物流与供应链管理-3

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,物流与供应链管理,龙军,生,北京大学光华管理学院,主要内容,物,流网络的构造,库存管理,物,流网络的构造,要,解决的问题,战略层次的物流网点的分布与结构,主要手段,如何制定目标？,如何收集数据？,如何处理数据？,用何技术解决？,基本问题,物,流网络包括供应商、仓库、配送中心、零售商、以及各机构之间的流动的原材料、半成品和产品。,网络构造,战略级别的问题,制造地、仓库和零售点的布局,本讲主要考虑下列问题,确定合适的仓库数目,确定仓库的位置,确定仓库的规模,产品在每个仓库的分配方案,每个仓库的零售商分配方案,网络构造与物流成本的关系,增加仓库数量对成本的影响,好处,服务水平容易提高,运输时间缩短,坏处,库存成本增加,管理费用和准备成本增多,运输成本增加,向外？,向内？,本质上是在服务水平与成本之间的平衡,构造物流网络所,需的,数据,顾客服务需要和目标,地理位置,顾客、零售商、仓库、配送中心、制造商和供应商,产品,类型、数量、特殊运输要求,顾客需求,每个地区内，对每种产品的年需求量,运输成本,每种运输方式的运输费率,仓库成本,人工成本、保管成本和固定成本,定单处理成本,顾客服务水平,选择指标,可以衡量的实际业务绩效指标,与直接发生在交货过程的顾客服务,服务水平的指标,缺货水平,订货提前期大小与稳定程度,其它重要顾客服务不与考虑,服务水平与成本的关系,服务水平越高，成本越大,解决出路,制定不同的服务水平,按顾客的重要程度,按产品的重要程度,运输成本,用,运输费率与运输距离来估计,运输成本,=,运输费率*距离,距离越长，运输费用也越大,同一条线，来回成本可能不一样,运输费率与下列因素有关,产品类型，包装方式,整车与零担,距离,距离估计,运输距离,=115*,SQRT（,纬度差,2+,经度差,2),运输成本估计,运输成本,=,*,运输费率*运输距离,城市里，,=1.3；,其它，,=1.14,仓库成本,搬运成本,包含人工和工具成本,与仓库的年流量成比例,储存成本,带表库存保管成本,与平均库存水平成比例,固定成本,与仓库的规模成比例,(,但不是正比,),储存成本的估计,难处,不容易估计每个产品的平均库存,解决方案,用库存周转率来估计,产品平均库存,=,产品的年流量,/,产品的库存周转率,产品的储存成本,=,单位储存成本*产品平均库存,固定成本的估计,估计仓库容量,利用库存周转率计算平均库存量,仓库容量,=,*2*,平均库存量, 1，,来加上非库存空间的影响,估计固定成本,查表,库存,时间,平均库存,1.5M,1.2M,0.8M,成本,仓库规模,20K,40K,60K,80K,仓库选址的考虑,与,目标顾客的距离,一天能往返的路程为佳,(450,KM,的半径,),地理和基础设施的条件,自然资源和劳动力的可获得性,当地产业和税收的法规,公众利益,政府的优惠条件,产品数据,一般产品类型繁多，数据量大,不容易有效处理,通常采用分类汇集处理,将产品分为几个可处理的产品组,将产品的数据换成产品组的数据,降低数据的变化（方差）,研究指出误差不大与,1%,产品的需求量,顾客的数量大和空间分布广,直接使用顾客的数据不现实,采用数据汇集的方法处理,将服务区分为很多小格,将格内的顾客需求数据相加汇集成一个数据,物,流网络构造的主要方法,经验寻优法,不追求理论最佳，只要快而基本,OK,的方案,数学规划法,寻求最佳方案（成本最小）,仿真模拟法,适合复杂的设计和检验评估具体的方案,例子,一个产品，两个工厂，两个仓库，三个零售店,工厂,生产能力,P1,无限,P2,60000,顾客,顾客需求,C1,50000,C2,1000000,C3,50000,P1,P2,C1,C2,C3,W1,0,4,3,4,5,W2,5,2,2,1,2,生产能力,市场需求,物流成本,经验寻优法的例子,#1,应用规则,选择配送成本最低的仓库来满足每个市场,P1,P2,C1,C2,C3,W1,0,0,0,0,0,W2,140000,60000,50000,100000,50000,P1,P2,C1,C2,C3,W1,0,4,3,4,5,W2,5,2,2,1,2,物流成本,解决方案,总成本,= 2*50000+1*100000+2*50000+2*60000+5*140000 = 