Bài Giảng Ứng Dụng Toán Trong Logistics.pdf

PowerPoint Presentation 4/19/2023 1 ỨNG DỤNG TOÁN TRONG LOGISTICS BM LOGISTICS VÀ CHUỖI CUNG ỨNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – HÀ NỘI NỘI DUNG Chương 1 Tối ưu hóa trong logistics Chương 2 Mô hình cân đối[.]

Trang 1

4/19/2023

1

ỨNG DỤNG TOÁN

TRONG LOGISTICS

BM LOGISTICS VÀ CHUỖI CUNG ỨNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – HÀ NỘI

NỘI DUNG

Chương 1: Tối ưu hóa trong logistics Chương 2: Mô hình cân đối liên ngành Chương 3: Bài toán vận tải

Chương 4: Bài toán quản lý dự trữ

TỔNG SỐ TÍN CHỈ: 2TC ( ~ 30 TIẾT)

Trang 2

 Các quyết định tối ưu trong logistics

CHƯƠNG 1: TỐI ƯU HÓA TRONG LOGISTICS

Mặc dù thuật ngữ

“logistics” và “chuỗi cung ứng” đôi khi được

sử dụng thay thế cho nhau, nhưng logistics là một yếu tố của chuỗi

Trang 3

4/19/2023

3

TỐI ƯU HÓA?

Là các cách thức định lượng nhằm hiện thực hóa tham vọng

của các tác nhân trong chuỗi cung ứng, làm mọi thứ nhanh

hơn, hiệu quả hơn, tiết kiệm hơn và cũng cần ít con người

hơn

Không có sự tối ưu hóa nào mà không có sự đo lường

1.1 Mạng lưới logistics (logistics networks)

1.1.1 Khái niệm

Mạng lưới Logistics là dòng chảy của vật liệu và sản phẩm thông qua cấu hình liên kết giữa các điểm nút và đường dẫn, được tổ chức đặc biệt và tích hợp trong một hệ thống kinh doanh hay một khu vực thị trường nhất định

Trang 4

4/19/2023

4

 Các điểm nút trong mạng lưới logistics tạo nên các cửa ngõ

ra vào và kết nối các dòng vận chuyển hàng hóa chính

Các điểm nút (đầu mối

chuyển tải và nhà kho)

mang đến cho các

doanh nghiệp giải pháp

vận chuyển hàng hóa

trong địa phương đó

1.1.2 Các loại hình mạng lưới vận tải phổ biến hiện nay

a Mạng lưới giao hàng trực tiếp (Direct Shipment network)

nhà cung cấp đến từng địa điểm của người mua dựa trên các tuyến đường được định trước

• Mạng lưới này chỉ phù hợp khi nhu cầu tại các địa điểm của người mua

đủ lớn để kích thước lô hàng tối ưu

so với khả năng chở của xe tải

Trang 5

4/19/2023

5

b Vận chuyển trực tiếp với Milk runs

nhà cung cấp đến nhiều nhà bán lẻ khác nhau hoặc xe tải đi từ

nhiều nhà cung cấp đến một địa điểm của người mua

c Hàng hóa vận chuyển từ nhà cung cấp đến trung tâm phân phối và được dữ trữ tại đó

 Các lô hàng được vận chuyển từ nhà cung cấp đến trung tâm phân phối và được lưu trữ tại đó cho đến khi có yêu cầu vận chuyển đến từng địa điểm mà người mua đề ra

Trang 6

4/19/2023

6

 Mạng lưới này phù hợp với những lô hàng đủ lớn hoặc

trong trường hợp nhà cung cấp không đủ điều kiện điều

phối đến các địa điểm của người mua

d Hàng hóa vận chuyển đến điểm trung chuyển trung gian với Cross-Docking

 Các nhà cung cấp sẽ chuyển các lô hàng đến một điểm trung chuyển trung gian (Cross-Dock - có thể là một trung tâm phân phối), sau đó hàng hóa sẽ được phân loại

và gửi đến các địa điểm của người mua mà không cần lưu trữ

Trang 7

4/19/2023

7

 Cross docking vs kho hàng truyền thống

hàng của khách, sau đó các sản phẩm được chọn, đóng gói

và chuyển đi

• Trong Cross Docking, khách

hàng được biết trước về

sản phẩm đến kho, phân

loại và chuyển đi mà không

cần lưu trữ Các lô hàng

thông thường chỉ ở lại

Crossdock không quá 24h

e Vận chuyển qua trung tâm phân phối và sử dụng Milk run (Cross-docking + Milk runs)

