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(yàn)證模型和數(shù)據(jù)驗(yàn)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(wèn)題解決比斯公司配送問(wèn)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(yàn)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(jī)構(gòu)：零售商、生產(chǎn)中心、倉(cāng)庫(kù) / 配送中心、消費(fèi)者原材料和制成品在機(jī)構(gòu)之間流動(dòng)供應(yīng)來(lái)源：廠商零售商港口區(qū)域倉(cāng)庫(kù)：存貨點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)倉(cāng)庫(kù)：存貨點(diǎn)Customers,demandcenterssinks生產(chǎn)/采購(gòu)成本存貨與庫(kù)存成本運(yùn)輸成本存貨與庫(kù)存成本運(yùn)輸成本舉例舉例: 有有6個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)中心、個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)中心、8個(gè)分銷商的運(yùn)輸個(gè)分銷商的運(yùn)輸問(wèn)題，如下圖所示。問(wèn)題，如下圖所示。WH2WH1WH6WH3WH4WH5V1V2V3V4V5V6V7V8圖11 運(yùn)輸問(wèn)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(biāo)：目標(biāo)：設(shè)計(jì)物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)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(gòu)成本、庫(kù)存成本生產(chǎn)和采購(gòu)成本、庫(kù)存成本設(shè)施運(yùn)營(yíng)成本、運(yùn)輸成本設(shè)施運(yùn)營(yíng)成本、運(yùn)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(yùn)輸問(wèn)題案例配送中心在新建一個(gè)在新建一個(gè)倉(cāng)庫(kù)的成本倉(cāng)庫(kù)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(yùn)輸問(wèn)題案例成本分析1直接轉(zhuǎn)運(yùn)和存儲(chǔ)的成本比較分析直接轉(zhuǎn)運(yùn)和

4、存儲(chǔ)的成本比較分析存儲(chǔ)存儲(chǔ)接收接收發(fā)運(yùn)發(fā)運(yùn)圖14 運(yùn)輸問(wèn)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(yíng)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(yùn)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(shí)間從 7天減少到3天從 DC或者RDC到省內(nèi)任何一個(gè)地方的響應(yīng)時(shí)間小于24小時(shí).在市內(nèi)的響應(yīng)時(shí)間小于 6個(gè)小時(shí).庫(kù)存維持時(shí)間從原來(lái)的45天減少到10天， 換句話說(shuō)，庫(kù)存周轉(zhuǎn)速度提高了.庫(kù)存成本減少了19%。決策分類戰(zhàn)略計(jì)劃：這類決策通常包括主要的資本投資，具有長(zhǎng)期影響l決定新工廠、配送中心和倉(cāng)庫(kù)的數(shù)量、位置與規(guī)模l在各個(gè)工廠內(nèi)購(gòu)置新生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)計(jì)新的生產(chǎn)中心l設(shè)計(jì)運(yùn)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(jì)劃：在幾個(gè)月的時(shí)期內(nèi)有效配置生產(chǎn)與配送資源l勞動(dòng)力人數(shù)l庫(kù)存政策l確定配送渠道l選擇運(yùn)輸和轉(zhuǎn)運(yùn)工具決策分類運(yùn)營(yíng)控制：包括每天的運(yùn)營(yíng)決策l

6、為每臺(tái)機(jī)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(jì)：關(guān)鍵問(wèn)題選擇倉(cāng)庫(kù)和/或工廠的最佳數(shù)量、位置與規(guī)模確定最優(yōu)采購(gòu)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(cāng)庫(kù)為哪些客戶服務(wù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)：關(guān)鍵問(wèn)題目標(biāo)是：考慮到下列因素時(shí)平衡服務(wù)水平目標(biāo)是：考慮到下列因素時(shí)平衡服務(wù)水平生產(chǎn) / 采購(gòu)成本庫(kù)存維持成本設(shè)備成本（操作成本與固定成本）運(yùn)輸成本也就是說(shuō)，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(jì)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(biāo)令你可以進(jìn)行進(jìn)一步的分析數(shù)

