（交通运输规划与管理专业论文）分销网络的优化设计和仿真分析.pdf

l 丞窒丝厶堂亟芏位纶塞生塞垴翌 中文摘要 摘要：生产和销售的全球化、用户需求的不确定性和多样性使得供应链管理的重 点幽生产领域转向分销领域。分销网络是联接生产和用户的通道和纽带。设计一 个台理、高效的分销网络，可以使企业在保持较高客户服务水平的同时降低分销 费用。因此，对分销网络设计的研究具有十分重要的现实意义。 本文选取分销网络中最常见的二级分销网络作为研究对象，围绕二级分销网 络的设计并结合具体实例展丌研究。 本文首先分析了分销网络的结构与成本的关系，重点介绍了不用结构的二级 分销网络的绩效特点，通过比较选择了适合i t 分销业的二缴分销网络。 本文接着进行了二级分销网络的i i f 期设计，建立了多年度二级分销网络的模 型，利用遗传算法和分枝定界法相结合的方法对模型进行了求解，确定了分销中 心的位置和各个分销中心的配送范围。 本文最后对二级分销网络进行了分析和评价，利用a r e n a 仿真软件建立了二 级分销网络的仿真模型，通过仿真确定了各个分销中心的订货策略。 关键词：分销网络：遗传算法；分枝定晃法；仿真 分类号：f 2 7 4 ；t p 3 9 1 ，9 = 世塞奎迪i 堂亟兰位盗塞 垒s 婴选! a bs t r a c t a b s t r a c t ：w i t ht h e 豫p i dd e v e l o p m e n to ft h e9 1 0 b a le c o n o m ya n dt h ed i v 盯s i t yo f t h ec u s t o m e rr e q u i r e m e m s 。d i s t r i b u t i o nb e c o m e sm o r ea n dm o r e i m p o r t a i l l 也a n m a n u f a c t u r i n gi n t h es u p p i yc h a i nm a n a g e m e n t c u s t o m e r sa n dm a r i u f k t u r e r sa r e c o n n e c t e db yt h ed i s t r i b u t i o nn e t w o r k aw e l ld e s i g n e dd i s t r i b u t i o nn e t w o r ki s b e n e f i c i a l t op r o v i d eh i g h1 e v e js e r v i c et oc u s t o m e r sw i 也l o wd i s t r i b u t i o nc o s t s oi ti s n e c e s s a r yt os t u d ym ed i s t r i b u t i o nn e t w o r kd e s i g n t 、o l e v e ld i s t r i b u t i o nn e t w o r ki sm a i n l ys t u d i e di n 幽i sp a p e lt h es t u d yi sf o c u s o nt h ed j s t r i b u l i o nn e “v o r kd e s i g nw i l ha 1 1e x a m p l ea n a 】y s i s f i r s t l y t h i sp 印e ra 1 1 a l y z e st h er e l a t i o n sb e t w e e nt h es n l l c t u r ea n dc o s to ft l l e d i s t “b u t i o nn e t 、v o r k a f t e ra n a l y z i n ga j l dc o m p a r i n gt h ep e d t o n 】1 a n c e so ft 量l ed i 丘e r e n t t w o l e v e ld i s t r i b u t i o nn e t w o r k s ，at w o l e v e ld i s 砸b u t i o nn e t w o r ki ss e l e c t e df i o rt h ei t d i s t r i b u t i o n s e c o n d l y ，1 1 1 ep r o p h a s ed e s i 印f o rt h et w o l e v e ld i s t 曲u t i o nn e t 、 r o r ki ss t u d i e d a m u l t i y e a rt w o l e v e ld i s t r i b u t i o nn e t w o r km o d e li sp r e s e n t e d g e n e t i ca l g o r i t l l ma i l d b r a n c ha 1 1 db r a n da l g 嘶n u na r eu