《智慧物流与供应链基础》课件 ch3 网络规划设计

智慧物流与供应链基础第三章

现代物流网络体系规划设计《智慧物流与供应链基础》第三章

现代物流网络体系规划设计3.1现代物流网络体系对企业绩效的影响3.2现代物流网络体系规划设计过程3.3

物流节点选址设计3.4

物流通道分析设计与实现3.5

供应链网络规划设计现代物流网络体系构成现代物流网络体系由物流节点、物流通道、物流对象、参与主体等要素构成，其中，物流节点和物流通道是两个最基本的构成要素。物流节点就是物流枢纽、物流园区、物流中心、配送中心、配送服务站等物流集合点的统称，其所起的作用是作为商品周转、分拣、配货、保管、流通加工等物流活动的场所，克服在流通过程中所产生的时空障碍，促进货物按顾客要求顺利转移。物流通道包括运输通道、物流服务通道和物流信息通道。运输通道包括公路运输、铁路运输、水路运输、航空运输、管道运输五大运输通道；物流服务通道是物流服务的实物载体，例如公路货运专线（班车）、铁路货运班列、水路货运班轮、航空货运航班等；物流信息通道即通过数据库、互联网以及卫星通信技术实现物流节点与运输通道、物流服务通道之间的信息交流，为物流活动的主体和管理者提供决策信息支持，包括物流公共信息服务平台、企业物流信息系统等。现代物流网络体系构成3.1现代物流网络体系对企业绩效的影响物流网络体系对企业整体绩效的影响

物流网络体系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。提高对顾客的响应速度，将使网络所需设施数目增加。物流网络体系对企业绩效的影响（续）物流网络体系布局还会影响运输成本。只要存在规模经济效应，增加设施数目可以降低整个运输成本；当设施数目增加到一定程度时，会使运输批量减少，此时继续增加设施数目，将使整个运输成本增加。随着物流网络体系内设施数目的增加，设施的建设成本、相关运营成本也会增加。3.2现代物流网络体系规划设计过程物流网络体系规划设计一般过程一、评价现有物流网络体系的成效

如果企业已有投入运作的物流网络，那么需要先评价现有物流网络中每个位置的运输成本、存货持有和仓储成本及反应时间。二、物流节点选址设计

物流网络规划设计的核心问题之一是各类物流节点的选址，不同层次设施的运作性质和范围各不相同，选址时所要考虑的因素也有不同的侧重点。可以先确定各类设施选址决策时的影响因素，在此基础上找出适合的多个候选点，并对其进行初评筛选。三、物流通道规划设计

物流通道规划设计的目的是构建快速畅通的货运道路体系，保证不同层级物流节点之间、各项物流功能的顺利实施，最终达到“货储其位，货畅其流”的目标。物流网络体系规划设计一般过程（续）四、建模与算法求解，确定物流网络设计方案（1）收集规划设计所需数据，如各种坐标参数、成本和约束条件。（2）构建网络优化模型，包括确定优化目标和一系列约束条件。（3）选择优化求解方法，由于约束条件和目标函数之间互相关联，并且网络布局会有很多备选解决方案，所以需要采用多种优化算法求解。（4）得出规划设计求解结果，可能存在多个备选方案，有些备选方案会与企业实际运作要求不符，需要剔除或作适当调整。五、根据最终优选方案，重新测算物流网络的成本和收益。将物流网络调整到一个新的布局，会带来物流成本的降低与客户服务能力的提升，同时也需要有新的资金注入。六、做出决策。至此，已经得出了物流网络体系布局新的建议方案，新方案是否实施，取决于专家评审与企业高层管理者的批准。3.3物流节点选址设计一、物流节点选址决策的影响因素（一）原材料供应因素采掘业、原料用量大或原料可运性小的加工工业，以接近原料供应地为佳。（二）需求市场的位置对于强调对客户需求快速响应的企业，则趋向于在需求市场附近布局设施。（三）地理环境和气候有些行业受到地理环境要求限制，如制造厂一般要求土地表面平坦；气候对于产品和作业人员均会产生影响，气候过冷或过热都将增加气温调节的费用，潮湿多雨地区不适合棉纺产品、木器、纸张的加工。（四）当地政府的政策有些地区鼓励在当地投资建厂，在当地划出工业区及各种经济开发区，低价出租或出售土地、厂房、仓库，并在税收、补贴等方面提供优惠政策，一般这些地区基础设施配套，交通、通信、能源、用水均很便利。社会大物流与供应链体系原材料PERSIL30°C40°C60°C95°CNeuJa生产包装上托盘产品进入企业产品库运输商品进入商店LH陈列货架JaPERSIL30°C40°C60°C95°CNeu商店提货运输运输上托盘商品进入企业商品库提货标准件辅料非标件客户废弃物品回收物品物流节点选址决策的影响因素（续）（五）社区情况