7、據(jù)l數(shù)據(jù)說(shuō)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(huì)計(jì)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(dòng)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(jì)的數(shù)據(jù)1. 所有產(chǎn)品的清單。2. 客戶、存貨點(diǎn)與資源的位置。3. 每位客戶對(duì)每種產(chǎn)品的需求。4. 運(yùn)輸費(fèi)率。5. 倉(cāng)儲(chǔ)成本。6. 產(chǎn)品的裝運(yùn)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(biāo)。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(kù)而不是會(huì)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃會(huì)更容易一些。1. 距離。2. 運(yùn)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(jìn)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(gè)客戶代替。我們將一個(gè)網(wǎng)格或束稱為一個(gè)客戶區(qū)域。客戶匯集的影響因素客戶區(qū)域平衡l過(guò)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(diǎn)的數(shù)量，即不同的客戶區(qū)域的數(shù)量l客戶在各個(gè)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(cè)需求的準(zhǔn)確性推薦的方法使用至少300個(gè)匯集點(diǎn)。確保每個(gè)區(qū)域具有相同的總需求量。選取每個(gè)區(qū)域的中心作為匯集點(diǎn)。這樣做的誤差通

9、常不會(huì)超過(guò)這樣做的誤差通常不會(huì)超過(guò)1%1%。測(cè)試客戶匯集1個(gè)工廠; 一種產(chǎn)品只考慮運(yùn)輸成本客戶數(shù)據(jù)l原始數(shù)據(jù)包括18000個(gè)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(gè)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(lái)加上非庫(kù)存空間的影響估計(jì)固定成本l查表庫(kù)存庫(kù)存時(shí)間時(shí)間平均庫(kù)存平均庫(kù)存1.5M1.2M0.8M成本成本倉(cāng)庫(kù)規(guī)模倉(cāng)庫(kù)規(guī)模20K40

10、K60K80K其他問(wèn)題未來(lái)需求設(shè)備成本l固定成本l裝卸成本、勞動(dòng)力成本、公用事業(yè)費(fèi)用l存儲(chǔ)成本，與庫(kù)存水平成比例2.2.5 倉(cāng)庫(kù)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(cāng)庫(kù)數(shù)量的影響減少了客戶服務(wù)時(shí)間而提高了服務(wù)水平安全庫(kù)存增加而提高了庫(kù)存成

12、本增加了一般管理費(fèi)用和準(zhǔn)備成本一定程度上降低了運(yùn)輸成本l降低了運(yùn)出成本l增加了運(yùn)入成本產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：配送中心的數(shù)量產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：配送中心的數(shù)量Sources: CLM 1999, Herbert W. Davis & Co; LogicTools倉(cāng)庫(kù)倉(cāng)庫(kù)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(rùn)產(chǎn)品高利潤(rùn)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(yùn)輸成本相比較高存貨成本與運(yùn)輸成本相比較高- - 低利潤(rùn)產(chǎn)品低利潤(rùn)產(chǎn)品- - 服務(wù)很重要服務(wù)很重要- - 運(yùn)出成本高于運(yùn)入成本運(yùn)出成本高于運(yùn)入成本典型的網(wǎng)

13、絡(luò)設(shè)計(jì)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(gè)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(gè)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(gè)最大值一組潛在的新倉(cāng)庫(kù)位置由以下因素決定成本：l準(zhǔn)備成本l運(yùn)輸成本與距離成比例l存儲(chǔ)與裝卸成本l生產(chǎn) / 供應(yīng)成本網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)問(wèn)題的復(fù)雜性一般來(lái)說(shuō)，位置問(wèn)題是非常難以解決的以下問(wèn)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(cāng)庫(kù)位置的數(shù)量l倉(cāng)庫(kù)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(píng)估設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的特定方案提供了一種機(jī)制啟發(fā)式算法

