第三節 運籌學與現代物流的關系

從運籌學和物流學產生的發展過程和研究內容看，二者有其必然的聯系。

從功能上說，運籌學是用來解決最優資源配置的，而物流系統的主要功能和目標也正是追求一種快速、及時、節約、合理的物流服務。為此，兩者從一開始就密切地聯系在一起，并相互滲透和交叉發展。雖然后來一段時間，相對于運籌學，物流發展滯后，但隨著全球經濟的不斷發展，物流系統中運籌學的運用范圍也不斷擴大，運籌學的作用也不斷凸顯。

一、運籌學在現代物流中的運用

運籌學被廣泛地應用在物流管理活動中，具體包括：

（一）物流系統規劃

對物流系統進行規劃、管理、控制，選擇最優的物流方案，以提高物流資源利用效率，尋求降低物流費用、提高物流效益的途徑等。

（二）物流中心選址與規劃

物流中心的規劃不僅要考慮它的規模大小，而且要考慮其地理位置，此外還涉及社會化等多方面的因素。

（三）物流設施選擇與更新

在物流系統中，要考慮物流設備的選型、配備數量以及何時更新等問題，以便達到最好的經濟效益。

（四）生產計劃

在生產計劃方面，主要是從總體上確定生產、存儲和勞動力的配合等計劃以適應變動的需求計劃，此外還可用于生產作業計劃、日程表的編排等。同時，還有在合理下料、配料問題、物料管理等方面的應用。

（五）運輸問題

貨物的調運，運輸車輛的安排、調度，運輸路線的選擇等。

（六）庫存管理

在倉庫存量的管理方面，確定某些設施或設備的容量，如倉庫的儲量大小、車輛的運輸能力以及確定儲存多少等，這樣可以節省大量物資的存儲費用和運費并減少管理人員數量。

（七）市場銷售

廣告預算和媒介的選擇、競爭性定價、新產品開發、銷售計劃的制訂和客戶關系管理等方面。

除上述幾個方面外，還有物流組織機構設計、人力資源安排、物流系統績效評估等。

二、物流運籌學研究的內容

物流運籌學研究的內容相當豐富，分支也很多，根據其解決問題的主要特點可將其分為兩大類，即確定型模型和隨機型模型。確定型模型主要包括：線性規劃、非線性規劃、動態規劃、整數規劃、目標規劃、圖論與網絡模型等。隨機型模型主要包括：決策論、對策論、排隊論、庫存論以及可靠性理論等。

（一）數學規劃

數學規劃也叫做規劃論，包括線性規劃、非線性規劃、動態規劃、整數規劃和目標規劃等，是物流運籌學的一個重要分支，其研究對象是計劃管理工作中有關安排和估值的問題。解決的主要問題是在給定條件下，按某一衡量指標來尋找安排的最優方案。它可以表示為求函數在滿足約束條件下的極值問題。但它和古典的求極值問題又有本質上的不同，古典方法只能處理具有簡單表達式和簡單約束條件的情況，而現代的數學規劃中的問題、目標函數和約束條件都很復雜，而且要求給出某種精確度的數學解答，因此算法的研究特別受到重視。

1．線性規劃

線性規劃是最簡單的一類數學規劃問題。其用于解決現代物流管理中如何有效地利用現有人力、物力完成更多的任務，或在預定的任務目標下，如何耗用最少的人力、物力去實現等問題。這類統籌規劃問題，先根據問題要達到的目標選取適當的變量，問題的目標用變量的函數形式（稱為目標函數）表示，對問題的限制條件用有關變量的等式或不等式（稱為約束條件）表示。當變量連續取值，且目標函數和約束條件均為線性時，稱這類模型為線性規劃的模型。運輸問題、整數規劃、目標規劃都是線性規劃的特殊形式。要解決線性規劃問題，從理論上講都要解線性方程組，因此解線性方程組的方法，以及關于行列式、矩陣的知識，就是線性規劃中非常必要和重要的工具。單純形法的出現，對運籌學的發展起了重大的推動作用，特別是計算機的出現，使一些大型復雜的實際問題的解決成為現實。

2．非線性規劃

非線性規劃是線性規劃的進一步發展和繼續。現代物流的許多問題如運輸優化、庫存平衡、系統設計、客戶管理等，在進行規劃時，其目標函數或約束條件很難用線性函數表達。這樣我們把目標函數或約束條件中包含非線性函數的這類規劃問題稱為非線性規劃。非線性規劃擴大了數學規劃的應用范圍。一般來說，解非線性規劃問題要比解線性規劃問題困難得多，目前還沒有適于各種問題的一般算法，各個方法有自己特定的適用范圍，這是需要更深入研究的一個領域。

