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物流运输决策基础
第七章运输决策基础
第一节运输决策概述
运输决策总体来说，可分为宏观运输决策和微观运输决策。
宏观运输决策主要指国家各级政府运输规章的制定，包括运输市场管理、运输收费、运价制定、运输资质确认和服务规范等；微观运输决策主要指企业运输决策，包括工商企业运输业务自营或外包决策、承运人选择决策、第三方物流企业为了更好地满足客户需要而进行的运输规划和管理决策等。
本书主要研究微观运输决策，即企业运输决策。
一、运输决策对企业生产经营的意义和作用
随着企业生产方式的改变，电子商务的发展，传统的大批量单一品种的运输，转化为小批量、多品种、高频率的运输模式，运输成本明显升高。
因此，企业如何在目前的运输模式下，进行合理的运输决策，不仅有助于企业降低物流成本，而且有助于企业未来的发展。
运输决策的意义和作用有以下几点：
1．运输决策影响企业库存量
企业基本生产经营过程是供产销过程，在这个过程中没有运输的衔接，企业就无法实现原材料的采购，产品的加工和产成品的销售。
然而，在运输过程中，选择不同的运输方式，运输时间不同，一次运输的货物总量不同，对企业库存量的影响也不同。
铁路、水路运输方式由于其运输时间长、运输成本低和规模经济效益显著，适用于大批量、少批次的货物运输，但由于批量大、批次少，必然形成企业库存量大，使货物存储成本高。
相对来说，公路运输时间短、一次运量小，可以多批次地运输，使企业库存量降低。
因此，企业库存量在一定程度上受运输方式决策的影响。
2．运输决策影响企业产品的销售
现代企业产品的销售越来越呈现出销售地与生产地的异地、分拨距离长和销售面广等特点，企业为了尽快将产品运往销售地，占领销售市场，提高产品的使用价值，就必须进行合理的运输决策。
选择合理的运输方式，一方面会使运输时间得到节约，缩短产品的交货期，从而使企业占领市场的机会大大增加；另一方面，合理的运输方式，会带来运输成本的降低，使产品在销售过程中有一定的成本下降空间，能够促进企业销售的有效完成。
3．运输决策影响企业生产方式
越来越多的工业制造业企业趋向于采用先进的生产方式，目前全球兴起的准时制生产、敏捷制造和精细生产这些生产方式正在被越来越多的企业所接受，如汽车制造业目前广泛采用准时制生产方式。
然而，这些新兴的生产方式没有运输支持是无法实现的。
准时制生产方式，即JIT生产方式，其基本思想是“只在需要的时候，按需要的量，生产所需的产品”，也就是追求一种无库存或库存达到最小的生产系统。
为实现这一目标，要求原材料的运输也必须实行“准时制”，即运输要实现“将必要的材料，以必要的数量，在必要的时间，送到必要的地点”，这意味着运输处于一种品种多、批量小、频率高的状态。
敏捷制造生产方式和精细生产方式同准时制生产方式一样，均要求运输要做到品种多、批量小、频率高，根据企业生产进度准时配货，显然这些新兴生产方式导致高运输成本。
因此，企业必须作出合理的运输决策，既能保证先进生产方式的实施，又能有效地降低运输成本。
二、运输决策对物流企业的意义和作用
物流企业在为生产企业提供运输服务过程中，越来越受到企业运输要求的制约。
一般来说，低成本、快速、高可靠性、灵活、方便这些服务性能指标是企业对运输的核心要求，如图7-1所示。
然而，这些性能指标有些是效益悖反的，如高服务质量必然会带来运输成本的增加，因此，物流企业如何在满足客户要求条件下尽可能降低运输成本，运输决策起到关键的作用。
1.运输决策影响物流系统合理化
企业物流系统主要由运输、库存、仓储、装卸、搬运和包装等业务组成，货物在运输立程中，采用不同运输方式对这些业务的要求也不同，如采用铁路、水路和航空运输这些需要卡车运输配合的方式，货物需要多次装卸和搬运，而且对包装的要求很高，否则货物在多次的搬运中会损坏。
公路运输则方便、灵活，可以做到门到门运输，相对来说，装卸和搬运成本低。
因此，企业构建物流系统时，要综合考虑运输方式选择对库存、包装、装印和搬运等业务的影响，平衡业务之间的相互关系，实现合理化物流。
2．运输决策影响企业物流成本的降低