14、與對(duì)精確算法的需要單個(gè)產(chǎn)品兩個(gè)工廠p1和p2l工廠p1每年的生產(chǎn)能力為20萬(wàn)單位l工廠p2每年的生產(chǎn)能力為6萬(wàn)單位兩個(gè)工廠的生產(chǎn)成本相同兩個(gè)倉(cāng)庫(kù)w1和w2的裝卸成本相同3個(gè)市場(chǎng)區(qū)域的需求量分別為5萬(wàn)、10萬(wàn)、5萬(wàn)單位例子(p32)一個(gè)產(chǎn)品，兩個(gè)工廠，兩個(gè)倉(cāng)庫(kù)，三個(gè)零售店工廠工廠生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力P1無(wú)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(chǎng)需求市場(chǎng)需求物流成本物流成本經(jīng)驗(yàn)尋優(yōu)法的特點(diǎn)簡(jiǎn)單可操作性強(qiáng)解決速度快不保證最優(yōu)，但求較好方案適合l作估計(jì)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(kù)存成本相同生產(chǎn)成本相同，庫(kù)存成本相同$0常規(guī)方法常規(guī)方法1：將每個(gè)市場(chǎng)指派給最近的倉(cāng)庫(kù)，然后根據(jù)成本指定相應(yīng)將每個(gè)市場(chǎng)指派給最近的倉(cāng)庫(kù)，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(yàn)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(cāng)庫(kù)來(lái)滿足每個(gè)市場(chǎng)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(chǎng)根據(jù)總到岸成本分配市場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)1由倉(cāng)庫(kù)1提供服務(wù)，市場(chǎng)2和市場(chǎng)3由倉(cāng)庫(kù)2提供服務(wù)傳統(tǒng)方法2：根據(jù)總到岸成本分配市場(chǎng)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(yàn)尋優(yōu)法例子#2應(yīng)用規(guī)則l對(duì)每個(gè)市場(chǎng)，選擇進(jìn)倉(cāng)庫(kù)的總運(yùn)輸成本最低的倉(cāng)庫(kù)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(chǎng)從倉(cāng)庫(kù)流向倉(cāng)庫(kù)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(biāo)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(diǎn)l適合數(shù)據(jù)量適中的問(wèn)題l解決方案與數(shù)學(xué)模式有關(guān) 錯(cuò)的模式，錯(cuò)的結(jié)果l不是動(dòng)態(tài)的方案 適合靜態(tài)的方案一個(gè)簡(jiǎn)單的例子某集團(tuán)三個(gè)工廠分工不同地生產(chǎn)門窗每個(gè)工廠可用的總生產(chǎn)時(shí)間有限每個(gè)工廠用于生產(chǎn)每扇門或窗的時(shí)間已定，如表所示求：應(yīng)該生產(chǎn)多少門和窗，才能使利潤(rùn)最大？門門窗窗單位利潤(rùn)單位利潤(rùn)$300$500生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需時(shí)生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需

22、時(shí)間間可用時(shí)可用時(shí)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(chǎng)需求市場(chǎng)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(guò)因特網(wǎng)銷售計(jì)算機(jī)BuyPC.com強(qiáng)調(diào)第二天送達(dá)其計(jì)算機(jī)lBuyPC.com利用許多配送點(diǎn)實(shí)現(xiàn)這一服務(wù)，這導(dǎo)致庫(kù)存投資很大BuyPC.com案例研究BuyPC.com通過(guò)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(cāng)庫(kù)通過(guò)位于亞洲的工廠補(bǔ)充l產(chǎn)品通過(guò)洛杉磯到達(dá)美國(guó)Chicago WHAtlantaMilwaukee1- Day2-Days(利用UPS 地面服務(wù))(利用UPS 第二天送達(dá)空運(yùn)服務(wù))集成運(yùn)送時(shí)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(yùn)出費(fèi)率BuyPC.com案例研究：當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)運(yùn)入: $ 851,000運(yùn)出: $ 2,930,000庫(kù)存成本: $13,291,000倉(cāng)庫(kù)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