1120000,经验寻优法例子,#2,应用规则,对每个市场，选择进仓库的总运输成本最低的仓库,路线,总成本,P1-W1-C1,3,P1-W2-C1,7,P2-W1-C1,7,P2-W2-C1,4,路线,总成本,P1-W1-C2,4,P1-W2-C2,6,P2-W1-C3,8,P2-W2-C4,3,路线,总成本,P1-W1-C3,5,P1-W2-C3,7,P2-W1-C3,9,P2-W2-C3,4,P1,P2,C1,C2,C3,W1,50000,0,50000,0,0,W2,900000,60000,0,100000,50000,解决方案,总成本,= 3*50000+5*900000+2*60000+1*100000+2*50000 = 920000,经验寻优法的特点,简单可操作性强,解决速度快,不保证最优，但求较好方案,适合,作估计值,数据量大的情况,数学规划法的解决方案,利用线性规划的方法,确定目标函数,确定限制条件,应用专门软件求解,Microsoft Excel,线性规划软件,特点,适合数据量适中的问题,解决方案与数学模式有关,错的模式，错的结果,不是动态的方案,适和静态的方案,数学规划法的例子,仿真模拟法,方法,根据实情建立一个计算机模型,可以很复杂,计算机反复模拟生成结果,特点,比较接近现实,开发时间长,可用于方案比较,计算机模型,参数,方案,结果,物流网络构造的小结,构造物流网络,制定服务水平目标,重点顾客，重点产品优先保证,收集数据,应用汇集数据的方法，减少分析难度,解决问题的技术有三,经验寻优法,数学规划法,仿真模拟法,库存管理,要解决的问题,战术层次的库存控制,需求预测,订货批量的计算,主要手段,风险共享,库存系统战略,集中型,分散型,为什么需要库存？,顾客的需求变化无法预料,产品周期缩短,市场竞争增强,供应的数量和质量，供应商成本及能力的不确定性,物流服务的经济规模鼓励库存,影响库存的主要因素,顾客需求,可已知，也可以是随机的,库存补充的提前期,仓库储存的产品种类数,计划期的长短,成本,订货成本,保存成本,服务水平的需要,经济批量的定货模型,基本假设,1,需求量保持不变，每天为,D,单位产品,2,供应商能无限供货，每次订货为,Q,单位,3,订货固定成本为,K,4,单位库存保管成本为,H,5,订货提前期为,0,，可以在库存下降为,0,时，作补充订货。,6,初始库存为,0,7,计划期很长,总,库存成本,=,K + H*（Q/2）* T，T,为两次订货之间的时间。,订货量,Q=TD，,或者，,T=Q/D,平均成本,=,总库存成 本,/,T = KD/Q + HQ/2,最小平均成本应在：,-,KD/Q2+H/2 = 0,所以，最佳经济批量为,Q = SQRT（2KD/H）,经济批量定货的特点,最佳定货策略是在库存保管成本与订货固定成本之间权衡,保管成本（,HQ/2）=,固定成本（,KD/Q）,总库存成本对订货批量的变动不敏感,在订货扁离经济批量定货的,80%到120%,误差,3%,订货扁离,Q,0.5,0.8,0.9,1,1.1,1.2,1.5,2.0,成本的增加,25.0%,2.5%,0.5%,0,0.4%,1.6%,8.0%,25.0%,如何处理变化的需求与提前期,?,如何表示变化,?,用标准方差,库存在需求,&,提前期的变化下如何处理,?,用批量定货量与平均需求匹配,用一个安全库存来保证变化下的服务水平,安全库存与变化的方差有关,安全库存与服务水平有关,服务水平,95%,平均库存,最大库存,安全库存,顾客需求变化时的,定货,顾客需求是变化的,订货是有提前期的,解决方案,在基本库存的基础上，加上一个安全库存量,提前订货（两个基点）,在库存低于一个水平，开始订货,订货时，将订货量定在一个高于经济批量的水平,S,s,0,时间,库存水平,提前期,订货水平与定货点的选择,订货点,s = L*AVG + z * STD *,sqrt,(L),平均订货量（平均库存）,Q = sqrt(2K*AVG/H),取,Q,与提前期库存,L*AVG,的最大值为平均定货量,安全库存,z * STD *,sqrt,(L),定货量（最高库存水平）,S = maxQ, L * AVG + z * STD *,sqrt,(L),1,日需求量为正态分布，平均日本需求量为,AVG，,方差,STD,2,供应商失去订单，如果缺货。,3,订货固定成本为,K,4,单位库存保管成本为,H,5,订货提前期为,L。