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1、课程主讲人：第四章 运输管理物流与供应链管理高等教育出版社现代物流丛书现代物流丛书第四章 运输管理现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理3顾客服务供应链管理技术运输管理运输管理库存管理运输系统概述供应链协调运输方式运输最优化供应链中的运输管理物流信息管理网络设计物流辅助活动现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理4运输网络的运输网络的“运输连接点运输连接点”“”“运输路径运输路径”“”“运输手段运输手段”车站物流中心港口机场货场运输连接点车站物流中心港口机场货场运输连接点运输手段运输路径汽车 飞机船舶 列车 管道公路 水路 管网航空线路 铁路运 输运输网络示意图运输网络示意图现代
2、物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理5本章提要l4.1 运输系统概述l4.2 运输方式l4.3 运输最优化l4.4 供应链中的运输管理现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理64.1 4.1 运输系统概述运输系统概述一、运输系统的重要性p地域分工专业化p规模经济p土地价值的提高现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理7二、现代运输的发展p运输作为社会生产力的有机组成部分，通过完成社会产品的流转发挥着作用。交通运输系统也保证了人们在各地之间、一个国家以至世界范围内，政治、经济等方面的联系。现代运输的发展，一般可划分为五个阶段：（1）水运阶段（2）铁路运输阶段（3）新运输方式的发
3、展阶段（4）综合运输阶段（5）集装箱运输阶段现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理8三、运输与可持续发展问题p资源消耗p环境污染现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理9四、运输的参与者p运输决策主要受到以下6个方面因素的制约：托运人，有时候也称为发货人；接收人，通常称为收货人；承运人和代理人；政府；互联网；公众。运输参与者们会相互作用，因此运输政策相当复杂。这种复杂性常常会导致发货人、收货人和承运人之间出现冲突或纠纷。保护公众的利益一直都是政府制定经济和社会规章制定的主要目的。现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理10五、运输自营与外购根据运营主体的不同，货物运输可分为
4、自营运输、经营性运输和公共运输三种形式。1.自营运输自营运输是指货主自己承担货物的运输，即自备车辆，自行承担运输责任，自行从事货物的运输活动。优点优点缺点缺点提升服务空车回程率高降低成本缺乏专业货运管理技术资金可用性低货物丢失和损坏自营运输的优缺点 现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理112.经营性运输p经营性运输是以运输服务作为经营对象，为他人提供货物运输服务，并收取运输费用的一种运输运营方式，是运输业的发展方向。p发货人（托运人）和收货人，即运输服务需求者；p承运人，即运输服务供给者的运输企业。p运输中间商，即促进运输交易行为实现的中介组织。常见的运输中间商主要包括5类。货运代理
5、人运输经济人船务代理人契约承运人多式联运经营人现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理123.公共运输公共运输是指由政府投资或主导经营的各种运输工具（如飞机、火车等）以及相关的基础设施（如公路、铁路、港口、机场以及相关信息系统等）组成的统一体系。由于涉及的因素多，又称为综合运输体系。这种体系的投资相当大，回收期长、风险大，与国民经济的发展息息相关，是一种基础性系统。在我国一般没有相应的企业投资经营。现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理13六、 运输服务的特征p运输成本p运输时间和运输时间的可靠性p安全性p可达性p受理能力现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理144.24
6、.2 运输方式运输方式一、基本运输方式1.铁路运输铁路运输是利用机车、车辆等技术设备沿铺设轨道运行的运输方式。优点优点缺点缺点适应性强受气候和自然条件影响小固定成本高，项目投资大，建设周期长较承运能力大运输成本较低短距离运输成本较高安全程度高货损率较高运送速度较高能耗小、环境污染程度小运输的灵活性差，不能实现“门到门”运输铁路运输的优缺点 现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理152.公路运输 由于汽车已经成为公路运输的主要运载工具，因此，现代公路运输主要指汽车运输。优点优点缺点缺点速度快装载量少可达性运输成本高运输的平稳性燃料消耗大灵活性环境污染严重公路运输的优缺点 现代物流丛书-物
