物流運輸系統(tǒng)規(guī)劃與設計

關(guān)于物流運輸系統(tǒng)規(guī)劃與設計物流運輸系統(tǒng)概述第一節(jié)

一、運輸及其在物流中的作用

運輸是指用設備和工具，將物品從一地點向另一地點運送的物流活動，其中包括貨集、分配、搬運、中轉(zhuǎn)、裝入、卸下、分散等一系列操作。運輸與配送的區(qū)別運輸配送

長距離大量貨物的移動據(jù)點間的移動地區(qū)間貨物的移動貨車一次向一地單獨運送

短距離少量貨物的移動企業(yè)送交顧客地區(qū)內(nèi)部的貨物移動貨車一次向多處運送，每處只獲得少量貨物第2頁,共99頁，2024年2月25日，星期天二、物流運輸?shù)墓δ墚a(chǎn)品儲存產(chǎn)品轉(zhuǎn)移兩大功能時間資源財務資源環(huán)境資源倉庫有限改道第3頁,共99頁，2024年2月25日，星期天三、物流運輸系統(tǒng)的特征首先，運輸可以通過多種運輸方式來實現(xiàn)

其次，運輸服務分成自用型和營業(yè)型兩種

再次，運輸業(yè)者與其他運輸行業(yè)的企業(yè)開展競爭

最后，在運輸業(yè)中存在著實際運輸和利用運輸兩種形式第4頁,共99頁，2024年2月25日，星期天物流系統(tǒng)運輸方式選擇第二節(jié)一、物流運輸方式的分類鐵路運輸

水路運輸

公路運輸

管道運輸

航空運輸

第5頁,共99頁，2024年2月25日，星期天特點：優(yōu)點：大宗、大批量物資中、長距離輸送，運輸成本較低，能耗較少，平均技術(shù)速度中等以及受氣候等自然條件影響較小等。缺點：中間過程繁瑣，組織手段復雜且耗時較多，靈活性欠佳，無法實現(xiàn)門——門運輸，無法單獨完成整個運輸過程。在我國鐵路運輸占有重要的地位，也是現(xiàn)代物流運輸系統(tǒng)的重要組成部分。鐵路運輸1第6頁,共99頁，2024年2月25日，星期天

鐵路運輸業(yè)務整車運輸零擔運輸合裝整車運輸?shù)?頁,共99頁，2024年2月25日，星期天特點優(yōu)點：靈活性最強，中間環(huán)節(jié)少，可以實現(xiàn)門——門運輸，高速公路運輸平均技術(shù)速度較高。缺點：能耗、成本較高，安全性較差，受自然環(huán)境影響較大，環(huán)境污染嚴重。公路運輸業(yè)務與鐵路運輸一樣，公路運輸亦可以分為整車運輸與零擔運輸?shù)阮愋?。公路運輸2第8頁,共99頁，2024年2月25日，星期天水路運輸特點優(yōu)點：運輸成本最低，運輸量最大，是所有運輸方式中運輸量最大的。特別是對于遠洋大型船舶長距離運輸，更是其他運輸方式不可取代的。缺點：速度慢，中間過程繁瑣，靈活性欠佳，受自然條件限制較大。水路運輸3第9頁,共99頁，2024年2月25日，星期天

水路運輸?shù)男问窖睾＿\輸：使用中小型船舶在大陸附近水域進行的運輸作業(yè)方式。近海運輸：臨近區(qū)域之間沿特定航道進行的海上運輸，其沒有特定的船舶形式，一切視情況而定。遠洋運輸：大型船舶跨洋遠程運輸。內(nèi)河運輸：內(nèi)陸水域和水道上的運輸方式，其使用的船舶形式與海洋運輸有較大的差別，一般以中、小型船舶為主。第10頁,共99頁，2024年2月25日，星期天特點優(yōu)點：高速，快捷，時效性最強。缺點：能耗、成本較高，運量較小，投資技術(shù)要求高，受自然條件限制較大。但航空運輸?shù)目旖菪允瞧渌\輸工具所不可比擬的。特別是中、遠距離運輸其優(yōu)勢更為明顯。在現(xiàn)代經(jīng)濟強調(diào)快捷的形式下，航空運輸?shù)陌l(fā)展勢頭更為迅猛。航空運輸4第11頁,共99頁，2024年2月25日，星期天

航空運輸業(yè)務及其組織由于航空運輸?shù)募夹g(shù)性和專業(yè)性較強，因此其業(yè)務流程與組織與其它的運輸方式有所不同。航空運輸業(yè)務基本類型為：整架部分包機第12頁,共99頁，2024年2月25日，星期天運輸工具與基礎(chǔ)設施（通道）是一體化系統(tǒng)；高度專業(yè)化且只能運輸特定物質(zhì)；單向運輸；基本不受外界自然環(huán)境影響；成本低、質(zhì)量高；建設速度快；管理與操作簡單。管道運輸5第13頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第14頁,共99頁，2024年2月25日，星期天集裝箱運輸7集裝箱運輸特點為：方便、靈活減少中間環(huán)節(jié)，簡化手續(xù)安全保護貨物運輸成本較低順利實施多式聯(lián)運運輸組織與管理復雜，必須運用先進的科學與技術(shù)以及管理方式與方法第15頁,共99頁，2024年2月25日，星期天貨物的周轉(zhuǎn)量

