航线配船课程设计闫海.doc

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1、航运管理课程设计航线配船方案07级航运管理三班闫海 2220071452指导老师：钟铭16 / 18目录第一章 问题描述1第二章 参数准备22.1. 参数概述22.2船舶航行及在港时间的确定22.2.1船舶往返航行时间的确定22.2.2各航线船舶啊在港口停泊时间的计算32.2.3年往返航次数及航次时间的确定42.3 船舶燃油费及物料费润料费用的确定52.4船员工资成本的确定72.5 年修理费、保险费的确定82.6 管理费用82.7 港口使费82.8 营运总成本的计算92.9各型船闲置年度费用92.10 年运输量的确定10第三章 方法说明10第四章 设计结果124.1 最终结果124.2 结果分

2、析13第五章 总结建议14第六章 感想15第一章 问题描述本问题需要解决的是以2011年船队总费用支出额最小为目标，制订这一船队的年度货运航线配船计划。费用总支出可以参照除去折旧费用的年度运营成本进行计算。该船队现有6种集装箱船型，每型船的数量及主要参数见表1-1。本年度内要在6条只挂靠两港的简单航线上承担货物运输任务。所有货物都可能用任一型船运输。各航线挂靠港口和预测2011年每条航线上的集装箱运输量列于表1-2中，各港口操作指标见表1-3。由于某种客观原因，第6型船不能配置在第1航线上营运。假设各型船的年度闲置费用均为购船当时船价的3%。假设各型船年营运时间为350天、载箱量利用率为90%

3、。表1-1船数量及参数技术参数及序号船型 TEU 数量 艘 净吨位NRT 船价万美元航速节kn航行天耗燃油/t航行天耗柴油/t 停泊天耗柴油/t 船员定编1 2200 20 8950 2300 15 45 4 4 20 2 2700 20 21870 2800 17 85 4 4 20 3 3800 20 29640 3600 18 125 4 5 22 4 4400 20 31680 5600 19 141 4 5 22 5 5250 20 36668 5900 20 165 4 5 23 6 6600 15 44880 6300 22 190 4 5 23 表1-2 航线参数航线编号 挂靠

4、港口 航线运量（单向）（万TEU） 1 大连烟台40 2 大连上海90 3 天津上海100 4 天津深圳120 5 青岛深圳4526 上海深圳150 表1-3各港口操作指标港口 大连 天津 烟台 青岛 上海 深圳 装卸效率（TEU/h） 21.6 22.5 22.1 23.7 20.2 20.8第二章 参数准备2.1. 参数概述为了分析研究问题，需要进一步分析确定各种船舶的年度营运总成本。由于本题为了将船舶运营的成本最小化，因此不易将折旧费计入进来，不将折旧费计入的原因有以下原因，第一、对于公司来讲折旧费越大意味着避税效果越好，这与费用支出最小相矛盾；第二、折旧方式多种多样，现在船公司大多使用

5、双倍余额递减方式进行折旧，然而船龄等参数并为给出，在此计算存在困难；第三、船舶的折旧费不因闲置与否而变化，在此计算没有意义。因此在此讨论的成本包括船员工资、年修理费、保险费、年燃油费、润料费、物料费、港口使费，管理费。2.2船舶航行及在港时间2.2.1船舶往返航行时间的确定根据表1-1、表1-3和表2-1（航线里程）的数据可以确定船舶往返航行时间及在港时间。根据公式2-1确定往返航行时间如表2-2所示 （公式2-1）-往返航次航行时间-航线距离-船舶航行速度表2-1 航线里程数据（海里）航线大连-烟台大连-上海天津-上海天津-深圳青岛-深圳上海-深圳距离34855669514251138887

6、数据来源：锦程物流网表2-2 往返航次总航行时间（h）航线/船舶123456大连-烟台46.40 40.94 38.67 36.63 34.80 40.32大连-上海74.13 65.41 61.78 58.53 55.60 50.55 天津-上海92.67 81.76 77.22 73.16 69.50 63.18 天津-深圳190.00 167.65 158.33 150.00 142.50 129.55 青岛-深圳151.73 133.88 126.44 119.79 113.80 103.45 上海-深圳118.27 104.35 98.56 93.37 88.70 80.64 2.2

