1、第三章基于精益思想的運輸優化1.公司背景介紹安吉汽車物流有限公司（簡稱“安吉物流”）是上汽集團旗下的全資子公司。安吉物流是汽車物流服務供應商，共有員工17,000人，擁有船務、鐵路、公路等10家專業化的轎車運輸公司以及50家倉庫配送中心，倉庫總面積超過440萬平方米，年運輸和吞吐量超過570萬輛商品車，并且全部實現聯網運營。公司以“服務產品技術化”的理念，從事汽車整車物流、零部件物流、口岸物流以及相關物流策劃、物流技術咨詢、規劃、管理培訓等服務。提供一體化、技術化、網絡化、透明化、可靠的獨特解決方案的物流供應鏈服務。安吉物流作為一家為汽車及零部件制造企業提供服務的第三方物流公司，下屬業務包括整

2、車物流、零部件物流、口岸物流等三大業務板塊如圖3-1，客戶包括上海大眾、上海通用、上汽通用五菱、一汽豐田、廣汽豐田、比亞迪等幾乎國內所有主機廠。2011年汽車物流量達574萬輛，營業收入達132億元，取得了業務量、收入、市場占有率均排名國內同行第一的驕人業績，在國際同行中也名列前茅。圖3-1安吉物流三大業務板塊2. 公司運輸現狀分析（1）運輸成本物流成本（LogisticsCost）是指產品的空間移動或時間占有中所耗費的各種活勞動和物化勞動的貨幣表現。對于物流成本的分析不僅僅是分析某一個物流環節，在整個供應鏈中都存在著確確實實的物流成本。做最好的精益物流成本分析控制，就應該分別從管理理念及人才

3、、采購及庫存流程、運輸費用、管理信息化建設、成本核算方法等角度逐個分析論述物流的現狀、不足及原因。精益思想管理環境下的物流環節,有采購、生產、銷售和售后服務、倉儲及運輸。企業要想從整個精益物流角度進行企業物流總成本控制，就要把精益物流成本管理思想滲透到與企業物流活動中的每一個環節,為企業物流成本管理做出詳細的計劃來降低物流成本。安吉物流目前在應用的過程中發現物流運作的成本仍然偏高，在總的物流費用成本中運輸的成本達到了44%，如圖3-2所示。造成運輸成本費用高的一個重要的原因是循環取貨模式下運輸車輛的路徑設計。在循環取貨模式應用之初，由于業務量較小，供應商也比較少，而且分布也比較集中，因此循環取

4、貨的模式取得了比較好的效果。當供應商的規模不斷擴大后，運輸車輛的路徑設計就變成了一個棘手的問題。圖3-2物流活動成本結構圖從圖中可以看出，倉儲和運輸兩項活動成本占到物流總支出的70%左右。如果能夠利用精益思想進行有效率的倉儲和運輸活動，企業就能有效地降低企業成本。 實際運作過程中，由于要考慮運輸成本，往往是在有限運輸車輛的前提下，以運輸車輛的裝載率最高作為衡量運輸成本的重要標志。只有進行充分的配載，才能使得循環取貨模式具備成本控制的優勢。（2）客戶要求及自身要求在長期的合作中，上海汽車對安吉物流汽車運輸提出了一些具體的要求，如：1) 商品車要求“零”公里交車（即交車時商品車輛的行駛里程不得高于

5、50公里）2) 提高服務水平，縮短運輸在途時間3) 提高商品車交車時完好率（過多的交接環節會降低交驗時的完好率）4) 形成商品車運輸配送網絡而安吉物流在保障客戶要求的前提下，考慮自身的情況，對整車運輸業也制定了一些規定：1) 多種運輸方式并行：a. 降低單一運輸模式的風險b. 在合理范圍內起到優化成本作用2) 提高交車完好率，嚴格把關各種交接過程或者減少各種多余裝卸交接3) 充分利用現有資源，降本增效。（3）理論與實際運作過程往往是存在很大差異一方面，理論研究中往往忽視或簡化實際運作中一些具體因素；另一方面，實際運作過程中往往會出現理論研究中難以預料的因素。在實際運作過程中，運輸車輛的路徑安排

