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1、第四章运输系统规划本讲稿第一页，共四十九页本章主要内容第一节 运输系统规划概述 l运输系统构成、目标、评价指标、运输系统规划的含义、内容、流程等第二节 物流服务企业运输系统规划l运输方式、运输工具、运输线路、运输流量、配载与调度等第三节 物流需求企业运输系统规划 l运输系统的定位、运输模式选择与量化分析等本讲稿第二页，共四十九页第一节 运输系统规划概述本节主要内容l运输系统构成l运输系统规划含义l运输系统的目标l运输系统的评价指标l运输系统规划的内容l运输系统规划的流程本讲稿第三页，共四十九页一、运输系统构成 运输是物流的一个子系统运输的主体l实施运输的组织，以及从事运输的工作人员。l在运输系
2、统的优化设计与运营中，运输的主体既可能是不可忽视的限制性条件，也可能是最终的决策者。l运输系统的主体不同，其规划的内容也有所不同。运输的客体l指运输的对象，即为客户运输的产品 本讲稿第四页，共四十九页一、运输系统构成运输的环境l指实施运输所面对的客观环境。l内部环境运输系统内部的一些客观情况，如可用的运输车辆、装卸搬运设备、分拣设备、人员等。从短期来看，内部环境不可改变从长期来说，企业可以通过更新车辆、设备，调整人员等方式改变内部环境。l外部环境指与运输系统相关的一些外外部客观情况，如交通状况、交通法规、自然环境、运输需求方的要求、道路、车站、码头等等。外部环境是企业所不能控制的。本讲稿第五页
3、，共四十九页二、运输系统规划的含义什么是运输系统规划l在一定的运输环境下对物流中货物运输的主体和客体进行综合筹划，对运输的各个环节进行综合分析，从整个物流系统的角度出发制定适当的规划以降低运输费用、提高运输效率。可分为：l运输系统优化设计指对新建系统的优化分析与规划，通常需要与物流系统设施选址等问题结合进行。一般体现在企业的长期物流系统规划中。l运输系统优化运营指短期的、在保持企业物流系统现有布局和设施的基础上，对运输系统的运营所进行的优化分析与调整。本讲稿第六页，共四十九页三、运输系统的目标与评价指标运输系统的目标l满足一定的服务水平前提下，尽可能降低运输过程中的费用l速度或平均运输时间l可
4、靠性 l频率或单位时间的运载量 运输系统的评价指标 l财务指标 运输成本 运输资产的价值评估 l生产率 运输资产的使用率运输人员的生产率 本讲稿第七页，共四十九页三、运输系统的目标与评价指标l质量货物在运输途中的完好率l发生索赔的送货比例、无损坏的送货比例运输时间的可靠性l准时到达送货的比例、准时发货的比例、两次事故的间隔时间l时间 在途时间、车辆装卸时间、滞留时间、运行迟滞时间等 本讲稿第八页，共四十九页四、运输系统规划的内容运输业务模式的选择l自营运输与外包运输的选择运输方式的选择l公路、铁路、水路、航空、管道 运输批量和运输时间的确定运输路线的规划与选择l起迄点不同的单一路线规划问题；l
5、多个起迄点的路线规划问题；l起点和终点相同的路线规划问题。运输流量的分析运输车辆的配载与调度问题 本讲稿第九页，共四十九页五、运输系统规划流程对既有运输系统进行评价l对现有运输系统做出准确地评价，找出存在的问题，从而明确系统规划的目标l新运输系统的优化设计，需要结合仓储、生产、销售等节点的布局进行分析，确定一个合理的运输系统。运输活动剖析和数据挖掘数据收集与确定分析的目标之间往往交叉进行运输系统的创新性分析数学方法分析 决策、实施与反馈本讲稿第十页，共四十九页第二节 物流服务企业运输系统规划本节主要内容l物流服务企业运输系统的定位l运输方式选择l运输工具配置l运输线路规划l运输流量规划l运输工
6、具的配载与调度本讲稿第十一页，共四十九页一、物流服务企业运输系统的定位运输服务为企业提供的产品以满足客户需求、获取经营利润为目标从企业层面来看，其运输系统规划需要结合企业的发展战略进行从运作层面看，其运输系统规划是一种市场服务，涉及到运输方式选择、运输工具的配置、调配，运输线路、流量的优化等问题。企业面临的运输系统规划问题可能是单一的，如运输流量的优化，或是运输方式的选择；也可能是复合的，需要同时考虑多种因素。本讲稿第十二页，共四十九页二、运输方式选择影响运输方式选择的因素l货物品种l运输期限l运输成本 l运输距离 l运输批量各种运输方式的合理分工与协调 l货物流向流量和运输路线的协调l各种运
