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物流大赛作品修改21
汽车物流运输方式及线路的优化
一.汽车运输行业背景
进入21世纪，随着作为新兴产业之一现代物流业的迅猛发展，国内的物流公司如雨后春笋般涌现，进而形成了第三方物流产业。
相比传统的物流公司，第三方物流更专业化，综合成本更低，配送效率更高，已经成为国际物流业发展的趋势、社会化分工和现代物流发展的方向。
汽车物流是物流领域的重要组成部分，具有与其他物流种类所不同的特点，是一种复杂程度极高的物流活动。
随着中国汽车工业的飞速发展，在成本控制变得越来越重要的今天，汽车物流的成本控制也日益成为人们关注的焦点，通过资源概述整合来降低物流成本已经成为汽车企业所必须面对和亟待解决的问题。
2009年，中国汽车产销分别为1379.10万辆和1364.48万辆，同比增长48.30%和46.15%。
其中，乘用车产销1038.38万辆和1033.13万辆，同比增长54.11%和52.93%；商用车产销340.72万辆和331.35万辆，同比增长33.02%和28.39%。
汽车产业的高速发展为汽车物流行业提供了巨大的增长空间。
国际汽车物流巨头纷纷抢滩中国汽车物流市场。
同时一批国有大型企业，如中远、中海、中邮、中铁也纷纷将业务扩展到汽车物流领域。
中国现代汽车物流的发展已进入以整车物流为主、向零部件入厂物流、零部件售后物流以及进出口物流方向延伸的竞争新格局。
近几年来，中国的汽车第三方物流取得快速发展，兴起了一批专业的汽车物流第三方物流公司，可以说，中国汽车物流已经进入理性快速发展时期。
同时，国家政府对汽车零部件物流问题也高度关注。
第三方汽车物流具有专业化、规模化和社会化特点，是物流资源整合的主要承担者。
在欧美发达国家和地区，以第三方物流供应商或者领头物流供应方身份加入汽车供应链已成为主流，80%以上的汽车制造商均将汽车物流外包。
随着中国汽车产业的发展，汽车供应链的社会分工日趋专业化，特别是面临外资跨国物流集团的威胁，加快第三方汽车物流企业的发展，增强市场竞争力，既是整合汽车物流资源的有效途径，也是应对跨国物流集团挑战的有效途径之一。
中国汽车第三方物流行业还存在一些问题，采取资源整合战略，实现汽车物流企业间资源的优势互补，是中国汽车物流业提高行业发展水平、增强企业竞争能力、降低企业物流成本、提高物流服务质量的最优选择。
[1]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主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。
1.1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企业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，即面向所有企业。
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企业之一—日本邮船丰富的汽车运输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企业，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）合同配送，即通过签订合同，为一家或数家企业提供长期服务。
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企业由于共同的物流需求，在充分挖掘利用个企业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）公司与中国三大企业集团——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企业的物流配送服务，主要客户有长安、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企业和连锁经营企业创建完全是为本企业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企业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。