7、流与供应链管理物流与供应链管理163.航空运输航空运输与其他运输方式相比较，有以下几个特征：p速度快p安全性高p包装要求低p受气候条件限制p可达性差现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理174水路运输 水路运输按航行区域，大体上可以划分为海洋运输和内河运输两种类型。水上服务仅限于一定范围。国内水运服务受限于内陆水运系统，要求托运人靠近水路或使用其他运输方式接应水运。优点优点缺点缺点货物灭失、损坏和延迟的成本较低速度慢占地较少受自然条件影响大利用天然水道适合于运输大宗货水路运输的优缺点 现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理185管道运输 管道是很独特的运输方式，它所能运送的货物
8、种类很有限，4种主要通过管道运输的货物是：石油及成品油、天然气、煤、化学制品。优点优点缺点缺点费用低地域灵活性或可达性的受限货损、货差率低运输的产品种类受限，管道可以作为仓库只能提供单向服务可靠性高管道运输的优缺点 现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理19公路运输公路运输铁路运输铁路运输航空运输航空运输水路运输水路运输管道运输管道运输运力运力适度高适度非常高高变动成本变动成本适度低高低非常低固定成本固定成本低高低适度高提前期提前期适度长短长适度提前期的可靠性提前期的可靠性适度低高适度非常高服务的可获得性服务的可获得性高适度适度适度低典型产品和运输距典型产品和运输距离离大多数的产品，运
9、输距离没有限制原材料、汽车以及机械，长距离运输小的高价值、或易腐、或者是对时间要求较高的货物，长距离内陆：原材料，长距离海洋：各种货物，长距离液体和气体，任何距离不同运输方式的量化特征不同运输方式的量化特征现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理20二、多式联运二、多式联运l多式联运并非是一种运输方式，而是综合不同运输方式的系统模式，还是一个协调不同运输装载方式的系统。l集装箱的使用使多式联运成为可能，各种运输形式通过相互交换标准集装箱实现多式联运运输。集装箱的优势主要表现在：p货物安全p劳动力安全p效率高现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理21三三、运输定价运输定价1.运输定
10、价的基础 定价是达成各种商业和管理目标的有力工具。主要的定价标准有：p按提供服务的成本定价p按服务对于客户的价值定价p按商品所能承受的运输费定价p按总体经济环境定价p按供需状况定价现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理222、货物运输费用的计算（1）铁路货物运输费用p铁路货物运价，按其适用范围可分为普通运价、特定运价、优待运价、地方运价和国际联运运价；按货物运输种类可分为整车运价、零担运价和集装箱运价。p铁路运输货物，除了核收运费之外，还要按规定核收各种杂费，一般统称货物运杂费。目前铁路杂费主要有货物装卸费、货物过秤费、货物暂存费、货物保价费、货物运单和货签费、货车清扫费、货车消毒费、
11、货车延期使用费、其他费用等。 现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理23（2）公路货物运输费用运价种类：p基本运价p长途运价和短途运价p整车运价和零担运价p特等货物分等运价p特种车辆运价和包车运价现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理24（3）水路货物运输费用水路货物运输包括船舶运输和港口作业两部分。水运部门将水路货物运输划分为船舶货物运价和港口费率两类。船舶货物运价：p直达运价p联运运价p集装箱运价港口费率：p与船舶有关的港口费率p与货物有关的港口费率现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理25（4）航空货物运输费用航空货物运费货物重量运价率航空货物运输杂费：p地面运费
12、p保险费p退坛手续费p保管费现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理264.3 4.3 运输最优化运输最优化一、运输合理化的判断1.合理运输的五要素p运输距离p运输环节p运输工具p运输时间p运输费用2.不合理运输的表现形式p对流运输p迂回运输p过远运输p重复运输p无效运输p运力选择不当现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理27二、基于物流总成本比较的运输方式选择l运输方式的选择即是战术性决策又是操作性决策。l与某个承运商签订合同的决策属于战术性决策，而具体运输方式的选择则是操作性决策。l对于两种决策来说，托运人都必须权衡总成本。由于物流各环节之间的“效益悖反”，运输成本的降低会导
13、致其他环节（例如库存）成本的上升。一种运费最低的运输方式，并不一定使总运输成本最低。因此，应该以总成本分析为基础来选择运输方式。l选择运输试时的最合理方案应该是既能满足顾客需求，又使总成本最低的服务。现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理28三、货物运输调配l货物运输调配是指在多个供应地和多个需求地之间如何合理调配货物，以实现在满足需求的前提下总运输成本最低的目标。这类问题在运筹学中称为运输问题。例例4-24-2 某公司下属三个仓库，供应四个客户的需要，三个仓库的供应量和四个客户的需求量，以及由各仓库到各客户的运输单价如下表所示。求运输费用最少的运输方案。 销地客户1客户2客户3客户4
