第五章 供应链网络设计与优化

第五章

供应链网络设计与优化本章内容第一节供应链网络概述

第二节供应链网络设计

第三节供应链网络优化第一节

供应链网络概述

供应链网络概念模型传统的供应链概念局限于企业的内部操作现代的供应链概念注重与其他企业的联系和供应链的外部环境，更加注重核心企业的网络关系。这时的供一个网络的供应链就成了一个网络的概念。供应链网络概念模型哈理森（Harrision）：供应链将采购的原材料转换为中间产品和成品，并且将成品销售到客户的功能网络。菲力普（Phillip）和温德尔（Wendell）：通过建立战略伙伴关系，可以与重要的供应商和客户更有效地开展工作。供应链网络概念模型供应链网络结构模型供应链成员网络结构变量供应链工序连接方式供应链网络的基本组成供应链成员供应链基本成员能进行价值增值活动的自治公司或战略企业单元供应链支持成员简单的提供资源、知识以及设施的供应链成员起始点的供应商仅是支持成员区分的意义：确定供应链核心成员供应链网络结构维数第一维，水平结构是指供应链范围内的层次数目第二维，垂直结构是指每一层中供应商或顾客的数目第三维，指的是供应链范围内核心企业的水平位置以核心企业为中心建立的组织结构核心企业作为客户企业的组织结构核心企业作为产品/服务提供者的结构核心企业同时作为产品和服务的提供者和客户核心企业作为连接组织优势：强大的销售网络和产品设计，销售、客户服务这些功能由自己的销售网络来完成。供应链组织结构的构建：集中在选择供应商、跟踪控制、库存管理、供应商与采购管理等。核心企业作为客户企业的组织结构优势在制造和供应方面，而在分销、客户服务等方面则不具备竞争优势。供应链管理：主要集中在经销商、客户选择、需求预测、分销渠道管理等方面核心企业作为产品/服务提供者的结构优势在产品设计、管理方面，但是在原材料的供应、产品的销售及市场客户的服务方面，缺乏足够力量。供应链管理：协调好采购、生产和销售的关系，如信息网络设计、物流管理等。核心企业同时作为产品和服务的提供者和客户优势：良好的商誉、较大的规模、本行业大量的信息资源。供应链管理：中小经销企业与大的供应商之间的协调、信息交换、中小经销企业的控制等。如：日本的MISUMI（替接近3万家企业从280家商品生产企业购买商品和服务）核心企业作为连接组织第二节

供应链网络设计网络设计决策在供应链中的作用供应链网络设计决策的核心就是供应链设施决策。供应链设施决策包括生产、储藏或运输相关设施的区位及每样设备的容量和功能。设施的供应源及市场配置对供应链运营有重大作用设施区位决策对供应链的运营有着长期影响容量配置决策在供应链运营中同样至关重要网络设计决策对供应链运营有很大影响当两个公司合并时，网络设计决策同样显得重要例子：丰田公司在全世界每一主要市场都设有工厂，在1997年以前，每个工厂只能满足当地市场，在亚洲金融危机中，亚种地区的工厂大量闲置而又不能用于其他供小于求的市场，这给丰田公司带来巨大损失。还是以丰田公司为例：1998年它在美国肯塔基州设立装配厂。日元升值的时候，日本本土生产的汽车由于价格太高影响竞争力的时候，该厂在美国仍可以有不错的利润。供应链网络设计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战略性因素

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（如电脑芯片的生产）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（如可口可乐）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技术因素

宏观经济因素

关税水平：如在该国建厂，规避关税

税收减让：往往是布局决策中最终决定因素

汇率风险：改变产品流向需求波动：供应链的灵活性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政治因素

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、铁路服务基础设备因素

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)模型两家企业在直线上的布局

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。如果总需求为1，企业1布局在点a，企业2布局在点1—b，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=1／2时，两家企业就能将自身的市场份额最大化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。对顾客需求的反应时间

