1、第四節(jié) 基于供應(yīng)鏈的物流網(wǎng)絡(luò),設(shè)施決策在供應(yīng)鏈中的作用 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)決策的影響因素 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)決策步驟 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)優(yōu)化模型,請(qǐng)思考,兩個(gè) 供應(yīng)鏈系統(tǒng),對(duì)響應(yīng)時(shí)間的要求不同,網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)可以更加集中，存儲(chǔ)成本可以更小，運(yùn)輸費(fèi)用較省,網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)應(yīng)該適當(dāng)分散，存儲(chǔ)成本可能增大，運(yùn)輸費(fèi)用較多,一、設(shè)施決策在供應(yīng)鏈中的作用,設(shè)施決策的概念 設(shè)施決策的內(nèi)容 設(shè)施決策的作用,1、設(shè)施決策的概念,設(shè)施 供應(yīng)鏈設(shè)施包括對(duì)材料、在制品、產(chǎn)成品進(jìn)行物料處理作業(yè)和進(jìn)行存儲(chǔ)作業(yè)的一切設(shè)施 所有的零售商店、成品倉庫、制造工廠和材料儲(chǔ)備倉庫都屬于供應(yīng)鏈設(shè)施 設(shè)施與設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的選擇，決定了供應(yīng)鏈在成本與服務(wù)方面的競爭能力 供應(yīng)鏈設(shè)施決策 也

2、稱供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)決策 包括生產(chǎn)、儲(chǔ)藏或運(yùn)輸相關(guān)設(shè)施的區(qū)位及每樣設(shè)設(shè)施的容量和作用,2、設(shè)施決策的內(nèi)容,設(shè)施區(qū)位,容量配置,市場和供給配置,設(shè)施應(yīng)布局何處？,每一設(shè)施應(yīng)配置多大容量？,每一設(shè)施有何作用？在每一設(shè)施中將進(jìn)行哪些作業(yè)流程？,每一設(shè)施應(yīng)服務(wù)于哪些市場？每一設(shè)施由哪些供給源供貨?,3、設(shè)施決策的作用,設(shè)施功能決策 決定了供應(yīng)鏈在滿足客戶需求中的靈活性大小。 設(shè)施區(qū)位決策 對(duì)供應(yīng)鏈的運(yùn)營有長期影響，廢棄或遷移設(shè)施的代價(jià)是 十分昂貴的。 好的設(shè)施區(qū)位能幫助企業(yè)在較低成本下保證供應(yīng)鏈的運(yùn)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(shè)施利用效率， 提升對(duì)需求的反應(yīng)能力。 設(shè)施的供

3、應(yīng)源及市場配置決策 會(huì)影響供應(yīng)鏈為滿足客戶需求所引發(fā)的生產(chǎn)、運(yùn)輸、庫存等 成本。,二、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)決策的影響因素,戰(zhàn)略性因素 技術(shù)因素 宏觀經(jīng)濟(jì)因素 政治因素 基礎(chǔ)設(shè)施因素 競爭性因素 對(duì)顧客需求的反應(yīng)時(shí)間 物流和設(shè)施成本,1、戰(zhàn)略性因素,強(qiáng)調(diào)反應(yīng)能力的企業(yè),全球化的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò),在成本最低的區(qū)位布局生產(chǎn)設(shè)施，即便會(huì)使生產(chǎn)工廠遠(yuǎn)離其市場區(qū),在市場區(qū)附近布局生產(chǎn)設(shè)施，有時(shí)甚至不惜以高成本為代價(jià),通過在不同國家或地區(qū)布局職能設(shè)施，來支持其不同戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),集中建立與分散建立設(shè)施的一般性特征,2、技術(shù)因素,生產(chǎn)技術(shù)能帶來顯著的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益 布局少數(shù)大容量的設(shè)施 設(shè)施建設(shè)的固定成本較低 建立為數(shù)眾多的地方