3．動態規劃

動態規劃是研究一個多階段決策過程總體最優化的一種方法。有些經營管理活動由一系列階段組成，把多階段的決策問題變換為一系列相互關聯的單階段決策，從而構成一個多階段的決策過程。它是求解某類問題的一種方法，是考察問題的一種途徑，而不是一種算法。它不像線性規劃那樣有標準的數學表達式和明確定義的一組規則，而必須具體問題具體分析。現代物流管理中的許多問題都可以用動態規劃來解決，如最優路徑問題、庫存問題、裝載問題和生產調度問題等。

（二）圖論與網絡分析

圖論是物流運籌學應用十分廣泛的一個分支。現代物流管理中經常碰到運輸網絡的合理布置與選擇、生產工序間的合理銜接搭配問題，各種管道、線路的通過能力以及倉庫、附屬設施的布局等問題。圖論中把一些研究對象用節點表示，對象之間的聯系用連線（邊）表示，點、邊的集合構成圖。如果給圖中各邊賦予某些具體的權數，并指定了起點和終點，則稱這樣的圖為網絡圖。圖論與網絡分析正是通過對圖與網絡性質及優化的研究，從而解決設計與管理中的時間最少、距離最短、費用最省等實際問題。

（三）排隊論

排隊論是物流運籌學的又一分支，又叫做隨機服務系統理論。它是主要研究系統隨機聚散現象的理論，即通過研究各種系統的排隊隊長、排隊的等待時間及所提供的服務等各種參數，以便求得更好的服務。其研究目的是要回答如何改進服務機構或組織被服務的對象，使得某種指標達到最優的問題。排隊論在物流過程中具有廣泛的應用，例如機場跑道設計和機場設施數量問題，如何才能既保證飛機起降的使用要求，又不浪費機場資源；又如碼頭的泊位設計和裝卸設備的購置問題，如何達到既能滿足船舶到港的裝卸要求，又不浪費港口資源；再如倉庫保管員的聘用數量問題、物流機械維修人員的聘用數量問題，如何達到既能保證倉儲保管業務和物流機械的正常運轉，又不造成人力浪費；等等，這些問題都可以運用排隊論方法加以解決。

（四）庫存論

庫存論也稱存儲論，是研究物資最優存儲策略及存儲控制的理論，即在各種供應和需求條件下，應當在什么時間，提出多大的訂貨批量來補充庫存，使得用于采購、貯存和可能發生的短缺的費用損失的總和最小。庫存是現代物流管理中的一個重要內容。合理的庫存能減少資金的占用，減少費用支出和不必要的周轉環節，縮短物資流通周期，加速再生產的過程等。在物流領域中的各節點：工廠、港口、配送中心、物流中心、倉庫、零售店等都或多或少地保有庫存，為了實現物流活動總成本最小或利益最大化，人們大多運用了存儲理論的相關知識，以輔助決策。

（五）對策論

對策論也叫博弈論或競賽論，它既是現代數學的一個新分支，也是物流運籌學的一個重要內容，是研究具有斗爭或競爭性質現象的數學理論和方法。參加斗爭或競爭的各方各自具有不同的目標和利益。為了達到各自的目標和利益，各方必須考慮對手的各種可能的行動方案，并力圖選取對自己最為有利或最為合理的方案。現代物流管理中如何與競爭對手合作共贏，如何占有更多的市場份額從而確立自身的優勢地位，都是對策論研究的內容。在具體分析過程中，它主要通過由局中人、策略和得失三要素組成的對策行為模型進行分析，來獲取最佳的競爭策略。

（六）決策論

決策論是研究決策理論與方法的科學。所謂決策就是為實現某一特定目標，根據客觀的可能性，借助于一定的科學手段和方法，從兩個或兩個以上的可行方案中，選擇一個最優方案并組織實施的全部行為過程。決策所要解決的問題是多種多樣的，在現代物流管理系統中，決策論通過對系統狀態的性質、采取的策略及效果的度量進行綜合研究，確定決策準則，并選擇最優的決策方案。決策問題是由決策者和決策域構成的，而決策域又由決策空間、狀態空間和結果函數構成，包括可供選擇的方案、衡量選擇方案的準則、客觀存在不為決策者所控制的事件、事件發生而產生的結果以及決策者的價值觀等。決策從不同的角度有不同的分類方法。針對不同類型的決策問題應采用不同的決策方法。