基于供应链的物流网络

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，运输费用较省网络设计应该适当分散，存储成本可能增大，运输费用较多一、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1、设施决策的概念设施供应链设施包括对材料、在制品、产成品进行物料处理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、储藏或运输相关设施的区位及每样设设施的容量和作用2、设施决策的内容设施功能设施区位容量配置市场和供给配置设施应布局何处？

每一设施应配置多大容量？

每一设施有何作用？在每一设施中将进行哪些作业流程？

每一设施应服务于哪些市场？每一设施由哪些供给源供货?3、设施决策的作用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。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

1、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，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2、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。3、宏宏观观经经济济因因素素关税税水水平平税收收减减让让汇率率风风险险需求求波波动动关税税高关关税税供应应链链网网络络在在更更多多的的地地方方进进行行生生产产，，配配置置在在每每个个地地方方的的工工厂厂生生产产能能力力较较小小低关关税税减少少生生产产基基地地、、每每一一生生产产基基地地扩扩大大生生产产能能力力税收收减减让让指关关税税或或税税收收的的削削减减企业业布布局局于于税税收收减减让让地地区区可可获获得得成成本本优优势势汇率率风风险险供应应链链的的利利润润有有显显著著影影响响。。良好好的的供供应应链链网网络络能能利利用用汇汇率率波波动动增增加加利利润润可以以在在供供应应链链网网络络中中多多规规划划一一部部分分生生产产能能力力，，以以使使生生产产能能力力具具有有灵灵活活性性，，满满足足不不同同市市场场的的需需求求，，从从而而在在当当前前汇汇率率下下使使成成本本较较低低的的基基地地生生产产更更多多的的商商品品。。需求求波波动动供应应链链网网络络设设计计还还必必须须考考虑虑由由于于经经济济波波动动而而导导致致的的需需求求波波动动。。4、政政治治因因素素企业业倾倾向向于于将将企企业业布布局局在在政政局局稳稳定定的的国国家家，，这这些些国国家家的的经经济济贸贸易易规规则则较较为为完完善善政治治稳稳定定很很难难量量化化，，所所以以企企业业在在设设计计供供应应链链时时只只能能进进行行主主观观的的评评价价政治治稳稳定定因因素素在在供供应应链链网网络络布布局局中中起起着着重重要要作作用用5、基基础础设设施施因因素素良好好的的基基础础设设施施是是在在特特定定区区域域进进行行布布局局的的先先决决条条件件基础础设设施施的的好好坏坏影影响响供供应应链链运运营营的的成成本本场地地的的供供给给劳动动力力的的供供给给交通通密密集集地方方性性公公用用事事业业关键键的的基础础设设施施靠近近运运输输枢枢纽纽、、靠靠近近机机场场和和码码头头、、高高速速公公路路入入口口、、铁铁路路服服务务6、竞竞争争性性因因素素设计计供供应应链链网网络络，，必必须须考考虑虑竞竞争争对对手手的的战战略略、、规规模模和和布布局局诸如如原原材材料料和和劳劳动动力力等等外外部部因因素素是是否否迫迫使使其其相相互互靠靠近近企业业如如何何进进行行竞竞争争企业业间间的的积积极极外外部部性性许多多企企业业临临近近布布局局使使他他们们均均受受益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)模型两家家企企业业在在直直线线上上的的布布局局假设设客客户户均均匀匀地地分分布布在在(0，1)这个个区区间间上上，，两两个个企企业业通通过过与与客客户户距距离离的的远远近近进进行行竞竞争争，，客客户户总总是是光光顾顾最最近近的的一一家家企企业业，，而而且且与与两两家家企企业业距距离离相相等等的的客客户户则则在在二二者者之之间间平平均均分分配配。。如果果总总需需求求为为1，企企业业1布局局在在点点a，企企业业2布局局在在点点1—b，那那么么两两个个企企业业的的需需求求d1和d2分别别是是：：01a1-b显然然，，如如果果两两家家企企业业能能更更近近地地布布局局，，最最终终使使得得a=b=1／2时，，两两家家企企业业就就能能将将自自身身的的市市场场份份额额最最大大化化7、对对顾顾客客需需求求的的反反应应时时间间企业业的的目目标标客客户户若若能能容容忍忍较较长长的的反反应应时时间间，，企业业就就能能集集中中力力量量扩扩大大每每一一设设施施的的生生产产能能力力。。企业业的的客客户户群群认认为为较较短短的的反反应应时时间间很很重重要要必须须布布局局在在离离客客户户较较近近的的地地方方。。这类类企企业业就就应应当当设设有有许许多多生生产产基基地地，，每每个个基基地地的的生生产产能能力力较较小小，，由由此此来来缩缩短短对对客客户户的的反反应应时时间间，，增增加加供供应应链链中中设设施施的的数数量量。。必需需的的设设施施数数量量要求求的的反反应应时时间间顾客客要要求求的的反反应应时时间间与与设设施施数数量量之之间间的的关关系系8、物物流流和和设设施施成成本本(1)库存存成成本本(2)运输输成成本本(3)设施施（（建建设设和和运运营营））成成本本(1)库存存成成本本在仓仓储储网网络络中中，，库库存存由由在在途途库库存存、、安安全全库库存存和和基基础础库库存存组组成成L=ΣΣ（Qi/2+Ssi）+ΣΣQi’’/2L————整个个网网络络中中的的平平均均库库存存Qi————第i次订订货货的的运运输输批批量量Qi’——第i次订货的订货货批量SSi——第i次订货的安全全库存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市场销售，目目前由仓库X负责供货。