物流与供应链管理-运输管理

1、第五章 运输管理12物流网络的“运输连接点”“运输路径”“运输手段”车站物流中心港口机场货场运输连接点车站物流中心港口机场货场运输连接点运输手段运输路径汽车 飞机船舶 列车 管道公路 水路 管网航空线路 铁路运 输 运输网络示意图36.1 运输系统的重要性与功能 运输系统的重要性：地域分工专业化规模经济竞争加剧土地价值的提高 改变空间状态，实现增值4 运输的功能特性一：移动，包括速度（不管是门到门，还是站到站）、可靠性和服务频率。特性二：要使用运输设备，设备影响运输的准备、运输货物的大小和装卸成本。特性三：运输服务具有成本，包括主要服务的费用以及由使用者承担的附加费用。后者包括取货和送货成本、

2、包装成本、损坏和滞留成本以及其他特殊服务。产品转移产品储存5在物流管理过程中，运输主要提供两大功能： 物品移动和短时储存。 运输的两大功能短时储存物品移动6 批量经济与距离经济的比较 经济形式存在原因举 例批量经济1.固定费用可以按整票货物量分摊。2.享受运价折扣1. 整车运输的每单位成本低于零担运输。2. 能力较大的运输工具的每单位运输成本要低于能力较小的运输工具。距离经济1.分摊到每单位距离的装卸费用随距离的增加而减少；2.费率随距离的增加而减少。800公里的一次装卸成本要低于400公里二次装卸。7 运输服务的特征运输成本运输时间（速度）运输时间变化率（一致性）安全性可达性受理能力8 影响

3、运输决策的因素影响承运人决策的因素与运输工具相关的成本固定运营成本与运距有关的成本与运量有关的成本运营成本 可变成本、固定成本影响托运人决策的因素运输成本库存成本作业成本服务水平成本9 运输服务的特征运输成本运输时间（速度）运输时间变化率（一致性）安全性可达性受理能力10 常见运输方式运输分类适用范围公路运输具有很强的灵活性，主要承担近距离、小批量的货运。铁路运输主要适用于长距离、大数量的货运和没有水运条件的地区的货运。水路运输承担大数量、长距离的运输；并在内河及沿海，担任补充及衔接大批量干线运输。航空运输主要适用于对时效性要求高的高价值货物的运输。管道运输主要适用于大宗流体货物，如石油、天然

4、气、煤浆、矿石浆体等。11各种运输方式的成本和运作绩效比较运输方式运作特点成本1=最高平均运送时间1=最快运作时间的变化率安全性1=最高绝对值1=最低百分比1=最低铁路运输33435公路运输22324航空运输11153水上运输55542管道运输44211每吨-公里成本 门到门的速度 绝对变化除以平均运送时间的比率12按运营主体不同分类运输分类特 点自营运输多限于公路运输，以汽车为主要运输工具，且多以近距离小批量货物运输为主。经营性运输常见于公路、铁路、水路、航空等运输业中，是运输业的发展方向。最常见的汽车营业运输系统一般可分专线运输及包车运输。公共运输体系的构建投资相当大，回收期长，风险大，与

5、国民经济的发展息息相关，是一种基础性系统，在我国一般没有相应的企业投资经营。13 按运输的范围分类 运输分类特 点干线运输速度一般较同种工具的其他运输要快，成本也较低，是运输的主体。支线运输与收、发货地点之间的补充性运输形式，路程较 短，运输量相对较小。二次运输 由于是某个单位的需要，所以运量也较小。厂内运输 一般在车间与车间之间，车间与仓库之间进行。14按运输的作用分类 运输分类时 序 性集货运输货物“集中”后才能利用干线运输形式进行远距离及大批量运输。配送运输干线运输完成后将货物“分发”给零散分布的各个用户。15 按运输的作用分类 运输分类特 点一般运输运输工具及运输方式单一，运输服务的适

6、应性不强。联合运输可缩短货物的在途运输时间，加快运输速度，节省运费，提高运输工具的利用率，同时可以简化托运手续，方便用户。多式联运比一般的联合运输规模要大，并且反复地使用多种运输手段，以实现最优化运输服务。16 多式联运 多式联运是指在货物从始发地运往目的地的过程中使用两种或以上运输方式。多式联运实现了运输产品的完整性和高效率。17 多式联运的主要形式1819 多式联运服务商20运输合理化 合理运输的“五要素”： 运输距离运输环节运输工具运输时间运输费用21 不合理运输几种表现形式 对流运输 迂回运输 过远运输 重复运输 无效运输 运力选择不当22 小王从温州购买了100箱鞋子，准备运往乌鲁木