4、性生產(chǎn)設(shè)施以降低運(yùn)輸成本 生產(chǎn)技術(shù)很穩(wěn)定，而且不同國家對(duì)產(chǎn)品的要求不同 在每一個(gè)國家建立地方性基地為該國市場服務(wù)。 生產(chǎn)技術(shù)富有靈活性， 在較少的幾個(gè)大基地進(jìn)行生產(chǎn)。,3、宏觀經(jīng)濟(jì)因素,關(guān)稅水平 稅收減讓 匯率風(fēng)險(xiǎn) 需求波動(dòng),關(guān)稅 高關(guān)稅 供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)在更多的地方進(jìn)行生產(chǎn)，配置在每個(gè)地方的工廠生產(chǎn)能力較小 低關(guān)稅 減少生產(chǎn)基地、每一生產(chǎn)基地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)能力 稅收減讓 指關(guān)稅或稅收的削減 企業(yè)布局于稅收減讓地區(qū)可獲得成本優(yōu)勢,匯率風(fēng)險(xiǎn) 供應(yīng)鏈的利潤有顯著影響。 良好的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)能利用匯率波動(dòng)增加利潤 可以在供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中多規(guī)劃一部分生產(chǎn)能力，以使生產(chǎn)能力具有靈活性，滿足不同市場的需求，從而在當(dāng)前匯率下使

5、成本較低的基地生產(chǎn)更多的商品。 需求波動(dòng) 供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)還必須考慮由于經(jīng)濟(jì)波動(dòng)而導(dǎo)致的需求波動(dòng)。,4、政治因素,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(jì)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(shè)計(jì)供應(yīng)鏈時(shí)只能進(jìn)行主觀的評(píng)價(jià),政治穩(wěn)定因素在供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)布局中起著重要作用,5、基礎(chǔ)設(shè)施因素,良好的基礎(chǔ)設(shè)施是在特定區(qū)域進(jìn)行布局的先決條件,基礎(chǔ)設(shè)施的好壞影響供應(yīng)鏈運(yùn)營的成本,場地的供給 勞動(dòng)力的供給 交通密集 地方性公用事業(yè),關(guān)鍵的 基礎(chǔ)設(shè)施,靠近運(yùn)輸樞紐、靠近機(jī)場和碼頭 、高速公路入口、鐵路服務(wù),6、競爭性因素,設(shè)計(jì)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)，必須考慮競爭對(duì)手的戰(zhàn)略、規(guī)模和布局,諸如原材料和勞動(dòng)力等

6、外部因素是否迫使其相互靠近,企業(yè)如何進(jìn)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,兩家企業(yè)在直線上的布局,假設(shè)客戶均勻地分布在(0，1)這個(gè)區(qū)間上，兩個(gè)企業(yè)通過與客戶距離的遠(yuǎn)近進(jìn)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。 如果總需求為1，企業(yè)1布局在點(diǎn)a，企業(yè)2布局在點(diǎn)1b，那么兩個(gè)企業(yè)的需求d1和d2分別是：,顯然，如果兩家企業(yè)能更近地布局，最終使得a=b=12時(shí)，兩家企業(yè)就能將自身的市場份額最大化,7、對(duì)顧客需求的反應(yīng)時(shí)間,企業(yè)的目標(biāo)客戶若能容忍較長的反應(yīng)時(shí)間， 企業(yè)就能集中力量擴(kuò)大每一設(shè)施的生產(chǎn)能力。 企業(yè)的客戶群認(rèn)為較短的反應(yīng)時(shí)

7、間很重要 必須布局在離客戶較近的地方。 這類企業(yè)就應(yīng)當(dāng)設(shè)有許多生產(chǎn)基地，每個(gè)基地的生產(chǎn)能力較小，由此來縮短對(duì)客戶的反應(yīng)時(shí)間，增加供應(yīng)鏈中設(shè)施的數(shù)量。,必需的設(shè)施數(shù)量,要求的反應(yīng)時(shí)間,顧客要求的反應(yīng)時(shí)間與設(shè)施數(shù)量之間的關(guān)系,8、物流和設(shè)施成本,(1)庫存成本 (2)運(yùn)輸成本 (3)設(shè)施（建設(shè)和運(yùn)營）成本,(1)庫存成本,在倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中，庫存由在途庫存、安全庫存和基礎(chǔ)庫存組成 L = （Qi/2 + Ssi） + Qi/2 L 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的平均庫存 Qi第i 次訂貨的運(yùn)輸批量 Qi第i次訂貨的訂貨批量 SSi第i次訂貨的安全庫存量,在途庫存,隨著網(wǎng)絡(luò)中倉庫設(shè)施的增加，網(wǎng)絡(luò)中在途的運(yùn)輸時(shí)間將不斷減少，

