物流管理第七.ppt

企业物流管理,江西师范大学商学院 张宇华,第七章 运输决策,商学院 企业物流管理,江西师范大学 商学院 企业物流管理,2,运输是物流决策中的关键所在。除采购产品的成本外，一般来讲，运输成本比任何其他物流成本所占的比重都高。尽管运输决策的形式多种多样，但其中首要的不外乎运输方式选择、承运人运输路线的规划、车辆调度和合并运输等项内容。本章将介绍进行这些重要决策的方法。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,3,7.1 运输服务的选择,运输方式的选择或某运输方式内服务内容的选择取决于运输服务的众多特性。6个服务变量对运输服务选择非常重要：(1)运输费用；(2)可靠性；(3)在途时间；(4)灭失、损坏、投诉处理和货物跟踪查询；(5)托运人市场特征；(6)承运人特征在途时间(速度)和运输时间的波动(可靠性)是主要决定因素，其次是成本。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,4,7.1.1 基本的成本权衡如果选择速度慢、可靠性差的运输服务，物流渠道中就需要有更多的库存。这样，就需要考虑库存持有成本升高抵消运输服务成本降低的情况。因此现有方案中最合理的应该是既能满足顾客需求，又使总成本最低的服务。(见资料71)资料71 例子 卡利奥箱包公司(Carry-ALL Luggage Company)是生产系列箱包产品的公司。公司的分拨计划是将生产的成品先存放在工厂，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。铁路运输的平均时间为了T=21天，每个存储点子均储存100000件行李箱包，箱包的平均价值C=30美元，库存成本I=30年。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,5,公司希望选择使总成本最小的运输方式。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。每年西诲岸仓库卖出D=700000件箱包。公司可以利用以下运输服务：其中，采购成本和运输时间的变化忽略不计。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,6,图7-1是当前公司分拨系统的图示。选择不同运输方式将影响货物的在途时间。在途货物可以用年需求(D)的一定比例(即T365)表示，其中了表示平均运送时间，因此，在途库存的持有成本就为ICDT/365。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,7,分拨渠道两端的平均库存大约是Q2，其中Q是运输批量。每单位货物的库存成本为IC，但产品价值C在分拨渠道的不同地点是不同的。例如在工厂，C是产品的出厂价；而在仓库，c是产品的出厂价加上运输费率。用运输费率乘年需求量就得到每年的总运输成本RD。针对每种运输方式计算四种相关成本，计算结果在表7-1列出。由此可以看出，虽然采用铁路运输时的运输费率最低，采用航空运输时的库存成本最低，但卡车运输的总成本最低。如果使用卡车运输，运输时间减少到5天，两个端点的库存水平将减少50。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,8,江西师范大学 商学院 企业物流管理,9,7.1.2 考虑竞争因素如果供应渠道中的买方从多个供应商那里购买商品，那么物流服务就会和价格一样影响买方对供应商的选择。相反，如果供应商针对各自的销售渠道选择不同的运输方式，就可以控制其物流服务的各项要素，进而影响买方的购买。对买方而言，更好的运输服务(运送时间更短，波动更小)意味着可以保有较少的库存和或完成运作计划的把握更大。为鼓励供应商选择最理想的运输服务，进而降低成本，买方惟一能采取的行动就是：购买。买方的做法就是将采购订单转给能提供更优质运输服务的供应商。业务的扩大将带来利润的增加，弥补由于选择快速运输服务带来的成本，因而鼓励供应商寻求吸引买方的运输服务形式，而不是单纯降低运输服务的价格。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,10,如果分拨渠道中有多个供应点可供选择，运输服务的选择就会成为供应商和买方的联合决策。供应商通过选择运输方式来争取买方的订单，理智的买方则会通过更多地购买来回应供应商的选择。买方增加购买的数量取决于互相竞争的供应商提供运输服务的差异。在动态的竞争环境下，只提供单一运输服务的供应商是很难生存的，因为其他供应商会通过提供更多的服务来反击竞争对手，且运输服务的选择与买方潜在的购买兴趣之间的关系是很难估量的。