供应链网络设计

第五章供应链网络的设计

DesignSupplyChaintheNetwork第一节配送网络的设计与电子商务的应用第二节供应链网络的设计第三节不确定环境下的网络设计本章小结主要讨论供应链网络设计的系列框架和工具。设计供应链时要考虑如何将供应链所有驱动因素整合起来，以支持企业竞争战略，并使供应链利润最大化。5/10/20241第一节配送网络的设计和电子商务的应用一、配送在供应链中的作用配送的定义配送：指将一种产品从供应链中供应商阶段到客户阶段的移动或存储所采取的步骤。配送发生在供应链中的每两个阶段之间，原材料和零部件从供应商移送到制造商，而产成品则从制造商移送到最终客户。配送是决定厂商的总体盈利能力的关键驱动因素：因为它直接影响供应链成本和客户体验。5/10/20242配送与配送相关的成本在美国经济的大约10.5%，而占制造成本约20%。世界上最盈利的两家公司沃尔玛和日本7-11都是通过卓越的配送设计和运营来构建其整个业务成功的。物流配送包含了物流的主要功能5/10/20243二、影响配送网络设计的因素在最高层，配送网络的绩效由两个方面来评估：被满足的客户需求满足客户需求的成本受配送网络结构影响的指标：响应时间：是客户收到订单（订货）所需的时间。产品品种：指配送网络能提供的不同产品或配置的数目5/10/20244受配送网络结构影响的指标：产品可获得性：指当客户订单到达时，产品有现货的概率客户体验：包括客户下订单和接受订单的容易程度，还有这种体验能在多大程度上定制。也包括纯粹的体验方面，如获得一杯咖啡款待的概率，或销售人员提供的价值。5/10/20245受配送网络结构影响的指标：上市时间：指将一个新产品推向市场所需时间订单可视性：指客户追踪从下单到交付订单的能力。可退货性：指客户退回不满意商品的难易程度，以及处理这种退货的网络能力。5/10/20246受配送网络结构影响的指标：现实中，追求这些指标的最高水平并非都很容易亚马逊的客户舍弃快速的响应时间，更愿意得到高水平的多样性。5/10/20247主要考虑客户响应时间和总的物流成本配送网络优化库存成本与设施数目的关系

设施数目与响应时间的关系

5/10/20248物流成本、响应时间和设施数目的关系

设施数目与运输成本的关系

设施成本与设施数目的关系，图4-4

采购和定价也影响配送网络的选择5/10/20249三、配送网络设计的选择方案设计配送网络时的关键决策：产品是交付到客户所在地还是从预先指定的地点提取产品通过中介方（或中转地）来流动吗？产品从工厂到客户移动的六种配送网络设计选择：有直接发货的制造商储存有直接发货和中途并货的制造商储存有包裹承运人交付的配送商储存有最后距离的交付的配送商储存有客户提取的制造商/配送商储存有客户提取的零售商储存5/10/2024101.有直接发货的制造商储存产品直接从制造商发送到最终客户，而绕过零售商（零售商在这里的角色是接受订单和启动交付的请求）。这种模式称为产品从制造商直接交付到客户的直运（Drop-shipping）。制造商零售商客户5/10/202411能将库存集中在制造商处，并把零售商产生的需求集合起来，以较低的库存提供较高水平的产品可获得性。提供产品差异化延迟，如戴尔库存水平低，但运输成本高节省设施的固定成本需要在零售商和制造商之间建立好的信息平台客户响应时间长使客户获得高水平的产品多样性提供好的客户体验：交货到客户的地点订单可视化的重要性：失败影响客户满意度，订单追踪难处理退货有困难直运的优缺点：

直运的绩效特性，表4-1

5/10/2024122.有直接发货和在途并货的制造商储存在途并货（In-transitmerge）将来自不同地点的订单组合起来，以便客户能得到单一的交付。戴尔PC和索尼的显示器工厂零售商客户承运人在途并货5/10/202413集合库存和产品延迟定制的优势明显运输成本较低承运人的运输成本较高，客户收获成本较低信息基础设施投资高：复杂的信息系统客户响应时间长使客户获得高水平的产品多样性客户体验：客户只收一次货，体验好订单可视化的重要性处理退货有困难在途并货的优缺点：

