第四节基于供应链的物流网络

第四节基于供应链的物流网络 • 设施决策在供应链中的作用 • 网络设计决策的影响因素 • 网络设计决策步骤 • 网络设计优化模型

对于60小时之内所收到的订单可以满足90%以上的客户的95%的需求对于60小时之内所收到的订单可以满足90%以上的客户的95%的需求有何区别？对网络设计有何要求？在24小时之内满足90%的客户的97%的需求请思考网络设计可以更加集中，存储成本可以更小，运输费用较省对响应时间的要求不同两个供应链系统网络设计应该适当分散，存储成本可能增大，运输费用较多

一、设施决策在供应链中的作用 • 设施决策的概念 • 设施决策的内容 • 设施决策的作用

1、设施决策的概念 • 设施 • 供应链设施包括对材料、在制品、产成品进行物料处理作业和进行存储作业的一切设施 • 所有的零售商店、成品仓库、制造工厂和材料储备仓库都属于供应链设施 • 设施与设施网络的选择，决定了供应链在成本与服务方面的竞争能力 • 供应链设施决策 • 也称供应链网络设计决策 • 包括生产、储藏或运输相关设施的区位及每样设设施的容量和作用

设施功能 2、设施决策的内容每一设施有何作用？在每一设施中将进行哪些作业流程？设施区位设施应布局何处？容量配置每一设施应配置多大容量？每一设施应服务于哪些市场？每一设施由哪些供给源供货? 市场和供给配置

3、设施决策的作用 • 设施功能决策 • 决定了供应链在满足客户需求中的灵活性大小。 • 设施区位决策 • 对供应链的运营有长期影响，废弃或迁移设施的代价是十分昂贵的。 • 好的设施区位能帮助企业在较低成本下保证供应链的运营。 • 容量配置决策 • 不易改变，合理的容量配置能降低成本，提高设施利用效率，提升对需求的反应能力。 • 设施的供应源及市场配置决策 • 会影响供应链为满足客户需求所引发的生产、运输、库存等成本。

二、网络设计决策的影响因素 • 战略性因素 • 技术因素 • 宏观经济因素 • 政治因素 • 基础设施因素 • 竞争性因素 • 对顾客需求的反应时间 • 物流和设施成本

强调生产成本的企业 1、战略性因素在成本最低的区位布局生产设施，即便会使生产工厂远离其市场区在市场区附近布局生产设施，有时甚至不惜以高成本为代价强调反应能力的企业通过在不同国家或地区布局职能设施，来支持其不同战略目标的实现全球化的供应链网络

集中建立与分散建立设施的一般性特征

2、技术因素 • 生产技术能带来显著的规模经济效益 • 布局少数大容量的设施 • 设施建设的固定成本较低 • 建立为数众多的地方性生产设施以降低运输成本 • 生产技术很稳定，而且不同国家对产品的要求不同 • 在每一个国家建立地方性基地为该国市场服务。 • 生产技术富有灵活性， • 在较少的几个大基地进行生产。

3、宏观经济因素 • 关税水平 • 税收减让 • 汇率风险 • 需求波动

关税 • 高关税 • 供应链网络在更多的地方进行生产，配置在每个地方的工厂生产能力较小 • 低关税 • 减少生产基地、每一生产基地扩大生产能力 • 税收减让 • 指关税或税收的削减 • 企业布局于税收减让地区可获得成本优势

汇率风险 • 供应链的利润有显著影响。 • 良好的供应链网络能利用汇率波动增加利润 • 可以在供应链网络中多规划一部分生产能力，以使生产能力具有灵活性，满足不同市场的需求，从而在当前汇率下使成本较低的基地生产更多的商品。 • 需求波动 • 供应链网络设计还必须考虑由于经济波动而导致的需求波动。

4、政治因素 政治稳定因素在供应链网络布局中起着重要作用企业倾向于将企业布局在政局稳定的国家，这些国家的经济贸易规则较为完善政治稳定很难量化，所以企业在设计供应链时只能进行主观的评价

5、基础设施因素 基础设施的好坏影响供应链运营的成本场地的供给劳动力的供给交通密集地方性公用事业靠近运输枢纽、靠近机场和码头、高速公路入口、铁路服务关键的基础设施良好的基础设施是在特定区域进行布局的先决条件

为瓜分市场而布局 一项基本的决策企业是临近还是远离竞争对手布局如果企业在价格上进行竞争，而且承担向客户送货的成本，那么最优的布局是二者尽可能离得远些当企业不能控制价格，而只是在与客户距离的远近上相互竞争时，他们就能通过相互接近的布局获取最大的市场份额。——豪特灵(HOTELLING )模型设计供应链网络，必须考虑竞争对手的战略、规模和布局 6、竞争性因素企业如何进行竞争许多企业临近布局使他们均受益诸如原材料和劳动力等外部因素是否迫使其相互靠近企业间的积极外部性

a 1 - b 1 0 两家企业在直线上的布局 • 假设客户均匀地分布在(0，1)这个区间上，两个企业通过与客户距离的远近进行竞争，客户总是光顾最近的一家企业，而且与两家企业距离相等的客户则在二者之间平均分配。 • 如果总需求为1，企业1布局在点a，企业2布局在点1—b，那么两个企业的需求d1和d2分别是：显然，如果两家企业能更近地布局，最终使得a=b=1／2时，两家企业就能将自身的市场份额最大化

