第2章 物流网络配置

第2章

物流网络配置旭日工商管理学院物流专业周建亨（讲师）zjh001@MSN:janery_zhou@第2章物流网络的构造

案例比斯（Bis）公司2.1引言2.2数据收集2.3模型和数据验证2.4解决技术2.5网络配置决策支持系统的关键特征2.6解决比斯公司配送问题大纲什么是物流网络配置？方法论建模数据汇集数据验证解决技术案例研究:BuyPC.com2.1引言物流网络物流网络的组成：机构：

零售商、生产中心、仓库/配送中心、消费者原材料和制成品在机构之间流动供应来源：厂商零售商港口区域仓库：存货点现场仓库：存货点Customers,demandcenterssinks生产/采购成本存货与库存成本运输成本存货与库存成本运输成本举例:有6个仓储中心、8个分销商的运输问题，如下图所示。WH2WH1WH6WH3WH4WH5V1V2V3V4V5V6V7V8图11运输问题案例假定工厂和零售店的位置不变目标： 设计物流网络 在不同的服务水平要求下 使系统成本最小化 生产和采购成本、库存成本 设施运营成本、运输成本

引入配送中心可以大大减少分销的复杂性WH2WH1WH6WH3WH4WH5V1V2V3V4V5V6V7V8H1H2图12运输问题案例－配送中心在新建一个仓库的成本和离顾客的距离之间做出平衡

直接配送和分销中心配送成本分析PlantCustomerWarehouse图13运输问题案例－成本分析1直接转运和存储的成本比较分析存储接收发运图14运输问题案例－成本分析2案例：某彩电企业分拨物流重构分拨物流重构之前：企业自营分拨物流分拨物流重构之后：企业委托第三方物流企业运作分拨物流系统LogisticsNetworkofcompany-operatedDistributionModelHubeiProvinceW1W7W5W2W3W6W4LogisticsNetworkofTPL-operatedDistributionModel

RDCDCHubeiHenanProvinceHunanProvinceJiangxiProvince结果从制造商到零售商的响应时间从7天减少到3天从DC或者RDC到省内任何一个地方的响应时间小于24小时.在市内的响应时间小于6个小时.库存维持时间从原来的45天减少到10天，换句话说，库存周转速度提高了.库存成本减少了19%。决策分类战略计划：这类决策通常包括主要的资本投资，具有长期影响决定新工厂、配送中心和仓库的数量、位置与规模在各个工厂内购置新生产设备，设计新的生产中心设计运输设施、通信设备、数据处理方法等决策分类战术计划：在几个月的时期内有效配置生产与配送资源劳动力人数库存政策确定配送渠道选择运输和转运工具决策分类运营控制：包括每天的运营决策为每台机器分配客户订单分配、发送和处理订单车辆行程安排网络设计：关键问题选择仓库和/或工厂的最佳数量、位置与规模确定最优采购战略哪家工厂生产哪种产品确定最佳配送渠道哪家仓库为哪些客户服务网络设计：关键问题目标是：考虑到下列因素时平衡服务水平生产/采购成本库存维持成本设备成本（操作成本与固定成本）运输成本

也就是说，我们要找到一种使年度成本最低的配送网络配置，以满足一定客户服务水平下的产品需求。网络设计工具：主要组成制图制图可以使你的供应链与解决方案可视化使解决方案可视化让你更好地理解不同的假设彩色编码、大小与应用指标令你可以进行进一步的分析数据数据说明了你的供应链的成本基本的成本数据应该与会计数据匹配产出数据使你可以量化供应链的变化动力优化技术制图使供应链可视化显示解决方案使你能够比较

不同的方案2.2数据收集

网络设计的数据1.所有产品的清单。2.客户、存货点与资源的位置。3.每位客户对每种产品的需求。4.运输费率。5.仓储成本。6.产品的装运尺寸。7.根据频率、尺寸、季节和容量区分的订货模式。8.订单处理成本。9.客户服务目标。信息太多客户与人口特征销售数据通常根据客户基础收集。如果销售数据以地理数据库而不是会计数据库为基础，网络规划会更容易一些。 1.距离。 2.运输成本。存在以地理信息系统（GIS）为基础的人口数据新技术。2.2.1数据汇集相邻的客户利用网格式网络或集群技术进行汇集。所有在同一网络或同一束中的客户由位于质心(centroid)的单个客户代替。。