6、要考慮各個供應商的出貨地址、嚴格的出貨窗口設置，因此一條Milk-Run路徑要遍歷哪些供應商，針對于整個供應商網絡需要設計多少條Milk-Run路徑，是我們首先需要解決的問題。當網絡規模比較小時，這還是比較容易解決的，但是針對于目前的供應商網絡，這就變得比較困難了。（4）倉庫之間的協調與銜接安吉零部件售后倉庫有9個，這9個倉庫中一個是上海大眾配件中央總庫CPD，另外8個為外庫，其中2個外庫為非發貨倉庫，其余6個外庫均為發貨倉庫。除其中一個非發貨倉庫建在浙江昆山市之外，其他8個倉庫都建在了上海嘉定區，這些外庫均為中央總庫CPD服務。由于任務量及到CPD的距離不等，6個外庫的零部件到達CPD的時間

7、一般不一致，當時間上來不及時就會導致訂單不能按時完成；由于每天的訂單量較大，但CPD總庫及6個發貨外庫的庫存有限，兩個非發貨倉庫對發貨倉庫補貨不及時也會造成訂單不能按時完成；由于考慮到零部件業務發展速度很快，以后極有可能會增加零部件倉庫的數量，如何在增加倉庫數量的情況下也能很快滿足客戶需求。3. 運輸優化方案3.1基于AHP模型的運輸方式選擇美國運籌學家薩蒂（T.L.satty）教授于20世紀70年代初提出了層次分析法（Analytical Hierarchy Pross，簡稱AHP）。AHP方法把復雜的問題分解成各個組成因素，又將這些因素按支配關系分組形成遞階層次結構。通過兩兩比較的方式確定

8、層次中諸多因素的相對重要性。然后綜合有關人員的判斷，確定備選方案相對重要性的總排序。整個過程體現了人們分解-判斷-綜合的思維特征。決策者可以直接使用AHP進行決策,極大地提高了決策的有效性、可靠性和可行性。在運輸方式的選擇中，很多因素都是靠主觀判斷,存在很大的缺點，使用AHP法可以有效地解決這個問題。（1）層次分析法的基本作業流程圖圖3-3層次分析法的作業流程圖（2）AHP模型建立安吉物流公司選擇的物流運輸方式只有公路、鐵路、水路，在選擇物流運輸方式時需要考慮運輸的安全性、及時性、經濟性，便利性，暫不考慮其他因素的影響。經濟性經濟性即為運輸成本。對于短途運輸，公路的成本較低，中長途運輸鐵路成本

9、較大，對于長途運輸對時間有較高要求的運輸，可以選擇公路運輸。及時性及時性體現為運輸速度與準時性。不同的運輸方式，運輸速度各不相同。運輸載體的速度一般受到運輸載體運動的阻力、載體的推動技術、載體材料對速度的承受能力以及與環境有關的可操縱性等因素的制約。便利性便利性就是選擇某種運輸方式的方便程度。一般情況下鐵路和公路的便利性比較強，而水運受自然條件限制，便利性就比較弱。安全性安全性包括貨物和人員的安全以及公共安全。從整個運輸過程來說，與其它運輸方式相比，公路運輸能夠更好地保護貨物的安全，因為公路運輸能夠實現“門到門”運輸，而不需要中途裝卸和搬運。以選擇合理的運輸方式為最高總目標層來構建層次分析模型

10、（如圖3-4），圖中最高層為決策的總目標層，是選擇合理的運輸方式；第二層為準則層，即為實現總目標所要考慮的因素或準則；第三層為方案層，根據考慮因素的備選方案。圖3-4 AHP分析模型（3）構造判斷矩陣判斷矩陣是層次分析法的基本信息,也是進行相對重要度計算的重要依據。判斷矩陣A中元素表示元素與元素相對重要度之比，且有下述性質，,，,顯然比值越大，則的重要度就越高。常見有以下標度定義。表3-1 判斷矩陣標度定義標度含義1兩個因素同等重要3一個因素比另一個因素稍微重要5一個因素比另一個因素明顯重要7一個因素比另一個因素十分明顯重要9一個因素比另一個因素絕對重要2，4，6，8上述兩相鄰判斷的中值倒數兩

11、個要素相比，后者比前者的重要性標度 以案例中上海南匯倉庫到天津的零部件運輸為例，假設運的是100噸的汽車零部件，要求在7天內運達天津，對運費有較高的要求（經濟性要求高、及時性符合正常要求），采用德爾菲法得出判斷矩陣。表3-2 判斷矩陣經濟性及時性便利性安全性經濟性1357及時性1/3146便利性1/51/413安全性1/71/61/31（4）一致性檢驗進行一致性檢驗，即為評價判斷矩陣的可靠性。一致性檢驗的第一步為計算隨機指標CI,其中為最大特征根，為計算階數。 （式3-1）計算一致性比率 (式3-2)其中為平均隨機一致性指標,當時，認為判斷矩陣符合一致性，而當時，則判斷矩陣一般不可接受。表3-