áp dụng cho những lô hàng có kích thước nhỏ, dòng hàng hóa sẽ được vận chuyển từ nhà cung cấp đến trung tâm phân phối và sau đó hàng hóa sẽ được vận chuyển tiếp đến từng địa điểm của người mua bằng Milk run

Trang 8

4/19/2023

8

• Đòi hỏi mức độ phối hợp các

phương tiện, khâu phân

loại… đáng kể cũng như định

tuyến và lịch trình phải phù

hợp

1.2 Các quyết định tối ưu trong Logistics

Tại sao phải tối ưu chi phí trong logistics?

tồn kho; Chi phí quản lý ; Chi phí kết cấu hạ tầng

VN: 60-65% ; 30-35% ; 5%

Chi phí logistics tại Việt Nam chiếm khoảng 16 - 18% GDP

 Chi phí logistics đã và đang là “gánh nặng” trên vai các doanh

nghiệp

Trang 9

4/19/2023

9

Các quyết định tối ưu trong logistics bao gồm:

1.2.1 Quyết định về mạng lưới phân phối

 Mạng lưới phân phối được doanh nghiệp tạo dựng lên nhằm phổ biến sp và giám sát sp từ nhà sản xuất đến nhà bán buôn/ nhà bán lẻ tới người tiêu dùng cuối cùng

 Mục tiêu của mạng lưới phân phối là tối ưu hoá quy trình trong hệ thống và đáp ứng được nhu cầu từ thị trường với mức giá thấp nhất  tạo lợi thế cạnh tranh lớn cho doanh nghiệp

Trang 10

4/19/2023

10

1.2.2 Quyết định về kế hoạch sản xuất

1.2.3 Tối ưu hóa giá cả

1.2.4 Kế hoạch vận tải

 Xe tải: kinh hoạt, đi mọi địa điểm

 Tàu thủy: thích hợp các mặt hàng cồng kềnh Khả năng chuyên chở cao + CP thấp

 Máy bay: Nhanh nhưng đắt Thích hợp các mặt hàng nhỏ, nhẹ, đắt tiền

 Xe lửa: Chi phí thấp nhưng khó khăn khi qua biên giới

 Đường ống: Chi phí xây dựng cao nhưng tiết kiệm phí giao hàng

 Giao hàng tận tay: Tốn chi phí và chậm

Trang 11

MÔ HÌNH CÂN ĐỐI LIÊN NGÀNH

 Mô hình cân đối liên ngành tĩnh

 Ứng dụng lập kế hoạch sản xuất

 Xác định mức sản xuất và nhu cầu cuối cùng của ngành

Trang 12

4/19/2023

12

Chương 2: Mô hình cân đối liên ngành

2.1 Giới thiệu mô hình cân đối liên ngành (Bảng I/O)

Leontief đưa ra vào năm 1927

phẩm cung cấp cho chính mình và cho các ngành khác như là

các yếu tố đầu vào, và một phần dùng cho tích lũy tiêu dùng và

xuất khẩu

 Mỗi ngành chỉ sản xuất một loại sản phẩm duy nhất, và sử dụng các yếu

tố đầu vào theo tỷ lệ cố định

 Sản phẩm của các ngành không thể thay thế nhau

 Hiệu quả sản xuất trong một ngành là do hiệu quả sản xuất trong ngành

này và hiệu quả của các ngành khác tạo ra

23

thống nhất gồm n ngành sx vật chất thuần túy khác nhau Giữa các ngành có mối qua lại mật thiết

bao gồm nhiều ngành thuần túy và ngành thuần túy có thể nằm trong nhiều ngành kinh tế khác nhau

tế trong hệ thống tài khoản quốc gia SNA (System of National Accounts) – gọi tắt là ISIC (International Standard Industrial Classification) do LHQ đưa ra

hiệu là ISIC 4.0

24

Trang 13

4/19/2023

13

 Căn cứ vào ISIC 4.0, Việt Nam xây dựng Danh mục Hệ thống ngành

kinh tế Việt Nam gồm 5 cấp (VSIC) - QĐ: 27/2018-QĐ-TTg:

 Ngành cấp 1 gồm 21 ngành được mã hóa theo bảng chữ cái lần lượt từ A

2 Bài toán mô hình cân đối liên ngành

 Bảng I/O phân tích:

 Giá trị/ khối lượng sp mỗi ngành được phân phối như thế nào?

