第5现代物流运输决策.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,0.10,21,10,驮背运输,0.15,14,20,卡车运输,0.20,5,20,航空运输,0.40,2,40,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,2.50,7,卡车运输,6.00,4,航空运输,10.35,2,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,1500,30000,3750,26250,卡车运输,1950,39000,11700,27300,航空运输,2250,45000,23287.5,21712.5,4.2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,起迄点不同的单一路径规划,单一路径规划问题,单一路径规划问题是已知一个由链和节点组成的网络，其中节点代表由链链接的点，链代表节点之间的成本（距离、时间或距离和时间的加权平均,),，求始点到终点的最小成本。,单一路径规划问题的求解方法,最短路径法（,Shortest Route Method,）,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？,1,2,3,4,5,6,7,9,8,10,90分钟,138,348,66,153,48,84,90,132,84,120,132,48,60,150,126,126,阿马里洛,沃思堡,俄克拉荷马城,1,10,9,用WINQSB求解，得到最短路线为:,1,2,5,9,10,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,1,2,3,4,供应量,A,15,18,19,13,50,B,20,14,15,17,30,C,25,12,17,22,70,需求量,30,60,20,40,150,解：设,X,ij,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,=15X,11,+18X,12,+19X,13,+13X,14,+20X,21,+14X,22,+15X,23,+17X,24,+25X,31,+12X,32,+17X,33,+22X,34,s.t,.,X,11,+X,12,+X,13,+X,14,=50,X,21,+X,22,+X,23,+X,24,=30,X,31,+X,32,+X,33,+X,34,=70,X,11,+X,21,+X,31,=30,X,12,+X,22,+X,32,=60,X,13,+X,23,+X,33,=20,X,14,+X,24,+X,34,=40,X,ij,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,1,2,3,4,供应量,A,15,18,19,13,50,B,20,14,15,17,30,C,25,12,17,22,70,需求量,30,60,20,40,150,30,20,10,20,60,10,即有,X,11,=30,X,14,=20,X,23,=10,X,24,=20,X,32,=60,X,33,=10,，其余的,X,ij,=0;,最小总运费,z,*,=1530,1320,1510,1720,1260,1710,2090,。,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？,1,8,7,6,5,4,3,2,2,3,3,1,4,2,6,3,6,4,4,6,5,600,450,200,150,350,300,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,X,ij,为从,i,地到,j,地的运量，则可以建立线性规划模型如下：,Minz,=2X,13,+3X,14,+3X,23,+X,24,+4X,28,+2X,35,+6X,36,+3X,37,+6X,38,+4X,45,+4X,46,+6X,47,+5X,48,s.t,.,X,13,+X,14,600,（广州分厂供应量限制）,X,23,+X,24,+X,28,450,（大连分厂供应量限制）,X,35,+X,36,+X,37,+X,38,X,13,X,23,=0(,上海销售公司,),X,45,+X,46,+X,47,+X,48,X,14,X,24,=0(,天津销售公司,),X,35,+X,45,=200,X,36,+X,46,=150,X,37,+X,47,=350,X,38,+X,48,+X,28,=300,X,ij,0,其中,i=1,2,3,4;j=1,2,3,4,5,6,7,8,。,用,WINQSB,求解，得：,X,13,=550,X,24,=150,X,28,=300,X,35,=200,X,37,=350,X,46,=150,，其余的,X,ij,=0;,最小总运费,z,*,=2550,1150,4300,2200,3350,4150,4500(,百元）。,1,8,7,6,5,4,3,2,2,3,3,1,4,2,6,3,6,4,4,6,5,600,450,200,150,350,300,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,a,b,c,供应量,A,40,B,70,C,30,D,60,需求量,70,80,50,200,第二步：列出交通示意图,70,40,70,80,60,50,30,50,45,60,95,80,75,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,a,b,c,供应量,A,50,155,135,40,B,125,80,60,70,C,230,185,45,30,D,300,95,235,60,需求量,70,80,50,200,第四步：用,WINQSB,求解，得结果如下：,费用,a,b,c,供应量,A,50,155,135,40,B,125,80,60,70,C,230,185,45,30,D,300,95,235,60,需求量,70,80,50,200,40,60,20,30,30,20,最小周转量为：,4050,30125,2080,6095,2060,3045,15600,（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：,W,D,C,B,A,W,C,B,D,A,W,26,31,47,48,34,34,67,17,34,23,4.3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