第4章物流運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)

第四章物流運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)

知識(shí)目標(biāo)●熟悉交通運(yùn)輸規(guī)劃的內(nèi)容●掌握物流運(yùn)輸系統(tǒng)構(gòu)成要素●了解物流運(yùn)輸線路優(yōu)化模型了解運(yùn)輸業(yè)務(wù)模式選擇能力目標(biāo)●能夠?yàn)樨浳镞x擇合適的運(yùn)輸方式●對(duì)貨物裝卸過(guò)程有清晰的認(rèn)識(shí)學(xué)會(huì)使用物流運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法物流運(yùn)輸系統(tǒng)概述第一節(jié)一、運(yùn)輸及其在物流中的作用

運(yùn)輸是指用設(shè)備和工具，將物品從一地點(diǎn)向另一地點(diǎn)運(yùn)送的物流活動(dòng)，其中包括貨集、分配、搬運(yùn)、中轉(zhuǎn)、裝入、卸下、分散等一系列操作。運(yùn)輸與配送的區(qū)別運(yùn)輸配送長(zhǎng)距離大量貨物的移動(dòng)據(jù)點(diǎn)間的移動(dòng)地區(qū)間貨物的移動(dòng)貨車一次向一地單獨(dú)運(yùn)送短距離少量貨物的移動(dòng)企業(yè)送交顧客地區(qū)內(nèi)部的貨物移動(dòng)貨車一次向多處運(yùn)送，每處只獲得少量貨物二、物流運(yùn)輸?shù)墓δ墚a(chǎn)品儲(chǔ)存產(chǎn)品轉(zhuǎn)移兩大功能時(shí)間資源財(cái)務(wù)資源環(huán)境資源倉(cāng)庫(kù)有限改道三、物流運(yùn)輸系統(tǒng)的特征首先，運(yùn)輸可以通過(guò)多種運(yùn)輸方式來(lái)實(shí)現(xiàn)

其次，運(yùn)輸服務(wù)分成自用型和營(yíng)業(yè)型兩種

再次，運(yùn)輸業(yè)者與其他運(yùn)輸行業(yè)的企業(yè)開(kāi)展競(jìng)爭(zhēng)

最后，在運(yùn)輸業(yè)中存在著實(shí)際運(yùn)輸和利用運(yùn)輸兩種形式物流系統(tǒng)運(yùn)輸方式選擇第二節(jié)一、物流運(yùn)輸方式的分類鐵路運(yùn)輸

水路運(yùn)輸

公路運(yùn)輸

管道運(yùn)輸

航空運(yùn)輸

特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：大宗、大批量物資中、長(zhǎng)距離輸送，運(yùn)輸成本較低，能耗較少，平均技術(shù)速度中等以及受氣候等自然條件影響較小等。缺點(diǎn)：中間過(guò)程繁瑣，組織手段復(fù)雜且耗時(shí)較多，靈活性欠佳，無(wú)法實(shí)現(xiàn)門——門運(yùn)輸，無(wú)法單獨(dú)完成整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程。在我國(guó)鐵路運(yùn)輸占有重要的地位，也是現(xiàn)代物流運(yùn)輸系統(tǒng)的重要組成部分。鐵路運(yùn)輸1鐵路運(yùn)輸業(yè)務(wù)整車運(yùn)輸零擔(dān)運(yùn)輸合裝整車運(yùn)輸特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：靈活性最強(qiáng)，中間環(huán)節(jié)少，可以實(shí)現(xiàn)門——門運(yùn)輸，高速公路運(yùn)輸平均技術(shù)速度較高。缺點(diǎn)：能耗、成本較高，安全性較差，受自然環(huán)境影響較大，環(huán)境污染嚴(yán)重。公路運(yùn)輸業(yè)務(wù)與鐵路運(yùn)輸一樣，公路運(yùn)輸亦可以分為整車運(yùn)輸與零擔(dān)運(yùn)輸?shù)阮愋汀９愤\(yùn)輸2水路運(yùn)輸特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)輸成本最低，運(yùn)輸量最大，是所有運(yùn)輸方式中運(yùn)輸量最大的。特別是對(duì)于遠(yuǎn)洋大型船舶長(zhǎng)距離運(yùn)輸，更是其他運(yùn)輸方式不可取代的。缺點(diǎn)：速度慢，中間過(guò)程繁瑣，靈活性欠佳，受自然條件限制較大。水路運(yùn)輸3水路運(yùn)輸?shù)男问窖睾＿\(yùn)輸：使用中小型船舶在大陸附近水域進(jìn)行的運(yùn)輸作業(yè)方式。近海運(yùn)輸：臨近區(qū)域之間沿特定航道進(jìn)行的海上運(yùn)輸，其沒(méi)有特定的船舶形式，一切視情況而定。遠(yuǎn)洋運(yùn)輸：大型船舶跨洋遠(yuǎn)程運(yùn)輸。內(nèi)河運(yùn)輸：內(nèi)陸水域和水道上的運(yùn)輸方式，其使用的船舶形式與海洋運(yùn)輸有較大的差別，一般以中、小型船舶為主。特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：高速，快捷，時(shí)效性最強(qiáng)。缺點(diǎn)：能耗、成本較高，運(yùn)量較小，投資技術(shù)要求高，受自然條件限制較大。但航空運(yùn)輸?shù)目旖菪允瞧渌\(yùn)輸工具所不可比擬的。特別是中、遠(yuǎn)距離運(yùn)輸其優(yōu)勢(shì)更為明顯。在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)強(qiáng)調(diào)快捷的形式下，航空運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展勢(shì)頭更為迅猛。航空運(yùn)輸4