在途并货的绩效特性，见表4-2：

5/10/2024143.有承运人交付的配送商储存库存由配送商或零售商储存在中间仓库里，并使用包裹承运人将产品从中间仓库运送给客户。亚马逊，Granger等工厂客户配送商/零售商储存5/10/202415库存比制造商存储要高运输成本比制造商存储要低设施成本比制造商方式稍高信息基础设施投资低，简单客户响应时间短产品多样性低客户体验好上市时间长订单可视化容易处理退货容易承运人交付的优越点：

承运人交付的绩效特性，见表4-3：

5/10/2024164.有到户交付的配送商储存到户交付（Last-mileDelivery）是指配送商/零售商将产品送到客户家门而不是使用包裹承运人。食品杂货行业工厂客户配送商/零售商仓库储存5/10/202417库存比包裹承运人模式要高运输成本比配送商方式要高设施成本和处理成本比制造商方式稍高信息基础设施投资低，简单客户响应时间非常短产品多样性低产品可获得性高客户体验非常好上市时间长订单可视化容易处理退货容易实现到户交付的优缺点：

到户交付的绩效特性，见表4-4：

5/10/2024185.有客户自提的制造商/配送商储存库存储存在制造商或配送商处，客户通过在线或电话下单，然后到指定的提货点领取他们的商品。在需要时，订单会从储存处发到提货点.日本7-11工厂零售商提货点交叉库存DC5/10/202419库存：取决于位置运输：运输成本较低设施成本：新建，可能会高信息基础设施投资大客户响应时间非常短产品多样性低产品可获得性低客户体验非常好上市时间长订单可视化困难但必须处理退货容易实现客户自提的优缺点：

客户自提的绩效特性，见表4-5：

5/10/2024206.有客户自提的零售商储存传统模式，库存放在零售商地点。B2B的Granger公司库存：比其他模式都高运输：运输成本较低设施成本高信息基础设施投资客户响应时间非常短，当日产品多样性低产品可获得性高客户体验非常好上市时间最长订单可视化意义不大处理退货容易实现5/10/202421四、电子商务与配送网络1.电子商务对客户服务的影响电子商务如何影响配送网络的结构和绩效。是什么因素使得电子商务在一些网络中被成功地引入，而在其他网络中却不能被成功引入，这些网络该如何演进？1）对客户响应时间的影响对要求响应时间很短的客户，不会使用互联网订购产品2）对产品多样性的影响提供大量的产品选择，比实体商店更加容易3）对产品可获得性的影响极大地提高客户需求信息在供应链中的传播速度，从而使预测信息更加准确。实现库存集合，提高产品的可获得性5/10/2024224）对客户体验的影响电子商务平台在访问接触、产品定制和便利性等方面影响客户的体验5）更快的上市时间一个利用电子商务的厂商能利用比实体渠道更快的速度推出新产品6）对订单可视性的影响互联网提供订单状态的可视性7）对客户直销的影响B2C，使制造商绕开中间商直接面向客户，增加收入8）对可退货性的影响在线订货的退货较难，而在线退货的比例通常很高，在线购物会使逆向物流的成本增加。5/10/2024232.电子商务对成本的影响库存：电子商务平台通过改进供应链协调来降低库存，多数客户愿意等待在线订单的交付，电子商务能实现集合库存，延迟产异化来降低库存设施：将操作集中化，减少所需的设施的数目、降低设施成本；事务操作性成本，降低资源成本；降低运营成本10）对有效现金转账的影响电子商务可以通过加快收款来增加收入。9）对柔性定价、产品组合和促销的影响电子商务平台容易改变网站站点的数据库的价格输入来该改变价格，根据当前库存和需求状况来定价，从而使收入最大化。如航空公司将未售出的座位的在网上低成本地发布。5/10/202424运输：能通过下载形式来交付的数字化产品节省成本，对非数字化产品，集合库存能使出场运输成本多于入场运输成本。与有零售店的企业相比，一个拥有集合库存的电子商务企业会因为出场运输成本增加而导致单位运输成本增加。信息：电子商务可以使需求信息在整个供应链中共享，提高可视性。互联网可以用来共享供应链的计划和预测信息，从而进一步改进供应链的协调。这有助于减少总的供应链成本、更好地将供应与需求相比配。信息在电子商务中充当触发器。但存在额外的信息成本，因为建立电子商务所需要的软件和硬件成本通常相当高。权衡这些成本与所产生的效益。B2C电子商务积分卡：给每个因素打分，表4-95/10/202425戴尔公司利用电子商务销售PC产品：