技術(shù)經(jīng)濟指標貨物平均運程貨車周轉(zhuǎn)時間貨物裝卸量運送時間

二、運輸方式的衡量指標貨物運輸量

第16頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第17頁,共99頁，2024年2月25日，星期天貨物的特點、性質(zhì)

制約因素運輸速度和路程

運輸能力和密度運輸費用

市場需求的緩急

三、運輸工具選擇的制約因素對運輸方式選擇條件進行具體分析，可以分成兩種類型：可變因素與不可變因素。第18頁,共99頁，2024年2月25日，星期天運輸物品的種類、運輸量和運輸距離3個條件是由貨物自身的性質(zhì)和庫存地點決定的，因而不屬于不可變因素。事實上，即使對這幾個條件進行大幅度變更，改變運輸方式選擇的可能性也不大。與此相反，運輸時間和運輸成本是不同運輸方式相互競爭的重要條件，運輸時間與成本的變化必然帶來所選擇的運輸方式的改變，是可變因素。第19頁,共99頁，2024年2月25日，星期天

某制造商分別從供應商A和供應商B處買了共3000個配件，每個配件單價100元。目前這3000個配件是由兩個供應商平均提供的，其中，供應商A的配件發(fā)送是由第三方物流企業(yè)C提供的，采用鐵路運輸方式。如供應商縮短運達時間，則可以通過和該制造商協(xié)商爭取到更多交易份額。假定運達時間每縮短一天，可從交易量中多得5%的份額，即150個配件。供應商從每個配件可賺得占配件價格（不包括運輸費用）20%的利潤。運輸方式選擇舉例供應商A和物流企業(yè)C協(xié)商將運輸方式從鐵路運輸改為卡車運輸或航空運輸以縮短貨物的運達時間。各種方式的運輸率和運達時間如下表所示。第20頁,共99頁，2024年2月25日，星期天表4-2各種運輸方式的運費率和運達時間運輸方式運費率（元/件）運達時間（天）鐵路2.507卡車6.004航空10.352該物流企業(yè)應采取那種運輸方式，又如何向供應商收取費用？顯然就本例來說，物流企業(yè)C需要根據(jù)供應商A可能獲得的利潤來對運輸方式進行選擇決策，以求達到和客戶的一致。表4-3所示是供應商A使用不同的運輸方式可能獲得的預期利潤。第21頁,共99頁，2024年2月25日，星期天表4-3使用不同運輸方式時供應商A的利潤比較表運輸方式配件銷售量（件）毛利（元）運輸成本核算（元）凈利潤（元）鐵路150030000375026250卡車1950390001170027300航空22504500023287.521712.5根據(jù)上表可知，如果制造商對能提供更好運輸服務的供應商A給予更多交易份額的承諾實現(xiàn)，則供應商A應當選擇卡車運輸，而卡車運輸與鐵路運輸之間的利潤差額就是物流企業(yè)可以向供應商A爭取的利潤空間。第22頁,共99頁，2024年2月25日，星期天物流運輸線路選擇第三節(jié)一、物流運輸線路影響因素分析影響運輸線路選擇的因素可分為兩類：成本因素和非成本因素。成本因素：指與直接成本相關(guān)的、可用貨幣單位衡量的因素。非成本因素：指與成本無直接關(guān)系，但能夠影響成本和企業(yè)未來發(fā)展的因素。第23頁,共99頁，2024年2月25日，星期天（一）成本因素運輸成本

對上下游企業(yè)來講，運輸線路與他們之間的距離以及采取的運輸手段、運輸方式（整車運輸還是零擔運輸）等有直接的關(guān)系。營運成本

營運成本是指運輸線路建成后，營運所需花費的各種可變費用，主要包括所選線路的動力和能源成本、勞動力成本、利率、稅率和保險、管理費用和運輸工具設備維修保養(yǎng)費等。運輸線路建設成本和土地成本固定成本

固定成本主要指運輸線路進行運作所需的設備支出，包括軟硬件費用，主要有運輸工具、線路維護、裝卸機械、信息管理系統(tǒng)。第24頁,共99頁，2024年2月25日，星期天（二）非成本因素交通因素

在運輸線路選擇時，一方面要考慮現(xiàn)有交通條件，比如運輸線路是否靠近現(xiàn)有的交通樞紐或不久的將來會在運輸線路附近興建運輸中心；另一方面，交通也要同時作為布局的內(nèi)容，只布局運輸線路而不布局綜合交通網(wǎng)絡，有可能會使運輸線路的布局失敗。環(huán)保因素

