各种运输方式的成本和运作绩效的相对排名

15运输25.1运输在供应链中的作用

运输就是为了使物品从生产者手中转移到消费者手中而发生的物品的空间位移。因为产品很少能在同一地点进行生产和消费，所以运输在每一条供应链中都发挥着极为重要的作用。托运人承运人收货人35.2运输基础知识

5.2.1各种运输方式的特点1.铁路运输优点速度快,运输能力大,连续性强,很少受自然条件的限制,

安全性高,到发时间的准确性很高,运输的成本低.

缺点灵活性不高,发车频率较公路低,近距离运输费用较高.铁路运输最适合承担中长距离,且运量大的货运任务42.公路运输

优点灵活性强,可以实现门到门的运输,运输速度快,物品损耗少。

缺点运输能力低,成本高,劳动生产率低,不适合运输大宗物品,长距离运输费用较高。公路运输最适合承担短距离,且运量不大的货运任务。53、水路运输

优点运输能力大,几乎不受限制,运输成本低,劳动生产率高。

缺点水陆运输受自然条件影响较大，速度慢，时间长。水路运输最适合承担运量大,距离长,对时间要求不太紧,运费负担能力相对较低的任务。64.航空运输

优点速度最快，安全性和准确性最高。

缺点投资大，成本高，运输能力有限。航空最适合承担运量较少，距离大，对时间要求紧，运费负担能力较高的任务。5.管道运输

优点占地少，可以全天候运行，运量大，损耗很少。

缺点专用的运输方式7运输方式运作特点成本①1=最高平均运送时间②1=最快运作时间的变化率灭失和损坏1=最少绝对值1=最低百分比③1=最低铁路运输33435卡车运输22324水上运输55542管道运输44211航空运输11153各种运输方式的成本和运作绩效的相对排名①每吨-公里成本②门到门的速度③绝对变化除以平均运送时间的比率各种运输方式面临的主要问题运输方式面临的主要问题铁路运输运输工具与车组人员的安排、到站延误及按时运营公路运输卡车运量分配、日程安排、线路选择水路运输到港延迟、海关入境、集装箱管理航空运输飞机航线安排、飞机维护计划、安排机组人员、座位资源管理896.多式联运越来越多的运输使用两种以上的运输方式，除了经济效益外，国际航运的发展是其主要动力。多式联运的主要特点是在不同运输方式间自由变化运输工具。多式联运服务的组合方法可有十种：（1）铁路运输和卡车运输;（2）铁路运输和水上运输;（3）铁路运输和航空运输;（4）铁路运输和管道运输;（5）卡车运输和航空运输;（6）卡车运输和水上运输;（7）卡车运输和管道运输;（8）水上运输和管道运输;（9）水上运输和航空运输;（10）航空运输和管道运输。这些组合并不是都实用，而其中有些可行的组合也未被用户采用。105.2.2运输成本的特点1、可变成本和固定成本固定成本：获取路权的成本和维护成本，端点设施成本、运输设备成本和承运人管理成本。可变成本：线路运输成本，如燃油和人工成本、设备维护成本、装卸成本、取货和送货成本。2、共同成本或联合成本通常，企业除了要区分固定成本与可变成本以外，在确定某批货物的实际运输成本还需要人为地对一些成本进行分摊。113.影响运输成本的因素距离装载量产品密度：产品的质量和体积之比空间利用率：产品的具体尺寸及其对运输工具的空间利用程度的影响。搬运的难易责任：关系到货物损坏风险和导致索赔。市场：同种运输方式间的竞争及不同运输方式间的竞争；市场的位置；政府对承运人的规制；运输活动的季节性。12承运人与运输工具相关的成本固定运营成本与运距有关的成本与运量有关的成本运营成本运输定价5.3影响运输决策的因素13托运人：在以承诺的速度满足客户需求的同时，使总成本最小化。运输成本库存成本设施成本作业成本服务水平成本145.4运输网络的设计方案设计良好的运营网络有助于供应链以较低的成本达到理想的反映能力水平。假设在零售供应链中有很多零售商和几个供应商，下面我们将讨论这类供应链中运输网络的设计方案以及每个方案的优点和不足。151.直接运输网络供应商零售商162.利用“送奶路线”的直接运送供应商零售商供应商零售商173.所有货物通过配送中心的运输网络供应商零售商配送中心184.通过配送中心的送奶路线的运送供应商零售商配送中心195.量身定做的运输网络客户分布密度和距离客户大小产品需求量和价值量20网络结构优点缺点直接运输无需中间仓库简单的协作库存水平高（由于货物批量大）巨大的接收费用利用送奶路线的直接运送小批量货物较低的运输成本较低的库存水平协调的复杂性加大所有货物通过配送中心库存的运送必备库存水平很低通过联合降低了进货运输成本增加了库存成本增加了配送中心的处理费用通过配送中心利用送奶路线的运送小批量货物有较低的送货成本协调的复杂性进一步加大不同运输网络的优点和缺点215.5运输规划中的各种权衡运营中的协调成本通常很难计算。企业必须依据各种成本和收益来评估不同的运输方案，并依据协调的复杂性进行排序，然后管理者就能做出合适的运输决策。管理者进行运输决策时必须进行以下权衡。运输成本和库存成本的权衡运输成本和对客户反应灵敏度的权衡225.5.1在运输成本和库存成本之间进行权衡运输方式的选择一种运费低的运输方式，并不一定使供应链总成本最低。较廉价的运输方式通常拥有较长的供货期和较大的最小运输量，从而导致供应链库存水平提高。允许小批量运送的运输方式能减少库存但价格更贵。23铁路FTLLTL包裹空运水运批量安全库存中转库存运输成本运输时间555254443333344111612225266616各种运输方式对供应链运营的影响24东方电器公司，一家大型电器生产商的情况。东方电器公司在拥有一间大工厂，它向供应商采购一种电器发动机。东方电器公司现在每年向供应商购买120000台发动机，价格是每台120元。近几年的需求量相对稳定。

