物流设计大赛作品

第一章现状分析与设计思路 .................................................................................. 1

1.1 现状分析 ........................................................................................................................ 1

1.1.1 基于PEST的宏观环境分析 ................................................................................................ 2

1.1.2中观环境分析——我国快递行业现状 ............................................................................... 3

1.1.3 微观环境分析——基于案例的SF网络现状分析 ............................................................ 4

1.2 设计思路及结构 ............................................................................................................ 6

1.2.1金字塔模型与设计思路 ....................................................................................................... 6

1.2.2 方案结构概述 ...................................................................................................................... 7

第二章分拨中心的改造 .......................................................................................... 9

2.1 分拨中心现状分析 ........................................................................................................ 9

2.1.1现状分析 ............................................................................................................................... 9

2.1.2存在问题 ............................................................................................................................. 10

2.2 流程优化 ..................................................................................................................... 11

2.2.1设计原则 ............................................................................................................................. 11

2.2.2收件流程优化 ..................................................................................................................... 12

2.2.3 分拣流程优化 .................................................................................................................... 15

第三章物流线路优化 ............................................................................................ 19

3.1粤闽干线调整 ............................................................................................................... 19

3.1.1粤闽干线现状分析 ............................................................................................................. 19

3.1.2基于鱼骨分析法的问题分析 ............................................................................................. 19

3.1.3.基于启发式算法的运输优化 ............................................................................................ 20

3.1.4效益分析 ............................................................................................................................. 28

3.2 华东区干线网络优化 .................................................................................................. 30

3.2.1华东干线现状分析 ............................................................................................................. 30

3.2.2基于吞吐能力匹配的区域优化 ......................................................................................... 31

3.2.3效益分析 ............................................................................................................................. 34

3.3 航空运输网络规划 ...................................................................................................... 35

3.3.1 航空货运现状分析 ............................................................................................................ 35

3.3.2航空枢纽的选址 ................................................................................................................. 35

3.3.3基于动态规划的航空线路规划 ......................................................................................... 40

3.3.4效益分析 ............................................................................................................................. 44

第四章 “低碳”引领未来 .................................................................................... 47

4.1 战略制定 ...................................................................................................................... 47

4.1.1“低碳”及“低碳经济”的概念 ...................................................................................... 47

4.1.2 必要性分析 ........................................................................................................................ 48

4.1.3战略定位——低碳运输 ..................................................................................................... 49

4.2多层面方案制定 ........................................................................................................... 50

4.2.1 运输工具的选择方案 ........................................................................................................ 50

4.2.2运输路线的优化——基于货物周转量的碳排放量核算 ................................................. 57

4.2.3调整运输方式方案 ............................................................................................................. 63

4.3小结 ............................................................................................................................... 69 方案总结 ..................................................................................................................... 70

参考文献 ............................................................................................................................. 71

附录1：案例三设备图片 .................................................................................................. 72

附录2：城市间运输高速路段情况 .................................................................................. 74

附录3：案例二华东地区程序 .......................................................................................... 74

附录4：十七个城市间的航段距离 .................................................................................. 76

附录5：航空枢纽选址程序 .............................................................................................. 77

附录6：航空线路规划程序 .............................................................................................. 80

附录7：航空网络改进前成本 .......................................................................................... 84

附录8：航空网络改进后成本 .......................................................................................... 85

附录9：航空网络改进前时效 .......................................................................................... 86

附录10：航空网络改进后时效 ........................................................................................ 87

附录11：案例十三非线性拟合MATLAB程序 ............................................................. 88

第一章现状分析与设计思路

本章通过对SF集团的宏观环境、中观环境进行分析，并基于案例

对SF的网络现状进行分析，找出现存问题。然后提出“金字塔”模型

的物流网络整合与优化设计思路及结构。

1.1 现状分析

SF速运（集团）有限公司成立于1993年3月，是一家主要经营国际、国内速递及报关、报检等业务的民营速递企业。近几年来，SF以“成就客户，推动经济，发展民族快递业”为经营理念，发扬 “诚信（faith）, 正直（integrity），责任（responsibility）, 服务（service）, 团队（team）”的核心价值观，使SF集团得到了健康快速的发展。在2008年，集团就确定了未来发展的战略目标：在十年内，发展成为国内领先、国际有一定影响力的大型速递企业集团。随着快递行业的竞争日益激烈，市场需求瞬息万变，客户要求也不断提高，要实现这一目标并不容易。这就需要对集团所处的宏观环境、行业环境以及集团内部环境进行细致分析，为确定合适的企业定位，制定适当的企业发展战略服务。

SF现状分析如图1-1所示，主要从从宏观环境、中观环境和微观环境三大环境分点阐述宏观环境现状、我国快递行业现状以及基于案例的SF本身的网络现状。

宏观环境是指对企业及其行业环境具有较大影响的客观因素的总体，主要包括政治、经济、社会和技术环境。方案采用PEST分析方法对SF集团所处的宏观环境进行了分析，如表1.1所示。

