第五章 物流與供應(yīng)鏈管理-運輸管理

1、123物流網(wǎng)絡(luò)的物流網(wǎng)絡(luò)的“運輸連接點運輸連接點”“”“運輸路徑運輸路徑”“”“運輸手運輸手段段”車站物流中心港口機(jī)場貨場運輸連接點車站物流中心港口機(jī)場貨場運輸連接點運輸手段運輸路徑汽車 飛機(jī)船舶 列車 管道公路 水路 管網(wǎng)航空線路 鐵路運 輸 運輸網(wǎng)絡(luò)示意圖運輸網(wǎng)絡(luò)示意圖4 地域分工專業(yè)化 規(guī)模經(jīng)濟(jì) 競爭加劇 土地價值的提高5，包括速度（不管是門到門，還是站到站）、可靠性和服務(wù)頻率。要使用，設(shè)備影響運輸?shù)臏?zhǔn)備、運輸貨物的大小和裝卸成本。運輸服務(wù)，包括主要服務(wù)的費用以及由使用者承擔(dān)的附加費用。后者包括取貨和送貨成本、包裝成本、損壞和滯留成本以及其他特殊服務(wù)。6 短時儲存短時儲存物品移動物品移動

2、7 經(jīng)濟(jì)形式存在原因舉 例批量經(jīng)濟(jì)1.固定費用可以按整票貨物量分?jǐn)偂?.享受運價折扣1. 整車運輸?shù)拿繂挝怀杀镜陀诹銚?dān)運輸。2. 能力較大的運輸工具的每單位運輸成本要低于能力較小的運輸工具。距離經(jīng)濟(jì)1.分?jǐn)偟矫繂挝痪嚯x的裝卸費用隨距離的增加而減少；2.費率隨距離的增加而減少。800公里的一次裝卸成本要低于400公里二次裝卸。8 運輸成本 運輸時間（速度） 運輸時間變化率（一致性） 安全性 可達(dá)性 受理能力9 與運輸工具相關(guān)的成本 固定運營成本 與運距有關(guān)的成本 與運量有關(guān)的成本 運營成本 運輸成本 庫存成本 作業(yè)成本 服務(wù)水平成本10 運輸成本運輸時間（速度）運輸時間變化率（一致性）安全性可達(dá)

3、性受理能力11 運輸分類適用范圍公路運輸具有很強(qiáng)的靈活性，主要承擔(dān)近距離、小批量的貨運。鐵路運輸主要適用于長距離、大數(shù)量的貨運和沒有水運條件的地區(qū)的貨運。水路運輸承擔(dān)大數(shù)量、長距離的運輸；并在內(nèi)河及沿海，擔(dān)任補(bǔ)充及銜接大批量干線運輸。航空運輸主要適用于對時效性要求高的高價值貨物的運輸。管道運輸主要適用于大宗流體貨物，如石油、天然氣、煤漿、礦石漿體等。12運輸方式運輸方式運作特點運作特點成本成本1=最高平均運送時間平均運送時間1=最快運作時間的變化率運作時間的變化率安全性安全性1=最高絕對值絕對值1=最低百分比百分比1=最低鐵路運輸鐵路運輸33435公路運輸公路運輸22324航空運輸航空運輸11

4、153水上運輸水上運輸55542管道運輸管道運輸4421113運輸分類特 點自營運輸多限于公路運輸，以汽車為主要運輸工具，且多以近距離小批量貨物運輸為主。經(jīng)營性運輸常見于公路、鐵路、水路、航空等運輸業(yè)中，是運輸業(yè)的發(fā)展方向。最常見的汽車營業(yè)運輸系統(tǒng)一般可分專線運輸及包車運輸。公共運輸體系的構(gòu)建投資相當(dāng)大，回收期長，風(fēng)險大，與國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展息息相關(guān)，是一種基礎(chǔ)性系統(tǒng)，在我國一般沒有相應(yīng)的企業(yè)投資經(jīng)營。14 運輸分類特特 點點干線運輸速度一般較同種工具的其他運輸要快，成本也較低，是運輸?shù)闹黧w。支線運輸與收、發(fā)貨地點之間的補(bǔ)充性運輸形式，路程較 短，運輸量相對較小。二次運輸 由于是某個單位的需要，所

