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硕卜论文供应链环境下的物流网络规划研究 摘要 供应链运作的全球化和分布化使得现代物流在当今世界范围内成为成长最为迅 速的产业之一。而物流系统的绩效在很大程度上取决于其物流网络规划的好坏。一 般意义上的物流网络规划主要包括设施选址和运送方式及路线选择两个方面。本论 文首先分析了供应链环境下物流网络规划的内容和意义，提出了规划韵总体思路， 探讨了规划的步骤。然后对设旌选址的理论和方法进行研究、分析和比较，在此基 础上建立了一个考虑规模经济的离散仓库选址模型，给出基于遗传算法的算法实现 过程和实例，结果表明，模型合理，算法可行。接着研究了路线的选择问题。最后 是对美菱公司的销售物流网络的重新规划。 关键词：供应链物流网络规划设施选址离散仓库选址遗传算法路线选择 倾j ：论立 供应链环境下的物流网络规划研究 a b s t r a c t w i t ht h eg l o b a l i z a t i o na n dd i s t r i b u t i n go ft h es u p p l yc h a i no p e r a t i o n ，m o d e r n l o g i s t i c sh a sb e c o m eo n eo ft h em o s tr a p i d l yd e v e l o p i n gi n d u s t r i e s a l lo ft h ew o r l d w h i l et h ep e r f o r m a n c eo fl o g i s t i c ss y s t e mm o s t l yl i e so i lt h ep l a n n i n go fl o g i s t i c s n e t w o r k t h el o g i s t i c sn e t w o r kp l a n n i n gc o n t a i n st w om a i na s p e c t si ng e n e r a l ，o n ei s f a c i l i t yl o c a t i o n ，t h eo t h e ri st r a n s p o r t a t i o nm o d ea n dr o u t es e l e c t i o n ，t h i sp a p e rf i r s t l y a n a l y s i st h ec o n t e n ta n dm e a n i n g o fl o g i s t i c sn e t w o r kp l a n n i n gi nt h es u p p l yc h a i n ( s c ) e n v i r o n m e n t ，p u tf o r w a r dt h eg e n e r a lt h o u g h t w a yo fl o g i s t i c sn e t w o r kp l a n n i n g ，d i s c u s s t h ep r o c e d u r eo fp l a n n i n g t h e nb a s e do nt h es t u d y i n go ft h et h e o r ya n dm e t h o do f f a c i l i t yl o c a t i o n ，ad i s c r e t ew a r e h o u s el o c a t i o nm o d e lc o n s i d e r i n gs c a l e e c o n o m i c sb a s e d o ng e n e t i ca l g o r i t h mi se s t a b l i s h e d ，t h ea l g o r i t h mp r o c e d u r ea n dae x a m p l ea r eg i v e n ，t h e r e s u l t ss h o w st h em o d e li sr e a s o n a b l ea n dt h ea l g o r i t h mi sa v a i l a b l e t h e nt h es e l e c t i o n p r o b l e mo ft r a n s p o r t a t i o nr o u t ei ss t u d i e d f i n a l l ym e i l i n gc o m p a n y ss a l e sl o g i s t i c s n e t w o r kr e p l a n n i n gi ss h o w n k e yw o r d s ：s u p p l yc h a i n ( s c ) ，l o g i s t i c sn e t w o r kp l a n n i n g ，f a c i l i t yl o c a t i o n ， d i s c r e t ew a r e h o u s el o c a t i o n ，g e n e t i ca l g o r i t h m ，r o u t es e l e c t i o n y 5 8 0 0 59 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在 本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他入已经发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 已在论文中作了明确的说明。 