基于精益思想的运输优化

1、第三章基于精益思想的运输优化1.公司背景介绍安吉汽车物流有限公司（简称“安吉物流”）是上汽集团旗下的全资子公司。安吉物流是汽车物流服务供应商，共有员工17,000人，拥有船务、铁路、公路等10家专业化的轿车运输公司以及50家仓库配送中心，仓库总面积超过440万平方米，年运输和吞吐量超过570万辆商品车，并且全部实现联网运营。公司以“服务产品技术化”的理念，从事汽车整车物流、零部件物流、口岸物流以及相关物流策划、物流技术咨询、规划、管理培训等服务。提供一体化、技术化、网络化、透明化、可靠的独特解决方案的物流供应链服务。安吉物流作为一家为汽车及零部件制造企业提供服务的第三方物流公司，下属业务包括整

2、车物流、零部件物流、口岸物流等三大业务板块如图3-1，客户包括上海大众、上海通用、上汽通用五菱、一汽丰田、广汽丰田、比亚迪等几乎国内所有主机厂。2011年汽车物流量达574万辆，营业收入达132亿元，取得了业务量、收入、市场占有率均排名国内同行第一的骄人业绩，在国际同行中也名列前茅。图3-1安吉物流三大业务板块2. 公司运输现状分析（1）运输成本物流成本（LogisticsCost）是指产品的空间移动或时间占有中所耗费的各种活劳动和物化劳动的货币表现。对于物流成本的分析不仅仅是分析某一个物流环节，在整个供应链中都存在着确确实实的物流成本。做最好的精益物流成本分析控制，就应该分别从管理理念及人才

3、、采购及库存流程、运输费用、管理信息化建设、成本核算方法等角度逐个分析论述物流的现状、不足及原因。精益思想管理环境下的物流环节,有采购、生产、销售和售后服务、仓储及运输。企业要想从整个精益物流角度进行企业物流总成本控制，就要把精益物流成本管理思想渗透到与企业物流活动中的每一个环节,为企业物流成本管理做出详细的计划来降低物流成本。安吉物流目前在应用的过程中发现物流运作的成本仍然偏高，在总的物流费用成本中运输的成本达到了44%，如图3-2所示。造成运输成本费用高的一个重要的原因是循环取货模式下运输车辆的路径设计。在循环取货模式应用之初，由于业务量较小，供应商也比较少，而且分布也比较集中，因此循环取

4、货的模式取得了比较好的效果。当供应商的规模不断扩大后，运输车辆的路径设计就变成了一个棘手的问题。图3-2物流活动成本结构图从图中可以看出，仓储和运输两项活动成本占到物流总支出的70%左右。如果能够利用精益思想进行有效率的仓储和运输活动，企业就能有效地降低企业成本。 实际运作过程中，由于要考虑运输成本，往往是在有限运输车辆的前提下，以运输车辆的装载率最高作为衡量运输成本的重要标志。只有进行充分的配载，才能使得循环取货模式具备成本控制的优势。（2）客户要求及自身要求在长期的合作中，上海汽车对安吉物流汽车运输提出了一些具体的要求，如：1) 商品车要求“零”公里交车（即交车时商品车辆的行驶里程不得高于

5、50公里）2) 提高服务水平，缩短运输在途时间3) 提高商品车交车时完好率（过多的交接环节会降低交验时的完好率）4) 形成商品车运输配送网络而安吉物流在保障客户要求的前提下，考虑自身的情况，对整车运输业也制定了一些规定：1) 多种运输方式并行：a. 降低单一运输模式的风险b. 在合理范围内起到优化成本作用2) 提高交车完好率，严格把关各种交接过程或者减少各种多余装卸交接3) 充分利用现有资源，降本增效。（3）理论与实际运作过程往往是存在很大差异一方面，理论研究中往往忽视或简化实际运作中一些具体因素；另一方面，实际运作过程中往往会出现理论研究中难以预料的因素。在实际运作过程中，运输车辆的路径安排