5、以運量也較小。廠內(nèi)運輸 一般在車間與車間之間，車間與倉庫之間進(jìn)行。15運輸分類時 序 性集貨運輸貨物“集中”后才能利用干線運輸形式進(jìn)行遠(yuǎn)距離及大批量運輸。配送運輸干線運輸完成后將貨物“分發(fā)”給零散分布的各個用戶。16 運輸分類特 點一般運輸 運輸工具及運輸方式單一，運輸服務(wù)的適應(yīng)性不強(qiáng)。聯(lián)合運輸可縮短貨物的在途運輸時間，加快運輸速度，節(jié)省運費，提高運輸工具的利用率，同時可以簡化托運手續(xù)，方便用戶。多式聯(lián)運比一般的聯(lián)合運輸規(guī)模要大，并且反復(fù)地使用多種運輸手段，以實現(xiàn)最優(yōu)化運輸服務(wù)。17n多式聯(lián)運是指在貨物從始發(fā)地運往目的地的過程中使用兩種或以上運輸方式。n多式聯(lián)運實現(xiàn)了運輸產(chǎn)品的完整性和高效率。

6、18192021 運輸距離運輸距離運輸環(huán)節(jié)運輸環(huán)節(jié)運輸工具運輸工具運輸時間運輸時間運輸費用運輸費用22n 對流運輸n 迂回運輸n 過遠(yuǎn)運輸n 重復(fù)運輸n 無效運輸n 運力選擇不當(dāng)23 小王從溫州購買了100箱鞋子，準(zhǔn)備運往烏魯木齊銷售。 他雇了一輛15噸的載貨汽車運輸。 小張從重慶運送200t土特產(chǎn)到上海，他選擇鐵路運輸 方式。 王新要從南昌運50頭生豬到南京，他選擇公路運輸，走 南昌鷹潭杭州南京線。 從浙江長興運到上海的建筑材料都采用內(nèi)河航運走 長湖申航線。 陜西固原某企業(yè)從山西大同采購了一批煤炭。1234524 提升服務(wù) 降低成本空車回程（empty backhaul）缺乏專業(yè)貨運管理技術(shù)

7、資金可用性貨物丟失和損壞25（1）較慢的運輸模式會引起較大的中轉(zhuǎn)或運輸庫存；（2）較大運量的運輸方式會出現(xiàn)訂單批量超過需求量的情況，從而增 加庫存；（3）不可靠的運輸模式會引起安全庫存的提高。：既能滿足顧客需求，又使總成本最低 的服務(wù)。26 某箱包公司生產(chǎn)系列箱包產(chǎn)品，其分撥計劃是將生產(chǎn)的成品先存放在工廠，然后由工廠運往公司自有的基層倉庫。目前，公司使用鐵路運輸將工廠的成品運往倉庫。鐵路運輸?shù)钠骄鶗r間為 T=21天，每個存儲點平均儲存100000件箱包，箱包的平均價值 C=30元，庫存成本 I=30% 每年。 公司希望選擇使總成本最小的運輸方式。據(jù)估計，運輸時間從目前的21天每減少一天，平均庫

8、存水平可以減少 1%。每年倉庫賣出 D=700000件箱包。公司可以利用以下運輸服務(wù)： 其中采購成本和運輸時間的變化忽略不計。運輸服務(wù)方式運輸費率(元/單位)門到門運送時間T（天）每年運輸批次鐵路運輸0.12110卡車運輸0.2520航空運輸1.424027 u 運輸成本，不同運輸方式的運輸成本不同，各種運輸方式下的運輸成本為年運輸量與運輸費率的乘積。u 在途貨物的庫存成本，不同運輸方式將影響貨物的在途時間，在途庫存的持有成本不同。在途庫存成本為 ICDT/365。u 分撥渠道兩端的庫存成本。分撥渠道兩端的平均庫存大約是Q/2，其中Q是運輸批量。每單位貨物的庫存成本為IC，但產(chǎn)品價值C在分撥渠