对于服务业，周围环境的客流量、购买力水平及人口密度，将直接影响设施选址；对于制造业，周围的文化娱乐设施、公用设施和服务网点、住房和教育情况等，将直接影响职工生活条件。（六）环境保护。如考虑空气污染、水污染、噪声污染、放射污染以及固体废物污染等因素。（七）动力、能源的供应成本。对于一些动力能源消耗大的行业，动力、能源的供应成本因素在选址时将占据重要地位。（八）劳动力成本

不同的产品和生产方法所需要的劳动力成本是不同的，不同地区的薪金水平不同，相应的劳动力成本也不一样。物流节点选址决策的影响因素（续）（九）建筑成本和土地成本

不同的物流节点选址方案，在土地征用、赔偿、拆迁、平整上所花费的费用是不同的。（十）物流和设施成本

当物流网络中的设施数量、设施布局和生产能力配置变化时，物流和设施成本也会随之变化。进行物流网络设计时，企业必须权衡设施成本、库存成本和运输成本之间的关系。

综上所述，物流节点选址要综合考虑成本因素和非成本因素的影响。成本因素包括运输成本、原材料供应成本、人力资源成本、建筑和土地成本等；非成本因素包括经营环境、当地政府政策、自然环境、服务时间要求等。京东多层级物流网络体系——“织网计划”北京、上海、广州、成都、武汉、沈阳、西安、济南8大核心物流枢纽，43座大型智能物流园区，400座分拣/转运中心，1400个全国范围内运营仓库；构建区域物流中心-前置配送中心-城镇配送中心的多级仓储网络；助力90%京东自营线上订单实现当日达或次日达；为全国1000多个农特产地和产业带开展供应链服务。二、物流节点功能定位表3-1我国规划建设的物流节点类型一览表物流节点类型依托条件主要功能定位案例港口物流节点港口国际、国内物流物流分拨配送深圳盐田物流园区空港物流节点航空港航空快运物流上海的浦东空港物流园区公铁联运物流节点公路、铁路运输枢纽多式联运分拨配送北京的良乡物流园区工业物流节点经济开发区、工业园区、高新技术开发区为生产提供物流服务天津的开发区工业物流园区保税物流节点保税区进出口产品保税加工物流青岛保税物流园区等城市配送型物流节点靠近城区的原有仓储基地城市配送物流大连老港区市域物流园区等综合物流节点具有区位、交通、市场等综合优势条件城市或区域综合物流服务上海的西北综合物流园区三、物流节点用地规划与规模控制物流节点是物流企业和物流活动集中的场所，必须追求一定的集聚效益，因此物流节点规模一般不能太小；但是规模过大也不行，会导致其服务半径过大，出现配送不经济现象，引发环境、卫生、供给等一系列问题，因此，物流节点规模应控制在合理区间内。城市物流节点用地规模可以采用参数法、类比法或控制系数法确定。（一）参数法参数法计算公式为：Ｓ＝αβＱε／365式中，Ｓ表示物流节点用地大小（万平方米），α为适站系数，即进入物流节点的物流量占城市总物流量的比；β为分配系数，表示单个物流节点所处理的物流量占城市所有物流节点处理物流量的比例；Ｑ为城市物流需求量或社会货运总量（万吨）；ε为单位生产能力用地参数，表示日处理一吨货物需要物流基础设施的面积（平方米／吨）。物流节点用地规划与规模控制（续）（二）类比法*类比法是参照国内外物流发达地区物流基础设施的规模情况而进行本城市物流基础设施布局的方法。比较常用的对比指标有城市经济规模、物流需求规模等。类比公式为：S1/S2=G1/G2=Q1/Q2式中Ｓ为城市物流基础设施面积，Ｇ为城市区内生产总值，Ｑ为城市物流总量。（三）控制系数法控制系数法强调一个地区货物处理量对物流节点用地规模大小的规划控制，该方法类似于公路等级依据车流量大小而定的方法。一般而言，不同等级物流节点的控制系数K一般是不一样的。物流园区：Ｋ=3.0-4.0，物流中心：K=2.0-3.0，物流配送中心：K=1.0-2.0（用地在200-300亩之间）。如教材pp80表3-3所示。四、物流节点选址模型与算法物流节点的选址方法很多，比较常见的有精确重心法、线性规划法、仿自然法、直角坐标法、求导数法等。这里重点介绍目前应用很广的“基于Excel精确重心法的物流中心选址问题求解方法”。（一）重心法重心法是为了满足物流节点供应客户的货运量需求，需要确定在哪规划建设物流节点，从而实现总运费最小的一种求解方法。重心法求解物流节点位置坐标的计算公式为：X0=∑Wi*Xi/∑WiY0=∑Wi*Yi/∑Wi式中：X0、Y0分别为物流节点重心位置P0的X坐标、Y坐标，Xi、Yi分别为第i个客户Pi位置的X坐标、Y坐标，Wi为第i个设施点的货运量。物流节点选址模型与算法（续）这种问题的目标函数是总运费最小，目标函数为物流节点P0到客户i的距离di，乘以该客户需求量Wi之和，公式如下：总运费：TC=∑di*Wi因为di=[(Xi-X0)^2+(Yi-Y0)^2]^0.5所以

