第2章 物流網(wǎng)絡(luò)配置

1、第第2 2章章 物流網(wǎng)絡(luò)配置物流網(wǎng)絡(luò)配置旭日工商管理學(xué)院物流專業(yè)旭日工商管理學(xué)院物流專業(yè)周建亨（講師）周建亨（講師） MSN: janery_MSN: janery_第第2 2章章 物流網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造物流網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造 案例案例 比斯（比斯（BisBis）公司）公司2.1 2.1 引言引言2.2 2.2 數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)收集2.3 2.3 模型和數(shù)據(jù)驗證模型和數(shù)據(jù)驗證2.4 2.4 解決技術(shù)解決技術(shù)2.5 2.5 網(wǎng)絡(luò)配置決策支持系統(tǒng)的關(guān)鍵特征網(wǎng)絡(luò)配置決策支持系統(tǒng)的關(guān)鍵特征2.6 2.6 解決比斯公司配送問題解決比斯公司配送問題 大綱什么是物流網(wǎng)絡(luò)配置？方法論l建模l數(shù)據(jù)匯集l數(shù)據(jù)驗證解決技術(shù)案例研究:

2、BuyPC.com2.1 引言 物流網(wǎng)絡(luò)物流網(wǎng)絡(luò)的組成：機構(gòu)：零售商、生產(chǎn)中心、倉庫 / 配送中心、消費者原材料和制成品在機構(gòu)之間流動供應(yīng)來源：廠商零售商港口區(qū)域倉庫：存貨點現(xiàn)場倉庫：存貨點Customers,demandcenterssinks生產(chǎn)/采購成本存貨與庫存成本運輸成本存貨與庫存成本運輸成本舉例舉例: 有有6個倉儲中心、個倉儲中心、8個分銷商的運輸個分銷商的運輸問題，如下圖所示。問題，如下圖所示。WH2WH1WH6WH3WH4WH5V1V2V3V4V5V6V7V8圖11 運輸問題案例假定工廠和零售店的位置不變假定工廠和零售店的位置不變目標：目標：設(shè)計物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計物流網(wǎng)絡(luò)在不同的服務(wù)

3、水平要求下在不同的服務(wù)水平要求下使系統(tǒng)成本最小化使系統(tǒng)成本最小化生產(chǎn)和采購成本、庫存成本生產(chǎn)和采購成本、庫存成本設(shè)施運營成本、運輸成本設(shè)施運營成本、運輸成本 引入配送中心可以大大減少分銷的復(fù)雜性引入配送中心可以大大減少分銷的復(fù)雜性WH2WH1WH6WH3WH4WH5V1V2V3V4V5V6V7V8H1H2圖12 運輸問題案例配送中心在新建一個在新建一個倉庫的成本倉庫的成本和和離顧客的距離顧客的距離離之間做出平衡之間做出平衡 直接配送和分銷中心配送成本分析直接配送和分銷中心配送成本分析PlantCustomerWarehouse圖13 運輸問題案例成本分析1直接轉(zhuǎn)運和存儲的成本比較分析直接轉(zhuǎn)運和

4、存儲的成本比較分析存儲存儲接收接收發(fā)運發(fā)運圖14 運輸問題案例成本分析2案例：某彩電企業(yè)分撥物流重構(gòu)案例：某彩電企業(yè)分撥物流重構(gòu)分撥物流重構(gòu)之前：企業(yè)自營分撥物流分撥物流重構(gòu)之后：企業(yè)委托第三方物流企業(yè)運作分撥物流系統(tǒng)Logistics Network of company-operated Distribution Model Hubei ProvinceW1W7W5W2W3W6W4Logistics Network of TPL-operated Distribution Model RDCDCHubeiH e n a n ProvinceH u n a n ProvinceJiangxi