,F,F,F,F,F,T,T,T,T,T,T,站点,不合理线路交叉划分方式,仓库,F,F,F,F,F,F,F,T,T,T,T,T,T,T,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,1000,4000,3000,2000,2000,2000,2000,1000,3000,3000,2000,2000,取货点,地理区域,图A：取货点的数据,仓库,1000,4000,3000,2000,2000,2000,2000,1000,3000,3000,2000,2000,路线,10000件,路线,9000件,路线,8000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,1,8:00AM,10:25AM,2,9:30AM,11:45AM,3,2:00PM,4:53PM,4,11:31AM,3:21PM,5,8:12AM,9:52AM,6,3:03PM,5:13PM,7,12:24PM,2:22PM,8,1:33PM,4:43PM,9,8:00AM,10:34AM,10,10:56AM,2:25PM,9,11,10,6,8,5,4,3,2,1,12,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（,D,1,、,D2,和,D3,），所用原油来自中东的两个港口（,L,1,和,L,2,）。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,D,1,D,2,D,3,装货点L,1,21,19,13,装货点L,2,12,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,L,2,L,1,L,1,L,2,到,D,3,D,1,D,2,D,3,到达时间,12,29,51,61,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,D,1,D,2,D,3,自L,1,8,32,自L,2,0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,L,2,0,L,1,8,L,1,32,L,2,49,空置,需求,D,3,12,100,100,1,1,10,1,D,1,29,100,100,100,1,10,1,D,2,51,100,100,100,100,10,1,D,3,61,100,100,100,100,10,1,空置,10,10,10,10,10,4,供给,1,1,1,1,4,利用,WINQSB,求解，可得：,L,2,0,L,1,8,L,1,32,L,2,49,空置,需求,D,3,12,1,0,0,1,D,1,29,1,0,1,D,2,51,1,1,D,3,61,1,1,空置,1,1,0,0,2,4,供给,1,1,1,1,4,因此，最佳路线为,：,L,2,0,D,3,12,L,1,32,D,2,51,L,1,8,D,1,29,L,2,49,D,3,61,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,1,E,D,3,2,B,C,2,3,A,F,1,4,D,B,1,表1,到,从,A,B,C,D,E,F,A,0,1,2,14,7,7,B,1,0,3,13,8,8,C,2,3,0,15,5,5,D,14,13,15,0,17,20,E,7,8,5,17,0,3,F,7,8,5,20,3,0,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,1,1,17,1,19,3,57,2,1,3,1,5,2,10,3,1,7,1,9,1,9,4,1,13,1,15,1,15,（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,A,0,1,-1,B,1,2,-1,C,2,0,2,D,3,1,2,E,0,3,-3,F,1,0,1,（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。,港口,A,B,C,每天多余船只,C,2,3,5,2,D,14,13,17,2,F,7,8,3,1,每天缺少船只,1,1,3,（4）用WINQSB求解该运输问题，得结果如下：,港口,A,B,C,每天多余船只,C,2,3,5,2,D,14,13,17,2,F,7,8,3,1,每天缺少船只,1,1,3,1,1,1,1,1,因此所需要的最小船只数为,：（5710915）（211315117131）131,集运,集运的途径,库存合并：即形成库存以服务需求，这样做可以对大量货物，甚至整车货物进行运输,运输车辆合并：在拣取和送出的货物都达不到整车载重量情况下，为提高效率就可以安排同一辆车到多个地点取货,/,送货,仓库合并：进行仓储的根本原因是可以远距离运送大批量货物，近距离运送小批量货物,时间合并：企业在一定时间内积累客户的订单，这样可以一次性发运较大批量的货物，而不是多次小批量送货。,例：集运中的时间合并,某食品公司的工厂设在德克萨斯州沃思堡，该公司将其经销商定购的货物从工厂运送到堪萨斯的销售区，我们以此为例来说明时间整合。对堪萨斯三座城市以往连续三天的订单进行分析后，我们得到下列数据：,自,沃思堡,第1天,第2天,第3天,至,托皮卡,5000磅,25000磅,18000磅,堪萨斯城,7000磅,12000磅,21000磅,威奇托,42000磅,38000磅,61000磅,公司一般在收到订单的当天就分运货物。管理人员正在考虑如果将连续三天的订单集中在一起，并因此降低服务水平是否值得。,已知该地区承运人运输费率（美元,/,担），如果在收到订单的当天发出货物，发生的成本如下：,运价运量运输成本,第1天,第2天,第3天,总计,托皮卡,16.4150820.5,9.912502477.5,14.901802682,5980.00,堪萨斯城,15.87701110.90,14.381201725.60,9.552102005.50,4842.00,威奇托,6.334202658.60,6.334002532.00,6.336103861.30,9051.90,总计,4590.00,6735.10,8548.80,19873.90,如果将三天的订单集中起来一起发送,则运输成本应为：,托皮卡,7.09480=3403.20,堪萨斯城,6.83400=2732.00,威奇托,6.331410=8925.30,总计,15060.50,运价运量=运输成本（美元）,集中订单后运输成本节约,:,19873.9015060.50=4813.40(,美元,),。,