基于slp和ga的公路物流中心功能区布局研究毕业论文

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第一章绪论31.1研究背景及意义31.1.1研究背景31.1.2研究意义41.2国内外研究现状51.2.1国外研究现状51.2.2国内研究现状61.3研究内容与方法81.3.1研究内容81.3.2研究方法81.4研究技术路线9第二章公路物流中心概述102.1公路物流中心的基本概念102.1.1物流的起源与发展102.1.2公路物流中心的概念112.2公路物流中心的特点和类型122.2.1公路物流中心特点122.2.2公路物流中心类型142.3公路物流中心发展趋势152.4本章小结17第三章公路物流中心功能区布局设计183.1公路物流中心布局原则和目标183.1.1公路物流中心布局原则183.1.2公路物流中心布局目标193.2公路物流中心功能设置203.2.1公路物流中心功能设置依据和目标203.2.2公路物流中心功能构成213.2.3公路物流中心功能分区243.3公路物流中心规模规划263.3.1公路物流中心规模影响因素263.3.2公路物流中心货运量预测273.3.3公路物流中心主要功能区面积计算283.4本章小结30第四章公路货运中心布局方法研究314.1设施布局方法概述314.1.1传统方法314.1.2数学模型法314.1.3计算机化布置方法324.1.4计算机仿真技术334.2系统布置设计方法344.2.1系统布置设计阶段344.2.2SLP设计原理354.2.3系统布置设计程序354.3SLP与遗传算法结合的布局方法42 4.3.1SLP与遗传算法结合的布局方法的提出424.3.2SLP与遗传算法结合的布局方法框架434.3.3数学模型建立444.3.4求解模型的算法474.3.5遗传算法求解模型484.5本章小结52第五章案例分析535.1案例背景介绍535.1.1XY县公路物流中心建设背景535.1.2XY公路物流中心基本情况535.2XY公路物流中心功能区设置545.2.1公路物流量预测545.2.2XY物流中心作业量与物流量预测585.2.3XY公路物流中心功能区划分605.3公路物流中心设施布局625.3.1综合物流关系625.3.2遗传算法求解模型675.4XY公路物流中心功能区布局方案结果分析705.5本章小结70总结与展望71 第一章绪论1.1研究背景及意义1.1.1研究背景当前，经济全球化将世界范围内的经济活动，通过对外贸易、技术服务、投资、生产等方式联系起来，形成一个跨越地域、跨越民族、跨越国家的系统化经济整体，有力的促进了各国经济的繁荣。同时，物流业作为国民经济的重要组成部分，随之也得到迅速发展。在欧、美、日等发达国家，经过长期的发展，交通设施、物流中心、仓储配送中心、物流园区等基础设施尤为完善，借助信息技术运输技术、配送技术、装卸搬运技术、自动化仓储技术、库存控制技术、包装技术极大的节约了社会物流成本，这些国家的物流成本占GDP的比重大约10%左右，美国为9%，英国为10.6%，法国为11.1%，意大利和荷兰均为11.3%，德国为13%，西班牙为11.5%，日本为11.4%。近年来，我国大力推进城镇化建设，经济发展水平以10%的速度快速增长，社会货物需求量巨大，各个地区货物运量也急剧增加。数据显示，2012年我国公路物流量达322.13亿吨，与上年同期相比增长14.2%；货物周转量为59992.01亿吨公里，同比增长16.8%。2012年全年社会物流总额将超过177.3万亿元，比上年增长11.9%左右。中国物流与采购联合会调查数据显示，2012年全国各类物流园区有754家，与2006年的207家相比，增长264%；与2008年的475家相比，增长58.7%。可见在全国范围内，物流量、社会物流总额和物流园区建设增长速度非常迅猛。政府方面对物流业的发展也十分重视，陆续出台相关规划。2014年6月11日，国务院常务会议讨论通过《物流业发展中长期规划（2014—2020）》，规划要求，到2020年，基本建立布局合理、技术先进、便捷高效、绿色环保、安全有序的现代物流服务体系、明确了中长期发展的战略目标。2013年9月和10月，习近平总书记在访问中亚和东南亚国家期间，提出共建“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的“一带一路”战略规划，提出 坚持共商、共建、共享原则，积极推进沿线国家发展战略的相互对接，以新的形式使亚、欧、非各国联系更加紧密，互利合作迈向新的历史高度。2011年4月出台的《道路运输业“十二五”发展规划纲要》中提出，我国在十二五期间将建设200个功能完善的综合性物流园区或公路物流枢纽。2011年1月商务部编制《商贸物流发展专项规划》，重点工作包括完善商贸物流网络布局；加强商贸物流基础设施建设；提高商贸物流专业化、一体化服务水平；引导和鼓励商贸物流模式创新；提高商贸物流科技应用水平；大力推广绿色物流方式；完善应急物流运行机制；大力推进商贸物流国际合作。这些政策与规划在促进我国经济发展的同时对物流业发展起到了极大的推动作用。然而，我国的物流业正处于初级发展阶段，物流成本占GDP的17.8%。与发达国家相比，我国物流基础设施、物流技术还很不成熟。物流中心发展仍存在物流服务功能较弱、组织化程度低、信息化程度低的问题。在公路物流中心的规划和设计方面，基本都以经验为主，缺乏客观性，从而无法提高物流中心的集散、运输、仓储、加工效率，不能满足货物运量需求，阻碍地区经济发展。鉴于全球经济的快速发展、发达国家的物流技术先进化、我国物流量急剧增加和国家政策对物流业的支持，以及物流中心存在的问题，很有必要学习先进国家物流技术，利用科学合理的方法，对我国公路物流中心内部功能进行布局。在物流中心布局过程中要系统考虑社会需求、物流中心功能区特点和各个部分之间的相互关系来规划设计，以获得最优的物流中心布局方案。1.1.2研究意义公路物流中心的内部功能布局和规划决定着物流中心以后货物集结、存储、装卸搬运、信息处理等环节的效率，是建立企业竞争优势的根本，其规划设计的合理与否直接影响着一个国家和地区的人民生活和经济发展的好坏。本文研究的目的就是要通过合理布局物流中心，使物流中心的物流最优化、设施布局合理化，保证企业能够在投入最小的条件下，收益最大。总结公路物流中心布局规划研究的意义有一下几点。（1）提高公路物流中心运营效率、降低运营成本。公路物流中心作为物流网络的重要节点，是大量货物的集散场所，起着重要的货物中转功能。利用科学 合理的方法来规划布局物流中心，可以使各个功能区、各个设施之间的位置关系最优化，同时使人力、财力、物力和人流、物流、信息流得到最合理、最经济、最有效的配置和安排，进而满足设施相互关系最密切、货物搬运成本最小的要求，整体提高物流中心空间利用率和运营效率、降低运营成本。（2）为公路物流中心布局提供思路。通过对国内外文献的研究，系统性的总结了最新公路物流中心的布局相关方法和理论。进而提出新的布局方法，为物流中心的规划建设具有一定的指导意义。（3）实践意义。在研究公路物流中心布局问题过程中，将系统工程、物流工程、工业工程等学科理论结合起来，很有效的解决了研究过程遇到的困难，具有理论联系实际来结局问题的实践意义。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状国外发达国家的物流业发展比较早，在对物流园区、物流中心、物流中心的布局规划研究方面经验更丰富、知识更完善，也使国外的布局规划方法更具可行性和合理性。1961年美国人Richard.Muther提出了经典的系统布置设计方法（SLP，SystematicLayoutPlanning），在设施布局中运用系统工程思想和系统分析方法，使平面布局从定性分析阶段发展到定量分析阶段。用这种方法形成的方案更加客观和准确，因此在得到平面布局规划人员的广泛使用。AgatinaLaRose于2000年利用GIS（地理信息系统）技术跟踪车辆运输路径，分析了配送中心的设施布置和运输关系，用数学方法对设施的空间结构和位置进行了研究。HyunJeungKo在研究第三方物流企业设施布局规划问题时，建立了遗传算法的启发式算法，构建了动态规划模型。TeodorGabrielCtainie则提出了全国性的物流服务网络设计模型，深入研究了货物运输网络中所有资源最优化配置问题。BeekyP.Y.Loo于2001年用启发式算法求解了铁路物流站的分布情况和发展成为物流中心的基本条件。ShigeruYurimoto和NaotoKatayama于2002年 对于日本东京地区公共物流中心的最优位置以及数量进行了研究,借助两个非线性的数学模型,给出了相关配套政策的建议。Kyu-YeulLee于2005年釆用遗传算法研究了多层设施的布置问题,通过选择、变异、倒置、交叉等基因操作,将设施间的相互关系设定成一种邻接图的形式,通过Dijkstra算法来计算设施间的最短距离,解决设施布置问题。AndreR.S.Amaral于2006年对于单线形设施布局问题提出了一种全新的混合整数线性规划模型。JaydeepBalakrishman探讨了动态设施布局的一些问题。AlessandroTugnoli于2008年针对设施布置中安全评价方面做出了一些研究。德国弗劳恩霍夫物流研究院（FraunhoferIML）研究团队提出的MSFLB规划方法是在总结大量的国内外规划项目的基础上的基于需求驱动、竞争驱动、最佳实践驱动这三个驱动实用方法。MSFLB是市场分析（MarketStudy）、战略定位（StrategicPositioning）、功能设计（FunctionDesign）、布局设计（LayoutDesign）和商业计划（BusinessPlan）首字母缩写。