物流管理8第八章运输合理化1课件.ppt

1、物流管理8第八章运输合理化1 副标题讲者讲者 决定运输方式，可以在考虑具体条件的基础决定运输方式，可以在考虑具体条件的基础上，对下述五个具体项目认真研究考虑：上，对下述五个具体项目认真研究考虑：三、运输方式的选择三、运输方式的选择货物品种货物品种运输期限运输期限运输成本运输成本运输距离运输距离运输批量运输批量（一）、成本比较法（一）、成本比较法1 1、运输成本结构、运输成本结构变动成本变动成本固定成本固定成本联合成本联合成本公共成本公共成本【例例2.12.1】某企业欲将其产品从坐落位置某企业欲将其产品从坐落位置A A的工厂运往坐落位置的工厂运往坐落位置B B的公司的自有仓库，年运量的公司的自有

2、仓库，年运量D D为为700000700000件，每件产品的价格件，每件产品的价格C C为为3030元，每年的存货成本元，每年的存货成本I I为产品价格的为产品价格的30%30%。Q Q为年存货量。为年存货量。企业希望选择总成本最小的运输方式。各种运输方式有关参企业希望选择总成本最小的运输方式。各种运输方式有关参数如下。数如下。其中，在途运输的年底库存成本为其中，在途运输的年底库存成本为ICDT/365,两端储存点两端储存点的存货成本各为的存货成本各为ICQ/2，但其中的，但其中的C有差别：工厂端的有差别：工厂端的C为产为产品价格，购买者端的品价格，购买者端的C为产品价格和运输费率之和。为产品

3、价格和运输费率之和。试求总成本最低的运输方式。试求总成本最低的运输方式。运输方式运输方式费率费率（元（元/件）件）R运达时间运达时间（天）（天）T平均存货量（件）平均存货量（件）Q/2铁路铁路0.1021100000驼背运输驼背运输0.1514500000.93公路公路0.2014500000.84航空航空1.402250000.81【例例2.1 答案答案】成本成本类型类型计算方法计算方法运输方式运输方式铁路铁路公路公路航空航空运输运输RD0.1700000=700000.2700000=1400001.4700000=980000在途在途存货存货ICDT/365(0.33070000021)

4、/365=362465(0.33070000014)/365=241644(0.3307000002)/365=34521工厂工厂存货存货ICQ/20.330100000=9000000.3305000000.84=3780000.3302500000.81=182250仓库仓库存货存货ICQ/20.330.1100000=9030000.330.25000000.84=3805200.331.42500000.81=190755总成总成本本2235465114016413875262、考虑竞争因素法、考虑竞争因素法【例例2.2】某制造商分别从两个供应商处购买了共某制造商分别从两个供应商处购买

5、了共3000个零件，每个个零件，每个零件单价零件单价100元。目前这元。目前这3000个零件由两个供应商提供，如供应个零件由两个供应商提供，如供应商缩短运输时间，则可以多得到交易份额，每缩短一天，便可商缩短运输时间，则可以多得到交易份额，每缩短一天，便可以从总交易中多得以从总交易中多得5%的份额，即的份额，即150个零件。供应商从每个零个零件。供应商从每个零件可赚得占零件价格（不包括运输费用）件可赚得占零件价格（不包括运输费用）20%的利润。于是供的利润。于是供应商应商A考虑，如将运输方式从铁路转为公路或航空运输是否有利考虑，如将运输方式从铁路转为公路或航空运输是否有利可图。各种运输方式的运输

6、费率和运输时间如下。可图。各种运输方式的运输费率和运输时间如下。运输方式费率（元/件）运输时间（天）铁路2.507公路6.004航空10.352运输方式零件销售量（个）毛利（元）运输成本（元）净利润（元）铁路15001500*100*0.2=30000375026250公路1200+150*3=19501950*100*0.2=390001170027300航空1500+150*5=22502250*100*0.2=4500023287.521712.5【例例2.2 答案答案】故，如果制造商对能提供更好运输服务多得供应商给予故，如果制造商对能提供更好运输服务多得供应商给予更多的交易份额的承诺兑