8、在途庫存的量也會(huì)不斷減少,例,一個(gè)產(chǎn)品在A、B市場銷售，目前由倉庫X負(fù)責(zé)供貨。假設(shè)平均每天A市場的銷售額為6個(gè)，B市場的銷售額為7個(gè)，兩市場的運(yùn)送周期分別為6天、10天 若其他因素不變的情況下，增加一個(gè)倉庫供應(yīng)B市場，B市場的運(yùn)送周期減少為4天。 這時(shí)的在途存貨水平如何呢？,不同網(wǎng)絡(luò)下的在途存貨,網(wǎng)絡(luò)中的平均在途庫存水平將會(huì)隨著新倉庫的增加而減少,安全庫存,當(dāng)供應(yīng)鏈中設(shè)施數(shù)目增加時(shí)，平均安全庫存及由此引起的庫存成本就會(huì)增加,(2)運(yùn)輸成本,例 生產(chǎn)商的平均單票貨量為500磅，運(yùn)輸費(fèi)率為7.28美元/百磅,那么直接運(yùn)費(fèi)為36.4美元; 假設(shè)單票運(yùn)送20,000磅以上的運(yùn)輸費(fèi)率為2.40美元/百磅

9、; 在市場區(qū)域的本地運(yùn)送費(fèi)率為1.35美元/百磅; 所以,總費(fèi)率約為3.75美元/百磅; 運(yùn)送500磅,需要18.75美元 那么,如果建立倉庫的運(yùn)作成本低于: 36.4 -18.75= 17.65 美元/百磅 該倉庫在經(jīng)濟(jì)上就具有合理性,設(shè) Pv 批量運(yùn)輸?shù)牟僮鞒杀?Tv 批量運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸成本 Wx 平均每票貨物的倉儲(chǔ)成本 Lx 平均每票貨物的本地送貨成本 Nx 每個(gè)批量運(yùn)輸所含平均的單票運(yùn)輸?shù)臄?shù)量 Px 平均每票貨物的操作成本 Tx 平均每票貨物的直接運(yùn)輸成本,（Pv+Tv）/Nx+Wx+Lx = (Px+Tx),在圖的左邊，直接從生產(chǎn)地到達(dá)客戶的小批量運(yùn)輸成本是成本曲線的起始點(diǎn),隨著倉庫數(shù)量

10、的增加，運(yùn)輸?shù)目偝杀静粩鄿p少；運(yùn)輸成本的降低源于在某個(gè)設(shè)施對(duì)貨物的集并運(yùn)輸與短途運(yùn)輸?shù)南嗷ソY(jié)合,成本曲線的最低點(diǎn)，表示獲得最大的貨物集并所需的設(shè)施的數(shù)量,如果設(shè)施數(shù)量的擴(kuò)張超出了貨物集并的最大值，每個(gè)設(shè)施所承擔(dān)的進(jìn)貨集并運(yùn)輸?shù)臄?shù)量減少了，成本將增加,(3)設(shè)施（建設(shè)和運(yùn)營）成本,固定成本 固定成本是指短期內(nèi)不隨設(shè)施的貨流量的改變而改變的成本，如建設(shè)成本和租賃成本 可變成本 與生產(chǎn)或倉庫運(yùn)營相關(guān)的隨著加工數(shù)量的變化而變化的成本被成為可變成本,如果設(shè)施的設(shè)立，可以為供應(yīng)鏈提供成本或服務(wù)的優(yōu)勢，則該設(shè)施的設(shè)立就是必要的,物流成本和反應(yīng)時(shí)間變動(dòng)與設(shè)施數(shù)量的關(guān)系,物流總成本,隨著設(shè)施數(shù)目的增加，總成本先

