物流配送系统规划(二)

21世纪电子商务与现代物流管理系列教材物流配送系统规划（二）中国水利水电出版社第七章配送运输系统规划配送运输过程是生产过程在流通中的延续。因此，社会产品的价值，即由其生产价值和运输所追加的价值共同构成。这样，在一定生产力水平下，运输过程追加的价值愈小，产品的劳动生产率（一定劳动创造的使用价值）就愈高。所以，提高社会劳动生产率，从交通运输而言，除了改进交通运输业本身的技术装备和经营方法外，实现产品的合理运输，即使运输联系或货流的地理布局合理化，从而使运费或运动减少到最低限度，具有重大意义。配送运输网络的建设是配送中心规划中一个很重要的方面，决定了配送中心所能覆盖的市场范围、配送速度和配送成本等诸多方面。第一节配送运输系统的节点配送系统的节点按功能可分为三大类：供货节点、中间节点和客户节点。通过这些节点将供应商与客户连在一起。物流配送系统中的供货节点和客户节点属于固定节点，而中间节点的数量、地点和功能是可以变动的，是配送运输系统优化的主要参数。一、客户节点客户可按销售需要和历史形成相应的客户集合，可以是下位配送中心，也可以是零售店、连锁店、专卖店、超市等，也可以是最终用户。这种客户的划分并不要求与运输网络的组织结构相对应。为了实现对交货质量的控制，客户节点的管理功能有：库存补给、采购计划、交货数量与交货质量跟踪。相应的操作功能有：卸货、拆包和验货；入库和储存；在需求之间安排缓冲和收集或备齐必要的空置载货器具。二、供货节点供货节点除了根据客户的订单进行货物的分配外，为实现对供货的控制，相应的管理工作有订单的接收、供货任务的安排；产成品的库存安排、分拣任务的产生、供货数量和质量的跟踪、对必要数量货物的召回和运输任务安排。必要的操作有：货物的存储、客户所需货物的采购、零散货物的集装化、分拣任务的批处理、包装和货物单元成组化、出货控制、装车与加固。三、中间节点中间节点位于供货节点与客户节点之间，其功能是进行货物的卸货、转运或根据需要进行中间性的缓冲仓储、或通过分拣改变货物单元的组成，重新装车。中间节点的作业有转运、仓储和流通加工。由于转运需要时间，因此与直达方式相比，交货时间将会延长。转运时间的最小值是在中间节点产生的运输时间和卸货与重新装货之间的所需要的交易时间之和。有效转运时间即最小转运时间加上发运的等待时间，或最后一件货运货物的到达时间之和。减少供货时间可通过选择转运节点达到，转运节点离客户越近，供货时间越短。但仓库离客户越近，而库存货物不是为了某一特定的客户群或区域时，则供货费用和风险也越高。一、货物运输的作业模式用运输将功能不同功能的中间节点连接起来，可构成图6-3所示的四种货物运输模式：1、直达运输2、集货运输3、分送运输4、混合式运输第二节配送运输网络规划目前配送的发展已突破了一个城市的范围，发展为区间、省间、甚至是跨国、跨洲的更大范围的配送，即配送范围向周边地区、全国乃至全世界辐射，形成了网络状的配送体系。二、配送网络的层次结构1、配送网络的二阶结构2、配送网络的多阶结构多阶结构是二阶以上的结构。在这些结构中，货物要停顿两次以上。在如图7-5所示三阶系统中，连接物流源和物流目的地的环节是集货型的配送节点和分拣、组配为一体的配送节点，货物在从物流源流向物流目的地的过程中停顿了两次。集货型的配送节点，一般设置在物流源的附近，而配货型的配送节点，一般设置在客户的附近。集货型节点和配送型节点之间的运输属长途运输。根据中间点的功能，物流单元或不解体，安排越库作业，或解体后，集合成松散单元。三、配送运输网络规划要点通过公共交通网络按照配送运输模式的要求，将配送网络中的各个节点用运输工具联系起来就形成了配送运输网络。配送运输网络的规划涉及的问题有配送运输干道布局问题、节点间联系的难易程度问题，即联通性问题；不同类型的运输方式合理衔接的最优转换点问题，即连结性问题；还有网络的覆盖面，即服务区域问题。1、配送运输干道布局2、联通性联通性是节点间联系的难易程度指标。