5、 Province結(jié)果結(jié)果從制造商到零售商的響應(yīng)時間從 7天減少到3天從 DC或者RDC到省內(nèi)任何一個地方的響應(yīng)時間小于24小時.在市內(nèi)的響應(yīng)時間小于 6個小時.庫存維持時間從原來的45天減少到10天， 換句話說，庫存周轉(zhuǎn)速度提高了.庫存成本減少了19%。決策分類戰(zhàn)略計劃：這類決策通常包括主要的資本投資，具有長期影響l決定新工廠、配送中心和倉庫的數(shù)量、位置與規(guī)模l在各個工廠內(nèi)購置新生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)計新的生產(chǎn)中心l設(shè)計運輸設(shè)施、通信設(shè)備、數(shù)據(jù)處理方法等決策分類戰(zhàn)術(shù)計劃：在幾個月的時期內(nèi)有效配置生產(chǎn)與配送資源l勞動力人數(shù)l庫存政策l確定配送渠道l選擇運輸和轉(zhuǎn)運工具決策分類運營控制：包括每天的運營決策l

6、為每臺機器分配客戶訂單l分配、發(fā)送和處理訂單l車輛行程安排網(wǎng)絡(luò)設(shè)計：關(guān)鍵問題選擇倉庫和/或工廠的最佳數(shù)量、位置與規(guī)模確定最優(yōu)采購戰(zhàn)略l哪家工廠生產(chǎn)哪種產(chǎn)品確定最佳配送渠道l哪家倉庫為哪些客戶服務(wù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計：關(guān)鍵問題目標是：考慮到下列因素時平衡服務(wù)水平目標是：考慮到下列因素時平衡服務(wù)水平生產(chǎn) / 采購成本庫存維持成本設(shè)備成本（操作成本與固定成本）運輸成本也就是說，我們要找到一種使年度成本最低的配送網(wǎng)絡(luò)配置，以滿足一定客戶服務(wù)水平下的產(chǎn)品需求。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計工具：主要組成制圖l制圖可以使你的供應(yīng)鏈與解決方案可視化l使解決方案可視化讓你更好地理解不同的假設(shè)l彩色編碼、大小與應(yīng)用指標令你可以進行進一步的分析數(shù)

7、據(jù)l數(shù)據(jù)說明了你的供應(yīng)鏈的成本l基本的成本數(shù)據(jù)應(yīng)該與會計數(shù)據(jù)匹配l產(chǎn)出數(shù)據(jù)使你可以量化供應(yīng)鏈的變化動力l優(yōu)化技術(shù)制圖使供應(yīng)鏈可視化顯示解決方案使你能夠比較不同的方案2.2 數(shù)據(jù)收集 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的數(shù)據(jù)1. 所有產(chǎn)品的清單。2. 客戶、存貨點與資源的位置。3. 每位客戶對每種產(chǎn)品的需求。4. 運輸費率。5. 倉儲成本。6. 產(chǎn)品的裝運尺寸。7. 根據(jù)頻率、尺寸、季節(jié)和容量區(qū)分的訂貨模式。8. 訂單處理成本。9. 客戶服務(wù)目標。信息太多客戶與人口特征客戶與人口特征銷售數(shù)據(jù)通常根據(jù)客戶基礎(chǔ)收集。如果銷售數(shù)據(jù)以地理數(shù)據(jù)庫而不是會計數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃會更容易一些。1. 距離。2. 運輸成本。存在以地理信

8、息系統(tǒng) （GIS）為基礎(chǔ)的人口數(shù)據(jù)新技術(shù)。2.2.1 數(shù)據(jù)匯集相鄰的客戶利用網(wǎng)格式網(wǎng)絡(luò)或集群技術(shù)進行匯集。所有在同一網(wǎng)絡(luò)或同一束中的客戶由位于質(zhì)心(centroid)的單個客戶代替。我們將一個網(wǎng)格或束稱為一個客戶區(qū)域。客戶匯集的影響因素客戶區(qū)域平衡l過度匯集造成的精確度的損失l不必要的復(fù)雜性影響匯集效率的因素l匯集點的數(shù)量，即不同的客戶區(qū)域的數(shù)量l客戶在各個區(qū)域的分布配送模式產(chǎn)品類型 （p24）為什么要匯集數(shù)據(jù)獲得和處理數(shù)據(jù)的成本獲得數(shù)據(jù)的形式作為結(jié)果位置模型的適用范圍預(yù)測需求的準確性推薦的方法使用至少300個匯集點。確保每個區(qū)域具有相同的總需求量。選取每個區(qū)域的中心作為匯集點。這樣做的誤差通

