第2章 物流网络配置

1、第第2 2章章 物流网络配置物流网络配置旭日工商管理学院物流专业旭日工商管理学院物流专业周建亨（讲师）周建亨（讲师） MSN: janery_MSN: janery_第第2 2章章 物流网络的构造物流网络的构造 案例案例 比斯（比斯（BisBis）公司）公司2.1 2.1 引言引言2.2 2.2 数据收集数据收集2.3 2.3 模型和数据验证模型和数据验证2.4 2.4 解决技术解决技术2.5 2.5 网络配置决策支持系统的关键特征网络配置决策支持系统的关键特征2.6 2.6 解决比斯公司配送问题解决比斯公司配送问题 大纲什么是物流网络配置？方法论l建模l数据汇集l数据验证解决技术案例研究:

2、BuyPC.com2.1 引言 物流网络物流网络的组成：机构：零售商、生产中心、仓库 / 配送中心、消费者原材料和制成品在机构之间流动供应来源：厂商零售商港口区域仓库：存货点现场仓库：存货点Customers,demandcenterssinks生产/采购成本存货与库存成本运输成本存货与库存成本运输成本举例举例: 有有6个仓储中心、个仓储中心、8个分销商的运输个分销商的运输问题，如下图所示。问题，如下图所示。WH2WH1WH6WH3WH4WH5V1V2V3V4V5V6V7V8图11 运输问题案例假定工厂和零售店的位置不变假定工厂和零售店的位置不变目标：目标：设计物流网络设计物流网络在不同的服务

3、水平要求下在不同的服务水平要求下使系统成本最小化使系统成本最小化生产和采购成本、库存成本生产和采购成本、库存成本设施运营成本、运输成本设施运营成本、运输成本 引入配送中心可以大大减少分销的复杂性引入配送中心可以大大减少分销的复杂性WH2WH1WH6WH3WH4WH5V1V2V3V4V5V6V7V8H1H2图12 运输问题案例配送中心在新建一个在新建一个仓库的成本仓库的成本和和离顾客的距离顾客的距离离之间做出平衡之间做出平衡 直接配送和分销中心配送成本分析直接配送和分销中心配送成本分析PlantCustomerWarehouse图13 运输问题案例成本分析1直接转运和存储的成本比较分析直接转运和

4、存储的成本比较分析存储存储接收接收发运发运图14 运输问题案例成本分析2案例：某彩电企业分拨物流重构案例：某彩电企业分拨物流重构分拨物流重构之前：企业自营分拨物流分拨物流重构之后：企业委托第三方物流企业运作分拨物流系统Logistics Network of company-operated Distribution Model Hubei ProvinceW1W7W5W2W3W6W4Logistics Network of TPL-operated Distribution Model RDCDCHubeiH e n a n ProvinceH u n a n ProvinceJiangxi

5、 Province结果结果从制造商到零售商的响应时间从 7天减少到3天从 DC或者RDC到省内任何一个地方的响应时间小于24小时.在市内的响应时间小于 6个小时.库存维持时间从原来的45天减少到10天， 换句话说，库存周转速度提高了.库存成本减少了19%。决策分类战略计划：这类决策通常包括主要的资本投资，具有长期影响l决定新工厂、配送中心和仓库的数量、位置与规模l在各个工厂内购置新生产设备，设计新的生产中心l设计运输设施、通信设备、数据处理方法等决策分类战术计划：在几个月的时期内有效配置生产与配送资源l劳动力人数l库存政策l确定配送渠道l选择运输和转运工具决策分类运营控制：包括每天的运营决策l

6、为每台机器分配客户订单l分配、发送和处理订单l车辆行程安排网络设计：关键问题选择仓库和/或工厂的最佳数量、位置与规模确定最优采购战略l哪家工厂生产哪种产品确定最佳配送渠道l哪家仓库为哪些客户服务网络设计：关键问题目标是：考虑到下列因素时平衡服务水平目标是：考虑到下列因素时平衡服务水平生产 / 采购成本库存维持成本设备成本（操作成本与固定成本）运输成本也就是说，我们要找到一种使年度成本最低的配送网络配置，以满足一定客户服务水平下的产品需求。网络设计工具：主要组成制图l制图可以使你的供应链与解决方案可视化l使解决方案可视化让你更好地理解不同的假设l彩色编码、大小与应用指标令你可以进行进一步的分析数

7、据l数据说明了你的供应链的成本l基本的成本数据应该与会计数据匹配l产出数据使你可以量化供应链的变化动力l优化技术制图使供应链可视化显示解决方案使你能够比较不同的方案2.2 数据收集 网络设计的数据1. 所有产品的清单。2. 客户、存货点与资源的位置。3. 每位客户对每种产品的需求。4. 运输费率。5. 仓储成本。6. 产品的装运尺寸。7. 根据频率、尺寸、季节和容量区分的订货模式。8. 订单处理成本。9. 客户服务目标。信息太多客户与人口特征客户与人口特征销售数据通常根据客户基础收集。如果销售数据以地理数据库而不是会计数据库为基础，网络规划会更容易一些。1. 距离。2. 运输成本。存在以地理信

