1、篇篇 设计供应链网络设计供应链网络v5.1 网络设计在供应链中的作用网络设计在供应链中的作用p供应链网络设计决策包括：设施作用的分配，制造、仓供应链网络设计决策包括：设施作用的分配，制造、仓储或运输等等相关设施的布局，以及每个设施的产能和储或运输等等相关设施的布局，以及每个设施的产能和市场的分配。市场的分配。n设施角色设施角色/设施作用：每个设施应该起什么作用？在每个设施中设施作用：每个设施应该起什么作用？在每个设施中有哪些流程或操作？有哪些流程或操作？n设施布局设施布局/设施选址：设施应该设置在哪个位置？设施选址：设施应该设置在哪个位置？n产能分配产能分配/处理能力设置：每个设施应该分配多大
2、的产能？处理能力设置：每个设施应该分配多大的产能？n市场和供应分配：每个设施应该服务哪些市场？每个设施有哪市场和供应分配：每个设施应该服务哪些市场？每个设施有哪些供应源？些供应源？p举例：举例：n（1）丰田公司在全世界每一主要市场都设有工厂，在）丰田公司在全世界每一主要市场都设有工厂，在1997年以年以前，每一工厂只能满足当地市场，这在后来的亚洲经济危机中前，每一工厂只能满足当地市场，这在后来的亚洲经济危机中给公司带来了很大的损失。亚洲地区的工厂大量闲置而又不能给公司带来了很大的损失。亚洲地区的工厂大量闲置而又不能用于其它供小于求的市场。丰田公司现已对每一工厂实行灵活用于其它供小于求的市场。丰
3、田公司现已对每一工厂实行灵活生产，而不仅局限于当地市场。这一决策大大改善了其全球市生产，而不仅局限于当地市场。这一决策大大改善了其全球市场状况。场状况。n1988年丰田公司在美国肯塔基州的列克星敦年丰田公司在美国肯塔基州的列克星敦(Lexington)设立装设立装配厂并沿用至今。该装配厂在日元升值的时候利润特别大，而配厂并沿用至今。该装配厂在日元升值的时候利润特别大，而在日本本土生产的汽车由于价格太高而无法和在美国生产的汽在日本本土生产的汽车由于价格太高而无法和在美国生产的汽车进行竞争，在减低成本的同时，通过装配厂也能对美国市场车进行竞争，在减低成本的同时，通过装配厂也能对美国市场做出灵活的反
4、应。做出灵活的反应。n（2）相反，亚马逊公司发现，当它在美国只有一个库房时，很）相反，亚马逊公司发现，当它在美国只有一个库房时，很难在全美国的范围内做到减低成本的同时做出灵活反应。最终，难在全美国的范围内做到减低成本的同时做出灵活反应。最终，公司在美国其它地方增加了库房。公司在美国其它地方增加了库房。n在一个区位配置过高的容量，会导致设施利用率低下，成本过在一个区位配置过高的容量，会导致设施利用率低下，成本过高。相反，在一个区位配置过低的容量，又会导致对需求的反高。相反，在一个区位配置过低的容量，又会导致对需求的反应能力过低（需求得不到满足时），或成本过高（需求由远处应能力过低（需求得不到满足
5、时），或成本过高（需求由远处的工厂满足时）。的工厂满足时）。n该决策应当经合理论证，反复研究，这样其配置就会随市场状该决策应当经合理论证，反复研究，这样其配置就会随市场状况或工厂容量的变化而变化。例如，亚马逊公司已增加了它的况或工厂容量的变化而变化。例如，亚马逊公司已增加了它的顾客基数，公司也建设了新的库房且市场得到了改善，其成本顾客基数，公司也建设了新的库房且市场得到了改善，其成本也大大减低，反应能力则明显提高。也大大减低，反应能力则明显提高。v5.2 影响网络设计决策的因素影响网络设计决策的因素p5.2.1 战略因素战略因素n一个企业的竞争战略对供应链的网络设计决策有重要的影响。一个企业的
6、竞争战略对供应链的网络设计决策有重要的影响。n强调生产成本的企业，趋向于在成本最低的区位布局生产设施，强调生产成本的企业，趋向于在成本最低的区位布局生产设施，即使这样做会使生产工厂远离其市场区。即使这样做会使生产工厂远离其市场区。f.e.美国许多服装生产厂80年代迁到了其它国家。n强调反应能力的企业，趋向于在市场区附近布局生产设施。如强调反应能力的企业，趋向于在市场区附近布局生产设施。如果这种布局能使他们对市场需求变化迅速做出反应，他们甚至果这种布局能使他们对市场需求变化迅速做出反应，他们甚至不惜以高成本为代价。不惜以高成本为代价。f.e.注重反应能力的公司不惜以较高的成本购进意大利生产厂商的