運輸線路的選擇要充分考慮運輸車輛對環(huán)境的污染。政策法規(guī)因素

在選擇運輸線路之前，一定要到相關(guān)部門進行咨詢，查清所選地區(qū)在未來是否會作為他用。交通管制與環(huán)境保護也是重要的法律因素。第25頁,共99頁，2024年2月25日，星期天二、物流運輸線路設計原則費用最小原則物流的總費用曲線是一個凹性函數(shù)，即在一定的據(jù)點數(shù)目范圍內(nèi)，物流總費用會隨著運輸量的增多而下降。但是在經(jīng)過一定的均衡點后，物流的總費用反而會隨著運輸時間的延長而上升。動態(tài)性原則與運輸線路選擇相關(guān)的許多因素不是一成不變的。所以，在選擇運輸線路時應該以發(fā)展的目光考慮運輸線路的布局，特別要充分考慮城市的發(fā)展規(guī)劃的影響。同時，對運輸線路的規(guī)劃設計應該具有一定的彈性機制，以便將來能夠適應環(huán)境變化的需要。簡化作業(yè)流程原則在設計運輸線路時，應以直達運輸、盡量減少中間的換裝環(huán)節(jié)為準則。適度原則在設置方案上，應設計多種方案，采用決策最優(yōu)化的原則，經(jīng)過分析比較，選出最佳方案。第26頁,共99頁，2024年2月25日，星期天三、物流運輸線路優(yōu)化模型（一）直達運輸線路優(yōu)化模型

1.直達運輸線路優(yōu)化問題已知有m個生產(chǎn)地點可供應某種物資，其供應量分別為ai（i=1,…,m），有n個銷地Bj（j=1,…,n），其需求量分別為bj（j=1,…,n）。從Ai到Bj的運輸單位物資的運價為cij,其產(chǎn)銷平衡表如下。B1B2…Bn產(chǎn)量A1c11c12…c1na1A2c21c22…c2na2………………Amcm1cm2…cmnam銷量b1b2…bn在產(chǎn)銷平衡的條件下，求總運費最小的調(diào)運方案。第27頁,共99頁，2024年2月25日，星期天2.直達運輸線路優(yōu)化模型直達運輸線路優(yōu)化是一個產(chǎn)銷平衡的運輸模型，即m個供應點的總供應量等于n個需求點的總需求量，運輸問題滿足供需平衡。這時，由各供應點Ai調(diào)出的物資總量應等于它的供應量ai（i=1,…,m），而每一個需求點Bj調(diào)入的物資總量應等于它的需求量bj（j=1,…,n）。若用xij表示從Ai到Bj的運量，其數(shù)學模型如下：如何求解？第28頁,共99頁，2024年2月25日，星期天表上作業(yè)法是常用的手工求解方法。三個基本步驟：依據(jù)問題列出運輸物資的供需平衡表及運價表；確定一個初始的調(diào)運方案；根據(jù)一個判定法則，判定初始方案是否為最優(yōu)方案。第29頁,共99頁，2024年2月25日，星期天（二）中轉(zhuǎn)運輸優(yōu)化模型1.問題的提出