表1.1基于PEST的宏观环境分析

1.1.2中观环境分析——我国快递行业现状

快递行业的市场空间巨大，发展前景广阔。目前，我国的快递市场有三大竞争主体——EMS、外资快递巨头、民营快递企业。他们对SF的威胁如图1-2所示：

的实力，增强竞争力。

1.1.3 微观环境分析——基于案例的SF网络现状分析

快递业中有三个要素是十分重要的，即平台（信息中心）、网络（物流网络）以及终端（客户）做好以上三个方面将有助于大大提高SF的市场竞争力。通过对本案例的分析，SF集团的网络结构主要存在以下几方面的问题：分拨中心效率低、配送网络不合理、运输理念落后等问题。表1-2对上述问题进行了汇总，这些问题也是本方案要一一解决的。

表1.2 基于案例的SF网络结构问题分析

1.2 设计思路及结构

1.2.1金字塔模型与设计思路

物流网络是由多个节点和联系节点的连接（线路）共同构成的立体式配置系统。物流要素中的包装、装卸搬运、保管、分拣、流通加工等业务是在节点上完成的。这些节点在空间和时间上并不是孤立的点，通过线路将它们一一联接，相当于金字塔模型中的顶点。在线路上进行的业务主要是运输，包括集货运输、干线运输、配送运输等，这些业务使物流网络由简单的“点的集合”升华为“线的集合”，相当于金字塔模型中的棱。运输理念的提升则贯穿到整个物流网络中，相当于金字塔模型中的三角形面，它将每个模块有机地结合在一起，形成坚不可摧的金字塔。

金字塔模型中点、线、面三者之间是相互制约，相辅相成的，离开了其中如何一个，物流网络系统必然陷入瘫痪。物流网络优化的目的是实现物资的空间效益和时间效益，在保证社会再生产的条件下，实现各个环节的有效衔接，并取得整体的最佳经济效益。

图1.3 SF速运核心业务网络图

各级分拨中心是金字塔模型中的顶点，它们是快递网络的基本组成元素；航空、公路干线为金字塔模型中的棱边，它们是连接各级分拨中心间的枢纽；运输理念则是金字塔模型中的面，是快递网络得以快速发展的指挥棒。各级分拨中心，干线及运输理念共同构成了快递网络这个有机整体。

为贯彻这一思路，更深刻地阐释金字塔模型的内涵，实现方案的设计目标，需要对顺丰快递网络进行科学的现状分析，设定合适的战略布局，制定可行的战术方案。因此，我们将方案的主要内容分为：现状篇、节点篇、线路篇、理念篇，进行分层阐述，此外，在方案最后进行设计的总结。

在现状层面上，本方案通过对顺丰快递的宏观环境、中观环境、微观环境的分析和考察，参考相关资料，确认了顺丰集团的企业使命。并基于此，提出了顺丰快递的发展定位和优化策略。

在节点层面上，本方案通过对顺丰快递各级分拣中心存在的不足进行总结，设计出一套适合于顺丰自己的流程优化方案，重视方案的可操作性及规范性，对其进行了投资效益分析及效率分析。

在线路层面上，本方案通过对顺丰现有物流网络现状分析，利用电脑技术发现其中的缺陷，对现有的物流网络进行整合和优化，牺牲部分时效，压缩成本，并提出了适应于企业发展的短期和长期规划，并做出了详细的成本分析。

在理念层面上，本方案结合目前关注度很大的二氧化碳问题，提出了合理的碳排放核算标准，并以此来对顺丰未来及现在可能采用的运输工具进行碳排放标定，提出了一套适合于发展企业形象的措施。

1.2.2 方案结构概述

通过对案例的分析，根据顺丰公司的现状，通过分析具体问题从整体的角度提出了详细的解决方案，具有很强的针对性和整体性，同时配合图表，工程软件的形式直观地将方法展现出来。本方案共涉及四个案例，每种方法的提出我们都进行了成本核算和效益分析，列出详细的步骤，确保了方案的可操作性和有效性。基于案例涉及的问题多样化的特点，本方案应用了数学建模、计算机技术、运筹学、管理学、物流工程、环境科学等多门学科和技术来解决问题。我们设计了完整的作业流程图，并建立了数学模型、财务分析报表、程序模型。方案详细结构如下表：

表1.3方案结构表

第二章分拨中心的改造

金字塔是世界上最棱角分明的建筑，它由最基本的点，连接成线，再汇聚成面，看似简单，却组成了最稳定的结构。

本章对SF的流程仔细的研究，类似金字塔的结构，我们由点出发，对收件环节和各个集散中心进行优化，从而对整个流程进行再设计，达到投资合理、效率提高成本节约的目的，更重要的是，长远来看，会大大提高SF在快递行业的竞争力，成为行业的佼佼者，使SF这座金字塔更加宏伟。

快递行业是个惜时如金的行业，比竞争对手快一秒，就多了一份抢占市场的几率。但是随着科技的不断进步，物流速度不断提高，顺丰也就到了那个所谓的瓶颈期。如何能在激烈的竞争中立于不败之地？关键便是以总成本领先的战略为基本战略，对服务品质进行提升。本章对SF集团现有的分拨中心流程进行了问题分析，并根据业务需求进行了分拣流程的优化，以提高分拣能力。同时，我们还做了流程优化方案的投资成本分析，对方案的经济可行性进行分析。

2.1 分拨中心现状分析 2.1.1现状分析

目前SF集团的分拨中心还采用人工分拣的方式，很显然人工分拣效率低下，错误率高，随着集团业务量的增长这必将成为速递全过程的瓶颈问题。现在SF的收件以及分拣流程如图2.1所示。