11、減后增,設(shè)施數(shù)量,成本,設(shè)施數(shù)量和總成本之間的關(guān)系圖,三、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)決策步驟,1、明確供應(yīng)鏈戰(zhàn)略 2、明確地區(qū)性設(shè)施的構(gòu)架 3、選擇合適的地點(diǎn) 4、選擇布局區(qū)位,網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)決策框架,1、明確供應(yīng)鏈戰(zhàn)略,詳細(xì)說明供應(yīng)鏈應(yīng)該具備哪些功能，以支持企業(yè)競爭戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。 管理者必須在企業(yè)競爭戰(zhàn)略、競爭分析、以及所有的限制條件基礎(chǔ)上決定供應(yīng)鏈戰(zhàn)略。,2、明確地區(qū)性設(shè)施的構(gòu)架,目標(biāo)是：選擇設(shè)施布局的區(qū)域，明確設(shè)施的潛在作用及其最大容量。 (1)需求預(yù)測 (2)分析規(guī)模經(jīng)濟(jì)的作用 (3)明確需求風(fēng)險(xiǎn)、匯率風(fēng)險(xiǎn)、政治風(fēng)險(xiǎn) (4)掌握關(guān)稅和稅收減免情況 (5)競爭環(huán)境分析,3、選擇合適的地點(diǎn),目標(biāo)是：在將要布局設(shè)施的

12、區(qū)域范圍內(nèi)選擇一系列的地點(diǎn)。 地點(diǎn)的選擇應(yīng)當(dāng)依據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的狀況進(jìn)行，以便確保預(yù)想的生產(chǎn)方式能正常進(jìn)行。 硬件設(shè)施要求包括供應(yīng)商的存在、運(yùn)輸服務(wù)、通訊、公用事業(yè)以及倉儲(chǔ)設(shè)施。 軟件設(shè)施要求包括可供雇傭的熟練勞動(dòng)力、勞動(dòng)力轉(zhuǎn)換以及當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)對(duì)工商業(yè)的接受程度。,4、選擇布局區(qū)位,目標(biāo)是：選擇精確的設(shè)施布局區(qū)位，并為每以設(shè)施配置容量。 從第三步選出的一系列理想的地點(diǎn)中進(jìn)行篩選，找出布局區(qū)位。 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈總利潤最大化，并考慮每個(gè)市場的預(yù)期邊際效益和需求以及不同的物流和設(shè)施成本。 重力區(qū)位模型 選擇出使供應(yīng)商處運(yùn)來原材料的運(yùn)輸成本和向市場運(yùn)送最終產(chǎn)品的運(yùn)輸成本之和最小 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型,四、網(wǎng)絡(luò)

13、設(shè)計(jì)優(yōu)化模型,管理者進(jìn)行設(shè)施布局和容量配置的目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是，使整個(gè)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的利潤最大化。在制定這一決策前，應(yīng)該掌握 供應(yīng)源和市場的位置 潛在的設(shè)施地點(diǎn)的區(qū)位 市場需求預(yù)測 每一地點(diǎn)的設(shè)施成本、勞動(dòng)力成本和原材料成本 每兩個(gè)設(shè)施布局地點(diǎn)之間的運(yùn)輸成本 每一地點(diǎn)的庫存成本及其與設(shè)施數(shù)量的關(guān)系,供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的最小總成本設(shè)計(jì),變量： 訂貨量、發(fā)運(yùn)量、運(yùn)輸方式、選定位置 約束條件： 市場需求 所期望的庫存服務(wù)水平 設(shè)施備選位置,供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的其他模式,最大限度的服務(wù)水平 差異化的競爭優(yōu)勢 最大利潤 最小化的資產(chǎn)配置,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型的運(yùn)用,1、需求量在工廠之間的分配模型 2、生產(chǎn)能力既定的工廠布局模型 3、工

