1、第四節 基于供應鏈的物流網絡 設施決策在供應鏈中的作用 網絡設計決策的影響因素 網絡設計決策步驟 網絡設計優化模型 有何區別？有何區別？對網絡設計有何要求？對網絡設計有何要求？請思考兩個兩個供應鏈系統供應鏈系統對于對于60小時之內所小時之內所收到的訂單可以滿收到的訂單可以滿足足90%以上的客戶以上的客戶的的95%的需求的需求在在24小時之內滿足小時之內滿足90%的客戶的的客戶的97%的需求的需求對響應時間對響應時間的要求不同的要求不同網絡設計可以更加集中，存儲網絡設計可以更加集中，存儲成本可以更小，運輸費用較省成本可以更小，運輸費用較省網絡設計應該適當分散，存儲網絡設計應該適當分散，存儲成本可

2、能增大，運輸費用較多成本可能增大，運輸費用較多一、設施決策在供應鏈中的作用 設施決策的概念 設施決策的內容 設施決策的作用1、設施決策的概念 設施 供應鏈設施包括對材料、在制品、產成品進行物料處理作業和進行存儲作業的一切設施 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 也稱供應鏈網絡設計決策 包括生產、儲藏或運輸相關設施的區位及每樣設設施的容量和作用2、設施決策的內容設施功能設施功能設施區位設施區位容量配置容量配置市場和供給配置市場和供給配置設施應布局何處？設施應布局何處？ 每一設施應配置多大容

3、量？每一設施應配置多大容量？ 每一設施有何作用？在每一設每一設施有何作用？在每一設施中將進行哪些作業流程？施中將進行哪些作業流程？ 每一設施應服務于哪些市場？每一設施應服務于哪些市場？每一設施由哪些供給源供貨每一設施由哪些供給源供貨? ?3、設施決策的作用 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。 設施區位決策 對供應鏈的運營有長期影響，廢棄或遷移設施的代價是 十分昂貴的。 好的設施區位能幫助企業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

4、發的生產、運輸、庫存等 成本。二、網絡設計決策的影響因素 戰略性因素 技術因素 宏觀經濟因素 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 1、戰略性因素強調生產成本的企業強調生產成本的企業強調反應能力的企業強調反應能力的企業全球化的供應鏈網絡全球化的供應鏈網絡在成本最低的區位布局生產設施，在成本最低的區位布局生產設施，即便會使生產工廠遠離其市場區即便會使生產工廠遠離其市場區在市場區附近布局生產設施，有時在市場區附近布局生產設施，有時甚至不惜以高成本為代價甚至不惜以高成本為代價通過在不同國家或地區布局職能設通過在不同國家或地區布局職能設施，來支持其不同戰略目標的實現

5、施，來支持其不同戰略目標的實現集中建立集中建立分散建立分散建立規模效應規模效應 易享受易享受 難享受難享受經驗效果經驗效果 易享受易享受 難享受難享受協同作用效果協同作用效果 易享受易享受 難享受難享受生產費用生產費用 小小多多管理費用管理費用 小小多多運送費用運送費用 多多 小小交貨期交貨期 長長短短公司內的經驗等公司內的經驗等 易共有易共有 難共有難共有協作設施的組織化協作設施的組織化 容易容易困難困難事故等風險事故等風險 大大 小小集中建立與分散建立設施的一般性特征集中建立與分散建立設施的一般性特征2、技術因素 生產技術能帶來顯著的規模經濟效益 布局少數大容量的設施 設施建設的固定成本較

6、低 建立為數眾多的地方性生產設施以降低運輸成本 生產技術很穩定，而且不同國家對產品的要求不同 在每一個國家建立地方性基地為該國市場服務。 生產技術富有靈活性， 在較少的幾個大基地進行生產。3、宏觀經濟因素 關稅水平 稅收減讓 匯率風險 需求波動 關稅 高關稅 供應鏈網絡在更多的地方進行生產，配置在每個地方的工廠生產能力較小 低關稅 減少生產基地、每一生產基地擴大生產能力 稅收減讓 指關稅或稅收的削減 企業布局于稅收減讓地區可獲得成本優勢 匯率風險 供應鏈的利潤有顯著影響。 良好的供應鏈網絡能利用匯率波動增加利潤 可以在供應鏈網絡中多規劃一部分生產能力，以使生產能力具有靈活性，滿足不同市場的需求