14、供应量 运价 产地 仓库A311310700 仓库B1928400 仓库C74105900 需求量3006005006002000运输单价现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理29四、货物配载l货物的配载又称配装或装载，是指运输承运人充分利用运输工具的载重量和容积，采用先进的装载方法，合理安排货物的装载。配载问题是运输优化的一个重要领域，在飞机机舱装货决策、集装箱船装货决策、车厢装货决策等各方面都有广泛应用。货物配载问题的解决既需要定量数学模型进行决策支持，也需要经验丰富的工作人员进行现场灵活调配。例例4-34-3 已知有30个物品，其中6个重0.51吨，6个重0.27吨，6个重0.2
15、6吨，余下12个重0.23吨，箱子载重量为1吨。问最少需要多少个箱子才能把30个物品全部装完。现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理30运输路线的优化主要是对单一车辆从起点到终点间的行车路线进行设计和优化。通常以行车时间最短或距离最短或运输费用最少，统称为最短路径问题。五、运输路线的优化1.起、止点不同的单一路径规划如果一批货物要从城市A运送到城市B，如图5-21所示。节点代表经过的城市或站点，连线表示两点间是连通的，线上的数字表示两点间的运输代价。运输代价可以是时间、距离，或是时间与距离的加权平均。现在，要确定从A市到终点B市的最佳运输路线。忽略其他因素，一般可认为路线最短是最经济的
16、。 现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理31l例例4-3 4-3 某运输公司签订了一项运输合同，要把A市的一批货物运送到B市，该公司根据这两个城市之间可选择的行车路线的地图绘制了如图4-2所示的公路网络。图中，圆圈也称节点，代表起点、目的地和与行车路线相交的其他城市。链代表两个结点之间的公路，每一条公路都标明运输里程。2165434283274111A市市B市市图4-2 A、B两地之间运输路线现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理32步骤直接连接到未解节点的已解节点与其直接连接的未解结点相关总成本第n个最近解点最小成本最新连接11123411241-22122345114+7
17、=114+2=6562-5312553446114+7=116+3=96+8=14495-4414453366119+1=109+4=136+8=143104-3534566610+2=129+4=136+8=146123-6通过计算可知，最短路径为1-2-5-4-3-6，最短距离为12。最短路径法的计算步骤表现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理332. 起点和终点相同的路径规划当一辆货车从某点出发，为一定数量的顾客提供送货服务后，经常还必须返回原出发点以进行相关手续的交接。这种情况下的线路问题就是起止点重合的线路问题，此种情况下，一辆车的行走路线是一个闭回路。企业使用自己有货车进行
18、运输、从某配送中心送货到各零售点后再返回、流动售货车的行驶等，都会遇到行车路线如何设计的问题。起点和终点重合的路径问题一般被称为“流动推销员”问题（TSP, Traveling Salesman Problem），是运筹学、图论和组合优化中的典型问题。现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理34 车辆路线安排问题车辆路线安排问题（VRP, Vehicle Routing ProblemVRP, Vehicle Routing Problem）是指对物流配送的车辆进行优化调度。该问题一般可以描述如下：对一系列装货点或（和）卸货点，组织适当合理的行车路线，使车辆有序地通过他们，在满足一定的约
19、束条件下（如货物需求量、发送量、交发货时间、车辆容量、数目限制、车辆行驶里程、时间限制等）下，达到一定的目标（如最短路程、最小费用、最短时间、最少车辆等）。该问题涉及了多辆交通工具的服务对象的选择和路径（服务顺序）确定两方面的问题。六、行车路线及时刻表的制定现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理35运用VRP模型对实际问题进行研究时，一般需要考虑以下几个方面的问题：l仓库。仓库的级数，每级仓库的数量、地点和规模。l车辆。车辆的型号和数量，每种车辆的容积和运作费用，出发时间和返回时间，司机休息时间，最大的里程和时间限制。l时间窗口。由于各处的工作时间不同，每个站点每天只允许在特定的时间内
20、取货和/或送货。l顾客。顾客需求，装载、卸载，所处的地理位置，分离需求，优先等级。l道路信息。车流密度，道路交通费用，距离或时间属性。l货物信息。货物的种类多少，兼容性，货物的保鲜。l运输规章。工人每天的工作时间，车辆的周期维护。现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理36l安排车辆负责相互距离最接近的站点的货物运输。l安排车辆各日途经站点时，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。各日站点群的划分应避免重叠。l从距仓库最远的站点开始设计路线。l卡车的行车路线应呈水滴状。l尽可能使用最大的车辆进行运送，这样设计出的路线
21、是最有效的。l取货、送货应该混合安排，不应该在完成全部送货任务之后再取货。l对过于遥远而无法归入群落的站点，可以采用其它配送方式。l避免时间窗口过短。简化的原则：简化的原则：现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理371扫描法路线设计中的扫描法很简单，即使问题规模很大，也可以通过手工计算得出结果。扫描法可阐述如下：l在地图或方格图中确定所有站点（含仓库）的位置。l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直到与某站点相交。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（