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,11,下面举一个简单的例子，其中假定竞争对手在服务方面没有反击手段，且由于供应商提供的运输服务较有吸引力，购买量的增加额是已知的。(见资料7.2)资料72例子 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3 000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方式，平均运送时间也相同。但如果其中一个供应商能将平均交付时间缩短，那么每缩短一天，制造商会将采购订单的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：,江西师范大学 商学院 企业物流管理,12,江西师范大学 商学院 企业物流管理,13,供应商A仅根据可能得到的潜在利润进行选择。表72从供应商A的角度列出了不同运输方式下可获得的利润。,如果该设备制造商能够恪守承诺，供应商A应该转而采用卡车运输。当然，供应商A应该注意供应商B可能采取的任何反击手段，一旦对手采取相应措施可能会导致优势消失。,9.1.3 对选择方法的评价在考虑运输服务的直接成本 的同时，有必要考虑运输方式对库存成本和运输绩效对物流渠道成员购买选择的影响。除此之外，还有其他一些因素需要考虑.首先，如果供应商和买方对彼此的成本有一定了解将会促进双方的有效合作。其次，如果分拨渠道中有相互竞争的供应商，买方和供应商都应该采取合理的行动来平衡运输成本和运输服务，以获得最佳收益。当然，无法保证各方都会理智行事。第三，这里没有考虑对价格的影响。假如供应商提供的运输服务优于竞争对手，他或她很可能会提高产品的价格来补偿增加的成本。因此，买方在决定是否购买的同时应考虑产品价格和运输绩效。第四，运输费率、产品种类、库存成本的变化和竞争对手可能采取的反击措施都增加了问题的动态因素，在此并没有直接涉及。第五，这里没有考虑运输方式的选择对供应商存货的间接作用。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,14,7.2 路线选择,思考：为什么要把路线选择作为讨论议题？由于在整个物流成本中运输成本占1323，因而最大化地利用运输设备和人员，提高运作效率是我们关注的首要问题。最常见的决策问题就是，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，从而在降低运输成本的同时改善客户服务。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,15,尽管路线选择问题种类繁多，但我们可以将其归为几个基本类型：一是起讫点不同的单一路径规划；二是多个起讫点的路径规划；三是起点和终点相同的路径规划。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,16,7.2.1 起讫点不同的单路径问题,这类运输路径规划问题可以通过特别设计的方法很好地加以解决。最简单、最直接的方法就是最短路径法(Shortest Route Method)。该方法描述如下：已知一个由链和节点组成的网络，其中节点代表由链连接的点，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)。最初，所有的节点都是未知解；也就是说，没有通过各个节点的明确的路线，已解的节点已知经过路线的点，开始时只有起点是已解的节点。尽管以上过程看起来有些复杂，但举一个例子就可以发现它其实很简单(见资料7.3)。也可以用网上的地图和驾车里程软件，如Mapquest解决这一问题。如果数据量增多，无法手工计算可以用LOGWARE中的ROUTE解决该问题。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,17,资料7.3 例子,问题如图7-2所示，我们要找到得克萨斯州的阿马里洛与沃思堡之间行车时间最短的路线。节点之间的每条路线上都标有相应的行车时间，节点代表公路的连接处。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,18,江西师范大学 商学院 企业物流管理,19,我们首先列出一张如表7-3所示的表格。第一个已解的节点就是起点或点A。与A点直接连接的未解的节点有B、c和D点。第一步，我们可以看到B点是距A最近的节点，记为AB。由于B点是惟一选择，所经它成为已解的节点。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,20,随后，找出距A点和B点最近的未解的节点。列出距各个已解的节点最近的连接点，我们有A-C和B-C。记为第二步。注意从起点通过已解的节点到某一节点所需的时间应该等于到达这个已解节点的最短时间加上已解节点与未解节点之间的时间。