1、2023-1-22第三章物流网络设计第三章物流网络设计第三章物流网络设计第三章物流网络设计顾客服务战略供应链集成物流网络设物流网络设计计物流信息管理运输管理库存管理物流网络设计供应链协调供应链网络设计 的一般程序物流网络设计的准备综合因素评价方法选址模型的影响因素物流设施选址物流辅助活动第三章物流网络设计本章提要l3.1 物流网络布局对企业绩效的影响l3.2 物流网络规划的一般程序l3.3 物流设施选址的影响因素l3.4 综合因素评价方法l3.5 物流网络规划的准备l3.6 选址模型l3.7 供应链网络规划第三章物流网络设计l物流网络的节点包括供应商、仓库/物流中心、和零售网点等设施，原材料、
2、在制品和产成品通过一定的运输路线在各设施之间流动。l物流网络设计的目标是在不同的服务水平要求下，使系统的总成本最小化，包括库存持有成本、运输成本、设施成本（包括固定成本和可变成本）。l物流网络规划是战略决策的一个重要方面。随着人口变化、市场发展趋势的变化和其它环境因素的变化，物流网络还可能需要不断进行调整，以保证能够应对环境的变化。第三章物流网络设计l物流网络规划的一个核心问题就是设施的选址问题。物流设施选址问题需要做出两方面决策：p一是决定设施的位置、数量、容量；p二是确定产品和客户在各设施之间的分派。第三章物流网络设计设 施物流阶段工厂工厂物流中心物流中心零零售售零零售售零零售售工厂的配置
3、 物流中心的配置零售网点的配置市场工厂工厂工工厂厂顾客顾客顾客顾客顾客顾客顾客顾客工厂物 流 中心零 售 网点客户第三章物流网络设计3.1 3.1 物流网络布局对企业绩效的影响物流网络布局对企业绩效的影响物流网络布局将对企业的整体绩效产生影响，将直接影响企业对顾客需求的响应速度，同时还会影响库存成本、运输成本、设施和搬运成本。设施数目库存成本设施数目运输成本第三章物流网络设计如果增加物流网络中的设施数量，会使得：l减少到客户的距离，可以缩短对顾客需求的响应时间，改进服务水平。l为了保证满足顾客需求的不确定性而增加了安全库存，增加库存成本。l减少了运出设施的距离，即内向运输距离；增加了运进设施的
4、距离，即外向运输距离。会使得总运输成本先降低，后增加。l设施建设费用、管理费用增加。第三章物流网络设计3.2 3.2 物流网络设计过程物流网络设计过程1.评价现有网络的业绩 2.设施位置初选3.通过优化模型，确定物流网络设计方案4.对得出的方案进行可行性评价5.计算出依据可行方案重新布置物流网络的成本和收益6.做出决策第三章物流网络设计3.3 3.3 物流设施选址的影响因素物流设施选址的影响因素1原材料供应 2市场的位置 生产过程中原材料的重量 选址生产类型生产类型 生产过程生产过程 生产过程生产过程 之前的重量之前的重量 之后的重量之后的重量 原料产地原料产地 市市场场失重增重既不失重也不增
5、重生产过程前后的产品重量对比对工厂选址的影响生产过程前后的产品重量对比对工厂选址的影响韦伯的工业分类（韦伯的工业分类（Alfred Weber）第三章物流网络设计3地理环境和气候4当地政府的政策5社区情况6环境保护7动力、能源的供应量和成本8劳动力因素9建筑成本和土地成本10.物流和设施成本第三章物流网络设计3.4 3.4 综合因素评价方法综合因素评价方法根据影响因素与成本的关系，可以将其分为成本因素和非成本因素。l成本因素，又称为客观因素，即与成本有直接关系的因素，可以用货币单位来衡量。l非成本因素，又称为主观因素，即与成本无直接关系，但能间接影响产品成本和未来企业发展的因素。在选择潜在设施
6、位置时，往往需要用综合因素评价方法综合评价客观因素和主观因素。第三章物流网络设计位置量度法是综合因素评价方法的一种，该方法先分别评价客观因素和主观因素，然后将两类因素综合评价，步骤如下。确定必要因素分为成本因素和非成本因素两大类确定客观量度值确定主观评比值确定主观量度值确定位置量度值第三章物流网络设计第一步：确定必要因素。研究所要考虑的各种因素，从中确定哪些是必要的。假若某一处位置无法满足任意一项必要因素，则应将它删除。第二步：将各种必要因素分为客观因素（成本因素）和主观因素（非成本因素）两大类。客观因素应能用货币来评价。主观因素相对而言是定性的，无法用货币单位表示。同时确定主观因素与客观因素
