层次分析法在配送中心选址中的研究与应用(精)

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1、2010年 第1期 物流工程与管理商品配送第32卷 总第187期 LOGISTICS ENGINEERING AND MANAGEMENT doi:10.3969/j.issn.1674-4993.2010.01.036 王振中层次分析法在配送中心选址中的研究与应用（河北理工大学 机械工程学院，河北 唐山 063009）【摘 要】应用层次分析法对配送中心选址问题进行研究。选择主要应考虑因素，建立多要素的层次结构模型，构建各层次判断矩阵，经过三个层次的一致性检验确定判断矩阵的一致性可接受，计算出各因素重要程度的权数，得出影响配送中心选址的最重要的几项因素。结合范例，进一步说明了操作方法。提供了较

2、优化的、可参考性较高的决策方案。结果表明，此方法将定性信息定量化，将各要素层次化、明朗化，具有较高的应用价值。【关键词】配送中心；层次分析法；影响因素；权重；一致性【中图分类号】F252 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4993（2010）01-0097-04Investigation and application of Analytic Hierarchy Process in the selecting ofaddress of the Distribution Center WANG Zhen-Zhong（School of Mechanical Engineering,

3、Hebei polytechnic University, Tangshan 063009, China） 【Abstract】Analytic Hierarchy Process (AHP) is applied to study site choosing of distribution centers. By choosing the main factors which should be considered, constructing multifactor AHP structural model, building AHP judgment matrix and judging

4、 the consistency and acceptability of the matrix by testing the consistency of three hierarchies, one can calculate the weight of importance of each factor and hence get the most important factors in site choosing of distribution centers. Examples are given to further illustrate the way of actual op

5、erations. This work provides optimized decision-making program with high referral. The obtained results show that this method quantifies the qualitative information, hierarchies the factors of site choosing and has very high application value.【Key words】Distribution center; AHP; impact factor; weigh

6、t; consistency在商品流通愈加频繁的今天，尤其是在我国大力发展服务业的背景下,物流产业必然会因其巨大作用而受到青睐。2006年，国家出台了“十一五”国民经济发展的规划纲要。在纲要中，第一次把物流产业发展纳入到国家重点发展的领域1。在物流运作中，配送中心起着枢纽作用。配送中心是组织和实施配送的主体，它不仅执行一般的物流职能，而且越来越多地执行指挥调度、信息处理、作业优化等职能，是整个物流网络的灵魂所在2。配送中心的建设是一项立项及规划时间长、投资大且永远具有改进空间的工程，因此，对其进行系统深入的研究是极有必要的。配送中心在以下各个方面都需要大量的、多方面的知识来进行统筹与处理：根据

7、需要确定配送中心的类型，如配送品种，服务范围等；在大范围内建立多个配送中心时的宏观布局与安排；对单个配送中心在微观地域内进行的选址活动；对单个配送中心进行的内部设计与规划；配送中心的管理与运营。本文只对第三层次，即配送中心的精确选址问题结合范例进行研究。某市城区及所辖各县县城的常驻人口近几年逐年大幅递增，物质消耗量增长迅速，原有的物质供应设施已无法承载大量的物质配送任务。根据本市的工农业和服务业的结构现状及居民消费情况，结合长远规划，政府计划建造一个综合性配送中心，配送部分工农业的生产资料及基本满足居民物质生活的食品、服装和其他生活必需品。大部分商品从外地大批量运入并按一定批量运至销售商，面向

8、本市及周边各市、县消费市场。政府初步确定四个备选地址，但因其各有优劣而难以确定最终方案。本文运用层次分析法来进行解析，以期为决策者提供较佳的参考方案。 1 配送中心的选址必须考虑的因素选址决策涉及的影响因素多，不同的文献对此有不同的归纳。文献3提出外部因素和内部因素两大类, 外部因素中包含宏观政治及经济形势。然而，此因素显然应划分到引言中提到的第二层次应考虑的因素中。本文所研究的精确选址，其前提是基本范围已确定。也就是说，宏观的政治及经济形势在此基本范围内是一致的。一般来说，配送中心的精确选【收稿日期】2009-12-11【作者简介】王振中（1987-），男，河北张家口人，工业工程专业，本科。