產(chǎn)地與銷地之間沒有直達路線，貨物由產(chǎn)地到銷地必須通過某中間站轉(zhuǎn)運。某些產(chǎn)地既輸出貨物，也吸收一部分貨物；某銷地既吸收貨物，又輸出部分貨物，即產(chǎn)地或銷地也可以起中轉(zhuǎn)站的作用，或者既是產(chǎn)地又是銷地。產(chǎn)地與銷地之間雖然有直達路線，但直達運輸?shù)馁M用或運輸距離分別比經(jīng)過某些中轉(zhuǎn)站還要高或遠。存在以上情況的運輸問題，統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)運問題。第30頁,共99頁，2024年2月25日，星期天2.約束分析與數(shù)學模型解決中轉(zhuǎn)運輸問題的思路:先把它化為無轉(zhuǎn)運的平衡運輸問題。為此，作如下假設：首先根據(jù)具體問題求出最大可能中轉(zhuǎn)量Q純中轉(zhuǎn)站可視為輸出量和輸入量均為Q的一個產(chǎn)地和銷地兼中轉(zhuǎn)站的產(chǎn)地可視為一個輸入量為Q的銷地及一個產(chǎn)量為ai+Q的產(chǎn)地。兼中轉(zhuǎn)站的銷地可視為一個輸出量為Q的產(chǎn)地及一個銷量為bj+Q的銷地。在此假設的基礎(chǔ)上，列出各產(chǎn)地的輸出量、各銷地的輸入量及各產(chǎn)銷地之間的運價表，最后用表上作業(yè)法求解。第31頁,共99頁，2024年2月25日，星期天設有m個生產(chǎn)地點Ai（i=1,…,m），其供應量分別為ai（i=1,…,m），有n個銷地Bj（j=1,…,n），其需求量分別為bj（j=1,…,n），且，有P個純中轉(zhuǎn)站Tp(p=1,…,P)，單位物資的運價為cxy（x=1,2,…,m+p+n，y=1,2,…,m+p+n），可視為產(chǎn)地，輸出量為。第32頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第33頁,共99頁，2024年2月25日，星期天案例：某公司經(jīng)銷某產(chǎn)品，該公司具有3個加工廠，每日的產(chǎn)量分別為：A1（7t）,A2（4t）,A3（9t）.該公司把這些產(chǎn)品分別運往4個銷售點，各銷售點的每日銷售量為：B1（3t）,B2（6t）,B3（5t）,B4（6t）.現(xiàn)在假定：1、每個工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品不一定直接發(fā)運到銷售地點，可以其中幾個產(chǎn)地集中一起運；2、運往各銷售地點的產(chǎn)品可以先運給其中的一些銷地，再轉(zhuǎn)運給其它銷地；3、除了產(chǎn)、銷地之外，中間還可以設置幾個轉(zhuǎn)運站，作為在產(chǎn)地之間、銷地之間或者產(chǎn)銷地之間進行轉(zhuǎn)運。下表為單位運價表，問該公司應該如何調(diào)運產(chǎn)品，在考慮直接與非直接運輸?shù)母鞣N可能方案下，以及滿足各地需要量的前提下，使每天的總運費達到最少？第34頁,共99頁，2024年2月25日，星期天產(chǎn)地中間轉(zhuǎn)運站銷地A1A2A3T1T2T3T4B1B2B3B4產(chǎn)地A1132143311310A21-35-21928A33-1-2374105中間轉(zhuǎn)運站T12311322846T215-1114527T34-23421824T43232121-26銷地21194858-121B332104222423B410856746213第35頁,共99頁，2024年2月25日，星期天解：分析1、由于問題中所有的產(chǎn)地、中間轉(zhuǎn)運站、銷地都既可以看作是產(chǎn)地也可以看作是銷地，所以這個問題可以看作是具有11個產(chǎn)地與銷地的擴大的運輸問題.2、對于擴大的運輸問題我們可以建立其對應的運價表，表中將不可能的運輸方案的運價標記為任意大的正數(shù)M.3、所有中間轉(zhuǎn)運站的產(chǎn)量等于銷量，由于總量為20，所以每一個中轉(zhuǎn)站的運量不會超過20，所以可以規(guī)定T1、T2、T3、T4的產(chǎn)銷量均為20。4、由于所有的產(chǎn)銷地點均可以作為轉(zhuǎn)運站，所以應該在原來的產(chǎn)銷量基礎(chǔ)上加上20。第36頁,共99頁，2024年2月25日，星期天A1A2A3T1T2T3T4B1B2B3B4產(chǎn)量A1013214331131027A210M35M2192824A33M01M237410529T12310132284620T215M1011452720T34M23402182420T432321201M2620B13172411014220B21194858M102120B332104222420320B410856746213020銷量20202020202020232625260第37頁,共99頁，2024年2月25日，星期天(三)車輛線路優(yōu)化問題——起訖點重合的問題將倉庫和所有的停留點的位置畫在地圖上或坐標圖上。通過倉庫位置放置一直尺，直尺指向任何方向均可，然后順時針或逆時針方向轉(zhuǎn)動直尺，直到直尺交到一個停留點。詢問：累計的裝貨量是否超過了送貨車的載重量或載貨容積（注意首先要使用最大的送貨車）。如是，將最后的停留點排除后將第一輛車的停留點確定下來。再從這個排除的停留點開始繼續(xù)掃描，從而開始一條新的路線。這樣掃描下去，直至全部的停留點都被分配完畢。安排每輛車運行路線的停留點的順序，以求運行距離最小化。停留點順序可用凸狀法來安排。1.掃描法是一種很簡便易行的優(yōu)化車輛行走路線的方法。掃描法的步驟：第38頁,共99頁，2024年2月25日，星期天例：某物流企業(yè)從其所屬的倉庫用送貨車輛到各個客戶點提貨，然后將客戶的貨物運至倉庫，以便集運成大的批量再進行遠程運輸。全天的提貨量見圖6-1，提貨量以件為單位，送貨車每次可運載10000件。完成一次運行路線一般需要一天時間。該公司要求確定：需多少條路線（即多少輛送貨車）？每天線路上有哪幾個客戶點？送貨車輛服務有關(guān)客戶點的順序如何？解：倉庫與各客戶的地理位置關(guān)系及各客戶需求量如圖6-1。第39頁,共99頁，2024年2月25日，星期天最終的路線設計如圖6-2所示。第40頁,共99頁，2024年2月25日，星期天節(jié)約里程法