7、，從而在當前匯率下使成本較低的基地生產更多的商品。 需求波動 供應鏈網絡設計還必須考慮由于經濟波動而導致的需求波動。4、政治因素企業傾向于將企業布局在政局企業傾向于將企業布局在政局穩定的國家，這些國家的經濟穩定的國家，這些國家的經濟貿易規則較為完善貿易規則較為完善政治穩定很難量化，所以政治穩定很難量化，所以企業在設計供應鏈時只能企業在設計供應鏈時只能進行主觀的評價進行主觀的評價政治穩定因素在政治穩定因素在供應鏈網絡布局供應鏈網絡布局中起著重要作用中起著重要作用5、基礎設施因素良好的基礎設施是良好的基礎設施是在特定區域進行布在特定區域進行布局的先決條件局的先決條件基礎設施的好基礎設施的好壞影響供

8、應鏈壞影響供應鏈運營的成本運營的成本場地的供給場地的供給勞動力的供給勞動力的供給交通密集交通密集地方性公用事業地方性公用事業關鍵的關鍵的基礎設施基礎設施靠近運輸樞紐、靠近運輸樞紐、靠近機場和碼頭靠近機場和碼頭 、高速公路入口、高速公路入口、鐵路服務鐵路服務6、競爭性因素設計供應鏈網絡，設計供應鏈網絡，必須考慮競爭對必須考慮競爭對手的戰略、規模手的戰略、規模和布局和布局諸如原材料諸如原材料和勞動力等和勞動力等外部因素是外部因素是否迫使其相否迫使其相互靠近互靠近企業如何企業如何進行競爭進行競爭企業間的積企業間的積極外部性極外部性許多企業臨許多企業臨近布局使他近布局使他們均受益們均受益為瓜分市為瓜分

9、市場而布局場而布局一項基本的決策一項基本的決策企業是臨近還是遠企業是臨近還是遠離競爭對手布局離競爭對手布局如果企業在價格上進行競爭，如果企業在價格上進行競爭，而且承擔向客戶送貨的成本，而且承擔向客戶送貨的成本，那么最優的布局是二者盡可那么最優的布局是二者盡可能離得遠些能離得遠些當企業不能控制價格，而只是在與客戶距當企業不能控制價格，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。互接近的布局獲取最大的市場份額。豪特靈豪特靈(HOTELLING )模型模型兩家企業在直線上的布局 假設客戶均勻地分布在(0，1)這個區間上，兩個

10、企業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，而且與兩家企業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1布局在點a，企業2布局在點1b，那么兩個企業的需求d1和d2分別是：01a1 - b211abd212abd顯然，如果兩家企業能更近地布局，最終使得顯然，如果兩家企業能更近地布局，最終使得a=b=1a=b=12 2時，時，兩家企業就能將自身的市場份額最大化兩家企業就能將自身的市場份額最大化7、對顧客需求的反應時間 企業的目標客戶若能容忍較長的反應時間， 企業就能集中力量擴大每一設施的生產能力。 企業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。

11、這類企業就應當設有許多生產基地，每個基地的生產能力較小，由此來縮短對客戶的反應時間，增加供應鏈中設施的數量。必需的設施數量要求的反應時間顧客要求的反應時間與設施數量之間的關系8、物流和設施成本 (1)庫存成本 (2)運輸成本 (3)設施（建設和運營）成本(1)庫存成本 在倉儲網絡中，庫存由在途庫存、安全庫存和基礎庫存組成 L = （Qi/2 + Ssi） + Qi/2 L 整個網絡中的平均庫存 Qi第i 次訂貨的運輸批量 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 隨著網絡中倉庫設施的增加，網絡中在途的運輸時間將不斷減少，在途庫存的量也會不斷減少例 一個產品在A、B市場銷售