7、现，则供应商更多的交易份额的承诺兑现，则供应商A应当选择公路运输。应当选择公路运输。第三节第三节 运运 输输 优优 化化一、运输的优化模型一、运输的优化模型 1、运输数学模型、运输数学模型 运输问题可以描述为：将物品由运输问题可以描述为：将物品由m个起始地运个起始地运到到n个目的地。已知由第个目的地。已知由第i个起运地到第个起运地到第j个目的地的个目的地的单位运费是单位运费是 ，并假定运费与两地间的运量成正，并假定运费与两地间的运量成正比。设比。设 表示表示 i 地的供应量，地的供应量，表示表示 j 地的需求地的需求量。引进决策变量量。引进决策变量 表示从表示从 i 地到地到 j 地的运输地的

8、运输量。问题是如何调运该物品才能使总费用最少。量。问题是如何调运该物品才能使总费用最少。ijciajbjixminjijijxcz11min),2,1;,2,1(0),2,1(),2,1(11njmixnjbxmIaxijjmiijinjij该题数学模型：该题数学模型：求求满足满足约束约束条件条件供销平衡运输问题。供销平衡运输问题。即各地供应量等于各地的需求量。即各地供应量等于各地的需求量。数学公式表示为：数学公式表示为：minjjiba11【例例2.3 2.3】某公司经销甲产品。某公司经销甲产品。它下设三个加工厂。每日的产量它下设三个加工厂。每日的产量分别是：分别是：A1A1为为7 7吨，吨

9、，A2A2为为4 4吨，吨，A3A3为为9 9吨。该公司把这吨。该公司把这些产品分别运往四个销售点。各销售点每日销量为：些产品分别运往四个销售点。各销售点每日销量为：B1B1为为3 3吨，吨，B2B2为为6 6吨，吨，B3B3为为5 5吨，吨，B4B4为为6 6吨。已知从各吨。已知从各工厂到各销售点的单位产品的运价如下表所示。问工厂到各销售点的单位产品的运价如下表所示。问该公司应如何调运产品，在满足各销点的需要量的该公司应如何调运产品，在满足各销点的需要量的前提下，使总运费为最少。前提下，使总运费为最少。供销不平衡运输问题。供销不平衡运输问题。即各地供应量不等于各地的需求量。即各地供应量不等于

10、各地的需求量。数学公式表示为：数学公式表示为：供大于需：供大于需：供小于需：供小于需：minjjiba11minjjiba11【例例2.4】设有三个化肥厂设有三个化肥厂(A，B，C)供应四供应四个地区个地区(，)的农用化肥。假定等的农用化肥。假定等量的化肥在这些地区使用效果相同。各化肥量的化肥在这些地区使用效果相同。各化肥厂年产量，各地区年需要量及从各化肥厂到厂年产量，各地区年需要量及从各化肥厂到各地区运送单位化肥的运价如表各地区运送单位化肥的运价如表3-25所示。试所示。试求出总的运费最节省的化肥调拨方案。求出总的运费最节省的化肥调拨方案。增加一个虚设的产地运输费用为增加一个虚设的产地运输费

11、用为02、最小元素法。、最小元素法。此方法的基本此方法的基本思想是就近供应，思想是就近供应，即从单位运价表中即从单位运价表中最小的运价开始确最小的运价开始确定供销关系，然后定供销关系，然后次小。一直到给出次小。一直到给出初始基可行解为止。初始基可行解为止。此案例的总运费为此案例的总运费为86元元3、伏格尔法、伏格尔法 最小元素法的缺点是：为了节省一处的费最小元素法的缺点是：为了节省一处的费用，有时造成在其他处要多花几倍的运费。伏用，有时造成在其他处要多花几倍的运费。伏格尔法考虑到，一产地的产品假如不能按最小格尔法考虑到，一产地的产品假如不能按最小运费就近供应，就考虑次小运费，这就有一个运费就近

