第9.3講 基于供應鏈的物流網(wǎng)絡

1、2022/8/1419.4 基于供應鏈的物流網(wǎng)絡設施決策在供應鏈中的作用一網(wǎng)絡設計決策的影響因素二網(wǎng)絡設計決策步驟三網(wǎng)絡設計優(yōu)化模型四2022/8/142有何區(qū)別？對網(wǎng)絡設計有何要求？請思考兩個供應鏈系統(tǒng)對于60小時之內(nèi)所收到的訂單可以滿足90%以上的客戶的95%的需求在24小時之內(nèi)滿足90%的客戶的97%的需求對響應時間的要求不同網(wǎng)絡設計可以更加集中，存儲成本可以更小，運輸費用較多網(wǎng)絡設計應該適當分散，存儲成本可能增大，運輸費用較省2022/8/143一、設施決策在供應鏈中的作用設施決策的概念設施決策的內(nèi)容設施決策的作用2022/8/144設施供應鏈設施包括對材料、在制品、產(chǎn)成品進行物料處理

2、作業(yè)和進行存儲作業(yè)的一切設施所有的零售商店、成品倉庫、制造工廠和材料儲備倉庫都屬于供應鏈設施設施與設施網(wǎng)絡的選擇，決定了供應鏈在成本與服務方面的競爭能力供應鏈設施決策也稱供應鏈網(wǎng)絡設計決策包括生產(chǎn)、存儲或運輸相關設施的區(qū)位及每樣設施的容量和作用1、設施決策的概念2022/8/1452、設施決策的內(nèi)容設施功能每一設施有何作用？在每一設施中將進行哪些作業(yè)流程？ 設施區(qū)位設施應布局何處？容量配置每一設施應配置多大容量？ 市場和供給配置每一設施應服務于哪些市場？每一設施由哪些供給源供貨?2022/8/146設施功能決策決定了供應鏈在滿足客戶需求中的靈活性大小。設施區(qū)位決策對供應鏈的運營有長期影響，廢棄

3、或遷移設施的代價是 十分昂貴的。好的設施區(qū)位能幫助企業(yè)在較低成本下保證供應鏈的運營。容量配置決策不易改變，合理的容量配置能降低成本，提高設施利用效率， 提升對需求的反應能力。設施的供應源及市場配置決策會影響供應鏈為滿足客戶需求所引發(fā)的生產(chǎn)、運輸、庫存等 成本。3、設施決策的作用2022/8/147二、網(wǎng)絡設計決策的影響因素戰(zhàn)略性因素技術因素宏觀經(jīng)濟因素政治因素基礎設施因素競爭性因素對顧客需求的反應時間物流和設施成本2022/8/148在成本最低的區(qū)位布局生產(chǎn)設施，即便會使生產(chǎn)工廠遠離其市場區(qū)強調(diào)生產(chǎn)成本的企業(yè)在市場區(qū)附近布局生產(chǎn)設施，有時甚至不惜以高成本為代價強調(diào)反應能力的企業(yè)通過在不同國家或

4、地區(qū)布局職能設施，來支持其不同戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)全球化的供應鏈網(wǎng)絡1、戰(zhàn)略性因素2022/8/149集中建立分散建立規(guī)模效應 易享受 難享受經(jīng)驗效果 易享受 難享受協(xié)同作用效果 易享受 難享受生產(chǎn)費用 小多管理費用 小多運送費用 多 小交貨期 長短公司內(nèi)的經(jīng)驗等 易共有 難共有協(xié)作設施的組織化容易困難事故等風險 大 小集中建立與分散建立設施的一般性特征2022/8/1410生產(chǎn)技術能帶來顯著的規(guī)模經(jīng)濟效益布局少數(shù)大容量的設施設施建設的固定成本較低建立為數(shù)眾多的地方性生產(chǎn)設施以降低運輸成本生產(chǎn)技術很穩(wěn)定，而且不同國家對產(chǎn)品的要求不同在每一個國家建立地方性基地為該國市場服務。生產(chǎn)技術富有靈活性，在較少

