物流管理--基于供应链的物流网络

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第四节 基于供应链的物流网络,设施决策在供应链中的作用,网络设计决策的影响因素,网络设计决策步骤,网络设计优化模型,有何区别？,对网络设计有何要求？,请思考,两个,供应链系统,对于60小时之内所收到的订单可以满足90%以上的客户的95%的需求,在24小时之内满足90%的客户的97%的需求,对响应时间的,要,要求不同,网络设计可以,更,更加集中，存,储,储成本可以更,小,小，运输费用,较,较省,网络设计应该,适,适当分散，存,储,储成本可能增,大,大，运输费用,较,较多,一、设施决策,在,在供应链中的,作,作用,设施决策的概,念,念,设施决策的内,容,容,设施决策的作,用,用,1、设施决策,的,的概念,设施,供应链设施包,括,括对材料、在,制,制品、产成品,进,进行物料处理,作,作业和进行存,储,储作业的一切,设,设施,所有的零售商,店,店、成品仓库,、,、制造工厂和,材,材料储备仓库,都,都属于供应链,设,设施,设施与设施网,络,络的选择，决,定,定了供应链在,成,成本与服务方,面,面的竞争能力,供应链设施决,策,策,也称供应链网,络,络设计决策,包括生产、储,藏,藏或运输相关,设,设施的区位及,每,每样设设施的,容,容量和作用,2、设施决策,的,的内容,设施功能,设施区位,容量配置,市场和供给配,置,置,设施应布局何,处,处？,每一设施应配,置,置多大容量？,每一设施有何,作,作用？在每一,设,设施中将进行,哪,哪些作业流程,？,？,每一设施应服,务,务于哪些市场,？,？每一设施由,哪,哪些供给源供,货,货?,3、设施决策,的,的作用,设施功能决策,决定了供应链,在,在满足客户需,求,求中的灵活性,大,大小。,设施区位决策,对供应链的运,营,营有长期影响,，,，废弃或迁移,设,设施的代价是,十分昂贵的。,好的设施区位,能,能帮助企业在,较,较低成本下保,证,证供应链的运,营,营。,容量配置决策,不易改变，合,理,理的容量配置,能,能降低成本，,提,提高设施利用,效,效率，,提升对需求的,反,反应能力。,设施的供应源,及,及市场配置决,策,策,会影响供应链,为,为满足客户需,求,求所引发的生,产,产、运输、库,存,存等,成本。,二、网络设计,决,决策的影响因,素,素,战略性因素,技术因素,宏观经济因素,政治因素,基础设施因素,竞争性因素,对顾客需求的,反,反应时间,物流和设施成,本,本,1、战略性因,素,素,强调生产成本的企业,强调反应能力,的,的企业,全球化的供应,链,链网络,在成本最低的,区,区位布局生产,设,设施，即便会,使,使生产工厂远,离,离其市场区,在市场区附近,布,布局生产设施,，,，有时甚至不,惜,惜以高成本为,代,代价,通过在不同国,家,家或地区布局,职,职能设施，来,支,支持其不同战,略,略目标的实现,集中建立,分散建立,规模效应,易享受,难享受,经验效果,易享受,难享受,协同作用效果,易享受,难享受,生产费用,小,多,管理费用,小,多,运送费用,多,小,交货期,长,短,公司内的经验等,易共有,难共有,协作设施的组织化,容易,困难,事故等风险,大,小,集中建立与分,散,散建立设施的,一,一般性特征,2、技术因素,生产技术能带,来,来显著的规模,经,经济效益,布局少数大容,量,量的设施,设施建设的固,定,定成本较低,建立为数众多,的,的地方性生产,设,设施以降低运,输,输成本,生产技术很稳,定,定，而且不同,国,国家对产品的,要,要求不同,在每一个国家,建,建立地方性基,地,地为该国市场,服,服务。,生产技术富有,灵,灵活性，,在较少的几个,大,大基地进行生,产,产。