基于运输系统优化的安吉汽车物流设计方案

基于运送系统优化的安吉汽车物流设计方案——第五届“楚天杯”物流设计大赛决赛作品团队名称：风火轮团队成员：王文锦陈於鑫张欢刘巧云杨敏目录TOC\o"1-2"\h\z\u1.整体背景 31.1我国汽车物流行业的发展现状 31.2汽车物流运营模式 31.3汽车物流的配送模式 42.安吉物流现状分析 52.1安吉物流现状描述 52.2安吉公司的运送方式选择及分析 62.3安吉物流的运送规定 73.选题依据 83.1运送系统优化在汽车物流行业中的重要性 83.2所选方案 83.3选择依据 83.4方案框架 104.安吉物流现状下多式联运的探究 114.1安吉物流运送方式存在的问题 114.2基本运送方式及其优缺陷 114.3整数规划模型的建模过程 134.4整数规划模型制定出安吉多式联运方案 184.5小结 225.配送线路的优化 235.1安吉配送线路存在的问题 235.2配送线路优化的意义 235.3配送线路设计思绪 235.4用节约里程法求出最优配送线路 235.5小结 366.信息技术下运送调度系统的优化 366.1运送调度系统的优化与运送系统的关系 366.2共享资源数据库平台的创建 386.2．1创建共享资源数据库平台的因素和意义 386.3基于GPS的车辆运送调度 406.4安吉物流调度模式的改善 436.5小结 467.安吉物流运送工具和仓库创新与改善 467.1运送工具和仓库创新与改善的背景 467.2对于零部件与整车物流的协调与共享的解决办法 487.3运送工具与仓库创新小结 548.设计方案总结 551.整体背景1.1我国汽车物流行业的发展现状我国现行的主体汽车物流模式是供产销一体化的自营物流，即汽车产品原材料、零部件、辅助材料等的购进物流、汽车产品的制造物流与分销物流等物流活动所有由汽车制造公司完毕。制造公司既是汽车生产活动的组织者、实行操作者，又是公司物流活动的组织者与实行者。调查结果表白物流成本每减少1个百分点，每年就可增长约100亿元的纯利润收入。因此，减少物流成本毫无疑问已经成为汽车生产公司第二利润增长点。汽车消费需求的强劲增长，带动了汽车产量的快速增长，而汽车市场的迅速扩容也拉动了汽车物流行业的迅速发展，为我国汽车物流行业的迅速崛起提供了前所未有的发展机遇。但同时我们也必须看到所面临的一系列急待解决的问题。目前，这些问题随着汽车物流的不断发展暴露得更加突出。1.2汽车物流运营模式汽车物流是集现代运送、仓储、保管、搬运、包装、产品流通及物流信息于一体的综合性管理，是沟通原料供应商、生产商、批发商、零件商、物流公司及最终用户的桥梁，更是实现商品从生产到消费各个流通环节的有机结合。我国现性的主体汽车物流模式是供产销一体化的自营物流，即公司产品原材料、零部件、辅助材料等的购进物流、汽车产品的制造物流与分销物流等物流活动所有由汽车制造公司完毕。制造公司即是公司生产活动的组织者、实行操作者，又是公司物流活动的组织者与实行者。在这种模式下，制造商对供应物流、制造物流及分销物流拥有完全的控制权，可以掌握第一手客户信息，有助于改善客户服务和对整个物流进行协调与控制。但是，随着物流业务的不断扩大，供应全球化和电子商务对汽车产品物流的信息化、自动化和柔性化提出了全新的规定。规定制造商具有更加强大的物流实力，不断加大对物流的投入以适应电子商务发展的需要。这些变化对自营物流而言，不仅加重了制造商的资金承担，并且也不能充足发挥分工的经济优势，会减少汽车产品的总体物流效率。同时，自营物流居于整车生产公司自身，往往只从整车生产公司的利益出发，过多地强调保障整个生产公司生产的连续性，会规定零配件生产公司提供远大于实际需要的库存。1.3汽车物流的配送模式汽车物流的核心在于配送，要解决中国汽车厂商的困惑，我们必须发展适合我国国情的汽车物流配送。在我国汽车行业物流配送发展的过程中，汽车行业物流配送的重要模式有市场配送模式、合作配送模式和自营配送模式，其中市场配送模式是我国汽车行业的主流配送模式。1.3.1配送模式1、市场配送模式，所谓市场配送模式就是专业化物流配送中心和社会化配送中心，通过为一定市场范围的公司提供物流配送服务而获取赢利和自我发展的物流配送组织模式。具体又有两种情况：(1)公用配送，即面向所有公司。如：上海国际汽车物流(码头)有限公司由上海汽车工业(集团)总公司、日本邮船株式会社(NYK)和上海港务局合资组建了。该合资公司借助世界上最大的汽车船运公司之一—日本邮船丰富的汽车运送管理和码头运作经验以及高新技术，加上上汽集团的雄厚实力以及管理着世界上第四大集装箱港口的上海港务局的倾力支持，明确提出了要打造世界一流的现代化汽车物流公司，以满足飞速发展的中国汽车业需要，为中国汽车业提供卓越的物流服务。(2)协议配送，即通过签订协议，为一家或数家公司提供长期服务。这是中国汽车行业最广泛的一种物流配送模式。如：上汽集团与荷兰TPG集团下属的TNT(天地)物流公司合资组建的安吉天地汽车物流有限公司。这家汽车物流公司向上海大众、上海通用等国内汽车制造厂家提供物流服务，并为其在整车物流、零部件入厂以及售后物流等方面提供一体化、网络化的物流管理方案。2、合作配送模式，所谓合作配送模式是指若干公司由于共同的物流需求，在充足挖掘运用个公司现有物流资源基础上，联合创建配送组织模式。如：美国总统轮船(APL)公司的姊妹公司美集物流(APLL)公司与中国三大公司集团——民生实业有限公司、西南兵工万友集团及长安汽车集团合资组建了重庆长安民生物流有限公司，在重庆经济开发区北部科技园区建造占地80亩的现代化仓储配送中心，负责提供汽车及零件的物流配送服务和该区域内其他生产公司的物流配送服务，重要客户有长安、福特以及铃木等。3、自营配送模式，所谓自营配送模式是指生产公司和连锁经营公司创建完全是为本公司的生产经营提供配送服务的组织模式。选择自营配送模式的公司自身物流具有一定的规模，可以满足配送中心建设发展的需要。如：上汽集团自有的安吉物流，也具有一定的规模。但随着电子商务的发展，这种模式将会向其他模式转化。1.3.2当前汽车物流存在的缺陷虽然中国汽车物流市场目前已具有一定的规模，各个层次的物流配送公司已得到不同限度的发展，具有区域配送和跨区域配送的能力。