目前东方电器公司每批进货量为3000台，平均每台发动机重10斤。供应商在收到每张订单的当天就会向东方电器公司发货。在货物交付期期间，东方电器公司在装配厂会保留50％的发动机需求量作为安全库存。25

东方电器公司的工厂经理已经收到几个有关运输方面的建议，而且必须采纳其中的一个。每一运量变动范围（CWT）等于100斤。铁路运输时间为5天，公路运输时间为3天。库存持有成本为25%承运商运量的变动范围(CWT)运输成本（元/CWT）铁路运输东北卡车运输公司高登货运公司高登货运公司高登货运公司200+100-50-150150-250250-4006.507.508.006.004.00东方电器公司的运输方案建议26

高登货运公司的定价包含了每增加单位运量时边际运费折扣。该公司的业务代表建议将运量在250CWT以上的边际费率从4美元/CWT降至3美元/CWT。如果工厂每批定购4000台发动机，那么公司的新建议将大大降低其运输成本。但决策者决定将库存成本也纳入运输决策的考虑范畴。东方电器公司年库存成本时发动机成本的25％，这意味着其年库存成本为H=120元×0.25＝30元/每台发动机。通过将铁路运输需要5天的运输时间，而通过汽车运输只需要3天时间。对EE来说，运输决策影响到补给周期库存水平、安全库存量和运输中的中转库存量，因此工厂经理决定对每一个运输方案的运输成本及总成本评估。272.集中库存将库存集中于某一地点，企业可以大大减少必备安全库存量。（1）集中库存时的运输费用会增加。我们分析一下诸如博德斯之类的书店的供应链。对博德斯来说，用新书补充库存时便会产生进货运输成本，而由于客户会自己将书带回家，书店一般没有送货运输成本。如果博德斯决定只开展网上业务而关闭所有书店，那么它将同时会有进货运输成本和送货运输成本。尽管仓库进货的运费会比每家书店的进货运费要小，但使其送货运费将大大增加，因为给客户送货是小批量的，而且必须采用与包裹运送一样昂贵的运输方式。集中库存将使运输费用增加，因为每本书的行程与在书店销售时相比没有两样，而其中相当大一部分要通过一种昂贵的运输方式进行。随着集中库存程度的提高，总运费也不断提高。因此在进行这项决策时，所有进行集中库存的企业都必须在运输、库存和设施成本之间进行权衡。28（2）当库存和设施费用占供应链总成本的很大一部分时，集中库存就很有必要。对价值－重量比很高的产品或者需求量不确定的商品来说，集中库存时很有用的。例如，对个人电脑业中的新产品来说，集中库存时很有意义的，因为新产品的价值－重量比很达，而且需求很不确定。如果客户订货量足够大，以至送货运输能获取足够的规模经济，那么集中库存也是一种不错的方法。但当产品的价值－重量比较小而且客户订货较少时，由于运费较高，集中库存可能会影响供应链运营。与个人电脑产品相比较，对需求可以预期而且价值重量比较小的畅销书而言，集中库存的意义就很有限。29