9、98 物流工程与管理 第32卷 址落实到具体影响因素，主要有以下几种：运输条件。运输费用占配送中心总支出的很大比例，包括：道路交通条件；与主要供应商的距离；与主要配送对象的距离。用地条件。物流配送中心对土地情况要求高，在建设配送中心时也要进行综合考虑。其包括：可提供面积；土质；水文条件；地形；地价。气候条件。气候条件会影响配送中心内部分食品的保质期，影响露天放置商品的质量变化，影响库存环境条件的改变等。其包括：平均温度；平均降水量；平均风力；其他气候因素（无霜期、冻土深度、年平均蒸发量等）。可持续发展性。配送中心的服务应当适应国民经济一定时期内发展的需要，至少在未来三十年内能得到较大限度的利用

10、。因此，应当做面向长远规划，与城市未来发展的整体规划相协调。还要尽量选取有利于污染物处理或对周边居民造成污染较少的区域。其他因素。如劳动力、周边公共设施及投资额限额等。 2 应用层次分析法确定配送中心选址影响因素的权重 2.1 层次分析法简介层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简写AHP）是美国学者于20世纪70年代提出的一种新的系统分析方法，适用于决策结构较为复杂、决策准则较多而且不易量化的决策问题。该方法是一种定性与定量相结合的决策分析方法，他紧密联系决策者的主观判断和推理分析，对决策者的推理过程进行量化的描述，可以避免决策者在结构复杂和方案较多时逻辑推理上的

11、失误4。具体步骤如下：建立层次结构模型；构建判断矩阵；一致性检验。 2.2 建立层次结构模型层次分析法中，层次结构模型包括目标层、准则层、基本层。在此问题中，配送中心选址的影响因素划分成如表1所示三个层次。三个层次为完全独立结构，即树状结构。 表1 配送中心选址影响因素层次分析结构模型 条件 与主要供应商的距离C2 B1 与主要配送对象的距离C3可提供面积C4用地 土质C5 条件 地形C6效B2 水文条件C7益地价C8最平均气温C9大 气候平均降雨量C10化 条件平均风力C11A B3其他C12可持续发是否造成污染C13 展性 是否与城市发展规划相协调C14 其他 劳动力条件C15 条件 共设

12、施情况C16 B5 投资限额C17 2.3 构造判断矩阵层次分析法中常用1-9标度法建立判断矩阵。如表2所示。判断尺度ij1 3 5 7 92、4、6、8表2 重要程度赋值的判断尺度定义要素和同样重要 要素i比j略微重要 要素i比j重要 要素i比j明显重要 要素i比j绝对重要介于两相邻重要程度之间对重要程度的得分。因素i相对因素j的比较得分为ij，则因素j相对i的比较得分为ij=ij。根据专家经验和两两元素比较建立影响因素的判断矩阵：目标层与准则层建立如表3的判断矩阵。准则层与基本层也建立相应的判断矩阵（作者在文章之外建立，本文不予给出详解）。之后需计算特征根和特征向量。用定义精确计算矩阵的特

13、征根和特征向量是比较困难的，也是没有必要的。在实际应用中，采取近似的简化算法中的方根法完全满足解决问题的需要。其计算步骤如下：构造判断矩阵11121n2nA=2122m1m2mn （1）该表反映了具有同一根节点或父节点的两个影响因素相对矩阵按行求积并开n次方，即vi=aijj归一化：i=vi/vi（i=1,2,n） （2）则得特征向量=12.n，1, 2, , n即为各要素的权重。根据公式（2），用方根法计算特征向量，其结果见表3。这样，准则层五个影响因素对整体效益这一目标就得出了分别的权重。同理，基本层中各个影响因素也对其相应的准则层得出权重，本文不给出详解。 表3 目标层与准则层的判断矩阵

14、最大化条件条件条件 发展性 条件用地条件1/51 2 1/3 2 气候条件1/81/21 1/6 1/5 可持续1/23 6 1 3发展性其他条件1/31/25 1/3 1 合计 2.4 一致性检验建立判断矩阵后，必须对其进行一致性检验，检验该判断矩阵是否具有满意的一致性。方法如下：首先对每个成对比较矩阵计算最大特征值的近似值（）11.3634.30528.59911.451100.000max第1期 王振中：层次分析法在配送中心选址中的研究与应用 99 及其对应的特征向量。近似最大特征值：行一致性判断。利用公式（3）、（4）、（5）、（6）可得基本层的其余四个判断矩阵的一致性都是可以接受的，