,6,服务水平为,A,订货提前期变化下的定货,1,日需求量为正态分布，平均日本需求量为,AVG，,方差,STD,2,供应商失去订单，如果缺货。,3,订货固定成本为,K,4,单位库存保管成本为,H,5,订货提前期为正态分布，平均值为,AVGL，,方差为,STDL。,6,服务水平为,A,订货点,s = AVGL*AVG + z * AVGL*STD +AVG *STDL,平均订货量（平均库存）,Q = 2K*AVG/H,平均定货量,=,Q,与平均提前期内库存的大值,=,maxQ, AVGL * AVG,安全库存,z * AVGL*STD + AVG *STDL,定货量（最高库存水平）,S = maxQ, AVGL * AVG + z * AVGL*STD + AVG *STDL,2,2,2,2,2,2,2,2,2,服务水平与,z,值,z,值的含义,几个西咖玛的数量（,z*,）,z,越大，越少的情况落在,z*,以外,服务水平越高，,z,需要越大,服务水平,(%),90,91,92,93,94,95,96,97,98,99,99.9,z,1.29,1.34,1.41,1.48,1.56,1.65,1.75,1.88,2.05,2.33,3.08,安全库存，方差与服务水平,方差越大，安全库存也越大,服务水平越高，安全库存也越大,降低库存从两方面下手,降低平均库存,减小提前期的长度,降低安全库存,降低需求与提前期的变化（方差）,减小提前期的长度,最大库存,=,平均库存,+,安全库存,平均库存,=,maxQ, AVGL * AVG,安全库存,=,z * AVGL*STD + AVG *STDL,2,2,2,需求变化的风险分担,各地顾客需求只是总需求的一部分,组织生产需要总需求的变化,批量订货使的以定单来顾计需求十分夸大,如果能将各地的需求集中起来，一个高需求的顾客可以为另一个低需求的顾客来平衡,风险共享的例子,周,1,2,3,4,5,6,7,8,地点,A,33,45,37,38,55,30,18,58,地点,B,46,35,41,40,26,48,18,55,总计,79,80,78,78,81,78,36,113,周,1,2,3,4,5,6,7,8,地点,A,0,2,3,0,0,1,3,0,地点,B,2,4,0,0,3,1,0,0,总计,2,6,3,0,3,2,3,0,产品,A,产品,B,产品,平均需求,需求标准差,变差,系数,地点,A,A,39.3,13.2,0.34,地点,A,B,1.125,1.36,1.21,地点,B,A,38.6,12.0,0.31,地点,B,B,1.25,1.58,1.26,总计,A,77.9,20.71,0.27,总计,B,2.375,1.9,0.81,汇集的数据,风险共享的例子,用,一个中心仓库向地点,A,和,B,配送,风险共享减少了需求变化的程度,减少的需求变动，减少了库存水平,产品,提前期,安全库存,订货点,订货量,最高库存,地点,A,A,39.3,25.08,65,132,158,地点,A,B,1.125,2.58,4,25,26,地点,B,A,38.6,22.80,62,131,154,地点,B,B,1.25,3,5,24,27,中心仓库,A,77.9,39.35,118,186,226,中心仓库,B,2.375,2.375,6,33,37,风险共享的作用,集中库存降低了系统的安全库存和平均库存,变差系数越高，从集中型系统中获取的收益也越大,从风险分担中获取的收益依赖于市场之间的关系,物,流网络结构的类型,集中型系统,集中决策,分散型系统,分散决策,集中型,分散型,安全库存,库存降低,较高,服务水平,较高,较低,管理费用,小,大,订货提前期,较大,较小,运输成本,不定,不定,控制库存的主要策略,物流经理使用的前五名策略,定期库存检查策略,定期检查库存，订货批量。