7、对顾客需求的反应时间 • 企业的目标客户若能容忍较长的反应时间， • 企业就能集中力量扩大每一设施的生产能力。 • 企业的客户群认为较短的反应时间很重要 • 必须布局在离客户较近的地方。 • 这类企业就应当设有许多生产基地，每个基地的生产能力较小，由此来缩短对客户的反应时间，增加供应链中设施的数量。

顾客要求的反应时间与设施数量之间的关系 必需的设施数量要求的反应时间

8、物流和设施成本 • (1)库存成本 • (2)运输成本 • (3)设施（建设和运营）成本

(1)库存成本 • 在仓储网络中，库存由在途库存、安全库存和基础库存组成 L = Σ （Qi/2 + Ssi） + Σ Qi’/2 • L —— 整个网络中的平均库存 • Qi——第i 次订货的运输批量 • Qi’——第i次订货的订货批量 • SSi——第i次订货的安全库存量

在途库存 • 随着网络中仓库设施的增加，网络中在途的运输时间将不断减少，在途库存的量也会不断减少

例 • 一个产品在A、B市场销售，目前由仓库X负责供货。假设平均每天A市场的销售额为6个，B市场的销售额为7个，两市场的运送周期分别为6天、10天 • 若其他因素不变的情况下，增加一个仓库供应B市场，B市场的运送周期减少为4天。 • 这时的在途存货水平如何呢？

不同网络下的在途存货 网络中的平均在途库存水平将会随着新仓库的增加而减少

安全库存成本 设施数量设施数量和库存成本之间的关系安全库存 • 当供应链中设施数目增加时，平均安全库存及由此引起的库存成本就会增加

(2)运输成本 • 例 • 生产商的平均单票货量为500磅，运输费率为7.28美元/百磅,那么直接运费为36.4美元; • 假设单票运送20,000磅以上的运输费率为2.40美元/百磅; 在市场区域的本地运送费率为1.35美元/百磅; 所以,总费率约为3.75美元/百磅; 运送500磅,需要18.75美元 • 那么,如果建立仓库的运作成本低于: • 36.4 --18.75= 17.65 美元/百磅 • 该仓库在经济上就具有合理性

设 • Pv ——批量运输的操作成本 • Tv—— 批量运输的运输成本 • Wx—— 平均每票货物的仓储成本 • Lx—— 平均每票货物的本地送货成本 • Nx—— 每个批量运输所含平均的单票运输的数量 • Px—— 平均每票货物的操作成本 • Tx—— 平均每票货物的直接运输成本 Σ（Pv+Tv）/Nx+Wx+Lx <=Σ (Px+Tx)

运输成本 设施数量设施数量和运输成本之间的关系在图的左边，直接从生产地到达客户的小批量运输成本是成本曲线的起始点成本曲线的最低点，表示获得最大的货物集并所需的设施的数量如果设施数量的扩张超出了货物集并的最大值，每个设施所承担的进货集并运输的数量减少了，成本将增加随着仓库数量的增加，运输的总成本不断减少；运输成本的降低源于在某个设施对货物的集并运输与短途运输的相互结合

(3)设施（建设和运营）成本 • 固定成本 • 固定成本是指短期内不随设施的货流量的改变而改变的成本，如建设成本和租赁成本 • 可变成本 • 与生产或仓库运营相关的随着加工数量的变化而变化的成本被成为可变成本

设施成本 设施数量设施数量和设施成本之间的关系 • 如果设施的设立，可以为供应链提供成本或服务的优势，则该设施的设立就是必要的

反应时间 物流总成本设施数量物流成本和反应时间变动与设施数量的关系

总成本 库存成本运输成本设施成本物流总成本 • 随着设施数目的增加，总成本先减后增成本设施数量设施数量和总成本之间的关系图

三、网络设计决策步骤 • 1、明确供应链战略 • 2、明确地区性设施的构架 • 3、选择合适的地点 • 4、选择布局区位

竞争战略 第一步供应链战略全球竞争内部限制资本、增长战略、现存网络关税和税收激励生产技术资本、规模/范围的影响、需要的支持、灵活性第二步地区性设施构架区域性需求规模、增长、一致性、地方特色竞争环境政治、汇率和需求风险生产方法需要的技能、反应时间第三步理想的选址基础设施要素成本劳动力、原材料、具体地点第四步区位选择物流成本运输、库存和协调网络设计决策框架

1、明确供应链战略 • 详细说明供应链应该具备哪些功能，以支持企业竞争战略的实现。 • 管理者必须在企业竞争战略、竞争分析、以及所有的限制条件基础上决定供应链战略。

2、明确地区性设施的构架 • 目标是：选择设施布局的区域，明确设施的潜在作用及其最大容量。 • (1)需求预测 • (2)分析规模经济的作用 • (3)明确需求风险、汇率风险、政治风险 • (4)掌握关税和税收减免情况 • (5)竞争环境分析