8、息系统 （GIS）为基础的人口数据新技术。2.2.1 数据汇集相邻的客户利用网格式网络或集群技术进行汇集。所有在同一网络或同一束中的客户由位于质心(centroid)的单个客户代替。我们将一个网格或束称为一个客户区域。客户汇集的影响因素客户区域平衡l过度汇集造成的精确度的损失l不必要的复杂性影响汇集效率的因素l汇集点的数量，即不同的客户区域的数量l客户在各个区域的分布配送模式产品类型 （p24）为什么要汇集数据获得和处理数据的成本获得数据的形式作为结果位置模型的适用范围预测需求的准确性推荐的方法使用至少300个汇集点。确保每个区域具有相同的总需求量。选取每个区域的中心作为汇集点。这样做的误差通

9、常不会超过这样做的误差通常不会超过1%1%。测试客户汇集1个工厂; 一种产品只考虑运输成本客户数据l原始数据包括18000个5位数的即将发往地区的邮政编码。l汇集的数据包括800个3位数的即将发往地区的编码。l两种情况下总需求相同。Comparing OutputTotal Cost:$5,796,000Total Customers: 18,000Total Cost:$5,793,000Total Customers: 800Cost Difference 1，来加上非库存空间的影响估计固定成本l查表库存库存时间时间平均库存平均库存1.5M1.2M0.8M成本成本仓库规模仓库规模20K40

10、K60K80K其他问题未来需求设备成本l固定成本l装卸成本、劳动力成本、公用事业费用l存储成本，与库存水平成比例2.2.5 仓库容量 （p30 例）SupplySources:plantsvendorsportsRegionalWarehouses:stocking pointsField Warehouses:stockingpointsCustomers,demandcenterssinksProduction/purchase costsInventory &warehousing costsTransportation costsInventory &warehousi

11、ng costsTransportation costs$-$10$20$30$40$50$60$70$80$900246810Number of WarehousesCost (millions $)Total CostTransportation CostFixed CostInventory CostMinimize the cost of your logistics network without compromising service levelsOptimal Number of Warehouses增加仓库数量的影响减少了客户服务时间而提高了服务水平安全库存增加而提高了库存成

12、本增加了一般管理费用和准备成本一定程度上降低了运输成本l降低了运出成本l增加了运入成本产业标准：配送中心的数量产业标准：配送中心的数量Sources: CLM 1999, Herbert W. Davis & Co; LogicTools仓库仓库的平均的平均数量数量31425医药产品医药产品仪器公司仪器公司化学制品化学制品- - 高利润产品高利润产品- - 服务不重要服务不重要( (或易于快速处理或易于快速处理) )- - 存货成本与运输成本相比较高存货成本与运输成本相比较高- - 低利润产品低利润产品- - 服务很重要服务很重要- - 运出成本高于运入成本运出成本高于运入成本典型的网

13、络设计模型几种产品由几家工厂生产每家工厂有已知的生产能力每一个客户区域对每种产品的需求已知这些需求由地区配送中心满足每一个配送中心具有总吞吐量的上限典型的位置模型在配送中心和其服务的区域之间有一个最大值一组潜在的新仓库位置由以下因素决定成本：l准备成本l运输成本与距离成比例l存储与装卸成本l生产 / 供应成本网络设计问题的复杂性一般来说，位置问题是非常难以解决的以下问题使复杂性提高：l客户数量 l产品数量 l潜在仓库位置的数量l仓库的数量2.4 解决技术数学最优化技术：l精确算法：找出最优解l启发式算法：找出“好”的解，不一定是最优解仿真模型：为评估设计者设计的特定方案提供了一种机制启发式算法

14、与对精确算法的需要单个产品两个工厂p1和p2l工厂p1每年的生产能力为20万单位l工厂p2每年的生产能力为6万单位两个工厂的生产成本相同两个仓库w1和w2的装卸成本相同3个市场区域的需求量分别为5万、10万、5万单位例子(p32)一个产品，两个工厂，两个仓库，三个零售店工厂工厂生产能力生产能力P1无限P260000顾客顾客顾客需求顾客需求C150000C21000000C350000P1P2C1C2C3W104345W252212生产能力生产能力市场需求市场需求物流成本物流成本经验寻优法的特点简单可操作性强解决速度快不保证最优，但求较好方案适合l作估计值l数据量大的情况为什么最优化很重要？为什

