物流企業(yè)運(yùn)輸成本優(yōu)化模型研究

物流企業(yè)運(yùn)輸成本優(yōu)化模型研究

1物流成本占gdp的比重較高物流行業(yè)的高成本意味著中國(guó)的物流行業(yè)發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐洲和美國(guó)的發(fā)達(dá)國(guó)家。2011中國(guó)物流信息中心的統(tǒng)計(jì)核算結(jié)果顯示,我國(guó)物流總成本占GDP的比重為17.8%,而歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家只占到10%左右。最大限度地降低物流成本成為我國(guó)物流企業(yè)與歐美國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)需要著重解決的問(wèn)題。運(yùn)輸作為物流企業(yè)的重要業(yè)務(wù),其成本占到物流成本的40%左右。因此,通過(guò)優(yōu)化物流企業(yè)運(yùn)輸成本來(lái)降低物流成本,將對(duì)我國(guó)物流企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的提升具有重要作用。2物流企業(yè)運(yùn)輸流量模型本文假設(shè)物流企業(yè)的運(yùn)輸成本函數(shù)是線性函數(shù),即平均運(yùn)輸成本是一個(gè)固定常量,與貨物的運(yùn)輸流量沒(méi)有關(guān)系。這樣,貨物的運(yùn)輸流量則通過(guò)線性規(guī)劃的方式來(lái)進(jìn)行分配,目標(biāo)函數(shù)是總的運(yùn)輸成本最小化。針對(duì)物流企業(yè)運(yùn)輸中是否存在中轉(zhuǎn)站的問(wèn)題,將其分為不含中轉(zhuǎn)站模型和含中轉(zhuǎn)站模型。其中不含中轉(zhuǎn)站模型依據(jù)總供給量與總需求量是否平衡,分為不含中轉(zhuǎn)站的供需平衡模型與不含中轉(zhuǎn)站的供需不平衡模型。2.1運(yùn)輸時(shí)不經(jīng)過(guò)立地的總運(yùn)輸成本假設(shè)某物流企業(yè)有m個(gè)發(fā)貨點(diǎn)分別為Al,A2,……,Am,發(fā)送量分別為a1,a2,…,am。同時(shí),有n個(gè)接收點(diǎn),分別為Bl,B2,…,Bn,接收量依次是bl,b2,…,bn。從發(fā)貨點(diǎn)Ai到接收點(diǎn)Bj進(jìn)行貨物運(yùn)輸時(shí)不經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)站,運(yùn)輸單價(jià)為cij,且總的發(fā)送量mi=1Σai與總的接收量nj=1Σbj相等。那么,不含中轉(zhuǎn)站的供需平衡條件是運(yùn)輸成本最小。總運(yùn)輸成本為Z=mi=1Σnj=1Σcijxij,其中xij表示從發(fā)貨點(diǎn)Ai到接收點(diǎn)Bj的物資運(yùn)輸量。另外,從第i個(gè)發(fā)貨點(diǎn)Ai到達(dá)n個(gè)接收點(diǎn)的貨物總量等于接受點(diǎn)Bj的供給量,第j個(gè)接收點(diǎn)Bj收到m個(gè)發(fā)貨點(diǎn)的貨物總量等于發(fā)貨點(diǎn)Ai的接收量,即nj=1Σxij=ai(i=1,2,…,m),mi=1Σxij=bj(j=1,2,…,n)。于是,物流企業(yè)不含中轉(zhuǎn)站的供需平衡模型為:該供需平衡模型是一個(gè)線性規(guī)劃模型,包含m×n個(gè)變量,并且由m+n-1個(gè)獨(dú)立的約束方程組成。2.2貨物需求量和運(yùn)輸量處于平衡狀態(tài)在不含中轉(zhuǎn)站的物流企業(yè)運(yùn)輸中,還會(huì)存在總的發(fā)送量和總的接收量不相等的情形。如當(dāng)發(fā)送量大于接收量,即mi=1Σai>nΣbj時(shí),供需不平衡模型為:為了將其轉(zhuǎn)化為供需平衡模型,需要將式(2)中的第一個(gè)不等式進(jìn)行轉(zhuǎn)化。