第五章运输规划设计

第五章物流系统运输规划设计,本章学习目标,应该了解运输系统的基本功能及其在物流系统中的作用。掌握运输线路的选择和优化的方法和步骤，能够根据实际情况确定选择不同的运输方式。掌握多式联运的内容、方式，能够对运输过程中出现的问题进行处理和分析。,5.1物流运输系统,物流系统的运输:原材料、零部件在工厂进行加工，制成成品以后，就会发生商品从工厂仓库到全国主要物流中心的大规模运输，这种形态常成为“干线运输”或“核心运输”，它涉及到利用货台、装卸机械等工具，并按一定的标准把商品单位化，进而工厂和物流节点之间进行长距离的运输。商品进入厂商的物流中心后，接下来的运输业务主要是对应顾客的订货而进行的发货，包括将商品向批发业的配送中心或大型零售商的配送中心运输，甚至直接向零售店铺进行商品输送，即配送。,5.1物流运输系统,物流系统运输的功能：（一）产品和货物转移功能运输的主要功能就是帮助产品在价值链中来回移动。（二）产品和货物的储存功能在仓库有限的情况下，利用运输储存也许不失为一种可行的选择。（三）物流节点的衔接功能在现代物流系统中，运输与信息网络并行实现物流系统的衔接，前者侧重于实物衔接，后者侧重于信息衔接。,5.1物流运输系统,物流系统运输的作用：（一）运输服务是有效组织物品输入和输出的关键企业的工厂、仓库与其供货厂商和各客户之间的地理分布直接影响着物流的运输费用。（二）运输影响着物流的其它构成因素企业库存储存量的大小，直接受运输状况的影响；（三）运输费用在物流总费用中占有较大比重运输费用在物流总费用中占有很大的比重。,5.1物流运输系统,表4.1物流服务内容一览表,物流系统运输方式及其特征：（一）铁路运输铁路运输特点是运量大，运输成本低，速度快，安全可靠，受气候和自然条件的影响较小，在货物运输中具有较高的连续性和准确性。（二）公路运输公路运输的特点是速度较快，范围广，在运输时间和线路安排上有较大灵活性，可直达仓库、码头、车站等地直接装卸。（三）水路运输水路运输一般都具有运量大、运费低、耗能少的优点。但水路运输受水域、港口、船期等条件的限制，并且受季节、气候等自然条件的影响较大，运输连续性较差，速度慢，时间长。（四）管道运输管道运输具有迅速安全、货损货差小，运输货物无需包装，节省包装费用，费用省，成本低，管理较简单，不受地面气候条件影响，可连续作业的优点。（五）航空运输航空运输速度快、安全准确，虽然费用比铁路、公路等运输方式高，但目前许多企业的实践证明，它可降低所需存货的水平、仓储费用和包装成本。,5.2物流系统运输线路选择,企业选择运输线路时，应该重要考虑以下因素：商品性能特征运输速度和路程运输能力和密度运输费用运输期限运输批量市场需求的缓急程度,运输路线优化,在整个物流成本中，运输成本所占比列为33%-67%，所以我们必须关注如何降低运输成本问题，最大化地利用运输设备和人员，优化运输线路是降低运输成本的关键。,（一）影响运输线路选择的因素1.成本因素（1）运输成本（2）营运成本（3）运输线路建设成本和土地成本（4）固定成本2.非成本因素（1）交通因素（2）环保因素（3）政策法规因素,（二）运输路线决策运输路线决策就是，找到运输网络中的最佳路线，以尽可能缩短运输时间或运输距离，达到降低运输成本、改善运输服务的目标。运输路线决策问题有三种基本类型：一是起点和终点不同的单一路径规划；二是多个起点和终点的路径规划；三是起点和终点相同的路径规划。,一、起点和终点不同的单一路径规划此类问题可以描述为在一个已知交通运输网络中，寻找从出发地到目的地的最佳路线。这里的“最佳”可以指距离最短、时间最省或是费用最少。数学模型求网络图中二点之间的最短路问题。采用网络规划中求最短路Dijkstra算法（标号算法）。除了距离以外，还需要考虑通过交通网络的时间长短。,V5,例如，从上图中找出V1与V8之间的最短路线。