12
2019
03

物流配送区域划分的K均值聚类方法研究

物流配送区域划分的K均值聚类方法研究

作者:王明

1.引言 2

2 国内外研究现状 2

3.配送区域设施选址 2

4.物流的核心区域划分的地理维度 3

4.1物流流向 3

4.2物流配送区域节点和位置 4

5.研究方法 4

5.1运用k-means算法进行配送区域划分 5

5.2后续处理步骤中确定的K值 5

5.3结果和讨论 7

6 结论 8

7 展望 8

















摘要。物流配送区域中心设施的确定对于在当今商业世界的高水平竞争中生存至关重要。物流公司可以经营多个区域配送中心以降低供应链风险。因此,出现了新的问题,即应提供多少区域配送中心配送区域中心设施和在何处提供配送区域中心设施。这项研究调查了四川省的一家物流配送企业。该物流公司在物流的基础上,被列为四川物流三好物流。本研究分为三个阶段:空间资料搜集、丛集分析和网络分析。k均值聚类分析结果用于考虑附加配送区域中心的位置。网络分析结果表明,在距离分布过程较短的情况下,网络分析过程更为有效。

在区域科学和地理研究中,货物运输和货物分配的代表性普遍不足。这是令人惊讶的,因为关于运输费用或贸易地区的大量传统空间理论已经发展起来:这些方面最初与货物交换密切相关。地理方面日益注意有关的问题,例如全球生产网络的出现、零售的结构变化或现代消费的商品化。在某种程度上,这些进程取决于信息、财政和实物的有效转让。然而,除了少数例外,货运部门似乎在当代研究中被忽视了。本文概述了物流和货运配送区域的划分

1.引言

当今商业世界的高度竞争迫使企业重新思考保持竞争力的方法。只有那些能够以合适的质量和价格按时交付产品或服务的物流公司才能在这个时代生存下来。保持其竞争力的方法之一是管理其供应链风险。在供应链风险管理中,生产和配送区域中心设施的选址是非常重要的。物流公司可以通过在空间分散的场所运营多个配送区域中心设施来降低风险。本文将阐述配送中心选址的研究成果。

本研究提供的方法可以应用于其他各种行业,特别是那些物流活动较高的行业。该物流公司目前在四川只有一个配送中心。所有运往各门店、各个仓库的半成品、产品均由该配送中心发运。由于物流公司只运营一个配送中心,容易出现供应链风险,尤其是四川省的环境风险,如地震频发、山洪泥石流等。据中国地震台网报道四川地震活动水平全国排名第二,四川成都中国最拥堵的城市之一。这些风险可能会给物流公司带来损失,比如商店延迟发货和食品损坏。因此,物流公司有必要建立多个配送中心来降低这些风险。


2 国内外研究现状 

  物流领域的区域划分属于专项经济区域的划分,所以区别于行政区域的划分方法,应该充分考虑服务需求的指标。基于这个原则,在搜集相关文献时有针对性的展开。已知配送区域划分的方法有: 

  (1)运用网格划分法进行区域划分。对区域内点进行网格划分,判断关键点然后填入。采用网格划分的优势是:使一条线路尽量集中,减少线路交叉,便于配送;大大降低了划分的复杂度,减少了运算量;可以判断出哪个区域网点较密集,对密集区域集中配送,提高配送效率[6]。 

  (2)运用泰森多边形理论进行区域划分。泰森多边形在空间划分上的等分性特征,可用于解决最近点、最小封闭圆等问题,以及许多空间分析问题,文献1用泰森多边形进行区域划分,并得出区域集群特征。文献2在原有多边形算法上进行改进提出了探测线法。 

  (3)运用搜索式算法进行区域划分。基于遗传算法、禁忌算法等搜索式算法求解配送区域划分的问题,得到了学者们的广泛关注3-5[9-11]。刘洪娟、甘明将影响配送的因素转化成配送成本,运用层次分析法求权重,把区域划分和选址转化成决策问题,然后用遗传算法求解。国外学者设计了解决划分问题的禁忌搜索式算法,后又应用遗传算法设计了编码方式和选择、交叉、变异算子进行计算机仿真求解模型,获得配送区域划分的优化布局方案。 

  (4)运用图论的方法进行区域划分。文献6配送区域划分是在静态成本最小路径矩阵的基础上划分。配送区域划分不分割道路网,某区的配送可以使用它区的道路。划分方法是通过给每段路段两端的节点赋配送点属性,划分其归属。还有运用图论的知识,转化成最小生成树问题建模,得到区域划分7。集覆盖也是一类求解思路,但这些方法可以解决需求点较少的特定问题,没能形成一类具体的求解思路。 

  (5)运用聚类算法解决区域划分。运用该方法的文献比较多,方法比较成熟,适合解决大规模配送点的问题,本文结合聚类算法单独对解决该类问题的文献进行总结。为解决烟草配送中配送区域划分问题,朱培芬、汉吉庆等人提出了一种改进的 k-means聚类算法,计算每个点的密度并取其中最大的k个点作为初始聚类中心,通过分析比较边缘点到聚类中心距离与所有点间的平均距离,在可选范围内优先考虑边缘点,以避免边缘点对整体最优性的干扰8。