7、服装。因为他们已开发出了弹性生产设施，使他们能够迅速提供种类繁多的服装。n 全球化的供应链网络，通过在不同国家布局不同的职能设施，全球化的供应链网络，通过在不同国家布局不同的职能设施，能更好的支持其战略目标的实现。能更好的支持其战略目标的实现。f.e.耐克公司在亚洲的很多国家和地区都有生产厂，在中国和印尼的厂家注重成本节约，着眼于大批量的廉价产品的生产；在韩国和台湾的厂家则注重反应能力，着眼于价格较高的新型号产品的生产。这些区别使耐克能够满足变化的市场需求并获得高额利润。n 设计全球网络过程中，明确每一设施的使命和战略的作用也是设计全球网络过程中，明确每一设施的使命和战略的作用也是非常重要的。
8、弗尔道斯非常重要的。弗尔道斯(Ferdows)将全球供应链网络中的不同设将全球供应链网络中的不同设施分为以下几类：施分为以下几类：（1）离岸设施(offshore facility)以出口为目的的低成本生产工厂。（2）原料地设施(source facility)着眼于全球的低成本工厂。（3）服务者设施(server facility)地区性生产厂。（4）贡献者设施(contributor facility)拥有技术开发能力和地区性生产基地。（5）前哨性设施(outpost facility)为获取地方技术而建立的区域性生产基地。（6）领先性设施(lead facility)在技术开发和加工中起
9、先导作用的生产基地。p5.2.2 技术性因素技术性因素n生产技术特征对网络设计有显著影响。生产技术特征对网络设计有显著影响。n如果生产技术能带来显著的规模经济效应，布局少数大容量的如果生产技术能带来显著的规模经济效应，布局少数大容量的设施是最有效的。设施是最有效的。f.e.芯片生产n相反，如果设施建设的固定成本较低，就应该建立为数众多的相反，如果设施建设的固定成本较低，就应该建立为数众多的地方性生产设施，因为这样有助于降低运输成本。地方性生产设施，因为这样有助于降低运输成本。f.e.可口可乐生产厂n生产技术的柔性影响到网络进行联合生产的集中程度。生产技术的柔性影响到网络进行联合生产的集中程度。
10、p5.2.3 宏观经济因素宏观经济因素n（1）关税和税收减让）关税和税收减让 关税是指当产品和设备经过国界、州界和城市边界时必须支付的税收。对全球企业来说，关税降低导致了生产基地的减少和每一基地生产能力的扩大。税收减让是指国家、州和城市的关税或税收的削减，以鼓励企业布局于某一特定区域。发展中国家通常建立自由贸易区。在自由贸易区里，只要产品主要用于出口，就免收关税。这大大地吸引了全球化企业在些国家设立工厂，以充分利用这里的廉价劳动力。许多发展中国家给工人训练、吃住，交通运输等方面的优惠，此外还给予一定的税收减免，依据技术水平的不同制定差异性关税。很多国家同样也设置了对本地话含量的最低要求以及对进
11、口的限定。这些政策使企业在当地建立许多基地，并从当地供应商那里获取原料。为此企业在许多国家建立供应厂，以便达到来自任何一个国家的限制标准。于是，对从不同国家进口的限制导致了供应链中生产基地的增多。n（2）汇率和需求风险）汇率和需求风险 汇率波动对服务世界市场的供应链的利润有显著影响。20世纪80年代，日元升值时许多日本厂商都面临着这样的问题，那时他的生产力大部分布局在日本并服务于广阔的海外市场。日元升值减少了他们的收益，利润也随之下降。为此，大多数日本厂商需要在世界各地建立生产基地，来对日元升值做出回应。人们可以运用金融工具化解汇率风险，因为金融工具可以限制或规避汇率波动带来的损失。此外，设计
12、良好的供应链网络，能够提供利用汇率波动增加利润的机会。一个有效的方法是，在网络中多规划一部分生产能力，以使产能具有灵活性，从而能满足不同市场的需求。这种灵活性使企业可以在供应链中改变产品的流向，并在当前汇率下成本较低的基地生产更多的商品。p5.2.4 政治因素政治因素 对象国家的政治稳定性在选址决策中具有关键作用。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评价。p5.2.5 基础设施因素基础设施因素关键的基础设施因素包括：场地的可获性；劳动力的可获性；临近运输站点、有铁路服务、临近机场和港口、高速公路入口、交通密集的地方性公共设施等。p5.2.6 竞争性因素竞争性因素 设计供应链时，
