第9.3讲 基于供应链的物流网络

1、2022/8/1419.4 基于供应链的物流网络设施决策在供应链中的作用一网络设计决策的影响因素二网络设计决策步骤三网络设计优化模型四2022/8/142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求不同网络设计可以更加集中，存储成本可以更小，运输费用较多网络设计应该适当分散，存储成本可能增大，运输费用较省2022/8/143一、设施决策在供应链中的作用设施决策的概念设施决策的内容设施决策的作用2022/8/144设施供应链设施包括对材料、在制品、产成品进行物料处理

2、作业和进行存储作业的一切设施所有的零售商店、成品仓库、制造工厂和材料储备仓库都属于供应链设施设施与设施网络的选择，决定了供应链在成本与服务方面的竞争能力供应链设施决策也称供应链网络设计决策包括生产、存储或运输相关设施的区位及每样设施的容量和作用1、设施决策的概念2022/8/1452、设施决策的内容设施功能每一设施有何作用？在每一设施中将进行哪些作业流程？ 设施区位设施应布局何处？容量配置每一设施应配置多大容量？ 市场和供给配置每一设施应服务于哪些市场？每一设施由哪些供给源供货?2022/8/146设施功能决策决定了供应链在满足客户需求中的灵活性大小。设施区位决策对供应链的运营有长期影响，废弃

3、或迁移设施的代价是 十分昂贵的。好的设施区位能帮助企业在较低成本下保证供应链的运营。容量配置决策不易改变，合理的容量配置能降低成本，提高设施利用效率， 提升对需求的反应能力。设施的供应源及市场配置决策会影响供应链为满足客户需求所引发的生产、运输、库存等 成本。3、设施决策的作用2022/8/147二、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2022/8/148在成本最低的区位布局生产设施，即便会使生产工厂远离其市场区强调生产成本的企业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强调反应能力的企业通过在不同国家或

4、地区布局职能设施，来支持其不同战略目标的实现全球化的供应链网络1、战略性因素2022/8/149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 小集中建立与分散建立设施的一般性特征2022/8/1410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

5、的几个大基地进行生产。2、技术因素2022/8/14113、宏观经济因素关税水平税收减让需求波动汇率风险2022/8/1412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4、政治因素2022/8/1413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5、基础设施因素2022/8/1414设计供应链网络，必须考虑竞争对手的战略、规模

6、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6、竞争性因素2022/8/1415假设客户均匀地分布在(0，1)这个区间上，两个企业通过与客户距离的远近进行竞争，客户总是光顾最近的一家企业，而且与两家企业距离相等的客户则在二者之间平均分配。如果总需

7、求为1，企业1布局在点a，企业2布局在点1b，那么两个企业的需求d1和d2分别是：01a1 - b显然，如果两家企业能更近地布局，最终使得a=b=12时，两家企业就能将自身的市场份额最大化两家企业在直线上的布局 2022/8/1416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。7、对顾客需求的反应时间2022/8/1417必需的设施数量要求的反应时间快速响应客户需求是竞争因素之一快速响应客户

8、需求与供应链中节点设置的数量有关在设施数量和成本中求得最佳顾客要求的反应时间与设施数量之间的关系2022/8/14188、物流和设施成本运输成本设施（建设和运营）成本库存成本2022/8/1419库存成本设施数量设施数量和库存成本之间的关系当供应链中设施数目增加时，库存及由此引起的库存成本就会增加 (1)库存成本2022/8/1420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

9、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(2)运输成本2022/8/1421(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2022/8/1422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2022/8/1423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2022/8/1424物流总成本随着设施数目的增加

10、，总成本先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2022/8/14251、明确供应链战略2、明确地区性设施的构架 3、选择合适的地点 4、选择布局区位 三、网络设计决策步骤2022/8/1426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框架2022/8/1

11、427管理者进行设施布局和容量配置的目标应当是，使整个供应链网络的利润最大化。在制定这一决策前，应该掌握供应源和市场的位置潜在的设施地点的区位市场需求预测每一地点的设施成本、劳动力成本和原材料成本每两个设施布局地点之间的运输成本每一地点的库存成本及其与设施数量的关系四、网络设计优化模型2022/8/1428变量：订货量、发运量、运输方式、选定位置约束条件：市场需求所期望的库存服务水平设施备选位置供应链网络的最小总成本设计2022/8/1429供应链网络设计的其他模式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2022/8/14301、需求量在工厂之间的分配模型2、生产能力既