研究生签名： 炒) 月尹 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅 或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送 交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对 于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名 炒年 月罗日 颂l + 论文供虚链环境下的物漉剐络规划研究 1 绪论 1 1 课题背景 二十世纪9 0 年代以来，随着科技的进步和生产力的发展，顾客的消费水平 不断提高，企业之间的竞争日益加剧，再加上外部政治、经济、社会环境的巨大 变化，整个市场的不确定性大大增加。企业传统的“纵向一体化”战略逐渐显示 出它的无法快速敏捷的响应市场机会的弱点。于是便产生了“横向一体化”的思 维方式，供应链管理就是这种管理思想的典型代表【l 】。它能大大提高核心企业的 竞争能力，同时也使供应链上的其他企业受益。 物流管理是现代供应链管理思想的起源，同时也是供应链管理的一个重要组 成部分【2 】。企业物流管理是西方现代管理的重要组成部分，经过半个多世纪的发 展演变，在美国等西方国家已经形成了完整的体系。无论从概念定义，还是从思 想内涵来看，以微观企业为研究对象的企业物流管理与我国国内传统的以社会物 资储运为对象的“宏观物流”有着天壤之别，已成为真正意义上的“第三利润源 泉”。在世界经济全球化、中国经济国际化的历史背景下，学习借鉴西方先进的 管理经验，提高企业自身的竞争能力以应对挑战，己为国内越来越多的有识之士 所认同。 高效的物流系统使得全球各个企业得以利用各地土地和劳动生产率不等的 特点，丌展太规模的基于比较优势原则的国际贸易，而物流正是贸易的核心。对 在发达的经济社会里运营的单个企业来讲，对物流活动的良好管理是至关重要 的。企业的市场范围常常覆盖全国或者全球，而生产却可能集中在相对较少的几 个点。生产地和市场地被时空分隔，而物流活动就是他们之间联系的桥梁，必须 对之进行有效的管理，这在我国现阶段显得尤为迫切。中国物流与采购联合会会 长陆江也说过【3j ：物流现在在我国很热，一是经济结构调整的需要，二是流通方 式创新的需要，三是经济全球化发展的需要。 而物流系统的绩效在很大程度上取决于其物流网络规划的好坏，物流网络设 计的不合理或过时将会导致设施选址、需求分派、存货水平设定、运送方式和路 线选择等的不当，从而客户服务水平达不到要求，结果造成物流对企业利润的贡 献低于应有的水平。 本论文正是在这一背景下，同时结合参加的美菱公司销售物流网络重新规划 的方案设计，对供应链环境下物流网络规划的主要方面进行理论和实践上的研究 与探讨。 第l 负共6 9 负 矧1 论文供应链环境下的物流嘲络规划研究 1 2 物流网络规划的研究现状 一般意义上的物流网络规划主要包括以下两个方面的内容：一是适应企业市 场需要的物流设施( 如仓库、工厂、港口、供应商、零售店) 的数目、位置、规 模及其与上下游结点之间的归属划分，这是企业物流网络规划中最基础和最重要 的部分；二是物品从产地经中间结点( 特别是仓库) 至销售地之间的运送方式和 线路选择。 第一个方面实际上主要就是所谓的设施选址问题。设旌选址就是确定物流网 络所使用设施的数量、位置和规模，这些设施包括网络中的各种节点，它们是物 流网络内货物运往最终消费者过程中临时经停的站点。它决定了整个物流系统的 模式、结构和形状。 图1 1 表示的是一个产品的流动网络，需求可以由基层仓库供给，也可以直 接由工厂、供应商或港口供给。而基层仓库又由地区仓库供给，或直接由供货点 供给。 供覆煮需：港t u | j 、 地l 仓库库存点幕层仓库库存点客户，需求中心 幽1 1 产品流动网络图 网络中的设施选址对大多数企业而言是最重要的物流战略规划问题。它为运 输服务和库存水平的恰当选择和良好管理奠定基础。因为常常会在某一时点考虑 多个设施，同时还要考虑储存在内的多种产品、为设施提供服务的多个供应商、 以及设施所服务的多家客户，所以问题通常十分复杂，辅助决策手段是十分必要 的。 物流设施的合理选址( 新建、改扩建或租用) 十分重要。一经选定就将长时间 运营，它不仅与运行费直接相关，而且对工作效率及物流控制水平会产生很大影 第2 负共6 9 负 硕i 论文供应链环境下的物流网络规划研究 响。在物流系统分析与设计时，物流设施的选址常需得到模型化、数量化方法的 支持。在物流研究与应用比较先进的国家，如美国、日本、德国等，在这方面已 有多项研究报告与应用成果问世。