12、，目前由倉庫X負責供貨。假設平均每天A市場的銷售額為6個，B市場的銷售額為7個，兩市場的運送周期分別為6天、10天 若其他因素不變的情況下，增加一個倉庫供應B市場，B市場的運送周期減少為4天。 這時的在途存貨水平如何呢？不同網絡下的在途存貨僅用一個倉庫 兩個倉庫同時使用平均每日銷售額市場倉庫X倉庫X倉庫Y總和 6 A3636- 36 7B70- 2828A+B 10664 La 1818Lb35 14La+Lb 5332網絡中的平網絡中的平均在途庫存均在途庫存水平將會隨水平將會隨著新倉庫的著新倉庫的增加而減少增加而減少安全庫存 當供應鏈中設施數目增加時，平均安全庫存及由此引起的庫存成本就會增加

13、 安全庫存成本設施數量設施數量和庫存成本之間的關系(2)運輸成本 例 生產商的平均單票貨量為500磅，運輸費率為7.28美元/百磅,那么直接運費為36.4美元; 假設單票運送20,000磅以上的運輸費率為2.40美元/百磅; 在市場區域的本地運送費率為1.35美元/百磅; 所以,總費率約為3.75美元/百磅; 運送500磅,需要18.75美元 那么,如果建立倉庫的運作成本低于: 36.4 -18.75= 17.65 美元/百磅 該倉庫在經濟上就具有合理性 設 Pv 批量運輸的操作成本 Tv 批量運輸的運輸成本 Wx 平均每票貨物的倉儲成本 Lx 平均每票貨物的本地送貨成本 Nx 每個批量運輸所

14、含平均的單票運輸的數量 Px 平均每票貨物的操作成本 Tx 平均每票貨物的直接運輸成本（Pv+Tv）/Nx+Wx+Lx = (Px+Tx)運輸成本設施數量設施數量和運輸成本之間的關系在圖的左邊，直在圖的左邊，直接從生產地到達接從生產地到達客戶的小批量運客戶的小批量運輸成本是成本曲輸成本是成本曲線的起始點線的起始點隨著倉庫數量的增隨著倉庫數量的增加，運輸的總成本加，運輸的總成本不斷減少；運輸成不斷減少；運輸成本的降低源于在某本的降低源于在某個設施對貨物的集個設施對貨物的集并運輸與短途運輸并運輸與短途運輸的相互結合的相互結合成本曲線的最成本曲線的最低點，表示獲低點，表示獲得最大的貨物得最大的貨物集

15、并所需的設集并所需的設施的數量施的數量如果設施數量的擴如果設施數量的擴張超出了貨物集并張超出了貨物集并的最大值，每個設的最大值，每個設施所承擔的進貨集施所承擔的進貨集并運輸的數量減少并運輸的數量減少了，成本將增加了，成本將增加(3)設施（建設和運營）成本 固定成本 固定成本是指短期內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 與生產或倉庫運營相關的隨著加工數量的變化而變化的成本被成為可變成本 如果設施的設立，可以為供應鏈提供成本或服務的優勢，則該設施的設立就是必要的設施成本設施數量設施數量和設施成本之間的關系物流成本和反應時間變動與設施數量的關系 反應時間設施數量物流總

16、成本物流總成本 隨著設施數目的增加，總成本先減后增設施數量成本設施數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三、網絡設計決策步驟 1、明確供應鏈戰略 2、明確地區性設施的構架 3、選擇合適的地點 4、選擇布局區位 競爭戰略內部限制資本、增長戰略、現存網絡第一步供應鏈戰略全球競爭生產技術資本、規模/范圍的影響、需要的支持、靈活性競爭環境第二步地區性設施構架關稅和稅收激勵區域性需求規模、增長、一致性、地方特色政治、匯率和需求風險生產方法需要的技能、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、具體地點第四步區位選擇物流成本運輸、庫存和協調網絡設計決策框架1、明確供應鏈戰略 詳