我们对哈麦德公司的例子来说明供应链中集中库存决策。哈麦德公司是一家医疗器械生产商，其产品用于治疗心脏病。该公司位于威斯康星州的麦迪逊，整个北美的心脏病专家都使用它的产品。这种医疗器械不通过代理商而是直接销售给医生。哈麦德公司目前将美国划分为24个区，每个区域内都有其销售人员。所有库存都存放在当地并由麦迪逊工厂利用UPS每4个星期进行一次补货。利用UPS的平均补货提前期为1周。UPS的报价为：0.66美元+0.26X，其中X表示运载的磅数。公司的产品有两类：高端产品和低端产品。高端产品每个重量为0.1磅，成本为200美元。低端产品每个重量为0.4磅，成本为30美元。30

高端产品每个区域的周需求量服从均值为μH=2，标准差为σH=5的正态分布。低端产品每个区域内的周需求量服从均值μL=20，标准差为σL=5的正态分布。哈麦德公司在每个区域保有充足的安全库存，以保证每种产品的补给周期供给水平达到99.7%。该公司的库存成本为产品成本的25％。哈麦德公司的管理人员想对当前的运营成本进行评估，并将其与已经想到的其他两个方案进行对比。方案A：保持现有策略，只是将补货提前期由4周缩短到1周。方案B：将所有库存集中于位于麦迪逊的一个成品仓库中，取消设在各个区域的仓库，并对成品仓库每星期补货一次。31如果把库存集中在麦迪逊，公司就必须使用联邦快递交付订单。联邦快递每次运送收费5.53美元+0.53X，其中X表示以磅记的运量。工厂需要一周的提前期给麦迪逊仓库补货。顾客对高端产品和低端产品的平均订购量分别为1个单位和10个单位。哈麦德公司该如何决策？32

哈麦德公司通过一次性联合运输可以节约成本，因为UPS和联邦快递的要价都展示了运输规模经济。将方案A和目前情况进行比较，管理者必须在较少次数的库存更新引起的运费节约与经常性的库存更新带来的库存费用节约之间进行权衡。考虑方案B时，管理人员必须注意到，速度更快的运输方式价格更贵，因此，他们必须在库存集中引起的运费增加与库存成本下降之间进行权衡。管理者首先分析了当前的情况，对每个区域来说：补给供货期L=1个星期记录间隔期T=4个星期补给周期供给水平（CSL）=0.99733（1）哈麦德公司的库存成本（目前的情形）对每个区域的高端产品而言，管理者计算出的结果是：平均运输规模QH=T周的预期需求量=TμH=4×2=8单位安全库存量ssH

高端产品的总库存=QH/2+ssH=(8/2)+30.7=34.7单位34因此，就整个24个区域而言，哈麦德公司的高端产品库存为24×34.7=832.8个单位。对每个区域的低端产品来说，管理者计算的结果如下：平均运输规模QL=T周的预期需求量=TμL=4×20=80单位安全库存量ssH

低端产品的总库存=QH/2+ssH=(80/2)+30.7=70.7单位因此，就整个24个区域来说，HighMed公司的低端产品总库存量为24×70.7=1696.8个单位。35进而管理者得到以下结论。哈麦德的年库存费用

=（高端产品平均库存量×200美元

+低端产品平均库存量×30美元）×0.25=（832.8×200美元+1696.8×30美元）×0.25=54366美元36（2）哈麦德公司的运输费用（目前情形）每个区域的库存更新订单通常包含QH个单位的高端产品和QL个低端产品。因此：平均每次库存更新订货重量=0.1QH+0.4QL=0.1×8+0.4×80=4Lb平均每次库存更新订货运费=0.66美元+0.26×4美元=1.7美元每次区域每年进行13次库存更新订货，共有24个区域，因此每年的总运费=1.7美元×13×24=530.4美元37（3）哈麦德公司的总成本（目前的情形）哈麦德公司的年库成本和运输成本总计=库存成本+运输成本=54366+530.4=548961.4美元。类似的，哈麦德公司的管理人员评估了方案A和方案B的总成本，结果见表5-6。