,V2,V1,V4,V6,V7,V9,V8,V3,1,6,3,1,2,2,6,2,6,3,4,10,2,4,3,1、最短路与最大流,起点,终点,例题1,标号算法,例题2要把A市的一批货物运送到B市，根据两个城市之间可选择的行车路线地图，绘制了图513的公路网络。要求寻找一条线路最短的运输路线。,图中为结点，代表起点、目的地和与行车路线相交的其他城市，其中的数字为结点编号。箭头为分支，代表两个结点之间的公路，箭头上标明的数字为运输里程。,公路网络,1,解：从终点开始逐步逆向推算。(1)与终点10联接的结点有两个，即结点9和8；从结点9到结点10只有一条线路，该线路为最短线路，长度100，记为：（9-10）100；同样，结点8到结点10的最短线路为150，记为（8-10）150；(2)结点6。与6联接的只有一个结点9，6至9的最短里程为200。而9至终点10的最短里程为100因此6至终点10的最短里程为200十100300。记为：(6-9-10)300。(3)结点5。与5联接的结点有9、8两个。5至9再至终点的最短里程为400十100500，5至8再至终点的最短里程为250十155400。400500，所以5至终点的最短里程为400，记为：(5-8-10)400。(4)结点7。至终点的最短里程为125十150275，记为：(7-8-10)275。,300,(5)结点4。与4联接的结点有5、6、7三个。结点4至6再到终点的最短里程为200十300=500；结点4至5再到终点的最短里程为175十400575；结点4至7再到终点的最短里程为275十275550。三个里程中以500为最小，所以结点4至l0的最短里程记为(46910)500。(6)结点2和3。用同样的方法，得到：结点2到终点的最短里程为600。记为：(26910)600。结点3到终点的最短里程为575。记为：(37810)575。(5)最后看结点1。结点1可以通过三个结点2、3、4连接到终点。结点1通过结点2再到终点的最短里程100十600700，路径为（126910）700；结点1通过结点4再到终点的最短里程150十500650，路径为（146910）650；结点1通过结点3再到终点的最短里程175十575750，路径为（137810）750。以上三个里程中以650为最小，即A币到B市的最短里程，对应的最短路线为：146910。,二、多个起点和多个终点的路径规划问题多个起点和终点的路径优化，需要确定各供求地点之间的最佳供应关系。运用线性规划,数学模型可以描述为：有m个产地Ai，i=1，2，m，可供应量分别为ai，i=1，2，m；有n个销地Bj，j=1，2，n，需要量分别为bj，j=1，2，n；产销平衡，从Ai到Bj运输单位货物的运价（也可以是时间或距离）为cij。问如何调运这些货物，使得运费（或时间、吨公里数）最少？,1、单纯形法,2、图表分析法,4、表上作业法,5、供求不平衡运输模型,3、图上作业法,常见的解决方法有：,4、图上作业法。,基本思路：1.破圈法编制初始方案。打破每一回路中距离最长的一段，并在交通图上，从破开的线段端点开始，依照右手原则，用符号标出物资流向：即符号始终在以输出地为起点、以输入地为终点的交通路线的右边。以圆圈加数字的形式将运输量标注在符号旁边。,2.检验：每一回路的内外圈长如果均不大于该回路的半圈长，该方案已经最优；否则进行调整。3.调整：找出有问题圈中的最小运量边，该圈各边减去此最小运量，该回路剩余各边加上此最小运量。4.重复步骤23，直到每一回路都达到最优。该调运方案即为最优。,（三）多起讫点问题的决策1运输路线图上作业法2不含回路的图上作业方案：,3含有回路的图上作业方案,【例2.6】：某制造企业有专门为产品生产工厂提供零部件和半成品的零部件制造厂，共有S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7七个零部件制造厂和D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7七个产品生产工厂。