12、定的工厂布局模型 3、工厂和仓库同时布局模型网络优化模型的运用2022/8/1431例题吉百利(TelecomOne)和哈奥普蒂克(Highoptic)公司都是新一代通讯设备制造商。吉百利着眼于美国东半部的市场，它在巴尔的摩(B)、孟菲斯(M)和堪萨斯州的威奇托(W)都有自己的生产厂，服务的市场包括亚特兰大、波士顿和芝加哥。哈奥普蒂克公司瞄准美国西半部的市场，服务的市场包括丹佛、内布拉斯加州的奥马哈和俄勒冈州的波特兰。哈奥普体克公司的几个工厂分别位于怀俄明州的肖肖尼(CHEYENNE)(C)和盐湖城(S)。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

13、本见下表。2022/8/1432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)1675400685163011602800187650肖肖尼（C）146019409701004951200243500盐湖城（S）192524001425500950800275000孟菲斯（M）380135554310456652321224100威奇托（W）92216467005083111797312200月需求量（千单位）Dj108146711表 吉百利公司和哈奥普蒂克公司的生产能力、市场需求和成本2

14、022/8/14331、需求量在工厂之间的分配两个公司都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=工厂区位的数目； m=市场或需求地的数量； Dj =市场j的年需求量； Ki =工厂i的年生产能力； Cij =i工厂生产一单位产品并送到j市场的成本(包括生产、库存、运输和设施成本)2022/8/1434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：2022/8/1435 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

15、能超过其生产能力进行生产2022/8/1436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吉百利公司和哈奥普蒂克公司的最优需求配置 2022/8/1437表给出的需求分配表明，吉百利每月消耗的可变成本是14886000美元，月固定成本为13950000美元，月总成本为28836000美元；哈奥普蒂克公司的月可变成本为12865000美元，月固定成本为8500000美元，月总成本为21365000美元。 2022/8/14382、工厂布局：生产能力既定的工厂布局模型吉百利公司

16、和奥普蒂克公司已经决定将这两家公司合并成一个名为吉百利奥普蒂克的新公司。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： n=潜在的工厂布局区位数量； m=市场或需求点的总数量； 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)2022/8/1439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，否则为0 xij=每年

17、从工厂i运送到市场j的货物数量2022/8/1440然后，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)2022/8/1441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）1082000肖肖尼（C）10006711盐湖城（S）0000000孟菲斯（M）110012000威奇托（W）0000000 合并后的新公司吉百利奥普蒂克的最优需求配置 2022/8/1442通过求解，得出结论：吉百利奥普蒂克的最佳选择是关闭在盐湖城和威奇托两地的工厂，而

18、继续运行在巴尔的摩、肖肖尼和孟菲斯的工厂。每月的网络和运营成本为47401000美元。这一成本比吉百利公司和哈奥普蒂克公司独立运营时成本节省了近3000000美元。 2022/8/14433、工厂和仓库同时布局如果要没计从供应商到顾客的整个供应链网络：供应商向工厂提供原材料，工厂设有为市场服务的仓库，必须为工厂和仓库同时做出布局和容量配置决策。在这一模型中，我们假设计算单位被适当调整，因而来自供应商的每1单位的投入，能生产出1单位的最终产品。2022/8/1444这一模型要求输入以下数据：m =市场或需求点的数量n =潜在的工厂区位数量l =供应商的数量t =潜在的仓库区位数量Dj =顾客j的年需求量Ki =布局于i点的工厂的生产能力Sh =供应商h的年供应能力We =布局于e点的仓库的年仓储能力2022/8/1445fi =布局于i点的工厂的年固定成本fe =在e地点布局一家仓库的年固定成本Chi =从供应源h运送单位货物到工厂i的成本Cie = i点的工厂生产单位产品并运送到e点的仓库的成本Cei = 从e点的仓库为j点的顾客送单位货物的成本2022/8/1446这一模型的目标是确定工厂和仓库的区位以及不同地点之间的运输数量，以减少总的固定成本和可变成本。定义如下决策变量：yi =1 如果工厂布局在i点，否则为0y