1）PC行业中电子商务对客户服务的影响：主要缺点—对那些不愿意等待5~10天才能收到订货的客户可能没有吸引力，但利用电子商务可以挖掘大多数增强响应性的机会，资金回收，新产品投放时间。2）PC行业中电子商务对成本的影响：集合库存降低整体库存水平、省略了配送和零售的设施成本、运输成本高、按单生产的信息技术投资使信息成本增大。3）电子商务对戴尔的绩效影响：电子商务极大提高了在响应性和成本方面的绩效。4）使用零售店和互联网销售PC的供应链网络：Gateway5/10/202426使用电子商务来销售书：1）书行业电子商务对客户服务的影响亚马逊利用电子商务销售图书2）出版行业电子商务对成本的影响库存、设施、运输、信息的成本零售行业使用因特网和供应链网络利用电子商务销售食品杂货：Peapod公司W.W.Grainger公司利用电子商务销售MRO：一个MRO产品的B2B分销商，品种超过200000中，通过产品目录和网站销售5/10/202427五、实践中的配送网络配送网络的所有权结构与分销网络的类型具有同样大的影响谁拥有配送网络：每个阶段设计配送网络时要考虑实体流程（或结构）以及所有权结构的影响。2.配送网络的选择有长期的影响汽车行业制造商PC行业制造商3.是否设计一种排他性的配送策略更有利消费电子制造商选择与多个分销商建立关系5/10/2024285.将互联网与现有的实体进行网络整合电子商务与现有的实体网络整合被称为“鼠标加水泥（Click-and-mortar)”。4.产品价格、商品化以及危险程度影响客户喜欢的配送系统类型买家与卖家的互动要花费时间和资源，很多买家愿意与单个卖家建立关系，获得多种产品分销商拥有很多制造商产品：可实现5/10/202429第二节供应链网络的设计一、网络设计在供应链中的作用供应链网路设计决策包括：设施作用的任务安排，制造、仓储或运输有关的设施的选址，对每个设施的产能和市场的配置。供应链网络设计决策包括:设施作用：每个设施应该起什么作用？每个设施执行哪些过程？设施选址：设施应该放在哪里？产能配置：每个设施应配置多大的产能？市场和供应配置：每个设施应服务哪些市场？那个供应源应该供应哪个设施？5/10/2024302.网路设计对绩效的影响决定供应链的配置，并设定约束条件，其他驱动因素只能在约束条件内用来降低供应链的成本和提高响应性。所有的网络设计决策相互影响：设施决策决定供应链在改变其满足需求的方式上的所拥有的柔性。设施选址决策对供应链绩效有长期的影响：因为要关掉一个设施或将它转移到其他地方的成本是非常高。一个好的选址决策能帮助供应链在保持低成本的同时具有响应性。产能配置决策对供应链绩效也有重要影响：尽管产能配置比设施选址更容易改变，但产能决策会持续好几年。给一个地址分配太多的产能将会导致利用率降低，进而导致较高成本。分配产能太少，则需求不能得到满足，导致响应性水平低。5/10/202431设施的供应源和市场的配置也对供应链绩效有重大影响：因为他们影响供应链满足客户需求所发生的总的生产、库存和运输成本。这种决策应该定期进行重新审议，以便配置能随市场条件的变化或工厂产能的改变。当然，设施的供应源和市场的配置只有在设施在服务市场时具有足够的柔性，并从不同的来源接收供应时才能改变。随着企业的成长或两个厂商并购时，网络设计决策必须重新修订。5/10/202432二、影响网络设计决策的因素战略因素一个厂商的竞争战略对供应链中的网络设计决策有着重要的影响：关注成本领先的厂商寻求制造成本最低的选址，关注响应性的厂商则倾向于将设施设在更靠近市场的地方，以便能快速响应市场需求的变化，如Zara。便利连锁店的多而小的商店布局；折扣店（山姆会员店）则关注提供低价格的商品。全球供应链网路通过在不同的国家发挥不同作用的设施，更好地支持其竞争战略，如耐克。