也就是说，从A点经B点到达C点所需的总时间是AB+BC，即(90+66)分钟=156分钟。比较到达未解节点的总时间，最短时间是从A点到C点的138分钟，这样C点就成为已解节点。第三次迭代要找到与各已解节点直接连接的最近的未解节点。如表7-4所示，有三个候选点，从起点到这三个候选点的总时间分别是348分钟、174分钟和228分钟。最短时间是产生在BE上，因此正点就是第三次迭代的结果。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,21,重复上述过程直到到达终点J，即第八步。最短路径的时间是384分钟，连接各段路径，得到的最佳路径为A-B-E-I-J，这些路径在表中加表示。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,22,最短路径法非常适合利用计算机进行求解。把网络中链和节点的资料都存人数据库中，选好某个起点和终点后，计算机可以很快就能算出最短路径。绝对的最短距离路径并不说明穿越网络的最短时间，因为该方法没有考虑各条路线的运行质量。因此，对运行时间和距离都设定权数就可以得出比较具有实际意义的路线。(见资料7.4),江西师范大学 商学院 企业物流管理,23,资料 7.4 应用,PC*Miler和COMPUMAP是两种商用软件，可用来在网络中寻找最佳路径。假定一辆卡车要从衣阿华州的阿什顿到德幕安斯(Des Moines)。路线规划的目标就是找到最短的可行路径(时间与距离的混合)PC*Miler得出的报告如图73所示，地图见图7-4。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,24,江西师范大学 商学院 企业物流管理,25,江西师范大学 商学院 企业物流管理,26,这里，司机可以得到非常具体的指令，包括经过的确切道路；在各交叉路口走哪条路；各段行程的距离，每条路上预计行驶时间等。在本例中，可行线路233英里长，预计行驶5小时33分钟。这些软件除找出最短路径外，还给出各州的过路费、最新的道路施工情况，报告燃油税、GPS定位和在各州的行驶里程。这些拓展功能减少了费率争议、罚款，提高了监管效率，进而提高客户服务水平，改进配送报告情况、资产利用率和司机队伍的稳定性。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,27,找到最短路径的一种最新方法就是蚂蚁的集体行动法，该方法俗称“昆虫智慧”，观察在自我组织、监督、工作不多的情况下，一群蚂蚁之间的信息交流帮助它们找到复杂路径问题的最佳解，利用放置、跟踪化学物质的方法观测蚂蚁是如何工作找到通往食物源的最短路径的。很简单，两只蚂蚁在同样的时间离开洞穴，沿不同的路线到达食物源，沿途会留下信息素(某种吸引蚂蚁的化学物质)。走最短路径的蚂蚁会先回到洞穴，这条从洞穴到食物，再返回洞穴的路线与第二只蚂蚁的路线相比有双倍的化学气味。回到洞穴的蚂蚁就会被最强烈的气味所吸引。随着更多的蚂蚁走上这条路，就会有更多的信息素留在路上，强化了最短路径。路线的选择决定于两个基本规则：留下信息素和跟踪别人的路线。从昆虫智慧中总结出来的原则已经被用于解决电信、航空货物运输和卡车运输的路径问题。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,28,7.2.2 多起讫点问题,如果有多个货源地可以服务多个目的地，那么我们面临的问题是：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。该问题经常发生在多个供应商、工厂或仓库服务于多个客户的情况下。如果各供货地能够满足的需求数量有限，则问题会更复杂。解决这类问题常常可以运用一类特殊的线性规划算法，就是所谓的运输方法。(见资料75),江西师范大学 商学院 企业物流管理,29,资料7.5 例子,某玻璃制造商与三个位于不同地点的纯碱供应商签订合同，由它们供货给三个工厂，条件是不超过合同所定的数量，但必须满足生产需求。图75是该问题的图示，其中还指明了各运输线路上每吨货物的运输费率。这些费率是每个供应商到每个工厂之间最短路径的运输费率。供求都以吨为单位进行计算。在解决这类问题时常常使用一种特殊的线性规划算法，称为运输法(Tnmsportation method)。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,30,江西师范大学 商学院 企业物流管理,31,利用计算机软件TRAMLP可以解决这个问题，输出结果如下：,江西师范大学 商学院 企业物流管理,32,对该结果的解释如下：货运计划 从供应商A运输400吨到工厂1。从供应商B运输200吨到工厂1。从供应商B运输200吨到工厂2。从供应商B运输300吨到工厂3。从供应商C运输300吨到工厂2。