9、常不會超過這樣做的誤差通常不會超過1%1%。測試客戶匯集1個工廠; 一種產(chǎn)品只考慮運輸成本客戶數(shù)據(jù)l原始數(shù)據(jù)包括18000個5位數(shù)的即將發(fā)往地區(qū)的郵政編碼。l匯集的數(shù)據(jù)包括800個3位數(shù)的即將發(fā)往地區(qū)的編碼。l兩種情況下總需求相同。Comparing OutputTotal Cost:$5,796,000Total Customers: 18,000Total Cost:$5,793,000Total Customers: 800Cost Difference 1，來加上非庫存空間的影響估計固定成本l查表庫存庫存時間時間平均庫存平均庫存1.5M1.2M0.8M成本成本倉庫規(guī)模倉庫規(guī)模20K40

10、K60K80K其他問題未來需求設(shè)備成本l固定成本l裝卸成本、勞動力成本、公用事業(yè)費用l存儲成本，與庫存水平成比例2.2.5 倉庫容量 （p30 例）SupplySources:plantsvendorsportsRegionalWarehouses:stocking pointsField Warehouses:stockingpointsCustomers,demandcenterssinksProduction/purchase costsInventory &warehousing costsTransportation costsInventory &warehousi

11、ng costsTransportation costs$-$10$20$30$40$50$60$70$80$900246810Number of WarehousesCost (millions $)Total CostTransportation CostFixed CostInventory CostMinimize the cost of your logistics network without compromising service levelsOptimal Number of Warehouses增加倉庫數(shù)量的影響減少了客戶服務(wù)時間而提高了服務(wù)水平安全庫存增加而提高了庫存成

12、本增加了一般管理費用和準備成本一定程度上降低了運輸成本l降低了運出成本l增加了運入成本產(chǎn)業(yè)標準：配送中心的數(shù)量產(chǎn)業(yè)標準：配送中心的數(shù)量Sources: CLM 1999, Herbert W. Davis & Co; LogicTools倉庫倉庫的平均的平均數(shù)量數(shù)量31425醫(yī)藥產(chǎn)品醫(yī)藥產(chǎn)品儀器公司儀器公司化學(xué)制品化學(xué)制品- - 高利潤產(chǎn)品高利潤產(chǎn)品- - 服務(wù)不重要服務(wù)不重要( (或易于快速處理或易于快速處理) )- - 存貨成本與運輸成本相比較高存貨成本與運輸成本相比較高- - 低利潤產(chǎn)品低利潤產(chǎn)品- - 服務(wù)很重要服務(wù)很重要- - 運出成本高于運入成本運出成本高于運入成本典型的網(wǎng)

13、絡(luò)設(shè)計模型幾種產(chǎn)品由幾家工廠生產(chǎn)每家工廠有已知的生產(chǎn)能力每一個客戶區(qū)域?qū)γ糠N產(chǎn)品的需求已知這些需求由地區(qū)配送中心滿足每一個配送中心具有總吞吐量的上限典型的位置模型在配送中心和其服務(wù)的區(qū)域之間有一個最大值一組潛在的新倉庫位置由以下因素決定成本：l準備成本l運輸成本與距離成比例l存儲與裝卸成本l生產(chǎn) / 供應(yīng)成本網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題的復(fù)雜性一般來說，位置問題是非常難以解決的以下問題使復(fù)雜性提高：l客戶數(shù)量 l產(chǎn)品數(shù)量 l潛在倉庫位置的數(shù)量l倉庫的數(shù)量2.4 解決技術(shù)數(shù)學(xué)最優(yōu)化技術(shù)：l精確算法：找出最優(yōu)解l啟發(fā)式算法：找出“好”的解，不一定是最優(yōu)解仿真模型：為評估設(shè)計者設(shè)計的特定方案提供了一種機制啟發(fā)式算法