13、公司必须考虑到竞争对手的战略、规模和布局。一项基本的决策便是：企业是临近还是远离竞争对手布局。企业的竞争模式以及诸如原材料和劳动力的可获性等对此有影响。竞争模式：1）企业之间积极的外部关联企业之间积极的外部关联：产业集群，竞争对手聚集在同一个地点能促进行业的需求聚集。2）分割市场的选址）分割市场的选址（Hotelling 模型）：在积极外部性不存在时，企业也可以集中布局，以攫取最大可能的市场份额。当企业不能控制价格，而只是在与客户距离远近上相互竞争时，他们就能通过相互接近的布局获取最大的市场份额。假设客户均匀的分布在（0，1）这个区间上，如果总需求为1，企业1布局在点a，企业2布局在点1-b，
14、那么两家企业的需求为d1 和d2。显然，如果两家企业能更近的布局，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。假设企业布局在（0，1）的中间，那么客户的平均距离是1/4，如果一家企业布局在1/4，而另一家企业布局在3/4，则与客户的平均距离减少到1/8。因此竞争的结果使得两家企业在直线的中央邻近布局，尽管这样做增加了与客户之间的平均距离。如果企业在价格上进行竞争，而且承担向客户送货的成本，那么最优的布局可能是二者尽可能离得远些。相互远离的布局模式减少了价格的竞争，有助于企业瓜分市场并实现利润最大化。0a1-b1p5.2.7 对顾客需求的反应时间和地方性设施对顾客需求的反应时间
15、和地方性设施 设计供应链网络时，企业必须考虑到客户需求的反应时间。企业的目标客户若能容忍较长的反应时间，那么企业就能集中力量扩大每一设施的生产能力。相反，如果企业的客户群认为较短的反应时间很重要，那么就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，由此来缩短对客户需求的反应时间，增加供应链中设施的数量。必须的设施数量需求的反应时间图5-1 顾客需求的反应时间与设施数量之间的关系p5.2.8 物流和设施成本物流和设施成本 供应链中的物流和设施成本会随着设施的数量、布局以及产能设置的变化而变化。企业在设计其供应链网络时必须考虑库存、运输、设施和其他成本。总体因
16、素和物流成本v5.3 供应链网络设计决策的框架供应链网络设计决策的框架全球化供应链网络设计决策分为四个阶段，见图5-2。阶段供应链战略内部约束资本、增长战略、现有网络生产方式需要的技能、相应时间要素成本劳动力、原材料、地点细节阶段区域设施配置全球竞争关税和税收激励区域需求规模、增长、同质性、地方特色政治、汇率和需求风险基础设施状况物流成本运输、库存和协调阶段理想的候选点竞争战略图5-2 供应链网络设计决策的框架竞争环境生产技术成本、规模/范围效应、所需支持、柔性阶段选址决策p阶段阶段：明确供应链战略（设计）：明确供应链战略（设计）n包括决定供应链的环节，以及每个供应链的功能（或职责）是包括决定
17、供应链的环节，以及每个供应链的功能（或职责）是有自己执行还是外包（见第四章）。有自己执行还是外包（见第四章）。n基于企业的竞争战略、相应的供应链战略、对竞争的分析、规基于企业的竞争战略、相应的供应链战略、对竞争的分析、规模或范围经济效应，以及任何的约束条件，管理者必须确定企模或范围经济效应，以及任何的约束条件，管理者必须确定企业的供应链设计。业的供应链设计。p阶段阶段：明确区域设施配置：明确区域设施配置n即确定设施将要选址的区域、它们潜在的作用（功能）以及大即确定设施将要选址的区域、它们潜在的作用（功能）以及大概的产能。概的产能。n（1 1）预测地区的需求：需求量、需求是同质的还是具有地区差）
18、预测地区的需求：需求量、需求是同质的还是具有地区差异的；异的；n（2 2）确定：在可获得的生产技术条件下，数量或范围的规模经）确定：在可获得的生产技术条件下，数量或范围的规模经济是否对降低成本起到显著的作用；济是否对降低成本起到显著的作用；如果显著，则采用少数设施的效果可能更好。反之，则应在每个市场建设相应的设施。n（3）识别不同地区的市场存在的需求风险、汇率风险以及政治）识别不同地区的市场存在的需求风险、汇率风险以及政治风险，以及区域关税、任何有关当地生产的要求、税收激励以风险，以及区域关税、任何有关当地生产的要求、税收激励以及每个市场的任何出口或进口的限制；及每个市场的任何出口或进口的限制
19、；一般来说，税率低的地方有利于获得更多的利润。n（4）识别每一地区内的竞争者并分析设施应当靠近或者远离竞）识别每一地区内的竞争者并分析设施应当靠近或者远离竞争者布局的理由；争者布局的理由；n（5）分析每一市场的理想响应时间和总体物流成本。）分析每一市场的理想响应时间和总体物流成本。依据阶段依据阶段中的中的信息，管理者将勾勒出供应链网络中区域设施信息，管理者将勾勒出供应链网络中区域设施的构架。这种区域构架将决定网络中设施的数量和设施的布局区位，的构架。这种区域构架将决定网络中设施的数量和设施的布局区位，并决定某项设施应当为网络中某个特定市场生产全部产品，还是生并决定某项设施应当为网络中某个特定市