厂商在设计其全球网络时，确定每个设施的使命或战略作用时很重要的：1）离岸设施：用来生产出口商品的低成本设施。2）采购设施：用于全球生产的低成本设施。3）服务设施：区域生产设施。4）贡献设施：有开发技能的5/10/202433区域生产设施。5）前哨设施（Outpostfacility)：用来获得当地技能的区域性生产设施。目的在于获得某一区域的知识技能。6）领导设施：在开发和工艺技术中其领导作用的设施，为整个网络创造新产品、供应和技术。2.技术因素可得到的生产技术的特性对网络设计决策有着重要的影响。生产技术的柔性将影响所能取得的网络中所达到的统一度3.宏观经济因素关税和税收激励：自由保护区。汇率和需求风险5/10/2024344.政治因素独立和法制的国家。5.基础设施因素良好基础设施的可获得性。6.竞争因素考虑竞争对手的战略、规模和选址。厂商间的正外部性：多家厂商邻近选址对所有厂商都有利。导致带发展的地区的基础设施条件的发展分离市场的定位—Hotelling模型：当不存在正外部性时，企业的选址是为了获得最大可能的市场份额—线性城市7.客户响应时间和出现地点：选址必须靠近客户8.物流和设施成本考虑库存、运输和设施成本（=总物流成本）5/10/202435三、网络设计决策的框架供应链网络的设计目标是在满足客户需求和响应要求的同时使厂商的利润最大化。全球供应链网路设计决策通过四个阶段来制定。阶段I：供应链战略/设计的界定供应链设计：包括决定供应链中的阶段、每个供应链的功能是自制还是外包。从厂商的竞争战略的清楚定义开始，作为供应链要满足客户的需求集合然后，供应链战略指定供应链网络必须具有何种能力来支持竞争战略经理人员必须预测全球竞争可能的演变以及每个市场上的竞争对手是区域的还是全球的参与者。5/10/202436竞争战略内部约束资金、增长战略存在的网络阶段I供应链战略生产方法所需技能、响应时间阶段III期望的地点可利用的基础设施全球竞争阶段II区域设施布局生产技术成本、规模/范围影响、所需支持、柔性竞争环境集合因素和物流成本因素成本劳动力、材料、地点特殊性阶段IV选址物流成本运输、库存、协调关税和税收激励区域需求规模、增长、同质性地区规范政治的、汇率的和需求风险5/10/202437经理人员也必须识别可利用的资金的约束和增长是否由所需要的现有或者伙伴的设施来完成。基于厂商的竞争战略，所引出的供应链战略、竞争分析、规模或范围经济，以及任何约束条件，经理人员必须决定厂商的供应链设计。阶段II：界定区域设施的布局网络设计的第二阶段的目标是：决定设施要放置的区域、其潜在的作用，大致的产能。这一阶段的分析从一个国家的需求预测开始。预测包括需求的规模测度、决定客户的要求是同否同质给定生产技术，识别规模经济或范围经济是否能在成本减少中其重要作用。如果存在，建立新设施来服务许多市场5/10/202438识别有关不同区域市场的需求风险、汇率风险和政治风险识别每个区域市场的竞争对手，决定所需设施是靠近还是远离竞争对手。也要识别每个市场的期望响应时间和每个区域市场的集合水平下的物流成本使用网络设计模型，基于所有这些信息来确定区域设施的供应链网络布局：区域布局定义了设施的大致数目、设施所在的区域、设施要生产的产品。阶段III：选择有潜在期望的地址应基于基础设施的可利用性来选择地点，以支持希望的生产技术。硬件基础设施包括供应商、运输服务、通信、公用设施和仓储基础设施的可获得性。软件基础设施要求包括技能劳动力的可获得性、劳动力产出和社区对业务和行业的接纳性。5/10/202439四、设施选址和产能配置的模型设施选址和产能配置的供应链网络设计目的：在提供给客户合适的响应水平的同时最大化总的利润。收入来自产品的销售，而成本来自设施、劳动力、运输、原材料和库存。