航空運(yùn)輸業(yè)務(wù)及其組織由于航空運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)性和專業(yè)性較強(qiáng)，因此其業(yè)務(wù)流程與組織與其它的運(yùn)輸方式有所不同。航空運(yùn)輸業(yè)務(wù)基本類型為：整架部分包機(jī)運(yùn)輸工具與基礎(chǔ)設(shè)施（通道）是一體化系統(tǒng)；高度專業(yè)化且只能運(yùn)輸特定物質(zhì)；單向運(yùn)輸；基本不受外界自然環(huán)境影響；成本低、質(zhì)量高；建設(shè)速度快；管理與操作簡(jiǎn)單。管道運(yùn)輸5集裝箱運(yùn)輸7集裝箱運(yùn)輸特點(diǎn)為：方便、靈活減少中間環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化手續(xù)安全保護(hù)貨物運(yùn)輸成本較低順利實(shí)施多式聯(lián)運(yùn)運(yùn)輸組織與管理復(fù)雜，必須運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)與技術(shù)以及管理方式與方法貨物的周轉(zhuǎn)量

技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)貨物平均運(yùn)程貨車周轉(zhuǎn)時(shí)間貨物裝卸量運(yùn)送時(shí)間

二、運(yùn)輸方式的衡量指標(biāo)貨物運(yùn)輸量

貨物的特點(diǎn)、性質(zhì)

制約因素運(yùn)輸速度和路程

運(yùn)輸能力和密度運(yùn)輸費(fèi)用

市場(chǎng)需求的緩急

三、運(yùn)輸工具選擇的制約因素對(duì)運(yùn)輸方式選擇條件進(jìn)行具體分析，可以分成兩種類型：可變因素與不可變因素。運(yùn)輸物品的種類、運(yùn)輸量和運(yùn)輸距離3個(gè)條件是由貨物自身的性質(zhì)和庫(kù)存地點(diǎn)決定的，因而不屬于不可變因素。事實(shí)上，即使對(duì)這幾個(gè)條件進(jìn)行大幅度變更，改變運(yùn)輸方式選擇的可能性也不大。與此相反，運(yùn)輸時(shí)間和運(yùn)輸成本是不同運(yùn)輸方式相互競(jìng)爭(zhēng)的重要條件，運(yùn)輸時(shí)間與成本的變化必然帶來(lái)所選擇的運(yùn)輸方式的改變，是可變因素。某制造商分別從供應(yīng)商A和供應(yīng)商B處買了共3000個(gè)配件，每個(gè)配件單價(jià)100元。目前這3000個(gè)配件是由兩個(gè)供應(yīng)商平均提供的，其中，供應(yīng)商A的配件發(fā)送是由第三方物流企業(yè)C提供的，采用鐵路運(yùn)輸方式。如供應(yīng)商縮短運(yùn)達(dá)時(shí)間，則可以通過(guò)和該制造商協(xié)商爭(zhēng)取到更多交易份額。假定運(yùn)達(dá)時(shí)間每縮短一天，可從交易量中多得5%的份額，即150個(gè)配件。供應(yīng)商從每個(gè)配件可賺得占配件價(jià)格（不包括運(yùn)輸費(fèi)用）20%的利潤(rùn)。運(yùn)輸方式選擇舉例供應(yīng)商A和物流企業(yè)C協(xié)商將運(yùn)輸方式從鐵路運(yùn)輸改為卡車運(yùn)輸或航空運(yùn)輸以縮短貨物的運(yùn)達(dá)時(shí)間。各種方式的運(yùn)輸率和運(yùn)達(dá)時(shí)間如下表所示。表4-2各種運(yùn)輸方式的運(yùn)費(fèi)率和運(yùn)達(dá)時(shí)間運(yùn)輸方式運(yùn)費(fèi)率（元/件）運(yùn)達(dá)時(shí)間（天）鐵路2.507卡車6.004航空10.352該物流企業(yè)應(yīng)采取那種運(yùn)輸方式，又如何向供應(yīng)商收取費(fèi)用？顯然就本例來(lái)說(shuō)，物流企業(yè)C需要根據(jù)供應(yīng)商A可能獲得的利潤(rùn)來(lái)對(duì)運(yùn)輸方式進(jìn)行選擇決策，以求達(dá)到和客戶的一致。表4-3所示是供應(yīng)商A使用不同的運(yùn)輸方式可能獲得的預(yù)期利潤(rùn)。表4-3使用不同運(yùn)輸方式時(shí)供應(yīng)商A的利潤(rùn)比較表運(yùn)輸方式配件銷售量（件）毛利（元）運(yùn)輸成本核算（元）凈利潤(rùn)（元）鐵路150030000375026250卡車1950390001170027300航空22504500023287.521712.5根據(jù)上表可知，如果制造商對(duì)能提供更好運(yùn)輸服務(wù)的供應(yīng)商A給予更多交易份額的承諾實(shí)現(xiàn)，則供應(yīng)商A應(yīng)當(dāng)選擇卡車運(yùn)輸，而卡車運(yùn)輸與鐵路運(yùn)輸之間的利潤(rùn)差額就是物流企業(yè)可以向供應(yīng)商A爭(zhēng)取的利潤(rùn)空間。物流運(yùn)輸線路選擇第三節(jié)一、物流運(yùn)輸線路影響因素分析影響運(yùn)輸線路選擇的因素可分為兩類：成本因素和非成本因素。成本因素：指與直接成本相關(guān)的、可用貨幣單位衡量的因素。非成本因素：指與成本無(wú)直接關(guān)系，但能夠影響成本和企業(yè)未來(lái)發(fā)展的因素。（一）成本因素運(yùn)輸成本

對(duì)上下游企業(yè)來(lái)講，運(yùn)輸線路與他們之間的距離以及采取的運(yùn)輸手段、運(yùn)輸方式（整車運(yùn)輸還是零擔(dān)運(yùn)輸）等有直接的關(guān)系。營(yíng)運(yùn)成本

營(yíng)運(yùn)成本是指運(yùn)輸線路建成后，營(yíng)運(yùn)所需花費(fèi)的各種可變費(fèi)用，主要包括所選線路的動(dòng)力和能源成本、勞動(dòng)力成本、利率、稅率和保險(xiǎn)、管理費(fèi)用和運(yùn)輸工具設(shè)備維修保養(yǎng)費(fèi)等。運(yùn)輸線路建設(shè)成本和土地成本固定成本

固定成本主要指運(yùn)輸線路進(jìn)行運(yùn)作所需的設(shè)備支出，包括軟硬件費(fèi)用，主要有運(yùn)輸工具、線路維護(hù)、裝卸機(jī)械、信息管理系統(tǒng)。（二）非成本因素交通因素