物流园区的规划就是按照这五大块进行分析设计。1.2.2国内研究现状我国在设施布局规划方面的书籍较少，但随着人们对设施布局问题的重视程度越来越高，国内学者开始从不同角度对设施布局理论和方法进行了大量的研究，也提出了很多适合我国实际情况的规划方案和方法。我国在世纪年代引入设施规划与设计技术,并将其应用在实践中。1996年我国颁布了《机械工厂总平面及运输设计规范》作为全国性行业规范的指导性文件,成为我国平面布置设计规划的重要参考。汝宜红2002在其编写的《配送中心规划》一书中系统研宄了国内外配送中心的先进理论,并且以当时最新的研究成果为基础,从专业角度阐述了配送中心的选址、作业流程设计、功能设计、功能布局、信息化建设和运营管理等方面的内容,书中还列举了一些相关配送中心规划的案例。刘昌棋2002在其编写的《物流配送中心设计》一书中重点分析了物流配送中心的作业流程以及物流中心的布置和规划,采用了一系列的表格、图形和软硬件进行设计,对物流配送中心的设计和规划有重要的参考价值和现实意义。 林立千2003在其编写的《设施规划与物流中心设计》一书中,从多方面对物流中心的设计规划进行了阐述,包括物流搬运系统设计、设施容量计算、设施布置设计、设施方案定位以及评估等。王之泰2003在《物流工程研究》一书中论述了设施布置与规划的方法,详细阐述了系统布置理论、搬运系统分析方法以及物流系统规划方法。丁宁宁2005在《我国物流基础设施规划有关问题的研究》一文中,通过浙江嘉兴物流基地的具体实例,指出了我国物流发展中存在的一些问题,并针对这些问题提出了一些相关意见。周大为、张晓阳2006对SLP方法进行了改进,根据实际情况对其进行简化,并将简化之后的系统布置设计法sslp应用于机械加工车间设施布置研究中。朱伏平、杨柳2007建立了在总搬运成本最小的前提下,添加影响生产流程平衡的约束条件的数学模型。周三元2009提出了物流设施布置的程序模式,将设施布置分为离散模型、分散模型、多目标模型、模拟模型和模糊模型,并针对设施布置评价进行了算法集成。杨晓英、贾晓燕、魏先亮2009利用计算机仿真软件Flexsim对传统的设施布置方法进行改进。齐二石2009在传统设施规划与设计理论的基础上,将产品生命周期的物流活动作为主线,把工业工程的方法技术和精益生产的理念引入进设施规划与设计中。郑松涛、汤文成2010釆用了slp方法进行厂区的设施布置,在得到两个候选的布置方案之后,运用加权因素法选择了最优布置方案,并因此验证了slp在设施布置设计中的优越性。张泳、赵建民2010阐释了多目标布置设计的内涵,通过遗传算法来求得最优的设施布置方案,最后还讨论了遗传算法在设施布置中的灵敏度。马成林等分析了物流园区外部条件和内部影响因素，建立了物流园区服务可靠性评价指标体系,提出了基于物流园区服务可靠性的内部功能区布局方法,应用模糊聚类理论和AutoMod仿真技术,对物流园区进行定性分析和定量计算,以及布局方案的静态和动态仿真分析。张得志等考虑物流园区规模经济以及物流需求不确定情况下,建立物流园区布局优化模型,并提出了基于扩展网络最小费用流的混合遗传算法口戴禾等提出了一种确定物流基础设施布局的方法及将物流园区与物流通道网结合起来进行统一规划的观点,强调物流基础设施布局不仅要求总运输费用 最小,还应考虑经济、社会、环境等多个层面的因素。陈娟以钢铁物流园区为背景,将技术应用于物流园区布局规划,探讨了方法在物流园区布局设计中的具体实施和备选方案评价,提出了物流园区平面布置设计的方法和流程。王喜萍针对航空物流园区,以图论法确定各功能区区核心设施选址,最后以核心设施为参考,用渐推法进行整体布局将图论法、SLP、CORELAP布置法结合到一起来规划建设航空物流园区基础设施。1.3研究内容与方法1.3.1研究内容本文以公路物流中心为研究对象，根据研究背景和物流中心相关基础理论，分析了物流中心功能区之间的物流与非物流关系，进而建立比较符合实际的数学模型，最终利用遗传算法求解得出公路物流中心功能区布局。主要内容包括如下几个方面：（1）总结分析了国内外物流中心布局研究发展现状，阐述了公路物流中心发展背景与意义，确定论文研究思想和方法。（2）介绍了公路物流中心的基本理论。包括物流中心概念、公路物流中心概念、公路物流中心的特点和类型以及公路物流中心的发展趋势。（3）对公路物流中心的功能区进行初步设计。首先明确功能区布局的原则和目标，然后分析了物流功能区的功能设置和分区，最后确定了公路物流中心规模、功能区设置的计算方法，以获得具体的功能去设置面积。（4）研究了公路物流中心功能区布局方法。主要总结了传统和现代的布局方法，并提出SLP与GA结合的公路物流中心功能区布局方法。（5）案例分析。通过对实际问题的分析，提炼出先关数据，再应用本文的布局方法，对此公路物流中心功能区进行布局，将理论应用到现实。1.3.2研究方法本文主要采用定量与定性相结合的研究方法。通过查阅物流功能区布局的基 本理论，定性的对其进行了系统分析，从而能够与实际问题联系起来。定量分析重要是在物流中心功能区的物流量预测、综合物流关系的量化方面大量应用。再者是SLP方法确定功能区综合物流关系，GA方法求解实际模型，求解的过程利用MATLAB实现遗传算法，最终的到最优的布局方案。1.4研究技术路线本论文的研究问题的技术路线如图： 第二章公路物流中心概述2.1公路物流中心的基本概念2.1.1物流的起源与发展物流一词最早出现于美国。1915年，美国人ArchShow在《市场流通中的若干问题》一书中明确将企业流通活动分为创造需求的活动和物流活动，并指出“物流是与创造需求不同的一个问题”。在第二次世界大战中，为使军需物资供应快速而合理送达目的地，美国军队建立了“后勤”(Logistics)理论，运用后勤管理（Logistics Managment）方法，对军火的运输、补给、存储、调配等实物运动进行全面管理，此举对战争的胜利起到了保障作用，其中所提出的“后勤”是指将战时物资生产、采购、运输、配给等活动作为一个整体进行统一布置，以求战略物资补给的费用更低、速度更快、服务更好。后来“后勤”一词在企业中广泛应用，又有商业后勤、流通后勤的提法，这时的后勤包含了生产过程和流通过程的物流，因而是一个包含范围更广泛的物流概念1935年，美国销售学会认为：“物流是包含销售之中的物质资料和服务于从生产地点到销售地点流通过程中，伴随的种种经济活动。”1965年日本开始使用物流这一概念。此时，人们站在商品销售的角度，探讨如何进行“物资的配给”和如何加强“物资分布过程”的合理化管理，其核心部分正是日本羽田升史所说的“物流被看成是市场的延伸。”随着商业的发展，人们对物流的认识转向其在经济中的重要地位和价值，使物流的利润观念得到体现。道格拉斯·M·兰伯特(DorqlasM.Lanbert)指出在整个物流活动发生的费用中，在库费用是最大的一部分。美国著名经营学家彼得·德鲁克将物流比作“一块未开垦的处女地”。日本早稻田大学教授西泽修在《主要社会的物流战》一书所阐述的："现在的物流费用尤如冰山，大部分潜在海底，可见费用只是露在海面的小部分。2001年4月，由中国物资流通协会组织专家学者编写的中华人名共和国国 家标准《物流术语》正式颁布，将物流定义为：“物品从供应地向接受地的实体流动过程。根据需要，将运输、存储、装卸、搬运、包装、流通、加工、配送、信息处理等基本功能实现有机结合”自物流概念于1915年提出，经过几十年的发展,物流的概念也从传统的转变为外延更广的现代物流。现代物流产业成为一个国家综合国力的重要标志，被认为是国民经济发展的动脉和基础。现代物流是指将信息、运输、仓储、库存、装卸搬运以及包装、物流培训、物流金融等物流活动综合起来的一种新型的集成式管理，其任务是尽可能降低物流的总成本，为顾客提供最好的服务。2.1.2公路物流中心的概念物流中心的英文有两种写法即“LogisticsCentre”和“DistributionCentre”，而在亚洲国家使用居多的“LogisticsCentre”，欧洲和美国普遍应用的是“DistributionCentre”。根据国家标准《物流术语》，将物流中心定义为：“从事物流活动的场所或组织，应基本符合以下要求：主要面向社会服务；物流功能健全；完善的信息网络；辐射范围大；少品种、大批量；存储吞吐能力强；物流业务统一经营管理。”物流中心一词在政府部门、各类行业和各类企业中的不同层次的物流系统化中应用较多，但由于行业、公司的产品不同，物流需求也不同，所以对物流中心概念的理解也不一致。总结起来，有如下几种理解。（1）物流中心从国家经济发展的角度出发，而建立的以中心城市为依托、对社会开放，提供货物存数、运输、包装、流通加工、装卸等综合性的物流基础设施。这种物流中心一般由国有化的集团公司组织经营，一般被称为社会物流中心。（2）物流中心旨在实现物流系统化、高效化，在社会物流中心下所设置的货物配送中心。这种物流中心承接各类客户的多种类型货物，然后对货物进行分类、包装、仓储、流通加工和信息处理，并按照客户要求准时、高效的完成货物运输配送。 （3）物流中心是组织、衔接、调节和管理物流活动的场所。很多物流场所以仓库为基础，在各物流环节提供延伸性服务。与传统的静态管理的仓库不同，这种物流中心涉及物流动态管理，一般数目比较多、分布比较广。（4）物流中心是交通枢纽为依托而建立起来的经营社会物流业务的货物集散场所。货物枢纽是由多个货运站场构成的网络系统，也是构成社会物流网络系统的节点，其具有订货、取货、包装、仓储、运输、装卸、中转、配载、运输、咨询功能的物流服务基础设施、通信设备和控制设备以及组织机构。综合以上说法，本文定义公路物流中心为物流节点城市依托货运站场，以公路运输为基础，融合现代物流先进的管理理念和方法，位于重要经济发展区域和公路枢纽处，具有完善的物流设施设备、先进的信息技术和合理的运营机制,能够集结多种运输方式为客户提供全方位和一体化各种现代物流服务及增值服务的场所，是公路物流网络的关键节点。