15、么最优化很重要？需求需求 = 50,000需求需求= 100,000需求需求= 50,000产能产能 = 60,000产能产能 = 200,000$4$5$2$3$4$5$2$1$2生产成本相同，库存成本相同生产成本相同，库存成本相同$0常规方法常规方法1：将每个市场指派给最近的仓库，然后根据成本指定相应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的工厂需求需求= 50,000需求需求= 100,000需求需求= 50,000产能产能 = 60,000产能产能 = 200,000$5 x 140,000$2 x 60,000$2 x 50,000$1 x 100,000$2 x 50

16、,000总成本总成本 = $1,120,000经验寻优法的例子#1应用规则l选择配送成本最低的仓库来满足每个市场P1P2C1C2C3W100000W2140000600005000010000050000P1P2C1C2C3W104345W252212物流成本物流成本解决方案解决方案总成本总成本 = 2*50000+1*100000+2*50000+2*60000+5*140000 = 1120000传统方法传统方法2：根据总到岸成本分配市场根据总到岸成本分配市场需求需求 = 50,000需求需求 = 100,000需求需求 = 50,000产能产能 = 60,000产能产能 = 200,00

17、0$4$5$2$3$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传统方法2：根据总到岸成本分配市场需求 = 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 to

18、 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1由仓库1提供服务，市场2和市场3由仓库2提供服务传统方法2：根据总到岸成本分配市场需求 = 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$3P1 to WH2$7P2 to WH1$7P2 to WH 2$4P1

19、 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经验寻优法例子#2应用规则l对每个市场，选择进仓库的总运输成本最低的仓库路线路线总成本总成本P1-W1-C13P1-W2-C17P2-W1-C17P2-W2-C14路线路线总成本总成本P1-W1-C24P1-W2-C26P2-W1-C28P2-W2-C23路线路线总成本总成本P1-W1-C35P1-W2-C37P2-W1-C39P2-W2-C34P1P2C1C2C3W1500000500000

20、0W290000060000010000050000解决方案解决方案总成本总成本 = 3*50000+5*900000+2*60000+1*100000+2*50000 = 920000什么是 LP？kjxjixwmjkpwij 流向市场从仓库流向仓库从工厂令：什么是 LP？ negative-non flows All000,50000,100000,50000,60s.t.225 432450 :min2,23,12,22,11,21,13,22,21,22,22,13,12,11,11,21,12,21,23,21,23,12,11,12,21,22,11,1wmwmwmwmwmwmwm

21、wmwmpwpwwmwmwmpwpwpwpwwmwmwmwmwmpwpwpwpwxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx数学规划法的解决方案利用线性规划的方法l确定目标函数l确定限制条件l应用专门软件求解 Microsoft Excel 线性规划软件特点l适合数据量适中的问题l解决方案与数学模式有关 错的模式，错的结果l不是动态的方案 适合静态的方案一个简单的例子某集团三个工厂分工不同地生产门窗每个工厂可用的总生产时间有限每个工厂用于生产每扇门或窗的时间已定，如表所示求：应该生产多少门和窗，才能使利润最大？门门窗窗单位利润单位利润$300$500生产单位产品所需时生产单位产品所需

22、时间间可用时可用时间间工厂工厂 1104工厂工厂 20212工厂工厂 33218数学规划法的例子生产能力生产能力P1P260000市场需求市场需求C150000C2100000C350000物流成本物流成本P1P2C1C2C3W104345W252212解决方案解决方案P1P2C1C2C3W11400000500005750032500W206000004250017500总成本总成本740000限制条件限制条件P2的能力60000W1的产销平衡0W2的产销平衡0C1的需求50000C2的需求100000C3的需求50000最优战略案例研究：BuyPC.comDeveloped byJim M

23、orton; UPS Professional ServicesDavid Simchi-Levi; MITMichael Watson; LogicTools, Inc.BuyPC.com 案例研究BuyPC.com 是一家虚拟公司，通过因特网销售计算机BuyPC.com强调第二天送达其计算机lBuyPC.com利用许多配送点实现这一服务，这导致库存投资很大BuyPC.com案例研究BuyPC.com通过UPS递送，在1天之内收到货物区域之外的客户必须利用航空公司递送仓库通过位于亚洲的工厂补充l产品通过洛杉矶到达美国Chicago WHAtlantaMilwaukee1- Day2-Days(利用UPS 地面服务)(利用UPS 第二天送达空运服务)集成运送时间数据确定每一条渠道要求的服务水平l设定模型中的运出费率BuyPC.com案例研究：当前网络运入: $ 851,000运出: $ 2,930,000库存成本: $13,291,000仓库固定成本: $ 1,875,000总成本总成本: $18,947,000BuyPC.com 案例研究：成本的平衡Cost Trade-Off for BuyPC.com$0$2$4$6$8$10$12$14$16$18$20051015Number of DCsC