——車輛線路的規(guī)劃問題補充第41頁,共99頁，2024年2月25日，星期天基本原理基本原理是幾何學中三角形一邊之長必定小于另外兩邊之和。節(jié)約里程法核心思想是依次將運輸問題中的兩個回路合并為一個回路，每次使合并后的總運輸距離減小的幅度最大，直到達到一輛車的裝載限制時，再進行下一輛車的優(yōu)化。優(yōu)化過程分為并行方式和串行方式兩種。第42頁,共99頁，2024年2月25日，星期天假如一家配送中心（DC）向兩個用戶A、B運貨，配送中心到兩用戶的最短距離分別是La和Lb，A和B間的最短距離為Lab，A、B的貨物需求量分別是Qa和Qb，且（Qa+Qb）小于運輸裝載量Q，如圖所示，如果配送中心分別送貨，那么需要兩個車次，總路程為：L1=2（La+Lb）。ABDCLaLbABDCLaLbLab第43頁,共99頁，2024年2月25日，星期天

如果改用一輛車對兩客戶進行巡回送貨，則只需一個車次,行走的總路程為：L2=La+Lb+Lab

有三角形的性質(zhì)我們知道：Lab<（La+Lb）所以第二次的配送方案明顯優(yōu)于第一種，且行走總路程節(jié)約：ΔL=（La+Lb）－Lab

如果配送中心的供貨范圍內(nèi)還存在著：3,4,5，…，n個用戶，在運載車輛載重和體積都允許的情況下，可將它們按著節(jié)約路程的大小依次連入巡回線路，直至滿載為止，余下的用戶可用同樣方法確定巡回路線，另外派車。第44頁,共99頁，2024年2月25日，星期天節(jié)約里程法應用案例

由配送中心P向A~I等9個用戶配送貨物。圖中連線上的數(shù)字表示公路里程（km）?？拷饔脩衾ㄌ杻?nèi)的數(shù)字，表示各用戶對貨物的需求量（t）。配送中心備有2t和4t載重量的汽車，且汽車一次巡回走行里程不能超過35km，設送到時間均符合用戶要求，求該配送中心的最優(yōu)送貨方案。第45頁,共99頁，2024年2月25日，星期天某配送中心配送網(wǎng)絡圖第46頁,共99頁，2024年2月25日，星期天PABCDEFGHIPABCDEFGHI11109671010875101418212113659152020181141019191716615161413917151414181712177計算配送中心至各用戶以及各用戶之間的最短距離，列表得最短距離表：第47頁,共99頁，2024年2月25日，星期天

由最短距離表，利用節(jié)約法計算出各用戶之間的節(jié)約里程，編制節(jié)約里程表：A—B:LA+LB—LAB=11+10-5=16A—C:LA+LC—LAC=11+9-10=10A—D:LA+LD—LAD=11+6-14=3A—E:LA+LE—LAE=11+7-18=0A—F:LA+LF—LAF=11+10-21=0A—G:LA+LG—LAG=11+10-21=0……第48頁,共99頁，2024年2月25日，星期天ABCDEFGHIABCDEFGHI16103000612147200061160000710008000600608第49頁,共99頁，2024年2月25日，星期天順位號里程節(jié)約里程順位號里程節(jié)約里程順位號里程節(jié)約里程1A-B166H-I810F-G62B-C148B-D710G-H63A-I128D-E715A-D34C-D1110A-H616B-E25A-C1010B-I617D-F16E-F810C-E6根據(jù)節(jié)約里程表中節(jié)約里程多少的順序，由大到小排列，編制節(jié)約里程順序表，以便盡量使節(jié)約里程最多的點組合裝車配送。第50頁,共99頁，2024年2月25日，星期天根據(jù)節(jié)約里程排序表和配車（車輛的載重和容積因素）、車輛行駛里程等約束條件，漸進繪出配送路徑：ABCDEFGHIP(0.9)(1.2)(1.6)(1.1)(0.9)(0.9)(0.6)(1.7)(0.5)475586669101012路徑A路徑B路徑C第51頁,共99頁，2024年2月25日，星期天路徑A：4t車，走行32km，載重量3.7t；路徑B：4t車，走行31km，載重量3.9t；路徑C：2t車，走行30km，載重量1.8t。

總共走行里程93km，共節(jié)約里程（16+14+12）+（8+7）+6=63km。第52頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第53頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第54頁,共99頁，2024年2月25日，星期天物流需求企業(yè)運輸系統(tǒng)設計第三節(jié)物流需求企業(yè)是指有物流業(yè)務需求的各類工商企業(yè)，企業(yè)的物流需求可以自己承擔也可以選擇由第三方物流企業(yè)承擔。因此，物流需求企業(yè)的運輸系統(tǒng)規(guī)劃涉及以下幾個問題。第55頁,共99頁，2024年2月25日，星期天一、運輸系統(tǒng)的定位企業(yè)運輸系統(tǒng)乃至物流系統(tǒng)的定位與企業(yè)的經(jīng)營領(lǐng)域密切相關(guān)。競爭性較強、品牌替代性強的日用消費品、必需品等領(lǐng)域需要企業(yè)具有很強的補貨能力，以及時把握銷售機會，因而對貨物運輸?shù)乃俣群托室筝^高，企業(yè)對運輸服務的要求會較高。高檔消費品、奢侈品和工業(yè)品的技術(shù)含量高，品牌效應較強，企業(yè)間主要競爭的不是貨物布點和速度，因而對貨物運輸?shù)乃俣纫缶蜁鄳档汀Ｆ髽I(yè)需要根據(jù)自身運營的特點對運輸系統(tǒng)、運輸服務做出恰當?shù)亩ㄎ环治??？梢哉f，如果企業(yè)的“第一利潤源”和“第二利潤源”還有足夠的利潤空間，經(jīng)營者是不會太多地關(guān)注“第三利潤源”的。