在我国，物流合理化的研究尚处于初始阶段。 在物流网络中需设置几个规模多大的结点? 这些结点应选在哪里才使物流 最合理? 对这些问题，人们已经研究出了多种解决方法，它们大致可归纳为( 1 ) 应用连续型模型选择地点( 2 ) 应用离散型模型选择地点两大类。第一类方法认 为流通中心的地点可取直角坐标上的任意点( 轧川) ：第二类方法认为流通中心的 备选地点是有限的几个场所，最合适的地点只能从中选出。对于连续型模型可用 重心法来求解。对于离散型模型可用整数规划法、鲍姆尔一沃尔夫法、逐次逼近 的模拟方法等来求解。 第二个方面中，运送方式总的来说有五种基本的方式：水运、铁路、卡车、 航空和管道。对于有国际市场或者国内市场地理上很大时，可能需要采用多式联 运的方式，其中最常用的有铁路+ 卡车、卡车+ 水运以及卡车+ 航空等。而运送 路线的选择和确定是一个复杂的数学、经济和管理问题，要用到运筹学、应用数 学、组合数学、图论与网络分析、物流科学、成本管理、计算机应用等科学和理 论。一直受到运送计划制定者和管理者的极大重视，成为运筹学与组合优化领域 的前沿与研究热点问题。各学科专家对该问题进行了大量的理论研究及实践分 析，取得了很大的进展。 19 9 3 年d a s k i n 等引入了u n c a p a c i t a t e df a c i l i t yl o c a t i o n n e t w o r kd e s i g n p r o b l e m ( u f l n d p ) 的概念，他注意到在有些情况下，对现有网络进行重新配置调 整可能比新建一些设施来得更经济【4 】。这里，设施是一些节点，网络由节点和连 接节点的连线( 可能是潜在的) 组成。我们需要的只是这个网络的一部分，即只 需兴建网络的部分节点，以节约建设成本，同时给用户提供一定水平的服务。并 且对于连线，我们可以根据情况设它为双向的，也可以设它为单向的，当然单向 连线的速度快于双向连线，这可由一个倍数因子来表示。后来人们研究较多的是 c f l n d p ，这时传统的c f l p 只是它的一种特殊情形。一般来说，把设施选址 网络设计问题综合起来考虑对于某些情形下的优化建模是有用的，特别是存在诸 如设施固定成本、网络设计成本、运作成本等而这些成本之阳j 又相互背反的情况 下。这样的问题大量存在于l t l 配送系统、航线等的设计方面【5 】。 从2 0 世纪九十年代以来，供应链和供应链管理的概念逐步兴起。供应链围 绕核心企业，通过对信息流、物流、资金流的控制，从采购原材料开始，制成中 间产品以及最终产品，最后由销售网络把产品送到消费者手中的将供应商、制造 商、分销商、零售商直到最终用户连成一个整体的功能网链结构模式【l 】。供应链 的发展大至已经历三个阶段：企业内部供应链、产业供应链或动态联盟供应链、 坝i 。论史供应链环境下的物流刚络规划研究 全球网络供应链【6 。而物流是供应链运作的一部分，是以满足客户要求为目的， 对货物、服务和相关信息在产出地和消费地之间实现高效且经济的正向和反向的 流动和储存所进行的计划、执行和控制的过程【”。随着信息技术的发展与管理思 维的创新，有效的供应链管理和现代物流正取而代之成为公司赢得竞争优势的重 要源泉。以前的竞争是企业与企业之间的竞争，以后的竞争将是供应链与供应链 之间的竞争。 在这种背景下，物流出现了一种所谓的网络化倾向，这种物流网络化的发展 趋势认为，物流网络也包括不同企业之间以物流服务为内容而建立起来的的合作 关系【8 1 。典型的就是现在为人们所热谈的第三方物流( t p l ) 及其服务提供商， 它与供需企业之间建立合作关系，根据与这些企业合作的紧密程度，可相应的提 供从简单到只安排一批货物的运输，到供应链某些结点企业之间物资的组织和配 送，甚至可以复杂到设计、实施和运作一个企业的整体分销和物流系统与供应链 物流的设计、实施和运作 9 】。第四方物流的概念也已提出，并将其定义为供应链 的集成者，它与职能互补的服务提供商一起组合和管理组织内的资源、能力和技 术，提出整体的供应链解决方案【l 。这里的供应链解决方案主要是指供应链的物 流解决方案。通过物流方案的集成处理，统一组织，选择满足客户需求的合作团 队，并利用整个团队来控制和管理客户公司的点到点的供应链的物流运作。它不 仅控制和管理特定的物流服务，而且对供应链整体物流过程提出策划方案，并通 过电子商务将这一过程集成。第四方物流还具有预防和控制第三方物流与供应链 结点企业之f 刚失德行为发生的能力，真正实现供应链物流的整体利益最大化。 1 3 论文的研究内容和结构 论文的结构及研究内容如下： 第1 章说明课题的背景，分析研究现状，介绍论文的研究内容和结构。 第2 章探讨物流网络规划的重要性、思路和步骤，对供应链环境赋予物流 第3 章 第4 章 第5 章 第6 章 第7 章 网络的新内容一外包进行分析和阐述，介绍仿真和软件在规划中的 应用。 研究、分析、比较设施选址的理论和方法。 研究仓库选址问题；建立一个考虑规模经济的、基于遗传算法的离 散仓库选址模型，给出算法的实现步骤和程序流程，并用编写的程 序求解一个具体的实例；对仓库选址模型作进一步的讨论。 研究发送路线选择的方法。 以美菱公司为对象，对其销售物流网络进行重新规划。 总结论文研究的主要工作及展望。 