在運(yùn)輸線路選擇時(shí)，一方面要考慮現(xiàn)有交通條件，比如運(yùn)輸線路是否靠近現(xiàn)有的交通樞紐或不久的將來(lái)會(huì)在運(yùn)輸線路附近興建運(yùn)輸中心；另一方面，交通也要同時(shí)作為布局的內(nèi)容，只布局運(yùn)輸線路而不布局綜合交通網(wǎng)絡(luò)，有可能會(huì)使運(yùn)輸線路的布局失敗。環(huán)保因素

運(yùn)輸線路的選擇要充分考慮運(yùn)輸車輛對(duì)環(huán)境的污染。政策法規(guī)因素

在選擇運(yùn)輸線路之前，一定要到相關(guān)部門進(jìn)行咨詢，查清所選地區(qū)在未來(lái)是否會(huì)作為他用。交通管制與環(huán)境保護(hù)也是重要的法律因素。二、物流運(yùn)輸線路設(shè)計(jì)原則費(fèi)用最小原則物流的總費(fèi)用曲線是一個(gè)凹性函數(shù)，即在一定的據(jù)點(diǎn)數(shù)目范圍內(nèi)，物流總費(fèi)用會(huì)隨著運(yùn)輸量的增多而下降。但是在經(jīng)過(guò)一定的均衡點(diǎn)后，物流的總費(fèi)用反而會(huì)隨著運(yùn)輸時(shí)間的延長(zhǎng)而上升。動(dòng)態(tài)性原則與運(yùn)輸線路選擇相關(guān)的許多因素不是一成不變的。所以，在選擇運(yùn)輸線路時(shí)應(yīng)該以發(fā)展的目光考慮運(yùn)輸線路的布局，特別要充分考慮城市的發(fā)展規(guī)劃的影響。同時(shí)，對(duì)運(yùn)輸線路的規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)該具有一定的彈性機(jī)制，以便將來(lái)能夠適應(yīng)環(huán)境變化的需要。簡(jiǎn)化作業(yè)流程原則在設(shè)計(jì)運(yùn)輸線路時(shí)，應(yīng)以直達(dá)運(yùn)輸、盡量減少中間的換裝環(huán)節(jié)為準(zhǔn)則。適度原則在設(shè)置方案上，應(yīng)設(shè)計(jì)多種方案，采用決策最優(yōu)化的原則，經(jīng)過(guò)分析比較，選出最佳方案。三、物流運(yùn)輸線路優(yōu)化模型（一）直達(dá)運(yùn)輸線路優(yōu)化模型1.直達(dá)運(yùn)輸線路優(yōu)化問(wèn)題已知有m個(gè)生產(chǎn)地點(diǎn)可供應(yīng)某種物資，其供應(yīng)量分別為ai（i=1,…,m），有n個(gè)銷地Bj（j=1,…,n），其需求量分別為bj（j=1,…,n）。從Ai到Bj的運(yùn)輸單位物資的運(yùn)價(jià)為cij,其產(chǎn)銷平衡表如下。B1B2…Bn產(chǎn)量A1c11c12…c1na1A2c21c22…c2na2………………Amcm1cm2…cmnam銷量b1b2…bn在產(chǎn)銷平衡的條件下，求總運(yùn)費(fèi)最小的調(diào)運(yùn)方案。2.直達(dá)運(yùn)輸線路優(yōu)化模型直達(dá)運(yùn)輸線路優(yōu)化是一個(gè)產(chǎn)銷平衡的運(yùn)輸模型，即m個(gè)供應(yīng)點(diǎn)的總供應(yīng)量等于n個(gè)需求點(diǎn)的總需求量，運(yùn)輸問(wèn)題滿足供需平衡。這時(shí)，由各供應(yīng)點(diǎn)Ai調(diào)出的物資總量應(yīng)等于它的供應(yīng)量ai（i=1,…,m），而每一個(gè)需求點(diǎn)Bj調(diào)入的物資總量應(yīng)等于它的需求量bj（j=1,…,n）。若用xij表示從Ai到Bj的運(yùn)量，其數(shù)學(xué)模型如下：如何求解？表上作業(yè)法是常用的手工求解方法。三個(gè)基本步驟：依據(jù)問(wèn)題列出運(yùn)輸物資的供需平衡表及運(yùn)價(jià)表；確定一個(gè)初始的調(diào)運(yùn)方案；根據(jù)一個(gè)判定法則，判定初始方案是否為最優(yōu)方案。（二）中轉(zhuǎn)運(yùn)輸優(yōu)化模型1.問(wèn)題的提出產(chǎn)地與銷地之間沒(méi)有直達(dá)路線，貨物由產(chǎn)地到銷地必須通過(guò)某中間站轉(zhuǎn)運(yùn)。某些產(chǎn)地既輸出貨物，也吸收一部分貨物；某銷地既吸收貨物，又輸出部分貨物，即產(chǎn)地或銷地也可以起中轉(zhuǎn)站的作用，或者既是產(chǎn)地又是銷地。產(chǎn)地與銷地之間雖然有直達(dá)路線，但直達(dá)運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用或運(yùn)輸距離分別比經(jīng)過(guò)某些中轉(zhuǎn)站還要高或遠(yuǎn)。存在以上情況的運(yùn)輸問(wèn)題，統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)運(yùn)問(wèn)題。2.約束分析與數(shù)學(xué)模型解決中轉(zhuǎn)運(yùn)輸問(wèn)題的思路:先把它化為無(wú)轉(zhuǎn)運(yùn)的平衡運(yùn)輸問(wèn)題。為此，作如下假設(shè)：首先根據(jù)具體問(wèn)題求出最大可能中轉(zhuǎn)量Q純中轉(zhuǎn)站可視為輸出量和輸入量均為Q的一個(gè)產(chǎn)地和銷地兼中轉(zhuǎn)站的產(chǎn)地可視為一個(gè)輸入量為Q的銷地及一個(gè)產(chǎn)量為ai+Q的產(chǎn)地。兼中轉(zhuǎn)站的銷地可視為一個(gè)輸出量為Q的產(chǎn)地及一個(gè)銷量為bj+Q的銷地。在此假設(shè)的基礎(chǔ)上，列出各產(chǎn)地的輸出量、各銷地的輸入量及各產(chǎn)銷地之間的運(yùn)價(jià)表，最后用表上作業(yè)法求解。