我们将一个网格或束称为一个客户区域。客户汇集的影响因素客户区域平衡过度汇集造成的精确度的损失不必要的复杂性影响汇集效率的因素汇集点的数量，即不同的客户区域的数量客户在各个区域的分布配送模式产品类型（p24）为什么要汇集数据获得和处理数据的成本获得数据的形式作为结果位置模型的适用范围预测需求的准确性推荐的方法使用至少300个汇集点。确保每个区域具有相同的总需求量。选取每个区域的中心作为汇集点。这样做的误差通常不会超过1%。测试客户汇集1个工厂;一种产品只考虑运输成本客户数据原始数据包括18000个5位数的即将发往地区的邮政编码。汇集的数据包括800个3位数的即将发往地区的编码。两种情况下总需求相同。ComparingOutputTotalCost:$5,796,000TotalCustomers:18,000TotalCost:$5,793,000TotalCustomers:800CostDifference<0.05%产品分组企业在其产品线上可能有成千上万种单独的产品不同的型号和款式同一种产品的不同包装收集和分析如此多组产品的数据是不现实的产品汇集的战略

AStrategyforProductAggregation将所有的SKU放入一个资源组(source-group)资源组是一组来自同一个地方的SKU在每一个资源组内，根据相同的物流特性汇集：重量体积储存成本在每一种资源组内，

根据相似的特性汇集产品矩形说明了如何将SKU分组产品汇集测试5个工厂25个潜在仓库位置距离导致的服务约束库存持有成本固定仓库成本产品汇集最初有46种产品汇集后有4种产品通过利用加权平均来产生产品的汇集样本汇集测试：产品汇集总成本：104,564,000美元全部产品：46种总成本104,599,000美元全部产品：4种成本差异：0.03%2.2.2运输费率代表各种产品流组合的大量的费率卡车、铁路、UPS和其他载重汽车运输公司的一个重要特征是其费率与距离呈线性关系运输成本估计Source:Ballou,R.H.BusinessLogisticsManagementUPS两天递送150货物的费率产业基准：运输成本运输费率（典型数值）整车运输：0.10美元每吨英里零担运输：0.31美元每吨英里小包装：零担运输费率的3倍，快递费用更高铁路：整车运输的50%至80%零担运输费率每一装载量按500至50进行分类等级越高，运输货物的相对费用就越高决定某一特定产品等级的因素很多，包括：密度处理的难易程度赔偿责任基本运输费率考虑商品等级和目的地邮政编码，就可以确定每百磅货物的相应费率CAZR(CompleteZipAuditingandRating)软件可以协助完成这一任务，该软件由南方运输公司开发将商品A从城市B运送到城市C的成本可以利用下式计算：

重量(英担)×费率零担运输4000磅货物的费率运输4000磅的运输费率其他问题2.2.3里程估计p28例2.2街道网络直线距离这自然是对路途距离的低估。我们可以将直线距离乘以一个比例因子估计路途距离，一般其仓库成本搬运成本包含人工和工具成本与仓库的年流量成比例储存成本(p29)代表库存保管成本与平均库存水平成比例固定成本与仓库的规模成比例(但不是正比)储存成本的估计难处不容易估计每个产品的平均库存解决方案用库存周转率来估计产品平均库存=产品的年流量/产品的库存周转率产品的储存成本=单位储存成本*产品平均库存固定成本的估计估计仓库容量利用库存周转率计算平均库存量仓库容量=γ*2*平均库存量

γ

>1，来加上非库存空间的影响估计固定成本查表库存时间平均库存1.5M1.2M0.8M成本仓库规模20K40K60K80K其他问题未来需求设备成本固定成本装卸成本、劳动力成本、公用事业费用存储成本，与库存水平成比例2.2.5仓库容量（p30例）SupplySources:plantsvendorsportsRegionalWarehouses:stockingpointsFieldWarehouses:stockingpointsCustomers,demandcenterssinksProduction/purchasecostsInventory&warehousingcostsTransportationcostsInventory&warehousingcostsTransportationcostsMinimizethecostofyourlogisticsnetworkwithoutcompromisingservicelevelsOptimalNumberofWarehouses增加仓库数量的影响减少了客户服务时间而提高了服务水平安全库存增加而提高了库存成本增加了一般管理费用和准备成本一定程度上降低了运输成本降低了运出成本增加了运入成本产业标准：配送中心的数量Sources:CLM1999,HerbertW.Davis&Co;LogicTools仓库的平均数量31425医药产品仪器公司化学制品-高利润产品-服务不重要(或易于快速处理)-存货成本与运输成本相比较高-低利润产品-服务很重要-运出成本高于运入成本典型的网络设计模型几种产品由几家工厂生产每家工厂有已知的生产能力每一个客户区域对每种产品的需求已知这些需求由地区配送中心满足每一个配送中心具有总吞吐量的上限典型的位置模型在配送中心和其服务的区域之间有一个最大值一组潜在的新仓库位置由以下因素决定成本：准备成本运输成本与距离成比例存储与装卸成本生产/供应成本网络设计问题的复杂性一般来说，位置问题是非常难以解决的以下问题使复杂性提高：客户数量