1.2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企业已得到不同程度的发展，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一样，也存在着不少缺陷，主要表现在以下两方面：
1.技术支撑不够。
我国目前许多物流企业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乏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。
二．安吉汽车公司的现状及需要解决的问题
安吉汽车物流有限公司（以下简称“安吉物流”或“公司”）成立于2000年8月，是上汽集团旗下的全资子公司。
安吉物流是全球业务规模最大的汽车物流服务供应商，共有员工17,000人，拥有船务、铁路、公路等10家专业化的轿车运输公司以及50家仓库配送中心，仓库总面积超过440万平方米，年运输和吞吐量超过570万辆商品车，并且全部实现联网运营。
公司以“服务产品技术化”的理念，从事汽车整车物流、零部件物流、口岸物流以及相关物流策划、物流技术咨询、规划、管理培训等服务。
提供一体化、技术化、网络化、透明化、可靠的独特解决方案的物流供应链服务。
安吉物流作为一家为汽车及零部件制造企业提供服务的第三方物流公司，下属业务包括整车物流、零部件物流、口岸物流等三大业务板块（图1），客户包括上海大众、上海通用、上汽通用五菱、一汽丰田、广汽丰田、比亚迪等几乎国内所有主机厂。
2011年汽车物流量达574万辆，营业收入达132亿元，取得了业务量、收入、市场占有率均排名国内同行第一的骄人业绩，在国际同行中也名列前茅。
目前，安吉物流是中国物流与采购联合会汽车物流分会轮席理事长单位，5A级物流企业，“安吉”品牌荣获上海市服务类现代物流名牌称号。
安吉物流的历史沿革可追溯至1988年6月，是当时上海汽车工业供销公司下属的长征储运经营部。
经过二十多年的发展，公司成功实现了从企业内部物流到第三方物流的发展转型。
整车物流板块以安吉物流整车物流事业部为依托，下属子公司拥有自有公路运力3000余辆，加盟公路运力12000余辆，自有铁路车皮348节，自有滚装轮13艘（其中海轮10艘、江轮3艘），在全国管控总面积440万平方米的仓储资源，建立了“十大运作基地”,形成了全国性的整车物流网络。
在整车物流运作模式上，公司创出了一套适合于中国汽车物流发展的运营管理模式----VLSP整车物流服务供应商管理模式（业界称为3.5PL模式，详见图3），既有4PL轻资产、资源集成管控的功能，又有核心物流资源自行投资运营的3PL特色，将系统管理和实际运作有机结合，从而保障了公司的持续、快速、良性发展，为公司业务平稳发展壮大打下了坚实的基础。
在汽车物流服务关键技术领域，通过集成创新与应用形成了安吉物流的独特竞争力和成套创新技术体系，在汽车物流乃至于一般物流行业具有引领和示范意义。
目前安吉物流配送城市覆盖全国大部分地区，为上汽集团提供了稳定的配送服务。
随着市场不断的扩大，安吉物流承载的车辆的品牌类型也越来越多。
俨然如何选择最佳运输方式及线路、如何让降低运输成本永远是物流企业所要关注的问题。
本节将围绕安吉汽车运输的优势与存在的问题这两方面对安吉汽车物流运输的现状进行分析，并以此来论证优化安吉物流网络配送的必要性。
2.1安吉汽车物流运输优势分析
（1）安吉汽车物流有限公司拥有庞大的规模和完善的体系
目前安吉汽车物流公司共有员工17,000人，拥有船务、铁路、公路等10家专业化的轿车运输公司以及50家仓库配送中心，仓库总面积超过440万平方米，年运输和吞吐量超过570万辆商品车，并全部实现互联网运营。
公司提供一体化、技术化、网络化、透明化、可靠化的独特解决方案的物流供应链服务。
在汽车物流行业规范与标准体系制度上，安吉物流参与定制了多个行业标准，体现了行业领军企业的社会责任。
（2）安吉拥有广泛的客户群
安吉物流作为一家为汽车制造企业提供服务的第三方物流公司，客户包括上海大众、上海通用、上汽通用五菱、一汽丰田、广汽丰田、比亚迪等几乎国内所有主机厂。
公司历年来多次获得上海大众、上海通用、上汽通用五菱、一汽丰田、广汽丰田等客户授予的最佳供应商等奖项。
这为安吉与客户建立了良好的合作伙伴关系，促进了双方各自的发展。
2.2安吉汽车物流运输问题分析
然而，安吉物流有限公司在运输方式上还存在一些问题，目前主要存在以下问题：
（1）运输方式的选择，降低运输成本
目前安吉物流为客户提供的大多是点对点的运输服务。