設(shè)有m個(gè)生產(chǎn)地點(diǎn)Ai（i=1,…,m），其供應(yīng)量分別為ai（i=1,…,m），有n個(gè)銷地Bj（j=1,…,n），其需求量分別為bj（j=1,…,n），且，有P個(gè)純中轉(zhuǎn)站Tp(p=1,…,P)，單位物資的運(yùn)價(jià)為cxy（x=1,2,…,m+p+n，y=1,2,…,m+p+n），可視為產(chǎn)地，輸出量為。案例：某公司經(jīng)銷某產(chǎn)品，該公司具有3個(gè)加工廠，每日的產(chǎn)量分別為：A1（7t）,A2（4t）,A3（9t）.該公司把這些產(chǎn)品分別運(yùn)往4個(gè)銷售點(diǎn)，各銷售點(diǎn)的每日銷售量為：B1（3t）,B2（6t）,B3（5t）,B4（6t）.現(xiàn)在假定：1、每個(gè)工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品不一定直接發(fā)運(yùn)到銷售地點(diǎn)，可以其中幾個(gè)產(chǎn)地集中一起運(yùn)；2、運(yùn)往各銷售地點(diǎn)的產(chǎn)品可以先運(yùn)給其中的一些銷地，再轉(zhuǎn)運(yùn)給其它銷地；3、除了產(chǎn)、銷地之外，中間還可以設(shè)置幾個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站，作為在產(chǎn)地之間、銷地之間或者產(chǎn)銷地之間進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。下表為單位運(yùn)價(jià)表，問(wèn)該公司應(yīng)該如何調(diào)運(yùn)產(chǎn)品，在考慮直接與非直接運(yùn)輸?shù)母鞣N可能方案下，以及滿足各地需要量的前提下，使每天的總運(yùn)費(fèi)達(dá)到最少？產(chǎn)地中間轉(zhuǎn)運(yùn)站銷地A1A2A3T1T2T3T4B1B2B3B4產(chǎn)地A1132143311310A21-35-21928A33-1-2374105中間轉(zhuǎn)運(yùn)站T12311322846T215-1114527T34-23421824T43232121-26銷地21194858-121B332104222423B410856746213解：分析1、由于問(wèn)題中所有的產(chǎn)地、中間轉(zhuǎn)運(yùn)站、銷地都既可以看作是產(chǎn)地也可以看作是銷地，所以這個(gè)問(wèn)題可以看作是具有11個(gè)產(chǎn)地與銷地的擴(kuò)大的運(yùn)輸問(wèn)題.2、對(duì)于擴(kuò)大的運(yùn)輸問(wèn)題我們可以建立其對(duì)應(yīng)的運(yùn)價(jià)表，表中將不可能的運(yùn)輸方案的運(yùn)價(jià)標(biāo)記為任意大的正數(shù)M.3、所有中間轉(zhuǎn)運(yùn)站的產(chǎn)量等于銷量，由于總量為20，所以每一個(gè)中轉(zhuǎn)站的運(yùn)量不會(huì)超過(guò)20，所以可以規(guī)定T1、T2、T3、T4的產(chǎn)銷量均為20。4、由于所有的產(chǎn)銷地點(diǎn)均可以作為轉(zhuǎn)運(yùn)站，所以應(yīng)該在原來(lái)的產(chǎn)銷量基礎(chǔ)上加上20。A1A2A3T1T2T3T4B1B2B3B4產(chǎn)量A1013214331131027A210M35M2192824A33M01M237410529T12310132284620T215M1011452720T34M23402182420T432321201M2620B13172411014220B21194858M102120B332104222420320B410856746213020銷量20202020202020232625260(三)車輛線路優(yōu)化問(wèn)題——起訖點(diǎn)重合的問(wèn)題將倉(cāng)庫(kù)和所有的停留點(diǎn)的位置畫在地圖上或坐標(biāo)圖上。通過(guò)倉(cāng)庫(kù)位置放置一直尺，直尺指向任何方向均可，然后順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)直尺，直到直尺交到一個(gè)停留點(diǎn)。詢問(wèn)：累計(jì)的裝貨量是否超過(guò)了送貨車的載重量或載貨容積（注意首先要使用最大的送貨車）。如是，將最后的停留點(diǎn)排除后將第一輛車的停留點(diǎn)確定下來(lái)。再?gòu)倪@個(gè)排除的停留點(diǎn)開(kāi)始繼續(xù)掃描，從而開(kāi)始一條新的路線。這樣掃描下去，直至全部的停留點(diǎn)都被分配完畢。安排每輛車運(yùn)行路線的停留點(diǎn)的順序，以求運(yùn)行距離最小化。停留點(diǎn)順序可用凸?fàn)罘▉?lái)安排。1.掃描法是一種很簡(jiǎn)便易行的優(yōu)化車輛行走路線的方法。掃描法的步驟：例：某物流企業(yè)從其所屬的倉(cāng)庫(kù)用送貨車輛到各個(gè)客戶點(diǎn)提貨，然后將客戶的貨物運(yùn)至倉(cāng)庫(kù)，以便集運(yùn)成大的批量再進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)輸。全天的提貨量見(jiàn)圖6-1，提貨量以件為單位，送貨車每次可運(yùn)載10000件。完成一次運(yùn)行路線一般需要一天時(shí)間。該公司要求確定：需多少條路線（即多少輛送貨車）？每天線路上有哪幾個(gè)客戶點(diǎn)？送貨車輛服務(wù)有關(guān)客戶點(diǎn)的順序如何？解：倉(cāng)庫(kù)與各客戶的地理位置關(guān)系及各客戶需求量如圖6-1。最終的路線設(shè)計(jì)如圖6-2所示。節(jié)約里程法