运输作为物流系统效率化的一个重要环节，追求的是运输时间缩短和运输成本降低。
由于企业先进生产方式的采用，对运输的要求越来越高，如JIT生产方式要求JIT运输。
在这种情况下，物流企业在提供运输服务过程中发生的费用越来越高。
物流企业采用不同的运输方式、不同的运输网络、不同的运输技术和不同的运输批量，会形成运输成本方面较大的差异，运输决策对企业物流成本的降低起到关键作用。
3．运输决策影响企业对市场的快速反应
企业在运输组织方面，如何对市场需求的变化进行快速反应，这与企业是否拥有运输资源决策有关。
企业拥有自己的运输资源，能够对运输计划进行控制，能够根据市场需求情况的波动，调整运输计划，但是企业内部自行运输的高成本是企业必须面对的现实问题。
一般情况下，企业拥有自己的运输资源是考虑服务的可靠性、订货提前期较短、意外事件反应能力强和改善与客户的合作关系等。
企业选择运输业务外包时，为了快速反应市场的需求，与承运商的关系是很重要的，但是这也不能保证企业能够控制承运商的运输资源。
三、企业运输决策参与者
运输给各国经济发展带来的巨大效益显而易见，然而运输业的激烈竞争和由运输引发的交通安全问题、环境污染问题和不可再生能源的消耗问题已是各国政府制定运输决策必须考虑的问题。
企业作为一个开放系统，必然受到其外部环境的制约，企业运输决策必须遵守政府制定的运输规章。
在这个大前提下，从企业供应链角度看，企业运输决策要充分考虑客户（收货人）和承运人的要求，并考虑企业本身生产运营的需求，只有这样，企业才能作出合理的运输决策。
因此，企业运输决策的参与者包括企业（托运人）、客户（收货人）和承运人，图7-2表明了企业运输决策参与者之间的相互关系。
1．企业
企业考虑在满足客户要求的条件下，以最低的成本将货物从起始地运到目的地。
在这一过程中，运输服务可以由企业自己来完成，也可以外包给承运人来完成，因此企业运输服务自营还是外包是企业首先要进行的运输决策。
此外，企业仍旧关心承运人采取的运输方式，并对承运人提出具体要求，如提取货物和交付货物的时间、预计运输时间、零灭失损失、准确及时地交换装运信息和签发单证等。
2．客户
这里指收货人，企业的客户，包括供应链中的制造商、中间商、零售商和末端消费者。
无论是企业自营运输，还是由第三方物流运输，客户都希望承运人能以优质的运输服务和较低的运输成本完成送货要求。
客户往往会根据自己的生产计划或销售计划，规定承运人货物送达的地点、时间、种类、批量等，这些信息是承运人进行运输决策的依据。
3．承运人
承运人既可是企业自有的承运人，也可是第三方物流提供者或公共运输承运人。
作为承运人，期望以最低的成本完成所需的运输任务，同时获得最大的运输收入。
这种观念表明，承运人想要按托运人（或收货人）愿意支付的最高费率收取运费，并使运输货物所需的劳动、燃料和运输工具的成本最低。
为了这一目的，承运人期望在提取和交付的时间上具有灵活性，以便能够使个别零星装运整合成经济运输批量。
运输决策就是要处理好企业、客户与承运人之间的相互关系，选择最有利于三方发展的运输方案。
四、运输决策影响因素
任何企业的运输决策，如制造企业、商业连锁企业、第三方物流企业等，在制定运输决策时，必须考虑两方面权衡：
一是运输成本与库存成本的权衡，二是运输成本和用户服务水平的权衡。
目前，越来越多的制造企业采用先进的生产方式，如JIT生产方式等。
采用这些先进的生产方式可有效地降低库存成本，但却导致运输成本的上升，相应的运输费率和运输频率都会增加，承运人的运输压力增大。
反之，如果企业为了降低运输成本而增加订货批量，就会增加库存成本，承运人为了降低运输成本采取集中运输等方式，会在一定程度上降低运输服务水平。
因此企业运输决策就是在运输、库存和服务水平之间寻求恰当的平衡。
服务水平、成本是影响企业运输决策的主要因素。
1．服务水平
高服务水平必然引起高服务费用，企业要在权衡好运输成本和用户服务水平之间的相互关系后，才能答应用户的进一步要求。
由于用户要求的运输服务水平要在合同中体现，因此决策时要慎重考虑。
2．成本
生产企业关心的是当提供给客户一个合适的服务水平下，能否使用运输实现全部成本最小。
