1、第九章 供应链管理中的网络优化 福建信息职业技术学院刘晓敏 第九章 供应链管理中的网络优化 n第一节 供应链模型n第二节 供应链的设计n第三节 供应链网络优化第一节 供应链模型一、供应链的模型I：链状模型模型I表明产品的最初来源是自然界，如矿山、油田、橡胶园等，最终去向是用户。产品因用户需求而生产，最终被用户所消费。产品从自然界到用户经历了供应商、制造商和分销商三级传递，并在传递过程中完成产品加工、产品装配形成等转换过程。被用户消费掉的最终产品仍回到自然界，完成物质循环（如图中的虚线）。第一节 供应链模型二、供应链的模型I I：链状模型 模型I I是对模型I的进一步抽象，它把商家都抽象成一个个
2、的点，称为节点，并用字母或数字表示。节点以一定的方式和顺序联结成一串，构成一条图学上的供应链。在模型I I中，若假定C 为制造商，则B为供应商，D为分销商；同样地，若假定B为制造商，则A为供应商，C为分销商。在模型I I中，产品的最初来源（自然界）、最终去向（用户）以及产品的物质循环过程都被隐含抽象掉了。从供应链研究便利的角度来讲，把自然界和用户放在模型中没有太大的作用。模型I I着力于供应链中间过程的研究。第一节 供应链模型三、供应链的模型：网状模型 事实上，在模型I I中，C的供应商可能不只一家，而是有B1，B2，.Bn等n家，分销商也可能有D1，D2，.，Dm等m家。动态地考虑，C也可能
3、有C1，C2，.，Ck等k家，这样模型I I就转变为一个网状模型，即供应链的模型I I I（如图）。网状模型更能说明现实世界中产品的复杂供应关系。在理论上，网状模型可以涵盖世界上所有厂家，把所有厂家都看做是其上面的一个节点，并认为这些节点存在着联系。当然，这些联系有强有弱，而且在不断地变化着。通常，一个厂家仅与有限个厂家相联系，但这不影响我们对供应链模型的理论设定。网状模型对供应关系的描述性很强，适合于对供应关系的宏观把握。第二节 供应链的设计一、网络设计决策的影响因素1、战略性因素2、技术因素 3、宏观经济因素 4、政治因素 5、基础设施因素 6、竞争性因素 7、对顾客需求的反应时间 1、战
4、略性因素强调生产成本的企业强调生产成本的企业强调反应能力的企业强调反应能力的企业全球化的供应链网络全球化的供应链网络在成本最低的区位布局生产设施，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甚至不惜以高成本为代价通过在不同国家或地区布局职能设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施，来支持其不同战略目标的实现集中建立集中建立分散建立分散建立规模效应规模效应 易享受易享受 难享受难享受经验效果经验效果 易享受易享受 难享受难享受协同作用效果协同作用效果
5、 易享受易享受 难享受难享受生产费用生产费用 小小多多管理费用管理费用 小小多多运送费用运送费用 多多 小小交货期交货期 长长短短公司内的经验等公司内的经验等 易共有易共有 难共有难共有协作设施的组织化协作设施的组织化容易容易困难困难事故等风险事故等风险 大大 小小集中建立与分散建立设施的一般性特征集中建立与分散建立设施的一般性特征2、技术因素n生产技术能带来显著的规模经济效益n布局少数大容量的设施n设施建设的固定成本较低n建立为数众多的地方性生产设施以降低运输成本n生产技术很稳定，而且不同国家对产品的要求不同n在每一个国家建立地方性基地为该国市场服务。n生产技术富有灵活性，n在较少的几个大基
6、地进行生产。3、宏观经济因素n关税水平n税收减让n汇率风险n需求波动n关税n高关税n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n低关税n减少生产基地、每一生产基地扩大生产能力n税收减让n指关税或税收的削减n企业布局于税收减让地区可获得成本优势n汇率风险n供应链的利润有显著影响。n良好的供应链网络能利用汇率波动增加利润n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。n需求波动n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。政治稳定因素在政治稳定因素在供应链网络布局供应链网络布局中起
7、着重要作用中起着重要作用4、政治因素企业倾向于将企业布局在政局企业倾向于将企业布局在政局稳定的国家，这些国家的经济稳定的国家，这些国家的经济贸易规则较为完善贸易规则较为完善政治稳定很难量化，所以政治稳定很难量化，所以企业在设计供应链时只能企业在设计供应链时只能进行主观的评价进行主观的评价5、基础设施因素良好的基础设施是良好的基础设施是在特定区域进行布在特定区域进行布局的先决条件局的先决条件基础设施的好基础设施的好坏影响供应链坏影响供应链运营的成本运营的成本场地的供给场地的供给劳动力的供给劳动力的供给交通密集交通密集地方性公用事业地方性公用事业关键的关键的基础设施基础设施靠近运输枢纽、靠近运输枢