12、供应，就考虑次小运费，这就有一个差额。差额越大，说明不能按最小运费调运时，差额。差额越大，说明不能按最小运费调运时，运费增加越多。因而对差额最大处，就应当采运费增加越多。因而对差额最大处，就应当采用最小运费调运。用最小运费调运。伏格尔法的步骤是：伏格尔法的步骤是：n 分别计算出各行和各列的最小运费和次最小运费的差额。由以上可见：伏格尔法同最小元素法除在由以上可见：伏格尔法同最小元素法除在确定供求关系的原则上不同外，其余步骤确定供求关系的原则上不同外，其余步骤相同。伏格尔法给出的初始解比用最小元相同。伏格尔法给出的初始解比用最小元素法给出的初始解更接近最优解。素法给出的初始解更接近最优解。4、最

13、优解的判别、最优解的判别 判别的方法是计算空格判别的方法是计算空格(非基变量非基变量)的的检验数。因运输问题的目标函数是要求实检验数。因运输问题的目标函数是要求实现最小化，故当所有的非基变量大于零时，现最小化，故当所有的非基变量大于零时，为最优解。下面介绍一种求空格检验数的为最优解。下面介绍一种求空格检验数的方法。方法。闭回路法闭回路法 如果已确定了某一调运方案，我们从某如果已确定了某一调运方案，我们从某一空格出发（无调运量的格子），沿水平方一空格出发（无调运量的格子），沿水平方向或垂直方向前进，遇到某一个适当有调运向或垂直方向前进，遇到某一个适当有调运量的格子就转向量的格子就转向 继续前进。

14、如此继续下去，继续前进。如此继续下去，经过若干次，就一定回到原来出发的空格。经过若干次，就一定回到原来出发的空格。这样形成的一条由水平和垂直线段组成的封这样形成的一条由水平和垂直线段组成的封闭折线称为闭折线称为闭回路法闭回路法。闭回路法闭回路法n在给出调运方案的计算表上，如表3-13，从每一空格出发找一条闭回路。它是以某空格为起点。用水平或垂直线向前划，当碰到一数字格时可以转90后，继续前进，直到回到起始空格为止。闭回路如图3-1的(a),(b),(c)等所示。销 地 加工厂 B1 B2 B3 B4 产量 A1 A2 A3 3 6 5 2 1 3 7 4 9 销量 3 6 5 6 可见这调整的

15、方案使运费增加可见这调整的方案使运费增加(+1)(+1)3+(-1)3+(-1)3+(+1)3+(+1)2+(-1)2+(-1)=1(=1(元元)这表明若这样调整运量将增加运费。这表明若这样调整运量将增加运费。将将“1”1”这个数填入这个数填入(A1(A1，B1)B1)格，这就是格，这就是检验数。按以上所述，可找出所有空格的检验数，检验数。按以上所述，可找出所有空格的检验数，见表见表3-153-15空格 闭 回 路 检验数(11)(12)(22)(24)(31)(33)(11)-(13)-(23)-(21)-(11)(12)-(14)-(34)-(32)-(12)(22)-(23)-(13)-

16、(14)-(34)-(32)-(22)(24)-(23)-(13)-(14)-(24)(31)-(34)-(14)-(13)-(23)-(21)-(31)(33)-(34)-(14)-(13)-(33)1 2 1-1 10 12 当检验数还存在负数时，说明原方案不是最优解，要继续改进，当检验数还存在负数时，说明原方案不是最优解，要继续改进，n 当在表中空格处出现负检验数时，表明未得最优解。若有两个和两个以上的负检验数时，一般选其中最小的负检验数，以它对应的空格为调入格。即以它对应的非基变量为换入变量。以此格为出发点，作一闭回路，如表2-19所示。表 2-19销 地 加工厂 B1 B2 B3 B

17、4 产量 A1 A2 A3 3 6 4(+1)1(-1)3(-1)(+1)3 7 4 9 销量 3 6 5 6 (2(2，4)4)格的调入量格的调入量是选择闭回路上具有是选择闭回路上具有(-1)(-1)的数字格中的数字格中的最小者。即的最小者。即=min(1,3)=1(=min(1,3)=1(其原理与单纯形法中按其原理与单纯形法中按规规划来确定换出变量相同划来确定换出变量相同)。然后按闭回路上的正、负号，加。然后按闭回路上的正、负号，加入和减去此值，得到调整方案，如表入和减去此值，得到调整方案，如表3-203-20所示。所示。销 地 加工厂 B1 B2 B3 B4 产量 A1 A2 A3 3