s e dt os o l v em em o d e l ，a i l dt 1 1 e nt 王l ep o s i t i o n 觚d s e r v i c es c o d eo f t h ed i s t r i b u t i o nc e n t e rc a l lb ed e t e n i n e d l a s t l v t h ee v a l u a t i o no ft h et w o l e v e ld i s t r i b u t i o nn e 锕o r ki ss t u d i e d t h ea r e n a s j m u l a t i o ns o f n 枷昨i su s e dt oe s t a b l i s h i n g 廿l es i m u l a t i o nm o d e lo fm et w o l e v e l d i s t m u t i o nn e t w o r k t h eo p t i m a lo r d e rs n 铽e g yo fm ed i s t r i b u t i o nc e n t e rc 觚b e d e t e n n i n e db yu s i n gt h es i m u i a t i o nm o d e l k e y w o r d s ：d i s t r i | b u t i o nn e t w o r k ：g e n e t i ca l g o r j t h m ：b m n c ha n db r a i l dm e t h o d ； s i m u l a t i o n c l a s s n o ：f 2 7 4 ：t p 3 91 9 致谢 本论文的工作是在我的导师郎茂祥教授的悉心指导下完成的。对论文的选题、 构思、资料的收集以及最后的定稿，郎老师都倾注了大量的心血。郎老师严谨的 学风，渊博的知识、既教书又育人的高尚思想情操将使我终生受益，在此谨向我 的导师表示崇高的敬意和衷心的感谢! 感谢和我一起学习和生活过的师兄弟姐妹们，他们是：石洪波、曹明兰、燕 娟、葛瑞、刘春启、翟健峰。感谢他们在学习和生活上给我的无私帮助f 感谢我的好朋友王磊、廖镇和程秀昌。感谢他们在生活上对我的关心和支持， 永远难忘读研期间和他们共同走过的同子。 感谢我的父母对我多年的培养，他们殷切的期望和无尽的关怀是鼓励我不断 进取的动力。感谢我的女朋友刘立云，在我读研期问给了很多鼓励与支持。正是 他们无私的奉献和深深的爱，才使我得以顺利完成学业，我愿与他们共享收获的 喜悦。 最后对参加论文评阅和参加论文答辩的各位专家，教授表示衷心感谢! j t 立空煎氐堂亟! i ! ：位途奎! 绪论 1 绪论 】1 研究背景和意义 在竞争同益激烈的今天，经济全球化迅猛发展，用户需求个性化带来产品的 更新换代周期同益缩短。面对不断变化的市场环境，企业要想生存和发展，必须 以市场为核心去适应环境，并及时对市场做出反应，在丁e 确的时问、正确的地点 为客户提供满意的产品和服务。这就要求企业在加强生产管理的同时，更要注重 全面的经营管理。不但要优化企业内部管理，而且要从企业所在供应链的角度出 发，对物资供应、产品加工、分销及用户的售后服务进行全面优化。通过加强供 应链管理，可以提高企业的反应速度，缩短响应时间，从而获得竞争优势。 传统的供应链管理，重点考虑对采购和生产环节的管理。自2 0 世纪8 0 年代以 来，供应链的重心逐渐向需求侧转移，供应链表现为由市场和用户需求驱动的“需 求链”。在面向用户的环境中，企业的驱动力已由生产转向通过分销和服务提供 的附加值。企业的产品能否通过供应链快速地分销到目标市场的关键取决于供应 链上分销网络的健全程度，因此分销网络也就成了供应链存在的基础。 如何及时准确地将货物通过分销网络送到用户手中，是一个亟待解决的问题。 这个问题的关键就是应该设计一个合理的分销网络。因此，设计合理的分销网络 是在当前用户驱动的竞争环境下，提高客户满意度，增强企业竞争力的重要途径。 分销网络的前期设计包括对分销中心的选址和确定分销中心的配送范围。国 内外的学者在这方面己经做了大量的研究工作。但是大多数的分销网络模型没有 考虑分销网络多年度的运营情况，而考虑分销网络多年度的运营情况是本文的 个创新点。 分销网络的后期设计主要是对己建分销网络的分析和评价。这方面的研究工 作大多把分销网络看作是一个静态的系统，但是分销网络是一个复杂的动念系统， 存在着许多不确定性，如顾客需求的不确定性、供需关系的不确定性等。对分销 网络这一动态系统，可以用仿真方法进行分析和评价。用适当的仿真语言建立分 销网络的仿真模型，通过运行仿真模型就可以得到各变量在各状念下的值，这对 分析与评价分销网络将是十分有用的。例如：通过运行分销网络仿真系统，就可 以得到在不同订货策略下分销网络的总费用，通过比较就可以得到最优的订货策 略。通过仿真的方法对分销网络进行分析和评价是本文的又一创新点。 e 塞奎邋厶堂亟堂垃垃毫l绪硷 1 2 国内外研究现状 1 2 1 分销网络优化设计的研究现状 对分销网络的研究始于2 0 世纪6 0 年代。