 Giá trị/ khối lượng sp mỗi ngành được hình thành như thế nào?

 Phân tích tác động dây chuyền trong nền kinh tế

 Có bảng dạng hiện vật và dạng giá trị

26

Trang 14

4/19/2023

14

2.1 Bảng I/O dạng hiện vật đơn giản (gồm 4 khối)

ngành trong nội bộ nền kinh tế Gọi là “các sp trung gian”

thể ghi chi tiết thêm phần nhập khẩu

tiêu tiêu dùng, đầu tư hoặc/và xuất khẩu

động chưa sử dụng

27

Ngành sx Sản lượng Đơn vị Sp trung gian Sp cuối cùng

1

2

n

Q1 Q2

Qn

Tấn

Kw mét

qnLao động Q0 Người q01 q02 q0n q0

Qi: Sản lượng sp ngành i

qi: Sp cuối cùng ngành i

qị: để ngành j sx ra Qj sp thì ngành i cung cấp cho ngành j qịj sp

Q0: Tổng lao động

q0j: Lượng lao động sử dụng trong ngành j

q0: Lượng lao động sử dụng trong các lĩnh vực khác

28

Trang 15

4/19/2023

15

cho biết tình hình phân bố và sử dụng sp của các ngành kể cả

2.1.1 Ma trận hệ số chi phí trực tiếp dạng hiện vật

Là ma trận hệ số kỹ thuật – ma trận công nghệ A

Trang 16

4/19/2023

16

2.1.2 Ma trận hệ số chi phí toàn bộ dạng hiện vật

𝑖=1 Gọi chi phí cho việc sử dụng các yếu tố đầu vào (lao động) ngành

PT giá sp: 𝑷𝒋 = 𝒏𝒊=𝟏𝑷𝒊𝜶𝒊𝒋+ 𝒘𝒋

Dạng ma trận: P = w (I – A) -1 = w C

32

Trang 17

4/19/2023

17

 Nếu ở năm (t+1) có sự thay đổi của vecto w, ví dụ là sự

thay đổi của mức tiền công tính trên 1 sp của ngành là:

a Tìm ma trận hệ số kỹ thuật Giải thích ý nghĩa của α21

b Tìm ma trận hệ số chi phí toàn bộ Giải thích ý nghĩa của c32

c Tìm vecto hệ số sử dụng lao động

d Với 𝑤 𝑡𝑇= 0.05 0.1 0.15 và 𝑤 𝑡+1𝑇= 0.1 0.05 0.3 Xác định vecto giá sp của các ngành vào năm t và xác định mức giá thay đổi vào năm (t+1) so với năm t

34

Trang 18

e Nếu tổng sp ngành 3 là 500, hãy xác định lượng sp chuyển dịch từ ngành 2

sang ngành 3 với ma trận hệ số kỹ thuật ở câu c

và vectơ sử dụng lao động năm t : β(t) = (0.1; 0.2; 0.15)

kinh tế của phần tử c21 và tổng các phần tử ở cột 3

so với năm t Xác định vecto tổng sản phẩm và vecto lao động của các ngành

36

Trang 19

x0j: Giá trị lao động sử dụng trong ngành j

x0: Giá trị lao động sử dụng trong các lĩnh vực khác

Ngành sx GTSX Giá trị sp trung gian Giá trị Sp cuối cùng

xnLương Lđ X0 x01 x02 x0n x0

𝑛 𝑖=1

37

2.2.1 Ma trận hệ số chi phí trực tiếp dạng giá trị - A

Ý nghĩa: αij : để sx một đơn vị giá trị sp ngành j thì ngành i phải cung cấp cho ngành này một lượng sp có giá trị là αij đơn vị