12、3為平均隨機一致性指標取值。表3-3 隨機一致性指標取值n123456789RI0.000.000.580.901.121.241.321.411.45通過計算評價的判斷矩陣：1) 求解權重 （式3-3） 同理可得到2) 得出判斷矩陣：表3-4 判斷矩陣經濟性及時性便利性安全性權重經濟性13570.5516及時性1/31460.2898便利性1/51/4130.1072安全性1/71/61/310.05143) 由此可得最大特征根為：（式3-4）4) 計算一致性指標： （式3-5）5) 計算一致性比例： （式3-6）由可以判斷此判斷矩陣具有可接受的一致性。（5）計算指標各方案權重通過以上方法分

13、別計算每一準則層下具體方案的權重：表3-5 經濟性準則層下方案權重經濟性鐵路公路水路權重鐵路1530.2790公路1/511/70.0719水路1/3710.6491表3-6 及時性準則層下方案權重及時性鐵路公路水路權重鐵路11/730.1488公路7190.7854水路1/31/910.0658表3-7 便利性準則層下方案權重便利性鐵路公路水路權重鐵路11/530.1884公路5170.7306水路1/31/710.0810表3-8 安全性準則層下方案權重安全性鐵路公路水路權重鐵路11/330.2583公路3150.6370水路1/31/510.1047由以上各方案權重可得方案總重要度計算例

14、表：表3-9 方案總重要度計算例表方案層準則層經濟性及時性便利性安全性總權重0.55160.28980.10720.0514鐵路0.27900.14880.18840.25830.2305公路0.07190.78540.73060.63700.3783水路0.64910.06580.08100.10470.3912可以看出，水路運輸權重最大。按照上述一系列數據的排序比較得出最優方案，哪種運輸過程中權重最大，則應選擇以該種運輸為主，則上海南匯倉庫到天津的零部件運輸案例可以選擇水路運輸。3.2Milk-Run優化路徑設計（1） 車輛運行計劃法（VSP）車輛運行計劃法又稱里程節約法，適用于實際工作中

15、為求得較優解或近似解時采用，它的基本原理是三角形的一邊之長必定小于另外兩邊之和，如圖3-5所示：圖3-5 節約里程法基本原理圖配送中心單獨向兩個客戶A、B往返配貨（貨物重量在汽車載重范圍之內）的車輛運行距離，必然大于以配送中心P巡回向兩客戶發貨的距離。即配送中心分別向A、B兩個客戶各自往返發貨時，汽車行駛的總里程為： (式3-7)如果改用一輛汽車向A、B兩個客戶巡回發貨，則汽車行駛的總里程為： (式3-8)一輛汽車配貨方案比兩輛汽車配貨方案節約的行駛里程為： (式3-9)案例中對于零部件的采購，將采購的能滿足一段時間銷售數量的零部件存放在7個發貨倉庫中，由于發貨倉庫面積不足和庫存數量過大等原因

16、會將采購的其他的零部件存放在2個非發貨倉庫中，當發貨倉庫的庫存不足時，非發貨倉庫要向發貨倉庫及時補充零部件，每個發貨倉庫儲存一定種類和數量的零部件，同時7個發貨倉庫儲存的零部件的種類各不相同。根據這種零部件儲存方式，當安吉零部件的SAP系統接到4S店或分中心的訂單后會根據訂單要求向訂單中涉及到的發貨倉庫發送零部件配送要求，然后接到訂單請求的發貨倉庫，外庫（發貨倉庫）會將訂單中的零部件集齊后用載重量為5T的欄板車(每個發貨外庫配備一輛5T的欄板車）將零部件短駁至CPD倉庫，CPD倉庫集齊訂單上的零部件后再統一向4S店或分中心配送。但是，由于每天處理訂單數量很大，倉儲條件和倉庫間短駁工具又很有限，

17、因此，零部件配送業務在運作過程中還存在著訂單不能按時完成的諸多問題。因此，可以通過節約里程法進行循環取貨的路徑設計，提高配送效率。表3-10 9個倉庫的基本情況表類別倉庫名稱倉庫編號距CPD路程(km)某天發貨量（件)發貨倉庫CPDCPD0165813111016.4 1468211023.2 47823311033.9 741411043.7 99925110535.0 475691062.0 11496非發貨倉庫110015.3 210024.1 （2）確定運輸網絡圖如下：圖3-6 安吉物流上海倉庫間運輸網絡圖 （3）計算PCD至各倉庫與各倉庫之間最短距離由于CPD距離倉庫5超過30km，