寄件客户

集散中心

图2.1 SF现有收件以及分拣流程图

①有寄件需求的客户给呼叫中心打电话； ②呼叫中心人员通知收件员去收取邮件；

③收件员收取货物，并对货物进行检验，并收取邮费，同时用HHT扫描条码，上传信息，证明邮件已收；

④、⑤将邮件由各点部收集，并运往集散点，然后运往集散中心； ⑥集散中心人工分拣，送往其他集散中心。

2.1.2存在问题

目前SF集团现有分拣系统存在着设施设备落后，机械化、信息化程度低，工作效率低等问题，列出现有分拣系统存在的主要问题及其具体表现如表2.1所示:

表2.1 分拣系统问题及其具体表现表

2.2 流程优化 2.2.1设计原则

（1）降低运作效率成本设计原则

所谓运作效率成本是指企业为提供产品或服务这一过程所发生的组织运行成本，这些支出虽不增加产品的价值，但又是必须的，它们的发生直接影响着产品成本的形成过程。由于在一定的技术条件下，材料成本与人工成本降低的可能幅度毕竟有限。因此，如何有效地降低企业的运作效率成本显得十分重要。（2）信息化设计原则

信息化建设又可以分为以下四个层级:

第一层次：单点应用。针对个别功能的各种软件工具和单点系统的建设。第二层次：流程优化。是针对企业的个别业务流程或管理职能，实施部门级的信息系统建设。

第三层次：综合管理。是针对整个企业的综合管理，实施企业级的信息系统建设。

第四层次：公共平台。所要解决的问题是整个行业的信息化问题，如物流信息的发布与共享，物流行业与其他相关机构的信息交互。

目前，仅有少数规模较大的物流企业的信息化已经达到第二层次，占中国物流企业总数的18%左右。而达到第三层次的物流企业，仅占5%左右。未来，随着物流国际化、物流高级化的发展以及现代高新技术的迅速发展，物流系统各个环节的作业将会出现标准化、自动化、智能化为主的发展趋势。（3）自动化设计原则

大力发展自动化设备，同时加强信息管理、生产管理自动化，是各集散中心发展的必然趋势。但是，将自动化设备的投入多少作为衡量一个企业现代化程度的标志，这种观念是不正确的。片面追求使用自动化设备，往往因缺乏规模经济效益或弹性不足而导致失败。因为只有经过合理的分析，将需求的满足、效益的改善和成本的投入综合考虑来引入自动化设备，才可能最大的发挥自动化整合的效果。

图 2.2 优化原则图

根据以上优化原则，结合企业的实际情况，下面提出收件流程和分拣流程的优化方案。

2.2.2收件流程优化

（1）现状分析

SF目前的收件流程如图所示：

图2.3 SF目前的收件流程图

存在的问题及具体表现如表2.2所示：

表 2.2 存在的问题及具体表现

针对上述问题，依据设计原则，对原流程的相关部分进行优化，其中包括包装标准化、收件流程优化。（2）分离文件与包裹业务

如今国内的快递行业还没有采用文件与包裹业务分离的管理结构。这种结构具有以下缺点：

① 收费标准缺乏科学性

一个文件快递不管从重量及包装上的成本远远小于一个包裹快递，但是文件快递的价格却没有相对与包裹业务的优惠，而是采用一刀切的方法。 ② 分拣效率低

对于人工分拣：人的神经系统具有惯性，从一件事物到另一件事物，人的神经系统的判断存在延时性。随着员工分拣的疲劳增加，即变得迟钝了，在此基础上，分检人员的分拣错误率迅速提高。

对于自动分拣：一般文件的分拣速度快于包裹，分拣后可提高文件业务的时效性，形成行业优势（3）包装标准化

包装就是维持产品状态、方便储运、促进销售，采用适当的材料、容器等，使用一定的技术方法，对物品包封并予以适当的装潢和标志的操作活动。对不同类别快递货物进行合适的分类，不仅可以提高货物的储运效率，而且对外界而言这还能成为一种品牌宣传，一个整齐划一的包装让公众无意之中提高了对他的信

任度。但对于分拨而言，包装的保护功能，方便更能则比较突出。

目前，SF没有对所有邮件进行标准化盒式包装，这对于发展自动或半自动分拣都是一个阻碍。然而，自动化分拣是未来发展的必然，因此必须实行包装标准化。经查阅资料一下五款包装纸箱比较适于快件包装标准化，它们的固定规格如下：

① 250200180mm ② 300250200mm ③ 360300250mm ④ 530320230mm ⑤ 700400320mm （4）收件流程优化

在现状分析时已经找到条码包含信息少、上传包含信息少等问题，针对这些问题，我们有两个思路即：

方案一：不改变条形码，而是在收件员录入信息时建立条码与目的地区号之间的链接，建立数据库，并将数据库信息实时的通过Internet传输到服务器。流程如图2.4所示。

图2.4 收件优化方案一流程图

方案二：改变条形码，即在原来条形码的基础上增添前四位为目的地的区号，对收件员的手持终端进行升级，配备有小型打印机，临时打印单据，使条形码不

但具有区别和查询的传统功能，还包含有目的地信息，利于分拣。流程如下。

图2.5 收件优化方案二流程图

（5）投资估算

① 包装标准化，投资与收入相抵。经查询知批量购进纸质包装盒单个的均

价是1.5元。按09年SF的业务量，即3.5亿票，来计算，需要投入5.25亿元，但是这个成本可以直接追加到价格上，简单来说，就是变动成本增加的同时，收入也增加，所以包装标准化的投资不计。 ② 收件流程投资，对方案一、方案二分别核算。方案一，不改变条码，在收件环节没有投资。