从表5-6可以看到，采用方案A将加快库存更新，减少公司的总成本。运费的增加远小于由小批量运输所带来的库存成本的减少，因此，公司能通过集中库存和使用联邦快递进行运输，以减少成本，因为库存集中的节约大于运费的增加。38目前的情形方案A方案B库存点数量记录间隔期高端产品的补给周期库存量高端产品的安全库存量高端产品的总库存量低端产品的补给周期库存量低端产品的安全库存量低端产品的总库存量年库存成本运输类型运输规模载重量年运输成本每年的运输总成本24个4周96单位736.8单位832.8单位960单位736.8单位1696.8单位54366单位补充库存货物8高端产品+80低端产品4Lb530美元54896美元24个1周24单位466单位490单位240单位466单位706单位29795单位补充库存货物2高端产品+20低端产品1Lb1148美元30943美元1个1周24单位65.2单位119.2单位240单位95.2单位335.2单位8474单位顾客订购货物1高端产品+10低端产品0.5Lb14464美元22937美元表5-6不同运输方案下哈麦德公司的成本39

如果客户订单很小，集中库存带来的运费增加将很明显，那么集中库存就可能会增加总成本。在哈麦德的案例中，如果平均每份客户订单只包含0.5个单位的高端产品和5个单位的低端产品（是前面所讨论规模的一半），那么目前方案的成本将与方案A下的成本没有差别。因为在两个方案中HighMed公司并不支付送货成本，而只负担更新库存引起的进货运输费用。但方案B将显得更为昂贵，因为送货运输成本随订单变小而增加，方案B下的成本为：40每份顾客订单的平均运量=0.1×0.5+0.04×5=0.25lb每份顾客订单的送货成本=5.53美元+0.53×0.25=5.66美元每个区域每周的顾客订购数量=4每年客户订购总量=4×24×52=4992美元年运输成本=4992×5.66=28255美元年总成本=库存成本+运输成本=8474美元+28255美元

=36729美元因此，对很小的订单来说，由于运输费用的大幅度上升，集中库存并非哈麦德公司的的最低总成本方案。41

做出集中库存的决定时，必须考虑到库存成本和运输费用。如果供应链中产品的价值-重量比较高，需求极不确定，而且客户订单较大，集中库存将减少供应链总成本；如果产品的价值-重量比较小，需求确定或者客户订单较小，则集中库存将增加供应链总成本。425.5.2在运输成本与反应能力之间进行权衡

企业在设计运输网络的过程中，必须在反应能力与运费之间进行权衡。全金钢铁（AlloySteel）是一家位于克里夫兰的钢铁服务中心，它运用非满载运输方式为客户送货，非满载要价为100美元+0.01X，其中X是以磅计的钢铁运量。并且非满载每给一位客户送完货，要收取10美元的服务费。目前全金钢铁公司在收到订单的当天就给客户发货。考虑到运输途中花费的两天，这项策略使其获得了两天的反应时间。表5-7给出了全金钢铁公司在两周内每天的需求量。43

全金钢铁公司的总经理认为，顾客对于两天的反应时间并不看重，他们对4天的反应时间也会感到满意。随着反应时间的增加，全金钢铁公司就能将几天的需求量进行联合订货了。对于3天的反应时间，全金钢铁公司可以将送货日前两天的订货于当天的订货一起发出。对于4天的反应时间，全金钢铁公司可以将送货日前3天的需求量集中起来，与当天的订货一起发出。总经理计算出两星期以内的不同反应时间下的运输规模和运输费用（见表5-8）。第一周第二周19970391711747021581131620633261922337020263241008381196032537718442表5-7全金钢铁公司在两周内每天的需求量44天数需求量2天的反应时间3天的反应时间4天的反应时间运输量运输成本（美元）运输量运输成本（美元）运输量运输成本（美元）12345678910111213141997017470113162619220263838125377391712158206332337024100196031844219970174701131626192202638381253773917121582063323370241001960318442299.70274.70213.16361.92302.63183.81353.77491.71121.58306.33333.70341.00296.03284.424164.46037440037508028644064548022791047470038045-474.40-475.08-386.44-745.487-327.91-574.70-480.453464.460048756005483600667060068103038045--587.56--648.36--767.06--781.03-480.453264.46表5-8随反应时间而变化的运输量和运输成本45