于是,假想一個(gè)發(fā)貨點(diǎn)Bn+1,其需求量為b=mi=1Σainj=1Σbj,用來(lái)儲(chǔ)存未被接受的多余物資。那么,從發(fā)貨點(diǎn)到接收點(diǎn)的運(yùn)輸量為xi,n+1,則總的發(fā)貨點(diǎn)發(fā)送量和接收點(diǎn)接收量處于平衡,即ni=1Σxij+xi,n+1=n+1j=1Σxij=ai(i=1,2,…,m),mi=1Σai=bn+1+nj=1Σbj=n+1j=1Σbj,約束條件為mi=1Σxi,n+1=bn+1。另外,由于發(fā)貨點(diǎn)Bn+1是一個(gè)假想地,因此,對(duì)于沒(méi)有發(fā)完的貨物就需要貯存,即發(fā)貨點(diǎn)Bn+1的運(yùn)輸單價(jià)為Ci,n+1=0(i,1,2,…,m)。綜上所述,可以將該類問(wèn)題的不平衡模型(式2)轉(zhuǎn)化為供需平衡模型:同理,對(duì)于發(fā)送量小于接收量的情形,需要架設(shè)一個(gè)假想的接收地Am+1,它的運(yùn)輸單價(jià)為Cm+1,j=0(j=1,2,…,n),則轉(zhuǎn)化而來(lái)的供需平衡模型為:2.3發(fā)貨地和接收地的數(shù)量在物流企業(yè)的實(shí)際運(yùn)輸中,考慮到轉(zhuǎn)運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性,經(jīng)常會(huì)將物品經(jīng)過(guò)中轉(zhuǎn)站運(yùn)輸至目的地。假設(shè)物流企業(yè)的m個(gè)發(fā)貨地和n個(gè)接收地都可以作為中轉(zhuǎn)站,那么,發(fā)貨地和接收地的數(shù)量皆為m+n個(gè)。在建立中轉(zhuǎn)站模型之前,需要假設(shè)發(fā)貨地的產(chǎn)量為ai,接收地的產(chǎn)量為bj,從發(fā)貨地到接收地的運(yùn)輸量為xij,從發(fā)貨地到接收地的運(yùn)輸單價(jià)為cij,第i個(gè)地點(diǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)物資的數(shù)量為ti,第i個(gè)地點(diǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)物資的費(fèi)用為ci?，F(xiàn)將所有的發(fā)貨地和接收地進(jìn)行編號(hào),并假設(shè)運(yùn)輸平衡,即。根據(jù)前面對(duì)不含中轉(zhuǎn)站的平衡問(wèn)題分析,可得出如下優(yōu)化模型:3b.m公司的倉(cāng)庫(kù)本文選取A物流公司為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行運(yùn)輸成本優(yōu)化分析。A物流公司是一家第三方物流企業(yè),主要為省內(nèi)外的客戶提供運(yùn)輸、配送、倉(cāng)儲(chǔ)等服務(wù)。當(dāng)前,公司將要向M公司運(yùn)輸兩類產(chǎn)品:X和Y。已知,M公司有11個(gè)倉(cāng)庫(kù)和6個(gè)銷售地,且銷售地的總需求量為104t。用A1到A11來(lái)表示M公司的11個(gè)倉(cāng)庫(kù),均含有X和Y這兩種產(chǎn)品。各倉(cāng)庫(kù)的具體存儲(chǔ)量和運(yùn)輸距離見(jiàn)表1。A物流公司的平均運(yùn)輸單價(jià)為3元/km,并且運(yùn)費(fèi)與運(yùn)輸距離成正比關(guān)系。因此,根據(jù)表1可推算出各倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)價(jià)。分別用路段分區(qū)作業(yè)法和線性規(guī)劃優(yōu)化模型法對(duì)A物流企業(yè)的運(yùn)輸成本進(jìn)行計(jì)算,以探尋物流成本的優(yōu)化方法。