第56頁,共99頁，2024年2月25日，星期天二、運輸業(yè)務模式選擇企業(yè)對運輸系統(tǒng)的定位有了明確的判斷后，就可以根據(jù)自身所具有的物流能力對運輸業(yè)務的運作模式進行分析，如使用四象限分析法進行見下圖。運輸能力運輸重要性（強，重要）（弱，重要）（強，不重要）（弱，不重要）第57頁,共99頁，2024年2月25日，星期天一般的，如果企業(yè)自身擁有的運輸能力（包括硬件能力、管理能力）強，對運輸服務的要求又較高，可以選擇自營運輸業(yè)務。如果企業(yè)自身的運輸能力較弱，對運輸服務的要求又較高，可以考慮將運輸業(yè)務外包給實力較強的物流企業(yè)，并采取緊密合作的方式，如參股、簽訂長期的合作協(xié)議、信息共享等。如果企業(yè)自身的運輸能力較強，但對運輸服務的要求并不是很高，則可以考慮將剩余的運輸資源對外輸出，成立獨立的物流部門，采取市場化運作，實現(xiàn)資源的充分利用。如果企業(yè)的自身運輸能力較弱，對運輸服務的要求又不高，則可以將運輸業(yè)務外包，并采取松散的合作方式，在保證一定的服務水平的基礎(chǔ)上以降低運輸成本為主要目標。第58頁,共99頁，2024年2月25日，星期天三、運輸系統(tǒng)規(guī)劃設計的內(nèi)容運輸業(yè)務自營運輸業(yè)務外包兩大內(nèi)容對運輸服務商選擇和評價，對運輸業(yè)務考核、監(jiān)督、協(xié)調(diào)等各種運輸方式的結(jié)合、運輸工具的配置、運輸線路、運輸流量等第59頁,共99頁，2024年2月25日，星期天四、定量方法在運輸業(yè)務模式選擇中的應用例1：某企業(yè)有2個倉庫和3個客戶，需要經(jīng)常由倉庫發(fā)貨給各客戶。貨物的運輸企業(yè)可以選擇自營，也可選擇外包。若選擇自營運輸，每年因車輛的購置費、保養(yǎng)費、專職運輸人員的工資福利等，預計支出為50萬；若選擇外包運輸，則沒有固定費用，但每件貨物的運輸費用要高于自營時的費用。具體數(shù)據(jù)如下表所示。客戶1客戶2客戶3供應量（萬件/年）自營外包自營外包自營外包倉庫134232440倉庫245243660需求量（萬件/年）203050數(shù)據(jù)表第60頁,共99頁，2024年2月25日，星期天解：這個問題需要確定運輸業(yè)務的經(jīng)營模式，是自營還是外包，同時還要確定各倉庫與各供應商之間的供應關(guān)系。在此可引入0-1變量，表示對運輸業(yè)務的經(jīng)營模式的選擇。設變量表示自營運輸時倉庫i到供應商j的供應量。變量表示外包運輸時倉庫i到供應商j的供應量，單位：萬件。建立數(shù)學模型如下：第61頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第62頁,共99頁，2024年2月25日，星期天經(jīng)求解后，應選擇外包運輸，且倉庫與客戶之間的供應關(guān)系如下表所示，年度的運輸費用為440萬元?？蛻?客戶2客戶3供應量（萬件/年）自營外包自營外包自營外包倉庫143440倉庫254660需求量（萬件/年）203050倉庫與客戶之間的供應關(guān)系第63頁,共99頁，2024年2月25日，星期天量本利分析法是經(jīng)營管理決策中常用的一種簡單數(shù)量分析方法主要用于盈虧平衡點的分析。例2：某工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品要運往銷售地，運送方式有兩種，自運或外包（交由運輸公司運送）。如果自運，工廠需添置運輸裝卸設備，每年將增加固定成本12萬元，此外運輸每件產(chǎn)品的直接成本為40元。如果讓運輸公司運送，每件要支付100元。試分析該工廠應該選擇自運還是外包。第64頁,共99頁，2024年2月25日，星期天解：設每年運輸量為X件，則自運的成本函數(shù)為：外包的成本函數(shù)為：兩個成本函數(shù)之差為：令成本函數(shù)之差為零，求出平衡點：求得當x=x0=2000時，上式成立。由于是關(guān)于X的遞減函數(shù)，所以當時，即自運的總成本比外包成本低。因此，當每年運輸量大于2000件時，采用自運為宜，否則宜交由運輸公司運送。第65頁,共99頁，2024年2月25日，星期天在運輸模式的選擇中，量化方法只能起到一個輔助作用，對自營與外包業(yè)務模式的定性分析是非常關(guān)鍵的。當通過定性分析對兩種模式的可行性都予以認可時，可以借助于定量分析的方法，并在結(jié)合企業(yè)的長期發(fā)展前景和戰(zhàn)略的基礎(chǔ)上，確定運輸業(yè)務的運作模式。一旦選擇自營運輸，其運輸工具的固定投入是非常大的，要改變決策的成本也非常高。運輸業(yè)務模式的選擇屬于企業(yè)戰(zhàn)略層次的決策。第66頁,共99頁，2024年2月25日，星期天要求：1）根據(jù)所給出問題的描述，分別對其配送線路進行優(yōu)化設計。2）以小組為單位完成本案例的設計工作，包括案例建模、求解、設計報告的書寫。周五下午課程安排：網(wǎng)上查閱論文“需求不確定條件下的車輛線路規(guī)劃問題研究”，仔細閱讀，熟悉線路規(guī)劃方法與模型，閱讀論文中算例的規(guī)劃設計過程。實驗作業(yè)