该运行线路计划的成本最低，为6 600美元。,7.2.3 起讫点重合的问题,物流管理人员经常会遇到起讫点相同的路径规划问题。在企业自己拥有运输工具时，该问题是相当普遍的。我们熟悉的例子有：,江西师范大学 商学院 企业物流管理,33,配送饮料到酒吧和饭店安排时间和线路将现钞送到自动提款机动态采购和运输燃油问题收集饭店的油脂家用商品的维修、服务和配送网上杂货店的配送取牛奶和送牛奶收集来自各家各户的捐赠品临时卫生间的安放、收回和服务监狱和法庭之间犯人的运送问题,沿铁路线动物尸体和生病动物的搜集扫雪机和扫雪路线从医院到实验室运送实验样本用箱式车和出租车运送残疾人垃圾收集和转运从仓库到零售点的配送邮车的配送路线校车路线送报路线送餐车路线,这类路径问题是起讫点不同问题的扩展形式，但是由于要求车辆必须返回起点行程才结束，问题的难度提高了。我们的目标是找出途经点的顺序，使其满足必须经过所有点且总出行时间或总距离最短的要求。起讫点重合的路径问题一般被称为“流动推销员”问题，人们已提出不少方法来解决这类问题。如果某个问题中包含很多个点，要找到最优路径是不切实际的，因为许多现实问题的规模太大，即使用最快的计算机进行计算，求最优解的时间也非常长。感知式和启发式求解法是求解这类问题的好办法。(见资料7.6),江西师范大学 商学院 企业物流管理,34,资料7.6 应用,中央谷学区(the Central Valley School District)靠近华盛顿斯波坎(Spokane)。他们首先应用技术管理信息系统制订每天校车行车计划，和以前的方法相比，所费时间和成本都非常少。多年来，学区都使用纸介的地图，也许用塑料的幻灯片和彩笔来设计校车路线。每个学生的家庭住址都会用手工方式标记在纸制的地图上。管理人员借助自己的判断，将邻近的学生组合在一起，标出接送点，为学区的学生安排出250多辆的校车路线。在使用定制的软件后，学区管理人员不必再用一周的时间制订计划，上报给州政府，而且将线路减为5-9条，又节约了12.5万美元。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,35,1各点空间相连,江西师范大学 商学院 企业物流管理,36,实际生活中，可以利用人类认知能力的模式可以很好地解决“流动推销员”问题。我们知道，合理的经停路线中各条线路之间是不交叉的，并且只要有可能路径就会呈凸形，或水滴状。图76举例说明了合理和不合理的路径设计。根据这两条原则，分析员可以很快画出路线规划图，而计算机可能要花许多个小时才能得出。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,37,另外，也可以使用计算机模型来寻找送货途中经停的顺序。如果各停车点之间的空间关系并不代表实际的运行时间或距离，那么利用计算机模型比采用感知法好。当途中有关卡、单行线或交通拥堵时，尤其如此，尽可能明确各点的地理位置(如使用坐标点)能够减少需要采集的数据量，从而简化问题。然而，一个简单的问题可能需要上千个距离或时间的数据。计算机的任务就是估计这些距离或时间。目前人们已开发出的计算机程序可以迅速解决空间位置的描述问题，并得到接近最优解的结果。(见资料77),资料 7.7 例子,江西师范大学 商学院 企业物流管理,38,安休瑟布喜公司(Anheuser-Bush Company)利用售货员通过流动卡车销售啤酒和其他饮料，卡车由当地经销人员所有。公司售货员同当地经销人员一样都收取佣金，因而都不希望每天向各客户提供服务时花费不必要的时间，行走多余的路程。他们将图钉固定在地图上以确定某推销员现有客户的位置。图7-7a所举的是一个20个客户的例子客户点的信息已经被转换到网格地图上，图中的坐标与距离相关。我们的问题是找出卡车从仓库出发，经过所有的客户点，再回到仓库，这个运行过程中的最短路径。你可以试试感知法，将所得出的解与软件ROUTE的计算结果(见图7-7b)相比较。整个行程的总成本为37.59距离单位。这是一个很好的解，但不一定是最优的。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,39,江西师范大学 商学院 企业物流管理,40,2空间上不相连点的问题,江西师范大学 商学院 企业物流管理,41,如果无论是将行程中的各经停点绘制在地图上还是确定其坐标位置，都难以确立各点之间的空间关系，或者，如果各点之间的空间关系由于前文所提到的实际原因而被扭曲，就应该具体说明每对点之间的确切距离或时间。这里，感知法基本上不适用，我们必须借助多年来人们提出的各种数学方法来解决这类问题。虽然我们可以得到我们想要的各点间的准确距离或运行时间，但计算程序一般给出的是近似结果。(见资料78),江西师范大学 商学院 企业物流管理,42,资料7.8 例子 图7-8是一个以某仓库为基地，包括四个经停站点的小型配送问题。