,3、宏观经济,因,因素,关税水平,税收减让,汇率风险,需求波动,关税,高关税,供应链网络在,更,更多的地方进,行,行生产，配置,在,在每个地方的,工,工厂生产能力,较,较小,低关税,减少生产基地,、,、每一生产基,地,地扩大生产能,力,力,税收减让,指关税或税收,的,的削减,企业布局于税,收,收减让地区可,获,获得成本优势,汇率风险,供应链的利润,有,有显著影响。,良好的供应链,网,网络能利用汇,率,率波动增加利,润,润,可以在供应链,网,网络中多规划,一,一部分生产能,力,力，以使生产,能,能力具有灵活,性,性，满足不同,市,市场的需求，,从,从而在当前汇,率,率下使成本较,低,低的基地生产,更,更多的商品。,需求波动,供应链网络设,计,计还必须考虑,由,由于经济波动,而,而导致的需求,波,波动。,4、政治因素,企业倾向于将,企,企业布局在政,局,局稳定的国家,，,，这些国家的,经,经济贸易规则,较,较为完善,政治稳定很难,量,量化，所以企,业,业在设计供应,链,链时只能进行,主,主观的评价,政治稳定因素,在,在供应链网络,布,布局中起着重,要,要作用,5、基础设施,因,因素,良好的基础设,施,施是在特定区,域,域进行布局的,先,先决条件,基础设施的好,坏,坏影响供应链,运,运营的成本,场地的供给,劳动力的供给,交通密集,地方性公用事,业,业,关键的,基础设施,靠近运输枢纽,、,、靠近机场和,码,码头 、高速,公,公路入口、铁,路,路服务,6、竞,争,争性因,素,素,设计供,应,应链网,络,络，必,须,须考虑,竞,竞争对,手,手的战,略,略、规,模,模和布,局,局,诸如原,材,材料和,劳,劳动力,等,等外部,因,因素是,否,否迫使,其,其相互,靠,靠近,企业如,何,何进行,竞,竞争,企业间,的,的积极,外,外部性,许多企,业,业临近,布,布局使,他,他们均,受,受益,为瓜分市场而布局,一项基本的决策,企业是临近还是远离竞争对手布局,如果企业在价格上进行竞争，而且承担向客户送货的成本，那么最优的布局是二者尽可能离得远些,当企业不能控制价格，而只是在与客户距离的远近上相互竞争时，他们就能通过相互接近的布局获取最大的市场份额。豪特灵(HOTELLING )模型,两家企,业,业在直,线,线上的,布,布局,假设客,户,户均匀,地,地分布,在,在,(0,，,1),这个区,间,间上，,两,两个企,业,业通过,与,与客户,距,距离的,远,远近进,行,行竞争,，,，客户,总,总是光,顾,顾最近,的,的一家,企,企业，,而,而且与,两,两家企,业,业距离,相,相等的,客,客户则,在,在二者,之,之间平,均,均分配,。,。,如果总,需,需求为1，企,业,业1布,局,局在点a，企,业,业2布,局,局在点1b,，,，那么,两,两个企,业,业的需,求,求d1,和,和d2,分,分别是,：,：,0,1,a,1 - b,显然，,如,如果两,家,家企业,能,能更近,地,地布局,，,，最终,使,使得a=b=12,时,时，两,家,家企业,就,就能将,自,自身的,市,市场份,额,额最大,化,化,7、对,顾,顾客需,求,求的反,应,应时间,企业的,目,目标客,户,户若能,容,容忍较,长,长的反,应,应时间,，,，,企业就能集,中,中力量扩大,每,每一设施的,生,生产能力。,企业的客户,群,群认为较短,的,的反应时间,很,很重要,必须布局在,离,离客户较近,的,的地方。,这类企业就,应,应当设有许,多,多生产基地,，,，每个基地,的,的生产能力,较,较小，由此,来,来缩短对客,户,户的反应时,间,间，增加供,应,应链中设施,的,的数量。,必需的设施,数,数量,要求的反应,时,时间,顾客要求的,反,反应时间与,设,设施数量之,间,间的关系,8、物流和,设,设施成本,(1)库存,成,成本,(2)运输,成,成本,(3)设施,（,（建设和运,营,营）成本,(1)库存,成,成本,在仓储网络,中,中，库存由,在,在途库存、,安,安全库存和,基,基础库存组,成,成,L = ,（,（Qi/2 + Ssi） +, Qi,/2,L ,整,整个网络中,的,的平均库存,Qi第i 次订货,的,的运输批量,Qi,第,第i次订货,的,的订货批量,SSi,第,第i次订货,的,的安全库存,量,量,在途库存,随着网络中,仓,仓库设施的,增,增加，网络,中,中在途的运,输,输时间将不,断,断减少，在,途,途库存的量,也,也会不断减,少,少,例,一个产品在A、B市场,销,销售，目前,由,由仓库X负,责,责供货。