第5现代物流运输决策

第4-1章现代物流运输决策4.1运输服务的选择4.2路线选择4.3行车路线和时刻表的制定4.4船舶航线和航期计划4.5集运4.1运输服务的选择影响运输服务选择的因素速度服务的可靠性运输能力运输设备的可得性和充分性服务的可得性服务频率服务的安全性理赔服务货物跟踪服务对解决问题的帮助

据有关调查，在决策者眼中，上述影响运输服务选择的诸因素中，运输成本、速度和可靠性最为重要。基本的成本权衡最佳服务方案如果不将运输服务作为竞争手段，那么能够使该运输服务的成本与该运输服务水平导致的相关间接库存成本之间达到平衡的运输服务就是最佳服务方案。运输速度、可靠性与库存水平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，速度慢、可靠性差的运输服务必将导致物流渠道中更多的库存。因此最合理的方案是，既能满足顾客需求，又使总成本最低的服务例子：卡利奥箱包公司卡利奥箱包公司是生产系列箱包产品的公司。公司的分拨计划是将生产的产品先存放在工厂，然后由公共承运人运往公司自有的基层仓库。目前，公司使用铁路运输将东海岸工厂的成品运往西海岸的仓库。铁路的平均运输时间为T＝21天，每个存储点平均存储100000件行李箱包，箱包的平均价值C＝30美元，库存成本I＝30％/年。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％。每年西海岸仓库卖出D＝700000件箱包。公司可以利用以下运输服务：运输服务方式运输费率（美元/单位）门到门运输时间（天）每年运输批次铁路运输0.102110驮背运输0.151420卡车运输0.20520航空运输0.40240在采购成本和运输时间的变化忽略不计的情况下,如何选择使运输成本最小的运输方式?例子：匹兹堡制造商的供应商选择位于匹兹堡的一家设备制造商需要从两个供应商那里购买3000箱塑料配件，每箱配件的价格是100美元。目前，从两个供应商采购的数量是一样的。两个供应商都采用铁路运输，平均运输时间也相同。但如果其中一个供应商能够将平均交付时间缩短，那么每缩短一天，制造商将会将采购订单的5％（即150箱）转给这个供应商。如果不考虑运输成本，供应商每卖出一箱配件可以获得20％的利润。供应商A正在考虑如果将铁路运输方式改为航空或卡车运输，是否可以获得更多的收益？各种运输方式下每箱配件的运输费率和平均运送时间已知如下：运输方式运输费率（美元/箱）运送时间（天）铁路运输2.507卡车运输6.004航空运输10.352不同运输方式下供应商A的利润对比运输方式销售量(箱)毛利(美元)运输成本(美元)纯利(美元)铁路运输150030000375026250卡车运输1950390001170027300航空运输22504500023287.521712.54.2路线选择路线选择问题路线选择问题的界定路线选择问题可以简单的概括为:找到运输工具在公路网、铁路线、水运航道和航空线运行的最佳路线以尽可能地缩短运输时间或运输距离，从而使运输成本降低的同时客户服务也得到改善。路线选择问题的基本类型起迄点不同的单一路径规划多个起迄点的路径规划起点和终点相同的路径规划例子：阿马里洛与沃思堡之间行车最短路线德克萨思州德阿马里洛和沃思堡之间的高速公路网示意图如下，节点之间的每条链上都标有相应的行车时间，节点代表公路的连接处。问：如何找到阿马里洛与沃思堡之间行车时间最短的路线？1234567981090分钟13834866153488490132841201324860150126126阿马里洛沃思堡俄克拉荷马城1109用WINQSB求解，得到最短路线为:125910最短时间为384分钟多起迄点的问题多起迄点问题如果多个货源地服务多个目的地，要指定各目的地的供货地，同时要找到供货地、目的地之间的最佳路径，该类问题常发生于多个供应商、工厂或仓库服务于多个客户的情况下。单一路径规划问题的求解方法运输问题的表上作业法例1产销平衡的运输问题现有三个生产地A、B、C供应某种商品；四个销售地1、2、3、4，各自供应量和需求量如下表所示，试求出最佳调运方案？费用1234供应量A1518191350B2014151730C2512172270需求量30602040150解：设Xij为从第i个产地到第j个销售地的运量，则可以建立线性规划模型如下：Minz=15X11+18X12+19X13+13X14+20X21+14X22+15X23+17X24+25X31+12X32+17X33+22X34s.t.X11+X12+X13+X14=50X21+X22+X23+X24=30X31+X32+X33+X34=70X11+X21+X31=30X12+X22+X32=60X13+X23+X33=20X14+X24+X34=40Xij≥0,其中i=1,2,3;j=1,2,3,4。用WINQSB求解，可以得到最优解如下表所示：费用1234供应量A1518191350B2014151730C2512172270需求量30602040150302010206010即有X11=30,X14=20,X23=10,X24=20,X32=60,X33=10，其余的Xij=0;最小总运费z*=15×30＋13×20＋15×10＋17×20＋12×60＋17×10＝2090。例2有转运点的运输问题腾飞电子仪器公司在大连和广州有两个分厂生产同一种仪器，大连分厂每月生产450台,广州分厂每月生产600台。该公司在上海和天津有两个销售公司负责对南京、济南、南昌、青岛四个城市的仪器供应。另外因为大连距离青岛较近，公司同意大连分厂向青岛直接供货，运输费用如下图，单位是百元。问应该如何调运仪器，可使总运输费用最低？187654322331426364465600450200150350300如图：1—广州、2—大连、3—上海、4—天津