它能对配送网络的完善程度，给予有价值的量度和评价，其量度可由表7-1所示的距离矩阵导出。4、服务区域对于配送系统的企业来讲，还需要根据服务区内客户节点的位置，根据供货时间要求和任务响应时间要求，划分服务区，并将这些节点分配在若干个区域内，构建配送线路，并考虑库存控制的需要，直到物流总成本达到合理为止。1）服务半径一个区域性的物流节点，应有一个合理的运输距离（由点到周边的最远距离）和相应合理的服务区域（即吸引范围或腹地），这是地理学中的普遍问题在交通上的表现。在假定地域上经济单位的分布是平均的和连续的这一前提下，为使这个集中点的位置达到经济上最优，应满足：⑴此点应位于服务区域的几何中心；⑵运输距离达到最长或服务周边达到最短时，服务区域能达到大；⑶如果此节点只是整个区域中的一个，则此点与相邻各点之间，它们的服务区域的毗邻处，应不留空白区，也就是地域弥合的原则。2、服务区域划分⑴最少数原则：服务区域数越少，区域内的客户数也就越多，配送的规模效益越高；⑵最小必要数原则：客户所要求的交货时间、车辆的经济速度和在每个节点停留时间决定了运输工具经济运输半径。服务区域数的减少必然会使服务范围扩展，而范围扩展又会受到运输工具有效运输半径的限制。由此，产生了区域划分的最小必要数；⑶区域再分原则：当某一区域的货物流量增加到一定程度时，配送点的成本不能随流量增加而下降时，就应将一个区域分成两个流量相等的区域，并设置两个相同的配送点。第三节配送线路设计配送运输由于配送组织形式的不同，其运输过程也不尽相同，影响配送运输的因素很多，如车流量的变化、道路状况、客户的分布状况和配送中心的选址、道路交通网、车辆额定载重量以及车辆运行限制等。配送线路设计就是整合影响配送运输的各因素，适时适当地利用现有的运输工具，根据道路状况，及时、安全、方便经济地将客户所需的货物准确送达客户手中。为此在配送运输线路设计时，需要根据客户群的不同特点和要求，选择不同的线路设计方法，最终达到节省时间、运输距离和运输费用的目的。1、点点间运输-最短路径求解最短路径是线路优化模型中最为基础的问题之一，也是解决其它一些线路优化问题的有效工具。为了在使用最短路径求解时，得到合理的、正确的解。求解此类最短路径问题，主要有迪杰斯特拉（Dijkstra）法、逐次逼近法和Floyd算法等。在此专门对迪杰斯特拉法进行介绍。2、单回路运输-TSP模型及求解TSP（TravelingSalesmanProblem，旅行商问题）模型是单回路运输问题中最为典型的一个模型，它是一个典型的NP-Hard问题。对于大规模的线路优化问题，无法获得最优解，只能通过启发式算法获得近似解。启法式算法不仅可用于复杂的TSP问题求解，对中小规模的问题也同样适用。它的不足在于，它只能保证得到可行解，而且不同的启发式算法所得到的结果也不完全相同。下面介绍两种比较简单的启发式算法，以便对该法有一个较全面得认识。1）最近邻点法（NearestNeighbor）最近邻点法可以通过如下五步完成：⑴将起始点定为整个回路的起点；⑵找到刚加入到回路的上一个点最近的一个点，并将其加入到线路中；⑶重复步骤⑵，只到集合所有节点都加入到了线路中；⑷然后，将最后加入的节点和起始点连接起来，形成回路；⑸最后，按流线型要求调整回路的形状。如果调整后的结果小于步骤⑷所得的解，将该解定为TSP问题的解。2）最近插入法（NearestInsertion）最近插入法可以通过如下步骤完成：3、多回路运输-VRP模型及求解VRP问题的求解可采用下面两种方法：节约算法（SavingsAlgorithm）是Clarke和Wright在1964年提出的。可以用它来解决运输车辆数目不确定的VRP问题，对有向和无向问题同样有效。2）旋转射线法旋转射线法求解VRP问题时分如下几步完成：第四节配送运输管理配送运输是改变货物空间位置的一种手段。从系统优化、完善的观点出发，加强配送运输管理，降低配送运输成本、提高运输的一致性也很重要。