7、的比重，以反映其相对重要性。如果主观和客观因素同样重要时，则其比重均为0.5。X=主观因素的比重值1-X=客观因素的比重值第三章物流网络设计第三步：确定客观量度值。这个值的大小受该位置的各项成本的大小而影响。其计算方法用数学方程式可表示为：Ciji可行位置的第j项成本Ci第i可行位置的总成本OMi第i可行位置的客观量度值 各可行位置的量度值相加，总和必等于1M客观因素数目，N为可行位置数第三章物流网络设计第四步：确定主观评比值。得用强迫选择法来衡量各位置的优劣。强迫选择法是将每一可行位置与其他位置分别作出成对的比较。较佳位置配以比重值为1，较差的位置的比重值则为0。然后。依据各位置所得到的比重
8、与总比重的比例来计算该位置的主观评比值（Sik)。以数学方程式表示，则为：Siki位置对K因素的主观评比值Wiki位置在K因素中的比重；第三章物流网络设计第五步：确定主观量度值。首先对各主观因素配上一个重要指数（Ik)。此指数的分配方法可应用第四步中描述的强迫选择法来确定。然后，再以每因素的主观评比与该因素的重要指数，分别计算每一可行位置的主量度值（SMi)。SMii位置的主观度量值Ikk主观因素的重要指数Siki位置对于k因素的评比M主观因素的数目第三章物流网络设计第六步：确定位置量度值。位置量度值（LMi)为对一处可行位置的整体评估，其计算方程式为LMi=X(SMi)+(1-X)(OMi)
9、LMii位置的位置量度值X主观比重值（1-X）客观比重值SMii位置的主观量度值OMii位置的客观量度值位置量度值最大的为最佳选择方案第三章物流网络设计例例 3-13-1某公司筹建物流中心，合适的地点有甲、乙、丙三处。各种生产成本因地址的不同而有区别。每年的费用归纳如下表。成本（千元）甲乙丙工资250230248运输费181203190租金758391其它费用17922 在决定之前，该公司还考虑了一些主观因素，如当地的竞争能力、气候变化和周围环境等。就竞争能力来说，丙地最强，甲乙两地相平；就气候来说，甲比乙好，丙地最好。至于环境，乙地最优，其次为丙地、甲地。如果各主观因素的重要指数依次为0.6
10、、0.3和0.1，试以位置量度法，找出一个合适的位置。第三章物流网络设计3.5 3.5 物流网络设计的准备物流网络设计的准备一、物流网络设计数据收集 1.所需数据第三章物流网络设计2.客户需求数据汇总l从网络规划的角度来看，没有必要将每个客户单独考虑。如果成本估计的准确性没有明显降低，可以按地理位置采用网格或其他聚类技术将距离较近的客户集合起来。l客户群组的划分会影响运输成本估计的准确性。遵循以下三个建议能够有效地控制这种误差：p将需求点汇总为150-200个区域。如果客户按照服务水平或交货频率分类，则在每一类中汇总为150-200个点；p确保每个区域所汇总的需求量大至相同，这意味着每个区的面
11、积可能不等；p以每个汇总区域的中心作为汇集点。l需求数据汇总能够降低物流网络设计问题的数据处理量，简化建模和求解过程，同时在汇总层次上的需求变动减少，能够更准确预测未来需求。第三章物流网络设计l数据汇集的影响年份2002200320042005200620072008顾客122346285491956725457319862189719854顾客217835217651987524346228761465324987总计40181503143944249803548623655044841统计量年均需求量年需求标准差变差系数顾客12423746580.192顾客22090534270.173总