第4 负共6 9 负 硕i 。论文 供应链环境下的物流网络规划研究 2 物流网络规划总论 在绪论中，对物流网络规划的内容作了介绍，特别对供应链环境赋予物流网 络的新内容作了思考。本章将继续探讨在供应链环境下，物流网络规划中一些比 较宏观的方面。 2 1 物流网络规划的意义 当前，我国企业物流成本过高，企业物流设施落后是一个重要原因，一是物 流基础设施落后，二是物流内部设施落后【2 引。但同时，这些设施资源的利用率却 很低下。究其原因，物流网络没规划好，没有实现物流网络的合理化是重要的一 方面。 新建企业当然需要建立物流网络系统，老企业由于业务的不断增长与变化， 也需要不定期地对原来的物流网络系统进行重新设计。 宝洁公司( p & g ) 就是一个对其物流网络进行再设计而取得巨大的供应链成 本降低的典型案例【2 讲。1 9 9 3 年宝洁公司开始重新设计它们的供应链计划，成立 了两个独立的工作小组，一个小组沿着产品线组建而成，负责分析制造形势，另 一个小组负责分析配送中心( d c ) 的位置并设计为d c 分配客户的方案。宝洁公 司的工程师与辛辛那提大学的教授一起开发了一个帮助他们进行选址决策的支 持系统。为了分析d c 的位置及顾客配送归属划分，他们运用了一系列的数学解 决方案，并同g i s 系统组合在一起，以实现数据和方案的可视化，检查数据库中 不易觉察的问题。据宝洁内部估计，当时对北美制造和配送系统的彻底重新设计 每年为宝洁公司节省了2 5 亿美元。 物流网络规划在物流系统计划中占有最重要的位置。 物流系统计划可分为如下几种类型1 3 0 1 。 表2 i 物流系统计划的类型 类型内容备注 战略计划 决定总体目标与所需资源属于政策的制定 战术计划细化战略目标，使之能成为行动计划较氏期 操作计划 确保特定的任务，由日常操作来完成的过程 短期 应急计划 对紧急情况的反应意外情况的处理 第5 负共6 9 贝 硕【论文供应链环境下的物流网络规划研究 很显然，物流网络规划在整个物流系统计划中处于战略计划的位置，所以有 时人们也称之为战略性物流网络计划，它的目标就是找到运送和接收产品最经济 的途径并同时维持或提高客户服务的质量，简而言之即是使利润最大化和服务最 优化。战略物流网络设计通常需回答以下的问题： 1 ) 应该建立多少物流设施? 2 ) 设施应该选址于何处? 3 ) 每个设施应为哪些客户服务? 4 ) 工厂如何给仓库、配送中心等供货? 5 ) 服务质量应为何种水平? 6 ) 应利用何种运送方式和路线? 2 2 物流网络规划的总体思路 本文作者通过对大量文献的阅读和思考，提出如下的物流网络规划的一个总 的规划思路。这个思路要求从两个方面同时进行考虑。 第一个方面是，首先对现有网络进行全面的分析，大到国际物流网络系统， 再到国内的运输、配送及至逆向网络系统，评估目前的网络能否满足企业的市场 需求。这里的需求一方面是目前的，但更主要的是企业对于将来需求的预测和计 划。如果不能满足，则网络肯定是要进行更改的；如果能满足，再对整个物流网 络的运行成本进行估算，看看成本是否还有下降的空间，如果有，相应的也要对 现有网络进行某种程度的更改。接着，在上面分析的基础上，再作进一步的分祈， 确定是否需要兴建一些新的物流结点和设施。这是因为，如果我们把设施选址和 网络设计综合起来考虑后会发现，有时我们无需新建一些新的物流设施，而只需 对现有的网络进行一些调整，就可满足企业和客户的需求，而这样的调整显然可 以为企业节约很多成本。 第二个需要同时进行考虑的方面是，企业物流能力外包的必要性和可行性， 也就是确定物流能力是自营还是外包还是两者兼而有之，或者说确定物流能力中 自营和外包的比例。关于这方面较具体内容将在本章的第四节作分析和探讨。很 显然，外包出去的物流能力部分，在企业自己具体的物流网络规划中就可以不作 考虑了( 当然从更广泛的意义上说，这种外包的选用本身也是企业物流网络的一 部分) 。 要进行上面两个方面的考虑，对于企业来说，有关运作数据的收集和处理是 其前提。有的企业没有规范化的物流信息系统，不能生成物流网络规划所需的数 据，这就要求物流管理人员从企业内部以及企业外部的各种数据来源获取所需数 据。这些数据来源主要包括业务运作单据、财务报告、物流研究报告、公开发布 第6 负共6 9 负 坝i ：论文 供应链环境下的物流网络规划研究 的信息，还可包括人为的判蝌羽。而企业服务客户的水平则是进行物流网络更新 和调整的主要缘由和动力，因此对于服务水平的确定，也是企业进行规划时必须 首先明确和完成的。 在对上面所说进行了全面的分析和考虑之后，需要由企业自己来完成的物流 能力已经确定，企业目前的物流网络能否胜任物流能力的要求也已知晓。如果不 能胜任，就要进行新的规划了。 2 。3 物流网络规划的步骤 关于物流网络规划的相关步骤，并没有一个相对统一的定式。对于有的企业 来说，可能只需对原有的网络进行某些调整，甚至无需增加任何设施和设备，而 对有些企业来说，就可能意味着较大规模的投资。当然，正如在论文前面所说的 那样，企业可咀考虑自己物流能力的外包。 如下是物流网络规划的一个比较合理和可行的系列步骤： 一、收集处理有关数据 二、审计确定服务水平 三、进行网络设计，提出备选方案； 四、计算运行成本，比较相关方案； 五、制定选用方案的细节 下面对其中的第一和第二项步骤作进一步的解释和说明，它们往往是物流网 络规划合理与否的重点和关键。 