5、的幾個大基地進行生產(chǎn)。2、技術因素2022/8/14113、宏觀經(jīng)濟因素關稅水平稅收減讓需求波動匯率風險2022/8/1412企業(yè)傾向于將企業(yè)布局在政局穩(wěn)定的國家，這些國家的經(jīng)濟貿(mào)易規(guī)則較為完善政治穩(wěn)定很難量化，所以企業(yè)在設計供應鏈時只能進行主觀的評價政治穩(wěn)定因素在供應鏈網(wǎng)絡布局中起著重要作用4、政治因素2022/8/1413良好的基礎設施是在特定區(qū)域進行布局的先決條件基礎設施的好壞影響供應鏈運營的成本場地的供給勞動力的供給交通密集地方性公用事業(yè)關鍵的基礎設施靠近運輸樞紐、靠近機場和碼頭 、高速公路入口、鐵路服務5、基礎設施因素2022/8/1414設計供應鏈網(wǎng)絡，必須考慮競爭對手的戰(zhàn)略、規(guī)模

6、和布局諸如原材料和勞動力等外部因素是否迫使其相互靠近企業(yè)如何進行競爭企業(yè)間的積極外部性許多企業(yè)臨近布局使他們均受益為瓜分市場而布局一項基本的決策企業(yè)是臨近還是遠離競爭對手布局如果企業(yè)在價格上進行競爭，而且承擔向客戶送貨的成本，那么最優(yōu)的布局是二者盡可能離得遠些當企業(yè)不能控制價格，而只是在與客戶距離的遠近上相互競爭時，他們就能通過相互接近的布局獲取最大的市場份額。豪特靈(HOTELLING )模型6、競爭性因素2022/8/1415假設客戶均勻地分布在(0，1)這個區(qū)間上，兩個企業(yè)通過與客戶距離的遠近進行競爭，客戶總是光顧最近的一家企業(yè)，而且與兩家企業(yè)距離相等的客戶則在二者之間平均分配。如果總需

7、求為1，企業(yè)1布局在點a，企業(yè)2布局在點1b，那么兩個企業(yè)的需求d1和d2分別是：01a1 - b顯然，如果兩家企業(yè)能更近地布局，最終使得a=b=12時，兩家企業(yè)就能將自身的市場份額最大化兩家企業(yè)在直線上的布局 2022/8/1416企業(yè)的目標客戶若能容忍較長的反應時間，企業(yè)就能集中力量擴大每一設施的生產(chǎn)能力。企業(yè)的客戶群認為較短的反應時間很重要必須布局在離客戶較近的地方。這類企業(yè)就應當設有許多生產(chǎn)基地，每個基地的生產(chǎn)能力較小，由此來縮短對客戶的反應時間，增加供應鏈中設施的數(shù)量。7、對顧客需求的反應時間2022/8/1417必需的設施數(shù)量要求的反應時間快速響應客戶需求是競爭因素之一快速響應客戶

8、需求與供應鏈中節(jié)點設置的數(shù)量有關在設施數(shù)量和成本中求得最佳顧客要求的反應時間與設施數(shù)量之間的關系2022/8/14188、物流和設施成本運輸成本設施（建設和運營）成本庫存成本2022/8/1419庫存成本設施數(shù)量設施數(shù)量和庫存成本之間的關系當供應鏈中設施數(shù)目增加時，庫存及由此引起的庫存成本就會增加 (1)庫存成本2022/8/1420運輸成本設施數(shù)量設施數(shù)量和運輸成本之間的關系在圖的左邊，直接從生產(chǎn)地到達客戶的小批量運輸成本是成本曲線的起始點隨著倉庫數(shù)量的增加，運輸?shù)目偝杀静粩鄿p少；運輸成本的降低源于在某個設施對貨物的集并運輸與短途運輸?shù)南嗷ソY合成本曲線的最低點，表示獲得最大的貨物集并所需的設

9、施的數(shù)量如果設施數(shù)量的擴張超出了貨物集并的最大值，每個設施所承擔的進貨集并運輸?shù)臄?shù)量減少了，成本將增加(2)運輸成本2022/8/1421(3)設施（建設和運營）成本固定成本固定成本是指短期內(nèi)不隨設施的貨流量的改變而改變的成本，如建設成本和租賃成本可變成本與生產(chǎn)或倉庫運營相關的隨著加工數(shù)量的變化而變化的成本被成為可變成本2022/8/1422如果設施的設立，可以為供應鏈提供成本或服務的優(yōu)勢，則該設施的設立就是必要的設施成本設施數(shù)量設施數(shù)量和設施成本之間的關系2022/8/1423物流成本和反應時間變動與設施數(shù)量的關系 反應時間設施數(shù)量物流總成本2022/8/1424物流總成本隨著設施數(shù)目的增加