——車輛線路的規(guī)劃問(wèn)題補(bǔ)充基本原理基本原理是幾何學(xué)中三角形一邊之長(zhǎng)必定小于另外兩邊之和。節(jié)約里程法核心思想是依次將運(yùn)輸問(wèn)題中的兩個(gè)回路合并為一個(gè)回路，每次使合并后的總運(yùn)輸距離減小的幅度最大，直到達(dá)到一輛車的裝載限制時(shí)，再進(jìn)行下一輛車的優(yōu)化。優(yōu)化過(guò)程分為并行方式和串行方式兩種。假如一家配送中心（DC）向兩個(gè)用戶A、B運(yùn)貨，配送中心到兩用戶的最短距離分別是La和Lb，A和B間的最短距離為L(zhǎng)ab，A、B的貨物需求量分別是Qa和Qb，且（Qa+Qb）小于運(yùn)輸裝載量Q，如圖所示，如果配送中心分別送貨，那么需要兩個(gè)車次，總路程為：L1=2（La+Lb）。ABDCLaLbABDCLaLbLab

如果改用一輛車對(duì)兩客戶進(jìn)行巡回送貨，則只需一個(gè)車次,行走的總路程為：L2=La+Lb+Lab

有三角形的性質(zhì)我們知道：Lab<（La+Lb）所以第二次的配送方案明顯優(yōu)于第一種，且行走總路程節(jié)約：ΔL=（La+Lb）－Lab

如果配送中心的供貨范圍內(nèi)還存在著：3,4,5，…，n個(gè)用戶，在運(yùn)載車輛載重和體積都允許的情況下，可將它們按著節(jié)約路程的大小依次連入巡回線路，直至滿載為止，余下的用戶可用同樣方法確定巡回路線，另外派車。節(jié)約里程法應(yīng)用案例

由配送中心P向A~I等9個(gè)用戶配送貨物。圖中連線上的數(shù)字表示公路里程（km）?？拷饔脩衾ㄌ?hào)內(nèi)的數(shù)字，表示各用戶對(duì)貨物的需求量（t）。配送中心備有2t和4t載重量的汽車，且汽車一次巡回走行里程不能超過(guò)35km，設(shè)送到時(shí)間均符合用戶要求，求該配送中心的最優(yōu)送貨方案。某配送中心配送網(wǎng)絡(luò)圖PABCDEFGHIPABCDEFGHI11109671010875101418212113659152020181141019191716615161413917151414181712177計(jì)算配送中心至各用戶以及各用戶之間的最短距離，列表得最短距離表：

由最短距離表，利用節(jié)約法計(jì)算出各用戶之間的節(jié)約里程，編制節(jié)約里程表：A—B:LA+LB—LAB=11+10-5=16A—C:LA+LC—LAC=11+9-10=10A—D:LA+LD—LAD=11+6-14=3A—E:LA+LE—LAE=11+7-18=0A—F:LA+LF—LAF=11+10-21=0A—G:LA+LG—LAG=11+10-21=0……ABCDEFGHIABCDEFGHI16103000612147200061160000710008000600608順位號(hào)里程節(jié)約里程順位號(hào)里程節(jié)約里程順位號(hào)里程節(jié)約里程1A-B166H-I810F-G62B-C148B-D710G-H63A-I128D-E715A-D34C-D1110A-H616B-E25A-C1010B-I617D-F16E-F810C-E6根據(jù)節(jié)約里程表中節(jié)約里程多少的順序，由大到小排列，編制節(jié)約里程順序表，以便盡量使節(jié)約里程最多的點(diǎn)組合裝車配送。根據(jù)節(jié)約里程排序表和配車（車輛的載重和容積因素）、車輛行駛里程等約束條件，漸進(jìn)繪出配送路徑：ABCDEFGHIP(0.9)(1.2)(1.6)(1.1)(0.9)(0.9)(0.6)(1.7)(0.5)475586669101012路徑A路徑B路徑C路徑A：4t車，走行32km，載重量3.7t；路徑B：4t車，走行31km，載重量3.9t；路徑C：2t車，走行30km，載重量1.8t。

總共走行里程93km，共節(jié)約里程（16+14+12）+（8+7）+6=63km。物流需求企業(yè)運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)第三節(jié)物流需求企業(yè)是指有物流業(yè)務(wù)需求的各類工商企業(yè)，企業(yè)的物流需求可以自己承擔(dān)也可以選擇由第三方物流企業(yè)承擔(dān)。因此，物流需求企業(yè)的運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃涉及以下幾個(gè)問(wèn)題。一、運(yùn)輸系統(tǒng)的定位企業(yè)運(yùn)輸系統(tǒng)乃至物流系統(tǒng)的定位與企業(yè)的經(jīng)營(yíng)領(lǐng)域密切相關(guān)。競(jìng)爭(zhēng)性較強(qiáng)、品牌替代性強(qiáng)的日用消費(fèi)品、必需品等領(lǐng)域需要企業(yè)具有很強(qiáng)的補(bǔ)貨能力，以及時(shí)把握銷售機(jī)會(huì)，因而對(duì)貨物運(yùn)輸?shù)乃俣群托室筝^高，企業(yè)對(duì)運(yùn)輸服務(wù)的要求會(huì)較高。高檔消費(fèi)品、奢侈品和工業(yè)品的技術(shù)含量高，品牌效應(yīng)較強(qiáng)，企業(yè)間主要競(jìng)爭(zhēng)的不是貨物布點(diǎn)和速度，因而對(duì)貨物運(yùn)輸?shù)乃俣纫缶蜁?huì)相應(yīng)降低。企業(yè)需要根據(jù)自身運(yùn)營(yíng)的特點(diǎn)對(duì)運(yùn)輸系統(tǒng)、運(yùn)輸服務(wù)做出恰當(dāng)?shù)亩ㄎ环治??？梢哉f(shuō)，如果企業(yè)的“第一利潤(rùn)源”和“第二利潤(rùn)源”還有足夠的利潤(rùn)空間，經(jīng)營(yíng)者是不會(huì)太多地關(guān)注“第三利潤(rùn)源”的。