7、输方式设备能力的协调 l各种运输方式的组织协调运输方式选择的原则 l保证运输安全l运输的准时性 l合理的运输费用 l适当的发送方式本讲稿第十三页，共四十九页二、运输方式选择运输方式选择举例l某制造商分别从供应商A和供应商B处购买了共3000个配件，每个配件单价100元。目前这3000个配件是由两个供应商平均提供的，其中，供应商A的配件发送是由第三方物流企业C提供的，采用铁路运输方式。如供应商缩短运达时间，则可以通过和该制造商协商争取到更多交易份额。假定运达时间每缩短一天，可从总交易量中多得5%的份额，即150个配件。供应商从每个配件可赚得占配件价格（不包括运输费用）20%的利润。l供应商A和物
8、流企业C协商将运输方式从铁路运输改为卡车运输或航空运输以缩短货物的运达时间。各种运输方式的运费率和运达时间如下表所示，该物流企业应采取哪种运输方式，又如何向供应商收取费用？本讲稿第十四页，共四十九页二、运输方式选择分析l运输服务与其提供者和供应商的关系l运输服务对买方的影响l就本例来说，物流企业C需要根据供应商A可能获得的潜在利润来对运输方式进行选择决策，以求达到和客户的一致。各种运输方式的运费率和运达时间运输方式运费率（元/件）运达时间（天）铁路2.507卡车6.004航空10.352本讲稿第十五页，共四十九页二、运输方式选择计算供应商A使用不同的运输方式可能获得的预期利润。运输方式配件销售
9、量（元）毛利（元）运输成本核算（元）净利润（元）铁路150030000375026250卡车1950390001170027300航空22504500023287.521712.5本讲稿第十六页，共四十九页三、运输工具配置运输工具的类型 l运输工具的选择应以货物的需要为前提l物流企业初建期，应根据企业预期的细分市场的需要配置基本的运输工具。运输工具的来源 l一是自有，二是外协 l综合运用这两种方式 运输工具的数量l需要根据预期的业务规模确定自有车辆和长期合作的外协车辆的数量，并随着业务的发展而调整。本讲稿第十七页，共四十九页四、运输线路规划单一起讫点的运输线路规划问题 l选择最短的路径来实现运
10、输 l可转化为求网络图中一个特定点对之间的最短路问题 l一般为复杂的运输线路规划问题的一个环节多起讫点的运输线路规划问题l 一般可描述为运筹学中的运输问题l特殊的多起讫点的运输线路规划问题中转运输系统不平衡运输系统 l图上作业法在一张标有收发点、收发量、收发点间距离的交通网络示意图上进行运输方案编制工作的一种方法。本讲稿第十八页，共四十九页不平衡运输系统以供大于求的系统为例，模型写为：资源点i运往需求 点j的货物数量 ：资源点i的货物可供应量 ：需求点j的货物需求量 本讲稿第十九页，共四十九页四、运输线路规划图上作业法在一张标有收发点、收发量、收发点间距离的交通网络示意图上进行运输方案编制工作
11、的一种方法。对流现象的图示图例说明货物的发点，其数量标为负货物的收点，其数量标为正线路交叉点，无收发任务货物的运输方向qDC B AqEqDC B qA 当运输线路不形成圈时，只要调运方案的流向图不出现对流，那么这个调运方案一定是最好的。本讲稿第二十页，共四十九页四、运输线路规划迂回现象的图示q B C D A 3km2km3km4kmB C A D 3km2km4km3km 只要使内圈或外圈流向长度小于等于圈长的一半，就能保证运输方案一定是一个没有迂回的调运方案。本讲稿第二十一页，共四十九页四、运输线路规划图上作业法举例1l假定某实际问题有A、B、C三个发点和D、E、F三个收点，发点的输出量
12、与收点的输入量及各点之间的道路如图所示，产销平衡。l分析本问题的交通线路不含圈，因此只需避免出现对流即可 E+80A-50F +90B -100GD+60C -80本讲稿第二十二页，共四十九页四、运输线路规划方案编制过程如下E+80A-50F +90B -100GD+60C -80E+30B -10G-80D+60E GDE+30G 90D+60本讲稿第二十三页，共四十九页四、运输线路规划最终方案801090E+80A-50F +90B -100GD+60C -803060本讲稿第二十四页，共四十九页四、运输线路规划图上作业法举例2l设某实际问题有A、B、C三个发点，发量分别为40t、30t，