6、要考虑各个供应商的出货地址、严格的出货窗口设置，因此一条Milk-Run路径要遍历哪些供应商，针对于整个供应商网络需要设计多少条Milk-Run路径，是我们首先需要解决的问题。当网络规模比较小时，这还是比较容易解决的，但是针对于目前的供应商网络，这就变得比较困难了。（4）仓库之间的协调与衔接安吉零部件售后仓库有9个，这9个仓库中一个是上海大众配件中央总库CPD，另外8个为外库，其中2个外库为非发货仓库，其余6个外库均为发货仓库。除其中一个非发货仓库建在浙江昆山市之外，其他8个仓库都建在了上海嘉定区，这些外库均为中央总库CPD服务。由于任务量及到CPD的距离不等，6个外库的零部件到达CPD的时间

7、一般不一致，当时间上来不及时就会导致订单不能按时完成；由于每天的订单量较大，但CPD总库及6个发货外库的库存有限，两个非发货仓库对发货仓库补货不及时也会造成订单不能按时完成；由于考虑到零部件业务发展速度很快，以后极有可能会增加零部件仓库的数量，如何在增加仓库数量的情况下也能很快满足客户需求。3. 运输优化方案3.1基于AHP模型的运输方式选择美国运筹学家萨蒂（T.L.satty）教授于20世纪70年代初提出了层次分析法（Analytical Hierarchy Pross，简称AHP）。AHP方法把复杂的问题分解成各个组成因素，又将这些因素按支配关系分组形成递阶层次结构。通过两两比较的方式确定

8、层次中诸多因素的相对重要性。然后综合有关人员的判断，确定备选方案相对重要性的总排序。整个过程体现了人们分解-判断-综合的思维特征。决策者可以直接使用AHP进行决策,极大地提高了决策的有效性、可靠性和可行性。在运输方式的选择中，很多因素都是靠主观判断,存在很大的缺点，使用AHP法可以有效地解决这个问题。（1）层次分析法的基本作业流程图图3-3层次分析法的作业流程图（2）AHP模型建立安吉物流公司选择的物流运输方式只有公路、铁路、水路，在选择物流运输方式时需要考虑运输的安全性、及时性、经济性，便利性，暂不考虑其他因素的影响。经济性经济性即为运输成本。对于短途运输，公路的成本较低，中长途运输铁路成本

9、较大，对于长途运输对时间有较高要求的运输，可以选择公路运输。及时性及时性体现为运输速度与准时性。不同的运输方式，运输速度各不相同。运输载体的速度一般受到运输载体运动的阻力、载体的推动技术、载体材料对速度的承受能力以及与环境有关的可操纵性等因素的制约。便利性便利性就是选择某种运输方式的方便程度。一般情况下铁路和公路的便利性比较强，而水运受自然条件限制，便利性就比较弱。安全性安全性包括货物和人员的安全以及公共安全。从整个运输过程来说，与其它运输方式相比，公路运输能够更好地保护货物的安全，因为公路运输能够实现“门到门”运输，而不需要中途装卸和搬运。以选择合理的运输方式为最高总目标层来构建层次分析模型

10、（如图3-4），图中最高层为决策的总目标层，是选择合理的运输方式；第二层为准则层，即为实现总目标所要考虑的因素或准则；第三层为方案层，根据考虑因素的备选方案。图3-4 AHP分析模型（3）构造判断矩阵判断矩阵是层次分析法的基本信息,也是进行相对重要度计算的重要依据。判断矩阵A中元素表示元素与元素相对重要度之比，且有下述性质，,，,显然比值越大，则的重要度就越高。常见有以下标度定义。表3-1 判断矩阵标度定义标度含义1两个因素同等重要3一个因素比另一个因素稍微重要5一个因素比另一个因素明显重要7一个因素比另一个因素十分明显重要9一个因素比另一个因素绝对重要2，4，6，8上述两相邻判断的中值倒数两

11、个要素相比，后者比前者的重要性标度 以案例中上海南汇仓库到天津的零部件运输为例，假设运的是100吨的汽车零部件，要求在7天内运达天津，对运费有较高的要求（经济性要求高、及时性符合正常要求），采用德尔菲法得出判断矩阵。表3-2 判断矩阵经济性及时性便利性安全性经济性1357及时性1/3146便利性1/51/413安全性1/71/61/31（4）一致性检验进行一致性检验，即为评价判断矩阵的可靠性。一致性检验的第一步为计算随机指标CI,其中为最大特征根，为计算阶数。 （式3-1）计算一致性比率 (式3-2)其中为平均随机一致性指标,当时，认为判断矩阵符合一致性，而当时，则判断矩阵一般不可接受。表3-