或公路运输、或水路运输、或多式联运、或建立中转站等，不管采用哪种运输方式，安吉都需要实现经济成本最小、时间成本最短的目标。
这样才会保证货物准时准地送到准客户那里的同时为自己赢得更大的利润空间。
（2）可供调度的运力
安吉除承担上海汽车的整车运输外，也承担着其他公司的整车运输，不同地域不同公司品牌车辆的协调运输也是安吉物流面临的一个挑战。
根据订单要求，对周边的车辆进行调度。
对于南京仓库和上海仓库的两种不同品牌的车辆，安吉物流也需要进行整合，将同方向的运输订单进行协调优化，以实现规模化进而减少成本。
（3）低碳、绿色、环保物流
物流作为重要的服务业门类，也必须走低碳化道路，这是未来物流产业发展的必经之路。
随着公司运量的增加和国家节能减排政策的倡导，企业怎样在低碳物流发展中提高附加值，怎样实现物流低碳化的转型，决定着企业未来市场占有多少先机。
此外，市场竞争的激烈对于回城空载率也提出了一定的要求。
（4）物流运输优化问题
物流运输优化问题是研究运输方式选择的问题，以实现运输费用的节约或时间的节省，这对于提高交通运输服务水平、竞争能力以及其社会综合效益或效率。
故研究多式联运具有重要的现实意义。
另外，多式联运还是现代物流系统中竞争协作的方式。
物流运输问题是研究运输方式选择的问题，而运输方式的选择和很多因素有关，如运输时间、运输费用、运输路径等因素，故物流运输优化问题是个多目标优化问题。
故问题的关键是如何选择运输方式，使得运输总费用尽量降低同时使运输总时间尽量缩短。
应该根据具体情况分析各自情景下的合适做法，借助实例可以具象化抽象的理论，方便理解。
而物流案例中存在很大的相关性，真正明白一个案例，可以解决一类问题。
下面就是上海安吉汽车运输公司的相关案例：
安吉物流承担着上海汽车两大基地商品车的运输业务，负责为客户提供点对点的运输服务。
公司根据订单的具体要求，选择合适的运输方式和路线，从上海或南京的仓库发货。
上海基地生产车型为荣威A，南京生产的车型为荣威B。
上海工厂生产出来的汽车存储在临港库，库容为12000台。
南京工厂生产出来的汽车存储在南京库，库容为6000台。
表1运输方式特征参数模拟
费用
（元/辆*公里）
运输标准说明
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500公里
0.364
单台轿运车的装载能力为10辆商品车
临港库每天装载量为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/江轮）
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
在长期的合作中，上海汽车对安吉物流汽车运输提出了一些具体的要求，如：
（1）商品车要求“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，缩短运输在途时间
（3）提高商品车交车时完好率（过多的交接环节会降低交验时的完好率）
（4）形成商品车运输配送网络
而安吉物流在保障客户要求的前提下，考虑自身的情况，对整车运输业也制定了一些规定：
（1）多种运输方式并行：
i.降低单一运输模式的风险
ii.在合理范围内起到优化成本作用
（2）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。
（3）充分利用现有资源，降本增效
上海汽车根据各城市之前月份的销售记录，对下一个月的销量进行预测，并且制定下一月份需要安吉物流配送的运输订单。
对于订单，上海汽车要求安吉物流在下单后的两天内发运订单40%的商品车；5天内发运80%的商品车；8天内发运100%的商品车。
表6-2是上海汽车A和B品牌汽车某月的销量表。
表2上海汽车A和B品牌汽车某月销量表
城市
A销量（辆）
B销量（辆）
A销量（辆）
B销量（辆）
长沙
320
280
南京
2678
1958
武汉
301
266
上海
1430
900
南昌
265
229
合肥
362
268
杭州
1030
1384
广州
576
858
西安
280
210
南宁
146
110
兰州
160
110
福州
326
246
银川
102
73
海口
59
47
郑州
523
468
北京
268
184
昆明
255
344
天津
190
228
贵阳
108
111
石家庄
436
471
成都
890
1038
哈尔滨
120
130
重庆
360
288
沈阳
462
365
拉萨