8、纽、靠近机场和码头靠近机场和码头、高速公路入口、高速公路入口、铁路服务铁路服务6、竞争性因素设计供应链网络，设计供应链网络，必须考虑竞争对必须考虑竞争对手的战略、规模手的战略、规模和布局和布局诸如原材料诸如原材料和劳动力等和劳动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业如何企业如何进行竞争进行竞争企业间的积企业间的积极外部性极外部性许多企业临许多企业临近布局使他近布局使他们均受益们均受益为瓜分市为瓜分市场而布局场而布局一项基本的决策一项基本的决策企业是临近还是远企业是临近还是远离竞争对手布局离竞争对手布局如果企业在价格上进行竞争，如果企业在价格上进行竞争，而且承担向客户送货的
9、成本，而且承担向客户送货的成本，那么最优的布局是二者尽可那么最优的布局是二者尽可能离得远些能离得远些当企业不能控制价格，而只是在与客户距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。互接近的布局获取最大的市场份额。豪特灵豪特灵(HOTELLING)模型模型7、对顾客需求的反应时间n企业的目标客户若能容忍较长的反应时间，n企业就能集中力量扩大每一设施的生产能力。n企业的客户群认为较短的反应时间很重要n必须布局在离客户较近的地方。n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
10、反应时间，增加供应链中设施的数量。第二节 供应链的设计二、网络设计决策步骤n1、明确供应链战略n2、明确地区性设施的构架 n3、选择合适的地点 n4、选择布局区位 竞争战略内部限制资本、增长战略、现存网络第一步供应链战略全球竞争生产技术资本、规模/范围的影响、需要的支持、灵活性竞争环境第二步地区性设施构架关税和税收激励区域性需求规模、增长、一致性、地方特色政治、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n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。n管理
11、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n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。n(1)需求预测n(2)分析规模经济的作用n(3)明确需求风险、汇率风险、政治风险n(4)掌握关税和税收减免情况n(5)竞争环境分析3、选择合适的地点n目标是：在将要布局设施的区域范围内选择一系列的地点。n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。n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。n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
12、区位n目标是：选择精确的设施布局区位，并为每以设施配置容量。n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。n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。n重力区位模型n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n网络优化模型第三节 供应链网络优化n1、需求量在工厂之间的分配模型n2、生产能力既定的工厂布局模型 n3、工厂和仓库同时布局模型例题n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。n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
13、)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。n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)。n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。供应城市供应城市需求城市需求城市每每1000单位的生产和运输成本（千美元）单位的生产和运输成本（千美元）生产能力生产能力Ki（千单（千单位）位）月固定成月固定成本本Fi（千（千美元）美元）亚特兰亚特兰大大波士顿波士顿芝加哥芝加哥