在过去的几十年早，企业经营模式 和经营理念随着市场经济的发展和社会经济环境的变化而不断演变，也就是改过 去的“以产品为中心”为现在的“以用户为中心”。人们从不同的角度建立了不同 的模型，并且在模型的求解算法上也做了大量的研究工作。 1 9 5 9 年h a s s m a 衄建立了一个包括原料采购、产品生产及销售的m i p ( 混合 整数规划) 模型，研究了各阶段的最优库存水平。该模型没有考虑不同产品消耗 相同原料的问题，所以仅仅适用于简单的供应链系统j ”。 1 9 7 4 年g e o 所i o n 和g r a v e s 建立了一个多产品单阶段的m i p 模型，并提出了 一种分解算法，该模型允许增加销售中心，目标函数是总成本最小1 2 1 。 1 9 8 0 年g a v i s h 和g r a v e s 建立的模型考虑了产成品的库存和顾客的随机需求， 把生产管理和产成品库存联系起来【3 】。w m i 锄s 对该模型进行了改进i4 1 。 1 9 8 5 年b u m s 等考虑分销网络的协调，以降低库存、生产和运输费用。他们 主要研究销售系统，对生产过程进行了简化【5 l 。 1 9 8 5 年c o h e n 和l e e 建立了一个m i p 模型，模型的目标函数是非线性的，模 型中可以增加或减少供应链中成员的数量，势考虑相应的生产计划决策及原材料 和中| 日j 产品的流动过程1 6 j 。 以上是分销网络优化设计在国外的一些研究现状，下面是分销网络模型在一 些大公司的应用情况。 位于加拿大的a u l t 食品厂应用了g e o 仃r i o n 和g r a v e s 建立的模型，并进行了 扩展，把生产厂包括进来，将诸如哪个产品必须在哪个工厂生产，哪些工厂应该 为哪些分销中心供货等生产决策与分销决策同时考虑。通过对模型的求解对 些己经存在的分销中心进行了重新定位，并建立了一些薪的分销中心，结果显著 降低了每年用于分销的费用【7 j 。 与上述方法相似，但具有更大规模的工作是d e c 公司在世界范围内进行的全 球化的供应链重组工作。研究人员丌发了一个大规模的定量模型。该模型考虑了 部件供应( 从哪罩的哪个供应商供货) 、生产( 哪个工厂制造哪些产品) 和分销( 在 哪罩对哪些用户服务) 。该模型的目标函数是加权的总费用和周转时间的最小化。 该模型的一个显著特点是考虑了供应链的全球化特点。通过该模型的应用，成功 实现了d e c 公司的全球供应链重组阁。 近年来，我国科学工作者对分销网络优化设计的研究越来越多。陈嘉莉对分 j ；至迪厶堂亟芏：焦盗塞 !绪论 销网络的成本构成进行了详细的分析【9 】。王会刚建立了关于分销网络的成本模型并 进行了求解o 】。蔡文凯对二绂分销网络的结构及其主要成本因素和绩效因素进行 了深入的研究i ”。翟恩东建立了考虑库存管理的多年度分和式仓库模型，并对不 同的二缴分销网络模型进行了比较j j 2 j 。 分销网络模型按研究区域可分为区域性分销网络模型和全球性分销网络模 型：按分销网络的层次可分为单级分销网络模型和多绒分销网络模型：本文重点 研究多绂分销网络模型。 1 2 2 分销网络仿真分析的研究现状 目前关于直接利用仿真技术对分销网络进行分析的研究很少。大多是对物流 系统或供应链系统的仿真研究。 仿真技术是分析研究供应链的一个重要手段。s o u t l l a l l 等( 1 9 8 8 ) 用一个离散 事件仿真系统柬评价不确定数据如顾客订单、工厂交货周期等对供应链性能的影 响。在此基础上，d o 嘶l ap e t r o v i c 等( 1 9 9 8 ) 开发了个特殊的仿真工具s c r i m ， 用来分析生产供应铤在不确定条件下的行为和性能。他们认为，在生产供应链中 存在的不确定性有顾客需求、供应与配送、外部供应等，他们用模糊集合来描述 不确定性。l o 轧n t a 开发了一个叫做s m i l e ( 集成物流评价战略模型) 的决策支 持系统，它能够预测大宗产品的货流4 】。 朱卫锋等对复杂物流系统进行了仿真分析，指出了复杂物流系统仿真研究的 三个方面：复杂物流系统中的不确定性建模；复杂物流系统仿真模型的设计与实 现( 包括仿真策略选择、仿真模型构造及仿真程序设计与实现) ；复杂物流系统 控制l i ”。在之后的研究中，他们又讨论了在不确定性环境下采取周期性盘点策略 的复杂物流系统中各实体订货点的建模与仿真问题【。 唐孝飞对第三方物流配送系统进行了仿真，建立了面向对象的第三方物流配 送仿真系统，通过描述配送系统各组成对象之| 日j 的关系，仿真研究了各种配送控 制功能及其控制参数f l ”。 e d g a r 提出，在需求变动的情况下，供应链中分销网络的优化闯题很难得到满 意的结果，可以在优化计算出的分销网络设计结果的基础上，通过使用仿真技术 模拟客户的动态需求，从而辅助决策【l8 1 。 本文将在研究建立分销网络仿真模型的基础上，在用户需求变动的情况下模 拟各种订货策略对分销网络总费用的影响。 j b 立銮埋厶：羔亟主位j 坌塞 !绮盗 l 3 本文的研究内容 本文的第1 章首先分析了选题的背景和意义，并指出本文的两个创新点( 考 虑分销网络多年度的运营情况的分销网络设计和对分销网络进行仿真分析) 。