9、道的不同地點是不同的。在工廠，C是產(chǎn)品的出廠價值，在倉庫，C是產(chǎn)品的出廠價值加上運輸費率。28如果使用卡車運輸，運輸時間減少到5天，兩個端點的庫存水平比使用鐵路運輸減少50%。29一、起、止點不同的單一路徑規(guī)劃一、起、止點不同的單一路徑規(guī)劃 這類路徑規(guī)劃問題稱為最短路問題。最短路徑問題是線路優(yōu)化模型理論中最為基礎(chǔ)的問題之一。 假設(shè)有一 n個節(jié)點和 m條弧的連通圖G（Vn,Em),并且圖中的每條弧（i,j）都有一個長度cij (或者費用cij)，則最短路徑問題為：在連通圖中找到一條從節(jié)點1到節(jié)點n距離最短（或費用最低）的路徑。 （1）Dijkstra算法；（2）逐次逼近法；（3）Floyd算法。

10、 下面通過一個實例對該類問題進(jìn)行說明。30例例1： 某運輸公司簽訂了一項運輸合同，要把A市的一批貨物運送到B市，該公司根據(jù)這兩個城市之間可選擇的行車路線的地圖繪制了如圖所示的公路網(wǎng)絡(luò)。圖中，圓圈也稱節(jié)點，代表起點、目的地和與行車路線相交的其他城市。鏈代表兩個結(jié)點之間的公路，每一條公路都標(biāo)明運輸里程。2165434283274111A市市B市市:5-1 A、B兩地之間運輸路線示意圖 問題：從A市出發(fā)到達(dá)B市，可以有很多條路線可以選擇。如何選擇運輸路線，才能使總路程的長度最短？31解答：最短路的計算方法解答：最短路的計算方法（1）找出第 n 個距起點最近的節(jié)點。對n=1,2,，重復(fù)此過程，直到所找

11、出的最近節(jié)點是終點。（2）在前面的迭代過程中找出（n-1）個距起點最近的節(jié)點，及其距起點最短的中徑和距離，這些節(jié)點和起點統(tǒng)稱為已解的節(jié)點，其余的稱為未解節(jié)點。（3）每個已解的節(jié)點和一個或多外未解的節(jié)點相連接，就可以得出一個候選點連接距離最短的未解點。如果有多個距離相等的最短連接，則有多個候選點。（4）將每個已解節(jié)點與其候選點之間的距離累加到該已解節(jié)點與起點之間最短路徑的距離上，所得出的總距離最短的候選點就是第n個最近的節(jié)點，其最短路徑就是得出該距離的路徑（若多個候選點都得出相等的最短距離，則都是已解節(jié)點）。32步驟直接連接到未解節(jié)點的已解節(jié)點與其直接連接的未解結(jié)點相關(guān)總成本第n個最近解點最小成

12、本最新連接111234112 41-22122345114+7=114+2=6562-5312553446114+7=116+3=96+8=14495-4414453366119+1=109+4=136+8=143104-3534566610+2=129+4=136+8=146123-6最短路徑法的計算步驟表通過上表的計算可知，最短路徑為1-2-5-4-3-6，最短距離為12。最短路徑法適合利用計算機(jī)進(jìn)行求解，把運輸網(wǎng)絡(luò)中的鏈和節(jié)點的資料都存入數(shù)據(jù)庫中，選好起點和終點后，可很快算出最短路徑。33二多個起、止點的路徑規(guī)劃二多個起、止點的路徑規(guī)劃 當(dāng)有多個貨源和多個目的地時，就需要指定目的地的供貨

13、地，同時要找到供貨地、目的地之間的最佳路徑。例例2 某公司下屬三個倉庫，供應(yīng)四個客戶的需要，三個倉庫的供應(yīng)量和四個客戶的需求量，以及由各倉庫到各客戶的運輸單價如下表所示。求運輸費用最少的運輸方案。 銷地客戶1客戶2客戶3客戶4供應(yīng)量運價產(chǎn)地倉庫A311310700倉庫B1928400倉庫C74105900需求量 300600500 600200034，該方法適合于對相對簡單的問題進(jìn)行求解，求解過程方便直觀，而且由于計算量不大，可以用手工直接完成。利用表上作業(yè)法有兩個基本步驟：（1）確定初始調(diào)運方案 最小元素法是按運價表依次挑選運費小的供-需點組合，盡量優(yōu)先安排運費最低組合的方法。 311310