32
10
长春
254
191
乌鲁木齐
217
169
济南
1247
997
呼和浩特
268
224
太原
210
179
安吉物流接到订单后，首先考虑的是运输方式的选择，或公路运输，或水路运输，或多式联运，或建立中转站等。
但是不管采用哪种运输方式，安吉物流都需要实现经济成本最小、时间成本最短的目标。
对于全国三十多个省市的整车运输，安吉物流一直在寻求最佳的运输方式及线路组合方案。
其次考虑的是可供调配的运力。
根据订单的时间和要求，对周边的车辆进行调度。
对于南京仓库和上海仓库的两种不同品牌的车辆，安吉物流也需要进行整合，将同方向的运输订单进行协调优化，以实现规模化进而减少成本。
3．问题的分析与解决
3.1整体运输途径
物流运输优化问题是研究运输方式选择的问题，以实现运输费用的节约或时间的节省，这对于提高交通运输服务水平、竞争能力以及其社会综合效益或效率。
故研究多式联运具有重要的现实意义。
另外，多式联运还是现代物流系统中竞争协作的方式。
而运输方式的选择和很多因素有关，如运输时间、运输费用、运输路径等因素，故物流运输优化问题是个多目标优化问题。
故问题的关键是如何选择运输方式，使得：
（1）运输总费用尽量降低；
（2）运输总时间尽量缩短。
现代物流具有：
运输，仓储，装卸，搬运，包装，流通加工，配送，信息处理等八大功能。
作为八大功能的中两个主要功能之一，运输的合理性将直接决定能否在满足需求的条件下使物流总成本降到最低。
选择合理的运输方式至关重要！
运输方式是客、货运输所赖以完成的手段、方法与型式，是为完成客货运输任务而采取一定性质、类别的技术装备（运输线路和运输工具）和一定的管理手段。
现代运输方式有铁路运输、公路运输、水上运输、航空运输和管道运输等。
而汽车物流运输的方式则主要是水上运输，公路运输，铁路运输。
水路运输的特点是运量大，成本低，非常适合于大宗商品车的运输，并且通航能力几乎不受限制。
但是采用水路运输，不可避免的会涉及到短驳问题。
当船舶到达码头后，需要短驳车将这些商品车运往目的地。
对于沿海沿江的运输，船舶到达码头后，商品车可免费停泊两天，这样码头也就相当于整车运输的临时仓库。
相比较水路运输，公路运输的特点是快速、机动、灵活，即车辆可随时调度、装运，各环节之间的衔接时间较短，可实现门对门的服务，但是公路运输也有缺点，如运量少、成本高等，这与水路运输刚刚相反。
铁路运输载运量大，连续性强，行驶速度较高，运费较低，运行一般不受气候、地形等自然条件的影响。
但由于铁路运输的线路是固定的，并且运费没有伸缩性，因此在本案例中我们暂不考虑。
因为考虑到是月需求量，而陆运是随时可以开航，水运每周开航两次，因此我们假定时间成本的要求要次于运输总费用的要求。
然后根据案例情景分析最佳方案。
我们可以把案例中所给的信息转化为相应的数学模型，其表示如下：
由所给的表1运输方式特征参数模拟，可表示出运输方式分别为公路、海运时每辆汽车所需的运输费用。
设
为运输行驶的里程，费用价格
随市场油价变动。
（1）若为公路运输，则行驶
公里每辆车所需的运费函数为：
其运输标准和要求为：
轿运车装卸商品车时间均为0.5天，日行驶500公里。
单台轿运车的装载能力为10辆商品车，临港库每天装载量为5辆轿运车，浦口为3辆轿运车。
（2）若为海运（内河），则行驶
公里每辆车所需的运费函数为：
其运输标准和要求是：
每周二六开航一次，船速400公里/天（仓位：
300辆/海船，200辆/江轮）。
目的地是码头可免费堆放两天，船舶满载发运，装卸能力为每天200辆。
我们首先来分析本案例中的运输方式，运输的费用，运输时间。
1.运输方式分析
商品车的发货地分别在南京和上海。
两座城市地处中国交通重地的江浙地区，倚江而建，北接山东，河南，河北等华北地区，南临福建，浙江，等东南地区，东接太平洋，无论是为水路运输还是陆路运输都提供了极大的便利。
而商品车的需求地涉及北京，沈阳，重庆，广州，海口等大中城市，遍及全国范围内的各个地区，也为运输方式的选择上提供了巨大的可选空间。
2.运输费用
根据案例中所给，陆运费用普遍比水运费用要高：
陆运单位辆公里数的费用随着距离的增加，从2.0a到1.3a不等。
而水路运输分为江运和海运，其单位辆公里数均为1.0a。
如果单从费用的角度考虑，则应该优先考虑水运，当没有水运的条件下再考虑陆运。
而实际的运输是要考虑多方面因素的一项复杂的方案选择的结果，如果考虑到运输时间等情况时应该另行计算。
3.运输时间和规模
水运的运输时间明显较陆运要慢。