3.1倉(cāng)庫(kù)運(yùn)算和表a部分?jǐn)?shù)據(jù)的計(jì)算根據(jù)M公司的貨物供需狀況、交通條件以及道路運(yùn)輸?shù)匦螌?duì)其運(yùn)輸作業(yè)按區(qū)域劃分為A、B、C三區(qū)。各個(gè)區(qū)域、各個(gè)銷售點(diǎn)的需求情況與各個(gè)倉(cāng)庫(kù)的供給情況見(jiàn)表2。結(jié)合表1的信息,可知B區(qū)的需求是無(wú)法滿足的,需要從附近的區(qū)域進(jìn)行調(diào)運(yùn)。遵循就近取貨的原則,考慮從鄰區(qū)A區(qū)和C區(qū)的A4、A9倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行借調(diào)。于是,各個(gè)倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)輸成本計(jì)算如下:A區(qū):包含B1和B2兩個(gè)銷售點(diǎn)、A1-A4四個(gè)倉(cāng)庫(kù)。根據(jù)各倉(cāng)庫(kù)運(yùn)價(jià)和表2的數(shù)據(jù),得出A區(qū)段的最小運(yùn)費(fèi)為:Z(X產(chǎn)品)=60×4+60×3+90×3+60×2+60×9=1350(元)Z(Y產(chǎn)品)=60×3+60×3+90×2+60×1+60×7=1020(元)Z(總計(jì))=1350+1020=2370(元)B區(qū):有B3和B4兩個(gè)銷售點(diǎn),A5-A8四個(gè)倉(cāng)庫(kù)。根據(jù)各倉(cāng)庫(kù)運(yùn)價(jià)和表2的數(shù)據(jù),得出B區(qū)段的最小運(yùn)費(fèi)為:Z(X產(chǎn)品)=90×2+60×6+90×5+60×1+90×5+90×2=1680(元)Z(Y產(chǎn)品)=90×1+60×5+90×2+60×2+90×2+90×1=960(元)Z(總計(jì))=1680+960=2640(元)C區(qū):有B5和B6兩個(gè)銷售點(diǎn),A9-A11四個(gè)倉(cāng)庫(kù)。根據(jù)各倉(cāng)庫(kù)運(yùn)價(jià)和表1-2的數(shù)據(jù),得出C區(qū)段的最小運(yùn)費(fèi)為:Z(X產(chǎn)品)=60×7+90×1+60×6+60×3=1050(元)Z(Y產(chǎn)品)=60×5+90×1+60×3+60×2=690(元)Z(總計(jì))=1050+690=1740(元)綜上所述,A物流公司進(jìn)行產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)目偝杀緸?Z(總)=2370+2640+1740=6750(元),其中,Z(X產(chǎn)品)=1350+1680+1050=4080(元),Z(Y產(chǎn)品)=1020+960+690=2670(元)。3.2供需平衡模型根據(jù)M公司的供需情況與運(yùn)價(jià)表,將采用線性規(guī)劃優(yōu)化模型法對(duì)X產(chǎn)品和Y產(chǎn)品進(jìn)行分析。假設(shè),將X、Y產(chǎn)品從各個(gè)倉(cāng)庫(kù)運(yùn)輸?shù)戒N售地的單價(jià)為cij(i=1,2,…,11;j=1,2,…,6)。其中,X產(chǎn)品的11個(gè)發(fā)貨點(diǎn)的總發(fā)送量mi=1Σai為74t,6個(gè)接收點(diǎn)的總接收量ni=1Σbi為64t,屬于供需不平衡問(wèn)題。Y產(chǎn)品的11個(gè)發(fā)貨點(diǎn)的總發(fā)送量mi=1Σai為57t,6個(gè)接收點(diǎn)的總接收量ni=1Σbi為40t,屬于供需不平衡問(wèn)題。由于兩種產(chǎn)品都是供大于求的不平衡問(wèn)題,因此,需要假設(shè)一個(gè)銷售點(diǎn)B7,它的運(yùn)輸單價(jià)為ci7=0,X產(chǎn)品的需求量為10t,Y產(chǎn)品的需求量為17t。