7、.2各航线船舶啊在港口停泊时间的计算对于各港口的装卸时间的计算，为了便于计算，假设在进行装卸操作时个港口均有4台设备同时作业，所有船舶装箱利用率90%，船舶在港时间为船舶装卸时间的1.5倍。根据公式2-2得到各船型在个港口的停泊时间，如表2-3所示。（公式2-2）-船舶在港停泊时间-船舶最大载重量（TEU）-港口单一设备装卸效率表2-3 各船型在各港口停泊时间（h）123456大连 34.37542.187559.37568.7582.03125103.125天津 3340.5576678.7599烟台 33.5972941.2330358.0316767.1945780.17534100.7

8、919青岛 31.3291138.4493754.1139262.6582374.7626693.98734上海 36.7574345.1113963.490173.5148587.71658110.2723深圳 35.6971243.810161.6586571.3942385.1863107.0913进而根据(公式2-3)求出各航线的停泊时间得到表2-4各船型在对应航线在岗停泊时间的数据表2-4 各船型在对应航线停泊时间（h）航线/船舶123456大连-烟台67.97 83.42 117.41 135.94 162.21 203.92大连-上海71.13 87.30 122.87 142.

9、26 169.75 213.40 天津-上海69.76 85.61 120.49 139.51 166.47 209.27 天津-深圳68.70 84.31 118.66 137.39 163.94 206.09 青岛-深圳67.03 82.26 115.77 134.05 159.95 201.08 上海-深圳72.45 88.92 125.15 144.91 172.90 217.36 2.2.3年往返航次数及航次时间的确定根据（公式2-4）其中船舶在该航线的航次时间得出船舶在对应航次的航次运行总时间得到表2-5的数据。表2-5 船舶航次时间（h）航线/船舶123456大连-烟台114.3

10、7124.36156.08172.57197.01244.24大连-上海145.26152.71184.65200.79225.35263.95天津-上海162.43167.37197.71212.67235.97272.45天津-深圳258.7251.96276.99287.39306.44335.64青岛-深圳218.76216.14242.21253.84273.75304.53上海-深圳190.72193.27223.71238.28261.6298根据（公式2-4）确定各船型在各航线的往返航次数，根据要求，船舶年营运时间按350天计算，得到表2-6的数据。表2-6 2010年船舶航次

11、次数航线/船舶123456大连-烟台73.45 67.55 53.82 48.68 42.64 34.39大连-上海57.83 55.01 45.49 41.83 37.28 31.82 天津-上海51.71 50.19 42.49 39.50 35.60 30.83 天津-深圳32.47 33.34 30.33 29.23 27.41 25.03 青岛-深圳38.40 38.86 34.68 33.09 30.68 27.58 上海-深圳44.04 43.46 37.55 35.25 32.11 28.19 2.3 船舶燃油费及物料费润料费用 （公式2-5）根据公式2-5可求得船舶燃油费用燃

12、油、柴油的价格根据航运在线提供的中国沿海港口6月23日船用柴油、燃油价格的平均值确定，即国产混调船用180CST燃料油 4650元/吨，船供0#柴油 6650元/吨。经计算得到下表数据表2-7 各船型燃油费用成本港口/船型123456大连-烟台54851470.3361464022.9459852743.09大连-上海68563852.8978924669.2477851402.5870412527.94天津-上海76887666.2590185444.9789778723.4990044055.982805729.22天津-深圳101357475.3126593802.8130093497.

13、9青岛-深圳94998093.37116622217.4118832183.71223748.8上海-深圳84000940.78100240609.4100646210.3185199.33润料费按燃料费的8%计算，物料费去燃料费燃料费的10%计算可得表2-8、表2-9的数据表2-8 润料费成本港口/船型123456大连-烟台4917121.8354788219.4474692883.3560大连-上海6313973.5396228112.2076185502.2415633002.235天津-上海7214835.5987182297.8797203524.4736624458.337天津-深

14、圳10127504.2210415672.410834387.2910407479.83青岛-深圳9329777.3929506574.6939784245.0789271339.901上海-深圳8019248.7518051696.8278152048.0127574815.946表2-9 物料费成本123456大连-烟台5923958.7956638114.4776464096.2546335392.530大连-上海7404896.1128523864.2788407951.4798350428.037604553.018天津-上海8303867.9559740028.0579696102

15、.1379724758.048943018.755天津-深圳10946607.3313672130.714061157.7414626422.814050097.77青岛-深圳10259794.0812595199.4812833875.8413208730.912516308.87上海-深圳9072101.60410825985.8110869790.7211005264.810226001.532.4船员工资成本船员工资是船舶运营成本的重要组成部分，船上各职务对应的船员工资如表2-1所示。由于6种船型的船员编制不同，但各船型高级船员人数均为一致，因此定编23人、22人的船舶与定编20人的差