二、運(yùn)輸業(yè)務(wù)模式選擇企業(yè)對(duì)運(yùn)輸系統(tǒng)的定位有了明確的判斷后，就可以根據(jù)自身所具有的物流能力對(duì)運(yùn)輸業(yè)務(wù)的運(yùn)作模式進(jìn)行分析，如使用四象限分析法進(jìn)行見(jiàn)下圖。運(yùn)輸能力運(yùn)輸重要性（強(qiáng)，重要）（弱，重要）（強(qiáng)，不重要）（弱，不重要）一般的，如果企業(yè)自身?yè)碛械倪\(yùn)輸能力（包括硬件能力、管理能力）強(qiáng)，對(duì)運(yùn)輸服務(wù)的要求又較高，可以選擇自營(yíng)運(yùn)輸業(yè)務(wù)。如果企業(yè)自身的運(yùn)輸能力較弱，對(duì)運(yùn)輸服務(wù)的要求又較高，可以考慮將運(yùn)輸業(yè)務(wù)外包給實(shí)力較強(qiáng)的物流企業(yè)，并采取緊密合作的方式，如參股、簽訂長(zhǎng)期的合作協(xié)議、信息共享等。如果企業(yè)自身的運(yùn)輸能力較強(qiáng)，但對(duì)運(yùn)輸服務(wù)的要求并不是很高，則可以考慮將剩余的運(yùn)輸資源對(duì)外輸出，成立獨(dú)立的物流部門，采取市場(chǎng)化運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用。如果企業(yè)的自身運(yùn)輸能力較弱，對(duì)運(yùn)輸服務(wù)的要求又不高，則可以將運(yùn)輸業(yè)務(wù)外包，并采取松散的合作方式，在保證一定的服務(wù)水平的基礎(chǔ)上以降低運(yùn)輸成本為主要目標(biāo)。三、運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的內(nèi)容運(yùn)輸業(yè)務(wù)自營(yíng)運(yùn)輸業(yè)務(wù)外包兩大內(nèi)容對(duì)運(yùn)輸服務(wù)商選擇和評(píng)價(jià)，對(duì)運(yùn)輸業(yè)務(wù)考核、監(jiān)督、協(xié)調(diào)等各種運(yùn)輸方式的結(jié)合、運(yùn)輸工具的配置、運(yùn)輸線路、運(yùn)輸流量等四、定量方法在運(yùn)輸業(yè)務(wù)模式選擇中的應(yīng)用例1：某企業(yè)有2個(gè)倉(cāng)庫(kù)和3個(gè)客戶，需要經(jīng)常由倉(cāng)庫(kù)發(fā)貨給各客戶。貨物的運(yùn)輸企業(yè)可以選擇自營(yíng)，也可選擇外包。若選擇自營(yíng)運(yùn)輸，每年因車輛的購(gòu)置費(fèi)、保養(yǎng)費(fèi)、專職運(yùn)輸人員的工資福利等，預(yù)計(jì)支出為50萬(wàn)；若選擇外包運(yùn)輸，則沒(méi)有固定費(fèi)用，但每件貨物的運(yùn)輸費(fèi)用要高于自營(yíng)時(shí)的費(fèi)用。具體數(shù)據(jù)如下表所示?？蛻?客戶2客戶3供應(yīng)量（萬(wàn)件/年）自營(yíng)外包自營(yíng)外包自營(yíng)外包倉(cāng)庫(kù)134232440倉(cāng)庫(kù)245243660需求量（萬(wàn)件/年）203050數(shù)據(jù)表解：這個(gè)問(wèn)題需要確定運(yùn)輸業(yè)務(wù)的經(jīng)營(yíng)模式，是自營(yíng)還是外包，同時(shí)還要確定各倉(cāng)庫(kù)與各供應(yīng)商之間的供應(yīng)關(guān)系。在此可引入0-1變量，表示對(duì)運(yùn)輸業(yè)務(wù)的經(jīng)營(yíng)模式的選擇。設(shè)變量表示自營(yíng)運(yùn)輸時(shí)倉(cāng)庫(kù)i到供應(yīng)商j的供應(yīng)量。變量表示外包運(yùn)輸時(shí)倉(cāng)庫(kù)i到供應(yīng)商j的供應(yīng)量，單位：萬(wàn)件。建立數(shù)學(xué)模型如下：經(jīng)求解后，應(yīng)選擇外包運(yùn)輸，且倉(cāng)庫(kù)與客戶之間的供應(yīng)關(guān)系如下表所示，年度的運(yùn)輸費(fèi)用為440萬(wàn)元?？蛻?客戶2客戶3供應(yīng)量（萬(wàn)件/年）自營(yíng)外包自營(yíng)外包自營(yíng)外包倉(cāng)庫(kù)143440倉(cāng)庫(kù)254660需求量（萬(wàn)件/年）203050倉(cāng)庫(kù)與客戶之間的供應(yīng)關(guān)系量本利分析法是經(jīng)營(yíng)管理決策中常用的一種簡(jiǎn)單數(shù)量分析方法主要用于盈虧平衡點(diǎn)的分析。例2：某工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品要運(yùn)往銷售地，運(yùn)送方式有兩種，自運(yùn)或外包（交由運(yùn)輸公司運(yùn)送）。如果自運(yùn)，工廠需添置運(yùn)輸裝卸設(shè)備，每年將增加固定成本12萬(wàn)元，此外運(yùn)輸每件產(chǎn)品的直接成本為40元。如果讓運(yùn)輸公司運(yùn)送，每件要支付100元。試分析該工廠應(yīng)該選擇自運(yùn)還是外包。解：設(shè)每年運(yùn)輸量為X件，則自運(yùn)的成本函數(shù)為：外包的成本函數(shù)為：兩個(gè)成本函數(shù)之差為：令成本函數(shù)之差為零，求出平衡點(diǎn)：求得當(dāng)x=x0=2000時(shí)，上式成立。由于是關(guān)于X的遞減函數(shù)，所以當(dāng)時(shí)，即自運(yùn)的總成本比外包成本低。因此，當(dāng)每年運(yùn)輸量大于2000件時(shí)，采用自運(yùn)為宜，否則宜交由運(yùn)輸公司運(yùn)送。在運(yùn)輸模式的選擇中，量化方法只能起到一個(gè)輔助作用，對(duì)自營(yíng)與外包業(yè)務(wù)模式的定性分析是非常關(guān)鍵的。當(dāng)通過(guò)定性分析對(duì)兩種模式的可行性都予以認(rèn)可時(shí)，可以借助于定量分析的方法，并在結(jié)合企業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展前景和戰(zhàn)略的基礎(chǔ)上，確定運(yùn)輸業(yè)務(wù)的運(yùn)作模式。一旦選擇自營(yíng)運(yùn)輸，其運(yùn)輸工具的固定投入是非常大的，要改變決策的成本也非常高。運(yùn)輸業(yè)務(wù)模式的選擇屬于企業(yè)戰(zhàn)略層次的決策。要求：1）根據(jù)所給出問(wèn)題的描述，分別對(duì)其配送線路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。2）以小組為單位完成本案例的設(shè)計(jì)工作，包括案例建模、求解、設(shè)計(jì)報(bào)告的書寫。周五下午課程安排：網(wǎng)上查閱論文“需求不確定條件下的車輛線路規(guī)劃問(wèn)題研究”，仔細(xì)閱讀，熟悉線路規(guī)劃方法與模型，閱讀論文中算例的規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)作業(yè)