公路物流中心参与公路运输活动中各个环节，承担货物的公路运输、存储、装卸、配送、咨询等物流业务，同时可以通过物流信息系统和物流信息网络，对物流活动进行调度、信息查询、货物跟踪等服务。2.2公路物流中心的特点和类型2.2.1公路物流中心特点公路物流中心站是在货运场站物流化发展而来，它具备货运战场的基本功能和特点，但是与一般的货运场站和货运中心相比，公路物流中心在新的环境下已经走出了“单一型”的发展模式，逐渐向信息化、网络化、个性化、一体化、社会化和物流可持续化方向发展。因此公路物流中心具备自己的特点，如下：（1）具备更加完善的功能，提供多样化的物流服务公路物流中心在具备了货运的运输、仓储、配送基础功能之上，又增加了包装、流通加工、信息服务、物流咨询等物流服务功能。公路物流中心采取与其他运输方式结合，发挥其完善的物流服务功能，快速响应客户对货物运输多样化的需求，实现货物的“门到门”运输，为客户提供一体化、个性化、全方位的物流服务。（2）具备一定的信息化、机械化水平 公路物流中心借鉴国外物流园区、物流中心、配送中心设计的先进理念和方法，建立完善物流信息系统，能够准确、高效率的处理物流中心作业、货物业务受理客户信息查询和货物存储、运输信息查询，同时透明化的信息管理有利于对人员、客户、员工和设施等资源的优化配置。在物流中心配备自动化、智能化的机械设备，不仅可以提高如装卸、仓储、流通加工等环节的搬运效率，而且能够减轻工作人员的劳动强度。总体来看现代公路物流中心更具信息化和机械化。（3）提供多品类货物的物流服务公路物流中心经营的货物品类不同于货运中心。货运中心只提供综合性、单一的货物运输服务，而公路物流中心除了大宗的物流服务以外，还提供电子产品、图书、农业机械、汽车、衣物、建材和快速消费品等产品和高附件值货物的仓储、配送、包装、流通加工。这样完善了公路货物运输结构,提高了公路企业的效益,提高了公路在运输市场的竞争力。（4）各物流中心密切合作，实现网络化服务。现代公路物流中心要发展的更好，不能如传统一样只各自为政、单独经营，而要与全国其他物流园区、各类物流中心、货运站场等相互联系、积极合作、为客户提供系统化的物流服务，才能提高竞争优势，取得双赢的局面。当现代公路物流中心承接业务内容与异地物流中心相关联时,能够通过服务网络整个全国资源，满足顾客要求，提供完善的物流服务功能。（5）公路物流中心更具战略地位公路物流中心参与了以公路为载体的全程货物流动环节，是公路物流网络的重要节点。公路物流中心是现代公路运输模式和服务理念创新的载体，展示公路运输水平的窗口。同时,公路物流中心的拓展和建设是公路丰富货运产品结构、升级货运产品的重要方式,有效的提升了公路在货运市场的竞争力,提升了路局货运效率和效益,具有重要战略地位。现代公路物流中心与公路货运中心的比较对比内容公路物流中心公路货运站服务范围大宗货物、日用品、农产品、家电等各类货物提供物流服务大宗货物运输服务功能提供仓储、装卸搬运、流通加工、包装、配送、信息等综合物流服务以运输服务为主机械设备 拥有机械化、自动化设备，如自动导引车、自动化仓库、拣选设备等以人工、机械装卸搬运为主场地设施具有规模大、功能齐全的场地仓库类型单一、信息系统信息系统功能强大，为客户提供透明的信息服务功能单一经营管理专业的一体化管理一般的运输管理，市场适应性差客户关系以客户为中心，与其保持长期的战略合作，实现共赢单一的运输关系服务标准提供快捷、准时、高效、安全的一体化物流服务提供一般的运输服务2.2.2公路物流中心类型不同类型的物流据点在物流链管理中的主要功能或侧重点亦有所差别，诸如集货、散货、中转、加工、配送等，由于物流中心分布的地理位置及经济环境特征，将物流中心分为以下几个：（1）集货中心。它是将分散生产的零件、生产品、物品集中成大批量货物的物流据点。这样的物流中心通常多分布在小企业群、农业区、果业区、牧业区等地域。集货中心的主要功能是：①集中货物，将分散的产品、物品集中成批量货物；②初级加工，进行分拣、分级、除杂、剪裁、冷藏、冷冻等作业；③运输包装，包装适应大批量、高速度、高效率、低成本的运输要求；④集装作业，采用托盘系列，集装箱等进行货物集装作业，提高物流过的连贯性；⑤货物仓储，进行季节性存储保管作业等。（2）送货中心。它将大批量运抵的货物换装成小批量货物并送到用户手中的物流据点。送货中心运进的多是集装的、散装的、大批量、大型包装的货物，运出的是经分装加工转换成小包装的货物。此类物流中心多分布在产品使用地、消费地或车站、码头、机场所在地。其主要功能是：①分装货物，大包装货物换装成小包装货物；②分送货物，送货至零售商、用户；③货物仓储等。（3）转运中心。它是实现不同运输方式或同种运输方式联合（接力）运输的物流设施，通常称为多式联运站、集装箱中转站、货运中转站等。转运中心多分布在综合运输网络的节点处、枢纽站等地域。这类物流中心的主要功能是：①货物中转，不同运输设备间货物装卸中转；② 货物集散与配载，集零为整、化整为零，针对不同目地进行配载作业；③货物仓储及其他服务等。（4）加工中心。它将运抵的货物经过流通加工后运送到用户或使用地点。这类物流据点侧重于对原料、材料、产品等的流通加工需要，配有专用设备和生产设施。尽管此类加工工艺并不复杂，但带有生产加工的基本特点，因而对流通加工的对象、种类均具有一定的限制与要求。物流过程的加工特点是将加工对象的仓储、加工、运输、配送等形成连贯的一体化作业。这类物流中心多分布在原料、产品产地或消费地。经过流通加工后的货物再通过使用专用车辆、专用设备（装置）以及相应的专用设施进行作业，如冷藏车、冷藏仓库，煤浆输送管道、煤浆加压设施，水泥散装车、预制现场等，可以提高物流质量、效率并降低物流成本。（5）配送中心。它是将取货、集货、包装、仓库、装卸、分货、配货、加工、信息服务、送货等多种服务功能融为一体的物流据点，也称为配送中心（城市集配中心）。配送中心是物流功能较为完善的一类物流中心，应分布于城市边缘且交通方便的地带。（6）物资中心。它是依托于各类物资、商品交易市场，进行集货、储存、包装、装卸、配货、送货，信息咨询、货运代理等服务的物资商品集散场所、一些集团企业的物流中心，就是依托于各类物资交易市场而形成的。全国一些有影响的小商品市场、时装市场、布匹市场等也初步形成了为用户提供代购、代储、代销、代运及其它一条龙相关服务的场所和组织；有的已经成为全国性的小商品、布匹、时装等的专业性物流中心。目前，此类物流中心的电子信息技术应用水平还很低。众多不同类型的物流中心说明，社会经济背景不同，经济地理、交通区位特征不同，物流对象、性质不同，所形成的物流中心模式也不同，强求一律地用同一模式限定物流中心的功断和基础设施建设是不切合实际的。但是不同类型的物流中心应当充分履行其在物流系统化中的功能，既要满足各层次物流的需要，又要避免物流设施重复建设的浪费。2.3公路物流中心发展趋势物流中心作为物流活动的场所、物流系统网络的节点、物流产业的载体,将对社会经济发展和物流产业发展具有重要作用。 伴随经济迅猛发展，运输市场竞争环境和货物结构都发生了巨大变化，为了应对新的经济环境、市场变化和客户个性化的需求，公路物流中心呈现出以下几方面的发展趋势：（1）物流服务系统化、专业化、信息化传统企业经营具有“大而全”的特点，与核心产品相关的原材料生产、采购、生产、储存、运输、销售等活动都有涉及。随着人员、运输等成本的增加，导致企业总成本过高，严重影响企业的后续发展。为了适应新的经济环境，现代企业开始将非核心业务完全外包，专心经营核心产品，从而提高了自身的竞争力。现代的公路物流中心不仅给用户提供运输、存储服务，而且根据客户的具体要求，为客户提供从原材料到产品运送到客户手中整个过程的系统化、一体化的供应链解决方案。公路物流中心一般处于交通枢纽地区，部分由货运中心发展而来，在交通运输领域更具专业性。在物流中心功能不断完善的基础上，专业化物流领域的优势得到加强与提升。它拥有稳定的货源，在专业化的服务领域配备物流设施设备、专业化的技术、管理能力和很强的物流作业能力。随着操作经验的丰富,现代公路物流中心将为不同行业、领域的企业提供定制化的物流服务,从客户现状诊断、物流方案设计、物流方案实施、客户服务保障、到服务持续优化的定制化的一站式服务。当今信息技术高速发展，未来的社会将是信息化社会。基于信息技术而建立起来的全国、全球化的物流网络，对物流、信息流的畅通流动具有重大意义。公路物流中心为了提高运作效率，使其在竞争中立于不败之地，信息化是物流中心发展的必然趋势。公路物流中心信息化表现为物流信息的代码化、数据库化和商品化；物流信息处理的电子化和计算机化；物流信息传递的标准化和即时化；物流信息存数的数字化。公路物流中心加强建设功能齐全的物流信息系统，可以对所运输货物的类别、数量、温度、运输路线、位置等完成全程监控管理，极大的提高了货物运输的安全性、透明性，使客户可以随时了解货物运输状况，全面提升物流服务质量。（2）物流作业自动化 物流中心作业一般从纯手工化、半机械化、机械化过渡到自动化，西方发达国家物流发展起步较早，现已朝着集成化和智能化发展。现代公路物流中心的自动化、集成化和智能化是建立在信息化基础才能实现，通过物流信息系统可以建立货物信息数据系统，利用红外线、传感技术和射频等自动识别系统、立体化仓库、自动分拣系统和自动导引运输车等自动化物流设备，使物流中心的作业和管理更加简洁、透明，节约了人力成本，降低作业差错率，提高了物流中心的作业效率，有利于快速响应客户需求，提供高质量的物流服务。（3）物流技术与服务标准化物流标准化不仅是物流系统化的前提,而且还是和国际接轨的前提,因此无论是物流装备,还是物流系统建设与服务,必须首先满足标准化的要求。