水路运输是400公里每天，陆运则是500公里每天；水路运输是只有每周的二六两天开航，陆路运输则没有开航限制，可以在任意一天开始运输。
水路运输相较于陆路运输的规模更大：
水路运输是每船装载300辆商品车（海运）或者200辆商品车（陆运），码头每天装载200辆商品车，而陆运临港库每天装载50辆商品车，浦口库则只有30辆商品车。
3.2解决方案
1.主干路线
案例中给出了需求的单位是月，即每月的需求量，因此本解决方案中假设时间的要求要次于运输成本的要求。
基于以上假设，我们采用优先考虑的水运，辅助以陆运的多式联运的基本方案。
一方面保证了运输的成本的问题，另一方面兼顾了在时间的要求。
同时考虑到规模效应对于运输的影响，方案采用分方向集中化运输，沿路卸载该城市及周边城市所需商品车，剩余继续前行至更远的商品中转站。
例如：
南京----天津-----沈阳----长春方向的线路运输，首先从南京驶出的海运船所装载的商品车的数量应该满足整条线路的需求，当轿运车队行驶至天津时，卸载一定数量的商品车，卸载的商品车的数量应当是天津及其附近城市济南，太原，石家庄的需求量的和。
卸载下的商品车在满足天津本地的需求后天津方面负责转运剩余的商品车至济南，太原，石家庄。
另一方面未卸载的部分继续向沈阳附近行驶，到沈阳后卸载下沈阳及附近城市所需商品车的总和数目后，车队继续向长春行驶。
根据全国的地区分布及其地理环境，大致分为四条线路进行车辆的运输，分别是，东北及北方线路，西北线路，西部线路，西南线路。
大致的路线及经过城市图如下所示：
其中粗红线是主要线路，经过的城市均可作为中转站，黑细线连接的是中转站与之对应的所要转运的附近城市。
4条主干线路如上图，其中
1.东南线路
东南线路中主干线路经过的城市依次为南京----上海----杭州-----福州------广州----海口。
而在广州卸载车的数量应该是广州和南宁的需求量之和。
主干线路的运输方式采用海运的方式，广州至南宁段采用陆运的方式。
2.西部线路
西部线路的主干线路经过的城市依次为上海-----南京----武汉--------重庆。
主要采用江运的方式。
同时武汉负责长沙和南昌的商品车的需求，可以采用江运或者陆运的运输方式；南京负责合肥的商品车需求，可以采用陆运的运输方式；重庆负责成都，昆明，贵阳和拉萨的商品车需求，同样采用陆运的方式。
3.西北路线
西北路线主要是陆运的方式，其主干线路经过上海----南京-----郑州-----西安-----兰州。
同时兰州负责乌鲁木齐和银川的商品车辆的需求。
兰州至乌鲁木齐和银川也主要采用陆运的方式。
4.北方及东北线路
该线路较明显的运用了多式联运，南京----上海------天津-----沈阳------长春-----哈尔滨。
其中南京----上海-----天津段主要采用水运的方式，（考虑到该线路初期的大运载量，水运成本更低）。
天津-----沈阳-----长春-----哈尔滨主要采用陆运的方式（因其处于线路后半段，运量不大）。
同时天津负责北京，太原，石家庄，济南的商品车的需求，主要也采用陆运的方式。
其城市之间的关系的树状图如下图所示
针对A、B不同产品考虑不同地点是江海运、公路运输、还是多式联运。
根据收发货地点可以简略画出加权图G=[V，E]（其中，V为各城市点，E为权重值，包括路程S、运货量Q、运费P）。
当权值为路程时，可根据求树的最短路径的D式算法求出从上海或是南京到达各个城市的最短距离；当权值为时间时，同理可求得从上海或南京到达各个城市的最短时间。
（注：
时间、路程数据的取值可能与实际存在些差异，这个会根据具体实际情况进行订正）。
然后再综合考虑距离和时间等因素，根据各个城市所需的销售量来设定较为合理的路线。
2.细化路线
再接下来的细化计算路径到相邻城市之间的走法，就要用到运筹学的一些计算方法，使在相邻城市之间路径的路程最短。
由于文字限制，就不能一一写出各个地市的具体路线。
在这里选用天津市到石家庄市作为模型进行分析，其他相邻城市之间的路线选择可以参考本模型。
石家庄到天津之间的地图如下所示
从天津出发可以从不同的路线到达石家庄市。
将以上地图化为流程图则有
*线上的数字表示两相邻城市之间的路程
将石家庄用v1表示，保定用v2表示，霸州用v4表示，深州用v3表示，沧州用v5表示，天津用v6表示。
那么则有
V1--v2=75;v2--v4=78;v4--v
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