但中国汽车行业物流配送模式同其他行业的物流模式同样，也存在着不少缺陷，重要表现在以下两方面：1、技术支撑不够。我国目前许多物流公司的信息系统还很不完善，物流设施、设备的现代化水平较低，物流作业效率不高，整体技术水平落后，没有为配送发展构筑强大技术支撑。2、存在管理瓶颈。我国物流配送在管理人才上严重缺少现代物流配送管理专业人才；在管理手段上，存在着手工操作、经验决策；在管理资源上存在着不合理配置；在管理体制上存在着行业分割、部门分割、市场分割。这些管理瓶颈将制约汽车物流配送中心的创新与发展。2.安吉物流现状分析2.1安吉物流现状描述安吉天地汽车物流有限公司是目前国内最大的中外合资汽车物流公司，重要从事汽车整车、零部件物流以及相关物流策划、物流技术征询、规划、管理、培训等服务，是一家专业化运作、能为客户提供一体化、技术化、网络化，可靠的独特解决方案的第三方物流供应商，重要客户涉及上海大众、上海通用、上汽通用五菱、华晨金杯、重庆红岩等，运送车辆共有1639辆驳运车、438节火车皮、5艘江轮、6艘海轮。2023年该公司的年运送能力已超过100万辆商品车，年销售收入已达17亿元，重要竞争优势体现在稳定的客户源和区域以及先进的汽车物流管理技术是建立在以ISO9001:2023/ISO14000:2023/OHSAS18000:1999为基础的一体化管理体系平台上，整合基础技术标准、多目的客户的中央调度系统、整车及零部件信息管理系统、GPS全球定位系统、KPI运作系统以及精益六西格玛技术等，已形成整车及零部件安吉天地汽车物流有限公司是目前国内最大的中外合资汽车物流公司，重要从事汽车整车、零部件物流以及相关物流策划、物流技术征询、规划、管理、培训等服务，是一家专业化运作、能为客户提供一体化、技术化、网络化，可靠的独特解决方案的第三方物流供应商，重要客户涉及上海大众、上海通用、上汽通用五菱、华晨金杯、重庆红岩等，运送车辆共有1639辆驳运车、438节火车皮、5艘江轮、6艘海轮。2023年该公司的年运送能力已超过100万辆商品车，年销售收入已达17亿元，重要竞争优势体现在稳定的客户源和区域以及先进的汽车物流管理技术是建立在以ISO9001:2023/ISO14000:2023/OHSAS18000:1999为基础的一体化管理体系平台上，整合基础技术标准、多目的客户的中央调度系统、整车及零部件信息管理系统、GPS全球定位系统、KPI运作系统以及精益六西格玛技术等，已形成整车及零部件物流运作管理技术联动平台。2.2安吉公司的运送方式选择及分析作为上汽集团全资子公司，安吉物流承担着上海汽车两大基地商品车的运送业务，负责为客户提供点对点的运送服务。公司根据订单的具体规定，选择合适的运送方式和路线，从上海或南京的仓库发货。目前安吉物流配送城市覆盖全国大部分地区，重要城市下图所示：安吉物流针对不同运送线路，采用了不同的运送方式。例如对于广州、天津等沿海地区的整车运送，安吉物流倾向于考虑海运；对于武汉、重庆等沿江地区的整车运送，安吉物流倾向于考虑江运；对于其他城市，安吉物流倾向于采用公路运送。在一些特殊情况下，如加急订单等，一些原定于水路运送将调整为公路运送。而安吉的依据是对于不同运送方式的费用、运送标准、碳排放量、以及其他的一些条件作出的选择，我们可以从下表进行了解：运送方式特性参数模拟费用(元/辆*公里）运送标准说明碳排放(kg/辆*公里)其他公路2.0a（不大于50公里1.7a（不大于200公里1.5a（不大于500公里1.3a（不大于1000公里1.3a（大于1000公里轿运车装卸商品车时间均为0.5天，日行驶5000.364单台轿运车的装载能力为10辆商品车临港库天天装载量为5辆轿运车，浦口为3辆轿运车海运（内河）1.0a每周二六开航一次，船速400公里/天（仓位：：300辆/海船，：200辆/0.101目的地是码头可免费堆放两天；船舶满载发运；装卸能力200台/天注：超额运力价格为原价格标准上浮50%费用价格a随市场油价变动2.3安吉物流的运送规定2.3.1上汽对安吉物流的规定在长期的合作中上海汽车对安吉物流汽车运送提出了一些具体的规定：①商品车规定“零”公里交车，即交车时商品车辆的行驶里程不得高于50公里；②提高服务水平，缩短运送在途时间；③提高商品车交车时完好率，过多的交接环节会减少交验时的完好率；④形成商品车运送配送网络；2.3.2安吉物流对于自身运送的规定安吉物流在保障客户规定的前提下，也考虑自身的情况，对整车运送业也制定了一些规定：①多种运送方式并行②减少单一运送模式的风险③在合理范围内起到优化成本作用④提高交车完好率，严格把关各种交接过程或者减少各种多余装卸交接。⑤充足运用现有资源，降本增效。3.选题依据3.1运送系统优化在汽车物流行业中的重要性对于公司来说，产品和服务价格的高低直接影响公司赚钱的大小，成本的高低，直接影响公司产品和服务在市场上的竞争力，甚至直接关乎公司的存亡。运送是物流的关键部分，它对物流的发展有重要的地位，重要体现在（1）运送是物流的重要功能要素之一，运送是物流的重要部分。（2）运送是社会物资生产的必要条件之一。马克思将运送称之为“第四个物资生产部门”是将运送当作生产过程的继续，这个继续虽然以生产过程为前提，但假如没有这个继续，生产过程则不能最后完毕。（3）运送可以发明“场合效用”（4）运送是“第三利润源”的重要源泉。通过运送系统的优化来提高运送时效性，从而减少运送成本，为公司获取更大利润已成为物流公司发展刻不容缓的核心问题。安吉作为一家正快速发展中的汽车物流公司，运送系统的优化对于其在竞争日趋剧烈的市场环境下取得更大的业绩是至关重要的。3.2所选方案所以在基于运送系统优化的方向下，我们选取了案例3、案例4、案例6、案例7和案例11作为我们的选题。这五个个案例分别在多式联运、线路优化、运送调度、运送工具四个方面形成以运送系统优化为中心的整体。3.3选择依据3.3.1案例3是针对多式联运的安吉汽车物流的整车资源编制问题，我们着重研究的是为安吉汽车物流安排合理的运送线路和运送方式，从而减少总费用。从案例3中我们知道，目前安吉汽车物流公司存在以下问题：①没有一套完整、有效的运送线路规划系统。