物流中心的标准化必须和物流整个系统的标准化具有一致性,统一性。物流中心的标准化涉及到物流中心库房的设计建造、装卸存储等硬件的标准化以及包括票据标准化等的软件标准化。硬件标准化要能够适应门到门的直达配送,信息与服务的标准化是实现电子数据交换、实现信息化和服务优质、规范的基础。（4）管理规范化、组织经营集团化随着物流的产业化发展,物流业将逐步走向成熟,按照物流中心发展的规律进行规范化管理将是大势所趋。发达国家物流中心发展的成功经验证明,实行物流中心的集团化、网络化,将成为物流中心的发展方向。特别是跨地区、跨部门、跨企业的集团化、网络化组织经营,对发挥物流系统效率,提高物流经营效益,实现信息共享,降低全社会物流成本等,具有重要的意义。2.4本章小结本章主要阐述了物流概念以及发展，在对一般物流中心概念的分析之后，提出了公路物流中心概念，进而论述了公路物流中心的特点和类型，最后结合物流发展，给出了四点公路物流中心发展趋势。 第三章公路物流中心功能区布局设计公路物流中心的各功能区是实现物流中心日常运转的基础，合理科学的对功能区进行有效的布局设计，可以降低运营成本，提高作业效率，快速响应客户需求，提高物流服务质量。3.1公路物流中心布局原则和目标公路物流中心的布局规划一般包含三个层面，分别是宏观层面布局规划、中层面布局规划和微观层面布局规划。宏观层面即在全国范围物流网络上布局物流节点；中层面即在一定的区域内的合理位置上设置物流中心；微观层面即对物流中心内部的功能区、物流设施等进行平面布局。本文从微观层面对公路物流中心进行分析研究。3.1.1公路物流中心布局原则公路物流中心作为物流运输网络的一个节点，其布局内容涉及功能区位置设置、物流设施设备的位置设置、物流中心信息系统建设等方面。科学合理的设计，可以使物流中心的运营效率得到提高，整体运作成本降低，有助于企业快速进入市场、提升竞争力，同时使区域经济发展的更好，提高人民生活水平。尽管不同区域的市场环境、地理环境、经济发展、政策等不同，但在公路物流中心规划中应遵守以下七方面的原则：（1）系统化布局原则。公路物流中心的功能随着物流业的快速发展得到极大扩充，已经超出传统的公路货运中心的所具有的功能。因此在布局公路物流中心时，要充分考虑与物流中心相关的内部外部交通状况、物流作业环节和流程、设施设备、交通路线、物流关系、管理问题等方方面面，从而是公路物流中心的运作系统达到最优。（2）最短搬运距离原则。公路物流中心货物运输距离的长短决定了物流中心搬运效率，故要在布局设计时候把关系密切、物流量大的功能区靠近设置，也要避免货物搬运路线往返和交叉，保证作业流程畅通、连续，使操作者和货物的 搬运距离最短。（3）柔性化原则。目前来看，在政府政策和社会需求的推动下，物流业发展迅速，货物种类和货物运量时刻在发生着变化，所以在布局设计公路物流中心的时候要使物流中心能够适应服务需求、设备更新、空间需求和生产能力的变化，具有很强的可扩展性。（4）有效利用空间原则。公路物流中心场地、各类建筑、停车场、装卸场等设施的面积和物流设备的数量要经过科学的推导计算，确保设施的面积和设备的数量达到最优的配置，减少空间浪费。（5）环境舒适原则。公路物流中心从业人员居多，货物流动较大，必须保证一个方便、安全、舒适的作业环境，就应该在物流中心建设安全设施、休闲设施、食宿设施和绿化，从而提高生产率，使员工身心健康。（6）管理方便原则。公路物流中心的布局要考虑到管理的方便性、组织结构的合理化，使管理部门更加协调，日常的事务处理更加迅速、流畅，推动整个物流中心管理工作的效率。（7）投资最低原则。要控制公路物流中心规模，建筑面积、设备数量在满足日常运作的前提下投资最少，提高资金的利用率。3.1.2公路物流中心布局目标公路物流中心布局的总体目标是在确定的区域内，将物流中心作业各个环节中涉及的人员、设施、设备、信息系统优化配置，使物流、人流、信息流、资金流四流统一起来，降低物流中心成本、提高运营效率。具体的目标包含以下几点：（1）有效地利用空间、设备、人员和能源；（2）提高物流系统的处理能力，以适应业务量增大的要求；（3）建立一个柔性物流中心，以适应产品变化，保持正常运转；（4）简化作业流程、缩短作业周期、减少物料搬运、改善劳动条件、减轻工人的劳动强度；（5）对物流系统中的货物运输进行实时监控；（6）对客户供货迅速及时，确保较低的缺货率。为客户的随后物品处理提供方便条件，并为客户提供必要的信息服务； （7）为工作人员提供方便、舒适、安全和卫生的工作环境。一般情况下，不能使以上每个规划目标都达到最优，在这种情况下需要整体考虑，通过科学的布局规划方法，使整个物流系统达到最优。3.2公路物流中心功能设置3.2.1公路物流中心功能设置依据和目标1.公路物流中心功能设置依据公路物流中心功能设置是平面布局规划的基础和前提，之间关系到物流中心投入使用后的运营效率和可持续发展。因此在考虑物流中心的市场需求之外，也因充分分析其他影响因素。（1）物流市场变化。随着物流业的不断发展和完善，公路物流中心传统的运输、仓储功能无法满足现代物流市场需求。供应链环境下，物流市场需要提供给顾客的是信息化、全程一体化、透明化、集约化的物流服务，也不限于此，物流服务仍继续向外延伸。因此在物流中心功能设置时必须考虑到物流市场结构和供需变化。（2）地区经济发展趋势。公路物流中心借助公路运输，在市场需求推动下，对农产品、矿物原料、钢材、建材、衣物、快消品的门到门运输服务。故其主要作用是为经济的发展提供物流支持。随着我国经济的迅速发展，不同地区的经济结构发生了很大的变化，各自具备各自的特点。所以在公路物流中心功能设置时要根据地区经济结构特点，在分析了经济发展趋势基础上，布置物流功能，才能有效的为地区经济长期发展提供物流保障。（3）资源状况与公路货运中心相关的资源，包括公路网络分布和覆盖，运输车辆的数量和载重，物流中心叉车、吊具、装卸站台、货场，以及所提供的物流中心建设面积。这些资源为物流中心的运转提供了基础，在公路物流中心更能设置时需要资源问题，在满足自身资源的情况下进行设置。2.公路物流中心功能设置目标公路物流中心以公路枢纽为依托，提供货物运输、仓储、配送、装卸和信息 等物流服务，在设置物流中心功能时应尽量满足客户需求、降低物流总成本，其需要达到的目标如下：（1）突出公路物流中心的核心功能。公路货运中心能够完成门到门货物运输是其最大优势和特点。公路物流中心要发挥自己的特色，为客户提供快捷、个性化的物流运输服务，才能在市场竞争中做大做强。（2）加强公路物流中心的基本功能。公路物流中心的基本功能包括集货发货、仓储、装卸搬运、流通加工、货物配送以及信息服务等。公路物流中心作为物流网络中的一个重要节点，应该具备完整的基本功能，才能完成日常工作，为客户服务。（3）发展公路物流中心的附加功能。公路物流中心的附加功能包括包装、流通加工等。在初期的物流中心并不重视附加功能配套设施额建设，但随着社会分工的细化，客户对非核心业务的外包越来越多，致使物流中心的附加功能需求越来越多，并且成为物流中心获得利润的重要方面。（4）创新开发公路物流中心增值服务功能。现代社会，客户个性化需求越来越明显。为了满足不同客户的要求，就要积极创新开发物流中心的增值服务功能，包括需求预测、JIT配送、共同配送、结算、金融物流、物流系统方案设计咨询、物流培训、等等。物流中心增值服务功能是现代公路物流中心功能必不可少的部分。有利于物流中心赢得竞争优势、提高服务质量的必要条件。（5）打造公路物流信息平台。计算机技术发展迅速，信息技术被应用到各行各业。物流中心的信息化水平是其先进性的重要标准。加强公里物流中心的信息平台建设，实现以公路运输为中心，各种运输方式整合，互联互通、信息共享，可以有效的整合货物运输信息，减少运输车辆的空载率，充分利用资源。3.2.2公路物流中心功能构成1.公路物流中心的主要功能（1）运输组织管理功能运输组织管理功能包含货运生产组织管理、货源组织管理、运行组织与管理、货运市场管理等方面。货运生产组织管理是承运货物发送、中转、装卸、加工等作业，组织与其他运输方式结合，进行车辆运输调度分配和货物配载，制定合理 的货物运输计划，对货物的运输过程进行全程的监督和管理；货源组织与管理是指对货源信息和货流资料的管理，及时掌握市场货源分布、流向、流量等信息，这样可以有效的组织车辆完成货物运输。公路物流中心应该加强与有运输需求的个人和公司进行联系和洽谈，协助客户选择最优的运输路线和运输方式，为货运业务营造一个有序的运作环境；运力组织与管理是物流中心通过整合社会货运信息，组织各类车辆从事货物运输，使货源和运力相匹配，高效率的完成运输任务；运行组织与管理需要根据货流特点确定货运车辆行驶的最佳线路和运行方式，制定运行作业计划，使货运车辆有序运转；货运市场管理是指物流中心配合行业管理部门，对物流中心参与者联系起来，充分满足货主和经营者需求，使货物运输各个环节设施设备协调运转，达到运输秩序正常化，能源和资金利用合理化的目的。（2）中转功能公路物流中心的一个主要功能是中转。货物在全国范围内流通，一般通过公路、水路、航空等运输方式完成干道运输，到达区域的物流中心，然后按照客户需求需要对货物重新整理、换装，进行公路联合运输，最终运送到客户手中。这个过程，公路物流中心就担当了一个中转站的角色。所以公路物流中心就必须具有货物中转和存储换装的功能。利用物流中心内部的运输装卸设备、仓库、堆场完成中转换装作业，及时将货物送至目的地。（3）装卸存储功能。公路物流中心设置有大面积的仓库，可以为客户提供仓储、保管、包装等物流服务，并完成货物的搬运装卸作业，以利于货物的集中、疏散和运输。（4）多式联运和运输代理功能公路物流中心在从事公路货运的基础之上，还应该利用交通信息系统和自身的管理系统，与其他运输方式建立密切的货物联运关系，协调的开展联合运输业务，逐步完善综合运输体系。