18、6 5 2 1 3 7 4 9 销量 3 6 5 6 对表3-20给出的解，再用闭回路法或位势法求各空格的检验数，见表3-21。表中的所有检验数都非负，故表3-20中的解为最优解。这时得到的总运费最小是85元。销 地 加工厂 B1 B2 B3 B4 A1 A2 A3 0 9 2 2 1 12 4、图上作业法。、图上作业法。基本思路：基本思路：1.破圈法编制初始方案。打破每一回路中距离破圈法编制初始方案。打破每一回路中距离最长的一段，并在交通图上，从破开的线段端最长的一段，并在交通图上，从破开的线段端点开始，依照右手原则，用符号点开始，依照右手原则，用符号标出物资流标出物资流向：即符号向：即符号

19、始终在以输出地为起点、以输入始终在以输出地为起点、以输入地为终点的交通路线的右边。以圆圈加数字的地为终点的交通路线的右边。以圆圈加数字的形式将运输量标注在符号形式将运输量标注在符号旁边。旁边。2.检验：每一回路的内外圈长如果均不大于该检验：每一回路的内外圈长如果均不大于该回路的半圈长，该回路的半圈长，该 方案已经最优；否则进方案已经最优；否则进行调整。行调整。3.调整：找出有问题圈中的最小运量边，该圈调整：找出有问题圈中的最小运量边，该圈各边减去此最小运量，该回路剩余各边加上此各边减去此最小运量，该回路剩余各边加上此最小运量。最小运量。4.重复步骤重复步骤23，直到每一回路都达到最优。，直到每

20、一回路都达到最优。该调运方案即为最优。该调运方案即为最优。【例例2.6】：某制造企业有专门为产品生产工：某制造企业有专门为产品生产工厂提供零部件和半成品的零部件制造厂，共厂提供零部件和半成品的零部件制造厂，共有有S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7七个零部件七个零部件制造厂和制造厂和D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7七个产品生产工厂。各零部件制造厂的产量七个产品生产工厂。各零部件制造厂的产量（椭圆框内数字）、各生产工厂的零部件需（椭圆框内数字）、各生产工厂的零部件需求量（矩形框内数字）以及他们的位置和相求量（矩形框内数字）以及他们的位置和相互距离如图互距离如图1所示。其中产量和需求量

21、单位所示。其中产量和需求量单位为吨，距离单位为公里，请利用图上作业法为吨，距离单位为公里，请利用图上作业法确定最佳的零部件调运方案。确定最佳的零部件调运方案。解：解：1.在唯一的回路中，距离为在唯一的回路中，距离为85的一段的一段最长，断开此段。并以供方最长，断开此段。并以供方190开始编制开始编制初始调运方案，初始调运方案，标注如图标注如图22.对该回路进行检验：对该回路进行检验：内圈长内圈长=0，外圈长外圈长=70+80+70+75+60=355，该回路总长该回路总长=355+85=440，半圈长半圈长=440/2=220内圈长内圈长半圈长，半圈长，需要对外圈进行调整。需要对外圈进行调整。

22、3.在初始方案中，外圈的最小运量为在初始方案中，外圈的最小运量为10，外，外圈各边调运量都减去圈各边调运量都减去10，回路剩余各边加上，回路剩余各边加上10。第一次调整后的调运方案如图。第一次调整后的调运方案如图3所示：所示：4.对新方案进行检验：对新方案进行检验：内圈长内圈长=85，外圈长外圈长=70+80+70+60=280，该回路总长该回路总长=355+85=440，半圈长半圈长=440/2=220内圈长内圈长半圈长，需要对半圈长，需要对外圈进行第二次调整。外圈进行第二次调整。5.当前，外圈的最小运量为当前，外圈的最小运量为40。第二次调整后。第二次调整后的调运方案如图的调运方案如图4所

