供应链设计课件

1、第二章 供应链设计Supply Chain Design序供应链设计与供应链战略密切相关供应链战略的制订供应链战略确定原材料的获取和运输，产品的制造或服务的提供，以及产品配送和售后服务的方式与特点。供应链战略包括了采购、生产、销售、仓储和运输等一系列活动。供应链设计的内容3.1 供应链成员及合作伙伴选择3.2 网络结构设计3.3 供应链运行基本规则3.1 供应链合作伙伴选择1 合作伙伴选择的重要性2 合作目标3 影响因素和实施步骤4 选择方法5 供应链合作伙伴选择举例1 合作伙伴选择的重要性供应链管理的共识：供应链上的企业之间是长期的合作伙伴而不是竞争对手！低效率的供应链中合作关系存在的问题1

2、）缺乏主动出击市场的动力和积极性。实际调查表明，企业外部资源利用低，企业与供应商的合作还没有形成战略伙伴关系。2）许多企业虽然有很一定的市场竞争能力，但是在与其他企业进行合作方式上，“以我为主”的山头主义思想盛行，没有进行科学的协商决策和合作对策研究，缺乏市场竞争的科学意识。3）企业合作关系中短期行为普遍存在。4）由于“棘轮效应”的存在，企业在合作竞争中的积极性和主动性不高。5）企业与企业之间信息传递工具落后。供应商作为伙伴和作为对手的对比考虑因素 伙伴 对手供应商数量 一个或几个 许多，使它们互相争斗关系维持时间 长期 短暂低价格 适度重要 主要考虑因素可靠性 高 可能不高公开程度 高 低质

3、量 确保供应源，供应商认证 买方观点业务量 大 也许小，供应商多位置 由于生产周期与服务而靠近 非常分散柔性 比较高 比较低供应商厂商批发商零售商物流企业物流企业物流企业信息公开在库风险分担在库自动补充年销售保证产品共同开发信息公开在库风险分担在库自动补充年销售保证信息公开年购入量保证产品共同开发信息公开大宗订单的事前联络输送量的平均化年运输量的保证定点超越计划的协调2 供应链企业间合作要达到的目标1）对于制造商/买主 降低成本（降低合同成本） 实现数量折扣、稳定而有竞争力的价格 提高产品质量 降低库存水平 改善时间管理,交货提前期的缩短和可靠性的提高 更好的产品设计和更快的对产品变化的反应速

4、度 强化数据信息的获取和管理控制 2）对于供应商/卖主 保证有稳定的市场需求 对用户需求更好的了解/理解 提高运作质量 提高零部件生产质量降低生产成本提高对买主交货期改变的反应速度和柔性获得更高的利润（比非战略合作关系的供应商）3）对于双方 改善相互之间的交流 实现共同的期望和目标 共担风险和共享利益 共同参与产品和工艺开发，实现相互之间的工艺集成、技术和物理集成减少外在因素的影响及其造成的风险降低投机思想和投机几率增强矛盾冲突解决能力规模效益，订单、生产、运输上实现规模效益以降低成本减少管理成本提高资产利用率3、合作伙伴评价、选择的影响因素优势能力组织管理能力设计能力创新能力生产能力营销能力

5、服务能力研究开发能力信任度合同履约用户信誉度信用度价值观差异上下游伙伴满意度3、合作伙伴评价、选择的影响因素投入强度技术设备投入强度资金投入强度知识资源投入强度人力资源投入强度参与合作动机协作能力支持环境有效性资源动态调配和作业流程的重组能力适应网上合作的管理协调机制实施步骤或因素1:分析市场竞争环境（需求、必要性）比较新旧合作伙伴2:建立合作伙伴选择目标3:建立合作伙伴评价标准4:成立评价小组反馈5: 合作伙伴参与6:评价合作伙伴7:实施供应链合作关系修改评价标准反馈选择工具技术4 合作伙伴的选择方法 1）直观判断法 2）招标法 3）协商选择法 4）采购成本比较法 5）ABC成本法 6）层次