及时处理过时产品,严格管理使用速度，提前期和安全库存,ABC,法,降低安全库存水平,减小提前期,定量方法,正确权衡库存保管成本与订货成本,小结,库存控制是在保证服务水平下将库存成本与需求预测相匹配,需求预测是不准确的,库存水平与提前期与需求变化程度成比例的,风险分担能降低库存而不影响服务水平,信息的价值,用需求信息降低牛鞭效应,以信息获取有效的需求预测,通过信息来协调系统,寻找所需产品,缩短提前期,集成供应链,牛鞭效应,沿着供应链上游移动，需求变动程度不断增大的现象,VAR(D) VAR(Q1) VAR(Q2) 1, VAR(Q2)/VAR(Q1)1, VAR(Q3)/VAR(Q2)1,结果,在整个供应链中有大量库存,上级的库存大于下级的库存,制,造,者,批,发,商,销,售,商,零,售,商,订货,订货,订货,商品,商品,商品,Q1,Q2,Q3,D,牛鞭,效应的原因,需求预测,用下一级的定单量来预测需求,提前期,提前期越长，订货量越大,批量订货,订货量呈集中的大单,价格波动,促销使零售商在低价时大量订购，加剧牛鞭效应,定单膨胀,零售商倾向在缺货期扩大订货量,牛鞭,效应的理论基础,假设零售商用（,s，S）,订货策略,供应商用最近的,p,个零售商的定单数据来估计零售商的需求,需求,D,的方差与定货量,Q,的方差之比反应了牛鞭效应的大小,VAR（Q）,VAR（D）,1 + +,2L,p,2L,p,2,2,提前期,L=0,牛鞭效应为零,提前期,L,越大，,VAR(Q),越大于,VAR(D)，,牛鞭效应越大,抽样数据量,p,越小，牛鞭效应越大,牛鞭效应：,多级信息分散的供应链的牛鞭效应,每级用前级的定单的方差来确定定单量,牛鞭效应为方差比,分散多级供应链的牛鞭效应与级数成指数关系,级数越大，牛鞭效应也越大,级k,级k-1,级3,级2,级1,D,Q,Q,Q,Q,Q,1,2,3,k-2,k-1,L,L,L,L,L,k-1,k-2,3,2,1,VAR(Q ),VAR(Q ) VAR(D ),VAR(Q ),VAR(D),k-1,=,VAR(Q,),VAR(Q ) VAR(Q ),k-1,k-2,3,2,1,=,( 1 + + ),i=1,k-1,2L,2L,i,i,2,p,p,2,k-1,VAR(Q,)/,VAR(D,),集中需求信息对牛鞭效应的影响,集中信息的,K,级供应链,每一级向上一级提供定单与零售商的需求预测信息,D,每一级用零售商的预测,D,与累积的提前期来确定订货量,牛鞭效应为,集中信息的供应链的牛鞭效应与总提前期成比例,VAR(D),k-1,VAR(Q,),k-1,1 + +,2(,L ),i=1,2,L,i=1,k-1,i,i,2,p,p,2,D,级k,级k-1,级3,级2,级1,D,Q,Q,Q,Q,Q,1,2,3,k-2,k-1,L,L,L,L,L,k-1,k-2,3,2,1,D,D,D,D,需求信息对多级供应链的牛鞭效应的影响,分散信息的供应链,牛鞭效应与级数成指数关系,集中信息的供应链,牛鞭效应与级数无关，只与总提前期成比例,结论,集中信息能显著减少牛鞭效应,集中信息的供应链的牛鞭小于分散信息的供应链的牛鞭,集中信息并不能消除牛鞭效应,减少牛鞭效应的手段,管理创新有关的手段(业务流程),减少供应链的级数,再造物流网络构造,缩短提前期,定单处理的周期,生产运输提前期,减少不确定性,集中需求信息(在定单流上附上需求预测信息流),战略伙伴,卖方管理的库存,集中需求信息,降低变动性,天天低价的策略,以信息获取有效的需求预测,目的,对顾客需求作出有效的预测,手段,共享尽可能多的信息,零售商,通常有市场和销售信息,缺乏供应商的促销和新产品的信息和计划,供应商,通常有促销和新产品的信息和计划,缺乏市场和销售信息与零售商的促销计划与价格信息,通过信息来协调系统,目的,使供应链个部分的局部最优变为整体最优,手段,共享尽可能多的信息,一个系统的产出=下一个系统的投入,寻找所需产品,目的,用不同的方法满足顾客的需求,手段,以信息查询来获得,代用品,库存缺货时，能找出并运送商品,定价与提前期,用生产计划和执行信息来帮助定价和确定提前期,缩短提前期,目的,快速满足不能用库存来满足顾客定单的能力,减少牛鞭效应,获的准确的预测,降低库存水平,手段,业务流程的创新,有效地使用信息技术,自动化或制度化业务流程,ENABLE,新的业务流程,集成供应链,目的,将供应链的各部分集成在一起,权衡供应链中相互冲突的目标,权衡批量-库存的冲突,权衡库存-运输成本,权衡提前期-运输成本,权衡产品多样性-库存,权衡成本-顾客服务,手段,用信息技术来,ENABLE,业务流程创新,信息共享使,不同成员能提早反应,整合资源,精确规划,小结,随着沿供应链向上移动，需求变化程度加剧（牛鞭效应）,需求变化导致了供应链中库存大量增加,信息共享能有效地减少牛鞭效应,从根本上解决牛鞭效应是管理创新,信息是解决供应链个阶段之间权衡问题,