13、30t；有D、E、F三个收点，收量分别为20t、30t、50t；收发平衡，收、发点位于一个线路成圈的交通节上,如图所示。利用图上作业法编制这个实际问题的最佳调运方案。D+20E+30F+50A-40B-30C-3060km50km20km40km30km30km本讲稿第二十五页，共四十九页四、运输线路规划分析：本问题的运输线路构成了一个闭合的圈，因此需要避免对流和迂回的发生。第一步：第一步：去掉圈中的最长线路，破坏掉运输线路中的圈，然后按无圈线路的方法编制初始方案。60km50km20km40km30km30kmD+20E+30F+50A-40B-30C-30D+20E+30F+50A-40B
14、-30C-30本讲稿第二十六页，共四十九页四、运输线路规划第二步：第二步：初始方案若含有对流线路，应当立即调整方案；若无对流，计算内外流向长度，看是否超过了圈长的一半，即是否存在迂回现象。l本问题：流向图中不存在对流线路；存在迂回现象，不符合要求，须进行调整 D+20E+30F+50A-40B-30 -30 C2010201040本讲稿第二十七页，共四十九页四、运输线路规划第三步：第三步：在超过圈长一半的流向中选择处于开口处并且运输量最小的线路，将其流量反向加于另一个流向上的临近线路（去长补短），并调整整体方案。然后对内外圈的圈长再做检查，重复以上过程，直至线路中不含有迂回为止。l本问题方案调
15、整为 D+20E+30F+50A-40B-30C-3030203020最优方案本讲稿第二十八页，共四十九页四、运输线路规划起讫点重合的问题l路线规划的几点原则 将相互接近的送货点的货物装在一辆车上运送 将聚集在一起的停留点安排在同一天送货 一辆运货车顺次途经各停留点的路线要呈凸状 使用大载重量的送货车辆提货应尽可能与送货过程交叉进行 对偏离集停留点集中区域的单独的停留点可单独配送 应当避免停留点工作时间太短的约束 本讲稿第二十九页，共四十九页l制定车辆运行路线扫描法例：某物流企业从其所属的仓库用送货车辆到各客户点提货，然后将客户的货物运回仓库。送货车每次可运载10000件。完成一次运行路线一般
16、需要一天时间。已知全天的提货量如图所示，问需多少量货车，并给出提货路线。本讲稿第三十页，共四十九页 1000 4000 3000 20002000 3000 3000 仓库 1000 2000 2000 2000 2000 停留点提货量数据本讲稿第三十一页，共四十九页 1000 4000 3000 20002000 3000 3000 仓库 1000 2000 2000 2000 2000 “扫描法”解决方案本讲稿第三十二页，共四十九页四、运输线路规划 多品种货物调运问题 l各种货物之间不能相互替代 根据不同货物的供需关系分别建立运输模型，或者是令不同品种货物的供需点之间不能形成供需关系（令相
17、应的单位运价为M，M为一充分大的正数），再建立运输模型，即可运用表上作业法求解。l各种货物之间具有一定的替代作用 既需要考虑运输系统的效益提高，也要使不同品种的货物得到充分的利用，使物资的使用效益达到最佳。本讲稿第三十三页，共四十九页五、运输流量规划分析既有系统的最大通过能力，从而确定能否满足运输系统的要求；如果现有系统不能满足物流系统的要求，找出问题的瓶颈，提出对运输系统的改进方案；寻找能够实现最大通过能力的最优运输方案。运输流量规划问题基本可以抽象为网络流量问题，运用图论的相关方法求解。举例本讲稿第三十四页，共四十九页五、运输流量规划某地的电力公司有3个发电站，它们负责5个城市的供电任务，
18、其输电网络如图所示。另外，已知城市8由于经济的发展，要求供应电力65MW，3个发电站在满足城市4、5、6、7的用电需要量后，它们还分别剩余10MW、15MW和40MW，输电网络的剩余输电能力见图5-15节点上的数字。现在的问题是城市8的电力需求能否得到满足？如能够满足，各发电站的电力应如何分配？如不能满足，应采取 什么措施？1512345678101010152015302045154010本讲稿第三十五页，共四十九页五、运输流量规划求得该电力公司剩余电力得最大流量分布图如下：分析可知，最好的方案是在线路5-8上增建输送10MW的新线路，而将线路3-6-5的流量各增加10MW。10151234