公司客户数量在不断增多，运送线路也变得越发复杂起来，这些对资源计划的编制提出了更高的规定；②运送计划存在很大的不拟定性。这种不拟定性重要由两方面的因素引起的：一是需求方面的波动，二是运力方面的波动。为保证客户满意度，公司必须提供足够的运送能力，这样就有也许导致空车，形成资源浪费的现象。同样，公司有时的实际运送能力也不能满足一些特殊的运送规定。安吉虽然拥有充足的公路运力，可是铁路和水路运力仍然存在一些限制。案例6是安吉物流在配送上采用的是传统的仓储直达需求点的模式，这种模式下，各配送线路之间是互相独立的，车辆载着货品从配送中心运至一个客户需求点，然后空车返回，这样势必导致车辆紧张、运送里程大、装载局限性、返程空载、车辆调度不统一、配送效率不高等问题，增长物流成本，减少公司的赚钱。案例4中，我们了解到安吉的资源调度系统（RSP）还需要改善，一方面是总公司的任务资源和运送公司的运力资源存在信息的不对称，这样会影响总公司订单任务的及时完毕，不能满足顾客的需求。另一方面安吉的RSP和GSP需要进一步的融合，从而提高调度的准确性和灵活性。案例7中的总调度模式和现场调度模式各有其优缺陷。总调度模式下客户的发运及时率受到威胁，总部对运送公司也难以分清责任，进行有效监督。现场调度模式则使总部统筹协调解决的效率大打折扣，且在碰到订单波动、或订单于运能不匹配的时候，解决效率不高。案例11中讲的是零部件和整车物流的共享与协调。每个物流公司都是通过业务规模和运送效率来获得利润，高效的运送工具和合理的仓储条件则可以大大缩减公司的成本投入。目前的安吉来说，正处在快速上升的阶段，对于效率和成本的控制至关重要，新的运送工具与仓储形式则正好可以大大提高效率，节约成本。3.3.2我们选取的5个方案之间也是互相间有所联系，分别从多式联运、线路优化、运送调度、运送工具四个方面共同实现对安吉物流运送系统优化的运营，四个方向从多个角度对运送系统进行优化改良，其最终目的都是要提高效率、减少成本。3.4方案框架配送线路的优化选题背景行业背景分析安吉发展及问题分析选择方向及因素物流运送系统优化新型多用途车的研究运送工具与仓库的创新整合仓库的研究基于GPS的运送调度系统资源数据库平台下的调度建立数学模型验证线路节约里程法下的线路优化整数规划模型下的多式联运多种运送方式的比较分析信息技术下的运送调度系统优化多式联运的探究配送线路的优化选题背景行业背景分析安吉发展及问题分析选择方向及因素物流运送系统优化新型多用途车的研究运送工具与仓库的创新整合仓库的研究基于GPS的运送调度系统资源数据库平台下的调度建立数学模型验证线路节约里程法下的线路优化整数规划模型下的多式联运多种运送方式的比较分析信息技术下的运送调度系统优化多式联运的探究4.安吉物流现状下多式联运的探究4.1安吉物流运送方式存在的问题随着全球经济的快速发展和市场竞争的加剧、现代社会中用户对运送质量盼望的逐步提高和我国交通运送体系的不断完善,多种运送方式之间的联合运送已经成为我国现代交通运送发展的一种必然趋势,并且必将会成为我国未来综合运送体系的核心,在我国交通运送系统中发挥重要作用。多式联运成为了物流公司发展的一个热点。在多式联运过程中，合理的选择运送路线和组织多种运送方式，才干充足发挥多式联运的优势，从而提高公司运送业的服务水平、竞争能力和各种运送方式的综合效能，取得更好的经济效益。我们了解到案例3中安吉汽车物流公司所面临的两个问题：一是没有一套完整、有效的运送线路规划系统。公司客户数量在不断增多，运送线路也变得越发复杂起来，这些对资源计划的编制提出了更高的规定。二是运送计划存在很大的不拟定性。这种不拟定性重要由两方面的因素引起的：1.需求方面的波动，2.运力方面的波动。为保证客户满意度，公司必须提供足够的运送能力，这样就有也许导致空车，形成资源浪费的现象。同样，公司有时的实际运送能力也不能满足一些特殊的运送规定。安吉虽然拥有充足的公路运力，可是铁路和水路运力仍然存在一些限制。本方案着重研究在运送路线不拟定的条件下，将安排运送路线和运送方式优选综合起来加以考虑，建立了带时间约束和能力约束的，以总成本为最少为目的的组合优化模型，并给出相应的求解方法。4.2基本运送方式及其优缺陷4.2.1公路运送在所有的运送方式中是影响面最为广泛的一种，其优势在于：1．全运程速度快。公路可以实现“门到门”的运送，可以减少转换交通运送工具所需要的等待时间，对于限时运送货品，或为适应市场临时急需货品运送，公路运送服务优于其他运送工具。特别是对于短途、高价值产品运送，其整个运送过程，较其他运送工具更为迅速、方便。2．运用灵活。公路运送富于灵活性，可随时调拨，不受时间限制，可随处停靠，富于弹性和适应性。3．受地形气候限制小。汽车在路上行驶，可以逢山过山，不受地形限制。遇恶劣气候，较飞机、船舶影响小。但是，公路运送也存在很多局限性，其表现重要有：1．载运量小。从货运考虑，普通可载运3到5吨。即使使用全拖车，也但是数10吨，无法与铁路或轮船的庞大容量相比。2．安全性差。公路运送，由于车种复杂、路况不良，以及驾驶人员的疏忽等因素，交通事故较多，安全性较差。因此，公路适合于短距离、小批量的运送。4.2.2铁路运送具有一些其他输运工具不能取代的优点。重要有：1．运量大、运价低廉且运距长。铁路运送采用大功率机车牵引列车运营，可承担长距离、大运送量的运送任务，并且由于列车运营阻力小，能源消耗量低，所以系统价格低廉。2．受气候限制小。铁路运送具有高度的导向性，只要列车设施无损坏，在任何气候条件下，列车均可安全行驶，受气候限制因素很小，所以铁路是营运最可靠的运送方式。3．污染性较低。铁路的污染性较公路低。如在噪音方面，铁路所带来的噪音污染，不仅比公路低，并且是间断性的。但是铁路运送也有其缺陷，重要表现如下：1．货损较高。铁路运送也许由于列车行驶时的震动或货品装卸不妥，导致所承载货品的损坏，并且运送过程需要经多次中转，也容易导致货品损坏、遗失。2．营运缺少弹性。铁路容易导致空车回送现象，从而导致营运成本的增长。4.2.3在各种运送方式中，水路运送是便宜的运送方式，但运送速度最慢，其优势重要有运送量大、能源消耗低、单位运送成本低。水运的运送成本约为铁路运送的1/25~1/20，公路运送的1/100。但是水路运送受气候限制，可行性较低。