假,设,设平均每天A市场的销,售,售额为6个,，,，B市场的,销,销售额为7,个,个，两市场,的,的运送周期,分,分别为6天,、,、10天,若其他因素,不,不变的情况,下,下，增加一,个,个仓库供应B市场，B,市,市场的运送,周,周期减少为4天。,这时的在途,存,存货水平如,何,何呢？,不同网络下,的,的在途存货,仅用一个仓库,两个仓库同时使用,平均每日销售额,市场,仓库X,仓库X,仓库Y,总和,6,A,36,36,-,36,7,B,70,-,28,28,A+B,106,64,La,18,18,Lb,35,14,La+Lb,53,32,网络中的平,均,均在途库存,水,水平将会随,着,着新仓库的,增,增加而减少,安全库存,当供应链中,设,设施数目增,加,加时，平均,安,安全库存及,由,由此引起的,库,库存成本就,会,会增加,安全库存成本,设施数量,设施数量和库存成本之间的关系,(2)运输,成,成本,例,生产商的平,均,均单票货量,为,为500磅,，,，运输费率,为,为7.28,美,美元/百磅,那么直接,运,运费为36.4美元;,假设单票运,送,送20,000磅以上,的,的运输费率,为,为2.40,美,美元/百磅; 在市,场,场区域的本,地,地运送费率,为,为1.35,美,美元/百磅; 所以,总,总费率约为3.75美,元,元/百磅;,运,运送500磅,需要18.75,美,美元,那么,如果,建,建立仓库的,运,运作成本低,于,于:,36.4-18.75= 17.65,美,美元/百磅,该仓库在经,济,济上就具有,合,合理性,设,Pv ,批,批量运输的,操,操作成本,Tv,批,批量运输的,运,运输成本,Wx,平,平均每票货,物,物的仓储成,本,本,Lx,平,平均每票货,物,物的本地送,货,货成本,Nx,每,每个批量运,输,输所含平均,的,的单票运输,的,的数量,Px,平,平均每票货,物,物的操作成,本,本,Tx,平,平均每票货,物,物的直接运,输,输成本,（Pv+Tv）/Nx+Wx+Lx,= (,Px+Tx),运输成本,设施数量,设施数量和运输成本之间的关系,在图的左边,，,，直接从生,产,产地到达客,户,户的小批量,运,运输成本是,成,成本曲线的,起,起始点,随着仓库数,量,量的增加，,运,运输的总成,本,本不断减少,；,；运输成本,的,的降低源于,在,在某个设施,对,对货物的集,并,并运输与短,途,途运输的相,互,互结合,成本曲线的,最,最低点，表,示,示获得最大,的,的货物集并,所,所需的设施,的,的数量,如果设施数,量,量的扩张超,出,出了货物集,并,并的最大值,，,，每个设施,所,所承担的进,货,货集并运输,的,的数量减少,了,了，成本将,增,增加,(3)设施,（,（建设和运,营,营）成本,固定成本,固定成本是,指,指短期内不,随,随设施的货,流,流量的改变,而,而改变的成,本,本，如建设,成,成本和租赁,成,成本,可变成本,与生产或仓,库,库运营相关,的,的随着加工,数,数量的变化,而,而变化的成,本,本被成为可,变,变成本,如果设施的,设,设立，可以,为,为供应链提,供,供成本或服,务,务的优势，,则,则该设施的,设,设立就是必,要,要的,设施成本,设施数量,设施数量和设施成本之间的关系,物流成本和,反,反应时间变,动,动与设施数,量,量的关系,反应时间,设施数量,物流总成本,物流总成本,随着设施数,目,目的增加，,总,总成本先减,后,后增,设施数量,成本,设施数量和,总,总成本之间,的,的关系图,总成本,库存成本,运输成本,设施成本,三、网络设,计,