5—南京、6—济南、7—南昌、8—青岛

解：设Xij为从i地到j地的运量，则可以建立线性规划模型如下：Minz=2X13+3X14+3X23+X24+4X28+2X35+6X36+3X37+6X38+4X45+4X46+6X47+5X48s.t.X13+X14≤600（广州分厂供应量限制）

X23+X24+X28≤450（大连分厂供应量限制）

X35+X36+X37+X38－X13－

X23=0(上海销售公司)X45+X46+X47+X48－X14－

X24=0(天津销售公司)X35+X45=200X36+X46=150X37+X47=350X38+X48+X28=300Xij≥0,其中i=1,2,3,4;j=1,2,3,4,5,6,7,8。用WINQSB求解，得：

X13=550,X24=150,X28=300,X35=200,X37=350,X46=150，其余的Xij=0;

最小总运费z*=2×550＋1×150＋4×300＋2×200＋3×350＋4×150＝4500(百元）。187654322331426364465600450200150350300如图：1—广州、2—大连、3—上海、4—天津

5—南京、6—济南、7—南昌、8—青岛

（550）（150）（300）（200）（350）（150）例3附带里程的运输路线选择有一种商品从A地运出40吨，从B地运出70吨，从C地运出30吨，从D地运出60吨，供给a、b、c三地的数量分别为70吨、80吨、50吨，试着选择该商品的合理运输路线。第一步：列出商品产销平衡表费用abc供应量A40B70C30D60需求量708050200第二步：列出交通示意图70407080605030504560958075表示两地距离表示接收点，其中数字表示接收量表示发运点，其中数字表示发运量第三步：列出以距离为单位费用的运输问题产销平衡表费用abc供应量A5015513540B125806070C2301854530D3009523560需求量708050200第四步：用WINQSB求解，得结果如下：费用abc供应量A5015513540B125806070C2301854530D3009523560需求量708050200406020303020最小周转量为：40×50＋30×125＋20×80＋60×95＋20×60＋30×45＝15600（吨公里）。起迄点重合的问题起迄点重合问题的界定起迄点重合的问题主要指车辆必须返回起点行程才结束，如从某仓库送货到零售点然后返回的路线（从中央陪送中心送到食品店或药店），如从零售店到客户本地配送的路线设计（商店送货上门）；校车、送报车、垃圾收集车和送餐车等的路线设计。起迄点问题的求解方法对于“流动推销员”问题，可以用计算机进行求解。例子：小型配送问题有一个以某仓库为基地，包括四个经停靠站点的小型配送问题，仓库、四个站点之间的运行时间如下图所示。问题：试求从仓库开始为每个站点配送然后回到仓库的最短时间及其路径。用WINQSB求解，可以得到此配送问题的最短时间为156分钟，最短路径为：WDCBAWCBDAW263147483434671734234.3行车路线与时刻表的制定行车路线与时刻表的制定行车路线和时刻表的制定问题是运输路径问题的扩展形式，其中更接近实际的限制条件为：在每个站点取一定量的货，又要送一定量的货使用多部车辆，每部车的载重重量和容积不同司机的总驾驶时间达到一定上限时，就必须休息至少8个小时每个站点每天之允许在特定的时间内取货或送货（时间窗口）途中只有在送货后才能取货允许驾驶员每天在特定的时间休息和用餐合理路线和时刻表的制定原则安排车辆负责相互距离最接近的站点的货物运输，卡车的行车路线围绕相互靠近的站点群进行计划，以使站点之间的行车时间最短。