6、分析法 7）ER证据综合法8）其他层次分析法（AHP方法）步骤1）确定合作伙伴选择的评估指标体系2）为体系中每个指标确定基本权重3）确定备选合作伙伴4）从每个评价指标出发，为每个备选合作伙伴打分5）计算加权平均，给出合作伙伴的优劣排序评估指标体系指标权重的确定内容：包括一级指标的相对权重以及二级指标的相对权重。方法：两两比较法例：一级指标包括：服务质量，实力，预期关系稳定性，成本水平。两两比较，如服务水平与实力，哪个重要些？如果实力更加重要些，则记为”服务水平/实力”1再进一步可以确定评估值。相对重要程度定义说明1同等重要Equal importance 两个目标同样重要Two activit

7、ies contribute equally to the objective 3略微重要Weak importance of one over other 由经验表明或判断，认为一个目标比另一个略微重要Experience and judgment slightly favor one activity over another 5相当重要Essential or strong important 由经验表明或判断，认为一个目标比另一个重要Experience and judgment favor one activity over another 7明显重要Demonstrated imp

8、ortance 深感一个目标比另外一个目标重要，且这种重要性已有实践证明。An activity is strongly favored and its dominance is demonstrated in practice 9绝对重要Absolute importance 强烈地感到一个目标比另外一个目标重要The evidence favoring one activity over another is of the highest possible order of affirmation When compromise is needed 2，4，6，8两个相邻判断的中间值Int

9、ermediate values between the two adjacent judgments 需要折衷时采用指标权重的确定服务水平实力预期关系稳定度成本水平服务水平122实力22预期关系稳定度2成本水平指标权重的确定A=1.0 1.0 2.0 2.0 1.0 1.0 2.0 2.0 0.5 0.5 1.0 2.0 0.5 0.5 0.5 1.0 A w=max w 1=4.06, 2=0 指标权重的确定综合权重：服务质量，0.33实力，0.33预期关系稳定性，0.20成本水平, 0.14不一致性指标(Inconsistent test ) CI检验: CI 0.1不一致性指标检验 n

10、 指标数RI 经验值不一致性指标(Inconsistent test ) CI检验: CI 0.1n2345678910RI0.000.580.901.121.241.321.411.451.493.2 供应链网络设计1 供应链网络设计内容2 网络设计影响因素3 网络设计决策步骤4 网络设计优化模型1 供应链网络设计内容设施功能设计设施选址设施容量设计需求与供应资源分配2 网络设计决策的影响因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 对顾客需求的反应时间 物流和设施成本 战略性因素强调生产成本的企业强调反应能力的企业全球化的供应链网络在成本最低的区位布局生产设施，

11、即便会使生产工厂远离其市场区在市场区附近布局生产设施，有时甚至不惜以高成本为代价通过在不同国家或地区布局职能设施，来支持其不同战略目标的实现技术因素生产技术能带来显著的规模经济效益布局少数大容量的设施设施建设的固定成本较低建立为数众多的地方性生产设施以降低运输成本生产技术很稳定，而且不同国家对产品的要求不同在每一个国家建立地方性基地为该国市场服务。生产技术富有灵活性，在较少的几个大基地进行生产。集中建立与分散建立设施的一般性特征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

12、有 难共有协作设施的组织化容易困难事故等风险 大 小宏观经济因素关税水平高关税供应链网络在更多的地方进行生产，配置在每个地方的工厂生产能力较小低关税减少生产基地、每一生产基地扩大生产能力税收减让企业布局于税收减让地区可获得成本优势 汇率风险供应链的利润有显著影响。良好的供应链网络能利用汇率波动增加利润可以在供应链网络中多规划一部分生产能力，以使生产能力具有灵活性，满足不同市场的需求，从而在当前汇率下使成本较低的基地生产更多的商品。需求波动供应链网络设计还必须考虑由于经济波动而导致的需求波动。政治因素企业倾向于将企业布局在政局稳定的国家，这些国家的经济贸易规则较为完善政治稳定很难量化，所以企业在