4.3整数规划模型的建模过程4.3假设一个物流中心要将一批货品从物流中心运送到货品目的地（A），半途经由若干随机分布的城市构成的运送网络，网络中任意相邻的城市之间都有若干种（g种）运送方式可供选择，且各种运送方式的运送时间、费用、运送能力不同，在每个城市可以进行运送方式的转换，当从一种运送方式转换另一种运送方式时，需要一定的中转时间和中转费用。并且在整个运送过程中，总的运送时间不能超过运送期限（T），如何在不超过运送时间和各种运送方式运送能力的前提下安排运送路线和选择最佳运送组合方式，使得总运费最低是要解决的问题。4.3.21.模型假设（1）运量在某一对城市之间不能分割，即在某一对特定的城市之间，若存在途径，则在这对城市之间只能选择一种运送方式；（2）运送成本与市场油价存在线性关系；（3）运送网络中，同一阶段和非相邻阶段城市之间可存在途径2.符号说明4.3.3目的函数以整个运送过程中的运送成本最少为目的，而总费用由三部分组成，即运送费用、中转费用、处罚费用。公式（2）表达在相邻阶段的某一城市对之间，假如存在途径，只能选择一种运送方式，即运量不能分割；式（3）表达在i阶段的j城市，最多有一次运送方式的改变；式（4）保证运送的连续性；式（5）表达货品必须在规定的期限内运到；式（6）表白货品的运量不能超过某种运送工具的能力；式（7）表达决策变量取整数0或1。4.3.4通过虚拟一个运送网络，将原问题转化为一个带时间约束和能力约束的最短途径问题，然后采用数学规划软件Lingo求解带有时间约束和能力约束的最短途径。例如从配送中心将一批货品半途通过若干城市运往目的地城市，如图1所示，所在途径的城市之间有三种运送方式：铁路、公路、水路可供选择。A5A4A9A8A7A6A0A3A2A1A5A4A9A8A7A6A0A3A2A1图1运送网络图图1运送网络图具体解法阐述如下：1．划分运送区域为了方便模型的求解，一方面将运送网络划分为若干阶段，A0位于第一阶段，A1、A2、A3位于第二阶段，A4、A5位于第三阶段，A6、A7、A8位于第四阶段，目的地A9位于第五阶段。如图2所示：一阶段二阶段三阶段四阶段五阶段A5A4A9A8A7A6A0A3A2A1A5A4A9A8A7A6A0A3A2A1图2划分阶段的运送网络图2．向相邻运送网络中增长虚拟节点对于不相邻阶段的城市之间存在途径的，应在途径上中间阶段增长虚拟节点，如图2所示，二阶段城市1与四阶段城市6之间存在一条途径，在三阶段增长虚拟节点M；二阶段城市3与四阶段城市8之间存在一条途径在三阶段增长虚拟节点N。如图3所示：A5A4A9A8A7A6A0A3A2A1MA5A4A9A8A7A6A0A3A2A1N图3增长虚拟节点的运送网络图3．构建扩展的虚拟运送网络图方法如下：（1）为简化模型的计算，在有途径相连的城市之间默认三种运送方式均可到达。（2）除始发点A0以外，将其他每个城市分别扩展成g个城市（每个运送方式分别代表一种运送方式），扩展后的g个城市仍处在本来的网络阶段，最后虚拟一个目的地。如图4所示，其中0代表始发点A0，1、2、3为A1扩展的三个虚拟城市，1代表铁路运送，2代表公路运送，3代表水路运送，以此类推，31、32、33为目的地A9扩展的三个虚拟城市，分别代表铁路、公路、水路运送，34为虚拟的目的地。（3）同一个城市扩展来的节点与节点之间不存在连接弧，本来有连接弧的两个城市，各自扩展来的g个城市之间两两有弧连接，本来没有弧连接的两个城市，各自扩展来的g个城市间都没有弧连接。（4）各条弧上的权重分为三类：费用权重、时间权重、能力权重。费用权重=两城市间的运送费用+中转费用；时间权重=两城市间的运送时间+中转时间；能力权重=两城市间某种运送工具的运送能力。（5）对于两个网络阶段之间建立的虚拟城市，假设j阶段的第m个城市到j阶段的第n个城市之间的各阶段内都有一个虚拟城市，设i阶段的第m个城市到i+1阶段的任一虚拟城市之间的运费、运送时间、运送能力都为i阶段的第m个城市到j阶段的第n个城市的运费、运送时间、运送能力，相邻阶段的虚拟城市与虚拟城市的运费、运送时间均为零，运送能力设为一个充足大的数，依此类推，j-1阶段的虚拟城市到j阶段的第n个城市的运费、运送时间均为零，运送能力设为一个充足大的数。将没有弧连接的城市之间的运送费用、运送时间设为一个充足大的整数，运送能力设为零。虚拟一个最终点34，因此3134,3234,3334的运送时间和运送费用均为零，而运送能力为无穷大。则原问题的求解转化为：在不超过运送期限和运送能力约束的前提下，求从节点034的最短途径。如图4所示：101022111221112312223122243243131314142531154253115434034026325263251616273362733617171818287287291982919830209302092121图4扩展的虚拟运送网络图4．用Lingo求解最短途径。4.4整数规划模型制定出安吉多式联运方案根据案例3安吉汽车物流公司所面临的带时间和运送能力约束的多城市间多种运送方式的最优组合问题，我们采用上述模型来具体求解。但是我们会简化上述模型，在本案例中我们可以不考虑中转费用和处罚费用以及中转时间，所以模型就会简朴很多。我们选择从上海到天津的这一途径，在运送一次的运量不拟定的前提下，根据帮助安吉汽车物流公司合理安排线路和运送方式来使带有时间约束和能力约束条件下总费用最低。安吉将汽车从上海半途通过如干城市运往目的地天津，如图5所示，所在途径的城市之间有三种运送方式：铁路、公路、水路可供选择。南京淄博上海天津南通济南图5从上海到天津的运送网络图图5从上海到天津的运送网络图4.4.1划分运送网络一阶段二阶段三阶段四阶段五阶段南京淄博上海天津南通济南图6划分阶段的从上海到天津的运送网路图4.4.2对于不相邻阶段的城市之间存在途径的，应在途径上中间阶段增长虚拟节点，如图6所示，二阶段南京与四阶段淄博之间存在一条途径，在三阶段增长虚拟节点M。三阶段的济南与五阶段的天津之间存在一条途径，在四阶段增长虚拟节点N，如图7所示：南京M淄博上海天津南通济南N图7增长虚拟节点的从上海到天津的运送网络图4.4.3方法和说明见上述模型虚拟一个最终点22，因此1922,2022,2122的运送时间和运送费用均为零，而运送能力为无穷大。