顾客要求的反应时间与设施数量之间的关系必需的设施数量要求的反应时间物流和设施成本

库存成本

运输成本

设施（建设和运营）成本物流和设施成本

库存成本

安全库存成本设施数量设施数量和库存成本之间的关系物流和设施成本

运输成本

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，成本将增加物流和设施成本

设施（建设和运营）成本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设施数量和总成本之间的关系设施数量成本总成本库存成本运输成本设施成本网络设计决策的框架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、库存和协调第三节

供应链网络优化约束理论的定义约束理论是由以色列物理学家EliyahuM.Goldratt博士创立的。

约束理论认为，任何一个由多个阶段构成的生产系统，如果其中一个阶段的产出取决于前面一个或几个阶段产出的话，那么，某个产出率最低的阶段决定着整个系统的产出能力。

换句话说，任何连续的系统都可以想像成一个环环相扣的链，这个系统的强度取决于链中最薄弱的环节，而不是最强的环节。

约束理论的原则物流平衡替代生产能力平衡系统的约束决定着非瓶颈资源的利用程度

瓶颈上的损失则是整个系统的损失

非瓶颈获得的优化毫无意义

瓶颈控制了库存和产销率

生产能力平衡是为了使企业的生产能力得到充分的利用，产品并不能恰好满足当时市场的需求，必然造成一定数量的积压。

物流平衡：各个工序与瓶颈设备同步，以求生产周期最短、在制品最少。

企业面对的是绝对波动的市场，所以要做到生产能力的绝对平衡其实是不现实的。约束理论主张在企业内部平衡物流。物流平衡替代生产能力平衡系统的约束就是瓶颈。标题的意思就是：瓶颈决定着非瓶颈资源的利用程度。比如：一个汽车企业一个月发动机的生产能力是1万个，方向盘的生产能力是10万个。显然这个汽车企业一个月最多能生产1万辆汽车。整个系统的约束就是发动机的生产。（当然这里考虑的情况是所有部件由此企业单独生产）系统的约束决定着非瓶颈资源的利用程度

产销率：单位时间内生产出来并销售出去的量

控制产销率：比如市场需求是瓶颈，那即使企业能多生产，但是由于市场有限，产销率也得不到提高。

控制库存：库存水平只要能维持瓶颈上的物流连续稳定即可，过多的库存只是浪费。瓶颈控制了库存和产销率

约束理论的应用方法论的形成企业管理的应用供应链管理的应用约束理论应用的三个方面

1.对供应链网络的设计和管理应该是动态的和全局的而不是传统意义上静态的和局部的。

2.整个系统的改进之和并不是每一个环节的改进的简单累加，而是由关键环节瓶颈制约。

3.在对系统优化的过程中，成为系统制约的最薄弱环节可能发生移动，即对系统的优化是一个动态的过程。

供应链网络优化实例需求量在工厂之间的分配工厂布局：生产能力既定的工厂布局

工厂和仓库同时布局吉百利公司和哈奥普蒂克公司的生产能力、市场需求和成本供应城市需求城市（每一千单位的生产和运输成本）生产能力月固定成本亚特兰大波士顿芝加哥

丹佛奥马哈波特兰巴尔的摩1675400685163011602800187650肖肖尼146019409701004951200243500盐湖城192524001425500950800275000孟菲斯3801355543104566523212241000威奇托92216467005083111797312200月需求量108146711n=工厂区位数目；（i的取值范围）m=市场或需求地的数量；（j的取值范围）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、库存和运输成本）xij=每年从工厂i到市场j的运量需求量在工厂之间的分配供应城市需求城市（每一千单位的生产和运输成本）生产能力月固定成本亚特兰大波士顿芝加哥

丹佛奥马哈波特兰巴尔的摩1675400685163011602800187650肖肖尼146019409701004951200243500盐湖城192524001425500950800275000孟菲斯3801355543104566523212241000威奇托92216467005083111797312200月需求量108146711n=工厂区位数目；（i的取值范围）m=市场或需求地的数量；（j的取值范围）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=i工厂生产一单位产品并送到j市场的成本（包括生产、库存和运输成本）xij=每年从工厂i到市场j的运量；yi=如果工厂i运营则i=1，否则为0工厂布局：生产能力既定的工厂布局

结论：新公司的最佳选择是关闭在盐湖城和威齐托