13、设计供应链时只能进行主观的评价政治稳定因素在供应链网络布局中起着重要作用基础设施因素良好的基础设施是在特定区域进行布局的先决条件基础设施的好坏影响供应链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关键的基础设施靠近运输枢纽、靠近机场和码头 、高速公路入口、铁路服务 竞争性因素设计供应链网络，必须考虑竞争对手的战略、规模和布局诸如原材料和劳动力等外部因素是否迫使其相互靠近企业如何进行竞争企业间的积极外部性许多企业临近布局使他们均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

14、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 )模型对顾客需求的反应时间企业的目标客户若能容忍较长的反应时间，企业就能集中力量扩大每一设施的生产能力。企业的客户群认为较短的反应时间很重要必须布局在离客户较近的地方。这类企业就应当设有许多生产基地，每个基地的生产能力较小，由此来缩短对客户的反应时间，增加供应链中设施的数量。必需的设施数量要求的反应时间顾客要求的反应时间与设施数量之间的关系物流和设施成本(1)库存成本(2)运输成本(3)设施（建设和运营）成本 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

15、产地到达客户的小批量运输成本是成本曲线的起始点随着仓库数量的增加，运输的总成本不断减少；运输成本的降低源于在某个设施对货物的集并运输与短途运输的相互结合成本曲线的最低点，表示获得最大的货物集并所需的设施的数量如果设施数量的扩张超出了货物集并的最大值，每个设施所承担的进货集并运输的数量减少了，成本将增加运输成本与设施成本的平衡例生产商直接投放市场：平均运输批量为500磅，运输费率为7.28美元/百磅，那么一个批量的直接运费为36.4美元；假设建立一个中间仓库，由生产商大批量供货，一次批量为20,000磅以上，从生产商到仓库的运输费率为2.40美元/百磅；从仓库到市场的本地运送费率为1.35美元/

16、百磅；所以,总费率约为3.75美元/百磅； 运送500磅，总共需要18.75美元如果建立仓库的运作成本低于： 36.4 -18.75= 17.65 美元/500磅，该仓库在经济上就具有合理性。(3)设施（建设和运营）成本固定成本固定成本是指短期内不随设施的货流量的改变而改变的成本，如建设成本和租赁成本可变成本与生产或仓库运营相关的随着加工数量的变化而变化的成本被成为可变成本 如果设施的设立，可以为供应链提供成本或服务的优势，则该设施的设立就是必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应时间变动与设施数量的关系 反应时间设施数量物流总成本物流总成本随着设施数目的增加，总成本先

17、减后增设施数量成本设施数量和总成本之间的关系图总成本库存成本运输成本设施成本供应链网络优化模型1. 数据的准备和处理2. 建模与求解3. 模型的验证和实施数据的准备和处理数据搜集数据聚集处理确定运输效率：每两个设施布局地点之间的运输成本确定仓储成本其他成本：每一地点的设施成本、劳动力成本和原材料成本仓库容量设施的被选位置客户服务率指标要求未来需求量预测数据搜集客户、零售商、已有仓库、分销中心、制造厂、供应厂等的位置、分布产品信息，品种、数量、特殊运输要求客户点的平均年需求量不同形式下的运输效率数据聚集处理目的：节省数据处理成本最详细的数据可能得不到如按每个县、村等。保证模型的可操作性合并的两种

18、方式:需求的合并:将顾客按位置或服务等级进行合并,在按位置进行合并的情况下,无数个顾客合并为少数的比如几十个顾客区域.按物品进行合并, 比如按物品物理化学特性配送方式等.合并可能导致的问题过分合并会导致模型处理的不准确什么影响了数据合并的有效性？合并后区域的数量各区域内客户分布的不同形态数据聚集处理合并后至少有150-200个区域。确保每个区域的总需求量大致相同使合并后的中心点在各区域的中心位置In this case, the error is typically no more than 1%数据聚集例1个工厂、1种产品客户数据原始数据有18,000 个客户地点合并后有800 个客户地点建

