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基于ahp的物流运输方式优化选择

文章发布:中国大蒜网(www.dasuan.cn)              发布时间:2010-07-05
 物流过程的合理运输,是从物流的总体目标出发,运用系统理论和系统工程原理及方法,充分利用各种运输方式,选择合理的运输路线和运输工具,以最短的路径、最少的环节、最快的速度和最少的劳动消耗,组织好物质产品的运输活动。运输是物流的中心环节,企业物流运输合理化,是企业降低物流成本的重要途径之一。
        目前我国综合交通运输方式主要有五种:铁路、公路、航空、水路、管道运输。文章只对前三种运输方式进行分析。各种运输方式各有其技术经济特性,如铁路运输能力大,安全程度高,运输成本低;公路运输机动灵活,运送速度快,原始投资少;航空运输运送速度快,舒适性高;水路运输能力大,运输成本低。但是文章主要分析运输方式的安全性、快速性、经济性,并运用层次分析法,进行层次总排序,进而得出结论,以期为企业合理选择运输方式提供帮助。
       
        层次分析法原理概述
       
        为了充分地利用人的经验和判断能力,探索系统思维的规律性,美国运筹学家萨蒂(t.l.satty)教授于20世纪70年代初期提出了层次分析法(analytical hierarchy pross,简称ahp)。这是一种简明的、实用的定性分析与定量分析相结合的方法。该方法的基本原理是通过复杂系统所包含的因素及其相互关系,将问题分解为不同的要素,并将这些要素归并为不同的层次,从而形成一个多层次的分析结构模型。在每一层次可按每一规定的准则,对该层次要素进行逐对比较,写成矩阵形式,构成并建立判断矩阵。通过判断矩阵的最大特征根及其相对应的特征向量的计算,得出该层次要素对于该准则的权重。在此基础上进而计算出各层次要素对于总体目标的组合权重,从而得出不同设想方案的权值,为选择最优方案提供依据。
       
        层次分析法模型构建
       
        (一)明确运输方式选择的影响因素
        该模型主要基于以下两个假设:供企业选择的物流运输方式只有火车、汽车、飞机;企业在选择物流运输方式时只考虑安全性、快速性和经济性,不考虑其他因素的影响。
        (二)建立递阶层次结构
        根据对问题的分析和理解,文章对问题所包括的因素按照是否共有某些特性将它们归纳成组,并把它们之间的共同特性看成是系统中新的层次(即准则层)中的一些因素,而这些因素本身也是按照另外的一组特性组合起来,形成更高层次因素(即目标层)。
        层级的划分要依情况而定,一般包括:目标层、准则层、方案(措施)层。现以选择合理的运输方式为最高目标层来构建层次分析模型(见图1)。在图1中,最高层为目标层,即选择合理的运输方式;第二层是准则层,选择合理的运输方式的准则为安全性、快速性和经济性;第三层是方案层,即待选择的运输方式,这里提供了三种可供选择的运输方式。由此,把物流运输方式选择的问题转化成了对方案层各方案优劣比较的排序问题。
        (三)建立两两比较的判断矩阵
        层次分析法的信息来源主要是人们对于每一层次中各单元相对重要性给出一定的判断。这些判断通过引入合适的标度用数值表示出来,写成两两比较的判断矩阵(见表1、表2、表3、表4)。
        利用和积法对上述判断矩阵求得对应的特征向量和最大特征值。
        a-c矩阵:w=(0.1226,0.3202,0.5571)'λmax=3.0182
        c1-p矩阵:w=(0.2308,0.3077,0.4615)'λmax=3
        c2-p矩阵:w=(0.1818,0.0910,0.7272)'λmax≈3
        c3-p矩阵:w=(0.6522,0.2174,0.1304)'λmax=3
        (四)层次单排序及一致性检验
        根据矩阵理论的结论,当判断矩阵不能保证具有完全一致性时,相应判断矩阵的特征根也将发生变化,这样就可以利用判断矩阵特征根的变化来检查判断的一致性程度。在层次分析法中引入判断矩阵的一致性指标c.i.来检查人们判断思维的一致性。且该指标值越小,表明判断矩阵越接近于完全一致性;反之亦然。其计算公式如下:
        c.i.=
        矩阵阶数越大,对c.i.值大小的人为因素影响就越大,必须引入判断矩阵的随机性指标,记作r.i.。1-15阶正互反矩阵算1000次得到的平均随机一致性指标(见表5)。检验一致性还得计算出随机一致性比率c.r.,其计算公式如下:
        c.r.=
        当c.r.<0.1时,便认为判断矩阵具有可以接受的满意的一致性;当c.r.≥0.1时,就需要调整和修正判断矩阵,使其满足c.r.<0.1,从而具有满意的一致性。
        根据a-c矩阵的数据可以得到,c.r. =(3.038-3)/(3-1)=0.019<0.1,即a-c判断矩阵具有满意的一致性。同理,可以计算出其他判断矩阵的随机一致性比率,经检验,都具有满意的一致性。
        (五)层次总排序
        计算同一层次的所有因素对于最高层相对重要性的排序权值,这一过程称为层次总排序。层次总排序的一致性检验类似于层次单排序的一致性检验(见表6)。从表6的计算结果可知,汽车在综合分析与评定中占有一定优势,应予优先考虑。
       
        结论
       
        从整个物流环节来看,运输环节是很重要的一个环节,选择合理的运输方式对于降低物流成本起到相当大的作用。文章主要考虑的是铁路、公路和航空这三种最常用的运输方式,且在两个基本假设的前提下建立层次分析模型,通过定性与定量分析,可以找出最合理的运输方式,即公路运输。企业如果只是从安全性、快速性和经济性这三个方面来考虑选用何种运输方式,那么应该优先选择公路运输方式。文章从定量的角度对三种运输方式进行排序,结果表明,公路运输最优。  
 
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