20、场生产全部产品，还是生产所有市场需求产品的一部分。产所有市场需求产品的一部分。p阶段阶段：选择一组理想的候选点：选择一组理想的候选点n在将要布局设施的区域范围内选择一系列的地点，理想的地点的在将要布局设施的区域范围内选择一系列的地点，理想的地点的数量比将要建立的设施的数量要多，以便阶段数量比将要建立的设施的数量要多，以便阶段找出精确的区位。找出精确的区位。n硬件基础设施要求：供应商的可获性、运输服务、通信、公共设硬件基础设施要求：供应商的可获性、运输服务、通信、公共设施以及仓储基础设施。施以及仓储基础设施。n软件基础设施要求：熟练劳动力的可获性、劳动力的更替、社会软件基础设施要求：熟练劳动力的
21、可获性、劳动力的更替、社会对工商业的接受能力。对工商业的接受能力。p阶段阶段：选址：选址n为每一个设施选择一个精确的位置，并为每一设施配置处理能力为每一个设施选择一个精确的位置，并为每一设施配置处理能力（产能）。（产能）。网络设计的目标：网络设计的目标：在考虑每个市场所期望的毛利和需求、各种物流和设施成本以及每个地址的税收和关税的基础上，使得总的利润最大化。v5.4 设施选址和能力配置的模型设施选址和能力配置的模型p 管理者进行设施布局和能力配置的目标：使整个供应链网络的利润管理者进行设施布局和能力配置的目标：使整个供应链网络的利润最大化。最大化。p在制定这一决策前，我们应当获得以下信息：在制
22、定这一决策前，我们应当获得以下信息：n供应源和市场的位置；供应源和市场的位置；n潜在的设施地点的区位；潜在的设施地点的区位；n市场的需求预测；市场的需求预测；n每一地点的设施成本、劳动力成本、原材料成本；每一地点的设施成本、劳动力成本、原材料成本；n每两个设施布局地点之间的运输成本；每两个设施布局地点之间的运输成本；n每一地点的库存成本及其与设施数量的关系；每一地点的库存成本及其与设施数量的关系；n不同地区产品的销售价格；不同地区产品的销售价格；n理想的响应时间和其他服务要素，等。理想的响应时间和其他服务要素，等。p在拥有这些信息的基础上，可以运用优化模型（如重力区位模型、在拥有这些信息的基础
23、上，可以运用优化模型（如重力区位模型、网络优化模型）进行网络设计。网络优化模型）进行网络设计。p5.4.1 网络规划模型网络规划模型阶段阶段：配置区域设施：配置区域设施p例题例题5.1：Sunoil的网络规划的网络规划 Sunoil公司是一个在全世界销售石化产品的制造商。公司的供应链公司是一个在全世界销售石化产品的制造商。公司的供应链副总裁考虑有几种不同的方案来满足需求。一种方案是在每个地区建一副总裁考虑有几种不同的方案来满足需求。一种方案是在每个地区建一个设施。这种方案的好处是可以降低运输成本，同时能避免产品从其他个设施。这种方案的好处是可以降低运输成本，同时能避免产品从其他的区域进口时可能
24、征收的税负。缺点是工厂的规模按满足当地需求来规的区域进口时可能征收的税负。缺点是工厂的规模按满足当地需求来规划，可能不能充分利用规模经济效应。另一种方案是将工厂合并在少数划，可能不能充分利用规模经济效应。另一种方案是将工厂合并在少数区域，这可以提高规模经济效应，但将会增加运输成本和税负。区域，这可以提高规模经济效应，但将会增加运输成本和税负。Sunoil公司的需求分为五个区域：北美、南美、欧洲、非洲和亚洲。公司的需求分为五个区域：北美、南美、欧洲、非洲和亚洲。Sunoil公司给每个地址准备了两种不同的工厂规模方案。低产能工厂一公司给每个地址准备了两种不同的工厂规模方案。低产能工厂一年生产年生产
25、1000万单位产品，而高产能工厂一年生产万单位产品，而高产能工厂一年生产2000万单位产品。假万单位产品。假设所有可变成本与所生产或运输的数量呈线性正相关关系。有关数据如设所有可变成本与所生产或运输的数量呈线性正相关关系。有关数据如表表5-1所示。所示。Sunoil公司的副总裁想知道最低成本的网络方案是怎样的。公司的副总裁想知道最低成本的网络方案是怎样的。表5-1 Sunoil公司的成本和需求需求区域生产和运输成本（千美元/百万单位）固定成本（美元/年）低产能（百万单位）固定成本（美元/年）高产能（百万单位）供应区域北美南美欧洲非洲亚洲北美8192101130115600010900020南美