例子：划分站点群以分派车辆仓库不合理的站点群划分方式仓库合理的站点群划分方式安排车辆各日途经的站点时，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。各自站点群的划分应避免重叠，这样可以使为所有站点提供服务所需的车辆降至最低。例：对一周内各天划分站点群仓库FFFFFTTTTTT站点不合理——线路交叉划分方式仓库FFFFFFFTTTTTTT较合理的——线路划分方式从距离最远的站点开始设计路线首先要划分出距仓库最远的站点周围的站点群，然后逐步找出仓库附近的站点群。一旦确定了最远的站点，就应该选定距该核心站点最近的一些站点形成站点群，分派载货能力能满足该站点群需要的卡车。然后，从还没有分派车辆的其他站点中找出距仓库最远的站点，分派另一车辆，如此往复，直到所有的站点都有车辆。卡车的行车路线应呈水滴状安排行车路线时各条线路之间应该没有交叉，且呈水滴状。时间窗口和送货之后才能取货的限制条件可能会造成线路交叉。例：卡车的行车路线应呈水滴状仓库不好的线路规划——线路交叉仓库好的线路规划——线路不交叉应尽可能使用最大的车辆进行运送一般情况下，使用最大的车辆进行运送，设计出的路线是最有效的。理想状况下，用一辆足够大的卡车运送所有站点的货物将使总的行车距离或时间最小。在车辆可以实现较高的利用率之时，应该首先安排车队中载重量最大的车辆。送货和取货送货和取货应该混合安排，不应该在完成全部送货任务后再取货。应该尽可能在送货过程中安排取货以减少线路交叉的次数。线路交叉的程度取决于车辆的结构、取货数量和货物堆放对车辆装卸出口的影响程度。对于遥远而无法归入群落的落点对于那些孤立于其他站点群的站点（特别是货运量较小的站点），为其提供服务所需的运送时间较长，运输费用较高。对于类似站点偏僻程度和货运量，采用小型卡车服务可能比较经济。对于上述站点，利用外租的运输服务可能是个较好的选择。避免时间窗口过短行车路线和时刻表的制定方法扫描法扫描法的基本程序和步骤在地图或方格图上确定所有站点（含仓库）的位置。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，继续上述的过程，直到所有站点都被安排在路线中。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。例：史密斯卡车运输公司史密斯卡车运输公司用厢式火车货车从货主那里取货。货物先运回仓库，集中后以更大的批量进行长途运输。图A列出了典型的一天的取货量，取货量单位是件。厢式货车的载货量是10000件。完成所有取货任务一般需要整整一天的时间。公司想知道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，每条路线上的站点应该怎样排序？仓库100040003000200020002000200010003000300020002000取货点地理区域图A：取货点的数据仓库100040003000200020002000200010003000300020002000路线Ⅰ10000件路线9000件路线Ⅲ8000件图B：扫描法的解运输路线的排序在按照行车路线和时刻表的制定方法指定路线时，假设对每条路线都只分派一部车，如过线路较短，那么在剩余的时间里这部车的利用率就很低在实际生活中，如果完成