要得到点与点之间的运行时间，首先要选择最合适的路径，然后乘以运行速度就可以算出经过该距离所需的时间。这里假定每对站点之间往返双向的运行时间是一样的。,利用STORM“流动推销员”模块可以得 图7-8 以分钟为单位的运行时间的配送问题举例到整个行程经过站点的顺序WD C B A W，全程的总运行时间是156分钟。,7.3 行车路线和时刻表的制定,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包括：,江西师范大学 商学院 企业物流管理,43,1)在每个站点既要取一定量的货，又要送一定量的货；2)使用多部车辆，每部车的载货重量和容积不同；3)司机的总驾驶时间达到一定上限时，就必须休息至少8小时(运输部门的安全限制)；4)每个站点每天只允许在特定的时间内取货和或送货(称为时间窗口(Time Windows)；5)途中只有在送货后才能取货；6)允许驾驶员每天在特定的时间休息和用餐。,这些限制条件增加了问题的复杂性，也使我们寻找最优解的努力受挫。但是，运用制定合理路线和时刻表的原则或启发式求解法仍然可以得到该类问题比较好的解。我们要讨论的路线和时刻表问题是针对有多辆卡车从仓库出发，送货到若干个站点，然后在当天返回仓库这种情况的。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,44,7.3.1 合理路线和时刻表的制定原则,运用八条原则，经过一番努力，决策者(如车辆调度员)可以制定出合理行车路线和时刻表。这八条原则简述如下：,江西师范大学 商学院 企业物流管理,45,(1)安排车辆负责相互距离最接近的站点的货物运输。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,46,D,a)不合理的划分方式,江西师范大学 商学院 企业物流管理,47,江西师范大学 商学院 企业物流管理,47,D,b)合理的划分方式,江西师范大学 商学院 企业物流管理,48,(2)安排车辆各日的途经站点时，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划分站点群。各日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数降至最低，同时使一周内卡车运行的时间和距离最少。图7-10举例说明了好、坏划分方式。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,49,(3)从距仓库最远的站点开始设计路线。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,50,要设计出有效的路线，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，直到所有的站点都分派有车辆。,(4)卡车的行车路线应呈水滴状。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,51,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。,(5)尽可能选用最大的车辆送货，这样设计出的路线是最有效的。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,52,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。因此，在车辆可以实现较高的利用率时，应该首先安排车队中载重量最大的车。,(6)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。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,53,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(如果在完成所有送货任务之后再取货，就会出现线路交叉的情况)。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的影响程度。,(7)对过于遥远而无法归人群落的站点，可以采用其他配送方式。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,54,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，运送费用较高。考虑到这些站点的偏远程度和货运量，采用小型卡车进行服务可能更经济。此外，利用外租的运输服务也不啻为一个很好的选择。,(8)避免时间窗口过短。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,55,各站点的时间窗口过短会使得行车路线偏离理想模式。