18、節約里程并不適宜，故采用直接運輸。表3-11 倉庫間最短距離表PCD非1非2123456PCD5.34.16.43.23.93.735.02.0非13.2非219.610.38.330.47.223.66.538.24.133.135.75.9432.65.75376 （4）由最短里程表，用節約法算出各用戶之間的節約里程,如下表所示：表3-12 節約里程表非1非2123456非16.2非21001.8111.223.50.401.134.53.2046.10506 （5）根據節約里程表中節約數額的多少從大到小排序，編制節約里程順序表，如下：表3-13 節約里程數額排序表序號路程節約數額序號路程

19、節約數額11-51124-56.133-44.542-33.553-53.261-41.871-61.282-61.192-40.410非1非26.2 （6）根據節約里程順序表及約束條件，繪制節約里程路線如下圖3-6：圖3-6 合理的運輸路線 最終方案路線設計如下： P1：PCD-1-6-PCD，運輸距離為15.6km P2：PCD-2-3-4-PCD，運輸距離為13.6km P3：PCD-5-PCD，運輸距離為35km P4：PCD非2非1-PCD，運輸距離為12.6km3.3基于整數規劃模型新建倉庫設計在物流系統中，配送中心居于重要的樞紐地位。因為建設物流中心投資規模大，占用大量城市土地以

20、及建成后不易調整，對社會物流和企業經營具有長期的影響，所以對物流中心的選址決策必須進行詳細的論證。汽車零部件物流是經常性和長期性的，配送中心有很好的選址就能節省大量的運輸等費用，加強貨物的周轉率和及時送達率，滿足客戶的費用和實效的要求。對于安吉物流具體進行區域配送中心選址時，既要考慮交通運輸便利條件、土地使用條件，還要考慮各區域的業務量和運輸成本，本文主要采用成本費用來分析舍取，配送總成本=公司至配送中心運輸成本+配送中心區域人工駕運費用+配送中心至經銷商配送成本，通過比較配送總成本，來確定區域配送中心地址。通過對公司配送量和配送區域進行分析，合理選擇區域配送中心，讓總運費最小。建立區域配送中

21、心的建設規劃可以采用混合整數規劃法，如下：如圖3-7所示，有個供應商,各供應商的供貨量為，有個客戶，各客戶的需求量為，有個可能設置配送中心的備選地址，配送中心的建設規模為，客戶需求可以有配送中心配送，也可以由供應商直接配送。假定備選配送中心的投資，運營管理費率和任意兩點之間的單位貨物運價均為已知，擬建配送中心數目不超過(）個，以總成本最低為目標確定網點布局的最佳方案。 供應商 -配送中心備選地址 -客戶 - -圖3-7 配送中心建設網絡布局圖根據已知條件可以建立混合整數規劃模型如下： （式3-10） S.t （式3-11） 0，備選地址k未被選中 =1,2,., 1，備選地址k被選中 （式3-

22、12）其中：供應商向配送中心送貨的數量；配送中心給客戶配送貨物的數量；供應商直接給客戶送貨的數量；供應商給配送中心送貨的單位貨物運費；配送中心給客戶供貨的單位物資發送費；供應商直接給用戶送貨的單位貨物送貨費；配送中心的運營管理費率；配送中心的建設投資；配送中心是否被選中的決策變量。解此混合整數規劃模型，就可以求得使總成本最低時應建設配送中心的數目、地址、配送中心的進貨來源和進貨量、服務對象和送貨量。根據配送中心的配貨量就可以確定倉儲基地的規模。根據以上分析，安吉公司可以根據配送量、配送運距、運輸單價、倉儲費用等因素。根據運輸成本低、運輸資源多等原則，以遼寧、吉林、黑龍江為例，公司通過對運量、運

23、費進行分析，選擇南京為供應商，選擇區域配送中心。表3-14 南京至區域配送中心的運距和運量配送中心運距運量鞍山162560大連17811522盤錦149185沈陽16211466營口156626長春18951401延吉235310大慶2349268哈爾濱2190946表3-15 從配送中心運至經銷商的產品數量鞍山大連盤錦沈陽營口長春延吉大慶哈爾濱鞍山152285146626140110268946大連6085146626140110268946盤錦601522146626140110268946沈陽6015228526140110268946營口601522851466140110268946長春6015228514662610268946延吉60152285146626140