第2章 物流網(wǎng)絡(luò)配置

第2章

物流網(wǎng)絡(luò)配置旭日工商管理學(xué)院物流專業(yè)周建亨（講師）zjh001@MSN:janery_zhou@第2章物流網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造

案例比斯（Bis）公司2.1引言2.2數(shù)據(jù)收集2.3模型和數(shù)據(jù)驗(yàn)證2.4解決技術(shù)2.5網(wǎng)絡(luò)配置決策支持系統(tǒng)的關(guān)鍵特征2.6解決比斯公司配送問題大綱什么是物流網(wǎng)絡(luò)配置？方法論建模數(shù)據(jù)匯集數(shù)據(jù)驗(yàn)證解決技術(shù)案例研究: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、倉庫/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)來源：廠商零售商港口區(qū)域倉庫：存貨點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)倉庫：存貨點(diǎn)Customers,demandcenterssinks生產(chǎn)/采購成本存貨與庫存成本運(yùn)輸成本存貨與庫存成本運(yùn)輸成本舉例:有6個(gè)倉儲(chǔ)中心、8個(gè)分銷商的運(yùn)輸問題，如下圖所示。WH2WH1WH6WH3WH4WH5V1V2V3V4V5V6V7V8圖11運(yùn)輸問題案例假定工廠和零售店的位置不變目標(biāo)： 設(shè)計(jì)物流網(wǎng)絡(luò) 在不同的服務(wù)水平要求下 使系統(tǒng)成本最小化 生產(chǎn)和采購成本、庫存成本 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WH2WH1WH6WH3WH4WH5V1V2V3V4V5V6V7V8H1H2圖12運(yùn)輸問題案例－配送中心在新建一個(gè)倉庫的成本和離顧客的距離之間做出平衡

直接配送和分銷中心配送成本分析PlantCustomerWarehouse圖13運(yùn)輸問題案例－成本分析1直接轉(zhuǎn)運(yùn)和存儲(chǔ)的成本比較分析存儲(chǔ)接收發(fā)運(yùn)圖14運(yùn)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)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)LogisticsNetworkofcompany-operatedDistributionModelHubeiProvinceW1W7W5W2W3W6W4LogisticsNetworkofTPL-operatedDistributionModel

RDCDCHubeiHenanProvinceHunanProvinceJiangxiProvince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).庫存維持時(shí)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(jì)劃：這類決策通常包括主要的資本投資，具有長(zhǎng)期影響決定新工廠、配送中心和倉庫的數(shù)量、位置與規(guī)模在各個(gè)工廠內(nèi)購置新生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)計(jì)新的生產(chǎn)中心設(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)與配送資源勞動(dòng)力人數(shù)庫存政策確定配送渠道選擇運(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)決策為每臺(tái)機(jī)器分配客戶訂單分配、發(fā)送和處理訂單車輛行程安排網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)：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)略哪家工廠生產(chǎn)哪種產(chǎn)品確定最佳配送渠道哪家倉庫為哪些客戶服務(wù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)：關(guān)鍵問題目標(biāo)是：考慮到下列因素時(shí)平衡服務(wù)水平生產(chǎn)/采購成本庫存維持成本設(shè)備成本（操作成本與固定成本）運(yùn)輸成本

也就是說，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：主要組成制圖制圖可以使你的供應(yīng)鏈與解決方案可視化使解決方案可視化讓你更好地理解不同的假設(shè)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)據(jù)數(shù)據(jù)說明了你的供應(yīng)鏈的成本基本的成本數(shù)據(jù)應(yīng)該與會(huì)計(jì)數(shù)據(jù)匹配產(chǎn)出數(shù)據(jù)使你可以量化供應(yīng)鏈的變化動(dòng)力優(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(huì)計(jì)數(shù)據(jù)庫為基礎(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?？蛻魠R集的影響因素客戶區(qū)域平衡過度匯集造成的精確度的損失不必要的復(fù)雜性影響匯集效率的因素匯集點(diǎn)的數(shù)量，即不同的客戶區(qū)域的數(shù)量客戶在各個(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)。這樣做的誤差通常不會(huì)超過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)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。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。兩種情況下總需求相同。ComparingOutputTotalCost:$5,796,000TotalCustomers:18,000TotalCost:$5,793,000TotalCustomers:800CostDifference<0.05%產(chǎn)品分組企業(yè)在其產(chǎn)品線上可能有成千上萬種單獨(dú)的產(chǎn)品不同的型號(hào)和款式同一種產(chǎn)品的不同包裝收集和分析如此多組產(chǎn)品的數(shù)據(jù)是不現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品匯集的戰(zhàn)略

AStrategyforProductAggregation將所有的SKU放入一個(gè)資源組(source-group)資源組是一組來自同一個(gè)地方的SKU在每一個(gè)資源組內(nèi)，根據(jù)相同的物流特性匯集：重量體積儲(chǔ)存成本在每一種資源組內(nèi)，