3.配送区域设施选址

配送区域中心设施选址问题是物流公司供应服务网络设计中的主要问题。配送区域中心设施选址问题是的先驱者是一名国外专家,他研究了工厂和客户之间的距离最小化的配送区域中心设施位置。在决定新地点时,有许多因素,如可用预算、物流公司战略、现有配送区域中心设施地点、竞争对手配送区域中心设施地点、市场、人口统计(例如年龄、性别、人口)、消费者目标、候选地点的物流和交通条件。目前已经研究了各种,如供应链中的仓库。

通过空间分析和网络分析,可以找到二、三仓库的最佳位置,放置合适的仓库位置是物流公司的长期解决方案。在仓库的背景下,除了降低运输成本和减少排放气体(CO2)的环境要求外,避免积压订单和提前交货时间是增加仓库数量的主要目标。


4.物流的核心区域划分的地理维度

配送和物流的结构变化具有明显的地理维度,通过运输地理学进行研究,并以供应链中的流(信息、货运、运输、车辆)、节点和网络来表示。最近的评论人士也指出,在更广泛的意义上,人们对枢纽、流量和网络的兴趣日益浓厚。在本文的背景下,物流系统可以被视为人员、货物和信息流动的物质基础。这些元素在空间和时间上相互作用。空间/时间收敛是运输地理学中一个众所周知的概念,在运输地理学中,时间被简单地认为是可以与特定时间交换的空间量,其中包括旅行和转运。物流将这个概念扩展到包括以前在空间/时间关系中没有充分考虑的活动。它们现在意味着通过节点和网络策略组织和同步流。例如,分配系统的常规扩展涉及到空间覆盖的边际改进和相关的边际时间变化之间的权衡。供应链管理使得空间/时间的收敛更为有效,因为空间的边际差异大于时间。在空间/时间收敛中,新兴的范式还包括时间作为运输管理要素的概念。除了作为距离/摩擦/阻抗的一个因素,时间是流动的一个组成部分,在节点上同步,并表达一个网络结构。因此,从分布系统的扩展和改进既可以是相似时间的扩展空间覆盖,也可以是相似时间的减少空间覆盖,或者是两者的结合。分销系统不仅为商品的不断流动提供了条件,而且确保了商品的可得性和可及性是同步的、及时的。

4.1物流流向


相互作用的地理区域的增长和货流的时间灵活性导致货运量的增加。传统的物流安排包括向制造商提供原材料的加工,储存功能通常起到缓冲作用。这一流程通过批发商和/或托运人持续到零售商,最终到达最终客户。延迟在这条链的所有环节都很常见,并作为仓库库存积累起来。从消费者到供应链的信息流动是有限的。这一过程现在正朝着不同的方向发展,主要是通过消除供应链组织中一个或多个成本高昂的操作。供应链管理的一个重要物理结果是将仓库或仓库集中在一个区域中,而不是集中在几个区域中。该配送区域正逐渐被设计成一个以流量和吞吐量为导向的配送中心,而不是一个持有成本密集型大库存的仓库。现在的货流趋向于较高的流量。因此,配送中心成为了这样一个配送系统的核心组成部分。

据统计,在我国有1000万辆卡车,3000多万名卡车司机,支撑公路物流4万亿市场,承担着我国物流75%的运输量。与此同时,以吨公里计算的货运比以吨计算的货运更具动态性,这表明经济的变化和平均运输距离的增加。结构变化与铁路和水路运输、公路和航空运输模式的转变有关。2018年1-8月中国公路货运量为249.3亿吨,同比增长7.4%;2017年1-12月中国公路货运量为368亿吨,同比增长10.1%;2018年1-8月中国水运货运量为44.8亿吨,同比增长3.3%;2017年1-12月中国水运货运量为66.6亿吨,同比增长4.3%。集装箱化允许了较低的运量,同时通过批量运输单元(如蜂窝集装箱船和双层列车)的整合提供了规模经济。

由于世界出口的增长远远快于世界生产,国际贸易对实物分销的数量和性质的贡献越来越大。2018年世界生产平均年增长率为3.7%,而中国进出口的年增长率为9.7%% 。在这方面,全球化现在被认为是沿着“贸易河流”进行货物交换的主要框架条件。公司活动的国际化,例如跨国公司的活动,通过外国直接投资,特别是中国已与24个国家和地区签署了16个自贸协定,大大促进了中国与全球流动的出现。关于最初源于经济交换的货物流动的性质,人们对生产或商品链方法进行了大量的研究。这一概念最初是由国外学者在世界系统分析的背景下提出的,并由此得到了更广泛的传播。商品链是一种概念结构,它允许分析和评价相互联系的过程,特别是生产、分配和消费之间的相互依存关系。在区域研究方面,这一概念标志着在联系生产的微观和宏观方面取得了重大进展。




4.2物流配送区域节点和位置


由于新的企业战略,物流功能集中在战略位置的某些设施是普遍的。码头货流的许多改善,配送区域比以前大得多,地点的特点是区域和长途关系的特殊联系。传统上,货运配送一直位于主要的生产地点,例如在中国东部及沿海省份,或在中国的老工业地区。今天,特别是大规模的货物流动

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