15、本文不给出详解。进行层次总排序及一致性进行检验。利用总排序一致性比率CR.进行检验。若CR0.1，则认为一致性可接受，否则需要重新考虑模型或重新构造那些一致性比率CR.较大的成对判断矩阵。利用下公式可得总的一致性比率max=1n(Aw)ini=1i （3）11121n12n22122Aw=A=. （4）m1m2mnn一致性不完全时maxn，因而可以按（maxn）来衡量一致性程度5。有公式CI=只有判断矩阵具有完全一致性时最大特征根max=n，而1CI1+2CI2+nCInCR=1RI1+2RI2+nRIn=0.028190.1。由此可见，层次总排序满足一致性要求。接下来就可以求基本层各因素对目

16、标层的总权重，即进行层次总排序，如表5。 准则层 运输条件B1 (44.282%) 用地条件B2 (11.363%)表5 层次总排序 基本层 单排序%C2 27.058 C3 64.414 C4 45.910 C5 12.883 C6 6.523 C7 28.162 C8 6.523 C9 58.385 C10 17.366 C11 6.883 C12 17.366 C13 24.989 C14 75.011C15 C16 C1764.826 12.198 22.976总排序% 11.982 28.524 5.217 1.464 0.741 3.200 0.741 2.513 0.748 0.

17、296 0.748 7.147 21.4527.423 1.397 2.631 100.000maxnn1 （5）式中n为判断矩阵的阶数，CI为一致性指标。. CI越小，则一致性越高。但显然随着n的增加，判断矩阵的判断误差就会增加。因此检验一致性时还需将CI值与平均随机一致性指标RI值相比较，由此得出检验系数CR。RI是同阶随机判断矩阵的一致性指标的平均值，其引入可在一定程度上克服一致性判断指标随n增大而明显增大的弊病6。当CR0.1时，判断矩阵满足一致性；否则，需要重新调整判断矩阵。表4是1-10阶判断矩阵RI的值。表4 平均随机一致性指标RI2 3 4 0.00 0.58 0.90 7 8

18、 9 1.32 1.41 1.45气候条件B3(4.305%) 可持续 发展性B4 (28.599%) 其他条件B5 (11.451%) 合计n RI n RICR=1 0.00 6 1.24 5 1.12 10 1.51CI（6） RI对第二层次（准则层）因素进行一致性检验。从表3可得出“运输条件”等五个因素的权重分别为44.282%，11.363%，4.305%，28.599%，11.451%，可得=(44.282%, 11.363%, 4.305%,28.599%,11.451%)，进A、而由公式（3）、（4）求出W、max，最后利用利用公式（5）（6）来检验判断矩阵的一致性。5151A

19、W=82233128216530.442822.2708820.113630.6126450.04305=0.22578130.285991.4502810.629510.11451213 对各备选地址作出评价并进行决策 3.1 对备选地址影响因素进行评分政府组织有关专家进行逐项评价，并由多名专家为四备选地址每项要素的优劣进行独立评分，每项因素得分的平均值即为最终得分。评分采用十分制。表6为单项因素评分细则，DC代表配送中心。表6 单项因素评分细则分数 0 2 4 6 8 10 3.2 方案确定各备选地址总得分为各项因素得分与相应权重的乘积之和。经计算，A地得分为7.234，B地得分为7.20

20、1，C地得分为7.260，D地得分6.008。C地得分最高，因此应该将配送中心建于C地。说明极差，对DC的建设或运营极为不利 差，对DC的建设或运营不利 一般， 对DC的建设或运营稍有不利 良好，对DC的建设或运营稍微有利 优，对DC的建设或运营有利 极优，对DC的建设或运营极为有利1max=52.270880.612640.225781.450280.629510.44282+0.11363+0.04305+0.28599+0.11451=5.26657CI0.06664则CR=RI=1.12=0.05950.1，此判断矩阵的一致性是可1、3、5、7、9介于相邻有利程度之间以接受的。对第三层