Trang 20

4/19/2023

20

2.2.2 Ma trận hệ số chi phí toàn bộ dạng giá trị

Ý nghĩa: cij: để sx ra 1 đơn vị giá trị sp cuối cùng của ngành j thì ngành i

phải cung cấp cho ngành j một lượng sp có giá trị là cij

C = (I – A) -1

X = x C 2.2.3 Vecto hệ số sử dụng lao động dạng giá trị

Ý nghĩa: β0j: để tạo ra một đơn vị giá trị sp ngành j cần β0j đơn vị giá trị

lao động

𝛽0𝑗=𝑥0𝑗

𝑋 𝑗 ∀𝑗

39

Ví dụ: Cho bảng I/O dạng giá trị sau:

d Xác định vecto hệ số sử dụng lao động Nêu ý nghĩa của β 03

e Giả sử định mức về tiền lương lao động không đổi Với xt+1 = (300; 500; 700)

và ma trận hệ số chi phí trực tiếp ở câu b, hãy xác định GTSX và giá trị lao động sử dụng của mỗi ngành

f Lập bảng I/O với ma trận hệ số chi phí trực tiếp ở câu b biết GTSX ngành 1

là 600; ngành 2 là 800 và giá trị spcc ngành 3 là 230

Trang 21

 Bài toán cân bằng thu phát

 Trường hợp không cân bằng thu phát

CHƯƠNG 3: BÀI TOÁN VẬN TẢI

3.1 Khái niệm

 Là một dạng của bài toán quy hoạch tuyến tính

 Giải quyết vấn đề phân phối hàng hoá từ một số địa điểm cung cấp (điểm nguồn) đến một số địa điểm tiêu thụ (điểm đích) sao cho:

42

Trang 22

4/19/2023

22

mới khi xem xét một số phương án về địa điểm xây dựng

43

Giả sử có m kho hàng (A 1 , A 2 …A m ) cùng

chứa một loại hàng hóa, kho A i

3.2 Bài toán cân bằng thu – phát 3.2.1 Bài toán

 Ai là Trạm phát thứ i ; Bj là trạm thu thứ j

hàng yêu cầu ở n trạm thu (tổng thu)

 Lập phương án vận chuyển sao cho tổng chi phí vận chuyển nhỏ nhất

44

Trang 23

4/19/2023

23

 Gọi xij là số lượng hàng cần chuyển từ kho Ai tới điểm Bj

𝑚

𝑖=1

x ij ≥ 0

46

Trang 24

TP.HCM với lượng hàng lần lượt là: 55; 80 và 45 (kg) Theo đơn đặt hàng, công ty cần chuyển tới 4 siêu thị tại TP.HCM với lượng yêu cầu lần lượt là: 30, 35, 65 và 50 (kg) Lập bài toán tìm Phương án vận chuyển để tổng phí vận chuyển bé nhất biết Cước phí vận chuyển (10.000VND/kg) tương ứng như sau:

48

Kho 1 – sthi 1: 3 Kho 2 – sthi 1: 4 Kho 3 – sthi 1: 6 Kho 1 – sthi 2: 4 Kho 2– sthi 2: 2 Kho 3 – sthi 2: 2 Kho 1 – sthi 3: 4 Kho 2 – sthi 3: 3 Kho 3 – sthi 3: 1 Kho 1 – sthi 4: 5 Kho 2 – sthi 4: 3 Kho 3 – sthi 4: 4

Trang 25

4/19/2023

25

3.2 Thuật toán thế vị

B1: Kiểm tra tính cân bằng thu – phát

B2: Tìm phương án xuất phát (Góc Tây Bắc, cước phí tối

thiểu; xấp xỉ Vogel)

B3: Kiểm tra tính suy biến của phương án cực biên (PACB)