全部成本是影响企业运输决策的因素，包括运输成本、库存成本、设施成本、过程成本和服务水平成本等。
为此，为了实现全部成本最小化，企业要权衡自营还是外包运输、运输网络设计等决策问题。
承运人制定运输决策关心的是选择什么样的运输系统和随后采用的运营决策能否带来成本的降低。
这些成本包括与运输工具相关的成本（如租赁或自购）、固定运营成本、与运距相关的成本、与质量相关的成本和管理费用等。
为了有效地降低成本，承运人要考虑干线运输和城市配送运输的组织及决策等问题。
第二节运输决策的内容及方法
运输决策对不同的企业有不同的决策内容。
对生产企业和商业连锁企业的运输决策，首先是解决运输业务是否外包问题，其次是运输商选择决策问题，最后是与承运人设计具体的运输方案；对承运人来说，其运输决策主要是具体的运输方案制定。
一、运输决策的内容
在本章讲述的内容中，主要指具体的运输方案设计中涉及到的运输决策，基本上可归纳为两大类，一类是干线运输的组织及决策，另一类是城市配送运输的组织及决策。
1．干线运输的组织及决策
干线运输通常指较长距离的输送，一般是异地之间的货物运输，可采用铁路、公路、水路、航空、管道和多式联运等运输方式。
在干线运输组织与决策中，涉及到许多内容：
如企业运输网络设计决策、运输方式选择决策、多式联运决策、最短路线选择决策和最佳运量输量确定决策等。
这些决策的正确制定将极大地降低企业供应链成本，提高市场竞争能力。
2．城市配送运输的组织及决策
配送运输通常指在市内或某一地区内采用的多品种、小批量、多频率的运送，运输方式基本上采用卡车运输。
在配送过程中，涉及到配送网络设计、配送线路优化和运输车辆选择等决策问题。
二、运输决策方法
（一）干线运输
根据运输决策的内容不同，所选择的决策方法也不同。
在干线运输的组织及决策中，常用方法如下：
1．运输方式选择方法
企业运输决策要综合考虑铁路、公路、航空、水路和管道这五种基本运输方式的服务性能指标。
由于这些运输方式在运载工具、线路设备和运营方式等方面各不相同，具有不同的技术经济特征，在服务水平和运输成本方面差异性很大，因此企业运输方式选择时住往采用对运输方式的服务性能指标综合分析比较方法，如运输方式选择的综合评价法。
有时，企业为了简单起见，只根据收益的增加或成本的降低来选择运输方式。
2．最短路线选择方法
最短路线选择是指货物起运地与目的地不同，而且有若干条运输路线可以选择，决策目标是寻找起点到终点之间连线的最短路，以使运输成本最低。
常用方法包括最短路径法、动态规划法（顺序解法和逆序解法）、穷举法和Dijkstra标号法等。
3．最佳运输量确定方法
这类决策是指在给定的多个货物起运点和多个货物目的地、每一个起点到每一个终点的运输费用、每一个起点的供应量和每一个终点的需求量情况下，确定满足需求的最小运输总成本的最佳运输量。
常用方法包括线性规划法和表上作业法。
（二）城市配送运输
在城市配送运输的组织及决策中，常用的方法如下：
1．TSP行程安排决策
TSP（TravelingSalesmanProblem，TSP）决策问题是：
给出一个起点仓库和一组n个客户的集合，寻找一条在起点仓库开始和结束的路线。
这条路线经过每一个消费者，并且最短路。
在TSP决策中，没有装载能力限制、没有时间窗口、没有司机约束规则，而且一辆车满足所有客户需求。
常用方法包括精确算法、启发式算法、智能算法和图解法。
精确算法主要是运用运筹学中的分枝定界法、割平面法、网络流算法和动态规划算法；启发式算法主要包括最近的邻居法、最近的插入法和节约法等；智能算法主要包括遗传算法和神经网络算法等；图解法是在启发式算法基础上，基于地图或GIS的一种特殊的启发式算法。
2．VRP运输路线选择及行程安排决策
VRP（VehicleRoutingProblem，VRP）决策考虑车辆的装载能力（如重量、体积、平面空间）、车辆使用时间要求和用户时问窗口等约束条件，是更接近于实际运作情况下的决策。
其采用的方法与TSP决策方法相同，只是在启发式算法中还包括扫描法。
现在比较成熟的启发式算法很多，其区别主要在于求解过程的收敛程度不同。
一般来讲，可以把启发式算法分为以下四类：