则原问题的求解转化为：在不超过运送期限和运送能力约束的前提下，求从节点034的最短途径。如图8所示：137113711482148219159319159322200222001610416104212117115171151812618126图8扩展的虚拟从上海到天津的运送网路图4.4以从上海到天津的运送网络图为例，各城市之间的运费、运送时间、运送能力如表1所示：表1各城市之间运送费用、运送时间、运送能力表铁路公路水路运送运送运送运送运送运送运送运送运送费用时间能力费用时间能力费用时间能力上海南京331.1aq2290451.5aq39300301aq18200上海南通638aq8290754aq52300580aq35200南京淄博854.7aq102901010.1aq62300777aq47200南通济南913aq122901079aq64300830aq50200济南淄博121aq1290187aq30300110aq7200淄博天津513.7aq6 290700.5aq47300467aq28200济南天津392.7aq4290535.5aq42300357aq21200注：运送费用的单位是元，运送时间的单位是h，运送能力的单位是辆。根据扩展虚拟的运送网络图的方法并结合表1我们可以得出图8每条途径的运送费运送时间和运送能力，如表2所示：表2每条线路的运送费用、运送时间、运送能力运送运送运送运送运送运送费用时间能力费用时间能力01331.1aq229010 17535.5aq42无穷大02451.5aq39无穷大10 18357aq2120003301aq182001113121aq129004638aq82901114187aq30无穷大05754aq52无穷大1115110aq720006580aq352001116392.7aq429017854.7aq102901117535.7aq42无穷大181010.1aq62无穷大1118357aq2120019777aq472001213121aq129027854.7aq102901214187aq30无穷大281010.1aq62无穷大1215110aq720029777aq472001216392.7aq429037854.7aq102901217535.7aq42无穷大381010.1aq62无穷大1218357aq2120039777aq472001319513.7aq6290410913aq122901320700.5aq47无穷大4111079aq64无穷大1321467aq28200412830aq502001419513.7aq6290510913aq122901420700.5aq47无穷大5111079aq64无穷大1421467aq28200512830aq502001519513.7aq6290610913aq12无穷大1520700.5aq47无穷大6111079aq64无穷大1521467aq28200612830aq50无穷大161900无穷大71300无穷大162000无穷大71400无穷大162100无穷大71500无穷大171900无穷大81300无穷大172000无穷大81400无穷大172100无穷大81500无穷大181900无穷大91300无穷大182000无穷大91400无穷大182100无穷大91500无穷大192200无穷大10 13121aq1290202200无穷大10 14187aq30无穷大212200无穷大10 15110aq720010 16392.7aq42904.4按上述算法思想，采用数学规划模型Lingo求解，得到不同运量和运送期限规定下运送路线和运送方式组合优选结果，如表3所示：表3不同运量和运送期限规定下模型求解结果运量运送期限运送途径运送方式总费用总时间017上海南京铁京淄博铁路25492518淄博天津铁路15035037上海南京水路131922南京淄博铁路25041034淄博天津铁路017上海南京铁路25020131922南京淄博铁路42487518淄博天津铁路注：运量的单位是辆，运送期限的单位是h，总费用的单位是元，总时间的单位是h。4.5小结 本方案建立了在运送路线不拟定的情况下选择最佳的运送组合方式，使得总运费最低的多式联运模型，并给出了相应的求解方法。该方法可以十分方便地求解带时间约束和能力约束的多城市间多种运送方式的最优组合问题。该模型的创新点是对于不是处在相邻阶段的城市之间增长虚拟节点，并且把每个城市扩展为用铁路、公路、水路三种运送方式表现的三个城市，从而可以将其转化为求解最短途径的问题。最后用Lingo求解运送过程中的最短途径问题。我们认为该模型对安吉汽车物流公司在运送路线和运送方式的组合优选方面有一定的参考价值。本方案还需改善的地方：1.我们选择从上海到天津这一条途径，没有多加考虑其余的途径；2.从上海到天津的路线其半途通过的几个城市我们是随即选取的，所以会引起后面运送方式的选择；3.运用模型求总费用时没有考虑处罚费用、中转费用，这些其实都是属于总费用，我们在本方案中简化了模型；4.该模型中规定运送时间不得超过运送期限，可是运送时间中应当涉及中转时间，可是本方案中我们没有考虑各种运送方式之间的中转时间。5.配送线路的优化5.1安吉配送线路存在的问题通过对案例的分析，我们发现安吉的配送形式是传统的仓储直达客户需求地的模式，这种模式下，各线路之间是互相独立的，车辆载着货品从配送中心运至一个客户需求点，然后空车返回，这样势必导致车辆紧张、运送里程大、装载局限性、返程空载、车辆调度不统一、配送效率不高等问题，从而增长公司的物流成本，减少公司的赚钱，为了解决这些问题，一定要对配送线路进行合理优化。5.2配送线路优化的意义在现代物流中，配送是一个重要的与消费者直接相连的环节，体现了公司的核心竞争力。而物流配送线路的优化，是整个配送网络优化的关键环节。合理拟定配送路线就是用最少的动力，走最短的里程，花最少的费用，经最少的环节，以最快的速度把货品运至用户手中。优化配送路线，对提高公司运作效率，合理运用公司资源，减少公司物流成本，提高公司竞争力具有重要意义。