六运输及配送路线的优化

六、运输决策及配送路线的优化6.1运输系统的重要性与功能6.2基本运输方式及其运营特点6.3运输合理化6.4运输路线的选择6.5车辆路线、时间安排6.1运输系统的重要性与功能运输——指借助公共运输线及其设施和运输工具来实现人与物空间位移的一种经济活动和社会活动。交通——与运输反映的同一过程的两个方面。同一过程：运输工具在运输网路上的流动；两个方面：交通关心的是运输工具的流动情况(流量的大小、拥挤的程度)运输关心的是流动中的运输工具上的载运情况(载人与物的有无与多少，将其输送了多远的距离)运输是交通的目的运输系统的重要性地域分工专业化规模经济竞争加剧土地价值的提高交通运输系统的构成要素：（1）运载工具（2）通路（3）场站（4）动力（5）通信（6）经营管理人员和经营机构产品转移运输克服了产品在生产与需求之间存在的空间和时间上的差异。产品存储对产品进行临时存储是指将运输车辆临时作为相当昂贵的存储设施。运输的功能运输服务的特征运输服务是一种特殊的产品：运输服务产品具有无形性运输服务的生产和消费不可分离运输服务具有不可存储性异质性，即同一种服务的质量差别6.2运输方式及其特征一、铁路运输铁路是国民经济的大动脉，铁路运输是我国货物运输的主要方式。铁路运输的主要特点是能够远距离运输大量货物。由于世界上几乎所有的大都市、我国的绝大部分城市都通铁路，铁路在国际、国内运输中占有相当大的市场份额。虽然设备和站点等的限制使得铁路运营的固定成本很高，但是铁路运营的变动成本（如维修、管理、耗能等）相对较低，这也使得铁路运输的总成本通常比公路和航空运输低。高固定成本和低变动成本使铁路运输的规模经济十分明显。铁路运输铁路运输方式的主要优点：运输能力大运行速度较快，时速一般在80～120公里适应性强，受天气限制条件少，安全可靠性高运输成本低环境污染小，环境成本低铁路运输方式的主要缺点：灵活性差对包装的要求较高存在货物被偷盗的危险铁路设施修建成本较高，占地多。综合考虑，铁路适于在内陆地区作为长途、大批量运送低价值、高密度的一般货物和可靠性要求高的特种货物；从投资的情况来看，在运输量比较大的地区之间建设铁路较为合理。6.2运输方式及其特征二、公路运输公路运输具有规模巨大，分布极广的道路基础设施体系和机动灵活、适应性强的车辆装备系统。大多数的消费品都是通过公路运输的。公路运输是任何公司物流系统中重要的一部分。公路运输的固定成本很低。汽车承运人在固定基础设施的投资相对较少，多数公路的建设运营由政府进行。公路运输的变动成本相对较高，因为公路的建设和维修费用经常是以税收和收费站的形式向承运人征收的。此外，汽车的能耗、维修费用相对也比较高。燃油税公路运输公路运输方式的主要优点：原始投资少，资金周转快，投资回收期短机动灵活，门对门运输快捷可控包装成本低，货物损失小公路运输的主要缺点：运输能力小劳动生产率低，单位运价高公路拥挤与污染，环境成本高公路运输不像其它运输方式那样受到各种线路的限制，其市场覆盖面要高于其它运输方式。公路运输的特点使得公路运输尤其适于短距离、高价值产品的装运，在中间产品和轻工产品的运输方面有较大的优势。6.2运输方式及其特征三、水路运输水路运输在世界外贸运输中始终保持主导地位，在经济合作和交流中起着纽带作用。受自然条件的制约，水路运输的运营范围和运输速度受到限制，但是却有其它运输方式不可比拟的优势和潜力。水运中水道的改良维护通常由政府负责，港口的开发和维护各国不同，但一般也由政府统一进行，而运输公司只需支付一定的费用就可以使用港口和其它码头设施。因此，在固定成本方面，水路运输在铁路和公路运输之间。水路运输的变动成本较低，主要包括运营中的成本，其规模经济的效应更加明显。水路运输水路运输方式的主要优点：单位运输工具的装载量大，运输能力高，运输距离长水路运输成本低，基础设施投资节省，单位运价低廉能源消耗少水路运输方式的主要缺点：运输速度慢受天气和其它自然条件影响大，线路迂回货物破损较多可靠性差与上述特点相对应，水路运输适于运送数量巨大、低价值、时效性要求不高的货物，如矿石、煤炭、石油农产品等。水路运输是大宗货物长距离运输的理想选择。6.2运输方式及其特征四、航空运输航空货运的主要优点在于运输速度快。随着航空运输技术的不断成熟，航空运输在远距离运输，特别是跨国运输中显示出无可比拟的优势。只有在运输高价值的和对时效性要求高于对成本要求的产品时，航空运输才有其合理性。航空的固定成本较低。空中航线和管制系统由国家拥有，航空港的建设运营由国家投资，航空公司的固定成本主要与购买飞机有关，也与所需的搬运系统和货物集装箱有关。航空运输的变动成本是极高的，其燃料消耗、飞行器的维修保养以及飞行人员和地勤人员的费用都是一笔可观的支出。航空运输航空运输的主要优点：运行速度快灵活、机动性大航空运输服务质量高、安全可靠航空运输的主要缺点：运输成本高运输能力小有些货物禁用空运受天气影响较大综合上述优缺点，航空运输适用于长途旅客运输和紧急需要的、时效性要求高的、单位价值高的货物运输。6.2运输方式及其特征五、管道运输管道是很独特的运输方式，它所能运送的货物种类很有限，主要通过管道运输的货物是：石油及成品油、天然气、化学制品。管道运输的优势：费用低。货损、货差率低。另外，因为管道运输速度很慢，还可以将管道作为仓库。可靠性好、不受天气影响、很少有机械故障管道运输的缺点：管道线路是相对固定的，因此有地域灵活性或可达性的限制。管道运输的产品有局限性，并且只能提供单向服务。各种运输方式技术经济特征比较表运输方式基建投资运载量运输成本速度连续性灵活性生产率安全性线路运具铁路622431343河运343266424海运131155515公路455522166管道514343631航空266614252注：表中数字表示各种运输方式在某一方面的优劣次序。