现代物流系统工程与技术第五章物流系统评价与决策

第五章物流系统评价与决策本章主要讲述物流系统的有关评价和决策方面的内容。物流决策是物流工程的一部分，也是物流管理的重要方面。它包括物流系统建设的决策和物流系统运作过程的决策两个方面的内容。2007.5第一节物流系统评价一、系统综合评价的概述（一）系统综合评价的概念所谓系统综合评价就是根据系统确定的目的，在系统调查和系统可行性研究的基础上，主要从技术、经济、环境和社会等方面，就各种系统设计能够满足需要的程度与为之消耗和占用的各种资源，进行评审，并选择出技术上先进、经济上合理、实施上可行的最优或最满意的方案。（二）系统综合评价的重要性系统评价的主要任务就在于从评价主体根据具体情况所给定的、可能是模糊的评价尺度出发、进行首尾一贯的、无矛盾的价值测定，获得对多数人来说均可以接受的评价结果，为正确决策提供所需的信息。系统评价与系统开发、系统决策之间的关系（三）系统综合评价的步骤系统评价的一般步骤二、物流系统评价的指标体系（一）系统评价指标评价对象的价值并不是系统本身所固有的，而是评价对象及其所处环境的相互关系规定的属性，不应该有价值的绝对尺度。因此，在系统评价时采用多种尺度进行相互比较是必不可少的。这种尺度就是评价指标。既然指标是衡量系统总体目的的具体标志，而系统目的/目标一般是多层次的，相应地，用于评价这种目的/目标的指标也不只一个，也应该是具有层次结构的一个体系，这就是系统的评价指标体系。（二）指标体系制订原则评价指标体系既要全面反映出所要评价的系统的各项目标要求，尽可能做到科学、合理、且符合实际情况，同时还要具有可测、简易、可比等特点；指标总数要尽可能少，以降低评价负担。1．系统性原则2．可测性原则3．层次性原则4．简易性原则5．可比性原则6．定性与定量相结合7．绝对指标与相对指标相结合（三）物流系统评价的指标体系构成1．政策性指标2．技术性指标3．经济性指标4．社会性指标5．资源性指标6．时间性指标三、物流系统评价的方法（一）经济评价的成本效益法所谓成本效益法（CostBenefitAnalysis），就是把不同系统方案的成本和效率进行比较分析的方法。成本反映的是建立新系统或改进系统所需要的主要投资耗费；效益则是反映新建的或改建的系统所能产生的经济效益和社会效益。成本效益模型由以下三个模型组成：1．成本模型成本模型应能说明方案的特性参数与其成本之间的关系。一般的成本模型为：式中：C为方案的成本，X为特性参数，F为函数形式。2．效益模型一般效益模型可表示为：式中：E为系统方案的效益，G为函数形式。3．综合模型主要研究成本与效益的关系，可以从三个方面讨论：一是在一定成本下，哪个方案的效益最高（或简称C准则）；二是在一定效益下，哪个方案的成本最低（或简称E准则）；三是计算效益成本比（E/C），取比值最大者。成本效益综合模型图【例5-1】某企业准备投资新建一个配送中心，经过初步调查研究提出了三个方案，各方案主要指标如表所示，请用效益成本法对三个方案进行评价。配送中心方案指标比较序号指标方案I方案II方案III1造价/万元10086752建成年限/年5433建成后需流动资金/万元45.833.338.54建成后发挥效益时间/年1010105年产值/万元2601962206产值利润率/%121512.57环境污染程度稍重最轻轻配送中心各方案投资利润比较指标方案I方案II方案III总利润额/万元312294275全部投资额/万元145.8119.3113.5利润高于投资的余额/万元166.2174.7161.5投资利润率/%214246242（二）可行性分析法可行性分析是对项目的事先研究、事先评价方法。可行性分析的一般过程为：确定系统目标和方向→收集资料→预测→初步分析，提出初步方案→技术经济评价→优化比较，确定方案→决策报告。（三）评价指标综合法1．成本—有效度分析法与侧重于经济效益评价的成本效益法不同的是，成本——有效度分析将方案的效果从经济观点扩大到了社会观点。成本—有效度分析法的一般步骤：（1）明确系统要实现的效用目标（2）确定反映系统有效度的评价指标（3）采用成本固定法或效用固定法筛选系统方案【例5-2】某城市为改善交通秩序，提高车辆的通行效率，拟建新的交通自动信号控制系统，系统以可靠度作为有效度指标，可靠度在预定期限和条件下系统不发生失误的概率来表示。