19、模变量：订货量、发运量、运输方式、选定位置目标：最小化成本最大限度的服务水平差异化的竞争优势最大利润最小化的资产配置约束条件：市场需求所期望的库存服务水平设施备选位置模型求解数学规划技术（线性规划、整数规划、非线性规划、随机规划等等）精确求解近似求解特点：可以给出所有方案中的优化解仅仅针对简化的问题计算机仿真技术特点：可以考虑问题的所有细节仅仅可以针对若干种已知方案进行优劣比较模型的验证和实施数据可靠吗？模型本身可靠吗？结论可靠吗？设计方案的进一步仿真模拟。Logistics Network Design Logistics Network Design Logistics Network D

20、esign 例题吉百利(TelecomOne) 是新一代通讯设备制造商。它在巴尔的摩(B)、孟菲斯(M)、堪萨斯州的威奇托(W)、怀俄明州的肖肖尼(C)和盐湖城(S)有自己的生产厂；其服务的市场包括亚特兰大、波士顿和芝加哥、丹佛、内布拉斯加州的奥马哈和俄勒冈州的波特兰。工厂的生产能力、市场需求、每1000单位产量的生产成本和运输成本以及每个工厂每月的固定成本见下表。生产工厂每千单位的生产和运输成本（千美元） 需 求 城 市生产能力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)1675400685163011602800187650肖肖尼(C)14601

21、9409701004951200243500盐湖城（S）192524001425500950800275000孟菲斯（M）380135554310456652321224100威奇托（W）92216467005083111797312200月需求量Dj（千单位）108146711表 吉百利公司的生产能力、市场需求和成本1、需求量在工厂之间的分配公司必须考虑在工厂之间进行需求分配。这一模型需要输入以下数据： n=工厂的数目,i=1,2,n; m=市场或需求地的数量, j=1,2,m; Dj =市场j的年需求量； Ki=工厂i的年生产能力； Cij=工厂i生产一单位产品并送到j市场的成本(包括生产

22、、库存、运输和设施成本)向不同工厂分配不同市场和需求的目标是使设施成本、运输成本和库存成本之和最小。对决策变量做如下定义： =每年从工厂i到市场j的运量这一问题构成了下面这一线性模型：优化目标：限制条件为 , j=1,m -该限制保证每一市场的需求得以满足 , i=1,n -该限制保证每一工厂不能超过其生产能力进行生产LingoMODEL:SETS:factory /1. 5/:K,F;!-i;market /1.6/:D;!-j;relation(factory,market): C,x;ENDSETSDATA: C=1675400685163011602800146019409701004

23、95120019252400142550095080038013555431045665232192216467005083111797;K=1824272231;D=108146711;ENDDATAmin = sum( relation(i,j):C(i,j)*x(i,j) );for(market(j): sum(factory(i):x(i,j)=D(j) );for(factory(i): sum(market(j):x(i,j)K(i) );END变量定义SETS:factory /1. 5/: K,F;-factory i, K(i), F(i)market /1.6/: D;-

24、 market j, D(j)relation(factory,market): C,x;- 从factory到 market，C(i,j), x(i,j)ENDSETS 数据：DATA: C=167540068516301160280014601940970100495120019252400142550095080038013555431045665232192216467005083111797;K=1824272231;D=108146711;ENDDATA优化目标：限制条件为 , j=1,m -该限制保证每一市场的需求得以满足 , i=1,n -该限制保证每一工厂不能超过其生产能力进

25、行生产min = sum( relation(i,j):C(i,j)*x(i,j) );for(market(j): sum(factory(i):x(i,j)=D(j) );for(factory(i): sum(market(j):x(i,j)K(i) ); Global optimal solution found at iteration: 16 Objective value: 26463.00 Variable Value Reduced CostX( 1, 1) 0.000000 1153.000 X( 1, 2) 8.000000 0.000000 X( 1, 3) 2.000