计决策步骤,1、明确供,应,应链战略,2、明确地,区,区性设施的,构,构架,3、选择合,适,适的地点,4、选择布,局,局区位,竞争战略,内部限制,资本、增长战略、现存网络,第一步,供应链战略,全球竞争,生产技术,资本、规模/范围的影响、需要的支持、灵活性,竞争环境,第二步,地区性设施构架,关税和税收激励,区域性需求,规模、增长、一致性、地方特色,政治、汇率和需求风险,生产方法,需要的技能、反应时间,第三步,理想的选址,基础设施,要素成本,劳动力、原材料、具体地点,第四步,区位选择,物流成本,运输、库存和协调,网络设计决,策,策框架,1、明确供,应,应链战略,详细说明供,应,应链应该具,备,备哪些功能,，,，以支持企,业,业竞争战略,的,的实现。,管理者必须,在,在企业竞争,战,战略、竞争,分,分析、以及,所,所有的限制,条,条件基础上,决,决定供应链,战,战略。,2、明确地,区,区性设施的,构,构架,目标是：选,择,择设施布局,的,的区域，明,确,确设施的潜,在,在作用及其,最,最大容量。,(1)需求,预,预测,(2)分析,规,规模经济的,作,作用,(3)明确,需,需求风险、,汇,汇率风险、,政,政治风险,(4)掌握,关,关税和税收,减,减免情况,(5)竞争,环,环境分析,3、选择合,适,适的地点,目标是：在,将,将要布局设,施,施的区域范,围,围内选择一,系,系列的地点,。,。,地点的选择,应,应当依据基,础,础设施的状,况,况进行，以,便,便确保预想,的,的生产方式,能,能正常进行,。,。,硬件设施要,求,求包括供应,商,商的存在、,运,运输服务、,通,通讯、公用,事,事业以及仓,储,储设施。,软件设施要,求,求包括可供,雇,雇佣的熟练,劳,劳动力、劳,动,动力转换以,及,及当地社区,对,对工商业的,接,接受程度。,4、选择布,局,局区位,目标是：选,择,择精确的设,施,施布局区位,，,，并为每以,设,设施配置容,量,量。,从第三步选,出,出的一系列,理,理想的地点,中,中进行筛选,，,，找出布局,区,区位。,网络设计是,为,为了实现供,应,应链总利润,最,最大化，并,考,考虑每个市,场,场的预期边,际,际效益和需,求,求以及不同,的,的物流和设,施,施成本。,重力区位模,型,型,选择出使供,应,应商处运来,原,原材料的运,输,输成本和向,市,市场运送最,终,终产品的运,输,输成本之和,最,最小,网络优化模,型,型,四、网络设,计,计优化模型,管理者进行,设,设施布局和,容,容量配置的,目,目标应当是,，,，使整个供,应,应链网络的,利,利润最大化,。,。在制定这,一,一决策前，,应,应该掌握,供应源和市,场,场的位置,潜在的设施,地,地点的区位,市场需求预,测,测,每一地点的,设,设施成本、,劳,劳动力成本,和,和原材料成,本,本,每两个设施,布,布局地点之,间,间的运输成,本,本,每一地点,的,的库存成,本,本及其与,设,设施数量,的,的关系,供应链网,络,络的最小,总,总成本设,计,计,变量：,订货量、,发,发运量、,运,运输方式,、,、选定位,置,置,约束条件,：,：,市场需求,所期望的,库,库存服务,水,水平,设施备选,位,位置,供应链网,络,络设计的,其,其他模式,最大限度,的,的服务水,平,平,差异化的,竞,竞争优势,最大利润,最小化的,资,资产配置,网络优化,模,模型的运,用,用,1、需求,量,量在工厂,之,之间的分,配,配模型,2、,生产能力,既,既定的工,厂,厂布局模,型,型,3、工厂,和,和仓库同,时,时布局模,型,型,例题,吉百利(TelecomOne)和,哈,哈奥普蒂,克,克(Highoptic),公,公司都是,新,新一代通,讯,讯设备制,造,造商。,吉百利着,眼,眼于美国,东,东半部的,市,市场，它,在,在巴尔的,摩,摩(B),、,、孟菲斯(M)和,堪,堪萨斯州,的,的威奇托(W)都,有,有自己的,生,生产厂，,服,服务的市,场,场包括亚,特,特兰大、,波,波士顿和,芝,芝加哥。