根據(jù)相似的特性匯集產(chǎn)品矩形說明了如何將SKU分組產(chǎn)品匯集測(cè)試5個(gè)工廠25個(gè)潛在倉庫位置距離導(dǎo)致的服務(wù)約束庫存持有成本固定倉庫成本產(chǎn)品匯集最初有46種產(chǎn)品匯集后有4種產(chǎn)品通過利用加權(quán)平均來產(chǎn)生產(chǎn)品的匯集樣本匯集測(cè)試：產(chǎn)品匯集總成本：104,564,000美元全部產(chǎn)品：46種總成本104,599,000美元全部產(chǎn)品：4種成本差異：0.03%2.2.2運(yùn)輸費(fèi)率代表各種產(chǎn)品流組合的大量的費(fèi)率卡車、鐵路、UPS和其他載重汽車運(yùn)輸公司的一個(gè)重要特征是其費(fèi)率與距離呈線性關(guān)系運(yùn)輸成本估計(jì)Source:Ballou,R.H.BusinessLogisticsManagementUPS兩天遞送150貨物的費(fèi)率產(chǎn)業(yè)基準(zhǔn)：運(yùn)輸成本運(yùn)輸費(fèi)率（典型數(shù)值）整車運(yùn)輸：0.10美元每噸英里零擔(dān)運(yùn)輸：0.31美元每噸英里小包裝：零擔(dān)運(yùn)輸費(fèi)率的3倍，快遞費(fèi)用更高鐵路：整車運(yùn)輸?shù)?0%至80%零擔(dān)運(yùn)輸費(fèi)率每一裝載量按500至50進(jìn)行分類等級(jí)越高，運(yùn)輸貨物的相對(duì)費(fèi)用就越高決定某一特定產(chǎn)品等級(jí)的因素很多，包括：密度處理的難易程度賠償責(zé)任基本運(yùn)輸費(fèi)率考慮商品等級(jí)和目的地郵政編碼，就可以確定每百磅貨物的相應(yīng)費(fèi)率CAZR(CompleteZipAuditingandRating)軟件可以協(xié)助完成這一任務(wù)，該軟件由南方運(yùn)輸公司開發(fā)將商品A從城市B運(yùn)送到城市C的成本可以利用下式計(jì)算：

重量(英擔(dān))×費(fèi)率零擔(dān)運(yùn)輸4000磅貨物的費(fèi)率運(yùn)輸4000磅的運(yùn)輸費(fèi)率其他問題2.2.3里程估計(jì)p28例2.2街道網(wǎng)絡(luò)直線距離這自然是對(duì)路途距離的低估。我們可以將直線距離乘以一個(gè)比例因子估計(jì)路途距離，一般其倉庫成本搬運(yùn)成本包含人工和工具成本與倉庫的年流量成比例儲(chǔ)存成本(p29)代表庫存保管成本與平均庫存水平成比例固定成本與倉庫的規(guī)模成比例(但不是正比)儲(chǔ)存成本的估計(jì)難處不容易估計(jì)每個(gè)產(chǎn)品的平均庫存解決方案用庫存周轉(zhuǎn)率來估計(jì)產(chǎn)品平均庫存=產(chǎn)品的年流量/產(chǎn)品的庫存周轉(zhuǎn)率產(chǎn)品的儲(chǔ)存成本=單位儲(chǔ)存成本*產(chǎn)品平均庫存固定成本的估計(jì)估計(jì)倉庫容量利用庫存周轉(zhuǎn)率計(jì)算平均庫存量倉庫容量=γ*2*平均庫存量

γ

>1，來加上非庫存空間的影響估計(jì)固定成本查表庫存時(shí)間平均庫存1.5M1.2M0.8M成本倉庫規(guī)模20K40K60K80K其他問題未來需求設(shè)備成本固定成本裝卸成本、勞動(dòng)力成本、公用事業(yè)費(fèi)用存儲(chǔ)成本，與庫存水平成比例2.2.5倉庫容量（p30例）SupplySources:plantsvendorsportsRegionalWarehouses:stockingpointsFieldWarehouses:stockingpointsCustomers,demandcenterssinksProduction/purchasecostsInventory&warehousingcostsTransportationcostsInventory&warehousingcostsTransportationcostsMinimizethecostofyourlogisticsnetworkwithoutcompromisingservicelevelsOptimalNumberofWarehouses增加倉庫數(shù)量的影響減少了客戶服務(wù)時(shí)間而提高了服務(wù)水平安全庫存增加而提高了庫存成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)輸成本降低了運(yùn)出成本增加了運(yùn)入成本產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：配送中心的數(shù)量Sources:CLM1999,HerbertW.Davis&Co;LogicTools倉庫的平均數(shù)量31425醫(yī)藥產(chǎn)品儀器公司化學(xué)制品-高利潤(rùn)產(chǎn)品-服務(wù)不重要(或易于快速處理)-存貨成本與運(yùn)輸成本相比較高-低利潤(rùn)產(chǎn)品-服務(wù)很重要-運(yùn)出成本高于運(yùn)入成本典型的網(wǎng)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庫位置由以下因素決定成本：準(zhǔn)備成本運(yùn)輸成本與距離成比例存儲(chǔ)與裝卸成本生產(chǎn)/供應(yīng)成本網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)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：客戶數(shù)量