26、1177710898100450010675020欧洲10210595119111650010975020非洲115125905974410010615020亚洲14210010310571400010600020需求12814167n案例分析：给定产能的工厂选址模型案例分析：给定产能的工厂选址模型（1）已知信息）已知信息n 相应于每个产能水平的潜在工厂位置的数量m 市场或需求点的数量jDj市场的年需求量iKi工厂 的潜在产能ifi按年计算的保持工厂 开工的固定成本ijcij 从工厂 生产和运输单位数量到市场的成本（包括生产、库存、运输和关税）（2）决策变量）决策变量 yi：工厂i开工时为1，
27、否则为0；xij：从工厂 i 运到市场 j 的数量。（3）目标函数）目标函数（4）约束条件）约束条件111minnnmiiijijiijf yc x111/1/0,11/01,1/nijjimijiijiijxDjmxK yinyinxinjm 每个区域的需求必须被满足每个工厂的供应量不能超过其产能一个工厂要么开工，要么关闭运输的数量不能为负数如何确定？按图索骥。决策变量：就是会影响决策目标的量，并且可以被控制。n采用采用Excel中的中的“规划求解规划求解”软件包求解该选址模型软件包求解该选址模型 求解过程：求解过程：例题5.1 求解步骤：求解步骤：步骤1：将已知条件、决策变量、约束条件、目
28、标函数在Excel的单元格中呈现；步骤2：在Excel中加载一个“规划求解”宏（软件包）；步骤3：采用“规划求解”求得最后结果。关键点：关键点：约束条件在Excel中的表达形式。将等式或不等式中不为0的一端（表达式）置于excel的单元格中。11-01-01=bin101,1njijimiiijjiijDxjmK yxinyinxinjm n求解结果求解结果（1）成本最低的网络选址方案：在南美、非洲和亚洲的3个工厂以高产能开工；（2）南美工厂供给北美区域12、供给南美区域8；（3）非洲工厂供给欧洲区域4、非洲区域16；（4）亚洲工厂供给欧洲区域10、亚洲区域7；（5）该选址方案对应的最小化成本
29、为：23751。需求区域-生产分配（百万单位）工厂（低产能）工厂（高产能）供应区域北美南美欧洲非洲亚洲（1=开工）（1=开工）北美0000000南美12800001欧洲0000000非洲00416001亚洲00100701p5.4.2 选址模型选址模型阶段阶段：选择理想的候选点：选择理想的候选点n在阶段，管理者将在公司已决定设施工厂的每个区域内确定潜在的选址位置。作为初始步骤，管理者需要确定可能被考虑的潜在地点的具体地理位置。p例题例题5.2 SA公司选址公司选址 （重心法选址模型）（重心法选址模型）钢铁设备公司钢铁设备公司(SA)是一家生产高品质电冰箱和烹饪系列产品的是一家生产高品质电冰箱和
30、烹饪系列产品的制造商。制造商。SA公司在美国丹佛附近有一个装配工厂，一直由它来供应公司在美国丹佛附近有一个装配工厂，一直由它来供应美国的市场。由于市场需求增长迅速，美国的市场。由于市场需求增长迅速，SA决定另外建立一个工厂以决定另外建立一个工厂以服务其东部市场。公司要求供应链管理者去找到一个适合于新工厂服务其东部市场。公司要求供应链管理者去找到一个适合于新工厂的选址。三个坐落于布法罗、孟菲斯和圣路易斯的零部件工厂将为的选址。三个坐落于布法罗、孟菲斯和圣路易斯的零部件工厂将为新工厂供应零部件。该工厂将服务于亚特兰大、波士顿、杰克逊维新工厂供应零部件。该工厂将服务于亚特兰大、波士顿、杰克逊维尔、费
31、城和纽约的市场。候选点的坐标、每个市场的需求量、每个尔、费城和纽约的市场。候选点的坐标、每个市场的需求量、每个零部件工厂的零部件需求量，以及每个供应商或市场的运输成本见零部件工厂的零部件需求量，以及每个供应商或市场的运输成本见表表5-2。供应源/市场运输成本美元/吨英里数量吨坐标xnyn供应源布法罗0.95007001200孟菲斯0.95300250600圣路易斯0.85700225825市场亚特兰大1.5225600500波斯顿1.515010501200杰克逊维尔1.5250800300费城1.5175925975纽约1.530010001080表5-2 SA公司的供应源和市场信息n案例分