产品数量

潜在仓库位置的数量仓库的数量2.4解决技术数学最优化技术：精确算法：找出最优解启发式算法：找出“好”的解，不一定是最优解仿真模型：为评估设计者设计的特定方案提供了一种机制启发式算法与对精确算法的需要单个产品两个工厂p1和p2工厂p1每年的生产能力为20万单位工厂p2每年的生产能力为6万单位两个工厂的生产成本相同两个仓库w1和w2的装卸成本相同3个市场区域的需求量分别为5万、10万、5万单位例子(p32)一个产品，两个工厂，两个仓库，三个零售店工厂生产能力P1无限P260000顾客顾客需求C150000C21000000C350000P1P2C1C2C3W104345W252212生产能力市场需求物流成本经验寻优法的特点简单可操作性强解决速度快不保证最优，但求较好方案适合作估计值数据量大的情况为什么最优化很重要？需求=50,000需求=100,000需求=50,000产能=60,000产能=200,000$4$5$2$3$4$5$2$1$2生产成本相同，库存成本相同$0常规方法1：

将每个市场指派给最近的仓库，然后根据成本指定相应的工厂需求=50,000需求=100,000需求=50,000产能=60,000产能=200,000$5x140,000$2x60,000$2x50,000$1x100,000$2x50,000总成本=$1,120,000经验寻优法的例子#1应用规则选择配送成本最低的仓库来满足每个市场P1P2C1C2C3W100000W2140000600005000010000050000P1P2C1C2C3W104345W252212物流成本解决方案总成本=2*50000+1*100000+2*50000+2*60000+5*140000=1120000传统方法2：

根据总到岸成本分配市场需求=50,000需求=100,000需求=50,000产能=60,000产能=200,000$4$5$2$3$4$5$2$1$2$0P1toWH1 $3P1toWH2 $7P2toWH1 $7P2toWH2 $4P1toWH1 $4P1toWH2 $6P2toWH1 $8P2toWH2 $3P1toWH1 $5P1toWH2 $7P2toWH1 $9P2toWH2 $4传统方法2：

根据总到岸成本分配市场需求=50,000需求=100,000需求=50,000产能=60,000产能=200,000$4$5$2$3$4$5$2$1$2$0P1toWH1 $3P1toWH2 $7P2toWH1 $7P2toWH2 $4P1toWH1 $4P1toWH2 $6P2toWH1 $8P2toWH2 $3P1toWH1 $5P1toWH2 $7P2toWH1 $9P2toWH2 $4市场1由仓库1提供服务，市场2和市场3由仓库2提供服务传统方法2：

根据总到岸成本分配市场需求=50,000需求=100,000需求=50,000产能=60,000产能=200,000$5x90,000$2x60,000$3x50,000$1x100,000$2x50,000$0x50,000P1toWH1 $3P1toWH2 $7P2toWH1 $7P2toWH2 $4P1toWH1 $4P1toWH2 $6P2toWH1 $8P2toWH2 $3P1toWH1 $5P1toWH2 $7P2toWH1 $9P2toWH2 $4总成本=$920,000经验寻优法例子#2应用规则对每个市场，选择进仓库的总运输成本最低的仓库路线总成本P1-W1-C13P1-W2-C17P2-W1-C17P2-W2-C14路线总成本P1-W1-C24P1-W2-C26P2-W1-C28P2-W2-C23路线总成本P1-W1-C35P1-W2-C37P2-W1-C39P2-W2-C34P1P2C1C2C3W15000005000000W290000060000010000050000解决方案总成本=3*50000+5*900000+2*60000+1*100000+2*50000=920000什么是LP？什么是LP？

数学规划法的解决方案利用线性规划的方法确定目标函数确定限制条件应用专门软件求解MicrosoftExcel线性规划软件特点适合数据量适中的问题解决方案与数学模式有关错的模式，错的结果不是动态的方案适合静态的方案一个简单的例子

某集团三个工厂分工不同地生产门窗每个工厂可用的总生产时间有限每个工厂用于生产每扇门或窗的时间已定，如表所示求：应该生产多少门和窗，才能使利润最大？

门窗

单位利润$300$500

生产单位产品所需时间可用时间工厂

1104工厂

20212工厂

33218数学规划法的例子最优战略案例研究：BuyPC.comDevelopedbyJimMorton;UPSProfessionalServicesDavidSimchi-Levi;MITMichaelWatson;LogicTools,Inc.BuyPC.com案例研究BuyPC.com是一家虚拟公司，通过因特网销售计算机BuyPC.com强调第二天送达其计算机BuyPC.com利用许多配送点实现这一服务，这导致库存投资很大BuyPC.com案例研究BuyPC.com通过UPS递送，在1天之内收到货物区域之外的客户必须利用航空公司递送仓库通过位于亚洲的工厂补充产品通过洛杉矶到达美国ChicagoWHAtlantaMilwaukee1-Day2-Days(利用UPS地面服务)(利