26、000 0.000000 X( 1, 4) 0.000000 1530.000 X( 1, 5) 0.000000 849.0000 X( 1, 6) 0.000000 2000.000 X( 2, 1) 0.000000 938.0000 X( 2, 2) 0.000000 1540.000 X( 2, 3) 0.000000 285.0000 X( 2, 4) 6.000000 0.000000 X( 2, 5) 0.000000 184.0000 X( 2, 6) 0.000000 400.0000 X( 3, 1) 0.000000 1403.000 X( 3, 2) 0.000000

27、 2000.000 X( 3, 3) 0.000000 740.0000 X( 3, 4) 0.000000 400.0000 X( 3, 5) 0.000000 639.0000 X( 3, 6) 11.00000 0.000000 X( 4, 1) 10.00000 0.000000 X( 4, 2) 0.000000 1097.000 X( 4, 3) 12.00000 0.000000 X( 4, 4) 0.000000 1087.000 X( 4, 5) 0.000000 496.0000 X( 4, 6) 0.000000 1663.000 X( 5, 1) 0.000000 40

28、0.0000 X( 5, 2) 0.000000 1246.000 X( 5, 3) 0.000000 15.00000 X( 5, 4) 0.000000 408.0000 X( 5, 5) 7.000000 0.000000 X( 5, 6) 0.000000 997.0000优化结果 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）010080021200607110优化结果 2、工厂布局：生产能力既定的工厂布局模型吉百利公司管理者正在讨论是否每个工厂都是必需的，哪些工厂应当关闭。这一模型需要输入以下数据

29、： n=潜在的工厂布局区位数量,i=1,2,n； m=市场或需求点的总数量,j=1,2,m ； Dj =市场j的年需求量； Ki =工厂i的潜在年生产能力； fi =工厂i运营中按年分摊的固定成本； Cij =工厂i生产一单位产品并将之送到j市场的成本(包括生产、库存、运输、设施成本) 目标是决定工厂的区位，然后将市场需求分配到每一个正在运营的工厂中去，以减少设施成本、运输成本和库存成本。决策变量的定义如下：yi =1 如果工厂i运营，值为1，否则为0 xij=每年从工厂i运送到市场j的货物数量 这一问题构成以下模型：限制条件为： j=1,m(保证所有需求得到满足) i=1,n(确保每一工厂的

30、生产不超过生产能力) i=1,n(将工厂分为运营(yi =1)或关 闭(yi =0)两类)MODEL:SETS:factory /1. 5/:K,f,y;!-i;market /1.6/:D;!-j;relation(factory,market): C,x;ENDSETSDATA: C=167540068516301160280014601940970100495120019252400142550095080038013555431045665232192216467005083111797;K=1824272231;D=108146711;F=76503500500041002200;E

31、NDDATAmin = sum(factory(i):f(i)*y(i) )+sum( relation(i,j):C(i,j)*x(i,j) );for(factory(i): bin(y(i);for(market(j): sum(factory(i):x(i,j)=D(j) );for(factory(i): sum(market(j):x(i,j)K(i)*y(i) );END 目标：限制条件： j=1,m(需求得到满足) i=1,n(工厂不超过生产能力) i=1,n(工厂运营yi =1,关 闭yi =0)min = sum(factory(i):f(i)*y(i) )+sum( re

32、lation(i,j):C(i,j)*x(i,j) );for(factory(i): bin(y(i);for(market(j): sum(factory(i):x(i,j)=D(j) );for(factory(i): sum(market(j):x(i,j)K(i)*y(i) ); Global optimal solution found at iteration: 17 Objective value: 47401.00 Y( 1) 1.000000 7650.000 Y( 2) 1.000000 3500.000 Y( 3) 0.000000 -5800.000 Y( 4) 1.000000 976.0000 Y( 5) 0.000000 -3504.000 X( 1, 1) 0.000000 1153.000