1 收集处理有关数据 这罩的数据，主要包括客户的年度总需求量、需求量按时间进行分解的产物 一订单、客户的区域分布、各区域的市场分布，以及当前物流系统的有关运行 数据等等。 为了了解当前的系统，必须从物流中心( 仓库) 和运输系统收集信息【3 州。从 物流中心收集信息的时候，关键的一点是要收集所有当前设施点的信息。因为研 究这些信息是为了决定关、停、并还是继续扩大( 扩建) 这些设施。这就需要从 每个设施点取得下列信息：空间利用：布局和设备；仓库管理程序：职员层次； 接收量和运送量；建筑物建造持征：进出交通情况；年度运作费用；库存等。有 了这些数据后，就可确定通过合并仓库所可能节约的费用额。同时也收集哪些产 品是低周转或季节性的，以决定是否将其集中或以公共库存来存储并据此制定 出未来的库存方案。对运输系统应当收集下列信息：运费等级和折扣；运输操作 程序：送货需求：补货重量体积等。 在可能的情况下，还要具体了解未来的物流网络需求，这需要对营销战略和 第7 页共6 9 负 坝l 论文 供应链环境下的物流网络规划研究 销售预测进行了解，通常需回答以下问题： 是否有新产品出现? 从何处采购? 目标市场是哪里( 地理上的) ? 现实的订单特征是什么? 比如，最小的订单大小是多少? 它们是否有改 变订单的条款( 或者说是否要求快速的服务) ? 市场发展的方向，如包装上的变化，是否以批发为主，是否有大客户要 求大批量的商品? 每年销售量增长多少? 有重要的客户转移吗? 是否是更少数的客户要更多的产品? 地理位置的转移是否会出现? 销售额是否在一些地方增加? 数据收集好后，还需进行编排、提炼、分组、汇总或其他方式来进行处理， 以支持网络规划。经过加工后的数据就转化为决策时使用的信息。为此一般还要 进行以下的工作f 2 】：确定分析单位、对产品进行分组、估计运输费率、估计自有 运输的费率、估计受雇运输的费率、分析订单和货运结构、进行销售汇总、估计 罩程、分析设施成本、考虑设施的生成能力、寻求库存一吞吐量之间的关系、估 计未来的需求等等。 2 审计确定服务水平 客户服务水平的审计包括询问客户他们当前享受到的物流服务水平与期望 得到的服务水平，这有助于建立网络设计的物流客户服务的目标水平。但实际的 情况可能是由管理部门决定物流服务水平或按照目前水平决定服务水平。此外， 有时还需进行企业内部审计，其目的是了解企业实际提供的服务水平，界定服务 标杆。 对物流网络分析所需的重要数据之一便是交付要求，如果交付天数不能确 定，就必须做一个客户服务差距( g a p ) 分析【3 0 】。差距分析包括一系列对内部职员 和客户的直接询问。目的是为了查明客户对服务预期与实际需求之间的差异。如 图2 1 所示，差距分析是一种逼近与降低费用有关的客户服务价值的尝试。即是 较快的速度还是较低的价格更为重要。图2 2 表明了运送费用和运送天数之间的 关系，显示了对利润的影响。该图表明当运送费用减低至一定程度后其产品费用 和运送费用之和会超过销售所得的收入，同时亦表明随着运送时间的延长，开始 利润会随之增加，但在某一点后销售额会急剧下降，这是因为竞争对手同时超越 了你的交货与成本( 假设产品质量相同) 。因此关键点是要找出实现利润最大化的 最好的服务水平。 第8 负共6 9 负 颂i 论文 供应链环境下的物流嘲络规划研究 + 费用i 客户服务的预期 。一i 一一 f - l ，l 、 g a p l g a p 2 1 、i 一、，? f 一7 g a p 3 r 。，- 上l ， ，l i _ 一一 顾客的理解ji 公司的理解| 1 ji 一j - 。一一、， 、g a p 4 ，上、，卜一生、 g a p 5 ， fg a p 6 ) 1 一t 一。 上一，一一 l 一 客户服务的实际需求 图2 1 g a p 分析程序 销售收入 利润 物流成本+ 1 生产成本 运送天数 图2 2 g a p 分析结果 实际上，物流网络的规划是一个巨大的工程，比如，一般一个饮料生产企业 就可能拥有1 0 个以上的分工厂，几十个仓库，上千个客户( 按照地理交货点分) ， 这种规划往往超过了一般企业的能力范围。因此，在现实运作中，借助专业顾问 咨询公司的力量，往往成为不少企业的一种选择。而专业公司对接手的任务， 大都有自己的一套规划步骤和流程，下面就是一种比较典型的物流网络规划过程 【3 l l ，显然，它与我们前面的不太一样。 第9 蜓共6 9 负 坝i 。论义供腌链环境下的物流嘲络规划研究 幽2 3 某专业物流咨询公司的物流网络规划过程示意图 2 4 物流网络规划中外包的选用 在当前的供应链环境下，物流网络规划中应当包括不同企业之间以物流服务 为内容而建立起来的合作关系，这种关系就是外包。 2 4 1 物流的层次 企业的物流大体上可以分为以下三个层次【2 3 】。 第一个层次是物流功能自备。如同我们在传统企业中经常看到的那样，企业 自备仓库，自各车队等，企业拥有一个自我服务的体系。其中又包含两种情况： 一是企业内部各职能部门彼此独立地完成各自的物流使命。二是企业内部设有物 流运作的综合管理部门，通过资源和功能的整合，专设企业物流部或物流公司来 统一管理企业的物流运作。我国的工业企业基本上还处于第一种情况。