5.3配送线路设计思绪根据案例的提醒我们搜集了大量的数据，运用科学的数学模型寻找并设计出了优化的线路，并把个别推向一般，用模型进行验证，然后将传统的物流线路与我们优化线路进行比较，得出优化后线路比传统的物流线路更有效率。5.4用节约里程法求出最优配送线路5.4.1节约里程法的原理（1）节约里程法的基本规定运用节约里程法拟定配送路线的重要思绪是：根据配送中心的运送能力（涉及车辆的多少和载重量）和配送中心到客户之间的距离及其各客户之间的相对距离来制定，使总的配送车辆吨千米数达成或接近最小的配送方案。节约里程法的假设条件如下：配送的是同一种或相类似的货品各用户的位置及需求量已知配送中心有足够的运送能力运用节约里程法制定出的配送方案除了使配送总吨千米数最小外，还应满足以下条件：方案能满足所有用户的规定不使任何一辆车超载每辆车天天的的总运营时间或行驶里程不超过规定的上限方案能满足所有用户的到货时间规定（2）节约里程法的基本思绪节约里程法的基本思想是为达成高效率的配送，是配送的时间最少、距离最短、成本最低而寻找的最佳配送路线。如图所示，设P0为配送中心，分别向用户Pi和Pj送货。P0到Pi和Pj的距离分别为d0i和d0j，两个用户Pi和Pj之间的距离为dij。送货方案只有两种，即配送中心P0向用户Pi和Pj分别送货和配送中心P0向用户Pi和Pj同时送货，如图5-1a和方案a的配送路线为：P0—Pi—P0—Pj—P0，配送距离为d1=2d0i+2d0j；方案b的配送路线为：P0—Pi—Pj—P0，配送距离为da=d0i+d0j+dij；显然，da不等于db，我们用Sij表达里程节约量，即方案b比方案a节约的配送里程：Sij=d0i+d0j-dijbPbP0PiPid0idijd0jPid0iP0Pid0ja根据节约法的基本思想，假如一个配送中心P0分别向n个客户Pi（i=1,2,…，n）配送货品，在汽车载重能力允许的前提下，每辆汽车的配送线路上通过的客户个数越多，里程节约量越大，配送线路越合理。由于各项任务规定在一定的时间范围内完毕，按费用节约值S（i，j）连接点i和点j时，也许会使j后面的任务的执行不满足时间规定。当连接点i和点j所在线路时，若车辆到达j点的时间比原线路上j点任务的开始时间推迟，则j后面的任务在执行时间也许会发生延迟。以EFj表达连接点i和点j所在的线路后，车辆到达j点的时间比原线路上车辆到达j点时间的推迟（或提前量），则EFj可如下得到：EFj=si+Ti+tij-sj显然，EFJ<0时，车辆到达j点任务的时间提前；EFj=0时，到达时间不变；EFj>0时，到达时间推迟。为说明问题方便，定义参数如下：Δj—：车辆在线路上j点后面的各任务处均不需要等待的j点的到达时间的最大可以提前量；Δj+：线路上j点后面的任务不违反时间窗约束的j点的到达时间的最大允许推迟量。和Δj+可分别按如下公式计算：Δj—=Δj+=当考虑连接点i和点j所在的线路时，需检查是否违反时间窗约束：当EFj<0时，若有Δj—，车辆在j车辆的任务处不需要等待，否则，要等待；当EFj<0时，若有Δj+，则j后面的任务的执行不会延迟，否则，要延迟进行。（3）节约里程法的应用环节环节1：计算配送网络结点之间的最短距离环节2：计算通过共同配送模式使得各客户之间的可节约的运营距离环节3：对节约里程数按大小顺序进行排列环节4：组成配送线路5.4.2优化配送线路根据案例中给出的安吉物流配送网络图，以及每个客户的需求量以及车辆装载量的限制，运用节约里程法进行线路优化安吉物流配送城市图城市代码：A—上海B—沈阳C—石家庄D—西安E—重庆F—广州G—福州①算出各网点之间的最短距离（单位：公里），距离矩阵如下图所示：AB2107BC14101169CE194927761815790EF15322969202321761907FG88427401911185519671085各配送网点与配送中心之间的最短路线矩阵②从最短路线矩阵中计算出各用户之间的节约里程，得到结果如下图所示BC2668CD15242348DE128015441996EF6708358651574FG2513835088661331两两配送网点之间的节约里程值③对节约里程按大小顺序进行排列，得到结果如下图所示：序号连接点节约里程序号连接点节约里程序号连接点节约里程1B—C26686B—D152411C—F8352C—D23487F—G133112B—F6703D-E19968B—E128013D—G5084E—F15749E—G86614C—G3835C—E154410D—F86515B—G251初始解：从配送中心向各配送点配送，配送线路6条，总运营距离为18782公里AABCDEFG二次解：按照节约里程的顺序大小以及客户需求量和车辆装载量的限制，连接CB、CD，组成配送线路1，总配送线路4条，总运营距离为14438公里。AABCDEFG按照此优化方法类推，得到最终的优化路线为：AABCDEFG5.4.3数学建模证明优化网络模型设配送中心A和需求地B、C、D四点构成一个物流圈，将此物流圈拆分为N—1个物流圈，其目的函数和约束条件如下：目的函数：MinZ=XB2*XC2*DABCA+XB2*XD2*DABDA+XC2*XD2*DACDA+XB31*XC31*XD31*DABCDA+XC32*XB32*XD32*DACBDA+XC33*XD33*XB33*DACDBA约束条件：XB2*XC2+XB2*XD2+XB31*XC31*XD31*+XC32*XB32*XD32*+XC33*XD33*XB33=1；XB2*XC2+XC2*XD2+XB31*XC31*XD31*+XC32*XB32*XD32*+XC33*XD33*XB33=1；XB2*XC2+XC2*XD2+XB31*XC31*XD31*+XC32*XB32*XD32*+XC33*XD33*XB33=1；目的函数和约束条件在lingo上的源代码如下：Model1：Min=XB2*XC2*4686+XB2*XD2*5708+XC2*XD2*3842+XB31*XC31*XD31*5708+XC32*XB32*XD32*6532+XC33*XD33