于是,該運(yùn)輸問(wèn)題則被轉(zhuǎn)化為供需平衡問(wèn)題。將該優(yōu)化模型帶入計(jì)算機(jī)MS軟件,得出X產(chǎn)品和Y產(chǎn)品的最優(yōu)調(diào)運(yùn)量。通過(guò)求解,可得Z(X產(chǎn)品)=60×61+90×3=3930(元),Z(Y產(chǎn)品)=60×40=2400(元)。3.3運(yùn)輸成本優(yōu)化方法的運(yùn)用參考前面兩種方法的計(jì)算結(jié)果,證明線性規(guī)劃優(yōu)化模型法可以達(dá)到對(duì)貨物的最優(yōu)調(diào)配,實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本的目的。因此,將該方法運(yùn)用到物流企業(yè)的運(yùn)輸成本優(yōu)化方面是可行的。同時(shí),線性規(guī)劃問(wèn)題通過(guò)免費(fèi)的MS軟件來(lái)進(jìn)行求解,簡(jiǎn)便、快捷,可有效幫助管理者進(jìn)行運(yùn)輸成本管理,贏得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。4物流企業(yè)自身發(fā)展的需要通過(guò)物流企業(yè)運(yùn)輸成本優(yōu)化實(shí)證分析,其優(yōu)化對(duì)策可以從以下幾方面進(jìn)行考慮:第一,實(shí)現(xiàn)物流企業(yè)之間的資源整合。目前,我國(guó)物流企業(yè)雖已被列入金融危機(jī)后的十大振興規(guī)劃之一,但大多數(shù)企業(yè)規(guī)模不大,行業(yè)整體小、弱、散、差的特征明顯。如公路貨運(yùn)企業(yè)登記注冊(cè)的有78.9萬(wàn)家,占據(jù)全國(guó)貨運(yùn)總量的75%,但平均每家僅有2.5輛運(yùn)輸車輛,在平均實(shí)力上根本無(wú)法與鋼鐵、石油、船舶、汽車等振興行業(yè)相提并論。因此,將物流企業(yè)進(jìn)行重新組合,通過(guò)發(fā)揮各自的資源、渠道、行業(yè)與地理優(yōu)勢(shì),可有效增強(qiáng)企業(yè)的實(shí)力與規(guī)模效益,提升運(yùn)營(yíng)能力,獲得獨(dú)特的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。第二,優(yōu)化運(yùn)輸方案,提升運(yùn)輸效率。運(yùn)輸線路的合理規(guī)劃可有效改善運(yùn)輸效率,削減運(yùn)輸成本。運(yùn)用物流管理數(shù)學(xué)模型,結(jié)合企業(yè)實(shí)際需求來(lái)優(yōu)化運(yùn)輸路線,可以減少無(wú)效運(yùn)輸換件以及運(yùn)輸中的冗雜里程,達(dá)到縮減車輛變動(dòng)成本的目的。同時(shí),根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)來(lái)選擇運(yùn)輸方式。如,價(jià)值較高的產(chǎn)品應(yīng)選運(yùn)輸速度快的方式,如空運(yùn)。物資數(shù)量較大且價(jià)格低廉的產(chǎn)品,宜選擇水運(yùn)或鐵路運(yùn)輸。第三,提升物流企業(yè)自身運(yùn)輸管理水平。運(yùn)用系統(tǒng)工程學(xué)的理論和方法,對(duì)運(yùn)輸方式、路線、與剩余子系統(tǒng)間的關(guān)系進(jìn)行分析,結(jié)合企業(yè)自身運(yùn)力、市場(chǎng)供需等因素進(jìn)行有效運(yùn)輸方案的選擇,降低運(yùn)輸成本。如,縮減動(dòng)力是一種投入盡可能少產(chǎn)出盡可能多的方式,能有效節(jié)約運(yùn)輸成本。又如,直達(dá)運(yùn)輸?shù)钠占耙灿欣谶\(yùn)輸合理化局面的形成,通過(guò)減少中轉(zhuǎn)次數(shù)與換載車輛來(lái)避免裝卸成本和