,哈奥普蒂,克,克公司瞄,准,准美国西,半,半部的市,场,场，服务,的,的市场包,括,括丹佛、,内,内布拉斯,加,加州的奥,马,马哈和俄,勒,勒冈州的,波,波特兰。,哈,哈奥普体,克,克公司的,几,几个工厂,分,分别位于,怀,怀俄明州,的,的肖肖尼(CHEYENNE)(C)和盐湖,城,城(S),。,。,工厂的生,产,产能力、,市,市场需求,、,、每1000单位,产,产量的生,产,产成本和,运,运输成本,以,以及每个,工,工厂每月,的,的固定成,本,本见下表,。,。,供应城市,需求城市,每,1000,单位的生产和运输成本（千美元）,生产能力,Ki,（千单位）,月固定成本,Fi,（千美元）,亚特兰大,波士顿,芝加哥,丹佛,奥马哈,波特兰,巴尔的摩（,B,1675,400,685,1630,1160,2800,18,7650,肖肖尼（,C,）,1460,1940,970,100,495,1200,24,3500,盐湖城（,S,）,1925,2400,1425,500,950,800,27,5000,孟菲斯（,M,）,380,1355,543,1045,665,2321,22,4100,威奇托（,W,）,922,1646,700,508,311,1797,31,2200,月需求量（千单位）,Dj,10,8,14,6,7,11,表 吉,百,百利公司,和,和哈奥普,蒂,蒂克公司,的,的生产能,力,力、市场,需,需求和成,本,本,1、需求,量,量在工厂,之,之间的分,配,配,两个公司,都,都必须考,虑,虑在工厂,之,之间进行,需,需求分配,。,。这一模,型,型需要输,入,入以下数,据,据：,n=工厂,区,区位的数,目,目；,m=市场,或,或需求地,的,的数量；,D,j,=市场j的年,需,需求量；,K,i,=工厂i的年,生,生产能力；,C,ij,=i工厂生产,一,一单位产品并,送,送到j市场的,成,成本(包括生,产,产、库存、运,输,输和设施成本),向不同工厂分,配,配不同市场和,需,需求的目标是,使,使设施成本、,运,运输成本和库,存,存成本之和最,小,小。,对决策变量做,如,如下定义：,=每年从工厂i到市场j的,运,运量,这一问题构成,了,了下面这一线,性,性模型：,限制条件为,j=1,m,该限制保证每,一,一市场的需求,得,得以满足,i=1,n,该限制保证每,一,一工厂不能超,过,过其生产能力,进,进行生产,亚特,兰大,波士顿,芝加哥,丹佛,奥马,哈,波特,兰,吉百利公司,巴尔的摩（,B,）,孟菲斯（,M,）,威奇托（,W,）,哈奥普蒂克公司,盐湖城（,S,）,肖肖尼（,C,）,0,10,0,8,0,0,2,12,0,0,6,0,7,11,0,吉百利公司和,哈,哈奥普蒂克公,司,司的最优需求,配,配置,表给出的需求,分,分配表明，吉,百,百利每月消耗,的,的可变成本是,14886000,美元，月固定,成,成本为,13950000,美元，月总成,本,本为,28836000,美元；哈奥普,蒂,蒂克公司的月,可,可变成本为,12865000,美元，月固定,成,成本为,8500000,美元，月总成,本,本为,21365000,美元。,2、工厂布局,：,：生产能力既,定,定的工厂布局,模,模型,吉百利公司和,奥,奥普蒂克公司,已,已经决定将这,两,两家公司合并,成,成一个名为吉,百,百利奥普蒂克,的,的新公司。管,理,理者正在讨论,是,是否每个工厂,都,都是必需的，,哪,哪些工厂应当,关,关闭。这一模,型,型需要输入以,下,下数据：,n=潜在的工,厂,厂布局区位数,量,量；,m=市场或需,求,求点的总数量,；,；,D,j,=市场j的年,需,需求量；,K,i,=工厂i的潜,在,在年生产能力,；,；,f,i,=工厂i运营,中,中按年分摊的,固,固定成本；,C,ij,=工厂i生产,一,一单位产品并,将,将之送到j市,场,场的成本(包,括,括生产、库存,、,、运输、设施,成,成本),目标是决定工,厂,厂的区位，然,后,后将市场需求,分,分配到每一个,正,正在运营的工,厂,厂中去，以减,少,少设施成本、,运,运输成本和库,存,存成本。