12、计4514267570.150两个顾客的历史数据两个顾客的历史数据历史数据汇总历史数据汇总第三章物流网络设计3.产品分组将企业的产品汇总为合理数量的产品组合。物流网络设计时常常要求产品组别不超过20个。可以根据以下原则将产品汇集为合理数量的产品组。pa)配送模式。所有在一个供应源头分拣并送往一个顾客的产品集合成一类。pb)产品类型。在许多情况下，不同的产品可能仅仅在产品型号、款式或包装形式上有所不同，这些产品就可以汇集成一类。第三章物流网络设计4.运输费率 在现代物流系统的运输体系下，企业的运输需求可以通过选择以下两种基本方式实现。第一，使用自营车队；第二，与专业运输公司或第三方物流企业签订运
13、输服务合同。在模型中考虑外部车队的运输费率要复杂的多，因为可能有许多种不同的运输费率。对于只有2类产品、5种运输批量、200个客户，5座仓库、2个工厂的小型网络而言，所有产品流组合的运输费率就可能有(2520052)种=20000种。第三章物流网络设计5.里程估计p直线距离p拆线距离p球面坐标p地理信息系统直线距离折线距离xxjxiOyjyjy起 点i终 点j第三章物流网络设计6.设施成本与设施相关的成本包括：p固定成本p可变成本7.设施的生产能力8.服务水平需求第三章物流网络设计9.其它因素和限制条件p未来需求p资金限制，如：可用于新设施的最高投资额。p法律和政治限制，如：在评估某潜在选址点
14、时，应避开某些区域p人员限制，如：现有的为新设施配套的人员的数量和质量。第三章物流网络设计二、物流网络设计分析工具1.物流网络设计模型p仿真模型p最优化模型p启发式模型2.决策支持系统p交互系统p数据管理系统p建模子系统p输出系统第三章物流网络设计启发式算法与精确算法的比较例3-2（1）单个产品（2）两个工厂p1和p2工厂p1每年的生产能力为20万单位工厂p2每年的生产能力为6万单位（3）两个工厂的生产成本相同（4）两个仓库w1和w2的装卸成本相同（5）3个市场区域的需求量分别为5万、10万、5万单位第三章物流网络设计需求=50,000需求=100,000需求=50,000产能=60,000产
15、能=200,000$4$5$2$3$4$5$2$1$2生产成本相同，库存成本相同$0第三章物流网络设计启发式模型一需求=50,000需求=100,000需求=50,000产能=60,000产能=200,000$5 x 140,000$2 x 60,000$2 x 50,000$1 x 100,000$2 x 50,000总成本=$1,120,000将每个市场指派给最近的仓库，然后根据成本指定相应的工厂将每个市场指派给最近的仓库，然后根据成本指定相应的工厂第三章物流网络设计启发式模型二需求=50,000需求=100,000需求=50,000产能=60,000产能=200,000$4$5$2$3$
16、4$5$2$1$2$0P1 to WH1$3P1 to WH2$7P2 to WH1$7P2 to WH 2$4P1 to WH1$4P1 to WH2$6P2 to WH1$8P2 to WH 2$3P1 to WH1$5P1 to WH2$7P2 to WH1$9P2 to WH 2$4根据总到岸成本分配市场根据总到岸成本分配市场第三章物流网络设计启发式模型二（续）需求=50,000需求=100,000需求=50,000产能=60,000产能=200,000$4$5$2$3$4$5$2$1$2$0P1 to WH1$3P1 to WH2$7P2 to WH1$7P2 to WH 2$4P1
17、 to WH1$4P1 to WH2$6P2 to WH1$8P2 to WH 2$3P1 to WH1$5P1 to WH2$7P2 to WH1$9P2 to WH 2$4市场市场1由仓库由仓库1提供服务，市场提供服务，市场2和市场和市场3由仓库由仓库2提供服务提供服务根据总到岸成本分配市场根据总到岸成本分配市场第三章物流网络设计启发式模型二（续）需求=50,000需求=100,000需求=50,000产能=60,000产能=200,000$5 x 90,000$2 x 60,000$3 x 50,000$1 x 100,000$2 x 50,000$0 x 50,000P1 to WH1