运输代理是指物流中心为服务区内的个人或企业，代办各种货物运输业务。为货主和车主提供双向服务，选择最佳运输线路，合理组织多式联运，实行“一次承运，全程负责”。达到方便货主，提高社会效益和经济效益的目的。（5）信息服务功能 在公路物流中心中建设网络信息中心，利用计算机技术、GPS、GIS等技术，将物流中心与周边单位、省、市和全国范围内的其他物流中心、物流园区、配送中心联系起来，形成网络，以便及时获取货运信息，为社会提供货源、运力、车辆、配载等信息，同时还可以完成货物运输跟踪、仓库信息管理、运输付款通知、托运事务处理、运费结算、发货事务处理和运输信息交换等。（6）综合服务功能公路物流中心除开展正常的货运生产外，还应提供与运输生产有关的增值服务。如为货主代办报关、报检、保险等业务；提供商情信息等服务；开展商品的包装、加工、展示等服务；代货主办理货物的销售、运输、结算等服务。另外，还应为货运车辆提供停放、清洗、加油、检测和维修服务；为货主和司机提供食、宿、娱乐服务等。2.公路物流中心的社会功能（1）促进经济发展功能。物流中心概念的提出,很重要的原因不是由于其在物流发展和运作本身的作用,而是在于其经济开发功能。该功能包括在基础设施项目的经济开发功能,不仅可以开发建设新建设施,还可以对现有设施及资源加以整合,降低物流生产的成本,提高物流企业的竟争力。同样,通过物流设施的整合优化,可以使物流企业发挥整体及规模优势,获得规模效益进而提升城市或区域经济。（2）完善城市功能科学规划的物流中心建设将分布于城乡各个角落的物流节点统一起来,通过功能整合、技术创新、规模运作、减少物流系统给城市发展造成的负面影响,改善城市的交通、生态环境、城市的景观和优化城市的功能布局,增强城市的综合竞争力。这主要表现在改善城市交通状况、促进城市用地结构调整、满足仓库建设的大型化发展趋势以及优化城市生态环境,满足可持续发展这四个方面。（3）区域整合、辐射带动功能作为一个物流中心,它的服务区域不能仅仅按照行政区域来划分,而应该考虑他自身的辐射带动半径,这个半径很可能不再局限于某个行政区域,而是一个经济区域。一般而言,区域整合、辐射带动这两个功能是同时发挥作用的,只不过层次有所不同而已,因为辐射带动功能是建立在区域整合功能基础之上的。 （4）提升产业发展产业提升功能作用体现在以下几个方面：1、整合现有资源,引入现代机制。2、满足物流市场需求。3、为物流企业发展提供有力的发展空间4、集约互补功能。5、推动物流系统化、产业化3.2.3公路物流中心功能分区物流中心中不同设施所发挥的功能不同，可以根据物流中心的设施构建将物流中心分为不同的区域，不同的功能区之间，通过物流中心内部工艺流线组织连接起来，功能分区明确之后，有利于物流中心进行合理的平面布置。按照物流中心设施功能划分，可以将物流中心的分区大致分为一下几个功能区。(1)进货区进货区是物流中心一个比较重要的区域，是货物流入物流中心、货物性质划分、货物分拣入库的前提。进货区是进货作业完成的区域，包括货物接收、核实数量及状态、记录必要信息和录入计算机等过程。(2)仓储区仓储区是一般物流中心的核心区域。仓储区的核心功能就是提供货物仓储功能，为物流中心商品流通加工、区域商品供给、稳定区域商品市场价格提供有力保证。(3)流通加工区流通加工区是对货物进行简单加工的区域，正如前面所描述的，对于货物的外形、尺寸、数量等进行加工处理。目的是为了增加货物的附加价值，便于运输和销售。比如，货物长短裁剪、货物分类、货物包装等。流通加工只改变货物的物理属性，对于货物的本质不发生改变。(4)理货区为客户货物提供装卸、储存、包装、重整、流通加工等加值服务之作业区域，亦可装设料架储存货物。其主要功能是对货物进行整理、分类、标识等，以便于 仓库管理、储存及出货作业的高效运行。(5)出货区出货区是相对于进货区而言的，它是货物从仓库或者生产车间经过流通加工处理、订单数量等确定的货物流出仓库或生产车间的区域。(6)退货区对于验收不符合规格的货品或者顾客不满意的货品，物流中心将货品信息登记后放在退货区，并通知生产企业退货需求等退货事项。(7)装卸作业区物流中心是货物仓储、流通、运输集散地，货物装卸过程需要足够的空间来保证装卸设备与运输车辆有效衔接。装卸作业区一方面可以保证货物及时装卸入库，另一方面也便于物流中心内部高效的流线组织。(8)综合办公区办公区是物流中心企业对于物流中心内部与外部衔接的纽带，是物流中心内部管理、运营及未来发展的基础动力。一般情况下，可以将信息中心、管理控制中心等设施设置在办公区内，便于工作人员根据市场变动，及时调整物流中心内部车辆调度、信息处理等。（9）停车区一般情况下，物流中心商品种类繁多，运输规模都比较大，物流企业为了减少运输成本都配有相应的运输设备，如叉车、挂车、专用车辆等。因此，为这些运输设备提供一个便于停放、管理的停车场是很有必要的。（10）商品展示交易区对于一些大宗商品来说，往往不便于也不会让顾客去仓库比较、选购商品。商品展示交易区目的是在该区域设置商品展示样板区，为顾客考虑，旨在提供一个舒适、安全的商品展示平台，便于顾客对所需商品比选。同时，可以根据顾客对所需样板的选择及数量，去仓库提货，为顾客提供库外交易的过程，节省了顾客与企业的交易时间。(11)辅助功能区辅助功能区是在物流中心主要功能实现的基础上，为了进一步提高物流中心的收益，增加增殖收入，而设立的相关设施。目前，很多物流中心周边都设置有 社会车辆停车场、宾馆、以及金融服务等，如社会车辆停放区、餐饮、住宿、金融服务等。物流中心已经不是一个孤立的社会服务基础设施，通过其它设施相联系，组成一个集商业、物流、娱乐、休闲等为一体的社会服务系统，已经成为现代物流中心发展的一个共同趋势。3.3公路物流中心规模规划3.3.1公路物流中心规模影响因素在筹建规划公路物流中心时，首先要根据当地具体的货物结构、货物运量等因素确定其建设规模。影响公路物流中心规模的因素有以下几个方面：（1）该地区货物的年吞吐量。国际物流实践表明，物流量的大小与一个国家或地区的经济发展水平和区域的经济规模总量具有正相关关系，直接影响物流中心建设规模。（2）货物结构。物流中心的功能设计要与商品的特性相吻合，物流中心能处理的商品种类总是有一定限制的。比如，国外有专门的服装物流中心、电器物流中心。食品物流中心、干货物流中心、生鲜商品物流中心、图书物流中心等，有的甚至是专门处理某一更小类别商品的物流中心。试图建立一个能满足所有商品物流需要的物流中心是不实际的，因为物流中心处理不同的商品时需要有一些专用的设施，一个物流中心没有必要也不可能配备能处理所有商品的物流设施和设备，哪怕是公共型的物流中心。现在也有分工越来越细的趋势，设施设备的配置除了要考虑需求外，还要考虑物流作业规模及作业批量等因素。（3）交通运输等基础设施的发展水平及交通规划。运输港站布局、运输网的密度和等级对运输需求规模有着重要的影响。（4）城市规划及区域自然特征。包括区域土地利用、社会经济发展规划以及人口规模和密度、人均收入水平、地理分布等。（5）社会环境问题。社会环境对物流中心的影响的非常重要的，大气污染、废弃物、劳动问题、法规问题、经济发展动向及各种政策、法律法规等方面都 有影响。（6）其他影响因素。包括为适应物流中心建设的目的、方针，所设定的物流中心的战略规划。包括功能定位、技术水平、服务水平、可用投资等因素。3.3.2公路物流中心货运量预测对物流中心的货运量预测主要是通过指数平滑法、弹性系数法、多元线性回归法组合预测得到。（1）指数平滑法在指数平滑法预测中，一次指数平滑用于实际数据序列以随机变动为主的场合，二次指数平滑用于实际数据序列具有较明显的线性倾向，而当实际数据呈非线性增长时，则采用三次指数平滑法。三次指数平滑法平滑公式如下：式中：—原始值，这里指的是公路货运量的历史数据；—平滑系数；为2001年的公路货运量值；—平滑时的时间序号；—分别为时间的一次、二次、三次指数平滑值；平滑系数的选择是直接影响预测效果的重要因素，一般根据实际数据序列的特点和经验来考虑。如果时间序列的长期趋势比较稳定，应取较小的值（如0.1—0.3），如果时间序列具有迅速明显的变动倾向时则应取较大的值，使时间序列中最近数据的作用能更多地反映在预测值中。根据旬阳县公路货运量曲线的特征，分别对取0.1、0.3、0.5、0.7、0.9进行预测，然后用近几年的预测值与实际值进行误差分析，选用误差最小的值预测未来特征年的公路货运量。三次指数平滑法预测模型公式如下：式中：—目前的时间序号；—预测的超前年份数；—第年的预 测值。为常数，其计算公式为：（2）弹性系数法弹性系数表示运输量年增长率与国内生产总值增长率的比值，即：运输量预测公式：式中：—预测基年的公路货运量；—预测年份的公路货运量（3）多远线性回归多元线性回归分析也称为复线性回归分析，它研究一组自变量如何直接一个因变量。假设因变量Y与自变量X1,X2,…,Xm间存在如下关系：Y=β0+β1X1+β2X2+…+βmXm+ε式中，β0是常数项，β1，β2…,βm，称为偏回归系数，βi（i=1,2，…,m）的含义为在其他自变量保持不变的条件下，自变量Xi改变一个单位时因变量Y的平均该变量。ε为随机误差，它表示Y的变化中，不能由自变量Xi（i=1,2，…,m）解释的部分。（4）组合预测组合预测是用两个或两个以上不同的预测方法对同一预测对象进行预测，然后对各个单独的预测结果适当地加权后取其平均作为预测结果的预测方法。使预测结果具有未来变化的适应能力，减少预测的风险，提高预测精度。3.3.3公路物流中心主要功能区面积计算（1）货运组织与货运交易 设置货物运输交易大厅，接待货主和车主，并办理交易手续。计划安排在综合办公楼一层。