（1）构造算法：
根据一些规则，每一次将不在线路上的点依次增加到线路中去，直到所有的点都被安排进线路为止（如最近的邻居法、最近的插人法）。
该方法最早提出用来解决旅行商问题，求解速度比较快，也很灵活，但有时距离最优解相差很远。
（2）两阶段算法：
对构造算法进行改进，提出了两阶段算法。
第一阶段得到一个可行解，第二阶段则对解进行调整，使其趋于最优解或满意解。
（3）不完全优化算法：
精确算法中的决策原则，在规模很大的问题中，导致计算量的指数增长。
在不完全优化算法中，用启发式准则代替，可以有效缩小解的搜索空间。
（4）改进算法：
从一个初始解开始，通过对当前的解进行反复的局部扰动，以求得问题的满意解。
第三节运输决策效果评价
评价一个运输决策是否合理，关键要看对企业生产经营产生的效果。
对生产企业来说，一个低成本的运输决策，由于对生产和销售的连续性无法保证，也不能算是好的运输决策。
因此，评价运输决策效果要综合考虑，最好用一系列指标来评价。
下面分别从生产企业和物流企业的运输决策效果进行评价指标设计。
一、生产企业运输决策效果评价指标
生产企业运输决策是在一个客户满意的服务水平下，通过使用运输实现全部成本最小化的决策。
企业在实现成本最小化的过程中，可以自营运输，也可以外包运输。
但是无论是自营，还是外包，企业关心的最重要的两条就是服务水平和运输成本。
因此，可以通过考察企业服务水平提高程度和运输成本降低幅度来评价企业运输决策的效果。
1．服务水平
服务水平可用许多指标来表示，如运输可靠性、安全性、货物灭失率等，这些指标的变化情况，可表明运输决策的效果。
运输一致性是反映运输物流可靠性和服务质量的重要标志，是衡量运输服务不确定性的指标。
企业运输中，如果缺乏一致性保证，将会在许多方面对生产经营产生影响。
这些影响包括：
①生产作业连续性无法保证。
②销售风险增大。
③无法实现货物在各种运输方式问的准时衔接。
④收货人的安全存货要增加，库存成本相应增加。
运输一致性可用运送时间的变化情况来表示，见公式（7-1）。
运送时间通常指货物从起点运到终点所耗费的平均时间，包括路上运输时间、车站或码头等待时问、转运时间和搬运时间等。
=
（7-1）
式中，
表示在一个周期内运送时间变化率；Tl表示在一个周期内的最长运送时间；Ts表示在一个周期内最短的运送时间；
表示在一个周期内的平均运送时间。
不同的运输决策，如选择不同的运输方式，运输一致性是不一样的。
研究指出，航空运输一致性最差，卡车运输一致性最好。
除了运输一致性指标外，每次运输的完好率指标也是评价运输决策好坏的重要指标。
2．运输费用
运输费用包括固定费用和变动费用。
能够形成经济规模的运输决策，都能够带来运输成本的降低。
在评价中可应用公式（7-2）表示的运输费用降低率来计算：
（7-2）
式中，
表示运输费用降低率；Ch表示决策实施后的运输成本；Cq表示决策实施前的运输成本。
企业在追求低成本运输时，运输服务水平必须首先进行考虑。
只有服务水平达到一定要求条件下的低成本运输决策，才是可行的决策。
二、物流企业运输决策评价指标
物流企业的运输决策评价主要关心的是企业运输资源的利用效率，无论企业是自有运输设备还是外租运输设备，运输设备的利用效率、运输设施的使用情况，都是企业评价运输决策是否合理的重要依据。
1．运输设备的利用
运输设备主要指用于货物运输的工具，如汽车、火车、船、飞机等，最大可能地利用这些运输设备非常重要，设备利用率高意味着移动物品费用低或设备处理货物时间短。
企业可通过对运输设备在时间、速度、行程、载重量及动力等方面的利用情况，建立如工作率、总车时利用率、运送速度、里程利用率、载重量利用率等评价指标，对运输决策进行评价。
2．运输设施的使用
运输设施主要指运输设备停靠和使用的设施，包括运输结点和运输线路。
企业在选择使用这些设施时，主要评价指标包括线路里程和方便性、公路拥挤度、铁路请车满足率、港口泊位数、港口机械化作业率和机场拥挤度等。
考察运输设施的使用情况能够衡量货物到达和离开设施之间的时间，有利于企业比较准确地计算运送时间。
思考题
1．企业决策的参与者有哪几方?