10、，總成本先減后增設施數(shù)量成本設施數(shù)量和總成本之間的關系圖總成本庫存成本運輸成本設施成本2022/8/14251、明確供應鏈戰(zhàn)略2、明確地區(qū)性設施的構架 3、選擇合適的地點 4、選擇布局區(qū)位 三、網(wǎng)絡設計決策步驟2022/8/1426競爭戰(zhàn)略內(nèi)部限制資本、增長戰(zhàn)略、現(xiàn)存網(wǎng)絡第一步供應鏈戰(zhàn)略全球競爭生產(chǎn)技術資本、規(guī)模/范圍的影響、需要的支持、靈活性競爭環(huán)境第二步地區(qū)性設施構架關稅和稅收激勵區(qū)域性需求規(guī)模、增長、一致性、地方特色政治、匯率和需求風險生產(chǎn)方法需要的技能、反應時間第三步理想的選址基礎設施要素成本勞動力、原材料、具體地點第四步區(qū)位選擇物流成本運輸、庫存和協(xié)調(diào)網(wǎng)絡設計決策框架2022/8/1

11、427管理者進行設施布局和容量配置的目標應當是，使整個供應鏈網(wǎng)絡的利潤最大化。在制定這一決策前，應該掌握供應源和市場的位置潛在的設施地點的區(qū)位市場需求預測每一地點的設施成本、勞動力成本和原材料成本每兩個設施布局地點之間的運輸成本每一地點的庫存成本及其與設施數(shù)量的關系四、網(wǎng)絡設計優(yōu)化模型2022/8/1428變量：訂貨量、發(fā)運量、運輸方式、選定位置約束條件：市場需求所期望的庫存服務水平設施備選位置供應鏈網(wǎng)絡的最小總成本設計2022/8/1429供應鏈網(wǎng)絡設計的其他模式最大限度的服務水平 差異化的競爭優(yōu)勢 最大利潤 最小化的資產(chǎn)配置2022/8/14301、需求量在工廠之間的分配模型2、生產(chǎn)能力既

12、定的工廠布局模型 3、工廠和倉庫同時布局模型網(wǎng)絡優(yōu)化模型的運用2022/8/1431例題吉百利(TelecomOne)和哈奧普蒂克(Highoptic)公司都是新一代通訊設備制造商。吉百利著眼于美國東半部的市場，它在巴爾的摩(B)、孟菲斯(M)和堪薩斯州的威奇托(W)都有自己的生產(chǎn)廠，服務的市場包括亞特蘭大、波士頓和芝加哥。哈奧普蒂克公司瞄準美國西半部的市場，服務的市場包括丹佛、內(nèi)布拉斯加州的奧馬哈和俄勒岡州的波特蘭。哈奧普體克公司的幾個工廠分別位于懷俄明州的肖肖尼(CHEYENNE)(C)和鹽湖城(S)。工廠的生產(chǎn)能力、市場需求、每1000單位產(chǎn)量的生產(chǎn)成本和運輸成本以及每個工廠每月的固定成

13、本見下表。2022/8/1432供應城市需求城市每1000單位的生產(chǎn)和運輸成本（千美元）生產(chǎn)能力Ki（千單位）月固定成本Fi（千美元）亞特蘭大波士頓芝加哥丹佛奧馬哈波特蘭巴爾的摩（B)1675400685163011602800187650肖肖尼（C）146019409701004951200243500鹽湖城（S）192524001425500950800275000孟菲斯（M）380135554310456652321224100威奇托（W）92216467005083111797312200月需求量（千單位）Dj108146711表 吉百利公司和哈奧普蒂克公司的生產(chǎn)能力、市場需求和成本2

14、022/8/14331、需求量在工廠之間的分配兩個公司都必須考慮在工廠之間進行需求分配。這一模型需要輸入以下數(shù)據(jù)： n=工廠區(qū)位的數(shù)目； m=市場或需求地的數(shù)量； Dj =市場j的年需求量； Ki =工廠i的年生產(chǎn)能力； Cij =i工廠生產(chǎn)一單位產(chǎn)品并送到j市場的成本(包括生產(chǎn)、庫存、運輸和設施成本)2022/8/1434向不同工廠分配不同市場和需求的目標是使設施成本、運輸成本和庫存成本之和最小。對決策變量做如下定義： =每年從工廠i到市場j的運量這一問題構成了下面這一線性模型：2022/8/1435 限制條件為 j=1,m 該限制保證每一市場的需求得以滿足 i=1,n 該限制保證每一工廠不