但也已经 有不少企业，特别是那些有品牌的企业已经开始设立物流部或将有关物流运作的 职能部门通过整合成立直属的物流公司，如美的公司、海尔集团等。 第二个层次是物流功能外包。一是将有关的物流服务委托给物流企业去做， 即从市场上购买有关的物流服务。如由专门的运输公司负责原料和产品的运输。 硕l 论义 供应链环境下的物流刚络规划研究 二是物流服务的基础设施为企业所有，但委托有关的物流企业来运作，如请仓库 管理公司来管理仓库，或请物流企业来运作管理现有的企业车队。从产业进化的 角度来看这是一个进步。 第三个层次是物流系统组织。企业自己既不拥有物流服务设施，也不设置功 能性的物流职能部门，而是通过整合市场资源的办法获得相应的物流服务。包括 供应链系统的设计、物流服务标准的制定、供应商和分销商的选择等，直至聘请 第三方物流企业来提供一揽子的物流服务。 事实上，一般工业企业的物流运作都是前两个层次交叉的，即是自营与外购 相结合。能够上升到第三个层次的往往是那些控制了产品的核心技术，或拥有知 名品牌，或具有极强的研发能力和渠道控制能力的所谓虚拟企业，如耐克、沃尔 玛、戴尔等。 2 4 2 物流的外包 除了自己管理全部物流活动并建立一个庞大的物流组织机构、相对完善的物 流网络之外，有些企业会与其它企业共同管理物流或者将物流活动通过合同的形 式外包出去，由专门提供这类服务的公司去做，这些专门的企业又被称为第三方 物流供应商。现在，许多企业都已经意识到利用物流合作伙伴可以获得战略上和 操作上的优势，其中包括： 降低成本，减少资本投入 使企业得到先进的技术和管理经验 有利于提高客户服务质量 通过扩大市场等手段提高企业的竞争优势 获取信息能力提高，有利于经营规划 减少风险和不确定因素 其中，经营成本的降低是其中最大的收益，而客户服务水平的提高也是一个很重 要的方面。企业面临的最大的风险则是对关键的物流活动失去控制，如果这样， 那些潜在收益就永远无法实现。多年以来，企业或多或少会将他们部分的物流活 动外包出去。如果一家企业将货物交给某公共承运人运输，或使用公共仓库储存 货物，那么这家企业就是在与外部的企业合作进行某些供应链管理活动。该企业 与其他外部企业的关系如何则是合作程度的问题。这种合作关系可能是一次性买 卖关系，也可能是长期的协议关系，还可能是共享系统的战略联盟。图2 4 说明 的就是这些外包关系【2 】。 第1 i 页共6 9 负 坝i 论文供应链环境下的物流嘲络规划研究 罐 拉 器 l 己 刊 翅 景 粤 型 垛 删 图2 , 4 外包的形式 战略联盟：种有计划的持久性合作关系，合作双方彼此能满足对方需要，并为实现 共同的利益具有共同的价值取向、i ；1 标和企业战略。 合同物流：这是一种按具体情况确定的关系，以合同为指导，并有赖于供应商满足委 托人特定的履约目标。 交易物流：这种关系是建立在一次交易或一系列独立交易的基础之上。 采用自营物流还是寻找其他管理方式取决于下列两个因素的平衡：物流对 于企业成功的关键程度与企业管理物流的能力。如图2 5 所示，企业所处的位 置决定了其奉行的战略。 世 矬 瞰 嘲 足 剥 d “ 餐 斌 嚣 企业经营物流的能力 图2 5 物流活动经营形式的选择 如果公司对客户服务要求高，物流成本占总成本的比重大，且已经有高素质 的人员对物流运作进行有效的管理，那么该企业就不应将物流活动外包出去，而 应当自营。沃尔玛就是这样的公司，其供应渠道的管理非常出色。另一方面，如 果对于一家公司来说，物流并不是其核心战略，企业内部物流管理水平也不高， 第1 2 负共6 9m 硕 ：论文供应链环境下的物流网络规划研究 那么将物流活动外包给第三方物流供应商就有利于降低成本、提高客户服务质 量。戴尔电脑公司认为其核心竞争力是营销，是制造高科技的个人电脑硬件，而 不是物流，因此戴尔电脑在世界各地直销时，就与几家第三方物流企业合作，在 一定地理范围内分销商品。 如果物流是企业战略的核心，但企业物流管理能力很低，那么寻找物流伙伴 将会给该公司带来很多收益。好的合作伙伴在公司现有的、甚至还未进入的市场 上拥有物流设施，可以向企业提供自营物流无法获得的运输服务及专业化的管 理。相反，如果公司的物流活动不那么重要，但是由专业人员管理，那么该公司 就会主动寻找需要物流服务的伙伴，通过共享物流系统提高货物流量，实现规模 经济效益，降低企业的成本。而这种企业的目标伙伴就应该是处于图2 5 中左上 方的那类公司。 物流网络规划中的外包属于物流组织问题中的一类。物流组织的基本问题就 是如何实现各项活动之间、各部门之间、各企业之间的协调或如何通过合作使物 流计划能够有效实施。在物流组织中，人们对部门间和组织间的合作关注较少， 虽然这种合作带来的潜在收益可能远超过直接进行物流管理活动带来的收益。但 是，由于合作是自愿行为，所以公司内部各部门进行的合作和超越法律界限的公 司之间的合作就是一个非常复杂的组织问题。如果企业自营全部的物流活动，就 需要一个庞大的物流组织机构。与此相对应的另一种方式是将物流活动外包出去 或是与其它公司结成物流合作伙伴共享其物流系统。 2 5 规划中仿真和软件的应用 2 5 1 仿真技术的运用 目前，仿真技术在物流网络规划中的应用主要体现在设施选址方面，且以静 态仿真为主，下面以仓库为例说明这种方法的应用】。 