化的物流配送进行服务，优化物流配送中资源配置的过程。本文中所研究的物流配送信息系统，主要功能是对参与了配送环节的各种业务、信息、人员、物资进行管理，是企业物流配送信息系统的一个原型。第四节 地理信息系统在物流配送中的应用1.4.1 地理信息系统概述长久以来，地图作为空间数据的载体，长期为航海、军事及经济建设服务。自从20世纪以来

59、，人们对各种地图的需求迅速增加。摄影测量与遥感的发展，提高了制图的速度和精度。测绘、地理工作者借助于计算机处理和分析这些地图数据，逐步发展成了地理信息系统（Geographic Information System, GIS）。随着计算机和网络技术的发展，GIS的应用范围逐步扩大到几乎所有使用信息技术的领域，包括物流领域。在研究GIS在物流配送中的应用之前，先对GIS做一个简要介绍。根据我国著名科学家钱学森先生的理论，地理系统是一个“开放的复杂巨系统”。人们通过对各种地理现象的观察、抽象、综合取舍，得到实体目标，然后对实体目标进行定义、编码结构化和模型化，以一定的数据结构和模型在计算机内进行表

60、达、组织和存储，就形成了地理信息。地理信息是指与所研究对象的空间地理分布有关的信息，它表示地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律。从地理实体到地理数据，再到地理信息的发展，反映了人类认识世界的巨大飞跃。GIS是一种特定而又十分重要的信息系统，它是以采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间和地理分布有关数据，并用视觉效果进行表示、查询和分析的信息系统。它利用计算机建立地理和属性数据库，将地理环境的各种要素及其地理空间分布状况和所具有的属性数据，进行数据存储，建立有效的数据管理系统，通过对各种要素的综合分析，方便快速地获得信息，并以图形和数字方式表示，满足应用和研究的需要

61、。由于地球是人类赖以生存的基础，因此GIS是与人类的生存、发展和进步有密切关联的一门科学技术，受到人们越来越广泛的重视。从学科角度定义，GIS属于技术学科，它主要涉及地理学、测量学、制图学、摄影测量与遥感、计算机科学等学科。特别是计算机制图、数据库管理、计算机辅助设计（Computer Assisted Designing, CAD）、遥感和计量地理学形成了GIS的理论和技术基础。其中，CAD偏重于图形处理与设计，数据库管理系统（Database Management System, DBMS）主要实现对图形和非图形数据的优化存储、管理和检索，遥感技术是对遥感图像进行处理和分析以提取专题信息的

62、技术。在硬件体系结构上，GIS与其他信息系统中的计算机系统有很多共同点。GIS有单机模式和网络模式两种，主要设备包含CPU、内存、网络设备、存储设备等。但是，GIS也具有特定的设备。如数字化仪、扫描仪、摄影测量仪器等输入设备，矢量绘图机、栅格式绘图设备、专业的图形终端等输出设备，以及全站仪、GPS接收机等终端设备。图12 GIS基础软件的主要模块由于不同的GIS应用的范围不同，针对的问题有所不同，因此其组成部分也各不相同，一般GIS有数据输入子系统、图形与属性编辑子系统、空间数据管理系统、空间查询分析系统和制图与输出子系统这五大基本模块，如图1-2所示。不一定所有GIS都包括这五个组成部分，但

63、空间分析和空间数据的管理是必须的。几乎所有GIS研究者都认为，这是GIS与其他信息系统的区别所在。空间数据是GIS的血液，整个GIS都是围绕空间数据的采集、加工、存储、分析和表现展开的。空间数据源、空间数据的采集手段、生产工艺和数据的质量都直接影响到GIS应用的潜力、成本和效率。GIS的数据来源可以分成第一手数据和第二手数据两类。第二手数据主要包括地图、图书和图像等；第一手数据的来源主要有摄影测量、遥感和GPS测量等。目前，GIS中常用的数据组织方式为矢量模型和栅格模型两种。在栅格模型中，数据用均匀分布在平面上的空间单元（cell）或像元（pixel）阵列来表达，每个像元由行列号确定其位置，并

64、且具有表示实体属性的类型或值的编码值；在矢量模型中，用点、线、面表达世界，点具有其坐标，线由一系列的点来表示，面由组成面边缘的一系列点来表示。矢量数据结构能够进行有效的拓扑编码，便于进行空间拓扑分析。在进行图形操作时，可以直接利用计算机图形学的许多算法，如长度、面积的计算，图形编辑、几何变换等，进行有无限级缩放，操作效率高，精度高。因此，多数GIS采用矢量数据模型进行数据的管理。空间数据具有如下一些基本特征：（1） 空间特性：空间特性是GIS或者说空间信息系统所独有的。空间特性是指地物的位置、形状、大小等几何特征，以及与相邻地物的包含关系、临近关系等拓扑关系。GIS中的空间特性主要是通过坐标来表示的。（2） 专题性：专题性亦指空间现象或空间目标的属性特征，它是指除了时间和空间特征以外的空间现象的其他特征，如高程、温度、噪声、交通等。（3） 时序性：地理信息具有动态变化的特征，需要及时收集和更新。并根据多时相的数据和信息来寻找随时间变化的分布规律，进而对未来做出预测或预报。在GIS中，通常用层（laye