2.6.1 单设施选址

更新于 2026年10月13日 版权声明
2.6.1 单设施选址

单设施选址最常用的方法是重心法。它将运输成本作为唯一的选址目标,是一种静态的选址方法。该模型的目标就是在于找出重心的位置,使得成本最小。

设有n个客户P1,P2,…,Pn,分布在平面上,其坐标为(xi,yi),客户的需求量为ωi,费用函数为设施到客户之间的直线距离di与运输费率αi和需求量iω的乘积。确定一个设施P0的位置(x0,y0),使总费用(即加权的直线距离之和)最小。

重心模型利用直线距离进行计算,对单一的选址问题在一个平面上的加权直线距离进行最小化。其目标函数为:

图示

式中 αi——P0和Pi之间的运输费率,

ωi——Pi对应的权重,

di——P0和Pi之间的直线距离。

要求Z的最小值,即满足:

图示

成立时的图示即为最佳位置。

由(2.4)和(2.5)求得x0和y0的解

图示

公式(2.6)和(2.7)的di中仍含有未知数x0和y0,因此无法一次求出图示,需要多次迭代计算。迭代公式如下:

图示

应用公式(2.8)和(2.9),可采用逐步逼近算法求得最优解,该算法被称为不动点算法,主要步骤如下:

第一步:选取初始迭代点图示,计算出图示与各客户之间的距离di和费用Z1;

第二步:利用公式(2.6)和(2.7)进行迭代计算,求得位置图示,计算出图示与各客户之间的距离di和费用Z2;

第三步:若Z2>Z1,说明费用无法减少,得到最优解图示,否则,转到第四步;

第四步:令图示转到第二步。

例:某制造商的工厂S和需求地R1~R7的货物需求量和位置坐标如表2.3所示,现要新建一配送中心负责将S生产的产品配送到各需求地。已知S到配送中心的运输费率为2;配送中心到各需求地的运输费率为5。问此配送中心应设在何处最为经济合理?

表2.3 需求量表(https://www.daowen.com)

图示

第一步:

设配送中心初始地点选在图示(8,8),首先计算出其到各需求地及工厂的直线距离,按照公式(2.3)计算初始选址的总费用,再由公式(2.4)和(2.5)得到二次解的选址地。

表2.4 第一次计算表

图示

图示

图示

Z1=3 978.5

第二步:

按照上步得到的点图示(8.2,7.9),再计算其到各需求点及工厂的直线距离,计算二次选址的总费用,比较一、二次选址的总费用,再决定是否计算三次解的选址地。

表2.5 第二次计算表

图示

图示

Z2=3 961.5<Z1,因此,配送中心地点的选择有进一步改善的可能性,应继续迭代计算。

第三步:

返回第二步按照上步得到的点图示(8.3,7.9),再计算其到各需求点及工厂的直线距离,计算三次选址的总费用,比较二、三次选址的总费用,再决定是否计算四次解的选址地。

表2.6 第三次计算表

图示

图示

Z3=3 970.5>Z2,因此,Z2为总费用的最小值,即图示(8.2,7.9)为配送中心的最佳选址,不需要继续迭代计算。

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