一、配送运输管理的任务配送运输管理的任务是控制运输质量、降低运输费用，提高服务水平，跟踪配送中心进、出货物数量，优化配送网络，确保发车准时、在途行驶过程准时。相应的计划重点有送货线路选择、运输工具选择和特种运输的安排。要考虑的约束条件有货物单元的重量、体积、客户的规定、运输法规、交通安全、危险品运输规定、商品特性和履约时间等。一个基于计算机的配送运输管理系统的主要功能有运输计划功能、客户/任务约束功能、车辆调度功能和运行绩效功能，详细内容见表。二、影响配送运输成本的重要因素配送运输成本通常受到运输距离、装载量、载运工具的填充度、货物的成组化水平、运输保险和回程空驶等6个直接因素的影响，从系统的角度来看，配送运输成本还受到了网络中转运节点数目的影响。1、距离距离是影响成本的主要因素，因为它直接对劳动、燃料和车辆维修等变动成本发生作用。图7-28a）显示了距离与成本的一般关系，并说明了两个要点：第一，成本-距离曲线不是从原点开始，因为它存在着与距离无关，但与货物的提取和交付活动所产生的固定费用有关的部分；第二，成本-距离曲线是随距离减少而增长的一个函数，即车辆运输距离越长（指长途运输的距离，而不是市内的运输距离），运输速度可以越高，则相同燃料和劳动力费用可以支持更长的距离，因而单位运距的费用可以相对较低。2）装载量大多数运输活动中都存在着规模经济，这种关系如图7-28b）所示，即单位荷重的运输成本随装载量的增加而减少。之所以产生这种现象，是因为提取、交付和行政管理活动的固定费用随装载量的增加而被分摊了。因此，只要有可能，都应将小批量的装载量整合成更大的装载量，充分利用这种规模经济。3）载运工具的填充度载运工具的填充度越高，内部的空间损失就越小，设备的利用率也就越高。如果货物的形状和尺寸古怪，或超长、超重，都有可能浪费载运工具内部的空间，从而增加所需载运工具的数量。一般来说，通过合理码放，具有标准尺寸的立方体货物单元要比形状古怪的货物更容易提高载运工具的填充度。4）货物的成组化水平采用成组包装可以更好地保护商品，提高装卸效率，节省运输费用，但又造成车、船装卸时需要专门的装卸工艺及设备，从而影响运输成本。如托盘货物的装卸需要采用叉车，集装箱的装卸需要采用集装箱吊具。5）运输保险考虑到货物在运输过程中，可能出现的货损，承运人必须通过向保险公司投保来预防可能发生的索赔，否则有可能要承担任何可能的赔偿责任；托运人可以通过改进保护性包装，降低其风险，通过这些手段最终降低运输成本。6、回程空驶由于制造地点与消费地点需求的不平衡，运输通道两端流量相等的情况很少见，加之这种平衡性也会受到季节性的影响，进而影响到回程的运输，特别是配送中心的自备车辆，由于车辆过分专用，无法搭运回程货，只能单程实车，单程回空周转。因此有必要充分利用社会化的运输体系或采用封闭的回路运输，降低回程空驶。三、配送运输合理化的策略合理运输是在现有条件下可以达到的运输水平。实施运输合理化的策略，可以避免因回程空驶、重复运输、载运工具承载能力选择不当所造成的运力浪费、运输时间增加、运费超支等问题。1、配送运输合理化的指标1）运输距离2）运输环节3）运输工具4）运输时间5）运输费用2、配送运输合理化的策略根据影响配送运输成本的经济因素和配送运输合理化的目标，制定相应的配送运输策略，通过一定的技术手段，可达到下列目的：通过合理的安排，完成运输任务；降低运输成本，提高运输系统的绩效；减少运输车辆的数目；提高运输系统的可靠性。相应的运输策略分为自营和外委策略、装车策略、行车路线策略、空驶控制策略等。第八章配送中心的设施规划配送中心的建设是一项长期投资。因此，中心的规划要有全局观念和长远考虑，要有前瞻性。应结合国家物流系统的长期规划和现实状况，以及国家经济长期发展规划来考虑，既要符合目前需要，又要考虑日后发展的可能。其规划工作可根据配送的业务流程、成本和服务质量要求，遵循自顶向下、从理想到实际、先一般后优化的原则逐步展开，涉及的内容有选址规划、设施规划、配送网络