从表5-8中可以看出，全金钢铁公司的运输随着反应时间的延长而减少，然而，联合发货的利益随着反应时间的延长而迅速减少。反应时间从2天延长到3天，两星期以内的运费减少了700美元，而反应时间从3天延长到4天，运费减少仅为200美元。因此，有限的联合发货在减少运费方面是很有成效的。企业在选择合适的反应时间时，必须在联合发货带来的运费减少与糟糕的反应速度带来的损失之间权衡。46

联合发货还能改善运输业的经营业绩，因为它使货物运输稳定化。例如在表5-7中，当全金钢铁公司每天都发货时，变异系数为0.44，而对3天订货联合发货时（即反应时间为4天时），变异系数为0.16。更稳定的装运使全金钢铁公司及其承运人能更好地制定计划并改善资产使用效率。47

对顾客需求的联合发货减少了运费，因为它使大批量运货成为可能并使不同批次运货量之间的波动降低。然而，联合发货也增加了对客户的反应时间，随着联合发货时间跨度的加大，联合发货的边际收益不断减少。48

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：起讫点不同的单一路径规划；

多个起讫点的路径规划； 起点和终点相同的路径规划5.6运输决策5.6.1路线选择49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）逐次逼近法（3）Floyd算法1、起讫点不同的单一路径规划（最短路问题）50我们要找到城市1与城市6之间行车时间最短的路线，节点之间的每条链上都标有相应的行车时间。节点代表公路的连接处。讨论51

多起讫点的运输问题是指起始点或目的点不惟一的运输调配问题。多点间运输问题最为常见的是产销平衡的运输问题。它们设计的总供应能力和总需求是一样的，由不同的路径进行配送时，最终的总运输成本不同，此类问题的目标就是寻找最低的总运输成本。多点间的运输调配问题主要有两大类求解方法：单纯形法表上作业法2、多个起讫点的路径规划52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。各运输线路上的每吨货物的运输费率及各供应商的供货能力、工厂的需求量如下表所示。求最佳的运输方案。

销地产地工厂1工厂2工厂3供应量供应商A476400供应商B555700供应商C958500需求量600500300讨论53起讫点重合的路径问题一般被称为TSP（TravelingSalesmanProblem)，“流动推销员”问题。物流管理人员经常会遇到此类问题。如从某仓库送货到零售店然后返回仓库；从零售店到客户的配送路线设计；校车、送餐车等的路线设计。对于TSP问题已经提出不少方法来解决，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。感知式和启发式求解法是求解这类问题的好办法。3、起点和终点相同的路径规划54各点空间相连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。空间上不相连的问题55此类问题也称VRP（VehicleRoutingProblem)问题，是现实中十分普遍的一种调配问题。该问题的研究目标：对一系列顾客需求点设计适当的路线，使车辆有序地通过它们，在满足一定的约束条件（如货物需求量、发送量、交发货时间、车辆容量限制、行驶里程限制、时间限制等）下，达到一定的优化目标（如里程最短、费用最小、时间尽量小、车队规模尽量小、车辆利用率高等）。涉及了多辆交通工具的服务对象的选择和路径（服务顺序）确定两方面问题。5.6.2行车路线和时刻表的制定56需考虑的问题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；4）每个站点每天只允许在特定的时间内取货和/或送货；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。57（1）安排车辆负责相互距离最接近的站点的货物运输。（2）安排车辆各日途经站点时，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进行站点群划分。各日站点群的划分应避免重叠。（3）从距仓库最远的站点开始设计路线（4）卡车的行车路线应呈水滴状。（5）尽可能使用最大的车辆进行运送，这样设计出的路线是最有效的。（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。（7）对过于遥远而无法归入群落的站点，可以采用其它配送方式。（8）避免时间窗口过短。合理路线和时刻表的制定原则581、扫描法（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站点相交。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。合理路线和时刻表的制定方法59某公司用厢式货车从货主处取货，图a)是一天的取货量，单位是件。厢式货车的载货量是10000件。完成所有取货任务需一天时间。公司需