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、消費者原材料和制成品在機(jī)構(gòu)之間流動供應(yīng)來源：廠商零售商港口區(qū)域倉庫：存貨點現(xiàn)場倉庫：存貨點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個倉儲中心、8個分銷商的運(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)和存儲的成本比較分析存儲接收發(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)時間從7天減少到3天從DC或者RDC到省內(nèi)任何一個地方的響應(yīng)時間小于24小時.在市內(nèi)的響應(yīng)時間小于6個小時.庫存維持時間從原來的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)略計劃：這類決策通常包括主要的資本投資，具有長期影響決定新工廠、配送中心和倉庫的數(shù)量、位置與規(guī)模在各個工廠內(nèi)購置新生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)計新的生產(chǎn)中心設(shè)計運(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)計劃：在幾個月的時期內(nèi)有效配置生產(chǎn)與配送資源勞動力人數(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)營控制：包括每天的運(yùn)營決策為每臺機(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：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：關(guān)鍵問題目標(biāo)是：考慮到下列因素時平衡服務(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)該與會計數(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)計的數(shù)據(jù)1.所有產(chǎn)品的清單。2.客戶、存貨點與資源的位置。3.每位客戶對每種產(chǎn)品的需求。4.運(yùn)輸費率。5.倉儲成本。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)庫而不是會計數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃會更容易一些。 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)的單個客戶代替。。

我們將一個網(wǎng)格或束稱為一個客戶區(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的數(shù)量，即不同的客戶區(qū)域的數(shù)量客戶在各個區(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)測需求的準(zhǔn)確性推薦的方法使用至少300個匯集點。確保每個區(qū)域具有相同的總需求量。選取每個區(qū)域的中心作為匯集點。這樣做的誤差通常不會超過1%。測試客戶匯集1個工廠;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的產(chǎn)品不同的型號和款式同一種產(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)實的產(chǎn)品匯集的戰(zhàn)略

AStrategyforProductAggregation將所有的SKU放入一個資源組(source-group)資源組是一組來自同一個地方的SKU在每一個資源組內(nèi)，根據(jù)相同的物流特性匯集：重量體積儲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)品匯集測試5個工廠25個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)輸費率代表各種產(chǎn)品流組合的大量的費率卡車、鐵路、UPS和其他載重汽車運(yùn)輸公司的一個重要特征是其費率與距離呈線性關(guān)系運(yùn)輸成本估計Source:Ballou,R.H.BusinessLogisticsManagementUPS兩天遞送150貨物的費率產(chǎn)業(yè)基準(zhǔn)：運(yùn)輸成本運(yùn)輸費率（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)輸費率的3倍，快遞費用更高鐵路：整車運(yùn)輸?shù)?0%至80%零擔(dān)運(yùn)輸費率每一裝載量按500至50進(jìn)行分類等級越高，運(yùn)輸貨物的相對費用就越高決定某一特定產(chǎn)品等級的因素很多，包括：密度處理的難易程度賠償責(zé)任基本運(yùn)輸費率考慮商品等級和目的地郵政編碼，就可以確定每百磅貨物的相應(yīng)費率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算：

重量(英擔(dān))×費率零擔(dān)運(yùn)輸4000磅貨物的費率運(yùn)輸4000磅的運(yùn)輸費率其他問題2.2.3里程估計p28例2.2街道網(wǎng)絡(luò)直線距離這自然是對路途距離的低估。我們可以將直線距離乘以一個比例因子估計路途距離，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)儲存成本的估計難處不容易估計每個產(chǎn)品的平均庫存解決方案用庫存周轉(zhuǎn)率來估計產(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)品的儲存成本=單位儲存成本*產(chǎn)品平均庫存固定成本的估計估計倉庫容量利用庫存周轉(zhuǎn)率計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固定成本查表庫存時間平均庫存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、勞動力成本、公用事業(yè)費用存儲成本，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與裝卸成本生產(chǎn)/供應(yīng)成本網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題的復(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：為評估設(shè)計者設(shè)計的特定方案提供了一種機(jī)制啟發(fā)式算法與對精確算法的需要單個產(chǎn)品兩個工廠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6萬單位兩個工廠的生產(chǎn)成本相同兩個倉庫w1和w2的裝卸成本相同3個市場區(qū)域的需求量分別為5萬、10萬、5萬單位例子(p32)一個產(chǎn)品，兩個工廠，兩個倉庫，三個零售店工廠生產(chǎn)能力P1無限P260000顧客顧客需求C150000C21000000C350000P1P2C1C2C3W104345W252212生產(chǎn)能力市場需求物流成本經(jīng)驗尋優(yōu)法的特點簡單可操作性強(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：

將每個市場指派給最近的倉庫，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市場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1由倉庫1提供服務(wù)，市場2和市場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)驗尋優(yōu)法例子#2應(yīng)用規(guī)則對每個市場，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)錯的模式，錯的結(jié)果不是動態(tài)的方案適合靜態(tài)的方案一個簡單的例子

某集團(tuán)三個工廠分工不同地生產(chǎn)門窗每個工廠可用的總生產(chǎn)時間有限每個工廠用于生產(chǎn)每扇門或窗的時間已定，如表所示求：應(yīng)該生產(chǎn)多少門和窗，才能使利潤最大？

門窗

單位利潤$300$500

生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需時間可用時間工廠

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)銷售計算機(jī)BuyPC.com強(qiáng)調(diào)第二天送達(dá)其計算機(jī)BuyPC.com利用許多配送點實現(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