《运输管理》PPT课件.ppt

1 u5.1 概述 u5.2 运输方式 u5.3 运输定价 u5.4 运输最优化 u5.5 供应链中的运输管理 2 运输连接点运输连接点 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 图5-1 运输网络示意图 5.1 概述 车站 物流中心 港口 机场 货场 车站 物流中心 港口 机场 货场 运输方式 运输途径 5.1.1运输的作用 产品移动 运输的主要价值是使产品在供应链中进行移动。 产品储存 运输工具在运货的起点或终点也可以起到储存产品 的作用。 3 地区生产专业化、提高社会整体效率、提升土地价值 5.1.2 运输的参与者 4 公 众 政 府 运营主体 互联网 收货人（接收人 ） 收货人（接收人 ） 图5-2 运输环节中各成员间的关系 5 5.1.3 运营主体 1、自营运输 是指货主自己承担货物的运输，即自备车辆、自行承担 运输责任、自行从事运输活动。 优点：提升服务、降低成本 不足：空车回程、专业管理、资金、自担风险 2、经营性运输 是以运输服务作为经营对象、为他人提供货物运输服务 并收取运输费用的一种运输经营方式。 承运人、代理人 3、公共运输 是指由政府投资或主导经营的各种运输工具（如飞机、 火车等）以及相关的基础设施（如公路、铁路、港口、机场 和相关信息系统）。 运输成本 运输货物在途运费+附加费+运输端点费用 运输时间和运输时间的可靠性 影响库存持有成本和缺货水平的两个关键因素。 可靠性是指多次运输服务间出现的时间变化 安全性 到达目的地时的完整性 可达性 运输提供者从特定的起始点到终点运输货物的能力。 受理能力 满足承运人特殊服务的要求 6 5.1.4 运输服务的特征 7 5.2 运输方式 五大运输方式： u铁路运输 u公路运输 u航空运输 u水路运输 u管道运输 1铁路运输设备、站点、铁轨等固定成本较高，可变成本较低 优点 （1）承运能力大，适合大批量低值物品及长距离运输； （2）铁路运输不大受气候和自然条件影响，在运输的准时性方 面有优势； （3）铁路运输可以方便地实现驮背运输、集装箱运输及多式联 运。 缺点 （1）固定成本高，项目投资大，建设周期较长； （2）运输时间较长，在运输过程中需要有列车编组、解体和中 转改编等作业环节，占用时间较长，因而增加了货物的运输时 间。 （3）铁路运输中的货损率比较高。由于装卸次数较多，货物毁 损或灭失事故通常比其它运输方式多。 （4）不能实现“门到门”运输。如果托运人和收货人都有专用 线，可以提供协助完成。 8 5.2.1 基本运输方式及其运营特点 9 10 2公路运输固定成本较低（公路由公众出资建筑）， 可变成本适中（燃料费、维修费等） 由于汽车已经成为公路运输的主要运载工具，因此，现 代公路运输主要指汽车运输。 优点 速度 可达性 运输的平稳性 灵活性 由于汽车运输具有上述优点，更由于高速公路网的不 断延伸，在世界范围内汽车运输迅速发展，并超过铁路和 其他运输方式。 但是汽车运输也存在一些问题，主要是装载量少，运 输成本高，燃料消耗大，环境污染比其它运输方式严重得 多。 11 12 3航空运输固定成本较低（飞机、物料处理和货运系统） 可变成本较高（燃料费、劳动力成本、保养维修 费等） 航空运输与其他运输方式相比较，有以下几个特征： 优点： 速度快：距离越长，越显著 安全性高 包装要求低 缺点 受气候条件限制 可达性差 13 14 4水路运输 固定成本适中（船只和设备） 可变成本较低（能够运送大吨位货物） 15 水路运输按航行区域，大体上可以划分为海洋运输和内河运输 两种类型。 优点： u 与其他运输方式相比，水运造成的货物灭失和损坏成本较低。 u 水路运输的重要特点是利用天然水道，进行大吨位、长距离的 运输，由于运量大、成本低，非常适合于运输大宗货。 缺点： u 速度慢，船舶平均航速较低，不能快速将货物运达目的地 u 水路运输受自然条件影响大，特别是受气候条件影响较大， 比如断流、台风影响等，因而呈现较大的波动性。 Maersk Triple-E Class Container Ship 18000TEU集装箱船 此船的总长将达到400米，从船首走到船尾相当于绕标准田径场跑道一圈，近 59米的型宽意味着该船可以在甲板上堆放23排集装箱。 一个冰球场、一个橄榄球场，外加一个NBA篮球馆，统统可以塞进船体。 实际上，这条船的甲板差不多可以摆下4个足球场了 该型船的横剖面更接近“U”型，可以容纳更多的集装箱 该船巨大的船腹外加甲板上的空间，共能放下18000个20英尺标准 集装箱 5管道运输 固定成本最高（通行权、建设费用、设置控 制点、泵送能力） 可变成本最低（不存在大量的劳动力成本） 22 管道是很独特的运输方式，它所能运送的货物种类很有限， 4种主要通过管道运输的货物是：石油及成品油、天然气、煤、 化学制品。 优点： 费用低、运输效率很高、货损、货差率低、可靠性、免费仓 库存储。 缺点： 管道运输也有相对劣势。首先，管道线路是相对固定的，因 此有地域灵活性或可达性的限制。其次，管道运输的产品有局 限性，并且只能提供单向服务。 23 24 表6-1 不同运输方式的运作特点 运作特点速度可得性可靠性运输能力 铁路3232 公路2123 空运1354 水运4441 管道5515 25 5.2.2 运输服务 将各种运输方式的实际运输能力有机地结合起来，就形成了运输 服务。 u 传统承运人 指仅仅使用5种基本运输方式中的一种来提供运输服务的运输公司 。 u 包裹服务 解决了小批量货物运输的可得性。 包裹配送服务一般通过铁路、公路和空运服务来完成，可以分为 普通型服务和加急型服务两种。 （1）地面包裹服务 （2）空运包裹服务 26 u多式联运 多式联运是将两种或两种以上的运输方式结合在一起，它利 用每种运输方式的优势，以较低的总成本提供了一种综合性的 运输服务。 （1）驮背式运输：铁路+公路 （2）集装箱船舶运输：大陆桥铁路+海运 （3）空运和陆运之间的协调：空运+公路 目前，国际上通常使用的干货柜（DRYCONTAINER）有： 1.外尺寸为20x8x8英尺6英寸，简称20尺货柜（内径：898*2352*2390mm） ； 2.40x8x8英尺6英寸，简称40尺货柜（内径：12024*2352*2390mm）； 及近年较多使用的40x8x9英尺6英寸，简称40尺高柜。 为11.8x2.34x2.68米.配货毛重一般为26吨，体积为68立方米. 集装箱平板车 集装箱车集装箱吊车 30 5.3 运输定价 5.3.1 运输成本构成 u可变成本 除了极少数的特殊情况之外，运输费用中至少会包含可变成本。 运输的可变成本是承运人为了支付每日开销所需要收取的最低费用。 u固定成本 对运输公司来说，固定成本包括运输工具、站点、通行权、信息 系统以及相应的辅助设备等方面的成本。 u连带成本 指提供某一特定的服务所必须支付的费用。 u公共成本 指承运人代表所有托运人或者一部分托运人所需要支付的费用。 31 运输距离：可变成本远距离递减 载货量：固定成本分摊 密度：载货容积固定成本分摊 装载性：怎样才能将货物恰到好处的放入运输工具中 搬运处理：特殊的搬运设备 责任：某些产品特性使得其比较容易出现损坏 市场因素：双向运输、季节性 5.3.2 运输成本的影响因素 32 按服务成本定价 在服务成本和利润的基础上制定收费标准 按服务价值定价 以托运人对服务的感知价值为基础的定价策略 按商品所能承受的运输费用定价 商品的利润水平限制了其所能接受的运输成本 按供需状况定价 按运输供需和运输状况 5.3.3 定价策略 33 运输费率 （1）等级费率 （2）商品费率 特殊收费 5.3.4 定价机制 5.4 运输最优化 5.4.1 运输合理化 影响物流运输合理化的因素很多，起决定作用的有五个方面，称 作合理运输的“五要素”。 1运输距离 2运输环节 3运输工具 4运输时间 5运输费用 34 不合理的运输主要有以下几种表现形式： 1对流运输； 2迂回运输； 3过远运输； 4重复运输； 5无效运输； 6运力选择不当 35 5.4.2 运输服务的选择 36 p 基于物流总成本比较的运输方式选择 一种运费最低的运输方式，并不一定使总运输成本最低。运输的速 度和可靠性会影响托运人和买方的库存水平（订货库存和安全库存） 以及他们之间的在途库存水平。运输对库存的影响有以下几点： （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。 在选择运输方式时，就需要考虑库存持有成本可能升高，而抵消运 输服务成本降低的情况。因此，选择运输方式时的最合理方案应该是 ，既能满足顾客需求，又使总成本最低的服务。 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1.4240 37 例5.1 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。其中采购成本和运输时间的变化忽略不计。公司 可以利用以下运输服务： 38 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，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。 解答：在选择运输方式时要考虑总成本，包括：运输成本+库存成本 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。 成本类型铁路运输卡车运输航空运输 运输成本0.1700000=70000 0.2700000= 140000 1.4700000= 980000 在途库存 0.33070000021/ 365=362466 0.3307000005/3 65=86301 0.3307000002/3 65=34521 工厂库存 0.33070000/2= 315000 0.33035000/20.8 4=132300 0.33017500/20.8 1=63788 仓库库存 0.330.170000/2=3 16050 0.330.235000/20. 84=133182 0.330.417500/20. 81=66764 合计10635164917831145072 39 由上表可以看出，虽然采用铁路运输时的运输费率最低，采用 航空运输时的库存成本最低，但卡车运输的总成本最低。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%。 40 p货物运输调配多个起、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，同时要找到供货地、目的地之间的最佳路径。 例5.2 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。 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。 销地 客户1客户2客户3客户4供应量 运价 产地 仓库 A700 仓库 B400 仓库 C900 需求量300600500600 41 311310 1928 7 3 4 105 表 初始调运方案 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3006005006002000 300 100 400 600300 300 42 （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。 