已知该系统的投资与运行费用共限额为24万元，效用水平要求不低于97%，被选方案有4个，有关数据如表所示，试用成本—有效度分析法进行系统方案选择。系统方案指标比较方案方案I方案II方案III方案IV投资与运行成本年值（万元）24242020系统可靠度0.990.980.980.97四个方案的成本—效用关系2．层次分析法该方法在国内已得到广泛的推广应用，广泛应用于能源问分析、科技成果评比、地区经济发展方案比较，尤其是投入/产出分析、资源分配、方案选择及评比等方面。它既是一种系统分析的好方法，也是一种新的、简洁的、实用的决策方法。（1）层次分析法的基本原理假设有n个物品，其真实重量用wl，w2，…，wn表示。将几个物品两两比较，得到它们的重量比矩阵A：n是A的特征值，W是A的特征向量。可以利用求物品重量比，判断矩阵的特征向量的方法来求得物品真实重量向量W，从而确定最重的物品。将上述n个物品代表n个指标（要素），物品的重量向量就表示各指标（要素）的相对重要性向量，即权重向量；可以通过两两因素的比较，建立判断矩阵，再求出其特征向量就可确定哪个因素最重要。依此类推，如果n个物品代表n个方案，按照这种方法，就可以确定哪个方案最有价值。（2）多级递阶的层次结构用层次分析法进行系统分析，首先要把问题层次化。根据问题的性质和想要达到的总目标，将问题分解为不同的组成因素，并按照因素间的相互关联影响以及隶属关系，将因素按不同层次聚集组合，形成一个多层次的分析结构模型。【例5-3】某配送中心的设计中要对某类物流装备进行决策，现初步选定三种设备配套方案，应用层次分析法对优先考虑的方案进行排序。方案比较层次分析结果图（3）判断矩阵判断矩阵A中元素aij表示要素i与要素j相对重要度之比，且有下述关系：显然，比值越大，则要素i的重要度就越高。为了便于将比较判断定量化，引人1~9标度方法，规定用1、3、5、7、9分别表示根据经验判断，要素i与要素j相比：同等重要、比较重要、重要、很重要、极重要，而2、4、6、8表示上述两判断级之间的折中值。例5-3中设备的功能、价格、维护性指标比较重要度C1C2C3C1153C21/511/3C31/331（4）相对重要程度（即权重）的计算实践中可以采用求和法或求根法计算特征值的近似值。1）求和法①将判断矩阵A按列归一化（即列元素之和为1）：②按行求和：③归一化：所得即为A的特征向量的近似值。2）求根法①将判断矩阵A按行求：②归一化：对例5-3中的矩阵A分别用求和法、求根法计算的权重向量如下：求和法：求根法：（5）一致性检验根据层次法原理，利用A的理论最大特征值λmax与n之差检验一致性。一致性指标：CI的值越大，判断矩阵的一致性就越差。一般，当CI<0.1时，就认为判断矩阵的一致性可以接受，否则就要重新进行两两比较。例5-3中：n=3，平均随机一致性指标阶数3456789101112131415RI0.520.891.121.261.361.411.461.491.521.541.561.581.59（6）综合重要度计算设c级共有m个要素c1，c2,…，cm，它们对总值的重要度为w1，w2,…，wm；它的下一层次p级有p1，p2,…，pn共n个要素，令要素pi对cj的重要度为vij，则p级要素pi的综合重要度为：依据各方案综合重要度的大小，可对方案进行排序、决策。例5-3中，通过对三个方案的功能、价格、维护性进行分析和比较，可建立方案层的判断矩阵。因为这一层有三个准则，故有三个判断矩阵，如表；然后，按照求根法，可计算出各方案在不同准则下的重要度排序，将重要度值列入相应表中的最后一列。方案层的判断矩阵1功能B1B2B3重要度B111/71/50.0719B27130.6491B351/310.2790方案层的判断矩阵2价格B1B2B3重要度B11230.5400B21/2120.2970B31/31/210.1633方案层的判断矩阵3维护性B1B2B3重要度B11530.6483B21/511/20.1220B31/3210.2297各方案的综合重要度准则方案C1C2C3重要度0.6370.1050.258B10.07190.54000.64830.2698B20.64910.29700.12200.4761B30.27900.16330.22970.2541方案1的重要度W1′=0.637×0.0719+0.105×0.5400+0.258×0.6483=0.2698方案2的重要度W2′=0.637×0.6491+0.105×0.2970+0.258×0.1220=0.4761方案3的重要度W3′=0.637×0.2790+0.105×0.1633+0.258×0.2297=0.2541根据综合重要度的比较，该配送中心的设备配置问题选择方案B2更为理想。