14、1928734105 銷地客戶1客戶2客戶3客戶4供應(yīng)量運價產(chǎn)地倉庫A400300700倉庫B300100400倉庫C600300900需求量300600500600表1 初始調(diào)運方案35（2）初始方案的檢驗最優(yōu)方案的數(shù)字特征檢驗數(shù)：閉回路：閉回路： 從理論上講，對于表上作業(yè)法的初始方案來說，從調(diào)運方案表上的一個空格出發(fā)，存在一條且僅存在一條以該空格（用xij表示）為起點，以其他填有數(shù)字的點為其他頂點的閉合回路，簡稱閉回路。這個閉回路有以下性質(zhì)：每個頂點都是轉(zhuǎn)角點；閉合回路是一條封閉折線，每一條邊都是水平或垂直的；每一行（列）若有閉合回路的頂點，則必有兩個。 只有從空格出發(fā)，其余各轉(zhuǎn)角點所對應(yīng)

15、的方格內(nèi)均填寫數(shù)字時，所構(gòu)成的閉合回路才是我們所說的閉回路；另外，過任一空格的閉合回路不僅是存在的，而且是唯一的。36 銷地客戶1客戶2客戶3客戶4供應(yīng)量產(chǎn)地倉庫A400300700倉庫B300100400倉庫C600300900需求量300600500600 表2 給出了單元格（1，1）和（3，1）所形成的閉回路：（1，1）（1,3）(2，3)（2，1）（1，1）（3，1）（2，1）（2，3）（1，3）（1，4）（3，4）（3，1）。其他空格的閉回路與此同理。 在調(diào)運方案內(nèi)的每個空格所形成的閉回路上，作單位物資的運量調(diào)整，總可以計算出相應(yīng)的運費是增加還是減少。把所計算出來的每條閉回路上調(diào)整單

16、位運量而使運輸費用發(fā)生變化的增減值，稱其為檢驗數(shù)。如果檢驗數(shù)小于0，表示在該空格的閉回路上調(diào)整運量會使運費減少；相反，如果檢驗數(shù)大于0，則會使運費增加。表2 初始調(diào)運方案37用閉回路法求檢驗數(shù)時，需給每一空格找一條閉回路。當(dāng)產(chǎn)銷點很多時，這種計算很繁，可以用較為簡便的方法“位勢法”求解。設(shè)u1,u2,um；v1,v2,vn，是對應(yīng)運輸問題的m+n個約束條件的對偶變量。在初始調(diào)運方案中x13,x14,x21,x23,x32,x34是基變量，這時對應(yīng)的檢驗數(shù)是：基變量 檢驗數(shù)x21 c21-( u2+v1)=0 設(shè)v1=0，并且c21=1 所以 u2=1x23 c23-(u2+v3)=0 2-(

17、u2+v3)=0 x13 c13-(u1+v3)=0 3-( u1+v3)=0 x14 c14-(u1+v4)=0 10-( u1+v4)=0 x34 c34-(u3+v4)=0 5-( u3+v4)=0 x22 c22-(u2+v2)=0 4-( u2+v2)=038通過這些方程可以求得u1=2 u2=1 u3= -3 v1=0 v2=7 v3=1 v4=8在初始解調(diào)運方案中增加一行一列，在列中填入ui,在行中填入vi。接下來，按ij=cij-(ui+vj)計算所有空格的檢驗數(shù)。完成后的表格見表6.6。3113101928734105 銷地客戶1客戶2客戶3客戶4ui運價產(chǎn)地倉庫A12002

18、倉庫B010-11倉庫C100120-3vi0718表3 檢驗數(shù)表格39（3）方案調(diào)整 判定一個初始調(diào)運方案不是最優(yōu)調(diào)運方案的標(biāo)準(zhǔn)，是在檢驗數(shù)表格中出現(xiàn)負(fù)值的檢驗數(shù)。如果檢驗數(shù)的負(fù)值不止個時，一般選擇負(fù)檢驗數(shù)絕對值最大的空格作為具體調(diào)整對象。 從表3可以發(fā)現(xiàn)，單元格x24的檢驗數(shù)是負(fù)數(shù)，因此對其進(jìn)行調(diào)整，具體過程如表4所示。x13400+100=500 x14300-100=200 x23100-100=0 x240+100=100表表4 調(diào)動方案調(diào)整表調(diào)動方案調(diào)整表 從單元格x24開始，沿閉回路在各奇數(shù)次轉(zhuǎn)角點中挑選運量的最小數(shù)值作為調(diào)整量。在此將x23單元格的100作為調(diào)整量，將亮個數(shù)填入