因为时间窗口的限制常常不是绝对的，所以如果某个站点或某些站点的时间窗口限制导致整个路线偏离期望的模式，就应该重新协议时间窗口的限制，最好放宽该限制。,资料7.9 例子,凯斯寿材公司(TheCaseCasketCompany)生产一系列殡葬产品，并向各殡仪馆送货。殡仪馆会保存少量流行样式的库存，但顾客常常从产品目录中进行选择。通常，殡仪馆的经理会订购棺木以补充存货或满足顾客的特殊要求。订货量常常很小，经常一次不超过一个。为服务市场，凯斯公司在全美建了50多家配送仓库。图711列出了其中一家仓库的位置及其服务区域，同时还列出了有代表性的一周订货量和订货点的位置。仓库使用两辆特制的卡车送货，该种卡车最多可运送18副棺木，每周送货五天。我们要做的是制定该地区的行车路线和时刻表。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,56,江西师范大学 商学院 企业物流管理,57,江西师范大学 商学院 企业物流管理,58,根据合理路线和时刻表的制定原则，首先要将该区域划分为五个每日的客户群，根据原则3，我们知道，应该从距离最远的客户开始划分，然后逐步向仓库方向靠拢，增加客户。因此，我们将边远地区的站点分为四组，在一周的前四天送货，仓库附近的站点群成一组，在第五天送货。我们需要对每组站点的货运量进行平衡，以免使用两部以上的卡车。因为在有些天，第三辆车的利用率会非常低。我们首先从仓库开始向外推进，寻找总订货量能装满两卡车的站点；其次，由于底特律是个大市场，所以我们分两天送货。再向四面八方推进，我们就得到了送货量大致相等的四个站点群，如图712所示。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,59,江西师范大学 商学院 企业物流管理,60,下一步要做的是安排车辆装运，设计行车线路。每天的情况分别考虑，从最远的站点开始，我们要在相邻的区域内会聚足够多的货以装满第一辆卡车。然后，从剩余的站点中找出最远点，重复上述过程，装满另一辆车。对于分派给同一辆卡车的各站点，经过的顺序应该使得线路没有交叉，且路径的形状是凸形的。一周内每天路线设计结果如图7-13所示。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,61,7.3.2 行车路线和时刻表的确定方法,随着限制条件的增加，寻找行车路线和时刻表最优解的工作变得越来越困难。时间窗口、载重量和容积各不相同的车辆、司机途中总驾驶时间的上限要求、不同地区对速度的不同要求、途中的障碍(湖泊、迂回的道路、山脉)、司机的休息时间等都是实际路线设计中需要考虑的因素。有许多方法可以处理这类复杂的问题，我们主要介绍其中两种方法。一种很简单(“扫描”法)，另一种则较复杂、准确且处理能力较强(“节约”法)。其他解决方法有：(1)作图算法；(2)二段算法；(3)不完全优化算法；(4)改进法,江西师范大学 商学院 企业物流管理,62,1扫描法(The Sweep Method),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。如果利用计算机程序计算，能够很快求出结果，所需的计算机内存也不大。对于各类问题，该方法的平均误差率预计约在10。如果我们需要很快得出结果，且只要求结果是合理的(而不是最优的)，那么该误差水平还是可以接受的。该方法的缺陷与路线构成方式有关。求解过程分为两步：第一步是分派车辆服务的站点；第二步是决定行车路线。因为整个过程分成两步，所以对诸如在途总运行时间和时间窗口等时间问题处理得不好。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,63,扫描法可阐述如下：(1)在地图或方格图中确定所有站点(含仓库)的位置。(2)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。(3)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。(见资料710)。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,64,如果：(1)每个经停点的货量只占车辆运力的很小比重；(2)所有车同样大；(3)路上没有时间限制，则“扫描”法可以得到很好的解。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,65,江西师范大学 商学院 企业物流管理,66,资料710例子 史密斯卡车运输公司(PKSmith Tricking Company)用厢式货车从货主那里取货。货物先运回仓库，拼车后以更大的批量进行长途运输。