車輛線路的規(guī)劃問題第67頁,共99頁，2024年2月25日，星期天1.需求確定條件下的車輛線路規(guī)劃問題第68頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第69頁,共99頁，2024年2月25日，星期天2.需求不確定條件下的車輛線路規(guī)劃問題第70頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第71頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第72頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第73頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第74頁,共99頁，2024年2月25日，星期天物流運輸系統(tǒng)設計實例實例分析Arcelik是土耳其最大的一家家用電器生產(chǎn)商，在1992年的銷售總量是11億美元。Arcelik有7個工廠，8個配送中心（倉庫）和大約1500個銷售代理。產(chǎn)品在倉庫進行包裝并運送到代理商手中。主要使用卡車進行運輸，某些工廠和倉庫之間使用鐵路進行運輸。ATILIM集團負責所有Arcelik產(chǎn)品在土耳其全國范圍內(nèi)的配送。它包含5個子公司，全國被劃分為5個區(qū)域（地理上相連接），每個子公司負責1個區(qū)域內(nèi)所有市場范圍的供應。一個市場范圍是某地區(qū)（通常是一個城市及其周邊）內(nèi)若干個銷售代理的集合。第75頁,共99頁，2024年2月25日，星期天截至1992年，ATILM經(jīng)營著5個倉庫，每個倉庫歸一個子公司所有。因此在原有系統(tǒng)中，將產(chǎn)品分配到不同的倉庫不是太困難的問題。不過現(xiàn)在ATILIM打算建立3個新倉庫以便更快地響應零售戶的需求和提高在某些地區(qū)的市場占有率。這樣，一個子公司會管理多個倉庫，使分配產(chǎn)品到不同倉庫這個問題變得復雜，為了增加系統(tǒng)柔性，ATILIM還允許幾個子公司共用一個倉庫。第76頁,共99頁，2024年2月25日，星期天ATILIM意識到這些新的倉庫有可能使運輸費用降低。不過它必須首先設計一個新的配送計劃。為了給這個大批量月配送規(guī)劃尋找一些幫助，ATICIM在1992年3月聯(lián)系了Bogazici大學工業(yè)工程系，它所要求的最終結(jié)果是可用來決定工廠與倉庫之間和倉庫與市場之間的分配方案的模型。這還需要涉及每月的定單與卡車結(jié)合問題，而這個問題將由倉庫里有經(jīng)驗的調(diào)度員經(jīng)計算后解決。第77頁,共99頁，2024年2月25日，星期天一、問題建模對于基礎(chǔ)的運輸問題，線性規(guī)劃模型已經(jīng)成功地應用于配送規(guī)劃。簡單的說，現(xiàn)在的問題屬于一個兩級、多種商品的分配問題。其約束除了裝載能力外，還有來自于管理層方面的因素。通過考慮幾種不同的模型來求解這個每月配送計劃問題，最后采用混合整數(shù)規(guī)劃問題。第78頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第79頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第80頁,共99頁，2024年2月25日，星期天第81頁,共99頁，2024年2月25日，星期天二、優(yōu)化結(jié)果由于暫時得不到其他子公司的運輸費用數(shù)據(jù)，主要著眼于ATILIM—伊斯坦布爾的配送問題。解決了ATILIM—伊斯坦布爾所服務的15個市場區(qū)域的線性方程式（8-1）~式(8-6)的線性規(guī)劃模型。這個公司所提供的運輸費用數(shù)據(jù)只允許從3個倉庫進行裝運。其他5個倉庫的位置使它們不太可能被ATILIM—伊斯坦布爾所使用。大多數(shù)的結(jié)果看起來合理，不過一小部分結(jié)果需要作一些調(diào)整。