第二节物流系统决策一、物流系统决策概述物流系统决策就是在充分掌握资料的基础上，根据物流系统的客观环境，借助经验、科学的理论和方法，在已提出的若干物流系统方案中，选择一个合理、满意的方案的决断行为。物流系统的决策问题包括物流系统建设的决策和物流系统运作过程的决策两个方面的内容。一个决策过程大体上可以分为以下三个步骤。（1）找出问题的症结，确定决策目标。（2）拟定各种可行方案。（3）选择方案。方案要选择的好，必须满足两个条件：一是有合理的选择标准，二是有科学的方法。二、多目标决策（一）多目标决策的基本概念决策人员经常遇到的情况是，这些目标相互冲突。遇到这种情况，唯一的出路就是综合考虑这多个目标的要求，才能做出合理的决策，这也是多目标决策的任务。多目标决策也有定性和定量之分。层次分析法也是一种定性和定量相结合的多目标决策方法。（二）多目标决策的简单方法1．主要目标法设有m个目标f1（x），f2（x），…，fn（x）要实现，确定其中一个，例如f1（x）为主要目标，要保证这个主要目标实现，而对其它目标只满足一定程度即可，例如：多目标决策问题就变成了如下的单目标优化或决策问题：2．线性加权和法若有m个目标fi（x），分别给予权数，（）然后构造新的目标函数（也称效用函数）3．平方和加权法设有m个规定值，，…，，要求m个函数，，…，分别与规定的值相差尽量小，若对其中不同值的要求相差程度不完全一样，即有的重一些，有的轻一些，这时可采用评价函数：要求U（x）达到最小4．乘除法假设在m个目标函数，，…，中有k个，，…，要求实现最小，其余，…，要求实现最大，并假定，，这时可采用评价函数：求解使U（x）最小三、物流决策支持系统1．决策支持系统DSS的定义DSS是以管理科学、运筹学、控制论和行为科学为基础，以计算机技术、仿真技术和信息技术为手段，支持决策者研究解决半结构化和非结构化的决策问题的人—机交互信息系统。2．DSS的总体结构（1）DSS的概念结构DSS概念结构示意图（2）DSS的框架结构DSS框架结构示意图其主要组成部件包括：数据库系统、模型库系统、知识系统、人—机交互会话系统和问题处理系统（包括分析、推理、求解、控制等）。第三节物流系统评价与决策案例－－我国主要集装箱运输港口竞争力评价研究1．港口在物流市场的竞争力及其影响因素分析影响港口物流能力的因素有很多方面，从各港口的吞吐能力以及市场营销效果等方面进行分析研究，影响港口竞争力的因素主要包括：港口的运营条件、港口的服务水平、港口的综合环境、港口的集装箱吞吐量及发展、港口的设备条件以及港口的现代化管理水平。2．港口竞争力评价的指标体系3．各层指标权重确定方法第j项指标的综合评分为：指标权重的归一化处理：j＝1，2，…，m各层指标权重Ⅰ级指标权重Ⅱ级指标相对权重绝对权重港口运营条件0.21集装箱班轮密度及航线覆盖面0.360.0756集疏运条件0.320.0672港口作业费用水平0.320.0672港口服务水平0.17装卸效率0.280.0476通关效率0.270.0459船舶平均在港停时0.210.0357信息服务便捷程度0.240.0408港口环境0.15自然环境0.350.0630经济环境0.310.0558商业运作环境0.340.0612港口集装箱吞吐量规模及增长率0.142000年吞吐量0.480.07205年平均增长率0.520.0780港口设备条件0.18泊位能力0.360.0540装卸设备0.340.0510集装箱堆场0.300.0450现代化管理水平0.15EDI系统0.280.0392安全监控系统0.270.0378管理信息系统0.240.0336GPS系统0.210.02944．综合评价若要对K个沿海港G1,G2,…,Gk的市场竞争能力进行综合评价和排序，首先必须调查、分析待评价港口的详细情况，获得这些港口在所有小类指标下的指标值。按照层次分析法和加权平均法，由底层向上层逐层计算出评价指标的综合值，直到得出顶层指标—港口综合竞争力综合得分。最后可根据综合得分情况进行港口竞争力排序。