各自扮演的角色是什么？
2．决策质量的评价因素有哪些?
如何制定一个比较合理的运输决策？
3．进行企业运输方式决策时，如何考虑高服务质量与低运输成本之间的权衡？
4．进行企业运输方式决策时，如何考虑与包装、装卸等物流业务的协调?
阅读资料
物流管理中的运输决策
现代运输作为物流系统效率化的一环，追求的是运输时间的缩短和运输成本的降低。
企业追求运输效率化必将对运输方式的选择产生较大的影响。
物流运输能创造物资的空间效用．提高物的使用价值。
一、运输网络的设计
运输是现代物流中的最重要部分，运输费用是构成供应链和物流体系的重要成本，一个成功的物流配送体系必然离不开一个高效率低运输成本和高反应能力的运输网络。
运输网络设计决策是一个战略性的决策，它由最高的战略决策层的决策者作出，决策和管理者必须了解并且不断地评估整个供应链的货物流，并且将其输入到网络设计系统中。
决策是要设计一个运输网络，这里需要考虑网络连接和节点的结构，物流活动中的一系列问题，如如何经济合理地组织送货，如何保证配送系统高效和低成本的运作，如何更好地使运输战略与企业的竞争战略一致，等等。
可以说，现代物流企业合理的优化运输网络和企业供应链的成功有着很大的关系，在现代物流企业中的地位日益重要。
设计这个决策首先要考虑物流的一些基本特性，如产品的体积、生产周期、季节性、物理特性以及特殊的处理需要等。
由于大量的厂商和客户分布地点很不集中，使货物直接从厂商直接输送到客户的成本很高，并且带来迂回运输和相向运输现象，使交通线路过于拥挤，严重降低运输效率，许多厂商就在交通枢纽处设立配送中心，实行集中配送（见图7-3）。
这样就可以节省成本和时间，及时向顾客交货和提高竞争力。
运输网络设计决策还需要考虑其他的操作领域的成本，例如库存和配送中心的成本。
二、运输业态的选择
（一）组织运输及其路线决策
当运量大、客户响应程度比较重要时，运输对企业发展战略的成功影响非常大，企业应拥有自己的运输车队。
企业内部的自行运输体现了组织的总体采购战略，便于控制。
但是实施低成本、高效率的自行运输需要企业内部各部门之间广泛的合作和沟通。
通常企业有自己车队的原因是：
服务的可靠性，订货提前期较短，意外事件反应能力强，与客户的合作关系等。
运输路线决策作为第二层的决策，依赖于每天具体的货物流动，决策者掌握和管理各种实时信息，在设施位置已知的前提下，最佳的安排车辆出发时间，确定车辆在各个客户间的行程路线，使得运输路线最短或运输成本最低。
路线的决策主要取决于信息技术，依靠对信息的获得来对物流进行整合。
首先是双向的整合，利用信息技术及时获得所运输货物目的地的货运信息，确保车辆不是空载返回。
其次是站点的整合（Consolidation），承运人将不同工作的同一活动同地处理．从而使该组活动完成所需成本的节约。
由于货物的分布比较分散，承运商可以建立几个临时用来整合货物的站点，将不同地方的货物先运送到临时的站点，然后进行整合，整合成一整车来运送货物，采取这种方式后获得的收益要高于整合货物时库存货物的费用。
第三种整合的方法是车辆整合法（Integration），承运人将同一工作的连续两个或几个活动同时处理，从而使该组活动完成成本节约。
具体做法是将不同的货物装到一辆货车中以达到车辆满载，以这种方式来整合运输。
第四种整合方式是车辆整合与站点整合进行组合，取得组合效果。
承运人将同一工作中的不同活动，或者不同工作的不同或相同活动进行处理，依靠公司在某一时间段内的特殊运力配置使运输成本减少，从而使物流运输可以获得成本的节约。