随 后介绍了国内外对分销网络优化设计和仿真分析的研究现状。 本文的第2 章首先介绍了分销网络和仿真的一些基本概念，并界定了分销网 络优化设计的内容和范围。随后介绍了分销网络仿真支持软件a r e n a 。最后介绍了 仿真技术在分销网络设计和分析中的一些应用。 本文的第3 章首先介绍了分销网络的绩效指标，随后分析了分销网络的结构 和成本的关系，最后着重研究了各种结构二级分销网络的绩效特点。 本文的第4 章建立了多年度二级分销网络模型，运用遗传算法和分枝定界法 的混合算法对模型进行了求解。利用该模型为某公司设计了一个二级分销网络。 本文的第5 章建立了基于a r e n a 的二级分销网络仿真模型，通过运行该仿真 模型可以实时观察二级分销网络的运行情况。通过比较各种订货策略下的分销网 络总费用，可以确定最优的订货策略。 本文的第6 章总结了本文的研究工作，并对需要进一步研究的问题进行了说 明。 j e 塞变通厶堂硒主堂僮盐室 2 盐镫麴伍真堡逾褪述 2 分销和仿真理论概述 2 1 分销理论概述 2 1 1 分销网络概述 所谓分销，是指生产者通过市场的多条途径，把产品分别销售出去，转移到 消费者手中，成为现时的消费品。分销是市场营销活动的起点，是产品进入市场 的入口。分销包括两个方面的内容：一是市场开拓、获取订单的活动，称之为商 流；二是企业获取订单后，组织各种力量将货物配送到用户手中的活动，称之为 物流。产品或服务从生产者流向消费者所经过的整个通道，称为分销网络。这个 网络通常由制造商、批发商、零售商及其他辅助机构组成。在竞争日益激烈、产 品日趋同质化的市场环境中，产品的竞争更多的表现为分销渠道、分销网络的竞 争。分销渠道是市场竞争的产物，也是市场竞争的手段。 分销网络按其是否包含及包含中间商的层级的多少，可分为一级、二级和三 级分销网络。典型的分销网络的结构模型如图2 1 所示。 除 订 订 侩 订剑 安捧单 越 拶 等声1 处f 一一处一 卜皇 理 理 八拶 差1 制造商m 批发商w 零售商r 消费者c q ( 多级) ( 用户) 库一货7 。 运镥_ 一运输+ l 交货+ u 图2 1 分销网络的结构模型 f i g u r e2 1s t n l c t u r em o d e lo f d i s t r i b u t j o nn e t w o r k 图2 1 中，虚线为信息流，表示订单及订货信息由最终消费者经由分销网络下 游成员向上游成员流动；实线为物流，表示货物发运、配送，物流由分销网络上 游成员流向下游成员，最后递交到消费者手中。 在分销网络中，各级网络成员不仅要负责开拓市场、处理用户订单等商务活 e 塞蛮埋厶：兰亟：王位亚塞2 筮缱塑! 笾蠹理监挺述 动还要负责将货物发往其客户的物流配送活动。在这种网络结构中，各级成员 均拥有库存，库存可分为三层，即制造商、批发商( 包含多级批发商) 、零售商三层 库存。物流配送是分销中的一个重要环节。商品的分销离不- 丌实体配送，只有将 物品送到客户手中，才能实现产品的价值和使用价值。 2 1 2 分销网络设计概述 分销网络的酊期设计是指通过分销网络分析，优化确定供应链的制造工厂、 分销中心等设施的位置和数量，并确定分销中心的配送范围，从而使分销系统合 理化，获得运输和库存成本的节约。 分销网络前期设计可以分为三个步骤：第一步是进行网络分析。通过网络分 析，确定网络要素和相关关系，比如工厂的位置、分销地点和数量、供应商的数 量和位置等。第二步是优化设计，采用有关数学模型或其他方法进行优化决策分 析。第三步是组织实施网络设计方案。 分销网络的后期设计包括对分销网络的分析和评价。通过采取一定的运输策 略或订货策略实现分销网络的费用最优。 企业在设计和管理分销网络时，应奉行六大效率政策，即快速反应、高度弹 性、最小库存、优化运输、全面质量控制和产品生命周期支持。尽管这些政策之 b j 存在矛盾，但是它们都有利于提高物流效率。 ( 1 ) 快速反应。顾客的需求可能是规则的，也可能是不规则的。在竞争月益 激烈的今天，能对不规则的顾客需求进行快速反应是企业的竞争优势之一。 ( 2 ) 高度弹性。分销系统中总是不可避免地存在着无法预测的干扰因素，如 订单接收延误、生产中断、货物损坏或需求猛增等，它们会造成企业的不良反应。 因此，分销系统应具有高度的弹性，能够排除干扰，保证有效的顾客服务。 ( 3 ) 最小库存。库存量的大小影响到资金占用和周转速度。库存量大，资金 占用就多，周转速度就慢，因此，必须最大限度地降低库存量，追求“零库存”。 ( 4 ) 优化运输。运输成本占商品总成本的比重可能达到1 0 左右。因此，制 定合理的运输批量、选择经济的运输路线和运输方案能够节约运输成本。 f 5 ) 全面质量控制。一个有缺陷的产品或质次的服务会降低商品的价值和使 用价值。物流是防止劣质商品进入消费领域的最后一道“关口”。实行全面质量管 理，将可以把流入消费领域的缺陷商品降低至零。 ( 6 ) 产品生命周期支持。对产品生命周期支持的承诺是保证产品在一段特定 时问内能按照顾客的要求发挥功效，尤其是在顾客使用产品的过程中，这种支持 可以减少故障成本。 