12、3为平均随机一致性指标取值。表3-3 随机一致性指标取值n123456789RI0.000.000.580.901.121.241.321.411.45通过计算评价的判断矩阵：1) 求解权重 （式3-3） 同理可得到2) 得出判断矩阵：表3-4 判断矩阵经济性及时性便利性安全性权重经济性13570.5516及时性1/31460.2898便利性1/51/4130.1072安全性1/71/61/310.05143) 由此可得最大特征根为：（式3-4）4) 计算一致性指标： （式3-5）5) 计算一致性比例： （式3-6）由可以判断此判断矩阵具有可接受的一致性。（5）计算指标各方案权重通过以上方法分

13、别计算每一准则层下具体方案的权重：表3-5 经济性准则层下方案权重经济性铁路公路水路权重铁路1530.2790公路1/511/70.0719水路1/3710.6491表3-6 及时性准则层下方案权重及时性铁路公路水路权重铁路11/730.1488公路7190.7854水路1/31/910.0658表3-7 便利性准则层下方案权重便利性铁路公路水路权重铁路11/530.1884公路5170.7306水路1/31/710.0810表3-8 安全性准则层下方案权重安全性铁路公路水路权重铁路11/330.2583公路3150.6370水路1/31/510.1047由以上各方案权重可得方案总重要度计算例

14、表：表3-9 方案总重要度计算例表方案层准则层经济性及时性便利性安全性总权重0.55160.28980.10720.0514铁路0.27900.14880.18840.25830.2305公路0.07190.78540.73060.63700.3783水路0.64910.06580.08100.10470.3912可以看出，水路运输权重最大。按照上述一系列数据的排序比较得出最优方案，哪种运输过程中权重最大，则应选择以该种运输为主，则上海南汇仓库到天津的零部件运输案例可以选择水路运输。3.2Milk-Run优化路径设计（1） 车辆运行计划法（VSP）车辆运行计划法又称里程节约法，适用于实际工作中

15、为求得较优解或近似解时采用，它的基本原理是三角形的一边之长必定小于另外两边之和，如图3-5所示：图3-5 节约里程法基本原理图配送中心单独向两个客户A、B往返配货（货物重量在汽车载重范围之内）的车辆运行距离，必然大于以配送中心P巡回向两客户发货的距离。即配送中心分别向A、B两个客户各自往返发货时，汽车行驶的总里程为： (式3-7)如果改用一辆汽车向A、B两个客户巡回发货，则汽车行驶的总里程为： (式3-8)一辆汽车配货方案比两辆汽车配货方案节约的行驶里程为： (式3-9)案例中对于零部件的采购，将采购的能满足一段时间销售数量的零部件存放在7个发货仓库中，由于发货仓库面积不足和库存数量过大等原因

16、会将采购的其他的零部件存放在2个非发货仓库中，当发货仓库的库存不足时，非发货仓库要向发货仓库及时补充零部件，每个发货仓库储存一定种类和数量的零部件，同时7个发货仓库储存的零部件的种类各不相同。根据这种零部件储存方式，当安吉零部件的SAP系统接到4S店或分中心的订单后会根据订单要求向订单中涉及到的发货仓库发送零部件配送要求，然后接到订单请求的发货仓库，外库（发货仓库）会将订单中的零部件集齐后用载重量为5T的栏板车(每个发货外库配备一辆5T的栏板车）将零部件短驳至CPD仓库，CPD仓库集齐订单上的零部件后再统一向4S店或分中心配送。但是，由于每天处理订单数量很大，仓储条件和仓库间短驳工具又很有限，

17、因此，零部件配送业务在运作过程中还存在着订单不能按时完成的诸多问题。因此，可以通过节约里程法进行循环取货的路径设计，提高配送效率。表3-10 9个仓库的基本情况表类别仓库名称仓库编号距CPD路程(km)某天发货量（件)发货仓库CPDCPD0165813111016.4 1468211023.2 47823311033.9 741411043.7 99925110535.0 475691062.0 11496非发货仓库110015.3 210024.1 （2）确定运输网络图如下：图3-6 安吉物流上海仓库间运输网络图 （3）计算PCD至各仓库与各仓库之间最短距离由于CPD距离仓库5超过30km，