14、與對精確算法的需要單個產(chǎn)品兩個工廠p1和p2l工廠p1每年的生產(chǎn)能力為20萬單位l工廠p2每年的生產(chǎn)能力為6萬單位兩個工廠的生產(chǎn)成本相同兩個倉庫w1和w2的裝卸成本相同3個市場區(qū)域的需求量分別為5萬、10萬、5萬單位例子(p32)一個產(chǎn)品，兩個工廠，兩個倉庫，三個零售店工廠工廠生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力P1無限P260000顧客顧客顧客需求顧客需求C150000C21000000C350000P1P2C1C2C3W104345W252212生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力市場需求市場需求物流成本物流成本經(jīng)驗尋優(yōu)法的特點簡單可操作性強解決速度快不保證最優(yōu)，但求較好方案適合l作估計值l數(shù)據(jù)量大的情況為什么最優(yōu)化很重要？為什

15、么最優(yōu)化很重要？需求需求 = 50,000需求需求= 100,000需求需求= 50,000產(chǎn)能產(chǎn)能 = 60,000產(chǎn)能產(chǎn)能 = 200,000$4$5$2$3$4$5$2$1$2生產(chǎn)成本相同，庫存成本相同生產(chǎn)成本相同，庫存成本相同$0常規(guī)方法常規(guī)方法1：將每個市場指派給最近的倉庫，然后根據(jù)成本指定相應(yīng)將每個市場指派給最近的倉庫，然后根據(jù)成本指定相應(yīng)的工廠的工廠需求需求= 50,000需求需求= 100,000需求需求= 50,000產(chǎn)能產(chǎn)能 = 60,000產(chǎn)能產(chǎn)能 = 200,000$5 x 140,000$2 x 60,000$2 x 50,000$1 x 100,000$2 x 50

16、,000總成本總成本 = $1,120,000經(jīng)驗尋優(yōu)法的例子#1應(yīng)用規(guī)則l選擇配送成本最低的倉庫來滿足每個市場P1P2C1C2C3W100000W2140000600005000010000050000P1P2C1C2C3W104345W252212物流成本物流成本解決方案解決方案總成本總成本 = 2*50000+1*100000+2*50000+2*60000+5*140000 = 1120000傳統(tǒng)方法傳統(tǒng)方法2：根據(jù)總到岸成本分配市場根據(jù)總到岸成本分配市場需求需求 = 50,000需求需求 = 100,000需求需求 = 50,000產(chǎn)能產(chǎn)能 = 60,000產(chǎn)能產(chǎn)能 = 200,00

17、0$4$5$2$3$4$5$2$1$2$0P1 to WH1$3P1 to WH2$7P2 to WH1$7P2 to WH 2$4P1 to WH1$4P1 to WH2$6P2 to WH1$8P2 to WH 2$3P1 to WH1$5P1 to WH2$7P2 to WH1$9P2 to WH 2$4傳統(tǒng)方法2：根據(jù)總到岸成本分配市場需求 = 50,000需求 = 100,000需求 = 50,000產(chǎn)能 = 60,000產(chǎn)能 = 200,000$4$5$2$3$4$5$2$1$2$0P1 to WH1$3P1 to WH2$7P2 to WH1$7P2 to WH 2$4P1 to

18、 WH1$4P1 to WH2$6P2 to WH1$8P2 to WH 2$3P1 to WH1$5P1 to WH2$7P2 to WH1$9P2 to WH 2$4市場1由倉庫1提供服務(wù)，市場2和市場3由倉庫2提供服務(wù)傳統(tǒng)方法2：根據(jù)總到岸成本分配市場需求 = 50,000需求 = 100,000需求 = 50,000產(chǎn)能 = 60,000產(chǎn)能 = 200,000$5 x 90,000$2 x 60,000$3 x 50,000$1 x 100,000$2 x 50,000$0 x 50,000P1 to WH1$3P1 to WH2$7P2 to WH1$7P2 to WH 2$4P1