32、析（重心法选址模型）案例分析（重心法选址模型）（1）已知信息）已知信息 见表5-2。（2）决策变量）决策变量（3）目标函数）目标函数nnxyn、：某一个市场或供应源的坐标nFn：设施与市场或供应源之间单位产品每英里的运输成本nDn：设施与市场或供应源之间的运输量xy、：设施选址的位置的坐标1minKnnnnTCd D F22()()nnndxxyy其中n采用采用Excel中的中的“规划求解规划求解”软件包求解该选址模型软件包求解该选址模型 求解过程：求解过程：例题5.2 求解步骤：求解步骤：步骤1：将已知条件、决策变量、约束条件、目标函数在Excel的单元格中呈现；步骤2：在Excel中加载一
33、个“规划求解”宏（软件包）；步骤3：采用“规划求解”求得最后结果。n求解结果求解结果 最优选址坐标为（681.3,882.0），使得总成本TC取最小值1265235；从地图上看，这个坐标靠近北卡罗来纳州和弗吉尼亚州的边界。n重心法模型的原理与步骤重心法模型的原理与步骤 对每个供应源或市场n，首先求出dn；通过以下公式获得一个新位置（x,y）如果新位置（x,y）与位置（x,y）几乎相同，则停止；否则，令（x,y）=（x,y），重复以上步骤。11KnnnnnKnnnnD F xdxD Fd 11KnnnnnKnnnnD F ydyD Fd p5.4.3 网络优化模型网络优化模型阶段阶段：网络优化：
34、网络优化 在阶段在阶段，管理者将决定每个设施的位置和产能分，管理者将决定每个设施的位置和产能分配。除了对设施进行选址，管理者还需要决定如何将市配。除了对设施进行选址，管理者还需要决定如何将市场分配给设施。这种分配必需考虑在响应时间方面的顾场分配给设施。这种分配必需考虑在响应时间方面的顾客服务约束。需求量分配决策可以随成本的变化和市场客服务约束。需求量分配决策可以随成本的变化和市场的演变做定期的调整。在设计网络时，通常是共同作出的演变做定期的调整。在设计网络时，通常是共同作出选址和分配的决策。选址和分配的决策。例题例题5.3-1：TelecomOne公司和公司和HighOptic公司都是最新一公
35、司都是最新一代的光纤通信设备制造商。代的光纤通信设备制造商。T公司专注于美国的东半部公司专注于美国的东半部 市场，市场，在巴尔的摩、孟菲斯和威奇托市拥有制造工厂，并服务于在巴尔的摩、孟菲斯和威奇托市拥有制造工厂，并服务于亚特兰大、波士顿和芝加哥的市场。亚特兰大、波士顿和芝加哥的市场。H公司的目标市场在美公司的目标市场在美国的西半部，在夏延和盐湖城拥有工厂，并服务于丹佛、国的西半部，在夏延和盐湖城拥有工厂，并服务于丹佛、奥马哈赫伯特兰的市场。奥马哈赫伯特兰的市场。每个工厂的产能、市场需求、每千单位产品的可变生每个工厂的产能、市场需求、每千单位产品的可变生产和运输成本，以及每月的固定成本见表产和运
36、输成本，以及每月的固定成本见表5-3。T公司和公司和H公司的管理层共同决定将公司合并为一家，公司的管理层共同决定将公司合并为一家，命名为命名为TelecomOptic公司。管理层感到如果将两个网络做公司。管理层感到如果将两个网络做适当的合并将会带来相当大的利益。适当的合并将会带来相当大的利益。TelecomOptic公司将公司将会有会有5个工厂，由它们来服务个工厂，由它们来服务6个市场。管理层在讨论是否个市场。管理层在讨论是否5个工厂都需要。个工厂都需要。需求城市每千单位生产和运输成本（千美元）月产能月固定成本供应城市亚特兰大波士顿芝加哥丹佛奥马哈波特兰（千单位）Ki（千单位）fi巴尔的摩16
37、75400685163011602800187650夏延146019409701004951200243500盐湖城192524001425500950800275000孟菲斯380135554310456652321224100威奇托92216467005083111797312200月需求量（千单位）Dj108146711表5-3 T公司和H公司的产能、需求和成本数据n案例分析案例分析 选择最优的选址和产能分配问题，与阶段选择最优的选址和产能分配问题，与阶段讨论过的区域配置问讨论过的区域配置问题很相似。仅有的差别在于我们现在用的不是一个区域所发生的成本和题很相似。仅有的差别在于我们现在用的