18、节约里程并不适宜，故采用直接运输。表3-11 仓库间最短距离表PCD非1非2123456PCD5.34.16.43.23.93.735.02.0非13.2非219.610.38.330.47.223.66.538.24.133.135.75.9432.65.75376 （4）由最短里程表，用节约法算出各用户之间的节约里程,如下表所示：表3-12 节约里程表非1非2123456非16.2非21001.8111.223.50.401.134.53.2046.10506 （5）根据节约里程表中节约数额的多少从大到小排序，编制节约里程顺序表，如下：表3-13 节约里程数额排序表序号路程节约数额序号路程

19、节约数额11-51124-56.133-44.542-33.553-53.261-41.871-61.282-61.192-40.410非1非26.2 （6）根据节约里程顺序表及约束条件，绘制节约里程路线如下图3-6：图3-6 合理的运输路线 最终方案路线设计如下： P1：PCD-1-6-PCD，运输距离为15.6km P2：PCD-2-3-4-PCD，运输距离为13.6km P3：PCD-5-PCD，运输距离为35km P4：PCD非2非1-PCD，运输距离为12.6km3.3基于整数规划模型新建仓库设计在物流系统中，配送中心居于重要的枢纽地位。因为建设物流中心投资规模大，占用大量城市土地以

20、及建成后不易调整，对社会物流和企业经营具有长期的影响，所以对物流中心的选址决策必须进行详细的论证。汽车零部件物流是经常性和长期性的，配送中心有很好的选址就能节省大量的运输等费用，加强货物的周转率和及时送达率，满足客户的费用和实效的要求。对于安吉物流具体进行区域配送中心选址时，既要考虑交通运输便利条件、土地使用条件，还要考虑各区域的业务量和运输成本，本文主要采用成本费用来分析舍取，配送总成本=公司至配送中心运输成本+配送中心区域人工驾运费用+配送中心至经销商配送成本，通过比较配送总成本，来确定区域配送中心地址。通过对公司配送量和配送区域进行分析，合理选择区域配送中心，让总运费最小。建立区域配送中

21、心的建设规划可以采用混合整数规划法，如下：如图3-7所示，有个供应商,各供应商的供货量为，有个客户，各客户的需求量为，有个可能设置配送中心的备选地址，配送中心的建设规模为，客户需求可以有配送中心配送，也可以由供应商直接配送。假定备选配送中心的投资，运营管理费率和任意两点之间的单位货物运价均为已知，拟建配送中心数目不超过(）个，以总成本最低为目标确定网点布局的最佳方案。 供应商 -配送中心备选地址 -客户 - -图3-7 配送中心建设网络布局图根据已知条件可以建立混合整数规划模型如下： （式3-10） S.t （式3-11） 0，备选地址k未被选中 =1,2,., 1，备选地址k被选中 （式3-

22、12）其中：供应商向配送中心送货的数量；配送中心给客户配送货物的数量；供应商直接给客户送货的数量；供应商给配送中心送货的单位货物运费；配送中心给客户供货的单位物资发送费；供应商直接给用户送货的单位货物送货费；配送中心的运营管理费率；配送中心的建设投资；配送中心是否被选中的决策变量。解此混合整数规划模型，就可以求得使总成本最低时应建设配送中心的数目、地址、配送中心的进货来源和进货量、服务对象和送货量。根据配送中心的配货量就可以确定仓储基地的规模。根据以上分析，安吉公司可以根据配送量、配送运距、运输单价、仓储费用等因素。根据运输成本低、运输资源多等原则，以辽宁、吉林、黑龙江为例，公司通过对运量、运

23、费进行分析，选择南京为供应商，选择区域配送中心。表3-14 南京至区域配送中心的运距和运量配送中心运距运量鞍山162560大连17811522盘锦149185沈阳16211466营口156626长春18951401延吉235310大庆2349268哈尔滨2190946表3-15 从配送中心运至经销商的产品数量鞍山大连盘锦沈阳营口长春延吉大庆哈尔滨鞍山152285146626140110268946大连6085146626140110268946盘锦601522146626140110268946沈阳6015228526140110268946营口601522851466140110268946长春6015228514662610268946延吉60152285146626140