6 ：i e 峦窑迫厶：兰亟i 芷j 幺塞2 筮蟹型伍基堡逾挞述 2 2 仿真技术及其在分销网络中的应用 2 2 1 仿真技术概述 仿真是建立在系统理论、控制理论、相似理论、数理统计、信息技术和计算 机技术等理论基础之上的，以计算机和其它专用物理效应设备为工具，利用系统 模型对真实或假想的系统进行实验，并借助于专家的经验知识、统计数掘和系统 资料对实验结果进行分析研究、做出决策的一门综合性和实验性的学科f l9 l 。 人们在研究一个较为复杂的系统时，通常可以采用两种方法，一种是直接在 实际系统上进行研究，另一种就是在系统的模型上进行研究。在实际系统上进行 研究固然有其真实可信的优点，但是很多情况下是不合适甚至不可行的。 计算机仿真根掘数学模型的形式可分为连续系统仿真和离散系统仿真。从仿 真的角度来讲，由于连续系统模型和离散时间系统模型都可用组方程( 微分方 程和差分方程) 来表示，所以对这两种模型所描述系统的仿真。习惯上称为连续 系统仿真。对于离散事件系统仿真所描述的系统( 通常是逻辑的或数学的关系式， 或者是用描述系统进程的流程图来表示) 的仿真，称为离散系统仿真。 由于本文研究的分销网络系统属于离散事件系统，下面将以离散系统仿真建 模作为讨论的重点。 2 2 2 离散系统仿真建模方法 目前比较典型的三种离散系统建模方法分别为：事件调度法( e v e ms c h e d u l i n 叠 m e t h o d ，e s m ) ，活动扫描法( a “v i t ys c 柚n i n gm e m o d ，a s m ) 和进程交互法 ( p m c e s si n t c r a c t i n gm e m o d ，p i m ) 。 ( 1 ) 事件调度法的特点 事件调度法从本质上讲是一种预定事件发生时l 日j 的策略，它的前提和关键是 定义事件，仿真效率在很大程度上由事件管理的效率决定； 建模灵活。可以应用入机交互界面，动画仿真等。为特殊目的的面向对象技 术提供了良好的基础；并可以运用标准的软件工程方法进行建模； 应用范围广泛，能有效完成和执行成分j 日j 相关较少系统的建模，对活动持续 时i 日j 的确定性( 服从某种分钿的随机变量) 铰强的系统比较方便，但对成分间相 关性强的系统则不直采用此法： 一般需要用户用通用的高级语言编写事件处理子例程，对用户编程技能要求 t 立交道厶生亟! i 兰垃监塞 2 岔熊垂! 伍直理j 垒拯述 高，建模工作量大。 ( 2 ) 活动扫描法的特点 除了设置系统仿真时钟之外，每一个主动成分还设有成分仿真子时钟。仿真 执行程j 芋结构比较复杂； 扫描的对象不是事件而是主动成分。该方法的实质是如何组织活动及其如何 列活动进行扫描，正是在这个意义上该方法被称为活动扫描法； 该方法对各成分相关性很强的系统模型执行效率高。适直仿真某些“用户” 不消失的系统如铁路运输、定期航班运输、城市公共交通系统等，并要求主动 成分的数目不要太多。对于各成分相对独立的系统则不适宜采用此法。 ( 3 ) 进程交互法的特点 具有直观简便，综合性高和概括性强的特点，成为一些运用仿真语言的基本 建模方法； 其模型表示接近实际系统，进程交互仿真语言较之别的仿真策略的仿真语言 简单易学；特别适用于活动可以预测，顺序比较确定的系统，如排队网络系统； 适用该方法的仿真语言，将反映系统特征的活动和事件抽象为一些典型的模 块，其应用范围和描述能力受到现有模块的限制。建模灵活性不如事件调度法， 流程控制复杂。 上述三种策略各有其优缺点，在离散系统仿真中均得到广泛应用。有些仿真 语言采用某一种仿真策略( 如q g e r t 采用p i m ，e c s l 采用a s m ) ，有些仿真语 言采用多种仿真策略( 如s i m a n ，a r e n a 均采用e s m 和p i m 两种策略) 。 对具体系统应选择的策略则依赖于被研究系统的具体特点。同时，值得注意 的是，建模方法虽是决定仿真模型的重要因素之，但建模过程中的建模细节和 技巧对仿真模型的效率也有重要的影响。上述三种建模方法都可以应用在分销网 络系统的仿真中。 2 2 3 仿真支持软件肘e n a 本文应用的仿真环境是a r c n a 离散系统仿真软件。a r e n a 是出r o c k w e l j 公司 丌发的面向过程的仿真软件包。a r e n a 具有以下特点【； ( 1 ) a r e n a 兼备仿真器的易用性和仿真语言的柔性，它可以与其他高级程序 语言( 如：v b ，c c + + ，f o r t r a n ) 进行接口编程。 ( 2 ) a r e n a 通过完整的体系保持其建模的柔性。用户能够随时将s i m a n 模块 与另外一模板县的高级模块混合在一起，因而它具有s i m a n 的一切优点。对于特 别的需要，例如复杂的决策规则或外部数据的选取。用户可以其他高级程序语言 t 直至煎厶笠：亟兰：垃论塞 ：筮铛塑! 笾塞堡j 金拯述 辅助苌现o ( 3 ) 应用a r e n a 用户可以生成自己的模块并且把它们收集在适合各种系统的 模板中。 ( 4 ) a r e n a 提供了集成支持功能，能与多种现有应用系统进行信息交互。a r e n a 可以利用a c t i v e x 技术、a p i 技术、v b a 技术与其它应用程序进行接口编程。