一条路线后开始另一条路线，那么就可以分派同一部车负责第二条路线如果我们将所有运输路线首尾相连按顺序排列，使车辆的空闲时间最短，就可以决定所需车辆数例：一个运输路线排序问题假设某行车路线问题，卡车的载重量相同，有以下路线：路线发车时间返回时间18:00AM10:25AM29:30AM11:45AM32:00PM4:53PM411:31AM3:21PM58:12AM9:52AM63:03PM5:13PM712:24PM2:22PM81:33PM4:43PM98:00AM10:34AM1010:56AM2:25PM91110685432112上午下午1号卡车2号卡车3号卡车4号卡车5号卡车1号路线10号路线6号路线9号路线4号路线5号路线8号路线2号路线7号路线3号路线对卡车路线排序以尽可能减少所需卡车的数量船舶航线和租船计划该类问题的特点是在满足不同港口约定装卸日期的条件下，尽量减少所需的船舶数量在始发港和目的港之间运力充足，各港口间的航行时间已知的情况下，一般可以利用线性规划中的运输问题来处理这类问题例1：油轮航行路线问题某欧洲炼油企业沿欧洲海岸有三个炼油厂（D1、D2和D3），所用原油来自中东的两个港口（L1和L2）。装货港和卸货港之间采用油轮运输原油。以天数计算的港口航行时间加装卸时间由以下矩阵给出卸货点D1D2D3装货点L1211913装货点L2——12为简化问题，假定港口间的航行时间与航行方向无关，且装卸时间相等，根据以后两个月的需求情况，炼油厂要求货物在下列时间运到（从现在开始起计）：自L2L1L1L2到D3D1D2D3到达时间12295161根据给出的装货时间和航行时间，要满足卸货日期的要求，必须在如下日期装货：到D1D2D3自L1832—自L2——0和49最晚装货时间该企业希望为满足上述时间要求，需要多少艘油轮，每条油轮的航行路线应该是什么？解：将该问题转化为运输问题，得下表L20L18L132L249空置需求D31210010011101D1291001001001101D251100100100100101D361100100100100101空置10101010104供给11114利用WINQSB求解，可得：L20L18L132L249空置需求D312╳╳1001D129╳╳╳101D251╳╳╳╳11D361╳╳╳╳11空置110024供给11114因此，最佳路线为：L2,0D3,12L1,32D2,51L1,8D1,29L2,49D3,61鉴于有两条不同的运输路线，所以需要两艘油轮。例2：最小船只数量问题某航运公司承担六个港口城市ABCDEF的四条固定航线的物资运输任务。已知各条航线的起点、终点城市及每天航班数见表1，假定各条航线使用相同型号的船只，又各城市间的航程天数见表2。又知每条船只每次装卸货的时间各需1天，则该航运公司至少应配备多少条船，才能满足所有航线的运货要求？航线起点城市终点城市每天航班数1ED32BC23AF14DB1表1到从ABCDEFA0121477B1031388C23015557851703F7852030表2解：该公司所需配备船只分两部分：（1）载货航程需要的周转船只数，见下表。航线装货天数航程天数卸货天数小计航班数需周转只数11171193572131521031719194113115115（2）各航口间调度所需船只数，各港口每天余缺船只数见下表。港口城市每天到达每天需求余缺数A01-1B12-1C202D312E03-3F101（3）为使周转的空船数最少，建立以下运输问题，单位运价表应为相应各港口之间的船只航程天数。