在辅助选择仓库时，我们一般采用一种所谓的扩张的静态仿真，这种方式采 用了试错法的计算程序，其仿真器可以被编程，以对潜在的位置上的不同的仓库 组合进行评估和量化。在初始仿真中，典型的探试程序包括了所有可能的仓库坐 落位置，而需求点根据最低总物流成本被分配到最佳的仓库。 给定目标，仿真从潜在位置的最大数值中一次删除一个仓库坐落位置，直到 得到一个管理层指定的最小值，或者到系统中只存一个仓库。基于边际成本，典 第1 3 负共6 9 贝 硕i j 论文供应链环境下的物流网络规划研究 型的删除程序是从剩余的“系统内”仓库中，去掉成本最大的仓库，原来由被删 除的仓库满足的需求点，被重新分配到下一个成本最低的供给点上，如此反复进 行。 * 镊 蟋 嚣 锄卜、 卅 56，89l u 仓库数 图2 6 仓库的试错仿真 如图2 6 所示，最初的仿真考虑在有1 0 个仓库的物流网络内进行。当第l o 个仓库被关闭时，仿真程序评价固定成本的减少和可变成本的增加而综合得到第 1 0 个仓库的相对价值，如果确定总成本将会减少，仿真器就会关闭第1 0 个仓库， 并重新计算由剩下的9 个仓库组成的物流网络的成本及能提供的服务。继续这样 的过程，直到确认了最小成本的物流网络。图2 6 中，最小成本网络由6 个仓库 组成。 静态仿真根据从每一次的删除中得到的新的物流网络的总成本和服务能力 的综合权衡确认最佳方案，也就是说这个结果是对不同的可选择的网络方案的成 本和服务特征进行比较而得到的，但并不能保证这个结果是最优或接近最优的。 这是因为某个位置的仓库一旦被删除后，在接下来的程序中将不会再被考虑。这 是静态仿真的主要缺陷。 静态仿真与大多数技术相比，显得简单、灵活，运用起来也不昂贵。它虽然 不保证最优解，但也可对较复杂的物流设施网络进行评估。一个综合性的静态仿 真器的运作能力和范围，有时比最优化技术更能就需求、物流中间设施、运送量 等进行更好的设计。 第1 4 ：! i f 共6 9 负 颤 j 论文供应链王： = 境下的物流目络规划研究 现在有的物流咨询公司，可以考虑到年需求量、平均运输费率，并对它们进 行数据验证和模型仿真，采用一些优化工具，得到的就不只是静态模型的最优解。 他们可以对不同结构的几个最优解进行动态仿真，建立一个有关单个客户订货、 在具体的位置上的库存、日配送方式等等在内的详细仿真模型，通过长周期的具 体活动的过程仿真来验证一个方案，以取得真实满意的规划结果。 2 5 2 有关软件的应用 目前，应用在网络规划中的软件除了比较通用的如l i n d o 、l i n g o 、 m a t l i b 等优化决策软件外，主要是一些设施选址和运输配送路线选择方面的软 件，它们都以数学方法为基础。 罗纳德h 巴罗著的企业物流管理供应链的规划、组织和控制附 带的l o g w a r e ，其中带有很多实用的程序，如m u l t i c o g 和m i p r o g 等， m u l t i c o g 是通过精确重心法进行多设施选址的计算机程序：m i p 则是通过分 枝定界法解决混合整数线性规划问题，它能解决包括5 0 个约束和1 0 0 个变量的 问题。 2 6 本章小结 本章首先分析了物流网络规划的意义或者说重要性，以及在物流系统计划中 的位置。接着，提出了一个规划的总体思路，认为物流网络规划应从两个方面同 时进行考虑：探讨了规划的步骤，并对数据的收集和处理、服务水平的确定这两 个步骤作了较为详细的说明。在供应链环境下，应把外包纳入构建物流网络的考 虑视野，本章第四节对外包作了详细的阐述，重点对企业物流的层次、物流外包 的优势和形式选择作了分析；最后介绍了仿真技术及有关软件在物流网络规划中 的应用。 另外本章还提到了专业的物流咨询机构在物流物流规划中的某些优势及与 企业做法的一些不同之处。 后面的三章，将对具体的设施选址和发送路线选择进行研究。 第1 5 负共6 91 j j ： 领 论文供应链环境下的物流网络规划研究 3 设施选址理论和方法 设施是物流网络构成的实体或者说硬件，f 盯所伺强飑州干日坷位直仕1 键人干芏厦 上无疑是决定了物流网络，因此，设施的选址很重要。本章的内容就是设施选址 的理论和方法及有关模型。 3 1 选址的影响因素和原则 1 选址的影响因素 地址的选择是一个综合决策，总的来说考虑的是费用和服务水平，但如下的 因素在决策中也往往需同时予以仔细考虑【3 2 1 。 1 ) 交通设施 2 ) 劳动力供应 3 ) 土地的可获性 4 ) 是否需要靠近市场 5 1 公共设施状况如何 6 ) 是否需要靠近原材料产地 7 ) 地理和气候特征 8 ) 税收以及一些法律 9 ) 社区环境和态度 除了上面的之外，有时国家会从国家安全的角度考虑一些工厂的选址，从而 出台一些措施和政策，如限制、鼓励、奖励优惠等，这也会对企业的决策行为产 生影响。 随着世界经济的发展，经济一体化和全球化的趋势越来越明显，绝大部分国 家和地区都已开放了它们的经济和市场，其中跨国公司的影响同益增加。对于跨 国公司来说，在决定于一个异国投资建厂之前，他们必须仔细的考察当地的社 会一经济一政治因素。通常有： 1 ) 该国或地区政治的稳定性 2 ) 政府对开放经济的有关许诺 3 ) 转让新技术过去还是直接采用该技术在当地组织生产更有利可图，公司 或产品的技术密集度如何 第1 6 负菇6 9 负 艇 。