a r e n a 可以利用o d b c 技术和o l e 技术与数据库进行数据交换。 ( 5 ) a r e n a 具有强大的相关功能支持模块。输入分析器能够分析输入数据并 拟合为一定的统计分布，也可以对用户给出的拟合分布分析其置信度，并且生成 的分角可直接结合用户模型：输出分析器提供丰富的输出分析功能和表现形式， 以对仿真结果进行分析。方案管理器可保存多次仿真运行的结果数掘，以便在分 析时进行调用。 a r e n a 在物流领域应用广泛。u p s 公司运用a r e n a 对其全球范围的供应商进行 了重新选择，经过重组的供应链系统每年为u p s 降低了上亿元的费用；b a y e r 公 司用a r e n a 对其驳船的运输能力进行了重新分配，并收到了良好的效果。 鉴于a r e i l a 具有上述优点，本文选择a r e n a 作为仿真工具。 2 2 4 仿真技术在分销网络中的应用 对于个确定了分销中心的分销网络系统，可以把其看成是一个在分销中心 持有库存的库存系统。这个库存系统以分销中心为中心，集成考虑库存和运输。 目前，系统仿真技术已经在库存控制领域得到了广泛的应用，并取得了良好 的效果。仿真技术在库存控制中的应用主要包括单品种、单节点库存仿真，生产 和库存系统仿真，分销库存系统仿真，多级库存系统仿真等。使用仿真技术，企 业可以确定何时需要再订货，订多少货：可以确定仓库的位址、钿局和容量；可 以确定各种运输、装卸设备的数量及分配原则：可以确定货物配送方案等等。应 用仿真技术研究库存控制系统的目的是要比较、评价各种库存控制策略的优劣， 以及优化库存控制参数等。 9 j e 毫窑运厶堂亟堂僮诠塞 三级筮熊圈鳖丞统筮援 3 二级分销网络系统分析 3 1 分销网络的绩效指标 对于一个分销网络来说，从战略上有两个重要的绩效衡量指标：顾客服务水 平和分销网络的总成本。 当企业以确保满足顾客需求来确定分销网络的结构时，显然会影响到分销网 络的总成本。因此，企业往往要决定满足顾客需求的程度，也就是说，在确定分 销网络应当达到的绩效水平时应当把顾客满意度和总成本结合起来考虑。 对于分销网络来说，顾客服务水平是一个比较模糊的概念，在实际操作中可 以被细化和解释为许多实际的绩效指标。在这些指标中，对分销网络的构成产生 显著影响的是：顾客响应时间；产品多样性；产品的获取能力；订单跟踪能力； 退货处理能力。顾客响应时间指的是从客户对产品订货开始到收到产品的时间间 隔；产品多样性指的是客户可以从分销点得到的产品的种类或者产品组合的种类； 产品获取能力指的是等客户的订单到达时，仓储中心拥有备货的概率：订单跟踪 能力是指客户跟踪其订单从发出到被处理完毕的能力：退货处理能力是指客户退 掉自己不满意的产品时分销网络处理退货的能力。 对顾客来说，当然希望从所有的这些方面都获得较高的服务水平，但是这些 指标通常是矛盾的。例如一个顾客从“当当”公司的网站上订购书籍可以获得较 好的产品多样性，但是在顾客响应时间上就要比直接去附近的书店购买差很多。 对于一个供应链的分销网络来说，如果目标客户可以忍受比较长的订货提前 期( 从顾客订货到收到所需产品的时间间隔) ，那么分销网络中的分销点就可以比 较少而且距离客户比较远，库存水平也可以比较高；如果目标客户需要很短的订 货提前期，那么分销网络中的分销点就应该比较多而且距离客户比较近，库存水 平一般都比较低。具体情况如图3 1 所示： 舒精点氩 崩喜；r 贽挺翁蜒 图3 1 订货提前期与分销点数量的关系图 f i g l i r e3 1r e la t j o no f o r d e rl e a dt i m ea i l dd i s n 伯m i o np o i mq 啪t i t y j o j e 塞銮墟太堂亟坐僮逾塞 3 三级盆鹭塑络丕红继 3 2 分销网络的结构与成本的关系 结构的变化会从以下几个方面影响到分销网络的总成本【2 0 】： ( 1 ) 库存成本 ( 2 ) 运输成本 ( 3 ) 分销设施的设置和运作成本 ( 4 ) 信息系统的投入成本 随着分销点和其它分销设施数目的增加，库存产品数量和库存成本也会随之 增加，分销设施的设置和运作成本也会随之增加。存在运输的规模经济( 运输达 到一定的规模) 时，分销点的增加会降低分销网络的运输成本；当分销设施的增 加到达运输规模经济增加的临界点时，随着分销点的增加会增加分销网络的运输 成本。具体关系如图3 2 所示。 分销设施数量 图3 2 分销网络成本与分销设施数量的关系图 f i 母脚3 2r e j a t j o no f d j s n j b u 订o nn e 似o r kc o s la n dd i g b m i o ne s 诅b l l s h m e mq u 柚t i t y 分销网络总成本是由库存成本，运输成本和设施成本构成的。伴随着分销设 施总数的增加，分销网络总成本开始下降然后逐渐上升。当企业要减小顾客的反 应时间时，往往要在分销网络总成本最小点之上增加分销设施数量。