各零部件制造厂的产量（椭圆框内数字）、各生产工厂的零部件需求量（矩形框内数字）以及他们的位置和相互距离如图1所示。其中产量和需求量单位为吨，距离单位为公里，请利用图上作业法确定最佳的零部件调运方案。,解：1.在唯一的回路中，距离为85的一段最长，断开此段。并以供方190开始编制初始调运方案，标注如图2,2.对该回路进行检验：内圈长=0，外圈长=70+80+70+75+60=355，该回路总长=355+85=440，半圈长=440/2=220内圈长半圈长，需要对外圈进行调整。,3.在初始方案中，外圈的最小运量为10，外圈各边调运量都减去10，回路剩余各边加上10。第一次调整后的调运方案如图3所示：,4.对新方案进行检验：内圈长=85，外圈长=70+80+70+60=280，该回路总长=355+85=440，半圈长=440/2=220内圈长半圈长，需要对外圈进行第二次调整。,5.当前，外圈的最小运量为40。第二次调整后的调运方案如图4所示：,6.对第二次调整后的新方案进行检验：内圈长=85+75=160，外圈长=70+70+60=200，该回路总长=355+85=440，半圈长=440/2=220内圈长半圈长，外圈长半圈长。该方案达到最优。,案例1:甲公司要从位于s市的工厂直接装运500台电视机送往位于t市的一个批发心这票货物价值为150万元。t市的批发中心确定这批货物的标准运输时间为2.5天，如果超出标准时间，每台电视机的每天的机会成本是30元。甲公司的物流经理设计了下述三个物流方案，请从成本角度评价这些运输方案的优劣。（1）a公司是一家长途货物运输企业，可以按照优惠费率每公里0.05元/台来运送这批电视机，装卸费为每台0.10元。已知s市到t市的公路运输里程为1100公里，估计需要3天的时间才可以运到(因为货物装卸也需要时间)。（2）b公司是一家水运企业，可以提供水陆联运服务，即先用汽车从甲公司的仓库将货物运至s市的码头(20公里)，再用船运至t市的码头(1200公里)，然后再用汽车从码头运至批发中心(17公里)。由于中转的过程中需要多次装卸，因此整个运输时间大约为5天。询价后得知，陆运运费为每公里0.06元/台，装卸费为每台0.10元，水运运费为每百台0.6元。(3)c公司是一家物流企业，可以提供全方位的物流服务，报价为22800元。它承诺在标准时间内运到，但是准点的百分率为80。,起点和终点相同的路径规划问题是物流配送业务中的常见问题。由于要求车辆必须返回起点，问题的难度提高了。解决这类问题的目标是找出途中经过的点的顺序，使运输工具依次经过所有送货点并满足各点对送货时间的要求，且总出行时间或总距离最短。“旅行推销员（TSP）”问题，属于NP难题。随着问题中包含节点个数和约束条件的增加，求解问题的复杂程度增加，要找到最优路径非常困难。即使用最快的计算机进行计算，求最优解的时间也非常长。启发式求解法是求解这类问题的好方法。,三、起点和终点相同的路径规划,运输批量越大，运输费率越低。将小批量货物合并成大批量货物进行运输是降低运输成本的主要方法。,原则.将相互接近的停留点的货物装在一辆车上运送，以便使停留点之间的运行距离最小化。,（b）更好的串联,（a）差的串联,（三）合理路线和时间安排的原则,原则4：运行线路从仓库最远的停留点开始，送货车辆一次装载邻近这个关键停留点的一些停留点的货物，这辆运货车装载满后，再安排另一辆运货车装载另一个最远的停留点的货物,原则5：有多种规格的车型，应优先使用载重量最大的送货车，将路线上所有要求运送的货物都装载。原则6：提货应混在送货过程中进行，而不要在运行线路结束后再运行。原则7：对偏离集聚停车点路线远的单独的停车点可以使用小载重量的车辆专门为这些停车点单独送货。另一个可供选择的方案是租用车辆或采用公共服务（如邮政服务）为这些停车点送货。原则8：应当避免停车点工作时间太短的约束。,物流配送路径优化常见的约束条件包括：停车点的工作时间约束，车辆的类型，最大的运行时间、不同区段的车速限制，运行途中的障碍物（湖泊、山脉等、交通管制）、司机的短时间休息等。