第82頁,共99頁，2024年2月25日，星期天

因為卡車裝載約束會導致一些奇怪的分配，例如深底鍋Layjrova附近生產(chǎn)，可是有些城市的深底鍋卻從其他倉庫運來。這是由于從Layirova出來的卡車已經(jīng)裝載了，按該線性規(guī)則的話，從其他倉庫運送這些深底鍋將更便宜，因為它們可以放在大件貨物的頂部以享受“免費裝運”?？墒沁@個方案是理想化的。需要對方程作輕微改動以要求所有深底鍋由Layirova的倉庫進行裝運，這些改動對目標函數(shù)的影響可以忽略。第83頁,共99頁，2024年2月25日，星期天計算結(jié)果顯示伊斯坦堡附近的新倉庫使用率比較低。實際上，由于這個地區(qū)的舊倉庫鎖提供的對土耳其國土歐洲部分的運裝只使主要費用提高不到1%，而若使用新倉庫來提供同樣服務的話將使費用提高15%。而且這只是運輸費用，還沒有包括建立和管理這個倉庫的費用。在伊斯坦堡附近建立新倉庫的目的是為了減輕一直超負荷運作的舊倉庫的壓力。于是租一塊地方作為新倉庫，公司高層決定在建立一個長期性倉庫之前先要對該倉庫的經(jīng)濟效益進行嚴格的考慮。第84頁,共99頁，2024年2月25日，星期天

經(jīng)過一些主要的調(diào)整之后，得到了一個顯示ATILIM—伊斯坦堡所服務區(qū)域內(nèi)每一種產(chǎn)品的裝運路線的表格。由于下列原因，可以認為這是一個合理的方案：

1.經(jīng)調(diào)整后的方案的費用與未調(diào)整的線性規(guī)則得出的方案的費用相差不到1%。

2.所有在Layirova生產(chǎn)的產(chǎn)品直接裝運到該市場區(qū)域，而沒有經(jīng)過間接的倉庫。這會降低倉庫運作和裝運費用。

3.Eskisehir倉庫只需存儲31種產(chǎn)品中的10種，這會使該倉庫的管理大大簡化。而在這之前，該倉庫要存儲幾乎全部31種產(chǎn)品。第85頁,共99頁，2024年2月25日，星期天4.在這個方案里，卡車的裝載約束將有富余，這意味著卡車裝載將有更大的柔性。

5.運往大部分市場的輕便貨物都放在卡車的頂部，這樣將不會因裝載這些貨物而導致額外的費用。

6.分配到這兩個倉庫的輕便貨物和貨物總量是成比例的。對于Layirova倉庫和Eskisehir，比例分別是25.7%和20.7%。

7.沒有零散裝運。對于特定市場和特定產(chǎn)品，全部產(chǎn)品由一個倉庫進行裝運，正如該公司所要求的一樣。

8.有4個市場的產(chǎn)品來自一個倉庫。

9.其他11個市場由2個倉庫提供服務，31種產(chǎn)品中有30種只存儲在其中一個倉庫中。第86頁,共99頁，2024年2月25日，星期天

三、討論及評價在與Bogazici大學討論之前，ATILIM想要使用一種電子表格來進行每月的分配計劃，而項目最后采用了線性規(guī)劃模型。下面將討論一下這兩種方案的優(yōu)缺點。毫無疑問，電子表格的優(yōu)點是簡單、容易理解和使用，但是，采用電子表格無法確定優(yōu)化的方案。而線性規(guī)劃模型是一種優(yōu)化的方法，在一系列約束下，它能找到一個問題的最優(yōu)解。線性規(guī)劃模型通常要復雜得多，但它可以封裝起來，變成像電子數(shù)據(jù)表的輸入輸出一樣簡單的軟件。這就是這個項目中的工作內(nèi)容之一。這樣，任何一個管理人員都可以輕松操作這種軟件，即使沒有任何的線性規(guī)劃知識。該項目使用LINDO和QUICKBASIC完成。第87頁,共99頁，2024年2月25日，星期天通過該項目，反映出線性規(guī)劃具有以下優(yōu)點：

1.對裝置約束的處理。

2.最優(yōu)化能力。

3.柔性（可加入新的約束）。

4.可擴展性（可加入新的產(chǎn)品和倉庫）。

5.數(shù)據(jù)錯誤檢測（不正確的數(shù)量和成本數(shù)據(jù)會導致不合理的方案）。第88頁,共99頁，2024年2月25日，星期天但線性模型方法的一個最大的優(yōu)點卻帶來了一個缺點：精確性。因為對裝載約束的嚴格處理，如果較近倉庫的卡車沒有足夠的空間，線性模型提供的解決方案可能會從較遠的倉庫運送小件的物品。而實際上，這些裝載約束并不是嚴格的約束，因為倉庫的管理員總是有一些靈活的方法來使卡車多裝些東西。因此，完全按照“最優(yōu)”解來處理對于一個公司來說可能非常不切合實際。這種問題可以