22、先使用最大的车辆）。如果超过，就剔除最后的那个站点，并确定路线。随后，从不包含在上一条路线中的站点开始，继续旋转直线以寻找新路线。继续该过程直到所有的站点都被安排到路线中。l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。现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理38例例4-4 4-4 某公司用厢式货车从货主处取货，图 (a)是一天的取货量，单位是件。厢式货车的载货量是10000件。完成所有取货任务需一天时间。公司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，每条路线上的站点怎样排序。 首先，向北画一条直线，进行逆时针方
23、向“扫描”。这些都是随机决定的。逆时针旋转该直线，直到装载的货物能装上一辆载重10000件的卡车，同时又不超载。一旦所有的站点都分派有车辆，就可以利用“水滴”法安排经过各站点的顺序，图 (b)是所列出的最终的路线设计。20002000200020002000200020002000100010002000200030003000100010004000400020002000300030003000300020002000200020002000200020002000100010002000200030003000100010004000400020002000300030003000300
24、0线路3线路38000件8000件线路1线路110000件10000件线路2线路29000件9000件(a)(b)扫描法设计行车路线现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理392.节约法 节约法的目标是使所有车辆的行驶总里程最短，并且为所有站点提供服务的卡车数量最少。该方法先假设每一个站点都有一辆虚拟的车辆提供服务，随后返回仓库，如图4-4(a)所示，这时的路线里程最长。下一步，将两个站点合并到同一条行车路线上，减少一辆运输车，相应地缩短路线里程，选择节约距离最多的一对站点合并在一起，修订后的路线如图4-4(b)。 继续以上过程，除了将单个站点合并在一起外，还可以将某站点并入已经包含多个
25、站点的路线上。每次合并都要计算所节约的距离，节约距离最多的站点就应该纳入现有路线。假如由于某些约束条件（如路线太长，无法满足时间窗口的要求，或超过车辆的承载能力），节约距离最多的站点不能并入该路线，就要考虑节约距离次多的站点。重复该过程直到所的站点的路线设计完成。现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理40d0,AdA,0d0,BdB,0ABO仓库dA,Bd0,AdB,0a) 初始路线里程里程=d=do,Ao,A+d+dA,oA,o+d+do,Bo,B+d+dB,oB,ob) 两个站点合并后的路线里程里程=d=do,Ao,A+d+dA,BA,B+d+dB,oB,o图4-4 节约法示意图现
26、代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理413.数学规划法 数学规划法是解决VRP问题的最经典及有力的工具。它是将现实的车辆调度与路线规划问题用数学模型进行描述，通过求解抽象后的数学模型得到最终的优化决策方案。 决策变量 目标函数 约束条件现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理42【例4-6】 某一个中心港（用0表示）要为8个港口进行配送，。所有船舶从0时刻自港口0出发，最后回到该港口。已知 =1， =50，时间窗惩罚系数 =1， =2，船舶最大载重量Q=800，其余数据如下表所示。距离距离012345678航行时间航行时间00812151840203216816201530201
27、520200需求量需求量 300500200600400400100300卸货时间卸货时间 2212.51.520.51.5时间窗时间窗 6,96,87,98,127,117,107,109,12现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理434.4 4.4 供应链中的运输管理供应链中的运输管理一、供应链管理中的运输问题供应链运输决策应考虑的问题包括：p运输部门的激励机制p在自营运输和外包运输之间做出权衡p运输网络的柔性p运输成本与其他相关成本p供应链中运输的不确定性现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理44二、 供应链运输网络1. 供应链运输网络基本方案p直接运输网络p循环取货（milk run）路线的直接运送网络p所有货物通过配送中心的运输网络p通过配送中心使用循环取货线路的运送 现代物流丛书-物流与供应链管理物流与供应链管理45短 距 离中 距 离长 距 离高密度循环取货路线的自营运输队采用循环取货路线的对接配送采用循环取货路线的对接配送中密度采用循环取货路线的第三方运输非满载承运商非满载或包裹承运商低密度采用循环取货路线的第三方运输或非满载承运商非满载或包裹承运商包裹承运商2. 量身定做的运输网络p依据客户密度和距离量身定做p依据客户大小量身定做p依据产品需求量和价值量身定做依据顾客密度和距离制定的运输方案