方案二，改变条码，存在固定设备的投入，按现在的市场价格来计算投入。经查询使手持终端升级到带有条码打印功能单个投资大概是2000元，SF现在有4000多名收件员，总投资为800万。

2.2.3 分拣流程优化

（1）现状分析

图2.1已经清晰的反映出现有的分拣流程，存在的问题也很明显，即效率低下、错误率高、信息滞后等，具体分析见表2.1。（2）分拣流程优化

针对上述问题，我们同样提出了两个方案，如下所述。方案一：半自动分拣

设计思路：在原有的分拨中心的设备基础上，配备扫描枪，和信号装置（可以是灯或小喇叭），连接到计算机系统，计算机系统通过Internet与服务器相连。货物由传送带经过扫描枪扫描，扫描到数据传输到计算机系统，计算机识别货物条形码对应的目的地区号，根据已编好的程序（如是否满足029、028、027），满足则计算控制信号装置发出光或声音，然后人工分流。如下图所示：

区号满足029、028、027满足001、002、003

满足010、011、012

图2.6 半自动分拣图

方案二：自动分拣

设计思路：对分拨中心进行改造，在原有基础上改进部分传送带，配备扫描枪和自动分拣装置，连接到计算机系统，计算机系统通过Internet与服务器相连。货物由传送带经过扫描枪扫描，扫描到数据传输到计算机系统，计算机识别到货物条形码含有的目的地区号，根据已编好的程序（如是否满足029、028、027），判断是否满足，满足计算机则控制机械化装置进行自动分流。自动分流装置有摇臂式分拣装置、活动货盘分拣装置、直落式分拣装置、滑块式分拣装置等几种。如下图为摇臂式分拣装置工作流程：

区号满足029、028、027满足001、002、003

满足010、011、012

图2.7 自动分拣流程图

（3）效益分析

假设某个分拨中心控制10个区部，成本投入以及能力分析如下： ① 固定设备成本

根据网络、电话及实地调查，我们了解了固定设备投入的价格和其他费用，汇总如下：

表2.3 固定设备成本表

表2.4 改造及其他费用支出表

② 改造前后的分拨中心的能力比较

改造之后分拨中心的分拣能力有了很大的提高，并且方案二节省了人力。经查阅资料可得汇总表如下

表2.5 改造前后的分拨中心的能力比较表

通过上述分析可以可以看出，方案二投入较大但效率高，方案一投入小效率不高。虽然方案二是未来发展的必然，但是集团可根据自身业务量以及自身的财力状况选择适合自己的方案。

第三章物流线路优化

金字塔的棱边，一面连接着顶点，一面是面的重要组成部分，没有棱边是万万不能的。在物流网络中，线路使节点之间相互联系，同时线路也是物流理念的承载者。线路在物流网络中起着举足轻重的作用。

本章以第三方物流服务供应商的视角，对顺丰速递网络进行了干线网络优化。本章主要针对粤闽干线和华东区干线网络，提出了优化方案。另外对顺丰现有的航空网络规划体系提出了更加完善的规划和评估方法。本章涉及案例二（调整干线网络），案例五（航空资源利用）。

3.1粤闽干线调整 3.1.1粤闽干线现状分析

目前广东和福建之间还没有全货机运行，互寄快件主要通过陆运干线和散航两种运输方式，网络其他区域有一大部分至福建的快件也是通过华南分拨区进行中转，由陆运干线进入福建的三个中转场。由于粤闽之间件量的不断攀升，虽然2007年期间华南分拨区曾经通过把原来的4部7.3吨车辆替换成11.2吨车辆以增加车载位，但现在已很难满足目前业务发展的需求了。

3.1.2基于鱼骨分析法的问题分析

针对粤闽干线的案例，我们采用鱼骨分析法对影响因素进行分析，如图：

图3.1 粤闽干线鱼骨分析图

从鱼骨分析图中，可以看出，运输配送路线的不合理，两地对流运输现象，车辆装载率低，没有设置集散中心，没有采取外包策略都是造成运输配送成本高的原因。我们从第三方物流的角度，结合顺丰公司的具体情况，给出短期和长期的规划，通过设立集散中心，提高车辆装载率，采取外包策略，优化运输路线来实现低成本运营。

3.1.3.基于启发式算法的运输优化

在城市之间选择合理的运输路线及设置合适的集散中心对于降低运输配送成本十分重要。在此，我们可以采用局部启发式算法选择最优路径，建立一次往返运输成本模型如下：假设

根据对实际数据分析，不考虑一些和发车次数和车的行驶距离无关的费用，如保险等，直达线路上发车费用由燃油费用、过路过桥费用、司机费用、折旧费用等构成。假设表示车辆的过路过桥费用与行驶距离成正比，车辆折旧费用与行驶距离成正比，司机每趟发车的费用固定，耗油量与货车负荷成正比，外包费用与货物周转量成正比。集合