38、不是一个区域所发生的成本和税负，而是具体选址的成本和税负。所以管理层需要利用前面讨论过的税负，而是具体选址的成本和税负。所以管理层需要利用前面讨论过的给定产能工厂选址模型来解决阶段给定产能工厂选址模型来解决阶段中的问题。中的问题。理想上，该问题应该表述为在综合考虑选址的成本、税收和关税之后，使得总利润最大化。假设税收和关税在不同的选址之间不存在差异，那么管理层对工厂的选址和将需求分配到开工的工厂的决策目标在于使总的设施、运输和库存成本最小。（1）已知信息）已知信息 见表见表5-3。n 工厂位置的数量m 市场或需求点的数量jDj市场的年需求量iKi工厂 的产能ifi工厂 开工的月固定成本ijci
39、j 从工厂 生产和运输单位数量到市场的成本（包括生产、库存、运输）（2）决策变量）决策变量 yi：工厂i开工时为1，否则为0；xij：从工厂 i 运到市场 j 的数量。（3）目标函数）目标函数（4）约束条件）约束条件111minnnmiiijijiijf yc x111/1/0,11/01,1/nijjimijiijiijxDjmxK yinyinxinjm 每个区域的需求必须被满足每个工厂的供应量不能超过其产能一个工厂要么开工，要么关闭运输的数量不能为负数n采用采用Excel中的中的“规划求解规划求解”软件包求解该选址模型软件包求解该选址模型 求解过程：求解过程：例题5.3 求解步骤：求解步
40、骤：步骤1：将已知条件、决策变量、约束条件、目标函数在Excel的单元格中呈现；步骤2：在Excel中加载一个“规划求解”宏（软件包）；步骤3：采用“规划求解”求得最后结果。关键点：关键点：约束条件在Excel中的表达形式。将等式或不等式中不为0的一端（表达式）置于excel的单元格中。11-01-01=bin101,1njijimiiijjiijDxjmK yxinyinxinjm n求解结果求解结果 TelecomOptic公司应该关闭威奇托、盐湖城的工厂；该方案相应的最优成本为47401。需求城市需求城市-需求分配需求分配供应城供应城市市亚特兰大亚特兰大波士顿波士顿芝加哥芝加哥丹佛丹佛奥
41、马哈奥马哈波特兰波特兰是否选是否选中中巴尔的摩0820001夏延00067111盐湖城0000000孟菲斯100120001威奇托0000000例题例题5.3-2：（单一供应源、给定产能的工厂选址模（单一供应源、给定产能的工厂选址模型）型）在某些情形下，企业会期望所涉及的供应链网在某些情形下，企业会期望所涉及的供应链网络中一个市场只有一个工厂来供应，称之为单一供络中一个市场只有一个工厂来供应，称之为单一供应源。应源。TelecomOptic公司考虑采用这种形式，因公司考虑采用这种形式，因为它能够降低网络协调的复杂性，对每个设施的柔为它能够降低网络协调的复杂性，对每个设施的柔性要求较少。管理层需
42、要确定，在单一供应源的约性要求较少。管理层需要确定，在单一供应源的约束下，工厂选址需要如何调整。束下，工厂选址需要如何调整。n案例分析案例分析（1）已知信息）已知信息 见表见表5-3。（2）决策变量）决策变量 yi：如果工厂选址在地点i则扥与1，否则为0；xij：从市场 j 由工厂 i 来供应则为1，否则为0。（3）目标函数）目标函数（4）约束条件）约束条件 111minnnmiijijijiijf yD c x1111/1/0,110,11,1nijimjijiijiijxjmD xK yinyinxinjm 每个市场只由一个工厂供货每个工厂的供应量不能超过其产能n求解结果求解结果 Tele
43、comOptic公司应该关闭巴尔的摩、夏延的工厂；该方案相应的最优成本为49717千美元；尽管单一供应源模式似的协调更加容易，并且对工厂的柔性要求更少，但供应链网络的成本每月增加了大约230万美元。需求城市需求城市-需求分配需求分配供应城供应城市市亚特兰大亚特兰大波士顿波士顿芝加哥芝加哥丹佛丹佛奥马哈奥马哈波特兰波特兰是否选是否选中中巴尔的摩0000000夏延0000000盐湖城00060111孟菲斯10800001威奇托00140701p5.4.4 供应链网络设计：工厂与仓库同时选址供应链网络设计：工厂与仓库同时选址n为图为图5-3所示的供应链中的工厂和仓库构建相应的选址模型。所示的供应链中
44、的工厂和仓库构建相应的选址模型。图5-3 一个典型供应链网络工厂供应商仓库市场n（1）符号定义与已知信息）符号定义与已知信息n 潜在的工厂位置的数量m 市场或需求点的数量jDj市场的年需求量iKi 在地点 的工厂的潜在产能iFi在地点 设工厂的固定成本hichi 从供应源 运送一个单位产品到工厂 的成本l 供应商的数量t 潜在的仓库位置的数量hSh供应商 的供应能力eWe在地点 的潜在仓库的储存能力efe 在地点 设仓库的固定成本iecie从工厂 生产和运输一个单位产品到仓库 的成本ejcej从仓库 运送一个单位产品到市场的成本n（2）决策变量）决策变量 yi：如果工厂选址在地点 i 则等于1