14、丹佛丹佛奥马哈奥马哈波特兰波特兰巴尔的摩（巴尔的摩（B1675400685163011602800187650肖肖尼（肖肖尼（C）146019409701004951200243500盐湖城（盐湖城（S）192524001425500950800275000孟菲斯（孟菲斯（M）380135554310456652321224100威奇托（威奇托（W）92216467005083111797312200月需求量（千单月需求量（千单位）位）Dj108146711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n
15、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)n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。n对决策变量做如下定义：=每年从工厂i到市场j的运量n这一问题构成了下面这一线性模型：ijx 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nimjijijxCMin11nijijDx1mjiijKx1亚特兰大波
16、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）010080021200607110吉百利公司和哈奥普蒂克公司的最优需求配置 n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n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
17、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)n目标是决定工厂的区位，然后将市场需求分配到每一个正在运营的工厂中去，以减少设施成本、运输成本和库存成本。n决策变量的定义如下：nyi=1 如果工厂i运营，否则为0nxij=每年从工厂i运送到市场j的货物数量n然后，这一问题构成以下模型：n限制条件为：j=1,m(保证所有需求得到满足)i=1,n(确保每一工厂的
18、生产不超过生产能力)i=1,n(将工厂分为运营(yi=1)或关 闭(yi=0)两类)(111nimjijijniiixcyfMinnijijDx1imjiijyKx11,0iy运 营/关闭亚特兰大波士顿芝加哥丹佛奥马哈波特兰巴尔的摩（B）1082000肖肖尼（C）10006711盐湖城（S）0000000孟菲斯（M）110012000威奇托（W）0000000 合并后的新公司吉百利奥普蒂克的最优需求配置 n通过求解，得出结论：吉百利奥普蒂克的最佳选择是关闭在盐湖城和威奇托两地的工厂，而继续运行在巴尔的摩、肖肖尼和孟菲斯的工厂。每月的网络和运营成本为47401000美元。这一成本比吉百利公司和哈
19、奥普蒂克公司独立运营时成本节省了近3000000美元。3、工厂和仓库同时布局n如果要没计从供应商到顾客的整个供应链网络：供应商向工厂提供原材料，工厂设有为市场服务的仓库，必须为工厂和仓库同时做出布局和容量配置决策。n在这一模型中，我们假设计算单位被适当调整，因而来自供应商的每1单位的投入，能生产出1单位的最终产品。n这一模型要求输入以下数据：nm=市场或需求点的数量nn=潜在的工厂区位数量nl=供应商的数量nt=潜在的仓库区位数量nDj =顾客j的年需求量nKi =布局于i点的工厂的生产能力nSh =供应商h的年供应能力nWe=布局于e点的仓库的年仓储能力nfi =布局于i点的工厂的年固定成本
20、nfe =在e地点布局一家仓库的年固定成本nChi=从供应源h运送单位货物到工厂i的成本nCie=i点的工厂生产单位产品并运送到e点的仓库的成本nCei=从e点的仓库为j点的顾客送单位货物的成本n这一模型的目标是确定工厂和仓库的区位以及不同地点之间的运输数量，以减少总的固定成本和可变成本。定义如下决策变量：yi=1 如果工厂布局在i点，否则为0ye=1 如果仓库布局在e点，否则为0 xej=每年从e点的仓库运到市场j的货物的数量xie=每年从i点的工厂运到e点的仓库的货物数量xhi=每年从h点的供应商运到i点的工厂的原材料数量n限制条件是：)(11111111temjejejteniteiei
21、elhnihihieeniiixcxcxcyfyfMinlhSxhnihi,.,1)1(11,0,)7(eiyynixxteielhhi,.,10)2(11niyxiteie,.,1K)3(i1texxmjejniie,.,10)4(11teyxemjej,.,1W)5(e1mjxteej,.,1D)6(j1n公式(1)：从供应商运到工厂的原材料不能超过供应商的生产能力。n公式(2)：工厂运出货物的数量不能大于原材料的输入量。n公式(3)：工厂的产量不能超过其生产能力。n公式(4)：仓库的发货量不能超过来自工厂的货物总量。n公式(5)：经过仓库的货物总量不能超过其仓库容量。n公式(6)：所有的客户需求都将得到满足。n公式(7)：工厂或仓库要么关闭要么运营