其所需面积Α1计算公式为：Α1=R1×α1式中：Α1——货物运输交易大厅面积；R1——高峰时段接待人数；α1——每人所需面积，取10m2；（2）零担快运存储所需面积A2计算公式为：A2=K2×Q2×T2×α2f2式中：A2——零担快运理货所需面积，m2；Q2——日均零担货物吞吐量；K2——日均货物吞吐量不均匀系数，取1.25；T2——零担货物平均储存期，取2天；α2——零担库货物单位重量所占面积，取3m2/t；f2——面积利用系数，取0.7；（3）装饰建材仓储面积根据设定的物流中心生产能力，装饰建材储存所需面积A3计算公式为：A3=Q3×K3×T3×α3式中：A3——建材储存所需面积，m2；Q3——日均建材仓库货物吞吐量；K3——入库系数，取1；T3——建材仓库货物平均堆存期，取20天；α3——建材仓库单位重量所占面积，取4m2/t。（4）钢材仓储需求面积根据设定的货运站生产能力，钢材储存所需面积A4计算公式为：A4=Q4×K4×T4×α4式中：A4——建材储存所需面积，m2；Q4——日均建材仓库货物吞吐量；K4——入库系数，取1；T4——钢材平均堆存期，取15天； α4——建材仓库单位重量所占面积，取1/3m2/t。（5）流通加工区面积流通加工区主要包括货物暂存区和货物处理区,主要是根据需要经过流通加工的货物量,所需面积A5计算方法如下:A5=Q5×σ×εω5式中：A5——流通加工区面积，m2；Q5——流通加工区的货物流量；σ——仓储货物总量中需要经过流通加工的货物比例；ε——高峰波动系数；ω5——单位面积货物处理量。（6）生活服务区面积生活服务区主要用餐、娱乐、休闲等场所，可以根据人均占用面积计算,面积A6的计算方法如下:A6=U6×D6式中：A6——生活服务区面积，m2；U6——单位时间内生活服务区的平均人员数；D6——人员人均占用生活服务区的面积。3.4本章小结本章主要确定了公路物流中心功能区布局的原则和目标，在此基础上又分析了一般物流中心功能设置目标和功能组成，从而形成了功能分区。最后利用指数平滑法、弹性系数法、多元线性回归法组合预测获得货运量，同时确定了主要功能区的面积需求。 第四章公路货运中心布局方法研究公路货运中心作为物资的集散场所，它各个设施的布局合理与否，直接关系到所在地区的经济发展和人民生活水平。因此，为了提高物流效率、节约成本，就必须运用科学方法和学科（如运筹学、系统工程、物流工程、交通运输系统规划、计算机技术等），依据货运中心具体要求和现状，进行规划。4.1设施布局方法概述4.1.1传统方法出现比较早的设施布局方法主要有摆样法和图解法。(1)摆样法它是出现比较早的一种设施布局方法。其操作过程为：先按照一定比例将系统中的各个设施制成样片，然后在二维平面上放置样片以表示各设施的位置或相关活动，最后通过分析，手动调整设施位置，如此直观的展现出布局方案的优劣。但这种方法只适用于简单的系统平面布局，对复杂系统的布局就不能十分准确，同时也易受个人主观因素影响，使用过程用时比较长。(2)图解法 它产生于20世纪50年代，有螺线规划法、简化布置规划法及运输行程图等。其优点在于将摆样法与数学模型结合起来，但在实践中较少应用。4.1.2数学模型法数学模型法是根据实际事件，参照系统的特张和存在的数量关系，用数学公式、符号，概括地将其用数学结构表示出来。对于运筹学中的一些经典问题（运输问题、旅行商问题、车辆调度问题、背包问题、选址问题、指派问题等）就是通过建立数学模型而获得最优解。但是，将数学模型法应用到复杂的公路货运中心设施布局问题中往往不能准确的设计出符合实际环境的模型，而且不能直接得到直观的平面布局图。 4.1.3计算机化布置方法随着计算机技术的广泛应用，在利用计算机辅助设计方面也进行了大量的研究，在许多发达国家，计算机已经成为设施布局有力工具。计算机化布置方法包括从无到有的构建型方法ALDEP和CORELAP，在已有布局基础上改进型布局方法CRAFT和MultiPLE，以及MaximalplanarGraph方法。（1）自动布置设计程序法自动布置设计程序法(AutomatedLayoutDesignProgram，ALDEP)是英国IBM公司六十年代末提出的一个由凑合法生成的布置设计的构造程序，按各个设施之间密切程度等级的原理工作。首先从众多的候选各个设施中，随机挑选第一个各个设施为开始单位，然后根据最密切关系再选取下一个各个设施，直到所有高密切程度的各个设施摆放完毕，然后再选择密切程度稍差的各个设施进行摆放，直到所有各个设施摆放完毕。（2）计算机化关系布局规划法计算机化关系布局规划法（ComputerizedRelationshipLayoutPlanning，CORELAP）是LeeR.C．和MooreJ.M．于1967年提出的一种优化算法,和ALDEP法一样，这种构造算法也是根据各个设施间的密切程度来选择和摆放各个设施方法。首先按一定规则生成一个设施顺序矢量；依照矢量的顺序将设施加入到区域中去，尽量使新加入的和已有的设施在相对位置上保证关系最密切；最后布置方案完成后，对其质量指标进行评估。（3）定量布局程序法定量布置程序法(ComputerizedRelationshipFacilitiesTechnique，CRAFT)是Buffa等人于1964年提出的，和基于密切程度等级的ALDEP相反，它从已有的设施布局方案入手，通过分析物流信息或从至表上累加的各个设施物流强度，用顺序方式成对交换作业单元的位置，给出总搬运费用减少的布局方案，逐渐形成最终的可行性布局方案。（4）多层设施定量布置程序法(MultiPLE)多层设施定量布置程序法（Multi-floorPlantLayoutEvaluation，MultiPLE)是CRAFT的一种改进方法，它可以应用于多层设施布置，也可以进行单个仓库的设 施布局。MultiPLE与CRAFT初始数据都需要物流量，目标函数都是要求总的搬运成本最小。不同的是它没有在非邻接各个设施之间不能交换的限制，所以允许任何各个设施位置作双向交换。MULTIPLE的主要特征是采用空间填充曲线，用于构造布置以及用以表示各个设施布置的空间。（5）最大可平面图布置设计最大可平面图布置设计（MaximalplanarGraph）是一种基于图论的平面布局设计方法。也是根据各个设施见密切程度等级在布局，目标是各设施的相关程度最大化。在输入各个设施关系和各个设施要求的空间后，首先将最高级的各个设施关系（密切程度）放在一个位置上，其次将所有各个设施连接的图构造成树状图，即没有闭环的图，称之为最大生成树。然后将其余有效高密切程度等级的各个设施继续安放到图上，直到再也不能做出新的边为止。这意味着每条边加上去时不会切割已在图上的各边，这种图称为最大可平面图。在最大可平面图上用各顶点连在一起的方式，将各各个设施连接在一起。最后，将包含各各个设施需要的空间的双重图，再变成最终的布置设计块状平面图。4.1.4计算机仿真技术（1）仿真软件仿真软件是在计算机技术发展的基础上产生，而且吸收了计算机软件工程、运筹学、仿真方法学、多媒体、图像、自动控制、人工智能等技术。目前在物流设施规划方面应用较多的软件有Flexsim，Witness,Anylogic，Automod等。物流系统规划人员可以利用这些软件布局各个设施设备，通过仿真，得出系统运行数据。然后对数据进行分析整理，发掘布局的不合理之处，再对布局反复调整，最终得出最好的布局设计方案。这样避免了物流设施直接建设布局后出现不合理而重新布局的反复资金投入，缩短了建设时间，提高了物流效率，而且可以清晰直观的显示物流运作场景。（2）AR技术AR，是（AugmentedReality）即增强现实，也被称之为混合现实。它通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。 4.2系统布置设计方法系统布置设计方法（SystemLayoutPlanning，SLP）是1961年Richard.Muther提出的工厂平面布局规划方法。它是综合各个学科基础之上，将系统分析理论和分析方法运用到平面布置中，使平面布局从定性和经验阶段过渡到定量阶段。此方法以设施之间的物流和非物流相互关系分析为主要切入点，采用一些图表分析，通过一定的程序来对工厂、车间进行布局规划。随着研究人员的对此方法的不断研究和扩展，这种方法得到了设施规划设计工作人员和管理人员的广泛采用，并得到实际项目证实，具有很好的可用性。目前SLP方法不仅应用到工厂、车间的布局规划中，往往也应用于超市布局、物流园区布局、货运中心布局、办公室布局、百货商店布局等。4.2.1系统布置设计阶段系统布置设计是一种逻辑性强、条理清楚的布置设计方法。将SLP方法应用到货运中心各个设施规划中，整个过程大体可划分为规划前期、确定位置、总体区划、详细布置工程实施、以及工程后期运行共6个阶段，如图以下对个规划阶段给予说明：1.规划前期（阶段0）。此阶段主要工作内容是根据实际确定规划目标、制定设施布局要求、预测货运中心货物量和需求量、财务平衡。2.确定位置(阶段I)。此阶段分析实际条件，并确定货运中心规划的具体位 置以及财务再论证。3.总体区划(阶段Ⅱ)。此阶段是在规划为主确定的基础之上，确定基本物流模式，进行各个设施的总体规划、设计总布置图、财务总概算比较。4.详细布置(阶段Ⅲ)。此阶段按规划要求做详细规划以及确定设施设备详细布置设计图、财务详细概算。5.工程实施(阶段Ⅳ)。此阶段按照规划目标、规划原则、规划设计图纸、工程进度表进行施工建设。6.工程后期(阶段V)。此阶段对竣工的工程开始试运行，在试运行过程中发现不足之处，再进行优化设计，最终得到运行效率高、成本低的方案。4.2.2SLP设计原理SLP方法的依据和切入点是：产品P、产量Q、工艺过程R、辅助部门S、时间T这5个基本要素。