如果问题中包含送货点的个数很多，附加了许多约束条件，问题求解就变得十分复杂。,2、制定车辆路径优化方法,（四）运输路线和时刻表的制定方法（1）人工计算方法扫描法问题：对于若干个停车点（客户）安排最优行车路线。第一步，将仓库（出发点）和所有的停车点位置画在地图上或坐标图上；第二步，通过仓库位置放置一直尺，然后顺时针或逆时针方向转动，直到直尺交到一个停车点。询问：累计的装货量是否超过送货的载重量或容积（首先要使用最大的送货车辆）。如是，最后的停车点排除，将路线确定下来。然后再从这个停车点开始继续扫描，开始一条新的路线。这样扫描下去，直至全部的停留点都被分配到路线上。第三步，对每条路线安排运行顺序，以求运行距离最小化。方案的误差率在10%左右。,例4从各客户点提货，然后将货物运回仓库。全天的提货量见图5-13。送货车每次可运载10000件。要求确定：需多少条路线（即多少辆送货车）；每条路线上有哪几个客户点；送货车辆服务有关客户点的顺序。,扫描法:手工计算。车的载货量是10000件。需要多少条线路？每条线路上的站点如何排列？,（2）节约法(最优插入法),（3）相关软件智能调度系统,智能调度系统（IDS）是采用GIS技术、最优路径算法、运筹学和数据库等先进技术开发的物流软件，用于车辆调度和服务线路规划（包括时间计划和线路规划）,影响运输系统规划设计的因素,运输成本通过合理的运输系统规划，确保使物流系统总成本降到最低限度，这意味着低费用的运输不一定能获得最低的物流总成本。运输速度在进行运输系统规划时，并不是速度越快越好，而是选择恰当的运输方式，实现运输速度与运输成本之间的平衡。运输一致性是运输可靠性的反应，如果某个运输作业花费时间变动的弹性非常大，这种部一致性就会导致整个物流系统的不一致性，从而产生低效率。与物流节点的匹配程度物流运输系统的核心功能是发挥在各物流节点之间的一个桥梁作用，显然桥梁作用的发挥首先就要求运输系统与其他物流节点之间的良好对接。,5.3物流运输系统规划设计,合理化运输的目的是节约运输成本，提高运输质量，增强物流中心的竞争优势。成为运输合理化设计的“五要素”包括：运输距离；运距长短是运输是否合理的一个最基本因素运输环节；减少运输环节，尤其是同类运输工具的环节，对合理运输有促进作用运输工具；最大发挥所用运输工具的作用，是运输合理化的重要一环。运输时间；运输时间的缩短对整个流通时间的缩短有决定性作用。运输费用；运费的判断，也是各种合理化实施是否行之有效的最终判断依据之一。,运输合理化,一、不合理运输,商品不合理运输，是指在组织货物运输过程中，违反货物流通规律，不按经济区域和货物自然流向组织货物调运，忽视运输工具的充分利用和合理分工，装载量低，流转环节多，从而浪费运力和加大运输费用的现象。,返程或起程空驶。对流运输迂回运输倒流运输重复运输过远运输运力选择不当托运方式选择不当,2不合理运输的表现,弃水走路铁路、大型船舶的过近运输运输工具承载能力选择不当,二、运输合理化,运输合理化就是按照货物流通的规律，用最少的劳动消耗，达到最大的经济效益，来组织货物调运。即在有利于生产，有利于市场供应，有利于节约流通费用和节约运力、劳动力的前提下，使货物走最短的里程，经最少的环节，用最快的时间，以最小的损耗，花最省的费用，把货物从生产地运到消费地。,2、运输合理化的影响因素,运输距离运输环节运输工具运输时间运输费用,3、运输合理化的措施,提高运输工具实载率采取减少动力投入，增加运输能力的有效措施求得合理化发展社会化的运输体系开展中短距离铁路公路分流，“以公代铁”的运输尽量发展直达运输配载运输组织“四就直拨”运输合装整车运输提高技术装载量,就厂直拔就站直拨就库直拨就车(船)过载,决定运输方式，可以在考虑具体条件的基础上，对下述五个具体项目认真研究考虑：,三、运输方式的选择,货物品种运输期限运输成本运输距离运输批量,（一）、成本比较法,1、运输成本结构,变动成本固定成本联合成本公共成本,【例2.1】某企业欲将其产品从坐落位置A的工厂运往坐落位置B的公司的自有仓库，年运量D为700000件，每件产品的价格C为30元，每年的存货成本I为产品价格的30%。