18、$3P1 to WH2$7P2 to WH1$7P2 to WH 2$4P1 to WH1$4P1 to WH2$6P2 to WH1$8P2 to WH 2$3P1 to WH1$5P1 to WH2$7P2 to WH1$9P2 to WH 2$4总成本=$920,000根据总到岸成本分配市场根据总到岸成本分配市场第三章物流网络设计最优化模型第三章物流网络设计最优方案第三章物流网络设计3.6 3.6 选址模型选址模型一、单设施选址模型 单设施选址模型的代表是重心法。重心法用于一个已定地区内设置一个服务中心的定位问题，目标是服务中心到各客户之间的运输费用为最小。设有几个客户，各客户的坐标为（
19、xj,yj）(j=1,2,n)，服务中心的坐标为(x0,y0)。服务中心到客户j的运输费用为Cj，总运输费用为TC，则有 式中：hj从服务中心到用户的运输费率；Wj向用户j的货物运输量；dj从服务中心到用户j的直线距离；第三章物流网络设计为了求出使总运输费用最小的服务中心位置，将上式分别对x0,y0求偏导数，并令其等于零。第三章物流网络设计例3-3 如下表所示，有4个用户和一个服务中心配送货物，4个用户的物资需求量和坐标均是已知的，现在用重心求解物流中心的最佳位置。用户需求量运输费率坐标xjyj1252223511332.5510841549第三章物流网络设计二、多设施选址模型 对于大多数企业
20、而言，往往需要同时决定两个或多个设施的位置。在物流网络规划中，最常见的多设施选址问题就是对物流中心的选址。由于物流中心选址问题是企业普遍遇到的问题，所以我们将该问题作为多设施选址的一类普遍问题来加以研究。第三章物流网络设计物流中心选址一般可以归为这样几个基本的问题：p物流网络中应该有多少个物流中心，这些物流中心该有多大规模，应位于什么地点？p哪些客户指定由物流中心负责供应？各个工厂、供应商应指定由哪些物流中心负责？p各个物流中心中应该存放哪些产品？哪些产品应从工厂、供应商或港口直接运送到客户手中？第三章物流网络设计1.Baumol-Wolfe模型 这个模型所考虑的问题：p各个工厂向哪些仓库运输
21、多少货物？p各个仓库向哪些用户发送多少货物？p然后根据物流量的大小，来决定仓库的容量。目标：在满足供应及需求约束下，追求由运输费（工厂到仓库的运输费用）、输送费（仓库到客户的运输费用）及可变费组成的总费用最低，以此选定物流中心。优点：将物流中心运营时的可变费表示为凹函数，即考虑了批量效益；可以估计选定的物流中心的流量。缺点：未考虑物流中心的固定费用及容量限制。第三章物流网络设计2.P-中值模型在一个给定数量和位置的需求集合和一个候选设施的集合下，分别为P个设施找到合适的位置并指派每个需求点到一个特定的设施，使之达到在工厂和需求点之间的运输费用最低。P-中值模型一般适用于工厂或者仓库的选址问题，
22、例如要求在它们和零售商或者顾客之间的费用最小。第三章物流网络设计3.ELSON混合整数规划模型该模型有以下假设条件：p仅在一定的备选地点范围内考虑新的物流中心的位置；p用户的需求量按区域总计；p用服务水平来表示不同的运输手段；p运费和运输量成正比；p对于需要扩建的仓库，首先扩建到预先确定的最小扩建容量，然后，根据提高经济效益的要求，允许在最小扩建容量与最大扩建容量之间继续扩建，这时所需的扩建费与扩建容量成正比；p新建仓库应确保开业时的容量，允许以后扩大到预定的最大可能容量为止；p对于计划投资，按投资收益率来判断其是否合理。第三章物流网络设计三、零售设施选址模型 重力模型基本思想：两座相互竞争的