假假设平均每天天A市场的销售额额为6个，B市场的销售额额为7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6A3636-367B70-2828A+B10664La1818Lb3514La+Lb5332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)运输成本例生产商的平均均单票货量为为500磅，运输费率率为7.28美元/百磅,那么直接运费费为36.4美元;假设单票运送送20,000磅以上的运输输费率为2.40美元/百磅;在市场区域的的本地运送费费率为1.35美元/百磅;所以,总费率约为3.75美元/百磅;运送500磅,需要18.75美元那么,如果建立仓库库的运作成本本低于:36.4--18.75=17.65美元/百磅该仓库在经济济上就具有合合理性设Pv——批量运输的操操作成本Tv——批量运输的运运输成本Wx——平均每票货物物的仓储成本本Lx——平均每票货物物的本地送货货成本Nx——每个批量运输输所含平均的的单票运输的的数量Px——平均每票货物物的操作成本本Tx——平均每票货物物的直接运输输成本Σ（Pv+Tv）/Nx+Wx+Lx<=Σ(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（建设和和运营）成本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、明确供应链链战略2、明确地区性性设施的构架架3、选择合适的的地点4、选择布局区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、明确供应链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、明确地区性性设施的构架架目标是：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)需求预测(2)分析规模经济济的作用(3)明确需求风险险、汇率风险险、政治风险险(4)掌握关税和税税收减免情况况(5)竞争环境分析析3、选择合适的的地点目标是：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、选择布局区区位目标是：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。重力区区位模模型选择出出使供供应商商处运运来原原材料料的运运输成成本和和向市市场运运送最最终产产品的的运输输成本本之和和最小小网络优优化模模型四、网网络设设计优优化模模型管理者者进行行设施施布局局和容容量配配置的的目标标应当当是，，使整整个供供应链链网络络的利利润最最大化化。在在制定定这一一决策策前，，应该该掌握握供应源源和市市场的的位置置潜在的的设施施地点点的区区位市场需需求预预测每一地地点的的设施施成本本、劳劳动力力成本本和原原材料料成本本每两个个设施施布局局地点点之间间的运运输成成本每一地地点的的库存存成本本及其其与设设施数数量的的关系系供应链链网络络的最最小总总成本本设计计变量：：订货量量、发发运量量、运运输方方式、、选定定位置置约束条条件：：市场需需求所期望望的库库存服服务水水平设施备备选位位置供应链链网络络设计计的其其他模模式最大限限度的的服务务水平平差异化化的竞竞争优优势最大利利润最小化化的资资产配配置网络优优化模模型的的运用用1、需求求量在在工厂厂之间间的分分配模模型2、生产能能力既既定的的工厂厂布局局模型型3、工厂厂和仓仓库同同时布布局模模型例题吉百利利(TelecomOne)和哈奥奥普蒂蒂克(Highoptic)公司都都是新新一代代通讯讯设备备制造造商。。吉百利利着眼眼于美美国东东半部部的市市场，，它在在巴尔尔的摩摩(B)、孟菲菲斯(M)和堪萨萨斯州州的威威奇托托(W)都有自自己的的生产产厂，，服务务的市市场包包括亚亚特兰兰大、、波士士顿和和芝加加哥。。哈奥普普蒂克克公司司瞄准准美国国西半半部的的市场场，服服务的的市场场包括括丹佛佛、内内布拉拉斯加加州的的奥马马哈和和俄勒勒冈州州的波波特兰兰。哈哈奥普普体克克公司司的几几个工工厂分分别位位于怀怀俄明明州的的肖肖肖尼(CHEYENNE)(C)和盐湖湖城(S)。工厂的的生产产能力力、市市场需需求、、每1000单位产产量的的生产产成本本和运运输成成本以以及每每个工工厂每每月的的固定定成本本见下下表。。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（B1675400685163011602800187650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表吉吉百百利公公司和和哈奥奥普蒂蒂克公公司的的生产产能力力、市市场需需求和和成本本1、需求求量在在工厂厂之间间的分分配两个公公司都都必须须考虑虑在工工厂之之间进进行需需求分分配。。这一一模型型需要要输入入以下下数据据：n=工厂区区位的的数目目；m=市场或或需求求地的的数量量；Dj=市场j的年需需求量量；Ki=工厂i的年生生产能能力；；Cij=i工厂生生产一一单位位产品品并送送到j市场的的成本本(包括生生产、、库存存、运运输和和设施施成本本)向不同同工厂厂分配配不同同市场场和需需求的的目标标是使使设施施成本本、运运输成成本和和库存存成本本之和和最小小。对决策策变量量做如如下定定义：：=每年从从工厂厂i到市场场j的运量量这一问问题构构成了了下面面这一一线性性模型型：限制条条件为为j=1,…,m该限制制保证证每一一市场场的需需求得得以满满足i=1,…,n该限制制保证证每一一工厂厂不能能超过过其生生产能能力进进行生生产