影响运输决策的成本因素影响承运人定价的成本因素与运距有关的成本与运量有关的成本与速度有关的成本直送v.s中转影响承运人运力组合的成本因素固定成本运营成本运输特性规模特性随着一次装运量的增大，使每单位重量的运输成本下降。距离特性随着一次运输距离的增加，运输费用的增加会变的越来越缓慢，或者说单位运输距离的费用减少，运输成本与一次运输的距离有关。速度特性完成特定的运输所需的时间越短，其效用价值越高。单位货物运输成本运输距离距离与运输成本的关系单位货物运输成本装载重量载重量与运输成本的关系运输效用送达时间送达时间与运输效用的关系影响承运人运力组合的成本因素n——thenumberoftimeperiodsintowhichthetimehorizonofayearisdecomposed(forexample,n=52ifthetimeperiodcorrespondstoaweek)v——thedecisionvariablecorrespondingtothenumberofownedvehiclesvt,t=1,...,n,therequirednumberofvehiclesattimeperiodt;m——thenumberoftimeperiodsperyearinwhichvtv.cF——fixedcost（anownedvehicle）cV——variablecost（anownedvehicle）cH——bethecostpertimeperiodofhiringavehicle(clearly,cF+cVcH).AsthetwosummationsinEquationareequaltotheareasbelowandabovethelinevt=v,respectively,thentheirderivativesareequaltomand−m,respectively.Consequently,C(v)isminimalwhen影响托运人决策的成本因素服务水平成本（运输时间-速度）运输成本（运输方式、运输规模）库存成本交易成本运输服务的选择运输成本、速度和对库存的影响是决策者心目中最重要的运输服务要素，因此，这三项是运输服务选择的基础。运输对库存的影响有以下几点：较慢的运输模式会引起较大的中转或运输库存；较大运量的运输方式会出现订单批量超过需求量的情况，从而增加库存；不可靠的运输模式会引起安全库存的提高。在选择运输方式时，就需要考虑库存持有成本可能升高，而抵消运输服务成本降低的情况。运输服务的选择的定量分析法基于运输成本与库存成本的总成本分析方法【例】某公司欲将产品从位置A的工厂运往位置B的公司自有仓库，年运量D=700000件，产品价值C=30元，年存货成本I=产品价格的30％。公司希望选择使总成本最小的运输方式。据估计，运输时间每减少一天，平均库存成本可以减少1％。各种运输服务方式的有关参数见表：运输服务的选择的定量分析法运输方式费率R(元/件)时间T(天)年运送批次平均存货量Q/2铁路0.12110100000水运0.15142046500公路0.252042000航空1.424020250考虑安全库存运输服务的选择的定量分析法分析：以年总成本最低为原则来选择合适的运输方式。这里，总成本=运输费用+库存成本；其中，运输费用=运输量费率库存成本=在途运输库存成本+工厂存货成本+仓库存货成本在途运输库存费用=ICDT/365工厂存货成本=ICQ/2仓库存货成本=I（C+R）Q/2代入各种运输方式的基本数据信息，将相应的成本计算结果列入表2。D—年运量；C—产品单价；I—年存货成本（产品价格的30％）；T—运输时间；R—费率(元/件)；Q/2—平均存货量二、运输方式选择的定量分析法由表中结果可知，总成本最低的是公路运输方式，总成本为984821元，其次是水路运输，成本最高的是铁路运输。按照总成本最低的原则，适合选择公路运输方式。成本类型计算公式铁路运输水路运输公路运输航空运输运输成本RD70000105000140000980000在途库存ICDT/3653452052416448630134521工厂存货ICQ/2900000416500378000182250仓库存货I(C+R)Q/2903000420593380520190755总成本2218205118573798482113875266.4运输路线的选择1．起、止点不同的单一路径规划2．多个起、止点的路径规划3．起点和终点相同的路径规划TravelingSalesmanProblem(TSP)VehicleRoutingProblem(VRP)6.4运输路线的选择1．起、止点不同的单一路径规划这类路径规划问题称为最短路问题。最短路径问题是线路优化模型理论中最为基础的问题之一。问题描述：假设有一n个节点和m条弧的连通图G（Vn,Em),并且图中的每条弧（i,j)都有一个长度cij(或者费用cij)，则最短路径问题为：在连通图中找到一条从节点1到节点n距离最短（或费用最低）的路径。求解此类最短路径问题，主要有以下几种算法：（1）Dijkstra算法；（2）Floyd算法；（3）逐次逼近法1．起、止点不同的单一路径规划例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B市解答：最短路的计算方法（1）找出第n个距起点最近的节点。对n=1,2,…，重复此过程，直到所找出的最近节点是终点。（2）在前面的迭代过程中找出（n-1）个距起点最近的节点，及其距起点最短的中径和距离