16、别仅在于水手、机工数量的不同，并根据此可以确定各船型的年度工资成本，如表2-2所示。表2-10 2010年6月中国沿海航线船员工资表（人民币）船长大副二副三幅轮机长大管轮二管轮三管轮水手长机工长水手机工厨师电工3231500数据来源：海员之家网站表2-11 各船型的年度船员工资成本技术参数及序号船型 数量 船员定编年总工资成本TEU 艘 人元/年1220020202270020203380020224440020225525020236660015232.5 年修理费、保险费由于数据难以取得，在此年修理费、保险费分别按照造价的3%、0.7%确定，根据计算得到一下数据。由于数据为美元，在此根据2

17、010年7月7日的中美汇率中间价677.81进行汇率换算，得到以下数据表2-12 年修理费、保险费技术参数及序号船价船价保险费/元修理费/元万美元CNY123091274.1228028507.63361708081.24562657015.25592799355.36632989142.12.6 管理费用设管理费占总营运费用的15%，在进行成本核算最后过程再进行计算。2.7 港口使费由于数据难以查找，在此按照每航次每载重吨港口费用为10元/净吨进行估算，使用表2-6 的010年船舶航次次数数据与船舶净吨相乘再乘10，得到表2-13的数据表2-13 港口使费(万元)航线/船舶123456大连-

18、烟台657.38 1477.32 1595.22 1542.18 1563.52 1543.42 大连-上海517.58 1203.07 1348.32 1325.17 1366.98 1428.08 天津-上海462.80 1097.66 1259.40 1251.36 1305.38 1383.65 天津-深圳290.61 729.15 898.98 926.01 1005.07 1123.35 青岛-深圳343.68 849.87 1027.92 1048.29 1124.97 1237.79 上海-深圳394.16 950.47 1112.98 1116.72 1177.41 1265

19、.17 2.8 营运总成本经汇总得到表2-14的除折旧费外的年度营运总成本表2-14 除折旧费外的营运总成本(万元)港口/船型J=1J=2J=3J=4J=5J=6大连-烟台6286.5 8608.2 9759.8 10118.8 10052.5 0.0 大连-上海7333.4 10481.5 12145.3 12577.8 12601.6 11782.8 天津-上海7935.7 11618.7 13683.7 14207.3 14340.1 13476.0 天津-深圳9575.8 14961.8 18657.8 19729.1 20540.7 19936.4 青岛-深圳9167.1 14093

20、.0 17295.5 18176.6 18747.3 17996.2 上海-深圳8432.0 12590.6 15057.4 15692.0 15959.9 15099.0 2.9各型船闲置年度费用表2-15 各型船闲置年度费用技术参数及序号船价船价闲置费用万美元CNYCNY万元O=12307.7O=22809.4O=336732O=4561138.7O=5591199.7O=6631281.12.10 年运输量根据年运输量=年航次次数*船舶载箱量*载箱利用率*2可求的各船型的年运输量，如表2-16所示表2-16各船型年运输量（万TEU）123456大连-烟台29.086232.829336.

21、8128838.5545640.29480大连-上海22.9006826.7348631.1151633.1293635.229637.80216天津-上海20.4771624.3923429.0631631.28433.64236.62604天津-深圳12.8581216.2032420.7457223.1501625.9024529.73564青岛-深圳15.206418.8859623.7211226.2072828.992632.76504上海-深圳17.4398421.1215625.684227.91830.3439533.48972第三章 方法说明本方法采用目标函数最小下的航线配

22、传线性规划模型约束条件 =0Z-目标函数，年度船队总费用-h杭线配置的j型船数量-j型船闲置的数量-j型船载h航线的单船年营运费用-j型船闲置年度费用-j型船在h航线上的单船年运量-h航线要求完成的年运输量-船队中有的j型船数量hh代入数据得到下述三表表3-1 目标函数系数费用（万元）J=1J=2J=3J=4J=5J=6大连-烟台6286.58608.29759.810118.810052.5-大连-上海7333.410481.512145.312577.812601.611782.8天津-上海7935.711618.713683.714207.314340.113476天津-深圳9575.8

23、14961.818657.819729.120540.719936.4青岛-深圳9167.11409317295.518176.618747.317996.2上海-深圳843212590.615057.41569215959.915099Q467.7569.47321138.71199.71281.1表3-2 运量约束 单位：万TEU年运输量123456约束条件约束条件大连-烟台29.09 32.83 36.81 38.55 40.29 8080大连-上海22.90 26.73 31.12 33.13 35.23 37.80 180180天津-上海20.48 24.39 29.06 31.28

24、 33.64 36.63 200200天津-深圳12.86 16.20 20.75 23.15 25.90 29.74 240240青岛-深圳15.21 18.89 23.72 26.21 28.99 32.77 920920上海-深圳17.44 21.12 25.68 27.92 30.34 33.49 300300表3-3 船数约束123456大连-烟台大连-上海天津-上海天津-深圳青岛-深圳上海-深圳Q总数2第四章 设计结果4.1 最终结果利用excel进行单纯形法进行计算，如图4-1所示得到表4-1的优化结果表4-1 优化结果123456大连-烟台0002.0700大连-上海0005.