采用SLP法进行总平面布置的首要工作是对各个设施之间的物流相互关系做出分析,包括物流和非物流的相互关系,建立各个设施相互关系表，再综合各个设施之间的物流与非物流关系,得到综合各个设施关系表。然后,根据相互关系表中各个设施之间相互关系的密切程度,决定各各个设施之间距离的远近,安排各个设施的位置,绘制各个设施相关图,将各各个设施实际占地面积与各个设施位置相关图结合起来形成各个设施面积相关图；通过各个设施面积相关图的修正和调整得到数个可行的布置方案；最后,采用专业的评价方法对备选方案进行打分评价选择,最佳布置方案为得分最高者。4.2.3系统布置设计程序在系统布置设计中的阶段Ⅱ和阶段Ⅲ，可以采用系统布置设计SLP程序来完成。如图： 1.布置设计基本要素在缪瑟提出的系统布置设计中，把产品P，Q，R、S、T作为给定的基本要素(初始资料)，成为布置设计工作的基本出发点，并成为解决布置问题的钥匙。下面对货运中心系统的P，Q，R、S、T做以简单分析。（1）物流产品(Product)。它主要是所布置货运中心所提供的产品，即物流产品。包含货运中心存储、运输的产品种类、材料、项目和特征方面。物流产品很大程度上影响各各个设施、设施设备之间的相互关系和系统组成，以及装卸搬运设备类型、物料搬运形式等多方面内容。（2）物流量(Quantity)。它是指各类产品在货运中心的作业量，或者是某一大类产品的作业量。它主要影响着运输量的大小、建筑面积的大小、设备数量和系统规模和搬运、装卸成本等方面。在布局规划时，要通过现有的物流量数据对以后一段时间的物流规模进行预测。（3）物流路线(Route)。物流路线是基于作业流程、物流运作模式而形成各个 设施之间的加工、搬运、运输路线。它主要影响各单位的联系、仓库堆放位置、物料搬运路线等方面。（4）物流辅助服务部门(Serve)。它是指除了货运中心基本功能和增值服务区以外的后勤保障区、生活服务区、绿化区、出入口和公路、铁路线。这些区域是货运中心运营的支持部分，对系统运营能力有很大的促进作用，所以不能忽视辅助去的布局。（5）物流技术(Technique)。它是指货运中心物流活动中设备、工艺和方法的总称。它包含硬技术和软技术两个方面。硬件是搬运、装卸、盘点、运输、分拨等过程中的机械设备和设施；软件是指各类信息系统、管理运作方法等。物流作业技术在公路货运中心水平高低直接影响设备人员数量、作业面积、效率、成本等，从而影响中心布局结果。所以在布局规划物流中心时应该充分重视物流作业技术。2.设施物流关系分析设施物流关系是指各个设施之间的存在的物质资料流动。设施物流关系分析过程为利用从至表对设施之间的物流量进行分析计算，再依据物流量汇总表和强度等级划分得出物流强度分析表，进而得出物流相关图。（1）物流从至表从至表是一种定量化的物流分析工具，是在有了定量数据基础上来分析各个设施之间的物流量，有助于设计人员布局设计。它的表示形式如表，可以看出从至表是一个正方形矩阵，行数和列数中的数字表示设施，空白处填入的两两设施之间的物流量。 （2）物流强度等级划分将各个设施物流强度按大小排序，自大到小填入物流强度分析表中，根据物流强度分布划分物流强度等级。物流路线的物流强度等级，应该按照物流路线比例或者承担的物流量比例来确定。由于直接分析大量物流数据比较困难且没有必要，我们将物流强度转化为五个等级，分别用符号A、E、I、O、U来表示，其物流强度逐渐减小，对应着超高物流强度、特高物流强度、较大物流强度、一般物流强度以及可忽略搬运五种物流强度。如表物流强度等级符号物流路线比例(%)承担物流量比例(%)比例超高物流强度A10405%-10%特高物流强度E203010%-20%较大物流强度I302020%-30%一般物流强度O401020%-30%可忽略搬运U　　(1)设施物流相关图根据以上分析，通过物流强度汇总表，物流强度分析表得出设施物流相关图。如表3.设施非物流关系分析 当物流状况对企业的生产有重大影响时，物流分析就是工厂布置的重要依据。但是，也不能忽视非物流因素的影响，尤其是当物流对生产影响不大或没有固定的物流时，工厂布置就不能依据物流分析，而应当考虑其他因素对对各各个设施间相互关系的影响。（1）设施相互关系的决定因素及相互关系等级划分在SLP中，产品P，产量Q,工艺过程R,辅助服务部门S及时间安排T是影响工厂布置的基本要素：P、Q和R是物流分析的基础；P、Q和S则是各个设施相互关系分析的基础。同时，T对物流分析与各个设施相互关系分析都有影响。各个设施相互关系的影响因素与企业的性质有很大关系，不同企业，各个设施的设置是不一样的。各个设施间相互关系密切程度的典型影响因素，一般可以考虑：（1）物流；（2）工作流程；（3）作业性质相似；（4）使用相同的设备；（5）使用同一场地；（6）使用相同的文件档案；（7）使用相同的公用设施；（8）使用同一组人员；（9）工作联系频繁程度；（10）监督和管理方便；（11）噪声、振东、烟尘、易燃易爆危险品的影响；（12）服务的频繁和紧急程度等方面。据R.Muther在SLP中建议，每个项目重点考虑的因素不应超过8到10个。确定了各个设施相互关系密切程度的影响因素后，就可以给出各个设施间相互关系密切程度等级，在SLP中各个设施相互关系密切程度等级划分为A、E、I、O、U、X。各个设施相互关系等级说明及比例各个设施相互关系等级表6-1符号含义说明比例（%）A绝对重要2-5E特别重要3-10I重要5-15O一般密切程度10-25U不重要45-80X负的密切程度不希望接近酌情而定（2）设施关系密切程度理由各个设施关系密切程度理由表6-2 序号理由1工作流程的连续性2生产服务3物料搬运4管理方便5安全及污染6共用设备7振动、噪声、尘、味、烟尘8人员联系（3）设施非物流相关图根据以上分析，绘制各个设施非物流相关图，如下表6-34.综合相互关系图由以上分析可见，货运中心各个设施之间关系包含物流关系和非物流关系，而且这两种关系并不一致，为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度，需要将两表合并后再进行分析判断。在得出各作业区间接近程度等级后,应选择权重进行评比,以加权后的分数来判定两区域间的综合关联程度。（1）加权值的选取确定物流和非物流相互关系的相对重要性即加权取值。加权值的大小反映货运中心布置时考虑因素的侧重点，一般物流因素(α)影响与其他非物流因素(β)比值在1:3-3:1之间。但在实际情况中，这个比值一般取1:3、1：2、1:1、2:1、 3:1，由于货运中心的物流量比较大。(2)综合相互关系计算根据各作业单位对之间的物流与非物流关系等级的高低进行量比并加权求和，求出综合相互关系等级（表示如表3-15所示）。当作业单位数目为时，总作业单位对数P为：P=n×(n-1)÷2表中，一般取A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1,假设任意两个作业区物流关系等级分数为M,非物流关系等级分数N,则综合关系分数为S=α×M+β×N为则量化后的两作业区间综合关联程度等级的分数为。综合相互关系等级表7-2作业单位对物流关系加权值：2非物流关系加权值：1综合关系分数等级分数等级分数等级（3）综合关系分级综合关系分数表7-3（取值范围为-1-8）总分关系密级作业单位对数百分比（%）标准百分比（%）7-8A1-35-6E2-53-4I3-81-2O5-150U20-85-1X0-10合计（4）综合相关关系 根据以上综合相关关系等级表可得综合相关图7-45.货运中心布局方案确定和方案评价在以上得出的各个设施综合相互关系基础上，综合考虑实际约束条件（如物流流程、建设成本、限制面积、政策法规等和修正条件建筑特征、物料搬运方法、道路、场地环境等），再运用面积拼块方法得出几种初步较合理的布局方案。最后针对上面得到的几个方案从技术、费用等方面进行全面评价,选择最佳布置方案。4.3SLP与遗传算法结合的布局方法4.3.1SLP与遗传算法结合的布局方法提出自SLP布局方法提出以来，尽管在很多方面得到改进，并广泛的应用到各行各业，但在现代企业设施布局中，利用它来直接布局仍存在很多问题。（1）无法适应现代企业生产特点。现代企业的生产已经从以前推动式的生产转化为基于市场顾客需求的拉动式生产方式，故SLP在新的经济环境下无法形成最优布置方案。（2）没有考虑战略规划。企业的战略是设定的长远目标，关系到企业的长期可持续发展。所以它对设施布局规划的影响非常巨大，而传统的SLP方法没有考虑分析企业经营战略，无法满足企业的战略需求。（3）缺少动态柔性。 现代企业的生产管理是以市场为导向，市场具有随机性、时效性的特点，但SLP方法是一种静态的布置设计方法，所布局的设施没有一定的弹性和柔性。（4）缺少动线分析过程。动线是货物和人员的移动路线。在企业内外部的货物人员流动应当具有完整性、合理性和畅通性，防止发生阻断、迂回、绕行和相互干扰等现象，在总体规划方案初步确定后，就要及时地进行动线分析，而SLP放缺少这一点。（5）传统的SLP方法未与计算机技术结合。传统的SLP方法受布局者主观经验等因素的影响，虽然考虑了系统化，但仍然无法得到最优解，同时手工布局工作量大，很难给决策者提供多个方案，严重制约企业发展。而随着计算机技术的逐渐成熟，它可以处理大量的数据，对大型复杂系统做仿真，故在设施布局方面极大的节约了时间和成本，并且可以得到接近最优解的方案。通过以上对SLP方法的不足之处的分析，有必要寻找一种能够克服SLP方法不足的新的设施布局方法，故本节提出基于SLP和遗传算法结合的设施布局方法。此方法是在SLP方法的基础之上，加入应用较为广泛的遗传算法，利用MATLAB编程求解，使设施布局更加精确、合理，对货运中心的发展有巨大的推动作用。