車輛線路的規(guī)劃問(wèn)題1.需求確定條件下的車輛線路規(guī)劃問(wèn)題2.需求不確定條件下的車輛線路規(guī)劃問(wèn)題物流運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例實(shí)例分析Arcelik是土耳其最大的一家家用電器生產(chǎn)商，在1992年的銷售總量是11億美元。Arcelik有7個(gè)工廠，8個(gè)配送中心（倉(cāng)庫(kù)）和大約1500個(gè)銷售代理。產(chǎn)品在倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行包裝并運(yùn)送到代理商手中。主要使用卡車進(jìn)行運(yùn)輸，某些工廠和倉(cāng)庫(kù)之間使用鐵路進(jìn)行運(yùn)輸。ATILIM集團(tuán)負(fù)責(zé)所有Arcelik產(chǎn)品在土耳其全國(guó)范圍內(nèi)的配送。它包含5個(gè)子公司，全國(guó)被劃分為5個(gè)區(qū)域（地理上相連接），每個(gè)子公司負(fù)責(zé)1個(gè)區(qū)域內(nèi)所有市場(chǎng)范圍的供應(yīng)。一個(gè)市場(chǎng)范圍是某地區(qū)（通常是一個(gè)城市及其周邊）內(nèi)若干個(gè)銷售代理的集合。截至1992年，ATILM經(jīng)營(yíng)著5個(gè)倉(cāng)庫(kù)，每個(gè)倉(cāng)庫(kù)歸一個(gè)子公司所有。因此在原有系統(tǒng)中，將產(chǎn)品分配到不同的倉(cāng)庫(kù)不是太困難的問(wèn)題。不過(guò)現(xiàn)在ATILIM打算建立3個(gè)新倉(cāng)庫(kù)以便更快地響應(yīng)零售戶的需求和提高在某些地區(qū)的市場(chǎng)占有率。這樣，一個(gè)子公司會(huì)管理多個(gè)倉(cāng)庫(kù)，使分配產(chǎn)品到不同倉(cāng)庫(kù)這個(gè)問(wèn)題變得復(fù)雜，為了增加系統(tǒng)柔性，ATILIM還允許幾個(gè)子公司共用一個(gè)倉(cāng)庫(kù)。ATILIM意識(shí)到這些新的倉(cāng)庫(kù)有可能使運(yùn)輸費(fèi)用降低。不過(guò)它必須首先設(shè)計(jì)一個(gè)新的配送計(jì)劃。為了給這個(gè)大批量月配送規(guī)劃尋找一些幫助，ATICIM在1992年3月聯(lián)系了Bogazici大學(xué)工業(yè)工程系，它所要求的最終結(jié)果是可用來(lái)決定工廠與倉(cāng)庫(kù)之間和倉(cāng)庫(kù)與市場(chǎng)之間的分配方案的模型。這還需要涉及每月的定單與卡車結(jié)合問(wèn)題，而這個(gè)問(wèn)題將由倉(cāng)庫(kù)里有經(jīng)驗(yàn)的調(diào)度員經(jīng)計(jì)算后解決。一、問(wèn)題建模對(duì)于基礎(chǔ)的運(yùn)輸問(wèn)題，線性規(guī)劃模型已經(jīng)成功地應(yīng)用于配送規(guī)劃。簡(jiǎn)單的說(shuō)，現(xiàn)在的問(wèn)題屬于一個(gè)兩級(jí)、多種商品的分配問(wèn)題。其約束除了裝載能力外，還有來(lái)自于管理層方面的因素。通過(guò)考慮幾種不同的模型來(lái)求解這個(gè)每月配送計(jì)劃問(wèn)題，最后采用混合整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題。二、優(yōu)化結(jié)果由于暫時(shí)得不到其他子公司的運(yùn)輸費(fèi)用數(shù)據(jù)，主要著眼于ATILIM—伊斯坦布爾的配送問(wèn)題。解決了ATILIM—伊斯坦布爾所服務(wù)的15個(gè)市場(chǎng)區(qū)域的線性方程式（8-1）~式(8-6)的線性規(guī)劃模型。這個(gè)公司所提供的運(yùn)輸費(fèi)用數(shù)據(jù)只允許從3個(gè)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行裝運(yùn)。其他5個(gè)倉(cāng)庫(kù)的位置使它們不太可能被ATILIM—伊斯坦布爾所使用。大多數(shù)的結(jié)果看起來(lái)合理，不過(guò)一小部分結(jié)果需要作一些調(diào)整。