*XB33*6180;XB2*XC2+XB2*XD2+XB31*XD31*XC31+XB32*XD32*XC32*+XB33*XD33*XC33=1;XB2*XC2+XC2*XD2+XB31*XD31*XC31+XB32*XD32*XC32+XB33*XD33*XC33=1;XB2*XC2+XC2*XD2+XB31*XD31*XC31+XB32*XD32*XC32*+XB33*XD33*XC33=1;@bin(XC2*XB2);@bin(XC2*XD2);@bin(XB31*XC31*XD31);@bin(XB32*XC32*XD32);@bin(XB33*XC33*XD33);@bin(XB2*XD2);End运营结果如下：Linearizationcomponentsadded:Constraints:116Variables:29Integers:29Globaloptimalsolutionfound.Objectivevalue:6532.0000Objectivebound:6532.0000Infeasibilities:0.000000Extendedsolversteps:0Totalsolveriterations:1369CostVariableValueReducedXB20.0000000.000000XC21.0000000.000000XD20.0000000.000000XB310.0000000.000000XC311.0000000.000000XD311.0000000.000000XB320.0000000.000000XC320.0000000.000000XD320.0000000.000000XB330.0000000.000000XC330.0000000.000000XD330.0000000.000000PriceRowSlackorSurplusDual16532.0000-1.00000020.0000000.00000030.0000000.00000040.0000000.0000003-0.1292367E-06-25.000004-0.1292367E-0625.00000由上述结果可知，点A、B、C、D构成一个闭环物流圈，如下图所示：AABCD将上面的1个配送中心与3个需求点的问题转化成1个配送中心与5个需求点的问题，其目的函数与约束条件如下：目的函数：MinZ=约束条件：=1;=1；=1；上述目的函数和约束条件在lingo上的源代码如下：model:MinZ==1;=1；=1；@bin(Xij);@bin(Xik);@bin(Xjk);end运营结果，如下：Linearizationcomponentsadded:Constraints:116Variables:29Integers:29Globaloptimalsolutionfound.Objectivevalue:6532.0000Objectivebound:6532.0000Infeasibilities:0.000000Extendedsolversteps:0Totalsolveriterations:1369CostVariableValueReducedXF10.0000000.000000`````````XF20.0000000.000000`````````XF311.0000000.000000XE311.0000000.000000XG311.0000000.000000XB321.0000000.000000XC321.0000000.000000XD321.0000000.000000`````````XF0.0000000.000000PriceRowSlackorSurplusDual16532.0000-1.00000020.0000000.00000030.0000000.00000040.0000000.0000003-0.1292367E-06-25.000004-0.1292367E-0625.00000有XF31=XE31=XG31=1;XB2=XC2=XD2=1，A,B,C,D四点通过建立模型求解，构成一个闭环回路物流圈；A、B、C、D、E、F、G七点的物流闭环回路流图具体情况为：点B、C、D构成一个闭环物流圈，点E、F、G构成一个闭环回路物流圈，具体如下图所示：AABCDEFG5.4.4网络模型比较：下图是安吉原有的配送路线，其中矩形表达配送中心，圆圈表达需要服务的网点，箭头表达车辆行驶途径配送中心配送中心按照原有的配送方法，运距D1=2(dab+dac+dad+dae+daf+dag)=2(2107+1410+1509+1949+1532+884)=18782公里优化后的配送方法：AABCDEFG运距：D2=dabcd+daefg=5708+5825=11533公里有D1>D2,因此D2的模型优于D1。5.5小结本章我们针对安吉物流配送线路上存在的问题，用节约里程法的思想进行线路上的改善与优化，并通过建立模型和运用lingo软件求解得出了优化后的线路，将优化后的线路与传统线路进行比较，得出优化后的线路减少了行驶里程，减少了物流成本。对于此种优化设计我们只是基于部分数据的举例研究，对于实际运送配送中只需借鉴运用上述所用的方法，对配送线路进行合理有效地安排整合，将会大大提高配送效率。6.信息技术下运送调度系统的优化6.1运送调度系统的优化与运送系统的关系运送是用设备和工具，将物品从一地向另一地点运送的物流活动。在运送过程中，运送组织管理应贯彻“及时、准确、经济、安全”的基本原则。也就是说运送组织管理部门要尽也许的提高货品的装载率，车辆的运用率，实现正点运送，减少货品的损坏，减少运送环节成本。为了实现运送公司的最大效益，运送组织不仅要改善组织内部的经营管理模式，还要借助于Internet网络信息平台，实现货品资源、车辆资源、人力资源信息的实时监控和资源的共享。物流运送调度系统作为运送管理的一个重要的子系统。信息技术运用下的物流运送调度系统的优化，有助于运送环节的优化，减少运送成本，实现运送系统的优化。6.1.1什么是物流调度物流调度重要是指在物流过程中,物流公司根据待发货品的重量,去向,规格,加急限度等对所属的车辆和人员进行合理的安排和调度.