- Nếu PACB là không suy biến: tìm PATU bằng PP

thế vị

- Nếu PACB là suy biến  đưa về thành phương án

không suy biến rồi tìm PATU bằng PP thế vị

B4: Kết luận PATU

49

3.2.1 Kiểm tra tính cân bằng thu – phát

Tính tổng lượng hàng tại các điểm thu và các điểm phát

Trang 26

4/19/2023

26

a Phương pháp góc Tây Bắc

Tiến hành phân phối tối đa vào ô góc ở trên cùng bên trái

(Góc Tây Bắc) Sau khi phân phối xong, xóa bỏ dòng hoặc

cột đã phân phối hết hoặc đã nhận đủ để được bảng vận tải

mới Sau đó tiến hành phân phối tối đa vào góc trên bên

trái của bảng mới này Cứ như vậy cho tới những ô cuối

cùng

Tìm phương án ban đầu của bài toán vận tải tại VD1 bằng

phương pháp góc tây bắc và tính tổng chi phí

51

 VD: Có bài toán vận tải theo VD1:

52

THU PHÁT

Trang 27

4/19/2023

27

b Phương pháp cước phí tối thiểu

Phương pháp này được thực hiện trên nguyên tắc ưu tiên

phân phối tối đa vào ô có cước phí bé nhất trong bảng vận

tải

Chú ý: Nếu có nhiều ô có cước phí bé nhất thì phân phối vào

ô nào cũng được

Tìm phương án ban đầu của bài toán vận tải tại VD1 bằng

phương pháp cước phí tối thiểu và tính tổng chi phí

53

54

THU PHÁT

Trang 28

B1: Xác định chênh lệch cước phí mỗi hàng và mỗi cột Chọn chênh lệch

lớn nhất để ưu tiên phân phối tối đa hàng

• Chú ý:

 Nếu có nhiều hàng hoặc cột có cùng mức chênh lệch lớn nhất, ta xác định

TRŨNG (ô giao giữa hàng và cột đang xét có cước phí nhỏ nhất) để ưu tiên

phân phối tối đa hàng

 Nếu KHÔNG CÓ TRŨNG thì ưu tiên phân phối cho ô có cước phí nhỏ nhất

trong số hàng và cột đang xét

B2: Sau mỗi lần phân phối tối đa thì xóa hàng hoặc cột đã hết hàng hoặc

nhận đủ hàng, ta được bảng vận tải mới Tiếp tục tính chênh lệch ở

hàng và cột mới và làm theo bước 1

55

Tìm phương án ban đầu của bài toán vận tải tại VD1 bằng

phương pháp xấp xỉ Vogel và tính tổng chi phí

THU PHÁT

Trang 29

4/19/2023

29

 VD2: Tìm phương án ban đầu của bài toán vận tải sau bằng

phương pháp xấp xỉ Vogel và tính tổng chi phí , so sánh tổng

chi phí với 2 phương pháp trên

THU PHÁT

Trang 30

B3: Kiểm tra tính suy biến của pACB

- Nếu PACB là không suy biến: tìm PATU bằng phương

pháp thế vị

- Nếu PACB là suy biến  đưa về thành phương án

không suy biến rồi PATU bằng phương pháp thế vị

-B4: Kết luận PATU

59

3.2.3 Kiểm tra tính suy biến của PACB

a. Phương án cực biên (PACB)

 PACB là PA có số ô chọn (ô có xij >0) tối đa là m+n-1

thấp nhất, góc Tây Bắc, xấp xỉ vogel thì đồng thời là PACB

b Phương án cực biên suy biến và không suy biến

 PACB không suy biến là PACB có số ô chọn = m+n-1

 PACB suy biến là PACB có số ô chọn < m+n-1

Ô có xij = 0: ô loại

Trang 31

- Số ô tối đa không tạo thành vòng là m+n-1

- Trên cùng 1 dòng hay 1 cột không có quá 2 ô chọn

- Hai chọn ô liên tiếp thì nằm trên cùng 1 dòng hay 1 cột

* Định lý:

 Một PA được gọi là PACB của bài toán vận tải khi và chỉ khi tập các ô chọn của nó không chứa vòng/ chu trình

 Với X là PACB không suy biến, nếu bổ sung một ô loại bất

kỳ vào bảng vận tải thì ô loại này sẽ tạo thành vòng tròn duy nhất với một số ô chọn đã có

 Chú ý: vòng này phải xuất phát từ ô loại bổ sung, không nhất thiết đi qua tất cả các ô chọn

Tiêu đề	Ứng Dụng Toán Trong Logistics
Trường học	Trường Đại Học Thủy Lợi
Chuyên ngành	Logistics
Thể loại	Bài giảng
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	43
Dung lượng	1,64 MB