45、，否则等于0；ye：如果仓库选址在地点 e 则等于1，否则等于0；xhi：从供应商 h 运送到地点 i 的工厂的数量；xie：从地点 i 的工厂运到仓库 e 的数量；xej：从仓库 e 运到市场 j 的数量。n（3）目标函数）目标函数 使整个供应链的固定和可变成本最小化。11111111minntlnnttmiieehihiieieejejiehiieejF yf yc xc xc xn（4）约束条件）约束条件11111111/01/1/01/1/nhihilthiiehetieiienmieejijmejeejxShlxxinxK yinxxetxW yet 从一个供应商运送的总量不能超过其
46、产能从一个工厂运出的量不能超过其所接收的原料数量工厂的产量不能超过其产能从一个仓库运出的数量不能超过其从工厂所接受的量从一个仓库运出的数量不能超过其1=1/,0,1,0tiejeieejiehixDjmyyxxx产能运送给一个市场的量必需满足其需求n前面所讨论的模型可以进行修改以允许工厂和市场之间的直接前面所讨论的模型可以进行修改以允许工厂和市场之间的直接运送；运送；n我们也可以对先前讨论过的所有模型进行修改，以适应在生产、我们也可以对先前讨论过的所有模型进行修改，以适应在生产、运输、库存成本上所存在的规模经济效应的情形。运输、库存成本上所存在的规模经济效应的情形。n随着问题进一步变得复杂，模
47、型的求解成为难题。随着问题进一步变得复杂，模型的求解成为难题。Excel的规划的规划求解工具难以胜任，需要引入更强的软件如求解工具难以胜任，需要引入更强的软件如GUROBI、ILOG的的CPLEX、LINGO等优化器，或者设计算法、开发软件求解。等优化器，或者设计算法、开发软件求解。p5.4.5 考虑税收、关税和顾客需求考虑税收、关税和顾客需求n从本质上看，企业决策追求的是利润最大化。前述模型可以转从本质上看，企业决策追求的是利润最大化。前述模型可以转化为利润最大化模型。化为利润最大化模型。n给定给定 rj 是在市场是在市场 j 卖出一个单位产品的收入，则给定产能的工厂卖出一个单位产品的收入，
48、则给定产能的工厂选址模型（节选址模型（节5.4 网络规划模型，网络规划模型，pq.21）的目标函数可以修改）的目标函数可以修改为：为：在追求利润最大化的目标下，应允许市场需求不必全部满足（因为满足它无法获利），故约束条件应做如下修改：11111max-mnnnmjijiiijijjiiijrxf yc x 111nnijjijjiixDxDjmp客户的要求或者喜好，如期望的响应时间、对运输方式客户的要求或者喜好，如期望的响应时间、对运输方式或者运输承运商的选择等，会对方案产生影响。或者运输承运商的选择等，会对方案产生影响。n例如，假设在工厂选址点例如，假设在工厂选址点 i 和和 市场市场 j
49、之间有两种运输方式：之间有两种运输方式：1是是海运，海运，2是空运，那么，可以在选址模型中进行修正：定义两个是空运，那么，可以在选址模型中进行修正：定义两个独立的决策变量独立的决策变量xij和和yij，分别对应从工厂选址点，分别对应从工厂选址点 i 和和 市场市场 j 之间之间采用方式采用方式1和方式和方式2所运送的数量。所运送的数量。v5.5 IT在网络设计中的作用在网络设计中的作用一个好的网络设计一个好的网络设计IT系统（系统（决策支持系统决策支持系统）：）：p（1）可以使网络设计问题的建模比使用一个通用工具如）可以使网络设计问题的建模比使用一个通用工具如Excel要容要容易得多。能便利的
50、对一个大型的供应链网络做精确的描述；易得多。能便利的对一个大型的供应链网络做精确的描述；p（2）所含的高性能优化技术，能在合理的时间内给出大型复杂问）所含的高性能优化技术，能在合理的时间内给出大型复杂问题的一个高质量的解；题的一个高质量的解；p（3）能够进行各种模拟情景的分析；）能够进行各种模拟情景的分析；n由于预测中往往存在不确定性，因此对于设计者来说，对多种不同的由于预测中往往存在不确定性，因此对于设计者来说，对多种不同的情境进行网络设计评估的能力将是非常强大的工具；情境进行网络设计评估的能力将是非常强大的工具；n在各种情境中均能保持较好绩效的方案比在一种情景中最优但是在其在各种情境中均能