具体规律如 图3 3 所示： 时间( 成本 分销设施数量 图3 3 分销网络总成本及顾客反应时间与分销设施数量的关系图 f i g u r e3 3r c l a l i o no f d i 刚b u t i o nn e t w o r k 自d t a lc o 瓯c u s t o m c rr e s p o i l s et i i l l e ，柚dd i s 讯b u t i o n e s 诅b l i s l l l n e mq u a n t j t y e 塞变通友堂巫堂焦论塞3 三级筮绡囝缝丕统筮圭匠 3 3 分销网络的结构划分及其绩效分析 这里讨论的分销网络是从制造商到最终消费者的物流传送网络。当然，对于 其它的分销网络，比如从供应商到制造商的分销网络，有些原则也是适用的。在 决定分销网络的结构类型时要根据以下两个重要原则： ( 1 ) 产品是直接配送到顾客区还是只配送到几个顾客区公用的销售点? ( 2 ) 产品流是否经过分销中心的库存缓冲? 根据以上两个原则，分销网络可以分为单级分销网络和多级分销网络。在多 级分销网络中，应用最广泛和最具代表性的是二级分销网络，二级分销网络是多 级分销网络的特殊形式和构成基础。下面对这两种分销网络结构形式分别进行性 能研究。 3 3 1 单级分销网络结构及其绩效分析 在单级分销网络中，典型的形式是产品从制造商处直接运输到最终顾客。在 制造商和顾客之间有一个销售中心，但是销售中心不负责处理任何物流，销售中 心只是起到订单处理的作用，也就是处理信息流，具体的网络结构如图3 4 所示。 一一一一一一一斗信息流 + 物流 图3 4 制造商直销网络结构图 f i g u r e3 4s t n l c t u r eo f m a n u f 砬t l l r e rd i r e c t - s e l l i n gn e t 、o r k 在制造商直接向客户运送产品的模式下，制造商要负担所有的库存。值得注 意的是，在当今信息技术飞速发展的情况下，销售中心越来越虚拟化、网络化。 s 瘟奎适厶望：亟堂位途塞兰级盆鱼随缝丕绽盆圭叵 例如d e l l 计算机公司采用的就是单级分销网络，其销售中心以网站的形式存在， 客户只需在d e i i 计算机公司的网站注册就可以发出产品订单和进行货币支付。 这种制造商产品直销方式的最大优点就是可以使产品库存集中化。制造商集 中处理所有的用户订单然后以比较低的库存来实现比较高的客户产品获取能力。 存顾客需求比较难以预测而且订章中的产品批量比较小但是单价比较高的情况 下，制造商的单数分销模式会带来很高的收益。 制造商产品直销方式的另一个优势是可以通过延迟客户定制服务的方法来有 效降低产品库存。对于b 1 o ( b u i l d t o o r d e r ) 企业来说，可以集中库存产品然后 加工为各种组件等集中处理过顾客的订单后再批量生产产品，这样就可以有效 降低产成品的库存水平。 制造商产品直销方式的缺点是会带来比较高的产品运输费用。因为是制造商 直接库存产品，因此仓储地距离客户的平均距离就会非常大；而且这种方式不便 于产品的运输。因为产品是从制造商处直接运输至客户，因此通常采用包裹运输 ( p a c k a g e ) 的方式，而不能采用费用比较低廉的整车运输( t r u c k l o a d ) 方式。还 有一种情况就是当客户订购的是由不同工厂生产的几种产品的组合时，显然需要 从不同的工厂产生对同一个目的地的多次运输，这样会显著增加运输成本。但是 使用制造商直销网络结构就不会产生设置其它分销设施的固定成本和分销设施的 运作成本。 对于制造商直销网络中的销售中心来说，建设一套良好的信息系统是至关重 要的。良好的信息系统可以实时向顾客提供准确的产品信息和是否有备货的库存 信息，而且在客户下完订单后也可以使客户清晰地跟踪自己订单的处理情况和产 品的配送状态。基于以上对信息系统功能的要求，制造商直销网络要求对分销网 络中的信启系统有比较大的投入。 当采用制造商直销网络时，可能会带来的一个缺点就是顾客响应时间会比较 长，因为订单必须通过销售中心统一处理后，j 送到制造商处，并且从制造商到最 终用户的运输距离往往会比较远。 在产品多样性方面，制造商直销网络允许顾客最大化的挑选产品或产品组合 的种类。例如亚马逊公司，采取直销模式可以使顾客订购上月种图书和其它音像 制品这在普通的书店中是很难想象的。对于顾客来说，如果商家可以直接把产 品送货上门当然可以提高顾客满意度，但是如果顾客需要的是由多个生产厂家生 产的不同产品的一个产品组合，那么直销网络可能产生的一个缺点就是会有不同 的产品分别运输至终端顾客，这显然是会降低顾客满意度的。 制造商直销网络在处理顾客的退货行为时具有先天的不足。对于制造商直销 网络来说，处理顾客退货的成本是巨大的，因为顾客的退货经常并不是从个制 e 童窑迪厶堂亟堂擅j 金塞3 三级盆趟旦鳖丕红盆奎匠 造厂发出的，也就是说顾客得到的产品也许是由几个分厂所生产产品的组合。对 于这种退货情况通常有两种解决办法。第一种办法就是顾客直接将产品退回制造 商，然后再由制造商处理产品分解的事情但是这将给制造商带来显著的运输和 协谪成本；第二种办法就是设立一个产品分解中心柬专门处理退货，但是这又需 要列分解中心进行投资。也会带柬相应成本的增加。 制造商直销网络的绩效特点见表3 i 。 