15、能超過其生產(chǎn)能力進行生產(chǎn)2022/8/1436亞特蘭大波士頓芝加哥丹佛奧馬哈波特蘭吉百利公司 巴爾的摩（B） 孟菲斯（M） 威奇托（W）哈奧普蒂克公司鹽湖城（S） 肖肖尼（C）010080021200607110吉百利公司和哈奧普蒂克公司的最優(yōu)需求配置 2022/8/1437表給出的需求分配表明，吉百利每月消耗的可變成本是14886000美元，月固定成本為13950000美元，月總成本為28836000美元；哈奧普蒂克公司的月可變成本為12865000美元，月固定成本為8500000美元，月總成本為21365000美元。 2022/8/14382、工廠布局：生產(chǎn)能力既定的工廠布局模型吉百利公司

16、和奧普蒂克公司已經(jīng)決定將這兩家公司合并成一個名為吉百利奧普蒂克的新公司。管理者正在討論是否每個工廠都是必需的，哪些工廠應當關閉。這一模型需要輸入以下數(shù)據(jù)： n=潛在的工廠布局區(qū)位數(shù)量； m=市場或需求點的總數(shù)量； Dj =市場j的年需求量； Ki =工廠i的潛在年生產(chǎn)能力； fi =工廠i運營中按年分攤的固定成本； Cij =工廠i生產(chǎn)一單位產(chǎn)品并將之送到j市場的成本(包括生產(chǎn)、庫存、運輸、設施成本)2022/8/1439目標是決定工廠的區(qū)位，然后將市場需求分配到每一個正在運營的工廠中去，以減少設施成本、運輸成本和庫存成本。決策變量的定義如下：yi =1 如果工廠i運營，否則為0 xij=每年

17、從工廠i運送到市場j的貨物數(shù)量2022/8/1440然后，這一問題構成以下模型：限制條件為： j=1,m(保證所有需求得到滿足) i=1,n(確保每一工廠的生產(chǎn)不超過生產(chǎn)能力) i=1,n(將工廠分為運營(yi =1)或關 閉(yi =0)兩類)2022/8/1441運營/關閉亞特蘭大波士頓芝加哥丹佛奧馬哈波特蘭巴爾的摩（B）1082000肖肖尼（C）10006711鹽湖城（S）0000000孟菲斯（M）110012000威奇托（W）0000000 合并后的新公司吉百利奧普蒂克的最優(yōu)需求配置 2022/8/1442通過求解，得出結論：吉百利奧普蒂克的最佳選擇是關閉在鹽湖城和威奇托兩地的工廠，而

18、繼續(xù)運行在巴爾的摩、肖肖尼和孟菲斯的工廠。每月的網(wǎng)絡和運營成本為47401000美元。這一成本比吉百利公司和哈奧普蒂克公司獨立運營時成本節(jié)省了近3000000美元。 2022/8/14433、工廠和倉庫同時布局如果要沒計從供應商到顧客的整個供應鏈網(wǎng)絡：供應商向工廠提供原材料，工廠設有為市場服務的倉庫，必須為工廠和倉庫同時做出布局和容量配置決策。在這一模型中，我們假設計算單位被適當調(diào)整，因而來自供應商的每1單位的投入，能生產(chǎn)出1單位的最終產(chǎn)品。2022/8/1444這一模型要求輸入以下數(shù)據(jù)：m =市場或需求點的數(shù)量n =潛在的工廠區(qū)位數(shù)量l =供應商的數(shù)量t =潛在的倉庫區(qū)位數(shù)量Dj =顧客j的年需求量Ki =布局于i點的工廠的生產(chǎn)能力Sh =供應商h的年供應能力We =布局于e點的倉庫的年倉儲能力2022/8/1445fi =布局于i點的工廠的年固定成本fe =在e地點布局一家倉庫的年固定成本Chi =從供應源h運送單位貨物到工廠i的成本Cie = i點的工廠生產(chǎn)單位產(chǎn)品并運送到e點的倉庫的成本Cei = 從e點的倉庫為j點的顧客送單位貨物的成本2022/8/1446這一模型的目標是確定工廠和倉庫的區(qū)位以及不同地點之間的運輸數(shù)量，以減少總的固定成本和可變成本。定義如下決策變量：yi =1 如果工廠布局在i點，否則為0y