3、选择合适的地点 • 目标是：在将要布局设施的区域范围内选择一系列的地点。 • 地点的选择应当依据基础设施的状况进行，以便确保预想的生产方式能正常进行。 • 硬件设施要求包括供应商的存在、运输服务、通讯、公用事业以及仓储设施。 • 软件设施要求包括可供雇佣的熟练劳动力、劳动力转换以及当地社区对工商业的接受程度。

4、选择布局区位 • 目标是：选择精确的设施布局区位，并为每以设施配置容量。 • 从第三步选出的一系列理想的地点中进行筛选，找出布局区位。 • 网络设计是为了实现供应链总利润最大化，并考虑每个市场的预期边际效益和需求以及不同的物流和设施成本。 • 重力区位模型 • 选择出使供应商处运来原材料的运输成本和向市场运送最终产品的运输成本之和最小 • 网络优化模型

四、网络设计优化模型 • 管理者进行设施布局和容量配置的目标应当是，使整个供应链网络的利润最大化。在制定这一决策前，应该掌握 • 供应源和市场的位置 • 潜在的设施地点的区位 • 市场需求预测 • 每一地点的设施成本、劳动力成本和原材料成本 • 每两个设施布局地点之间的运输成本 • 每一地点的库存成本及其与设施数量的关系

供应链网络的最小总成本设计 • 变量： • 订货量、发运量、运输方式、选定位置 • 约束条件： • 市场需求 • 所期望的库存服务水平 • 设施备选位置

供应链网络设计的其他模式 • 最大限度的服务水平 • 差异化的竞争优势 • 最大利润 • 最小化的资产配置

网络优化模型的运用 • 1、需求量在工厂之间的分配模型 • 2、生产能力既定的工厂布局模型 • 3、工厂和仓库同时布局模型

例题 • 吉百利(TelecomOne)和哈奥普蒂克(Highoptic)公司都是新一代通讯设备制造商。 • 吉百利着眼于美国东半部的市场，它在巴尔的摩(B)、孟菲斯(M)和堪萨斯州的威奇托(W)都有自己的生产厂，服务的市场包括亚特兰大、波士顿和芝加哥。 • 哈奥普蒂克公司瞄准美国西半部的市场，服务的市场包括丹佛、内布拉斯加州的奥马哈和俄勒冈州的波特兰。哈奥普体克公司的几个工厂分别位于怀俄明州的肖肖尼(CHEYENNE)(C)和盐湖城(S)。 • 工厂的生产能力、市场需求、每1000单位产量的生产成本和运输成本以及每个工厂每月的固定成本见下表。

表吉百利公司和哈奥普蒂克公司的生产能力、市场需求和成本

1、需求量在工厂之间的分配 • 两个公司都必须考虑在工厂之间进行需求分配。这一模型需要输入以下数据： n=工厂区位的数目； m=市场或需求地的数量； Dj =市场j的年需求量； Ki =工厂i的年生产能力； Cij =i工厂生产一单位产品并送到j市场的成本(包括生产、库存、运输和设施成本)

向不同工厂分配不同市场和需求的目标是使设施成本、运输成本和库存成本之和最小。向不同工厂分配不同市场和需求的目标是使设施成本、运输成本和库存成本之和最小。 • 对决策变量做如下定义： =每年从工厂i到市场j的运量 • 这一问题构成了下面这一线性模型：

限制条件为 j=1,…,m 该限制保证每一市场的需求得以满足 i=1,…,n 该限制保证每一工厂不能超过其生产能力进行生产

亚特兰大波士顿芝加哥丹佛奥马哈波特兰吉百利公司巴尔的摩（B）孟菲斯（M）威奇托（W）哈奥普蒂克公司盐湖城（S）肖肖尼（C） 0 10 0 8 0 0 2 12 0 0 6 0 7 11 0 吉百利公司和哈奥普蒂克公司的最优需求配置

表给出的需求分配表明，吉百利每月消耗的可变成本是14886000美元，月固定成本为13950000美元，月总成本为28836000美元；哈奥普蒂克公司的月可变成本为12865000美元，月固定成本为8500000美元，月总成本为21365000美元。表给出的需求分配表明，吉百利每月消耗的可变成本是14886000美元，月固定成本为13950000美元，月总成本为28836000美元；哈奥普蒂克公司的月可变成本为12865000美元，月固定成本为8500000美元，月总成本为21365000美元。

2、工厂布局：生产能力既定的工厂布局模型 • 吉百利公司和奥普蒂克公司已经决定将这两家公司合并成一个名为吉百利奥普蒂克的新公司。管理者正在讨论是否每个工厂都是必需的，哪些工厂应当关闭。这一模型需要输入以下数据： n=潜在的工厂布局区位数量； m=市场或需求点的总数量； Dj =市场j的年需求量； Ki =工厂i的潜在年生产能力； fi =工厂i运营中按年分摊的固定成本； Cij =工厂i生产一单位产品并将之送到j市场的成本(包括生产、库存、运输、设施成本)

第四节 基于供应链的物流网络