產(chǎn)品數(shù)量

潛在倉庫位置的數(shù)量倉庫的數(shù)量2.4解決技術(shù)數(shù)學(xué)最優(yōu)化技術(shù)：精確算法：找出最優(yōu)解啟發(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)式算法與對(duì)精確算法的需要單個(gè)產(chǎn)品兩個(gè)工廠p1和p2工廠p1每年的生產(chǎn)能力為20萬單位工廠p2每年的生產(chǎn)能力為6萬單位兩個(gè)工廠的生產(chǎn)成本相同兩個(gè)倉庫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、10萬、5萬單位例子(p32)一個(gè)產(chǎn)品，兩個(gè)工廠，兩個(gè)倉庫，三個(gè)零售店工廠生產(chǎn)能力P1無限P260000顧客顧客需求C150000C21000000C350000P1P2C1C2C3W104345W252212生產(chǎn)能力市場(chǎng)需求物流成本經(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)，但求較好方案適合作估計(jì)值數(shù)據(jù)量大的情況為什么最優(yōu)化很重要？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生產(chǎn)成本相同，庫存成本相同$0常規(guī)方法1：

將每個(gè)市場(chǎng)指派給最近的倉庫，然后根據(jù)成本指定相應(yīng)的工廠需求=50,000需求=100,000需求=50,000產(chǎn)能=60,000產(chǎn)能=200,000$5x140,000$2x60,000$2x50,000$1x100,000$2x50,000總成本=$1,120,000經(jīng)驗(yàn)尋優(yōu)法的例子#1應(yīng)用規(guī)則選擇配送成本最低的倉庫來滿足每個(gè)市場(chǎng)P1P2C1C2C3W100000W2140000600005000010000050000P1P2C1C2C3W104345W252212物流成本解決方案總成本=2*50000+1*100000+2*50000+2*60000+5*140000=1120000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$0P1toWH1 $3P1toWH2 $7P2toWH1 $7P2toWH2 $4P1toWH1 $4P1toWH2 $6P2toWH1 $8P2toWH2 $3P1toWH1 $5P1toWH2 $7P2toWH1 $9P2toWH2 $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$0P1toWH1 $3P1toWH2 $7P2toWH1 $7P2toWH2 $4P1toWH1 $4P1toWH2 $6P2toWH1 $8P2toWH2 $3P1toWH1 $5P1toWH2 $7P2toWH1 $9P2toWH2 $4市場(chǎng)1由倉庫1提供服務(wù)，市場(chǎng)2和市場(chǎng)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(chǎng)需求=50,000需求=100,000需求=50,000產(chǎn)能=60,000產(chǎn)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總成本=$920,000經(jīng)驗(yàn)尋優(yōu)法例子#2應(yīng)用規(guī)則對(duì)每個(gè)市場(chǎng)，選擇進(jìn)倉庫的總運(yùn)輸成本最低的倉庫路線總成本P1-W1-C13P1-W2-C17P2-W1-C17P2-W2-C14路線總成本P1-W1-C24P1-W2-C26P2-W1-C28P2-W2-C23路線總成本P1-W1-C35P1-W2-C37P2-W1-C39P2-W2-C34P1P2C1C2C3W15000005000000W290000060000010000050000解決方案總成本=3*50000+5*900000+2*60000+1*100000+2*50000=920000什么是LP？什么是LP？

數(shù)學(xué)規(guī)劃法的解決方案利用線性規(guī)劃的方法確定目標(biāo)函數(shù)確定限制條件應(yīng)用專門軟件求解MicrosoftExcel線性規(guī)劃軟件特點(diǎn)適合數(shù)據(jù)量適中的問題解決方案與數(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？

門窗

單位利潤(rùn)$300$500

生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需時(shí)間可用時(shí)間工廠

1104工廠

20212工廠

33218數(shù)學(xué)規(guī)劃法的例子最優(yōu)戰(zhàn)略案例研究：BuyPC.comDevelopedbyJimMorton;UPSProfessionalServicesDavidSimchi-Levi;MITMichaelWatson;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(jì)算機(jī)BuyPC.com強(qiáng)調(diào)第二天送達(dá)其計(jì)算機(jī)BuyPC.com利用許多配送點(diǎn)實(shí)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(bǔ)充產(chǎn)品通過洛杉磯到達(dá)美國ChicagoWHAtlantaMilwaukee1-Day2-Days(利用UPS地面服務(wù))(利