19、 to WH1$4P1 to WH2$6P2 to WH1$8P2 to WH 2$3P1 to WH1$5P1 to WH2$7P2 to WH1$9P2 to WH 2$4總成本 = $920,000經(jīng)驗尋優(yōu)法例子#2應(yīng)用規(guī)則l對每個市場，選擇進倉庫的總運輸成本最低的倉庫路線路線總成本總成本P1-W1-C13P1-W2-C17P2-W1-C17P2-W2-C14路線路線總成本總成本P1-W1-C24P1-W2-C26P2-W1-C28P2-W2-C23路線路線總成本總成本P1-W1-C35P1-W2-C37P2-W1-C39P2-W2-C34P1P2C1C2C3W1500000500000

20、0W290000060000010000050000解決方案解決方案總成本總成本 = 3*50000+5*900000+2*60000+1*100000+2*50000 = 920000什么是 LP？kjxjixwmjkpwij 流向市場從倉庫流向倉庫從工廠令：什么是 LP？ negative-non flows All000,50000,100000,50000,60s.t.225 432450 :min2,23,12,22,11,21,13,22,21,22,22,13,12,11,11,21,12,21,23,21,23,12,11,12,21,22,11,1wmwmwmwmwmwmwm

21、wmwmpwpwwmwmwmpwpwpwpwwmwmwmwmwmpwpwpwpwxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx數(shù)學(xué)規(guī)劃法的解決方案利用線性規(guī)劃的方法l確定目標函數(shù)l確定限制條件l應(yīng)用專門軟件求解 Microsoft Excel 線性規(guī)劃軟件特點l適合數(shù)據(jù)量適中的問題l解決方案與數(shù)學(xué)模式有關(guān) 錯的模式，錯的結(jié)果l不是動態(tài)的方案 適合靜態(tài)的方案一個簡單的例子某集團三個工廠分工不同地生產(chǎn)門窗每個工廠可用的總生產(chǎn)時間有限每個工廠用于生產(chǎn)每扇門或窗的時間已定，如表所示求：應(yīng)該生產(chǎn)多少門和窗，才能使利潤最大？門門窗窗單位利潤單位利潤$300$500生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需時生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需

22、時間間可用時可用時間間工廠工廠 1104工廠工廠 20212工廠工廠 33218數(shù)學(xué)規(guī)劃法的例子生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力P1P260000市場需求市場需求C150000C2100000C350000物流成本物流成本P1P2C1C2C3W104345W252212解決方案解決方案P1P2C1C2C3W11400000500005750032500W206000004250017500總成本總成本740000限制條件限制條件P2的能力60000W1的產(chǎn)銷平衡0W2的產(chǎn)銷平衡0C1的需求50000C2的需求100000C3的需求50000最優(yōu)戰(zhàn)略案例研究：BuyPC.comDeveloped byJim M

23、orton; UPS Professional ServicesDavid Simchi-Levi; MITMichael Watson; LogicTools, Inc.BuyPC.com 案例研究BuyPC.com 是一家虛擬公司，通過因特網(wǎng)銷售計算機BuyPC.com強調(diào)第二天送達其計算機lBuyPC.com利用許多配送點實現(xiàn)這一服務(wù)，這導(dǎo)致庫存投資很大BuyPC.com案例研究BuyPC.com通過UPS遞送，在1天之內(nèi)收到貨物區(qū)域之外的客戶必須利用航空公司遞送倉庫通過位于亞洲的工廠補充l產(chǎn)品通過洛杉磯到達美國Chicago WHAtlantaMilwaukee1- Day2-Days(利用UPS 地面服務(wù))(利用UPS 第二天送達空運服務(wù))集成運送時間數(shù)據(jù)確定每一條渠道要求的服務(wù)水平l設(shè)定模型中的運出費率BuyPC.com案例研究：當前網(wǎng)絡(luò)運入: $ 851,000運出: $ 2,930,000庫存成本: $13,291,000倉庫固定成本: $ 1,875,000總成本總成本: $18,947,000BuyPC.com 案例研究：成本的平衡Cost Trade-Off for BuyPC.com$0$2$4$6$8$10$12$14$16$18$20051015Number of DCsC