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）01008002120

06

07

110吉百利利公司司和哈哈奥普普蒂克克公司司的最最优需需求配配置表给出出的需需求分分配表表明，，吉百百利每每月消消耗的的可变变成本本是14886000美元，，月固固定成成本为为13950000美元，，月总总成本本为28836000美元；；哈奥奥普蒂蒂克公公司的的月可可变成成本为为12865000美元，，月固固定成成本为为8500000美元，，月总总成本本为21365000美元。。2、工厂厂布局局：生生产能能力既既定的的工厂厂布局局模型型吉百利利公司司和奥奥普蒂蒂克公公司已已经决决定将将这两两家公公司合合并成成一个个名为为吉百百利奥奥普蒂蒂克的的新公公司。。管理理者正正在讨讨论是是否每每个工工厂都都是必必需的的，哪哪些工工厂应应当关关闭。。这一一模型型需要要输入入以下下数据据：n=潜在的的工厂厂布局局区位位数量量；m=市场或或需求求点的的总数数量；；Dj=市场j的年需需求量量；Ki=工厂i的潜在在年生生产能能力；；fi=工厂i运营中中按年年分摊摊的固固定成成本；；Cij=工厂i生产一一单位位产品品并将将之送送到j市场的的成本本(包括生生产、、库存存、运运输、、设施施成本本)目标是是决定定工厂厂的区区位，，然后后将市市场需需求分分配到到每一一个正正在运运营的的工厂厂中去去，以以减少少设施施成本本、运运输成成本和和库存存成本本。决策变变量的的定义义如下下：yi=1如果工工厂i运营，，否则则为0xij=每年从从工厂厂i运送到到市场场j的货物物数量量然后，，这一一问题题构成成以下下模型型：限制条条件为为：j=1,……,m(保证所所有需需求得得到满满足)i=1,……,n(确保每每一工工厂的的生产产不超超过生生产能能力)i=1,……,n(将工厂厂分为为运营营(yi=1)或关闭(yi=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）1082000肖肖尼（C）10006711盐湖城（S）0000000孟菲斯（M）110012000威奇托（W）0000000合并后后的新新公司司吉百百利奥奥普蒂蒂克的的最优优需求求配置置通过求解，，得出结论论：吉百利利奥普蒂克克的最佳选选择是关闭闭在盐湖城城和威奇托托两地的工