使税收和关税后的利润最大化。网络设计的权衡：建立设施服务当地市场能降低运输成本和提供快速的响应时间，但增加了厂商的设施和库存成本阶段IV：选址为每个设施选择大概的位置和产能配置网络设计要考虑每个市场的期望边际和需求、各种物流和设施成本、以及各个地区的关税和税收来最大化总的利润。5/10/202440使用网络设计模型的两种情形：1）决定实施建在什么地方和每个设施安排的产能。经理人员要考虑设施和产能不被改变的期限（一般以年计算）。2）用来把当前的需求分配到可利用的设施和产品运输的通道。经理人员必须考虑这些决策至少作为需求、价格、汇率和关税变化的一年基础上。网络设计决策的信息：1)供应源和市场的位置；2）潜在设施地点的选址；3）由市场进行的需求预测；4）当地的设施、劳动力和原材料成本；5）两个地点之间的运输成本；6）当地的库存成本和数量的函数；7）不同区域的产品销售价格；8）税收和关税；9）期望响应时间和其他服务因素。给定这些信息，可以使用重力法模型和网络优化模型来设计网络。5/10/2024411.网络优化模型1）产能受限的工厂选址模型整数规划问题约束条件5/10/2024422.重力法选址模型设有一系列点代表生产地和需求地，各自有一定量货物需要以一定的运输费率运向待定地仓库，或从仓库运出，那么仓库位于何处呢？5/10/202443求解模型可以得到仓库位置的坐标值，其精确重心的坐标值为：使用EXCEL计算求解5/10/202444例：5-1利米特经销公司（LimitedDistributiors，Inc.）问题：寻求运输成本最小的单一仓库的位置？5/10/202445市场和供应地的坐标、货物运输量和运输费率表地点，i产品，s总运输量，Vi运输费率XiYi1－P1A20000.050382－P2B30000.050823－M1A,B25000.075254－M2A,B10000.075645－M3A,B15000.07588求解得：5/10/202446第三节不确定环境中的网络设计一、不确定性对网络设计的影响需求、价格、汇率和竞争环境等的波动需求和价格的不确定性使得在工厂建立产能柔性具有价值二、贴现的现金流分析法5/10/202447三、利用决策树来评估网络设计决策利用决策树来评价柔性四、风险管理和网络设计全球供应链网络暴露在各种风险中，包括供应中断、供应延迟、需求波动、价格波动和汇率波动等。如果没有合适的减轻计划，这些风险就会严重伤害供应链绩效。在网络设计中要考虑供应链风险好的网络设计能在减轻供应链风险中其着重要的作用。诺基亚和爱立信的IC供应商大火的不同结果5/10/202448五、不确定性环境下供应链设计决策的实践在网络设计中将战略规划与财务规划结合起来：战略期权的组合：等待期权、建立额外产能、建立柔性产能、签订长期合同、从现货市场采购，等等。不同期权应在未来不确定性的背景下进行评估。使用多个指标来评估供应链网络：一个指标只能给出部分的图像描述，使用供应链利润、服务水平和响应性等多指标来评估网络设计是有利的。将财务分析看成一种决策的输入，而不是决策过程：定量分析工具使用评估和敏感性分析：通过对输入范围敏感分析，可以表明无论真实的输入处在范围的哪里，决策都保持相同。为了进行有效的供应链决策，经理人员需要估计输入，然后用敏感性测试所有的建议5/10/202449本章小结识别在设计配送网络时应考虑的因素：考虑以满足客户需求以及满足这种需求的成本，包括：响应时间、产品多样性/可获得性、便利性、订单可视化和可退货性。还要考虑重要的成本：库存、运输、设施、搬运和信息的成本。增加设施的数量会减少响应时间和运输成本，但会增加库存和设施成本。讨论各种配送模式的优缺点：直送客户模式的配送网络适合于多品种、高价值、低需求量和需求不确定的产品。