23、示：所示：6.对第二次调整后的新方案进行检验：对第二次调整后的新方案进行检验：内圈长内圈长=85+75=160，外圈长外圈长=70+70+60=200，该回路总长该回路总长=355+85=440，半圈长半圈长=440/2=220内圈长内圈长半圈长，外圈长半圈长，外圈长半圈长。半圈长。该方案达到最优。该方案达到最优。案例案例1:甲公司要从位于甲公司要从位于s市的工厂直接装运市的工厂直接装运500台电视机送往位于台电视机送往位于t市市的一个批发心这票货物价值为的一个批发心这票货物价值为150万元。万元。t市的批发中心确定这批货市的批发中心确定这批货物的标准运输时间为物的标准运输时间为2.5天，如果

24、天，如果 超出标准时间，每台电视机的每超出标准时间，每台电视机的每天的机会成本是天的机会成本是30元。甲公司的物流经理设计了下述三个物流方案，元。甲公司的物流经理设计了下述三个物流方案，请从成本角度评价这些运输方案的优劣。请从成本角度评价这些运输方案的优劣。（1）a公司是一家长途货物运输企业，可以按照优惠费率每公里公司是一家长途货物运输企业，可以按照优惠费率每公里0.05元元/台来运送这批电视机，装卸费为每台台来运送这批电视机，装卸费为每台0.10元。已知元。已知s市到市到t市的市的公路运输里程为公路运输里程为1100公里，估计需要公里，估计需要3天的时间才可以运到天的时间才可以运到(因为货因

25、为货物装卸也需要时间物装卸也需要时间)。（2）b公司是一家水运企业，可以提供水陆联运服务，即先用汽车公司是一家水运企业，可以提供水陆联运服务，即先用汽车从甲公司的仓库将货物运至从甲公司的仓库将货物运至s市的码头市的码头(20公里公里)，再用船运至，再用船运至t市的码市的码头头(1200公里公里)，然后再用汽车从码头，然后再用汽车从码头 运至批发中心运至批发中心(17公里公里)。由于中。由于中 转的过程中需要多次装卸，因此整个运输时间大约为转的过程中需要多次装卸，因此整个运输时间大约为5 天。询价后天。询价后得知，陆运运费为每公里得知，陆运运费为每公里0.06元元/台，装卸费为每台台，装卸费为每

26、台0.10元，水运运元，水运运费为每百台费为每百台0.6元。元。(3)c公司是一家物流企业，可以提供全方位的物流服务，报价为公司是一家物流企业，可以提供全方位的物流服务，报价为22800元。它承诺在标准时间内运到，但是准点的百分率为元。它承诺在标准时间内运到，但是准点的百分率为80。5、最短路问题 最短路问题是重要的最优化问题之一，最短路问题是重要的最优化问题之一，它不仅可以直接应用于解决生产实际的许它不仅可以直接应用于解决生产实际的许多问题，如管道铺设、线路选择，设备更多问题，如管道铺设、线路选择，设备更新、投资等问题，而且经常被作为一个基新、投资等问题，而且经常被作为一个基本工具，用于解决

27、其它的优化问题本工具，用于解决其它的优化问题。给定一个赋权有向图给定一个赋权有向图D=(V,A)，记，记D中中每一条弧每一条弧 上的权为上的权为 。给定给定D中一个起点中一个起点 和和 终点，设终点，设P是是D中从中从VS 到到 Vt的一条路。则定义路的一条路。则定义路P的权是的权是P中所有弧中所有弧的权之和。记为的权之和。记为 ，即，即),(jiijvvaijijijwaw)(.)(),(jivvijwPw .)(),(jivvijwPw又若又若P*是是D图中图中 到到 的一条路，且满足的一条路，且满足.|)(min)(*的路到为tsvvPPwpw 式中对式中对D的所有从的所有从 到到 的路

28、的路P取最小，则称取最小，则称P*为从为从Vs到到 Vt的最短路，的最短路，为从为从Vs到到Vt的最短的最短距离。距离。在一个图在一个图D=（V，A）中，求从）中，求从Vs 到到Vt的的最短路和最短距离的问题就称为最短路和最短距离的问题就称为最短路问题最短路问题。最短路的算法最短路的算法Dijkstra算法算法 Dijkstra算法是算法是E.W.Dijkstra于于1959年提出的，是目前公认的对所有权非负的年提出的，是目前公认的对所有权非负的情况的最好算法。情况的最好算法。设设D=(V,A,D=(V,A,w w)满足上述定理条件，则有以下算满足上述定理条件，则有以下算法：法：令令u u1