19、單元格x24內(nèi)，同時調(diào)整該閉回路中其他轉(zhuǎn)角點上的運量，使各行、列保持原來的供需平衡，這樣注得到一個新的調(diào)運方案，如表5所示。403113101928734105 銷地客戶1客戶2客戶3客戶4供應(yīng)量 運價產(chǎn)地倉庫A500200700倉庫B300100400倉庫C600300900需求量300600500600按新方案計算調(diào)運物資的運輸費用為：3500+10200+8100+4600+5300 = 8500元新方案是否最優(yōu)方案，還需再進(jìn)行檢驗。經(jīng)計算，該新方案的所有檢驗數(shù)都是非負(fù)數(shù)，說明該方案已經(jīng)是最優(yōu)方案了。41 物流管理人員經(jīng)常會遇到起點和終點相同的路徑規(guī)劃問題。例如，從某倉庫送貨到零售店然后

20、返回的路線；從零售店到客戶地點配送的路線規(guī)劃。起點和終點重合的路徑問題一般被稱為“流動推銷員”問題（TSP, Traveling Salesman Problem），是運籌學(xué)、圖論和組合優(yōu)化中的典型問題。 TSP問題一般描述如下：一個旅行者從出發(fā)地出發(fā)，經(jīng)過所有要到達(dá)的城市后，返回到出發(fā)地，要求合理安排其旅行路線，使得總旅行距離（或旅行費用、旅行時間等）最短。人們已經(jīng)提出不少方法來解決這類問題。如果某個問題中包含很多個點，要找到最優(yōu)路徑是不切實際的，因為許多現(xiàn)實問題的規(guī)模太大。啟發(fā)式算法是求解這類問題的好辦法。42 車輛路線安排問題（車輛路線安排問題（VRP, Vehicle Routing

21、Problem）是指對物流配送的車輛進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。該問題一般可以描述如下：對一系列裝貨點或（和）卸貨點，組織適當(dāng)合理的行車路線，使車輛有序地通過他們，在滿足一定的約束條件下（如貨物需求量、發(fā)送量、交發(fā)貨時間、車輛容量、數(shù)目限制、車輛行駛里程、時間限制等）下，達(dá)到一定的目標(biāo)（如最短路程、最小費用、最短時間、最少車輛等）。該問題涉及了多輛交通工具的服務(wù)對象的選擇和路徑（服務(wù)順序）確定兩方面的問題。 VRP問題是組合優(yōu)化領(lǐng)域著名的NP難題之一，求解方法一般相當(dāng)復(fù)雜，通常的做法是應(yīng)用相關(guān)技術(shù)問題分解或者轉(zhuǎn)化為一個或多個已經(jīng)研究過的基本問題（如旅行商問題、指派問題、最短路問題等），再使用相對比較成熟的基本理論和方法進(jìn)行求解。43（1）。倉庫的級數(shù)，每級倉庫的數(shù)量、地點和規(guī)模；（2）。車輛的型號和數(shù)量，每種車輛的容積和運作費用，出發(fā)時間和返回時間，司機(jī)休息時間，最大的里程和時間限制；（3）。由于各處的工作時間不同，每個站點每天只允許在特定的時間內(nèi)取貨和/或送貨；（4）。顧客需求，裝載、卸載，所處的地理位置，分離需求，優(yōu)先等級；（5）。車流密度，道路交通費用，距離或時間屬性；（6）。貨物的種類多少，兼容性，貨物的保鮮；（7）。工人每天的工作時間，車輛的周期維護(hù)。44（1）安排車輛負(fù)責(zé)相互距離最接近的站點的貨物運輸；（2）安排車輛各日途經(jīng)站點時，應(yīng)注意使站點群更加緊湊。如果一周內(nèi)各日服務(wù)的站