21、次（基本层）因素进行一致性检验。可持续发展的判断矩阵为二阶矩阵，总是完全一致的，故不对其进100 物流工程与管理 第32卷 4 结论表7 基本层各因素队目标层的权重及最终得分 备选地址各因素打分A B C D 权重（%）影响因素 道路交通9.7 7.4 7.8 4.2 3.776条件C1与主要供应商5.4 4.7 4.9 5.1 11.982的距离C2与主要配送对9.4 9.5 9.2 5.7 28.524象的距离C3可提供面积C4 0 0 0 0 5.217 土质C5 0 0 0 0 1.464 地形C6 9.6 3.4 9.4 5.1 0.741 水文条件C7 6.5 6.1 5.9 6.

22、2 3.200 地价C8 0 0 0 0 0.741 平均气温C9 7.6 7.6 7.6 9.1 2.513 平均降雨量C10 8.7 8.7 8.7 4.3 0.748 平均风力C11 7.6 7.6 7.6 4.5 0.296 其他C12 8.3 8.3 8.3 4.8 0.748 是否造成6.7 9.3 8.9 5.1 7.147污染C13是否与城市发展8.4 8.3 8.7 9.2 21.452规划相协调C14劳动力条件C15 7.4 7.4 7.4 8.7 7.423 公共设施情况6.4 6.7 7.4 5.9 1.397C16投资限额C17 0 0 0 0 2.631 合计 10

23、0.000本文运用层次分析法结合实例对一般配送中心的选址中必须考虑的因素包括运输条件、气候条件、用地条件、可持续发展性及其他有必要考虑的因素进行综合考虑，按重要程度将各因素赋予其权重，将定性问题定量计算出其优劣，为配送中心的选址提供了较佳的解析方法，为决策者提供了可参考性较高的决策方案。然而笔者必须指出，本文仅将一般配送中心选址问题应考虑的主要因素考虑在内，没有将某些配送中心的特殊影响因素包含在内。对不同类型的配送中心进行选址时对于某些影响因素的重要程度赋值也要根据实际情况做出调整，如在对水泥配送中心选址时降雨量因素的权重赋值应适当增大。在具体应用中，操作者只需根据配送中心的性质及作用等实际情

24、况增删影响因素并调节其权重即可。参考文献1董敏,汪琳,樊树海. 江苏省物流企业竞争力的地区比较J.工业工程,2009,(3):114118.2贾争现,刘康. 物流配送中心规划与设计M.北京:机械工业出版社,2004,83胡彪,高廷勇,孙平. 物流配送中心规划与经营M.北京:电子工业出版社,2008,74于春田. 运筹学M.石家庄:河北人民出版社,2003,8 5王燕,蒋笑梅. 配送中心全程规划M.北京:机械工业出版社,2003,126汪应洛. 系统工程M.北京:机械工业出版社,2008,6.（上接第94页）集成化的必由之路。随着技术和市场的不断完善，企业间竞争的实质逐渐表现为对客户快速优质服务

25、的竞争，数字化物流则可望在提供优质服务过程中充当极为重要的角色。科学技术尤其是信息技术的发展使数字物流的实现成为可能和必然。交通工具、物流装备的性能不断完善，计算机、自动化、通讯、信息、网络、智能、虚拟现实等科学技术不断发展，为物流技术的发展提供了新的解决方式和工具，也为数字物流的实现提供了强大的技术支撑，极大地拓展了物流的广度和深度。参考文献1 张则强，程文明，李涛，李洪梅. 数字物流的概念与关键技术研究J. 起重运输机械，2003，1：3134.2 Sheu Jiuh-Biing, Chou Yi-Hwa and Hu Chun-Chia. An integrated logistics

26、operational model for green-supply chain managementJ. Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review,2005, 41（4）：287-313.3 杨海成. 构建信息化支撑的绿色制造体系J. 中国制造业信息化，2006，8：36-37.4 但斌，刘飞. 绿色供应链及其体系结构研究J. 中国机械工程，2000，11（11）：1232-1235.5 Qinghua Zhu and Joseph Sarkis. Relationships between operational practices and performance among early adopters of green supply chain management practices in Chinese manufacturingenterprisespJ.JournalofOperationsManagement, 2004, 22(3): 265-289.