17、細說明供應鏈應該具備哪些功能，以支持企業競爭戰略的實現。 管理者必須在企業競爭戰略、競爭分析、以及所有的限制條件基礎上決定供應鏈戰略。2、明確地區性設施的構架 目標是：選擇設施布局的區域，明確設施的潛在作用及其最大容量。 (1)需求預測 (2)分析規模經濟的作用 (3)明確需求風險、匯率風險、政治風險 (4)掌握關稅和稅收減免情況 (5)競爭環境分析3、選擇合適的地點 目標是：在將要布局設施的區域范圍內選擇一系列的地點。 地點的選擇應當依據基礎設施的狀況進行，以便確保預想的生產方式能正常進行。 硬件設施要求包括供應商的存在、運輸服務、通訊、公用事業以及倉儲設施。 軟件設施要求包括可供雇傭的熟練

18、勞動力、勞動力轉換以及當地社區對工商業的接受程度。4、選擇布局區位 目標是：選擇精確的設施布局區位，并為每以設施配置容量。 從第三步選出的一系列理想的地點中進行篩選，找出布局區位。 網絡設計是為了實現供應鏈總利潤最大化，并考慮每個市場的預期邊際效益和需求以及不同的物流和設施成本。 重力區位模型 選擇出使供應商處運來原材料的運輸成本和向市場運送最終產品的運輸成本之和最小 網絡優化模型四、網絡設計優化模型 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

19、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量的關系供應鏈網絡的最小總成本設計 變量： 訂貨量、發運量、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絡設計的其他模式 最大限度的服務水平 差異化的競爭優勢 最大利潤 最小化的資產配置網絡優化模型的運用 1、需求量在工廠之間的分配模型 2、生產能力既定的工廠布局模型 3、工廠和倉庫同時布局模型例題 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

20、己的生產廠，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)。 工廠的生產能力、市場需求、每1000單位產量的生產成本和運輸成本以及每個工廠每月的固定成本見下表。供應城市供應城市需求城市需求城市每每1000單位的生產和運輸成本（千美元）單位的生產和運輸成本（千美元）生產能生產能力力Ki（千單（千單位）位）月固定成月固定成本本Fi（千（千美元）美元）亞特亞特蘭大蘭大波士波士頓頓芝加芝加哥哥丹佛丹佛奧馬奧馬哈哈波特波特蘭蘭

21、巴爾的摩（巴爾的摩（B1675400685163011602800187650肖肖尼（肖肖尼（C）146019409701004951200243500鹽湖城（鹽湖城（S）192524001425500950800275000孟菲斯（孟菲斯（M）380135554310456652321224100威奇托（威奇托（W）92216467005083111797312200月需求量（千月需求量（千單位）單位）Dj108146711表表 吉百利公司和哈奧普蒂克公司的生產能力、市場需求和成本吉百利公司和哈奧普蒂克公司的生產能力、市場需求和成本1、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

22、需求分配。這一模型需要輸入以下數據： n=工廠區位的數目； m=市場或需求地的數量； Dj =市場j的年需求量； Ki =工廠i的年生產能力； Cij =i工廠生產一單位產品并送到j市場的成本(包括生產、庫存、運輸和設施成本) 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：ijx 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能力進行生產nimjijijxCMin11nijijDx1mjiijKx1亞特蘭大波士頓芝加哥丹佛

23、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

24、，哪些工廠應當關閉。這一模型需要輸入以下數據： n=潛在的工廠布局區位數量； m=市場或需求點的總數量； Dj =市場j的年需求量； Ki =工廠i的潛在年生產能力； fi =工廠i運營中按年分攤的固定成本； Cij =工廠i生產一單位產品并將之送到j市場的成本(包括生產、庫存、運輸、設施成本) 目標是決定工廠的區位，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=每年從工廠i運送到市場j的貨物數量 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(

25、確保每一工廠的生產不超過生產能力) i=1,n(將工廠分為運營(yi =1)或關 閉(yi =0)兩類)(111nimjijijniiixcyfMinnijijDx1imjiijyKx11 ,0iy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需求配置 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，而繼續運行在巴爾的摩、肖肖尼和孟菲斯的工廠。每月的網絡和運營成本為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省了近3000000美元。 3、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