2.6.2 多设施选址
多设施选址指的是在存在m个现有设施的情况下,为多于一个的新设施进行选址,同时新设施(如n个新设施)需服务于现有设施的问题。当m=n时,问题很简单,只是在每个现有设施旁建一个新设施就可以了。当m>n时问题就很困难了,这需要考虑开放连续解空间和运输费用。为现有工厂和市场服务的新仓库的选址、为拼车装货网络建立撤装站、在一生产设施上建保管设施、在一个城市里建消防站都是多设施选址的例子。这里有几种以中线、重心法为基础解决矩形距离和欧几里得距离的选址方法。第一种方法是把现有设施分成指定的几组,接着选一新设施的地址用来为某一组现有设施服务。第二种方法的特征是穷举,将(n-1)个新设施中每一个分配到(m-1)个现有设施中的一个,剩下的一个新设施的最佳位置是根据剩下的(m-n+1)个现有设施来考虑的,计算上述分配方案的距离或费用。重复所有可能的(n-1)个新设施分给(m-1)个现有设施,计算相应的总费用或距离,从而选择达到最小总费用或距离的分配。当新设施数量没有预先确定,只是决策变量时,上述两种方法都可以采用,下面举例说明。
例:某公司建两个配送中心满足市场需求,顾客位置分为4个地区,表2.7给出了地区位置及需求量。
表2.7 地区位置及需求量表

1.基于聚类的方法
m代表顾客区域的数量,n代表新的配送中心数量。聚类模型有两步:在第一步中将m个顾客区域按他们距离接近程度分成n组。在第二步中,每一组中新设施的最佳位置通过使用中线或重心法确定。当新设施数量没有预先指定时,可用合适的聚类方法确定分组的数量。这个数量等于所需的新设施的数量。
在例题中,m=4,n=2。第一步,把现有设施通过最近距离聚类方法聚类成两组,用距离作为相似系数。这里用直角距离矩阵来形成表2.8的距离相似矩阵。
表2.8 距离相似矩阵

应用最近距离聚类方法产生下面两组:
第1组是:顾客区域1和3;(https://www.daowen.com)
第2组是:顾客区域2和4。
那么现在我们就有两个单一设施选址问题,第一个在顾客区域1和3中选址,第二个在顾客区域2和4中选址。服务于第1组的新设施最佳位置是在区域3,因为这样可最大限度地节省运输费用。同样,服务于第二组的新设施的最佳位置在区域4,因此两个新配送中心分别位于顾客区域3和4。
2.穷举法
这个例子中,一个可能的分配是将顾客区l给新设施1,顾客区域2、3、4给新设施2。在这种分配下,新设施l的位置和顾客区1的位置相同。新设施2的位置可用中线和重心法确定。另一种可能是把顾客区2分给新设施1,现有设施l、3、4分给新设施2,在这种情况下,新设施1的位置和顾客区2的位置相同,新设施2的位置用中线法或重心法确定,不同分配方案如表2.9所示。
表2.9 新设施分配方案

因为配送中心1和2是相同的、无差别的,所以只有四种可能的分配,第二个配送中心根据重心法确定,表2.10列出了设施的最优位置及其运输费用。
表2.10 设施的最优位置及运输费用

最优位置是运输费用最小的位置,两个配送中心的位置分别是(8,2)和(3,5),区域2由第一个配送中心(8,2)提供服务,区域1、3、4由第二个配送中心(3,5)提供服务。