资源调度实现将发运任务和可用运力进行合理匹配，生成调度指令。调度指令指明了以什么样的配载方案、安排多少运送工具、经由什么路线，在什么时间向某些仓库或经销商运送某些商品车等。资源调度的目的是保证发运任务的准时完毕，并且使各种运力资源运用率最高，总成本最低。所以资源调度影响到客户满意度、运送工具运用率等诸多重要指标。合理对的的调度方案可以有效减少车辆的空驶率，实现合理途径运送并有效减少运送成本。但是，汽车物流中资源调度的工作量大、技术性强，要实现调度过程优化具有相称难度。6.1.2安吉运送调度系统的现状分析安吉物流为了提高调度效率、工具运用率和客户服务满意度，促进运力资源和订单资源的自动化匹配，安吉物流与相关高校合作并研发了“资源调度平台”（ResourcesSchedulingPlatform,RSP）。RSP的实行减轻了调度人员的工作负荷，也提高了运送工具的运用率。与使用系统前相比，轿运车装载率可以提高6%-7%。但是该平台还存在许多需要该进的地方。同时随着公司的发展，客户规定的不断提高，已有的总部调度模式由于分工明确，操作性强，并且离客户端较近，调度中客户的发运及时率指标压力很难传递并且总部与运送供方责任也很难分清。基于这种情况，公司内部提出了现场调度的模式，然而这一模式也有自身的缺陷，所以安吉物流究竟采用何种调度模式任然悬而未觉。6.1.3调度系统信息化建设的重要性和必要性信息技术是指能拓展人的信息解决能力的技术，一般涉及传感技术、计算机技术、通信技术、控制技术。随着IT技术的发展，信息化引起了各公司的不断重视，在物流公司中，信息技术的应用在整合资源、融合业务解决和管理决策上的作用不断的凸显出来。现代物流的发展离不开信息技术的推动和融合，物流的发展到一定的限度需要信息技术的支持。信息技术为物流服务提供有力的工具，为顾客提供及时、准确、周到的物流服务成为也许，促进物流的发展。信息技术在物流公司中的应用可以提高效率和减少成本，带来巨大的经济效益。具体表现有：缩短接受订货到发货的时间使库存适量化提高搬运作业效率和运送效率可以使接受订单到发出订单更为省力可以提高订单解决的精度，防止发货、配送出现差错可以调整需求和供应可以回答信息征询能对物流进行追踪安吉物流之所以能成为汽车物流的领袖，也是由于它有强大的IT系统的支持。而调度是现代物流中重要的环节，调度系统的信息化，能提高运送环节的效率，减少物流成本，增长经济效益。安吉物流的调度系统充足的运用了现代信息技术。建立了“资源调度平台”和中央调度系统。但是随着物流服务水平的提高和客户需求的不断增长。已有的调度系统和模式也存在许多的局限性，由案例4和案例7我们了解到安吉物流现有调度模式存在的问题重要有：（1）运力资源和任务资源的信息不够透明化，资源没有得到充足的应用和发挥（2）GPS的安装并没有得到很好的应用（3）总部调度模式和现场调度模式各有优缺陷，不能满足安吉物流的发展。（4）其它。针对这些实实在在存在的问题，应用现代物流信息技术可以很好的解决。6.2共享资源数据库平台的创建6.2．1创建共享资源数据库平台的因素和意义任务和运力是安吉物流最重要的两种运作资源，而总公司掌管着来源于主机厂的绝大部分任务资源，而运送公司控制着所有的运力资源，这种任务资源和运力资源的分属不同，存在着总公司和运送公司之间信息不对称的情况。由案例4了解到总公司和业务公司的业务流图如下图6.2.1-（1主机厂主机厂运送公司订单运送公司总公司总公司其他物流公司其它市场业务其他物流公司其它市场业务图6.2.1图6.2.1运力资源任务资源在这种总公司和子公司信息不对称的情况下，往往会导致运送公司资源的闲置或有的时候运力的局限性，导致订单的完毕不及时。所以需要进一步的实现总公司和子公司信息的共享。我们可以通过在资源调度的平台下建立一个共享的资源数据库平台来实现这一愿望。该模式如图：资源数据库运送公司（运力资源）总公司（任务资源）资源数据库运送公司（运力资源）总公司（任务资源）这样的一个由总公司和运送公司共同管理，使用的数据库，运送公司能不久的了解到总公司的任务订单，并根据自己的运力进行运送的安排，各运送公司通过竞争合理分派任务，当订单任务大于运送公司运力之和时，总公司可以合理的与其它物流公司合作。当订单任务小于运送公司运力之和时，那些拥有闲置运力的运送公司可以将其运力用于其它市场业务。这样既能保证订单任务的完毕，达成顾客的满意，同时也可以保证运送公司运力的充足运用，提高公司的运送效率和增长公司的收益。6.2.2共享资源数据库平台创建的可行性分析从效益上来看：资源数据库实现了总公司和子公司的信息透明化，能更好的促进任务资源和运力资源的平衡，从而整体上提高公司的服务效益，运送效益和经济效益。从方案实行上来看：总公司和运送公司双方均能从数据库平台上获得利益，并且都有信息透明化的需求，从而能促进方案的实行。从基础条件上来看：基于原有的资源调度平台，更有力与资源数据库的建设。从公司的发展上来看：随着公司的发展，业务量的扩展，这种信息化的透明，有助于调度的安排，和业务的开展。从资源数据库的管理上来看：可以采用总公司管理，各运送公司监督的方式实行。6.2.3在资源数据库信息共享条件下的运送公司之间的竟和在资源数据库信息共享的条件下，公司总的任务资源是透明的。各运送公司可以很好的协调应用自己的运力资源，当总的运力大于总的任务资源时，运送公司之间就会形成竞争。这样有助于更好地调动运送公司的积极性，打破总公司每年、每月对运送司业务量的配比计划，从而大大减少运作成本。然而当总的运力小于或等于任务订单时，各运送公司可以通过有力配合，提高总体的运力，提高效率。6.3基于GPS的车辆运送调度6.3.1在现代物流中配送和调度都离不开GPS。移动数据库技术和GPS的配合可以有效的实现货品的运送管理。GPS车辆监控调度采用GPS全球卫星定位技术和无线数据通信技术，可对移动中的车辆进行实时的监控和调度。安装在车辆上的GPS定位仪可以实时获取车辆的位置信息，涉及经纬度、速度、方向等。通过车辆无线数据通信系统，将车辆的定位信息以短消息方式传送到指挥监控中心，并显示于电子地图。同样，无线车载终端也将指挥中心的命令传送