7、齐销售。 他雇了一辆15吨的载货汽车运输。 小张从重庆运送200t土特产到上海，他选择铁路运输 方式。 王新要从南昌运50头生猪到南京，他选择公路运输，走 南昌鹰潭杭州南京线。 从浙江长兴运到上海的建筑材料都采用内河航运走 长湖申航线。 陕西固原某企业从山西大同采购了一批煤炭。123 阅读下列内容，讨论运输过程是否合理。4523自有运输优点提升服务降低成本缺点空车回程（empty backhaul）缺乏专业货运管理技术资金可用性货物丢失和损坏24运输服务的选择决策者心目中最重要的运输服务要素：运输成本、速度和一致性运输对库存的影响：（1）较慢的运输模式会引起较大的中转或运输库存；（2）较大运量

8、的运输方式会出现订单批量超过需求量的情况，从而增 加库存；（3）不可靠的运输模式会引起安全库存的提高。选择运输方式时的最合理方案：既能满足顾客需求，又使总成本最低 的服务。25例： 某箱包公司生产系列箱包产品，其分拨计划是将生产的成品先存放在工厂，然后由工厂运往公司自有的基层仓库。目前，公司使用铁路运输将工厂的成品运往仓库。铁路运输的平均时间为 T=21天，每个存储点平均储存100000件箱包，箱包的平均价值 C=30元，库存成本 I=30% 每年。 公司希望选择使总成本最小的运输方式。据估计，运输时间从目前的21天每减少一天，平均库存水平可以减少 1%。每年仓库卖出 D=700000件箱包。

9、公司可以利用以下运输服务： 其中采购成本和运输时间的变化忽略不计。运输服务方式运输费率(元/单位)门到门运送时间T（天）每年运输批次铁路运输0.12110卡车运输0.2520航空运输1.424026 求解过程 选择运输方式时要考虑总成本，包括：运输成本，不同运输方式的运输成本不同，各种运输方式下的运输成本为年运输量与运输费率的乘积。在途货物的库存成本，不同运输方式将影响货物的在途时间，在途库存的持有成本不同。在途库存成本为 ICDT/365。分拨渠道两端的库存成本。分拨渠道两端的平均库存大约是Q/2，其中Q是运输批量。每单位货物的库存成本为IC，但产品价值C在分拨渠道的不同地点是不同的。在工厂

10、，C是产品的出厂价值，在仓库，C是产品的出厂价值加上运输费率。27成本类型铁路运输卡车运输航空运输运输成本0.1700000=700000.2700000=1400001.4700000=980000在途库存0.33070000021/365=3624660.3307000005/365=863010.3307000002/365=34521工厂库存0.33070000/2=6300000.33035000/20.84=2646000.33017500/20.81=127575仓库库存0.330.170000/2=3160500.330.235000/20.84=1331820.331.417

11、500/20.81=64638合计13785166240831206734结论：铁路运输费率最低，航空运输库存成本最低，卡车运输总成本最低。如果使用卡车运输，运输时间减少到5天，两个端点的库存水平比使用铁路运输减少50%。各种运输方式下的总成本28运输路线的选择一、起、止点不同的单一路径规划 这类路径规划问题称为最短路问题。最短路径问题是线路优化模型理论中最为基础的问题之一。 问题描述：假设有一 n个节点和 m条弧的连通图G（Vn,Em),并且图中的每条弧（i,j）都有一个长度cij (或者费用cij)，则最短路径问题为：在连通图中找到一条从节点1到节点n距离最短（或费用最低）的路径。 求解算

12、法： （1）Dijkstra算法；（2）逐次逼近法；（3）Floyd算法。 下面通过一个实例对该类问题进行说明。29例1： 某运输公司签订了一项运输合同，要把A市的一批货物运送到B市，该公司根据这两个城市之间可选择的行车路线的地图绘制了如图所示的公路网络。图中，圆圈也称节点，代表起点、目的地和与行车路线相交的其他城市。链代表两个结点之间的公路，每一条公路都标明运输里程。A市B市:5-1 A、B两地之间运输路线示意图 问题：从A市出发到达B市，可以有很多条路线可以选择。如何选择运输路线，才能使总路程的长度最短？30解答：最短路的计算方法（1）找出第 n 个距起点最近的节点。对n=1,2,，重复此