这些网络的库存持有水平低，但运输承诺根本高、响应时间长。拥有本地库存的配送网络适合于高需求量的产品，尤其是当运输占总成本的比例很大时。这些网络的库存成本较高，但运输式合适的采购决策通过把恩低、响应时间短5/10/202450理解在不同行业中电子商务对配送网络设计的影响：电子商务的出现既影响供应链的客户服务，有影响成本。电子商务能使一个企业通过库存集合来提供更多产品多样性以及提高产品的可获得性。这对于低需求量、高多样性的产品尤其有利。电子商务能提供24小时的在线访问和考虑一种更加定制化的方式来改善客户体验。然而，在线销售产品与零售店相比响应时间会增加。如果没有太显著的客户参与损失，电子商务将能降低设施成本。然而运输成本将增加，对低价值、需求可预测的产品来说尤其显著。当客户在交付前愿意等候一些时间时，电子商务对于高价值、需求不确定的产品最有效。理解网络设计在供应链中的作用：网络设计决策包括设施的作用、选址和产能以及对不同设施服务的市场配置。5/10/202451明确供应链网络设计决策的影响因素：受战略、技术、宏观经济、政治、基础设施、竞争战略和操作等因素的影响。建立网络设计决策的框架：网络设计的目标是使供应链的长期盈利能力最大化。这一过程从供应链战略的定义开始，必须同厂商德尔竞争战略相一致。供应链战略、区域需求、成本、基础设施和竞争环境用来定义区域设施的配置。最有布局通过对不同市场需求、物流成本、因素成本以及不同市场的边际来从潜在的地点决定。对设施选址和产能配置决策使用优化求解：重力法选址模型确定最小化入场和出场运输成本的地址。执行起来简单但不能解释其他重要成本。网络优化模型包括边际贡献、税收、关税、生产、运输和库存成本，用来最大化盈利能力。这些模型在给设施进行设施选址和产能配置，以及把市场分配给设施时有用。5/10/202452识别影响供应链绩效和网络设计的不确定性：评估供应链选择方案的主要财务指标是每种选择方案产生的现金流的现值。这些现金流受需求、价格、汇率和其他经济因素的不确定性的影响。在评价现金流时，必须考虑供应链网络中的这些不确定性和一些柔性。了解用来评估不确定性下的供应链决策的方法：当评估现金流时，决策树是评估不确定性下可选择方案的基本方法。给定不确定性，并入不确定性的二项式表示可使决策树来评价可选选择方案。当决策树太复杂而不能合理求解时，可用仿真来实现对决策可选择方案的财务评估。分析在不确定环境中的供应链网络设计决策：网路设计决策的基本分析步骤包括收集有关可选择方案的财务数据，决定何种不确定性影响决策，量化每个时期上的每个可选择方案的现金流，使用一种方法来估算不同可选方案的财务价值。5/10/202453案例讨论：可口可乐的22种渠道传统食品零售渠道

如食品店、食品商场、副食品商场、菜市场等。超级市场渠道

包括独立超级市场、连锁超级市场、酒店和商场内的超级市场、批发式超级市场、自选商场、仓储式超级市场等。平价商场渠道

经营方式与超级市场基本相似，但区别在于经营规模较大，而毛利更低。平价商场通过大客流量、高销售额来获得利润，因此在饮料经营中往往采用鼓励整箱购买、价格更低的策略。5/10/202454食杂店渠道

通常设在居民区内，利用民居或临时性建筑和售货亭来经营食品、饮料、烟酒、调味品等生活必须品，如便利店、便民店、烟杂店、小卖部等。这些渠道分布面广、营业时间较长。百货商店渠道

即以经营多种日用工业品为主的综合性零售商店。内部除设有食品超市、食品柜台外，多附设快餐厅、休息冷饮厅、咖啡厅或冷食柜台。购物及服务渠道

即以经营非饮料类商品为主的各类专业及服务行业，经常须带经营饮料。餐馆酒楼渠道

即各种档次饭店、餐馆、酒楼、包括咖啡亭、酒吧、冷饮店等快餐渠道

快餐店往往价格较低，客流量大，用餐时间较短，销量较大。5/10/202455