设文供应链环境下的物流删络规划研究 4 1 区域经济对目标国经济的影响以及目标国经济对区域经济的影响 5 1 当地制造商所处的产品生命周期阶段( 例如拟投入的产品在当地是否已 经有人生产且比较成熟了) 6 1 目标国对出口或再进口该产品是否有限制 7 1 该国政府对进口有关原材料、未装配的成套件等的有关政策，特别是在 关税方面。 8 1 当地市场规模的弹性 9 ) 资金的来源是否多样化和充足 2 选址的原则 以物流中心为例。物流中心选址是指在一个具有若干供应网点及若干需求网 点的经济区域内，选个地址设置物流中心的规划过程。较佳的物流中心选址方 案是使商品通过物流中心的汇集、中转、分发，直至输送到需求网点的全过程的 效益最好。通常，物流中心拥有各种设旌及设备，如果选址不当，将产生极大的 负面影响并付出代价。因而，在物流中心的选址规划中，应对物流中心的选址原 则、影响因素等进行综合分析。 物流中心的选址过程应同时遵守适应性原则、协调性原则、经济性原则和战 略性原n t ”j 。 ( 1 ) 适应性原则。物流中心的选址须与国家以及省市的经济发展方针、政策 相适应，与我国物流资源分却和需求分御相适应，与国民经济和社会发展总体相 适应。 ( 2 ) 协调性原则。物流中心的选址应将国家的物流网络作为一个大系统来考 虑，使物流中心的设施设备在地域分布、物流作业生产力、技术水平等方面互相 协调。 ( 3 ) 经济性原则。物流中心发展过程中，有关选址的费用，主要包括建设费 用及经营费用两部分。物流中心的选址定在市区、近郊区或远郊区，其未来物流 活动辅助设施的建设规模及建设费用，以及运费等物流费用是不同的，选址时应 以总费用最低作为物流中心选址的经济性原则。 ( 4 ) 战略性原则。物流中心的选址，应具有战略眼光，一是要考虑全局，二 是要考虑长远。局部要服从全局，目前利益要服从长远利益，既要考虑目前的实 际需要，又要考虑同后发展的可能需要。 第1 7 贞共6 9 负 颂卜论文供应链环境下的物流网络规划研，究 3 2 常规方法和模型及其比较 3 2 1 常规方法 整个物流系统可以用联结点和运输路线构成的物流网络来表示。因此，在物 流系统中，最重要的是从需求者要求的物流服务水平出发，以尽可能小的物流费 用，来实现物流网络结构的合理化。 在物流系统中需设置几个规模多大的结点? 这些结点应选在哪里才使物流 最合理? 对这些问题，人们已经研究出了多种解决方法，它们大致可归纳为( 1 ) 应用连续型模型选择地点( 2 ) 应用离散型模型选择地点两大类。第一类方法认 为流通中心的地点可取直角坐标上的任意点( 州，p ) ；第二类方法认为流通中心的 备选地点是有限的几个场所，最合适的地点只能从中选出。 对于连续型模型可用重心法来求解。对于离散型模型可用整数规划法、鲍姆 尔一沃尔夫法、逐次逼近的模拟方法等来求解【3 8 1 。 另外在实际中，选址时需考虑很多因素，而这些因素有的往往不能用很精确 的数字予以量化，这就产生了在定性基础上的定量计算方法，模糊集理论和a h p 法是其中的代表。 1 重心法 设有”个零售店( 需求点) ，地点分布为( xj ，y 1 ) ，( x 2 ，y 2 ) ，( 舶，y 3 ) ，( n ，”) ， 各自对应的需求量分别为1 ，w 2 ，w 3 ，w n 。设流通中心的地点坐标为( z o ，y o ) ， 当流通中心与零售店之间的直线距离乘其对应的需要量w i ，再乘以发送费率所 得的积为最小时，此地点即为最优地点，并用坐标( x o * ，y o * ) 表示。这就是只考虑 配送费用的单一流通中心选址问题。更一般的重心法模型如下。 假设工厂的位置定，它的生产能力能够充分满足市场的需要，同时，各零 售店的位置和销售量也己确定。设从工厂到流通中心所需的运输费用为g ，从流 通中心到零售点所需的配送费用为h ，经营流通中心所需的管理费用为e ，这 样总的物流费用c 可表示为 c = e + g + 日 模型的目标是要求得流通中心的最佳地点，即使得c 最小，并确定流通中心 的数目、位罱和规模。 针对不同的情况，可对上述模型作些简化，例如：单一流通中心的选址、只 考虑配送费用的多个流通中心选址、考虑运输费用和配送费用的多个流通中心选 第1 8 页共6 9 负 顾l 。论文供应链环境下的物流网络规划研究 址、考虑总费用函数的多个流通中心选址等。 2 整数规划法 整数规划是指最优解必须为非负整数的一类线性规划问题。在整数规划中， 如果所有的变量都限定为整数，则称为纯整数规划；如果仅有一部分变量限定为 整数则称为混合整数规划。整数规划中有一种特殊情况叫做o 一1 规划，它的变 量取值仅限于0 或“l ”。在流通中心选址问题中应用的整数规划就属于这种 o 一1 规划。被选中的流通中心地址取值为“1 ”，不被选中的地址取值为“0 ”。 由于物流系统中的物流量不一定都是整数，所以为了全面反映物流系统的情况， 通常运用混合整数规划法，这种方法在计划管理中日益得到广泛的应用，但其求 解方法比较复杂，要花许多计算时间，寻找求其最优解的简易方法是一个迫切的 任务。 目前，混合整数规划最常用、最有效的算法是分枝定界法。对于分枝定界法 也有不同的处理方式，其中最常用的方法是把整数变量作为实数变量从而变为线 性规划模型，再求