13、过程，直到所找出的最近节点是终点。（2）在前面的迭代过程中找出（n-1）个距起点最近的节点，及其距起点最短的中径和距离，这些节点和起点统称为已解的节点，其余的称为未解节点。（3）每个已解的节点和一个或多外未解的节点相连接，就可以得出一个候选点连接距离最短的未解点。如果有多个距离相等的最短连接，则有多个候选点。（4）将每个已解节点与其候选点之间的距离累加到该已解节点与起点之间最短路径的距离上，所得出的总距离最短的候选点就是第n个最近的节点，其最短路径就是得出该距离的路径（若多个候选点都得出相等的最短距离，则都是已解节点）。31步骤直接连接到未解节点的已解节点与其直接连接的未解结点相关总成本第n个

14、最近解点最小成本最新连接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最短路径法的计算步骤表通过上表的计算可知，最短路径为1-2-5-4-3-6，最短距离为12。最短路径法适合利用计算机进行求解，把运输网络中的链和节点的资料都存入数据库中，选好起点和终点后，可很快算出最短路径。32二多个起、止点的路径规划 当有多个货源和多个目的地时，就需要指定目的地的供货地，同时要

15、找到供货地、目的地之间的最佳路径。例2 某公司下属三个仓库，供应四个客户的需要，三个仓库的供应量和四个客户的需求量，以及由各仓库到各客户的运输单价如下表所示。求运输费用最少的运输方案。 销地客户1客户2客户3客户4供应量运价产地仓库A311310700仓库B1928400仓库C74105900需求量 300600500 600200033表上做业法，该方法适合于对相对简单的问题进行求解，求解过程方便直观，而且由于计算量不大，可以用手工直接完成。利用表上作业法有两个基本步骤：（1）确定初始调运方案 最小元素法是按运价表依次挑选运费小的供-需点组合，尽量优先安排运费最低组合的方法。 3113101

16、928734105 销地客户1客户2客户3客户4供应量运价产地仓库A400300700仓库B300100400仓库C600300900需求量300600500600表1 初始调运方案34（2）初始方案的检验最优方案的数字特征检验数：闭回路： 从理论上讲，对于表上作业法的初始方案来说，从调运方案表上的一个空格出发，存在一条且仅存在一条以该空格（用xij表示）为起点，以其他填有数字的点为其他顶点的闭合回路，简称闭回路。这个闭回路有以下性质：每个顶点都是转角点；闭合回路是一条封闭折线，每一条边都是水平或垂直的；每一行（列）若有闭合回路的顶点，则必有两个。 只有从空格出发，其余各转角点所对应的方格内均

17、填写数字时，所构成的闭合回路才是我们所说的闭回路；另外，过任一空格的闭合回路不仅是存在的，而且是唯一的。35 销地客户1客户2客户3客户4供应量产地仓库A400300700仓库B300100400仓库C600300900需求量300600500600 表2 给出了单元格（1，1）和（3，1）所形成的闭回路：（1，1）（1,3）(2，3)（2，1）（1，1）（3，1）（2，1）（2，3）（1，3）（1，4）（3，4）（3，1）。其他空格的闭回路与此同理。 在调运方案内的每个空格所形成的闭回路上，作单位物资的运量调整，总可以计算出相应的运费是增加还是减少。把所计算出来的每条闭回路上调整单位运量而使

18、运输费用发生变化的增减值，称其为检验数。如果检验数小于0，表示在该空格的闭回路上调整运量会使运费减少；相反，如果检验数大于0，则会使运费增加。表2 初始调运方案36用闭回路法求检验数时，需给每一空格找一条闭回路。当产销点很多时，这种计算很繁，可以用较为简便的方法“位势法”求解。设u1,u2,um；v1,v2,vn，是对应运输问题的m+n个约束条件的对偶变量。在初始调运方案中x13,x14,x21,x23,x32,x34是基变量，这时对应的检验数是：基变量 检验数x21 c21-( u2+v1)=0 设v1=0，并且c21=1 所以 u2=1x23 c23-(u2+v3)=0 2-( u2+v3