表3 1 制造商直销网络绩效表 成本冈素与服务水平绩效特点 库存成本 冈为是制造商集中车存，冈此成本较低 返输成本运输成本较高，因为不易采取集中运输方式 分销设施及其运作成本 成本很低几乎不需要任何分销设施 信息系统成本投入较高，冈为要将生产过稃羊销售过程进行有效的集成 顾客响麻时间 比较k 的顾客晌府时间 产品多样性具有竹常优异的产品多样性 产品获取能力由丁是制造商集中库存，冈此可以获得比较高的产晶获取能力 订单跟踪能力较差，需要增加投入 退货处理能力比较筹，是制造商直销网络面i 临的主要难题 综合以上制造商直销网络的特点，其适用范围如下：顾客要求产品具有多样 性和较高的可选性，而且顾客的订单所订购的往往是数量少但是单价较大的产品。 目标客户还要能够接受一定的订货延迟时间以及多次送货服务( 当订购不同分厂 生产的不同产品的组合时) 。 因为制造商直销网络结构比较适合制造商推迟顾客定制服务，因此适合m t d 生产模式。对于需求不是很旺盛的产品，建立一个复杂的分销网络显然会产生大 量的固定投资( 建立和运作各种分销设施) ，在这种情况下，制造商直销网络是比较 适合的销售模式。 3 3 2 二级分销网络结构及其绩效分析 二级分销网络的构成相对于单级分销网络就更加多样化。下面对各种二级分 销网络的结构及其绩效特点进行分析。 ( 1 ) 带有整合中心的制造商直销网络 与典型的制造商直销网络不同，带有整合中心的制造商直销网络设置了一个 4 产品运输整合中心。这个产品运输整合中心的作用就是避免前文提到的对同一客 户的多次产品配送问题。也就是说，产品运输整合中心将同一客户订购的由不同 分厂生产的不同产品的组合集成为一次运输行为交付给客户，其具体结构如图3 5 所示。 一一一一一一一啼信息流 - + 物流 图3 5 带有整合中心的制造商直销网络结构图 f i g u 陀3 5s t n i c 眦o f m 锄u f a c t i l r e rd i r e c t - s e l l i n gn c t w o r kw i t hi i l t e g m t ec e n t e r 带有整合中心的制造商直销网络的一个明显优点是有利于延迟顾客定制化服 务，尤其是对于难以预测的顾客需求，带有整合中心的制造商直销网络可以迅速 完成顾客的定制化服务而且避免了大量的库存。 与前文介绍的制造商直销网络相比，带有整合中心的制造商直销网络显然具 有更低的运输成本。因为对于同一客户的组合产品配送，后者只需一次运输即可， 这就大大降低了运输量而且减少了顾客的产品接收次数，因此可以有效提高顾客 满意度。 对于整个供应链来说，制造商成本和销售中心的设置成本都与前一种网络相 同，但是由于设置了产品整合中心，因此会增加部分固定成本( 产品整合中心 的设置成本) 和可变成本( 产品整合中心的运作成本) 。从另一个角度讲，产品整 合中心的设置也可以降低顾客对产品的接收成本，但是总体上供应链的成本还是 呈增加的趋势。 带有整合中心的制造商直销网络需要更加复杂和功能强大的信息系统。因为 制造商、销售中心和产品整合中心的运作需要更加精细的协调，因此对信息系统 的投资相对于普通的制造商直销网络就更大。 在顾客反应时间、产品多样性和产品的获取能力等绩效方面，带有整合中心 的制造商直销网络和普通的制造商直销网络具有相似性。 ：i t 童蛮迪厶堂亟望：位诠室 2 三级坌铛囝终丕统筮蚯 在订单跟踪能力方面，订货行为初始化比较复杂，因为涉及到制造商、销售 中心和产品整合中心的协调问题：当产品在产品整合中心集中处理后，跟踪订单 就比较简单，因为在整合之前颐客的一个订单被分解为多笔业务，整合之后重新 变为卑一业务。带有整合中心的制造商直销网络的退货处理能力也和普通的制造 商直销网络相似。 具有整合中心的制造商直销网络的绩效特点见表3 2 ： 表3 2 带有整合中心的制造商直销网络绩效表 1 l a b i e3 2p e r f b m l a n c eo f m a n u f a c t u r e rd i r e c t s e l l l n gn e t w o r kw i t hi n t e g r a c ec e n t e r 成本冈素与服务水平绩效特点 j 车存成本与制造商直销网络相似 运输成本 远输成本较制造商直销网络低，冈为可以在一定程度上采取集中运 输方式 分销设施及其廷作成本 成本比制造商直销网络高，但是可以降低顾客对产品的接收成本 信息系统成本 信息系统投入比制造商直销网络高 顾客响麻时间与制造商直销网络相似 产品多样性 具有1 r 常优异的产品多样性 产品获取能力 由于是制造商集中库存，因此可以获得比较高的产品获取能力 订单跟踪能力 较著，需要增加投入 退货处理能力 比较筹，与制造商直销网络类似 具有整合中心的制造商直销网络的主要优势就是可以有效降低供应链的运输 成本及提高顾客满意度。基于该优势，具有整合中心的制造商直销网络主要适合 订单数量少，但是单位订单所需产品数量多而且产品来源工厂较少的情况。如果 产品来源工厂比较多，那么有关产品定制服务的协调就会非常困难。 ( 2 ) 分销中心集中库存的分销网络 在这种模式下，产品库存不是位于制造商处，而是存在一个中| 日j 库存点。这 个中间库存点