因?yàn)榭ㄜ囇b載約束會(huì)導(dǎo)致一些奇怪的分配，例如深底鍋Layjrova附近生產(chǎn)，可是有些城市的深底鍋卻從其他倉(cāng)庫(kù)運(yùn)來(lái)。這是由于從Layirova出來(lái)的卡車已經(jīng)裝載了，按該線性規(guī)則的話，從其他倉(cāng)庫(kù)運(yùn)送這些深底鍋將更便宜，因?yàn)樗鼈兛梢苑旁诖蠹浳锏捻敳恳韵硎堋懊赓M(fèi)裝運(yùn)”。可是這個(gè)方案是理想化的。需要對(duì)方程作輕微改動(dòng)以要求所有深底鍋由Layirova的倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行裝運(yùn)，這些改動(dòng)對(duì)目標(biāo)函數(shù)的影響可以忽略。計(jì)算結(jié)果顯示伊斯坦堡附近的新倉(cāng)庫(kù)使用率比較低。實(shí)際上，由于這個(gè)地區(qū)的舊倉(cāng)庫(kù)鎖提供的對(duì)土耳其國(guó)土歐洲部分的運(yùn)裝只使主要費(fèi)用提高不到1%，而若使用新倉(cāng)庫(kù)來(lái)提供同樣服務(wù)的話將使費(fèi)用提高15%。而且這只是運(yùn)輸費(fèi)用，還沒(méi)有包括建立和管理這個(gè)倉(cāng)庫(kù)的費(fèi)用。在伊斯坦堡附近建立新倉(cāng)庫(kù)的目的是為了減輕一直超負(fù)荷運(yùn)作的舊倉(cāng)庫(kù)的壓力。于是租一塊地方作為新倉(cāng)庫(kù)，公司高層決定在建立一個(gè)長(zhǎng)期性倉(cāng)庫(kù)之前先要對(duì)該倉(cāng)庫(kù)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行嚴(yán)格的考慮。經(jīng)過(guò)一些主要的調(diào)整之后，得到了一個(gè)顯示ATILIM—伊斯坦堡所服務(wù)區(qū)域內(nèi)每一種產(chǎn)品的裝運(yùn)路線的表格。由于下列原因，可以認(rèn)為這是一個(gè)合理的方案：1.經(jīng)調(diào)整后的方案的費(fèi)用與未調(diào)整的線性規(guī)則得出的方案的費(fèi)用相差不到1%。2.所有在Layirova生產(chǎn)的產(chǎn)品直接裝運(yùn)到該市場(chǎng)區(qū)域，而沒(méi)有經(jīng)過(guò)間接的倉(cāng)庫(kù)。這會(huì)降低倉(cāng)庫(kù)運(yùn)作和裝運(yùn)費(fèi)用。3.Eskisehir倉(cāng)庫(kù)只需存儲(chǔ)31種產(chǎn)品中的10種，這會(huì)使該倉(cāng)庫(kù)的管理大大簡(jiǎn)化。而在這之前，該倉(cāng)庫(kù)要存儲(chǔ)幾乎全部31種產(chǎn)品。4.在這個(gè)方案里，卡車的裝載約束將有富余，這意味著卡車裝載將有更大的柔性。5.運(yùn)往大部分市場(chǎng)的輕便貨物都放在卡車的頂部，這樣將不會(huì)因裝載這些貨物而導(dǎo)致額外的費(fèi)用。6.分配到這兩個(gè)倉(cāng)庫(kù)的輕便貨物和貨物總量是成比例的。對(duì)于Layirova倉(cāng)庫(kù)和Eskisehir，比例分別是25.7%和20.7%。7.沒(méi)有零散裝運(yùn)。對(duì)于特定市場(chǎng)和特定產(chǎn)品，全部產(chǎn)品由一個(gè)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行裝運(yùn)，正如該公司所要求的一樣。8.有4個(gè)市場(chǎng)的產(chǎn)品來(lái)自一個(gè)倉(cāng)庫(kù)。9.其他11個(gè)市場(chǎng)由2個(gè)倉(cāng)庫(kù)提供服務(wù)，31種產(chǎn)品中有30種只存儲(chǔ)在其中一個(gè)倉(cāng)庫(kù)中。三、討論及評(píng)價(jià)在與Bogazici大學(xué)討論之前，ATILIM想要使用一種電子表格來(lái)進(jìn)行每月的分配計(jì)劃，而項(xiàng)目最后采用了線性規(guī)劃模型。下面將討論一下這兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)。毫無(wú)疑問(wèn)，電子表格的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、容易理解和使用，但是，采用電子表格無(wú)法確定優(yōu)化的方案。而線性規(guī)劃模型是一種優(yōu)化的方法，在一系列約束下，它能找到一個(gè)問(wèn)題的最優(yōu)解。線性規(guī)劃模型通常要復(fù)雜得多，但它可以封裝起來(lái)，變成像電子數(shù)據(jù)表的輸入輸出一樣簡(jiǎn)單的軟件。這就是這個(gè)項(xiàng)目中的工作內(nèi)容之一。這樣，任何一個(gè)管理人員都可以輕松操作這種軟件，即使沒(méi)有任何的線性規(guī)劃知識(shí)。該項(xiàng)目使用LINDO和QUICKBASIC完成。通過(guò)該項(xiàng)目，反映出線性規(guī)劃具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.對(duì)裝置約束的處理。2.最優(yōu)化能力。3.柔性（可加入新的約束）。4.可擴(kuò)展性（可加入新的產(chǎn)品和倉(cāng)庫(kù)）。5.數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)（不正確的數(shù)量和成本數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致不合理的方案）。但線性模型方法的一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)卻帶來(lái)了一個(gè)缺點(diǎn)：精確性。因?yàn)閷?duì)裝載約束的嚴(yán)格處理，如果較近倉(cāng)庫(kù)的卡車沒(méi)有足夠的空間，線性模型提供的解決方案可能會(huì)從較遠(yuǎn)的倉(cāng)庫(kù)運(yùn)送小件的物品。而實(shí)際上，這些裝載約束并不是嚴(yán)格的約束，因?yàn)閭}(cāng)庫(kù)的管理員總是有一些靈活的方法來(lái)使卡車多裝些東西。因此，完全按照“最優(yōu)”解來(lái)處理對(duì)于一