43 销地 客户1客户2客户3客户4供应量 运价 产地 仓库 A （3）（11）（3）（10） 700 仓库 B （1） 300 （9）（2）（8） 400 仓库 C （7）（4） 600 （10）（5） 300 900 需求量300600500600 12 12 -1 10 1 00 0 0 0 0 100 100 300200 400500 44 3 11 3 10 19 2 8 7 3 410 5 销地客户1客户2客户3客户4供应量 运价 产地 仓库 A 500200700 仓库 B 300100400 仓库 C 600300900 需求量 300600500600 表 调整后的方案 按新方案计算调运物资的运输费用为： 3001+6004+5003+20010+1008+3005=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。 45 1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。忽略其他因素，一般 可认为路线最短是最经济的。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。 求解此类最短路径问题，主要有以下几种算法： （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。 p运输路线的优化最短路径问题 46 例5.3 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 图6-3 A、B两地之间运输路线示意图 可以看出，从A市出发到达B市，可以有很多条路线可以选择。但 是如何选择运输路线，才能使总路程的长度最短？这就是运输规划中 的最短路问题。 47 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）。 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个最 近解点 最小 成本 最新连接 1 1 1 2 3 4 11 241-2 2 1 2 2 3 4 5 11 4+7=11 4+2=6 562-5 3 1 2 5 5 3 4 4 6 11 4+7=11 6+3=9 6+8=14 495-4 4 1 4 4 5 3 3 6 6 11 9+1=10 9+4=13 6+8=14 3104-3 5 3 4 5 6 6 6 10+2=12 9+4=13 6+8=14 6123-6 48 表 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，计算机可以很快就算出最短路径。 49 2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。 p行车路线及时刻表的制定车辆路线安排 50 车辆路线安排问题（VRP, Vehicle Routing 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本理论和方法进行求解。 51 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： u（1）仓库。仓库的级数，每级仓库的数量、地点和规模。 u（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。 u（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。 u（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。 u（5）道路信息。车流密度，道路交通费用，距离或时间属性。 u（6）货物信息。货物的种类多少，兼容性，货物的保鲜。 u（7）运输规章。工人每天的工作时间，车辆的周期维护。 52 u（1）安排车辆负责相互距离最接近的站点的货物运输。 u（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路线和时刻表问 题分别进行站点群划分。各日站点群的划分应避免重叠。 u（3）从距仓库最远的站点开始设计路线 u（4）卡车的行车路线应呈水滴状。 u（5）尽可能使用最大的车辆进行运送，这样设计出的路线是最有效 的。 u（6）取货、送货应该混合安排，不应该在完成全部送货任务之后再 取货。 u（7）对过于遥远而无法归入群落的站点，可以采用其它配送方式。 u（8）避免时间窗口过短。 简化的原则： 53 1扫描法 路线设计中的扫描法很简单，即使问题规模很大，也可以通过手工计算 得出结果。 扫描法可阐述如下： （1）在地图或方格图中确定所有站点（含仓库）的位置。 （2）自仓库始沿任一方向向外划一条直线。沿顺时针或逆时针方向旋转该直线直 到与某站点相交。考虑：如果在某线路上增加该站点，是否会超过车辆的载货能 力？如果没有，继续旋转直线，直到与下一个站点相交。再次计算累计货运量是 否超过车辆的运载能力（先使用最大的车辆）。如果超过，就剔除最后的那个站 点，并确定路线。随后，从不包含在上一条路线中的站点开始，继续旋转直线以 寻找新路线。继续该过程直到所有的站点都被安排到路线中。 （3）排定各路线上每个站点的顺序使行车距离最短。排序时可以使用“水滴”法或 求解“流动推销员”问题的任何算法。 54 例5.4 某公司用厢式货车从货主处取货,下图(a)是一天的取货量，单位是件。厢 式货车的载货量是10000件。完成所有取货任务需一天时间。公司需要多少条运 输路线（即多少部车），每条路线上应该经过哪些站点，每条路线上的站点怎 样排序。 首先，向北画一条直线，进行逆时针方向“扫描”。这些都是随机决定的。逆时针旋转 该直线，直到装载的货物能装上一辆载重10000件的卡车，同时又不超载。一旦所有的站 点都分派有车辆，就可