图7-14a列出了典型的一天的取货摹，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和经停的顺序。首先，向北画一条直线，进行逆时针方向“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件货物的卡车，同时又不超重。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7-14b所列出的是最终的路线设计。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,67,2节约法(The Savings Method),多年来，克拉克怀特(Clarke-Wright)的节约法一直是一种颇为出色的方法，它能够灵活处理许多现实中的约束条件，对站点数量不太多的问题能较快算出结果，且结果与最优解很接近。对仅有几个约束条件的小型问题，比较研究显示，利用节约法得到的结果平均只比最优解高2。该方法能够处理有众多约束条件的实际问题，主要因为它可以同时确定路线和经过各站点的顺序。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,68,节约法的目标是使所有车辆行驶的总里程最短，并进而使为所有站点提供服务的卡车数量最少。该方法首先假设每一个站点都有一辆虚拟的卡车提供服务，随后返回仓库，如图7-15a所示。这时的路线里程是最长的。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。在决定哪些站点要合并到一条路线时，需要计算合并前后节约的运输距离。由与其他任何不在同一条运输路线上的两点(A和B)合并所节约的距离就是图7-15a中路线的里程减去图7-15b中路线的里程，节约值为S=dO,A+dB,O-dAB。对每对站点都进行这样的计算，并选择节约距离最多的一对站点合并在一起，修订后的路线见图7-15b。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,69,江西师范大学 商学院 企业物流管理,70,节约法强大的处理能力使得它能够包含实际应用中许多重要的约束条件。该方法可以在指定各路线途经站点的同时确定站点的先后顺序。因此，在将站点归人某条路线之前，应该预先考查加入新站点后路线的情况。此外，还要考虑一系列有关路线规划的问题，如行车时间是否超过允许的最长驾驶时间，是否满足司机休息时间的要求，是否有足够载运量的车装载所有的货物，各站点时间窗口的要求是否得到满足等等。不满足这些条件可能导致该站点不能并人这条路线或者说明该站点在新路线中的排列顺序不当。接着就要按照最大节约值原则选取下一个站点，重复考虑上述问题。因为扩展问题的难度较大，节约法不能保证将得到最优解，但能够获得合理解。(见资料711),江西师范大学 商学院 企业物流管理,71,江西师范大学 商学院 企业物流管理,72,资料7.11例子 瑞格尔金属公司(Re班Metals)生产商用楼卫生间用的钢制隔板。位于俄亥俄州托莱多(Toledo)的工厂(X=460。r；720)将订单货物累积起来每周向各建筑工地送货一次。工厂拥有五辆载重40000磅的卡车。该公司某一周的送货情况如下：,江西师范大学 商学院 企业物流管理,73,江西师范大学 商学院 企业物流管理,74,车辆调度的原则包括：本周所有的订货要一次性发出；托莱多的发车时间不能早于早晨7：00；不能超过卡车的载货能力；所有的卡车都必须返回到托莱多的工厂。其他的限制条件有：送货时间为早晨7：00和下午6：00之间；驾驶员在中午12：00以后有一小时的午餐时间，晚上7：00以后有一整晚(12小时)的休息时间；在太湖区(Great Lakes)行车受特别限制，平均车速为每小时50英里，各站点的卸货时间为30分钟。据估计，公路里程要比用坐标计算的直线距离长21。司机和卡车的成本为130美元英里。如果不外出送货，就会安排司机在厂内工作。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,75,软件ROUTER能够处理节约法中附加的约束条件，据此作出的路线计划见图716。表7-4列出的是行车路线，表75列出是行车时间。总配送成本为5776英里 1.30美元英里=7 508.80美元。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,76,江西师范大学 商学院 企业物流管理,77,资料7.12应用 达美乐比萨(Dominas Pizza)是一家拥有25亿美元销售额的全国连锁店，以迅速将比萨送到客户家中而闻名。但背后的物流工作却早在他或她接到比萨之前就开始了。公司的18个配送点每周数次向4 256家零售店配送新鲜的原料和补给，全年的运输总成本高达3000万美元，或达荚乐全公司预算的65。