A：出发点集合，标号i B：目的点集合，标号j K：车辆集合，标号k 常量及变量说明

C：总运输费用

Co：燃油费用

CR：高速路费用

Cp：司机费用 Cz：车辆折旧费用

Cw：外包费用

Dijk：从出发点i到目的点j之间的运输距离,使用车辆k K0k：空载时耗油量与满载时耗油量的比值

Kfk：燃油费用系数，满载车辆k每公里的燃油费用（元） Kz：折旧系数，车辆每公里的折旧费 KR：过路过桥系数，车辆每百公里的过路过桥费 KP：司机每趟发车的费用 Kw：外包费率

Wijk:从出发点i到目的点j车辆k的载货量 Wk：车辆k的吨位数模型

minCCoCRCpCzCw

Wijk

CoKfkDijkKok(1Kok).................................(1)

Wk

CKD...................................................................(2)RRijk s..tCpKPk......................................................................(3)CKD...................................................................(4)

zijkz

CwKwWijkDijk.............................................................(5)0Kok1....................................................................(6)

约束（1）表示燃料费用的核算方式约束（2）表示过路过桥费用的核算方式约束（3）表示司机费用的核算方式约束（4）表示车辆折旧费用的核算方式约束（5）表示外包费用的核算方式

约束（6）表示空载时耗油量与满载时耗油量的比值范围参数确定

我们通过查阅了相关资料，将司机费用定为200元/次。油耗费用我们假定运输车辆都使用0号柴油。吨位数为7.3T车辆满负荷每百公里耗油15-30升，吨位数为11.2T车辆满负荷每百公里耗油20-35升。假设油价为6.3元/升，每台车车速为60公里/小时。

对于吨位数7.3T车辆

Kok

15300.5 Kfk6.31.89 30100

对于吨位数11.2T车辆

Kok

20350.5714 Kfk6.32.205 35100

对于司机费用

KP200RMB

对于车辆折旧费

Kz0.35RMB/km

对于高速路费

KR1.6RMB/km

对于外包费用

Kw0.3RMB/Tkm

方案一：将方式一和方式二结合，在设立泉州为集散中心的同时进行班次的调整示意图

厦门

出发时班次安排如下：

班次深泉夏0230

泉州

厦门

班次深泉福0300

将从深圳出发的时间相近的班次（深福0300、深夏0230、深泉0400）适当整合成两个班次，具体安排为：使用两辆货车，一辆7.3吨位车经泉州最后到达厦门，一辆11.2吨位车经泉州到达福州。将班次深泉0400拆分，一部分随深（泉）厦0230（7.3T吨位车），一部分随深（泉）福0300（11.2T吨位车），一部分和深泉1630、深泉2330一起采用20T吨位车运送。

为使深福0300、深夏0230实载率为100%，需分别添加深圳到泉州的重量为：1771.76kg、1543.36kg 返回时班次安排如下：

班次福泉深0000

泉州

7.3车辆

厦门

各地车辆回到深圳时，由于班次泉深0000、夏深0030、福深0050时间相近，可将其整合，班次泉深0000推迟到厦门、福州的快件运送达泉州时，然后在泉州重新分派车辆，将福州、厦门以及此时泉州所有快件都转到11.2T货车上，空出的7.3T的车负责运送泉深1630，班次泉深1900我们采用20T吨位车运送。

表3.1 方案一改进的粤闽干线线路一览表

附注：A表示从某地到集散中心，B表示从集散中心到其他各地

方案二：将方式一和方式二结合，在设立厦门为集散中心的同时进行班次的调整示意图

厦门

出发时班次安排如下：

泉州

厦门

班次深厦福0300

厦门

将从深圳出发的时间相近的班次（深福0300、深夏0230、深泉0400）适当整合成两个班次，具体安排为：使用两辆货车，一辆7.3吨位车经厦门最后到达泉州，一辆11.2吨位车经厦门到达福州。将班次深泉0400拆分，一部分随深（夏）泉0230（7.3T吨位车），一部分随深（夏）福0300（11.2T吨位车），一部分和深泉1630、深泉2330一起采用20T吨位车运送。

为使深福0300、深夏0230实载率为100%，需分别添加深圳到泉州的重量为：1771.76kg、1543.36kg 返回时班次安排如下：

班次福泉厦深0000

厦门

泉州

各地车辆回到深圳时，由于班次泉深0000、夏深0030、福深0050时间相近，可将其整合，班次厦深0030推迟到泉州、福州的快件运送达厦门时，然后在厦门重新分派车辆，将福州、泉州以及此时厦门所有快件都转到11.2T货车上，空出的7.3T的车负责运送泉深1630，泉深1900采用20T吨位车运送。表3.2 方案二改进的粤闽干线线路一览表

方案三：针对方式二，只进行班次的压缩整合示意图

附注：A表示从某地到集散中心，B表示从集散中心到其他各地

厦门

出发时班次安排如下：

泉州

厦门

班次深福泉0400

深圳

将从深圳出发的时间相近的班次（深福0300、深夏0230、深泉0400）适当整合成两个班次，具体安排为：使用两辆货车，一辆7.3吨位车经厦门最后到达泉州，一辆11.2吨位车经福州到达泉州。将班次深泉0400拆分，一部分随深（厦）泉0400（7.3T吨位车），一部分随深（福）泉0400（11.2T吨位车），一部分和深泉1630、深泉2330一起采用20T吨位车运送。