19、5678101010152015302045(10)(15)(15)(10)(20)(45)(15)(10)(10)(0)本讲稿第三十六页，共四十九页六、运输工具配载问题基本原则l上轻下重；l先远后近；l将相互接近的停留点的货物装在一辆车上运送；l优先使用大载重量的送货车辆，并将提货与送货过程结合进行。一维配载问题又称为背包问题，可以运用动态规划方法求解。举例本讲稿第三十七页，共四十九页六、运输工具配载问题多品种货物混装问题l设共有N件（捆）待运货物，把货物按品种、形状、颜色和规格分为若干类，分别称为1类，2类，m类。其中1类货物有Nl件(捆)，它们的重量分别为G11，G12，；2类货物有N2
20、件（捆），它们的重量分别为G21，G22，；依此类推。对于同一客户的多件（捆）同类货物，按1件（捆）计。货车的载重量上限为G0，并要求在同一货车内每类货物至多装入一件（捆）。问应如何配载货物，使货车的载重量达到最大？本讲稿第三十八页，共四十九页六、运输工具配载问题设该多品种混装问题可以表示为：本讲稿第三十九页，共四十九页七、车辆调度问题空车调度问题 l各收发点之间的运输关系确定之后，车辆调度的基本问题就转变为空车的调度问题。l车辆调度的目的不再是消灭同种物资的重车对流和迂回，而在于要尽量减少空驶里程，消灭空车的对流和迂回。l把车场的空车看作是某种货物，则可以利用图上作业法、表上作业法等方法解决
21、车辆调度问题。举例本讲稿第四十页，共四十九页七、车辆调度问题 某车场接到2项不同的业务，一项是学校要求派1辆车，从砖厂为学校运砖，每天2次；另一项是某工地需要1辆车，从砂厂往工地运砂子，也是每天2次。于是车场各派1辆车分别前去执行任务。其运行路线如图所示：分析：空车流向存在迂回本讲稿第四十一页，共四十九页七、车辆调度问题 调整空车运行路线车辆的循环运输组织l空车的出场和回场就近派车，就近收车l重车运货的顺序和空车的调拨 尽量先安排距离远的货物的运输，然后按照空车的最优流向安排空车的调度。l车型、场地、道路交通等的限制 本讲稿第四十二页，共四十九页第三节 物流需求企业运输系统规划本节主要内容l企
22、业运输系统的定位l运输业务模式的选择l运输系统规划的内容l定量方法在运输业务模式选择中的应用本讲稿第四十三页，共四十九页一、运输系统的定位运输系统定位分析l企业的经营领域l运输业务是否构成了企业的核心竞争力 l企业自身的运营特点分析以下经营领域的企业的运输系统的一般定位l日用消费品、必须品l高档消费品、奢侈品l工业品本讲稿第四十四页，共四十九页二、运输业务模式选择运输业务模式选择的含义l运输业务自营与外包的比较与选择四象限分析法 运输能力运输重要性（弱，重要）（强，重要）（弱，不重要）（强，不重要）本讲稿第四十五页，共四十九页三、物流需求企业运输系统规划内容运输业务外包的企业l对运输业务的考核
23、、监督、协调等工作l运输服务商的选择和评价运输业务自营的企业 l与物流服务企业的运输系统规划是基本相同的l分析二者的异同点物流需求企业是以企业自身的运输需求为前提，需求具有相对的稳定性和可预知性，需要更加关注的是企业内部各部门之间的配合；物流服务企业面临的是市场化需求，具有很强的随机性，而且需要兼顾企业的长期发展战略。本讲稿第四十六页，共四十九页四、定量方法在运输业务模式选择中的应用常用方法l0-1整数规划l量本利分析（盈亏平衡分析）举例l某企业有2个仓库和3个客户，需要经常由仓库发货给各客户。货物的运输，企业可以选择自营，也可以选择外包。若选择自营运输，每年因车辆的购置费、保养费、专职运输人
24、员的工资福利等，预计支出为50万元；若选择外包运输，则没有固定费用，但每件货物的运输费用要高于自营时。具体数据如下表所示。本讲稿第四十七页，共四十九页四、定量方法在运输业务模式选择中的应用引入0-1变量，表示对运输业务的经营模式的选择。设变量xij（i=1，2；j=1，2，3）表示自营运输时仓库i到供应商j的供应量。变量yij（i=1，2；j=1，2，3）表示外包运输时仓库i到供应商j的供应量。客户1客户2客户3供应量（万件/年）自营外包自营外包自营外包仓库134232440仓库245243660需求量（万件/年）203050本讲稿第四十八页，共四十九页四、定量方法在运输业务模式选择中的应用则本问题可用数学模型表示如下：本讲稿第四十九页，共四十九页