14、廠和倉庫同時(shí)布局模型,例題,吉百利(TelecomOne)和哈奧普蒂克(Highoptic)公司都是新一代通訊設(shè)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(wù)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(zhǔn)美國西半部的市場，服務(wù)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(gè)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(yùn)輸成本以及每個(gè)工廠每月的固定成本見下表。,表 吉百利公司和哈奧普蒂克公司的生產(chǎn)能力、

15、市場需求和成本,1、需求量在工廠之間的分配,兩個(gè)公司都必須考慮在工廠之間進(jìn)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(luò)市場的成本(包括生產(chǎn)、庫存、運(yùn)輸和設(shè)施成本),向不同工廠分配不同市場和需求的目標(biāo)是使設(shè)施成本、運(yùn)輸成本和庫存成本之和最小。 對(duì)決策變量做如下定義： =每年從工廠i到市場j的運(yùn)量 這一問題構(gòu)成了下面這一線性模型：,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能超過其生產(chǎn)能力進(jìn)行生產(chǎn),吉百利公司和哈

16、奧普蒂克公司的最優(yōu)需求配置,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。,2、工廠布局：生產(chǎn)能力既定的工廠布局模型,吉百利公司和奧普蒂克公司已經(jīng)決定將這兩家公司合并成一個(gè)名為吉百利奧普蒂克的新公司。管理者正在討論是否每個(gè)工廠都是必需的，哪些工廠應(yīng)當(dāng)關(guān)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(diǎn)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)

17、能力； fi =工廠i運(yùn)營中按年分?jǐn)偟墓潭ǔ杀荆?Cij =工廠i生產(chǎn)一單位產(chǎn)品并將之送到j(luò)市場的成本(包括生產(chǎn)、庫存、運(yùn)輸、設(shè)施成本),目標(biāo)是決定工廠的區(qū)位，然后將市場需求分配到每一個(gè)正在運(yùn)營的工廠中去，以減少設(shè)施成本、運(yùn)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(yùn)營，否則為0 xij=每年從工廠i運(yùn)送到市場j的貨物數(shù)量,然后，這一問題構(gòu)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(yùn)營(yi =1)或關(guān) 閉(yi =0)兩類),合并后的新公司吉百利奧普蒂克的最優(yōu)需求配置,通過求解，

18、得出結(jié)論：吉百利奧普蒂克的最佳選擇是關(guān)閉在鹽湖城和威奇托兩地的工廠，而繼續(xù)運(yùn)行在巴爾的摩、肖肖尼和孟菲斯的工廠。每月的網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)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(dú)立運(yùn)營時(shí)成本節(jié)省了近3000000美元。,3、工廠和倉庫同時(shí)布局,如果要沒計(jì)從供應(yīng)商到顧客的整個(gè)供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)：供應(yīng)商向工廠提供原材料，工廠設(shè)有為市場服務(wù)的倉庫，必須為工廠和倉庫同時(shí)做出布局和容量配置決策。 在這一模型中，我們假設(shè)計(jì)算單位被適當(dāng)調(diào)整，因而來自供應(yīng)商的每1單位的投入，能生產(chǎn)出1單位的最終產(chǎn)品。,這一模型要求輸入以下數(shù)據(jù)： m =市場或需求點(diǎn)的數(shù)量 n =潛在的工廠區(qū)位數(shù)量 l =供應(yīng)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(diǎn)的工廠的生產(chǎn)能力 Sh =供應(yīng)商h的年供應(yīng)能力 We =布局于e點(diǎn)的倉庫的年倉儲(chǔ)能力,fi =布局于i點(diǎn)的工廠的年固定成本 fe =在e地點(diǎn)布局一家倉庫的年固定成本 Chi =從供應(yīng)源h運(yùn)送單位貨物到工廠i的成本 Cie = i點(diǎn)的工廠生產(chǎn)單位產(chǎn)品并運(yùn)送到e點(diǎn)的倉庫的成本 Cei = 從e點(diǎn)的倉庫為j點(diǎn)的顧客送單位貨物的成本,這一模型的目標(biāo)是確定工廠和倉庫的區(qū)位以及不同地點(diǎn)之間的運(yùn)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