为使深福0400、深夏0400实载率为100%，需分别添加深圳到泉州的重量为：1771.76kg、1543.36kg。

返回时班次安排如下：

班次泉深1630

泉州

11.2T车辆

深圳

厦门

各地车辆回到深圳时，由于班次泉深0000、夏深0030、福深0050时间相近，可将其整合，班次厦深0030推迟到泉州、福州的快件运送达厦门时，将福州、泉州以及此时厦门所有快件都转到11.2T货车上，空出的7.3T的车负责运送泉深1630，泉深1900采用20T吨位车运送。

表3.3 方案三改进的粤闽干线线路一览表

附注：A表示从某地到中转地，B表示从中转地到其他各地

3.1.4效益分析

1、引入外包商和自行购买方案运输成本对比 ⑴引入外包商单位运输成本估算

引入外包商单位运输成本=外包费率·货物周转量=4709.78元/回 ⑵自行购买单位运输成本估算

通过查阅资料，网络和电话咨询，我们了解了相应设备的大概价格，估测表如下：

表3.4 泉深班次自行购买设备固定成本估算表

投资总费用=300000+150000+30000=480000元假设设备使用寿命为25年，设备残值为8万元

一次往返运输固定成本摊销=投资总费用/设备使用寿命=87.67元/回

表3.5 泉深班次自行购买设备变动成本估算表

元/回

一次往返运输可变成本=燃料费用+高速路费用+司机费用+车辆折旧费用=5225.4一次往返总运输运输成本=一次往返运输固定成本摊销+一次往返运输可变成本=5343.07元/回

2、引入外包商和自行购买方案载能与费用关系对比，如下表：

表3.6引入外包商和自行购买方案载能与费用关系对比

通过估算对比，采用外包商策略比自行购买节省大概633每回。可以看出，采用外包策略，不仅能够提高车辆实载率，提高配送效率，还有利于降低运输成本。故采用外包策略较好。 3、优化方案调整比较

⑴ 运输成本比较：

通过查阅资料，网络和电话咨询，我们了解了相应设备的大概价格，估测表如下：

表3.7 第一种方式调整初始投入估算表

表3.8 方案运输费用对比表

⑵ 时效比较

表3.9 方案时效延迟情况

方案三：牺牲了部分时效，适合短期内运输成本节约，不需要大量的初期投入，可作为公司的初期五年规划，逐步调整。

方案二：干线的一次性资源投入会暂时增加，牺牲了部分时效，从某种意义上说，采用可推动地区操作模式的变革，适合长远发展。从前瞻性考虑，网络内运输大动脉和主要集散模式的调整优化势在必行。

3.2 华东区干线网络优化 3.2.1华东干线现状分析

华东地区（浙江、江苏、上海）是中国经济最发达的地区之一，也是SF速运业务量较大，发展势头最为迅猛的区域。华东地区的航空资源优势突出，SF在该区域设置有三个可供全货机起降的航空枢纽（一级中转场），分别位于上海，

杭州和无锡。地面网络覆盖华东地区24个大中城市。目前，三个一级分拨场分别承担着所属区域的货物集散，按照三个省的行政区划严格区分分拨场所对应的区域，三个分拨场之间也存在着大量的三角运量，需要优化三地之间的运输方式。三个机场之间的距离不远，需要对三个一级分拨场进行优化，整合机场。

3.2.2基于吞吐能力匹配的区域优化

华东地区业务量较大，而且发展势头迅猛，在未来的某一阶段，业务量可能会超过分拨场的吞吐能力。因此我们要充分利用现有的资源，在不超过吞吐能力的情况下，最大限度地合理安排分拨场划分问题，使机场所在城市的吞吐量能和其负责的地区吞吐能力匹配。假设

在未来的某段时间，顺丰的业务量会逼近分拨场的最大吞吐能力。此时，在尽量节省成本的原则下，如何使上级和下级分拨场吞吐量匹配显得尤为重要。假设，各地的业务量等于其最大吞吐能力，无锡、杭州、上海的吞吐能力等同于本地一级分拨场、二级分拨场之和。假设各地之间的运输均采用公路运输的形式，公路运输的费率固定。假设两地之间的运输距离等同于其直线距离。集合

A:一级分拨场所在城市集合，标号i B:二级分拨场所在城市集合，标号j 常量及变量说明

ai：一级分拨场所在城市横坐标 bi：一级分拨场所在城市纵坐标 mj：二级分拨场所在城市横坐标 nj：二级分拨场所在城市纵坐标

pi：一级分拨场所在城市吞吐能力 qi：二级分拨场所在城市吞吐能力 xij：城市i到城市j的运输量

Z：货物周转量

模型

minZxi1j1

311

11

xijpi(i1,2,3).............................................(1)j1 3s..txijqj(j1,2,,...11)......................................(2)i1

xij0....................................................................(3)目标函数表示货物周转量最小

约束（1）表示从一级分拨场所在城市向二级分拨场所在城市的运输量总和不超过其最大吞吐能力

约束（2）表示从一级分拨场所在城市向二级分拨场所在城市的运输量总和等于其需求量

约束（3）表示运输量大于等于零数据

利用MATLAB读取一级中转场和二级中转场的坐标，对城市进行编号，如下所示：

表3.10 一级分拨场所在城市坐标及对应吞吐能力

表3.11 二级分拨场所在城市坐标及对应吞吐能力

求解

我们采用LINGO编程计算编码如下：

图3.2 LINGO编码窗口

结果如下：

图3.3 程序运行结果

具体安排如下:

表3.12 各分拨场运量安排表

为适应未来业务量的增长，安排无锡负责淮安、镇江、常州地区，杭州负责镇江、南京、绍兴、金华、温州、嘉兴、苏州，上海负责宁波、嘉兴、南通地区。

3.2.3效益分析

我们按比例尺，对路程进行缩放，路程与公里的比例约为1:2.5，假设公路费率为0.3元/吨公里，运输速度为60公里/小时。

表3.13 方案改进前后对比

表3.14 建设新分拨场的费用核算

通过每天多增加52.4元的运输费用，牺牲部分时效，使得企业能够适应华东地区业务量快速发展的趋势，在现阶段土地资源和人力资源费用巨大的情况下，短期内不需要建造更多的分拨场，造成巨大的建造费用。

3.3 航空运输网络规划 3.3.1 航空货运现状分析

全货机资源的运营成本较高且属稀缺资源，现有的规划方法和规划手段相对比较原始，更多依靠规划人员的经验以及对网络运营方面的熟悉程度，而且每一次的规划调整耗时较长，难以适应外部资源及需求变化，而做到规划和评价快速响应，整个工作缺乏一个有效的规划工具和评价工具来实现高效、科学的航空网络规划及评价。同时，现有的全货机航线基本都是“点对点”以及“环型”飞行模式，航线覆盖面小，部分航段装载率过低，往返流向上货量极不均衡，在现有的飞行模式下无法继续投入全货机资源，但单流向上的货量大，不投入全货机资源已经无法满足业务发展需求。；因此我们考虑通过建立“航空运输枢纽”模式解决此问题。

3.3.2航空枢纽的选址

假设

每个机场都有条件成为航空枢纽，收益与运输业务量成正比，收益与单位业务收取的费用成正比，飞行的运营成本与飞行时间成正比，飞行时间与两地间的航段距离成正比。集合

I：始发地集合，标号i J：目的地集合，标号j 常量及变量说明

T(i,j)：表示机场i,j间的航空运输业务量

L(i,j)：表示机场i,j间的航线距离 F(i,j)：表示机场i,j间的收益

A：表示任意两机场间货机每次飞行的固定消耗总和，包括货机的维修费用消耗

和机组人员的消耗（即工资、福利、保险等）

b(i,j)：表示机场i,j间每次飞行的货机运营成本 t(i,j)：表示机场i,j间每次飞行所需的飞行时长（小时）

v：表示货机的平均飞行速度

n(i,j)：表示表示机场i,j间飞行次数

m：表示货机的最大载货量

y(i)：0—1变量，取1表示第i个机场被选为航空枢纽，取0表示第i个机场不

能作为航空枢纽

k：单位业务收取的费用

参数确定

为了便于建立模型以及模型的顺利实现，首先根据货机的使用频率将三种全货机安一定的权值转化为一种全货机。具体实施如下：

表3.15 全货机转化表

通过查询资料，我们将任意两机场间货机每次飞行的固定消耗定为20000元/次，考虑到货机的起降，我们将货机平均飞行速度定为500km/h。我们根据顺丰的网上运费查询系统得知，单位业务收取费用为11元/公斤。

具体参数如下：

A20000yuan,m20.8t,v500km/h,k11yuan/kg

我们利用航段距离查询系统得到机场之间的航段距离，具体如附表。两地间

的航空运输业务量已知。

为方便计算，我们对机场进行编码，具体如下：

表3.16 机场编码表

模型

maxR(i,j)y(i)

i1j1

1717

17

y(i)3..................................................................................(1)i1

y(i)0or1.................................................................................(2)F(i,j)kT(i,j).........................................................................(3)



T(i,j)

s..tn[1]...........................................................................(4)

m

t(i,j)L(i,j)/v.........................................................................(5)

5800t(i,j) t(i,j)4

b(i,j)5300t(i,j) 4t(i,j)6.......................................(6)4845t(i,j) 6t(i,j)8

R(i,j)F(i,j)n[b(i,j)A]...................................................(7)

目标函数表示将枢纽机场运营所得的利润R(i,j)作为目标函数，然后计算出盈利最多的几个机场作为航空枢纽。

约束（1）表示根据实际情况选择其中的三个机场作为航空枢纽

约束（2）表示y(i)为0—1变量，取1表示第i个机场被选为航空枢纽，取0表示第i个机场不能作为航空枢纽

约束（3）表示机场i,j间的收益为单位业务收取费用与机场i,j间的航空运输

业务量的乘积

约束（4）表示飞行次数等于两机场i,j间的运输业务量除以最大载货量加1取整

约束（5）表示机场i,j间的飞行时间的计算

约束（6）表示机场i,j间每次飞行的货机运营成本，与两地间的飞行时间t(i,j)成分段函数关系

约束（7）表示机场i,j间的利润等于收益减去成本求解

我们首先利用matlab对数据进行处理，再用LINGO进行优化求解，具体过程如下：

Matlab编码如下：

图3.4 MATLAB操作界面

Lingo编码如下:

图3.5 LINGO操作界面1

运行结果如下：

图3.6 LINGO操作界面2

其中Y(1)=1,Y(11)=1,Y(14)=1

表3.17 枢纽选择结果

即选择北京，杭州，深圳作为航空枢纽，分别位于华北，华东和华南地区。

3.3.3基于动态规划的航空线路规划

根据航线网络的选取条件（直航与通过中转机场的总成本的比较）求出任意两点之间是否应该选择枢纽机场作为中转机场。假设

假设通过航空枢纽中转有一定的优惠比率集合

I：始发地集合，标号i J：目的地集合，标号j 常量及变量说明

P(i,j)：任意两地ij之间直航成本

Q(i,j,k)：任意两地ij通过航空枢纽k中转所需的总成本 r(i):航空枢纽的优惠函数

：航空枢纽的优惠系数

模型

ymin{P(i,j),Q(i,j,k)}



0.8.................................................................................................................(1)

r(i)(i1,11,14)..........................................................................................(2)

1(i1,11,14)

P(i,j)r(i)r(j)n[b(i,j)A]..........................................................................(3)s..tQ(i,j,k)r(i)r(k)nb(i,k)r(k)r(j)nb(k,j)nA...................................(4)T(i,j)n[1].....................................................................................................(5)

m

5800t(i,j) t(i,j)4

b(i,j)5300t(i,j) 4t(i,j)6.................................................................(6)4845t(i,j) 6t(i,j)8



L(i,k)L(k,j)t(i,j,k)...................................................................................(7) 

vv

目标函数表示取直航和通过航空枢纽中转的总成本较小者约束（1）表示参考资料，我们取航空枢纽优惠系数0.8 约束（2）表示航空枢纽的优惠函数约束（3）表示任意两地ij之间直航成本

约束（4）表示任意两地ij通过航空枢纽k中转所需的总成本

约束（5）表示飞行次数等于两机场i,j间的运输业务量除以最大载货量加1取整

约束（6）表示机场i,j间每次飞行的货机运营成本，与两地间的飞行时间t(i,j)成分段函数关系

约束（7）表示任意两地ij通过航空枢纽k中转所需的时间求解

利用matlab编程程序代码，见附录：

Matlab程序界面

图3.7 航空线路规划Matlab程序界面

输出航空线路安排矩阵如下：

表3.18 航空线路矩阵

附注：其中1代表中转北京，11代表中转杭州，14代表中转深圳，0代表直航

3.3.4效益分析

改进后线路成本节约情况如下：

航空网络改进前成本，改进后成本具体见附录7,8

改进后线路成本节约=（改进前线路成本－改进后线路成本）∕改进前线路成本

表3.19改进后线路成本节约情况

改进后时效情况如下：

航空网络改进前时效，改进后时效具体见附录9,10 时效比=改进后线路时效∕改进前线路时效

表3.20改进后改进前时效比

可以看出，除个别线路外，总体线路在快件不低于现状的情况下，航空网络的成本大幅度地降低，合理规划了航空网络，在保证时效的同时使企业的利润最大化。将程序嵌入到VB中，使程序可视化操作，简易化。还能随着航空运输量的增加，安排人员更新最优的航空线路。

第四章 “低碳”引领未来

面使金字塔不再是个孤立体，同样物流理念使物流网络得到了质的飞跃。

本章从社会效益的角度，提出新的运输理念—“低碳运输”。本章主要围绕“低碳运输”的理念，提出运输工具的选择方案、基于货物周转量的公路碳排放量的核算以及运输方式的选择方案。本章涉及案例十三（做“低碳”的追随着制定引领行业的行动方案）。

4.1 战略制定

4.1.1“低碳”及“低碳经济”的概念

“低碳”，英文名为low carbon,是指较低的或更低的温室气体（二氧化碳为主）排放。所谓“低碳经济”是指在可持续发展理念的指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。

目前，世界各发达经济体都把发展低碳经济，把发展新能源、新的汽车动力、清洁能源、生物产业等作为走出国际金融危机新的增长点。由此不难看出，低碳经济将逐步成为全球意识形态和国际主流价值观。做好低碳经济规划在未来将关乎企业的生死存亡，SF集团如果期望在此次转型契机中获得先机，就必须现在开始重新审视自己的定位和发展战略。但是，目前我国对各个行业还没有制定出关于碳的排放标准。顺丰企业正是如今新兴起来的国内大型的快件速运企业，为广大客户提供快速、准确、安全、经济、优质的专业物流服务。该企业的统计指标主要在于企业的发展管理上，能耗数据，能源利用效率，企业节能减排情况等目前还没有纳入企业统计范畴。面对如今气候与环境问题，顺丰企业必须制定低碳策略，实行节能减排，实现低碳经济。

4.1.2 必要性分析

2009年9月，胡锦涛主席在联合国气候变化峰会上承诺，“中国将进一步把

应对气候变化纳入经济社会发展规划，并继续采取强有力的措施。”伴随经济的增长和经济规模的持续扩大，我国物流业规模快速扩张。然而，物流业以交通运输为主要依托的特点决定了其对能源的需求也将快速增加。我国物流业高能耗的特点决定了物流业节能减排潜力巨大，需引起政府、物流行业和研究人员的重视，并从政策、法律法规、行业约束和管理、技术、运营等多个角度做好物流业的节能减排工作。

对于SF所处的环境及其走低碳之路的必要性作如下分析：

表4.1 SF所处的环境及其走低碳之路的必要性分析表