29、1=0,=0,u uj jw wijij(若不存在点若不存在点1 1到点到点j j的路则的路则记记w w1j1j=),p=1,T=2,3,n(p=),p=1,T=2,3,n(p为以确定的为以确定的点之集，点之集，T T为未确定的点之集为未确定的点之集)；（指出永久标号）在（指出永久标号）在T T中找出一点中找出一点k k使得使得u uk k=u uj j。令。令p:=pk,T=Tk,p:=pk,T=Tk,若若T=T=空集算空集算法结束，并令法结束，并令d di i=u ui i(I=1,2,n),(I=1,2,n),否则进入否则进入(3)(3)；（修改临时标号）对（修改临时标号）对T T中每一

30、个点中每一个点j j，令，令u uj j=min=minu uj j,u uk k+w wijij，然后返回。，然后返回。例例6.2.16.2.1求图求图6-2-16-2-1中点中点v v1 1到其它各点的最短到其它各点的最短路（弧旁的数字表示距离）。路（弧旁的数字表示距离）。解解 用用DijkstraDijkstra算法，这里只画出每步所得图算法，这里只画出每步所得图得标号的变化情况，即图得标号的变化情况，即图6-2-26-2-2，小方框内数，小方框内数字即为各顶点到字即为各顶点到v v1 1的最短路。写出计算结果，的最短路。写出计算结果，具体步骤请读者自己完成。具体步骤请读者自己完成。如图

31、所示是某地区交通运输的示意图如图所示是某地区交通运输的示意图.试试问：从问：从 V1出发，经哪条路线到达出发，经哪条路线到达V8才能使总才能使总行程最短？行程最短？课堂练习：课堂练习：求下图中从始点求下图中从始点V1 到终点到终点V8的最短路径。的最短路径。自行运输？自行运输？委托运输？委托运输？二、运输决策二、运输决策服务水平服务水平市场覆盖程度市场覆盖程度 柔性柔性 运输货物的损耗运输货物的损耗 可靠性可靠性 运送时间运送时间 承运人分析承运人分析货运质量指标货运质量指标货运质量货运质量重大重大事故次数事故次数 货运质量货运质量事故频率事故频率 货损率货损率 完成运量完成运量及时率及时率

32、货运质量货运质量事故赔偿率事故赔偿率 货差率货差率 成本成本价格价格单一出发地和单一目的地单一出发地和单一目的地 多起点、多终点问题多起点、多终点问题 起点与终点为同一地点起点与终点为同一地点 三、运输决策的参与者三、运输决策的参与者概括的说，运输交易受五方的影响：概括的说，运输交易受五方的影响：托运人托运人收货人收货人承运人承运人政府政府公众公众公公 众众政政 府府托运人托运人收货人收货人承运人承运人信息流信息流货物流货物流图图3-1 运输决策影响因素运输决策影响因素经济规章经济规章目的：为提供可靠的运输服务和助长经济发展，目的：为提供可靠的运输服务和助长经济发展，许多国家政府都积极的利用经

33、济规章，以确保许多国家政府都积极的利用经济规章，以确保运输服务的可得性和稳定性。运输服务的可得性和稳定性。（1）准入规章）准入规章（2）运输费率运输费率（3）服务规范）服务规范安全和服务规章安全和服务规章四、运输规章四、运输规章（二）运输成本结构（二）运输成本结构 变动成本变动成本（variable)固定成本固定成本 (fixed)联合成本联合成本 (combined)公共成本公共成本 (public)（三）定价策略和费率的制订（三）定价策略和费率的制订定价策略定价策略按服务成本定价按服务成本定价按运输价值定价按运输价值定价综合定价综合定价费率的制定费率的制定分类费率分类费率特殊费率特殊费率合同费率合同费率谢谢！