Q为年存货量。企业希望选择总成本最小的运输方式。各种运输方式有关参数如下。其中，在途运输的年底库存成本为ICDT/365,两端储存点的存货成本各为ICQ/2，但其中的C有差别：工厂端的C为产品价格，购买者端的C为产品价格和运输费率之和。试求总成本最低的运输方式。,【例2.1答案】,2、考虑竞争因素法,【例2.2】某制造商分别从两个供应商处购买了共3000个零件，每个零件单价100元。目前这3000个零件由两个供应商提供，如供应商缩短运输时间，则可以多得到交易份额，每缩短一天，便可以从总交易中多得5%的份额，即150个零件。供应商从每个零件可赚得占零件价格（不包括运输费用）20%的利润。于是供应商A考虑，如将运输方式从铁路转为公路或航空运输是否有利可图。各种运输方式的运输费率和运输时间如下。,【例2.2答案】,故，如果制造商对能提供更好运输服务多得供应商给予更多的交易份额的承诺兑现，则供应商A应当选择公路运输。,？运输决策,自行运输？委托运输？,二、运输决策,？服务的选择,运送时间,？运输方式及承运人选择,问题识别,承运人分析,选择后评价,选择决策,承运人分析货运质量指标,？运输协议的协商,成本,价格,？车辆路线计划,单一出发地和单一目的地,多起点、多终点问题,起点与终点为同一地点,三、运输决策的参与者,概括的说，运输交易受五方的影响：托运人收货人承运人政府公众,经济规章目的：为提供可靠的运输服务和助长经济发展，许多国家政府都积极的利用经济规章，以确保运输服务的可得性和稳定性。（1）准入规章（2）运输费率（3）服务规范安全和服务规章,四、运输规章,5.4多式联运系统规划设计,多式联运的含义：多式联运是在集装箱运输和优化组合不同运输方式基础上发展起来的综合、连贯的新型运输方式；国际多式联运是一种利用集装箱进行联运的新的运输组织形式,国际多式联运主要内容：,国际多式联运概述国际多式联运经营人国际多式联运业务程序国际多式联运单据,第一节国际多式联运概述,一、国际多式联运的含义按照多式联运合同，以至少两种以上不同运输方式，由多式联运经营人负责，将货物从一国境内接受货物地点运到另一国境内指定地点交付货物的一种国际运输方式。,二、国际多式联运的特征,（一）接受的货物是国际间的货物运输（二）至少两种不同运输方式的连贯运输（三）发货人和多式联运人订立一份多式联运合同（四）订立合同的多式联运人对货物全程运输负责（五）使用一套全程多式联运单据（六）全程运输使用单一运费率,三、国际多式联运的运输组织形式,（一）海陆联运国际海陆联运是国际多式联运的主要组织形式，分为船舶与汽车联运、船舶与火车联运。海陆联运是远东欧洲多式联运的主要组织形式。,（二）海空联运,海空联运又称为空桥运输(AirBridgeService),以海洋运输为主的多式联运.海空货物联运主要有承运人型、转运人型和经纪人型等三种类型。目前，国际海空联运线主要有：1、远东欧洲2、远东中南美3、远东中近东、非洲、澳洲,（三）江（河）海联运,江海联运或河海联运，是利用发达的内陆水系进行的国际集装箱联合运输。我国主要的江（河）海联运线路：1、上海/附近的口岸太平洋航线2、深圳/香港/珠海口岸太平洋航线,链接资料：,我国已开办的国际多式联运路线主要有：1、至日本我国内地我国港口日本港口日本内地我国东北图们朝鲜清津港日本港口2、至欧洲我国内地转接西伯利亚大陆桥运输我国内地转接亚欧大陆桥运输我国内地我国港口德国汉堡或比利时安特卫普港北欧、西欧内地,链接资料：,3、至美国我国内地我国港口美国港口美国内地4、至中东我国内地我国港口科威特伊拉克5、至非洲我国港口肯尼亚的蒙巴萨港乌干达内地6、至澳洲我国港口日本港口澳洲港口澳洲内地,国际多式联运经营人,一、国际多式联运经营人的含义本人或通过其代表与发货人订立多式联运合同的任何人，他是事主，而不是发货人或承运人的代理人，负有履行合同的责任。