,决策变量的定,义,义如下：,y,i,=1 如果,工,工厂i运营，,否,否则为0,x,ij,=每年从工厂i运送到市场j的货物数量,然后，这一问,题,题构成以下模,型,型：,限制条件为：,j=1,m(保证所有,需,需求得到满足),i=1,n(确保每一,工,工厂的生产不,超,超过生产能力),i=1,n(将工厂分,为,为运营(,y,i,=1)或关,闭(,y,i,=0)两类),运营,/,关闭,亚特兰大,波士顿,芝加哥,丹佛,奥马哈,波特兰,巴尔的摩（,B,）,1,0,8,2,0,0,0,肖肖尼（,C,）,1,0,0,0,6,7,11,盐湖城（,S,）,0,0,0,0,0,0,0,孟菲斯（,M,）,1,10,0,12,0,0,0,威奇托（,W,）,0,0,0,0,0,0,0,合并后的新公,司,司吉百利奥普,蒂,蒂克的最优需,求,求配置,通过求解，得,出,出结论：吉百,利,利奥普蒂克的,最,最佳选择是关,闭,闭在盐湖城和,威,威奇托两地的,工,工厂，而继续,运,运行在巴尔的,摩,摩、肖肖尼和,孟,孟菲斯的工厂,。,。每月的网络,和,和运营成本为,47401000,美元。这一成,本,本比吉百利公,司,司和哈奥普蒂,克,克公司独立运,营,营时成本节省,了,了近,3000000,美元。,3、工厂和仓,库,库同时布局,如果要没计从,供,供应商到顾客,的,的整个供应链,网,网络：供应商,向,向工厂提供原,材,材料，工厂设,有,有为市场服务,的,的仓库，必须,为,为工厂和仓库,同,同时做出布局,和,和容量配置决,策,策。,在这一模型中,，,，我们假设计,算,算单位被适当,调,调整，因而来,自,自供应商的每1单位的投入,，,，能生产出1,单,单位的最终产,品,品。,这一模型要求,输,输入以下数据,：,：,m =市场或,需,需求点的数量,n =潜在的,工,工厂区位数量,l =供应商,的,的数量,t =潜在的,仓,仓库区位数量,D,j,=顾客j的年,需,需求量,K,i,=布局于i点,的,的工厂的生产,能,能力,S,h,=供应商h的,年,年供应能力,W,e,=布局于e点,的,的仓库的年仓,储,储能力,f,i,=布局于i点,的,的工厂的年固,定,定成本,f,e,=在e地点布,局,局一家仓库的,年,年固定成本,C,hi,=从供应源h,运,运送单位货物,到,到工厂i的成,本,本,C,ie,= i点的工,厂,厂生产单位产,品,品并运送到e,点,点的仓库的成,本,本,C,ei,= 从e点的,仓,仓库为j点的,顾,顾客送单位货,物,物的成本,这一模型的目,标,标是确定工厂,和,和仓库的区位,以,以及不同地点,之,之间的运输数,量,量，以减少总,的,的固定成本和,可,可变成本。定,义,义如下决策变,量,量：,y,i,=1,如,如果工厂布局,在,在i点，否则,为,为0,y,e,=1 如,果,果仓库布局在e点，否则为0,x,ej,= 每年从e,点,点的仓库运到,市,市场j的货物,的,的数量,x,ie,= 每年从i,点,点的工厂运到e点的仓库的,货,货物数量,x,hi,= 每年从h,点,点的供应商运,到,到i点的工厂,的,的原材料数量,限制条件是：,公式(1),：,：从供应商运,到,到工厂的原材,料,料不能超过供,应,应商的生产能,力,力。,公式(2)：,工,工厂运出货物,的,的数量不能大,于,于原材料的输,入,入量。,公式(3)：,工,工厂的产量不,能,能超过其生产,能,能力。,公式(4)：,仓,仓库的发货量,不,不能超过来自,工,工厂的货物总,量,量。,公式(5)：,经,经过仓库的货,物,物总量不能超,过,过其仓库容量,。,。,公式(6)：,所,所有的客户需,求,求都将得到满,足,足。,公式(7)：,工,工厂或仓库要,么,么关闭要么运,营,营,