为160辆卡车制订运输计划是一项艰巨的工作，需要用到巨大的挂图和无数的图钉。这项工作每年做一次，利用手工完成，无法从日常运作角度考虑问题，也不能对变化的环境作出反应。解读线和别针组成的迷宫也不可能每天进行。面对更加激烈的竞争，公司安装了软件来设计行车路线和时间安排，成效非常显著。在康涅狄格配送中心(公司最大的配送中心之一)，只用两天时间就可以绘制出主计划，每周还减少了7000英里的行车距离，降幅达21，车队规模也由22部卡车减为16部。就整个网络来讲，达美乐缩短100万英里的行驶里程，每个DC平均下降至少10。现在，每天制订运输计划，而不是像以前那样每年作一次。,7.3.3 运输路线的排序,在利用上述行车路线和时刻表的制定方法指定路线时，假设对每条线路都只分派一部车，如果路线较短，那么在剩余的时间里这部车的利用率就很低。但在实际生活中，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。因此，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。在某行车路线问题中假设卡车的载重量都相同，行经路线见表7-6。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,78,江西师范大学 商学院 企业物流管理,79,将这些路线在一天内按时间进行排序，就可以使车辆的空闲时间最短，据此制定的计划见图7-17。按照该种方式对行车路线进行排序就能够尽量减少服务所有线路所需的车辆数。虽然时间排序可以手工完成，但也可以编写计算机软件完成这项工作，并把路线选择和时间安排问题合并在一起，为卡车运营提供完整的方案。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,80,江西师范大学 商学院 企业物流管理,81,排序问题的另一种常见形式就是对在一段特定时间内按不同频率配送的各点安排计划。例如，卡车可能每周送货或两周送货一次，送货的频率取决于客户量，送货到离仓库较近的客户会很快，卡车可以在一周内回到仓库并准备送另一次货。问题产生了：如何在某特定周指定非每周送货的客户。有些客户可以在第一周、第三周送货，其余的在第二周、第四周送货，仔细研究经停地点和每周的货运量，平衡每周的货载，可以有助于将车队规模控制在最小。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,82,7.3.4 行车路线和时刻表确定方法的应用,行车路线和时刻表的问题种类繁多，其约束条件的数量和种类也不计其数。网络各站点间的零担货物运输问题(如联邦快递、联合包裹服务公司，或其他零担运输的公共运输人所面临的问题)就与校车或个体应答运输服务(如电话叫车服务DialARide)的路径问题大不相同。此外，在日常运作中，总会需要处理一些例外情况。研究人员在努力应付每个行车路线和时刻表规划问题带来的难题时，似乎针对每个问题都需要有特别的方法来解决。即使这样，这些方法也不能彻底解决这个问题。要想将这些方法应用于实践，实施时一定要小心谨慎。,江西师范大学 商学院 企业物流管理,83,在运作环境中应用定量分析的可行方法之一是三阶段法(即预览求解审核)。假设要在合理时间内解决问题，且要求解达到一定的质量标准，就可以建立起一个尽量切合实际问题的模型。由于那些最难以处理的内容没有包含在模型之中，因而常常可用最优法求解。解决实际问题的过程分三步，第一步，分析人员预览实际问题，考察有无例外情况(需要特别处理的送货)或明显无须求解的送货取货(满载运输)；第二步，通常要求助于计算机，就是对简化后的问题求解并将结果呈送分析人员；第三步，分析人员对数学求解的结果进行审核，根据实际情况对结果加以修正。(见资料7.13),江西师范大学 商学院 企业物流管理,84,江西师范大学 商学院 企业物流管理,85,资料713应用 某大型石油公司为加油站提供配送服务，这些加油站需要某一等级或多个等级的燃油。公司利用特别设计的带隔断的油罐车负责配送，不同油罐车的设计不同，可用来装运不同数量、不同等级的燃油。当地配送中心的调度员每天都会接到本服务区内加油站的订单，但订货量和订货地点总在变化。该公司开发了一个整数规划模型来对20-50个站点的行车路线进行一次性计划。设计该模型是为了处理最常见的问题，计算时需要从通用数据库中获取公路距离、行车时间、现有油罐车和司机等数据，但该模型不能处理所有错综复杂的每日路线安排问题。调度员不能完全依赖这个模型，因为它不可能在所有情况下都设计出合理的路线。首先调度员要查看每天的订单，找出有特别送货要求和例外情况的订单，包括紧急送货、整车运输和不能与常规产品混装的特殊产品。上述情况都要由人工设计配送路线，其余的则交给计算机模型去处理。尽管计算机模型能保证求出路径问题数学上的最优解，但调度员只是把它作为实际问题的指导解，还需要进一步审核解的合理性。