多式联运经营人可以分为两种：一种为有船承运人，另一种为无船承运人。,二、国际多式联运经营人的资质要求,（一）经营国际多式联运业务通常要求：1、具有与经营业务相适应的资金能力2、具有一个较为完整的在国际货物运输业务往来中形成的分支机构和代理网络3、具有从事国际运输所需的专业知识、技能和经验,（二）我国对多式联运经营人提出的要求,1、具有中华人民共和国企业法人资格2、具有与从事多式联运业务相适应的组织机构固定的营业场所，必要的经营设施和相应的专业管理人员3、具有三年以上国际货物运输或代理经历，有相应的国内、外代理4、注册资金不低于人民币1000万元，并有良好的资信5、符合国家法津、法规规定的其他条件,三、多式联运经营人的法律地位,（一）与发货人作为承运人（二）与实际运输区段的承运人作为托运人（三）与运输代理人作为委托人（四）与各有关单位作为货方,第三节国际多式联运的业务程序,一、国际多式联运业务运作过程,发货人托运货物,订立多式联运合同,货物交接,多式联运经营人签发单据,货物经最后一程承运人，交付收货人,确定分段承运人并签订分段运输合同,货交一程承运人，开始全程运输，之后逐段转运,制定装箱集运方案和全程运输计划，并转发各分支机构或代理人,二、国际多式联运业务的主要业务流程接受托运提取空箱报检报关货物装箱办理保险货物运送签发单据中转、过境货物交付,（一）接受托运,多式联运经营人审核委托单，并填写运输工具的名称，联运单号，船舶航次或其他运输工具的车次、航班等，留下承运人或其代理人的留底联和运费通知联，将其余各联退回，交发货人或代理人。,链接知识：上海口岸的场站收据联,第一联：货主留底第二联：承运人或代理留底第三联：运费通知（1）第四联：运费通知（2）第五联：装货单第六联：大副联第七联：场站收据正本第八联：货代留底第九联：配舱回单（1）第十联：配舱回单（2）,（二）提取空箱,提取空箱，必须先缮制集装箱出场设备交接单。在提箱时，必须向箱站提交空箱提交单，并在箱站检查桥或门口由双方代表在集装箱设备交接单上签字，办理交接手续，并各执一份。,链接知识：国际多式联运的租箱业务,集装箱的租赁方式有三种：1、期租：租箱人在一定期间内租用集装箱的融赁方式，根据租用时间的长短分为长期租赁和短期租赁。2、程租：集装箱的租期由航程时间决定的一种租赁方式，一般分为单程租赁和来回程租赁。3、灵活租赁：在租箱合同有效期内，租箱人可在与出租公司约定的地区灵活地进行提还箱的租赁方式。,（三）报检报关,在我国凡列入商品检验机构规定的进出口商品种类表和合同规定须由商品检验检疫机构出证的商品，必须在规定的期限之内填表好申报单向出入境检验检疫机构申报检验。出口货物的报关，若联运从港口开始，则在港口报关；若联运从内陆地区开始，就在内陆地区货物装运地附近的海关办理报关，然后转关到出口口岸海关查验放行。,（四）货物装箱,货物装箱时，由装箱人制作集装箱装箱单，并负责请海关监装和施封。（五）办理保险在国际多式联运业务中，由发货人投保货物运输险，多式联运经营人投保货物责任险，集装箱所有人投保集装箱险。,（六）货物运送,多式联运经营人接收货物后，应根据多式联运路线及其与区段承运人签订的分区段运输合同交第一程运输的承运人，并及时通知中转或过境站的分支机构或其代理人。,（七）签发单据,多式联运经营人或其代理人接收货物后，在场站收据上签章，发货人或其代理人持由多式联运经营人签章的场站收据到多式联运经营人或其分支机构或代理人处换取多式联运全程运输单据。,链接知识：国际多式联运的运费,多式联运运费由四部分构成：1、进出口区域服务费用（文件操作费、设备使用费、仓储费、报关报检代理费、装卸作业费）2、运费（运输费、转运费）3、政府监管费用（过境费、检验检疫费）4、企业经营税费、利润和汇率成本,练习:西安至北美芝加哥的海铁联运,已知条件：海铁联运，20英尺整箱，运输条件为StationtoStation，CIP芝加哥，启运地西安。,（一）运输路线,从西安到芝加哥的运输线路主要有以下几种：