25、4300天津-上海0006.3900天津-深圳000008.07青岛-深圳7.44000206.93上海-深圳12.56002.9000Q020203.2000船舶总数2目标函数经计算目标函数最小值为万元对应的各航线运量如下表4-2 各船型承担运输情况年运输量J=123456约束条件大连-烟台29.086232.829336.8128838.5545640.29484080大连-上海22.9006826.7348631.1151633.1293635.229637.80216180天津-上海20.4771624.3923429.0631631.28433.64236.62604200天津-深圳

26、12.8581216.2032420.7457223.1501625.9024529.73564240青岛-深圳15.206418.8859623.7211226.2072828.992632.76504920上海-深圳17.4398421.1215625.684227.91830.3439533.489723004.2 结果分析利用航次配船软件，得到表4-3的数据最优值为 1079640万元（excel计算值为万元）表4-3 航次配船软件数结果* 2010年船舶最优配线方案 * 1型船 2型船 3型船 4型船 5型船 6型船 航线 1 .00 .00 .00 2.07 .00 .00 航线

27、2 .00 .00 .00 5.43 .00 .00 航线 3 .00 .00 .00 6.39 .00 .00 航线 4 .00 .00 .00 .00 .00 8.07 航线 5 6.39 .00 .00 .00 20.00 6.93 航线 6 13.61 .00 .00 2.24 .00 .00 用船总数 20.00 .00 .00 16.14 20.00 15.00* 每年各型船的闲置数量 * 1型船 2型船 3型船 4型船 5型船 6型船 2010年度 .00 20.00 20.00 3.86 .00 .00 * 每年新增的各型船数量 * 1型船 2型船 3型船 4型船 5型船 6型

28、船 2010年度 .00 .00 .00 .00 .00 .00将航次配船软件结果与excel结果相比较，误差仅为（108）/1089986=0.9492%，结合航次配船的数据可以发现，二者呈现高度的一致性，由此可见数据具有可信性。对于出现误差的原因主要在与航次配船软件对增加了多折现率这一因素，从而导致目标函数系数即运营成本有着微小差别从而造就了误差的产生。第五章 总结建议根据上述优化结果，将结果整数化，得到下述结果。根据此计算得到的目标函数，即总成本为万元。此结果虽然比为整数化的结果总成本低，但整数化的同时带来了某些航线不能完成运输任务所带来的利润减少，但综合比较来看，此结果仍为最优解。表5

29、-1 整数化后的结果船型：123456大连-烟台000200大连-上海000500天津-上海000600天津-深圳000008青岛-深圳7000207上海-深圳1300300Q（闲置）02020400总数2第六章 感想在我用整整一个白天完成课程设计而定时候，当excel运算结果提示的是有一个最优解而非出现错误的时候，我体会到了一种久违的成就感。通过这次课程设计，我不仅得学会了解决航线配船的基本问题，更重要的是，在查找书籍、计算的过程中，我站在船东的角度上，考虑了船舶的成本。当我看到燃油价格的昂贵，相对较少的沿海航线船员工资成本的时候，我对以前对船员工资所占成本的比例有所怀疑，也许航运经济学对航

30、次成本的描述仅仅是指国际航线上的船员工资所占的比重，对于处于发展中国家社会主义初级阶段的我国，沿海航线的船员工资相比之下确实低了不少。在查找数据的过程中，确实有很多困难，港口使费是一个复杂概念，网上能查到的数据大多是对于货主、货代企业所收的附加费费用，对于经营班轮航线的船东来讲，大多租赁或者拥有自己的码头，这笔费用很难获得，因此只好参照网上的论文运用船舶吨位对港口使费进行估算。在课程设计的同时，与其他同学的讨论中也增加了很多思考。我坚持认为折旧费不应该考虑进来，因为站在船东立场，新船折旧应该是越多越好、越快的折旧对应的是越大的利润，这与本题中成本最小化原则所抵触。但仍有人坚持教材P303的航次营运成本来举证，很难予以说服。