4.3.2SLP与遗传算法结合的布局方法框架SLP与遗传算法结合的布局方法利用了SLP方法的一部分，即通过物流相互关系分析和非物流相互关系分析得出各个设施之间综合相互关系；然后依据具体实际情况，建立数学模型；最后利用遗传算法得出最优设施布局方案。SLP与遗传算法结合的布局方法框架如图 4.3.3数学模型建立1.基本假设（建模方法、建模要求）根据实际情况建立数学模型的时候，往往不能完全的符合现实，需要将实际问题通过合理的简化，转化为理想的、可用于数学计算的模型。故需要做以下几个基本假设:第一，假设货运中心各个设施布局在同一平面内；第二，假设总体规划区域和各个设施的外观形状为矩形；第三，假设各个设施的边都与总布局坐标上的X轴和Y轴平行；除过以上的基本假设外，需要确定的数据有⑴公路货运中心总面积；⑵总设施数目；⑶各个设施规模；⑷公路线直线段长度；⑸各个设施之间的综合关系度。现已知公路货运中心有一条公路通过，作为一个固定约束，选取物流中心中的公路路线作为控制线来优化布局。本模型以物流中心的左下角为原点来建立坐标系，（xi，yi）和（xj，yj）分别为设施i和设施j的中心坐标。建立的模型如图 2.目标函数货运中心设施布局目标不仅要求内部物流和外部物流流动畅通，并且要以最大可能减少各个设施之间的搬运成本。现以货运中心搬运成本C最小和各个设施相互关系R最大化（即最密切）为目标建立目标函数。（1）货物搬运成本函数表示。minC=i=1n-1j=i+1ncijqijdij函数表达式中，C表示货物搬运成本；cij表示把货物从设施i搬至设施j的搬运成本；qij表示货物从设施i搬至设施j的年物流量；dij=xi-xj+yi-yj，表示设施i与设施j之间的曼哈顿距离。（2）设施相互关系函数maxR=i=1n-1j=i+1nrijpij函数表达式中，R表示各个设施之间的关系；rij表示设施i与j之间的综合相互关系；pij表示设施i与j之间的邻接程度。为了方便计算，需要将式（1）和式（2）两个目标函数转化为单一目标函数。 由于它们的量纲不同，故必须进行量纲统一化处理，加入归一化因子θ1和θ2，得到如下单目标函数minF=θ1ω1i=1n-1j=i+1ncijqijdij-θ2ω2i=1n-1j=i+1nrijpij其中，θ1=1i=1n-1j=i+1ncijqijdmax，θ2=1i=1n-1j=i+1nrij式中ω1为货物搬运成本函数的权值，ω2为设施相互关系函数的权值，都有专家打分法获得，ω1+ω2=1。dmax为公路货运中心总的规划区域长边与宽边长度之和。3.约束条件(1)不重叠约束。两相邻的设施不能重叠布置。xi-xj≫12hiγi+li1-γi+hjγj+lj1-γj+sijyi-yj≫12liγi+hi1-γi+ljγj+hj1-γj+sij式中则设γi和γj分别为功能区ｉ和ｊ的定向变量且均为０－１变量，即为０时表示横倒放置，为１时表示竖立放置。sij表示设施之间的最小间距。（1）设施边界约束边界约束即所有的设施布局必须在所要求的区域内，边界的长为L,宽为H，可得到如下公式。hiγi+li1-γi2≪xi≪L-hiγi+li1-γi2liγi+hi1-γi2≪yi≪H-liγi+hi1-γi2（3）固定约束货运中心往往在已有公路基础上进行建设，如此可以兼顾公路运输作用，因此公路等设施是已经存在不能移动的，作为固定约束。Dk为公路区域，在此区域内不能安置别的设施。xi-li2，xi+li2，yi-hi2，yi+hi2∉Dk （4）货运中心的出入口约束。货运中心的出入口是必须布置的设施，出入口坐标xi,yi必须满足条件xi=0orxi=Lyi∈0，Hyi=0oryi=hxi∈0，L4.3.4求解模型的算法公路货运中心布局思想是依据实际问题提出假设条件，建立数学模型，然后采用一定的算法对模型进行求解。根据算法的特点，可将算法分为启发算法和次优化算法两大类。具体分类如图1.最优化算法最优化算法是一种确定型算法，可以找到最优的设施布局方案。主要包括分支定界法和割平面法。（1）分支定界法。分支定界法（BranchandBoundMethod）是由Litle、Murty等人在20世纪60年代提出，是一种求解整数规划问题的最常用算法，基本思想是对有约束条件的最优化问题的所有可行解（数目有限）空间进行搜索。（2）割平面法。割平面法（cutting-planemethod）是1958年由美国学者高莫利(R.E.GoMory)提出的求解全整数规划的一种比较简单的方法。其基本思想和分枝定界法大致相同，即先不考虑变量的取整约束，用单纯形法求解相应的线性规划。割平面法具有运行时间短，占用存储空间小的优点。2、次优化算法次优化算法分为启发式算法和智能算法两大类，其中启发式算法包括改进算 法、构造算法、图论算法和混合算法四种；智能算法包括有禁忌搜索算法、模拟退火算法和遗传算法。(1)构造算法。构造算法（Constructionmethods）的基本思想是起初就构造一个解，即产生一个布局方案，然后根据算法的步骤将设备分配到各个位置，直到获得完整的布局图。(2)改进算法。改进算法（Improvementmethods）的计算思想为：首先给定一个初始布局方案，再通过一些移动规则最初始布局方案进行调整，直到出现一个最优方案。(3)混合算法。混合算法Bazaraa和Kirca把具有次优和最优特性的算法归为混合算法（Hybridmethods）。例如FLAC（Scriabin，1985）算法。(4)图论算法。图论算法（Graphtheoreticmethods）由Seppanen提出，主要用于对一个表示作业单位间关系的加权图的最大平面子图的辨识。在该算法提出的同时，Seppanen也提出了使用此策略的启发式算法。（5）禁忌搜索算法。禁忌搜索法（TabuSearchAlgorithms，TS）是一种亚启发式随机搜索方法，由国外学者Glover提出，主要应用于解决组合优化问题。与其他算法相比，禁忌搜索算法可以跳出局部最优的限制。但禁忌搜索算法也具有一些缺点，如：禁忌搜索算法对初始解有较强的依赖性、其迭代搜索过程是串行的，无法同时进行，因此工作效率较低。（6）模拟退火算法。1960年，N.Metroplis根据物理系统的退火过程和优化问题的求解过程的的相似性，提出了模拟退火法（SimulatedAnnealingAlgorithms，SA），并首次将其用于解决组合优化问题。模拟退火算法的优点是占用存储空间的相对较小。（7）遗传算法。1985年，JohnHolland等人提出了遗传算法，该算法是一种以自然选择和自然遗传为基础的搜索算法。下节将具体说明。4.3.5遗传算法求解模型遗传算法（GeneticAlgorithm，GA）是由美国Michigan大学的JohnHolland教授于1975年提出的,它是一类借鉴生物界的进化规律（适者生存 ，优胜劣汰遗传机制）演化而来的随机化搜索方法。其主要特点是直接对结构对象进行操作，不存在求导和函数连续性的限定；具有内在的隐并行性和更好的全局寻优能力；采用概率化的寻优方法，能自动获取和指导优化的搜索空间，自适应地调整搜索方向，不需要确定的规则。遗传算法的这些性质，已被人们广泛地应用于组合优化、机器学习、信号处理、自适应控制和人工生命等领域。它是现代有关智能计算中的关键技术之一。1.遗传算法的特点（1）遗传算法从问题解的串集开始搜索，而不是从单个解开始。这是遗传算法与传统优化算法最大不同。传统优化算法是从单个初始值迭代求最优解的；容易误入局部最优解，遗传算法从开始搜索，覆盖面大，有利于全局择优。（2）遗传算法基本上不用搜索空间的知识或其它辅助信息，而仅用适应度函数值来评估个体，在此基础上进行遗传操作。适应度函数不仅不受连续可微的约束，而且其定义域可以任意设定。这一特点使得遗传算法的应用范围大大扩展。（3）遗传算法具有较强的容错能力。遗传算法的初始串集本身就带有大量与最优解甚远的信息。通过选择、交叉、变异操作能迅速排除与最优解相差极大的解。而且搜索空间中的多个解进行评估，减少了陷入局部最优解的风险，同时算法本身易于实现并行化。（4）遗传算法不是采用确定性规则，而是采用概率的变迁规则来指导他的搜索方向。遗传算法中的选择、交叉和变异都是随机操作，而不是确定的精确规则。这说明遗传算法是采用随机方法进行最优解搜索，选择体现了向最优解迫近，交叉体现了最优解的产生，变异体现了全局最优解的覆盖。(5)具有自组织、自适应和自学习性。遗传算法利用进化过程获得的信息自行组织搜索时，适应度大的个体具有较高的生存概率，并获得更适应环境的基因结构。2.遗传算法流程 （1)编码编码是遗传算法很重要的一步，它的合理性直接影响到其他遗传操作。本论文采用符号编码和二进制编码相结合的方式来表示布局解。用1,2,3,4，…,N表示对应的功能区编号，用0,1表示功能区的方向。则每条染色体表示一种功能区布置方案，染色体表示为:Ck=B1,B2,B3,…,BN∥S1,S2,S3,…,SN式中BN表示功能区编码，SN表示功能区的方向。功能区摆放是从物流中心左下角开始，从左到右，自下而上的顺序排列。(2)适应度函数　进化论中的适应度，是表示某一个体对环境的适应能力，也表示该个体繁殖后代的能力。遗传算法的适应度函数也叫评价函数，是用来判断群体中的个体的优劣程度的指标，它是根据所求问题的目标函数来进行评估的。 　　遗传算法在搜索进化过程中一般不需要其他外部信息，仅用评估函数来评估个体或解的优劣，并作为以后遗传操作的依据。由于遗传算法中，适应度函数要比较排序并在此基础上计算选择概率，所以适应度函数的值要取正值。适应度函数的设计主要满足几条件：（a）单值、连续、非负、最大化 ；（b)合理、一致性 ；（c）计算量小 ；（d）通用性强。 　　在具体应用中，适应度函数的设计要结合求解问题本身的要求而定。适应度函数设计直接影响到遗传算法的性能。本文适应度函数设为 F=Cmax-f（x）,&f（x）