19、)=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)=037通过这些方程可以求得u1=2 u2=1 u3= -3 v1=0 v2=7 v3=1 v4=8在初始解调运方案中增加一行一列，在列中填入ui,在行中填入vi。接下来，按ij=cij-(ui+vj)计算所有空格的检验数。完成后的表格见表6.6。3113101928734105 销地客户1客户2客户3客户4ui运价产地仓库A12002仓库B01

20、0-11仓库C100120-3vi0718表3 检验数表格38（3）方案调整 判定一个初始调运方案不是最优调运方案的标准，是在检验数表格中出现负值的检验数。如果检验数的负值不止个时，一般选择负检验数绝对值最大的空格作为具体调整对象。 从表3可以发现，单元格x24的检验数是负数，因此对其进行调整，具体过程如表4所示。x13400+100=500 x14300-100=200 x23100-100=0 x240+100=100表4 调动方案调整表 从单元格x24开始，沿闭回路在各奇数次转角点中挑选运量的最小数值作为调整量。在此将x23单元格的100作为调整量，将亮个数填入单元格x24内，同时调整该

21、闭回路中其他转角点上的运量，使各行、列保持原来的供需平衡，这样注得到一个新的调运方案，如表5所示。393113101928734105 销地客户1客户2客户3客户4供应量 运价产地仓库A500200700仓库B300100400仓库C600300900需求量300600500600表5 调整后的方案按新方案计算调运物资的运输费用为：3500+10200+8100+4600+5300 = 8500元新方案是否最优方案，还需再进行检验。经计算，该新方案的所有检验数都是非负数，说明该方案已经是最优方案了。40三起点和终点相同的路径规划 物流管理人员经常会遇到起点和终点相同的路径规划问题。例如，从某仓

22、库送货到零售店然后返回的路线；从零售店到客户地点配送的路线规划。起点和终点重合的路径问题一般被称为“流动推销员”问题（TSP, Traveling Salesman Problem），是运筹学、图论和组合优化中的典型问题。 TSP问题一般描述如下：一个旅行者从出发地出发，经过所有要到达的城市后，返回到出发地，要求合理安排其旅行路线，使得总旅行距离（或旅行费用、旅行时间等）最短。人们已经提出不少方法来解决这类问题。如果某个问题中包含很多个点，要找到最优路径是不切实际的，因为许多现实问题的规模太大。启发式算法是求解这类问题的好办法。41 车辆路线安排问题（VRP, Vehicle Routing

23、Problem）是指对物流配送的车辆进行优化调度。该问题一般可以描述如下：对一系列装货点或（和）卸货点，组织适当合理的行车路线，使车辆有序地通过他们，在满足一定的约束条件下（如货物需求量、发送量、交发货时间、车辆容量、数目限制、车辆行驶里程、时间限制等）下，达到一定的目标（如最短路程、最小费用、最短时间、最少车辆等）。该问题涉及了多辆交通工具的服务对象的选择和路径（服务顺序）确定两方面的问题。 VRP问题是组合优化领域著名的NP难题之一，求解方法一般相当复杂，通常的做法是应用相关技术问题分解或者转化为一个或多个已经研究过的基本问题（如旅行商问题、指派问题、最短路问题等），再使用相对比较成熟的基

24、本理论和方法进行求解。车辆路线安排42运用VRP模型对实际问题进行研究时，一般需要考虑以下几个方面的问题：（1）仓库。仓库的级数，每级仓库的数量、地点和规模；（2）车辆。车辆的型号和数量，每种车辆的容积和运作费用，出发时间和返回时间，司机休息时间，最大的里程和时间限制；（3）时间窗口。由于各处的工作时间不同，每个站点每天只允许在特定的时间内取货和/或送货；（4）顾客。顾客需求，装载、卸载，所处的地理位置，分离需求，优先等级；（5）道路信息。车流密度，道路交通费用，距离或时间属性；（6）货物信息。货物的种类多少，兼容性，货物的保鲜；（7）运输规章。工人每天的工作时间，车辆的周期维护。43（1）安排车辆负责相互距离最接近的站点的货物运输；（2）安排车辆各日途经站点时，应注意使站点群更加紧凑。如果一周内各日服务的站点不同，就应该对一周内每天的