当前利用信息技术整合物流过程是路线决策的最大特点，决策者利用信息技术来确定运输路线是当前物流管理的一种趋势。
运输计划信息系统中主要有物料需求计划（MRP）、配送需求计划（DRP），对于整合的供应链来说，通常运用企业物料计划（ERP）可以帮助决策者获得做出路线决策所需要的信息。
运输网络设计完成后，可以利用计算机技术与定量分析相结合的C-W算法来优化运输路径，同时可以运用0-1规划、线性规划、专家系统等来进行运输路线的优化。
在物流运输规划的GIS环境中可以应用多Agent系统（Multi-AgentsSystems，MAS）进行物流路径动态规划的策略；也可以应用智能运输系统（ITS），通过信息技术、车辆定位技术、车辆识别技术、通信与网络等技术来规划物流路径，使得运输所需的时间、路线最少，成本最低。
（二）委托运输
自组织运输可以充分利用公司内部的设备资源，有效的保持与客户间的良好联系，但过于分散的投资会使公司无法有效的致力于核心竞争力领域，服务水平难以达到客户要求；而委托运输则减轻了企业的压力，可以使企业集中精力于新产品的开发和产品的生产。
但另一方面委托运输需要处理与企业内部的承运商之间的关系，增加了交易成本，也增加了对运输控制的难度。
此外，关于委托运输还是自行运输的决策不仅是运输决策，更是财务决策。
因而关于自行运输和委托运输的选择，不同的制造商需要根据各自的实际情况做出适合自己的决策。
1．委托运输的形式
委托运输的形式包括交由承运人、外包给第三方物流，以及外包给第四方物流。
近些年，越来越多的企业为了降低其作业成本，致力于核心业务的发展，纷纷把企业的所有或部分物流功能外包物流公司，利用物流公司技术的灵活性减少企业在某些领域的投资，进而重新整合其供应链，专注于核心竞争力，提高服务水平。
第三方物流是社会化、专业化的，是与自营物流相对应的一种物流形式，是物流发展的一个主要方向，是解决我国物流问题的一个重要途径。
对非物流企业而言，物流能力往往是辅助能力；对物流企业而言，其核心能力必定与物流有关。
这样物流企业与非物流企业相比，在物流方面有了比较优势。
为形成更大的合力，聚合彼此的核心能力，应采用第三方物流，构成集成供应链，增加整个供应链供给消费者物价值，减少整个供应链的成本，增强整个供应链的竞争能力。
第四方物流是建立在电子信息技术和第三方物流基础上的一种物流形式，它由独立于现有物流系统各个环节的、与原物流系统无直接利益关系的“第四方”提供，并将自身的资源、能力和技术与来自补充服务提供者的资源、能力和技术整合起来。
第四方物流以整合供应链为己任，向企业提供完整的物流解决方案。
与第三方物流能提供低成本的专业服务相比，第四方物流能控制和管理整个物流过程，并对整个过程提出策划方案，再通过电子商务把这个过程集成起来，以实现快速度、高质量、低成本的物流服务。
第四方物流可以为第三方物流提供者提供广泛的服务，包括技术、供应链战略技巧、进入市场的能力、项目管理专家等。
第四方物流在第三方物流的组织内部工作，它和第三方物流之间的关系由合同绑定或者以联盟的形式构建。
第四方物流的工作方式与第三方物流不同，第四方物流服务的提供者运用自身的特长，为用户提供物流系统的规划决策。
与第三方物流最显著的不同是，企业可以将物流的规划功能外包给第四方物流，而进一步将能力集中于其核心业务。
车辆选择
车辆选择的传统方法是分三步，对于给定的货运，以生产、营销、服务以及成本为标准进行决策，首先是选择合适的方式，然后是承运人的类型，最后是个体承运人。
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