23、城市从一座介于其间的小镇吸引的贸易量与每座城市的人口成正比例，而与城市与小镇之间的距离的平方成反比例。尽管该模型相当简单，但在使用过程中却不断丰富起来，零售网点带来的“公众”代替了“人口”。公众变量指商店、在库品种数、库存保有水平、或其他能吸引顾客特性的平方根。最初公式里的“距离”变成了顾客驾车到竞争性零售网点和到规划地的距离或时间。距离或驾车时间的影响可以根据经验获得以更好地反映距离或时间对贸易的排斥作用。第三章物流网络设计式中：l Eij从人口中心i被吸引到零售点j的预期需求；l Pij顾客从人口中心i出行到零售点j的概率；l Ci人口中心i的客户需求；l Sj零售点j的规模；l Tij从
24、人口中心i到零售点j的出行时间；l n零售点j的数量；l 经验估计参数；第三章物流网络设计四、传递服务型设施的选址模型目标：用多点定点的方式来有效覆盖一定的地理区域。决策步骤包括以下几步：p建立服务目标。这个目标要简单明了，例如，城市里的每个人都能在10分钟之内得到救护车的帮助。p用数学方法表示一个服务区域，根据普查区域、邮编、地区或者城市不同把顾客分组，从设施到顾客群的时间也必须知道。p确定各服务区的需求。对各顾客群的需求进行集中，然后合理安排各地区的服务产能。p列出潜在地址，确定地址和需求之间的关系。第三章物流网络设计p传递服务设施的典型模型是覆盖模型。p覆盖模型可用于需求已知的需求点，确
25、定一组服务设施来满足这些需求点的需求，能够确定服务设施的最小数量和合适的位置。p两类覆盖模型：集合覆盖模型和最大覆盖模型。集合覆盖模型，要用最少数量的设施去覆盖所有的需求点；最大覆盖模型，是在给定数量的设施下，覆盖尽可能多的需求点。第三章物流网络设计3.7 3.7 供应链网络规划供应链网络规划一、供应链网络规划的困难 供应商生产厂仓库市场供应网络中的阶段 第三章物流网络设计有三种因素导致全球供应链设计模型非常复杂，且难求出最优解。p全球供应链模型中的税收、关税及本地化要求和法规、条例都使得供应链非常复杂。p供应链中产品周转速度的加快和生命周期的缩短。p全球供应链模型对跨越国界的各种经济条件都要
26、同样有效，并且要有足够的灵活性和健壮性，能够应对突发的意外事件和变化，且能够适应不断变化的产品、客户和供应商。第三章物流网络设计二、供应链网络规划的影响因素1.战略性因素 全球化的供应链网络，通过在不同国家布局不同职能设施，能更好地支持其战略目标的实现。2.技术因素l产品技术特征l生产技术灵活性第三章物流网络设计3.宏观经济因素p关税和税收减让p汇率和需求风险4.政治因素5.对顾客需求的反应时间和地方性设施第三章物流网络设计三、供应链网络规划框架供应链战略供应链战略l竞争战略竞争战略l内部限制内部限制资本、增长战略、现有网络资本、增长战略、现有网络l全球竞争全球竞争l生产技术生产技术成本、规模
27、成本、规模/范围的影响、灵活性范围的影响、灵活性l竞争环境竞争环境l关税和税收鼓励关税和税收鼓励l区域性需求区域性需求规模、增长、一致性、地方特色规模、增长、一致性、地方特色l政治、汇率和需求风险政治、汇率和需求风险地区性的设施地区性的设施构架构架预选地址预选地址设施位置决策设施位置决策l生产方法生产方法需要的技能、反应时间需要的技能、反应时间l基础设施状况基础设施状况l物流成本物流成本运输、库存和协调等运输、库存和协调等l要素成本要素成本劳动力、原材料等劳动力、原材料等第三章物流网络设计第一步，明确供应链战略p管理者必须在企业竞争战略、内部限制和全球竞争这些限制条件基础之上决定供应链战略，这样的供应链才会有效。第二步：明确地区性设施的架构p目标：选择设施布局的区域，明确设施的潜在作用及其最大容量。第三章物流网络设计第三步：选择合适的地点p目标：在将要布局设施的区域范围内选择一系列的地点。理想的地点数量比将要建立的设施数量要多，以便第四点找出精确的区位。第四步：设施位置决策p目标：选择精确的设施布局位置，并决定每个设施的容量。应从第三步选出的一系列理想的地点中进行筛选，找出最优方案。2023-1-22第三章物流网络设计