TC=∑di*Wi=∑[(Xi-X0)^2+(Yi-Y0)^2]^0.5*Wi式中di为第i个客户到物流节点的直线距离，Wi为第i个客户需求量（货运量），X0、Y0分别为物流节点的X坐标、Y坐标。

结论：（1）重心法求出的物流节点位置只是近似解，不是最优解，物流节点与客户之间的距离属于直线距离，不符合实际道路真实情况。（2）实际应用中，一般通过重心法求得物流节点位置的初始解，后续还得采用其他方法求出最终解。物流节点选址模型与算法（续）（二）精确重心法为了克服重心法的不足，求出近似最优解（或满意较优解）甚至是最优解，可采用精确重心法。精确重心法迭代公式推导如下：

TC=∑di*Wi=∑[(Xi-X0)^2+(Yi-Y0)^2]^0.5*Wi分别对TC求Xi、Yi的偏导数：

TCx’=∑(Xi-X0)*Wi/di，TCy’=∑(Yi-Y0)*Wi/di令偏导数等于0，解得精确重心法的物流节点重心位置:

Xc=(∑Wi*Xi/di)/∑Wi/di

Yc=(∑Wi*Yi/di)/∑Wi/di求解步骤：先按普通重心法给出初始重心坐标，计算初始解，然后再按新的位置重新计算di1和TC1,看新的TC是否满意,不满意,继续迭代,计算修正(迭代)后的di2和TC2,不满意继续迭代,满意停止。3.4物流通道分析设计与实现一、物流通道规划设计的目标（1）最小化运输成本：通过合理规划运输线路，减少不必要的运输距离和转运次数，从而降低运输成本。（2）提高运输效率：优化运输线路，减少货物在途时间，提高运输效率。（3）确保货物安全：考虑运输过程中的风险因素，选择安全可靠的运输线路。二、物流通道规划设计的步骤（1）确定货物的起点和终点。（2）分析运输配送需求：根据货物的数量、性质、运输时间要求等因素。（3）选择运输方式：根据货物的性质、运输距离、运输时间等因素，选择公路运输、铁路运输、水路运输、航空运输或管道运输。物流通道规划设计步骤（续）（4）规划运输配送线路：根据货物的起点、终点和运输方式，规划最优的运输配送线路。可以使用高德导航、百度导航等GIS工具进行线路规划，考虑道路拥堵情况、道路宽度、交通信号灯、交通事故概率等因素，选择最佳的运输配送路径。（2）制定运输配送计划：根据运输配送线路和客户需求，采用集中运输配送、共同运输配送、分区配送、动态路线规划等方法，制定详细的运输配送计划，包括运输配送时间、车辆调度方法、货物装载分配等。在制定运输配送计划时，需要综合考虑运输成本和时间因素，选择成本较低、时间较短的运输线路。三、物流通道设计的具体措施分析（一）公路货运班车：以“某物流公司开通连接主要工业城市和港口的货运班车服务”为例（1）线路选择：根据货源地和目的地的分布，选择主要交通干线和高速公路作为运输线路，确保快速、稳定的运输服务。（2）车辆配置：根据货物类型和运输量，配置不同规格和载重的货车，以满足不同客户的需求。（3）定时发车：制定固定的发车时间表，确保货物能够按时出发和到达。（4）费用标准：根据运输距离、货物类型和运输量等因素，制定公开透明的运费标准。（5）信息技术支持：通过RFID/GPS/GIS等技术实现货物追踪和车辆调度，提高运输效率和可视化管理。（二）铁路货运班列：以“中欧铁路班列”为例（1）线路规划：经过多个国家，连接中国与欧洲的主要城市，形成完善的货运网络。（2）固定班次：按照固定的班次和发车时间运营，确保货物能够按时到达目的地。（3）货物类型：以集装箱为主要载货方式，适用于各种类型的货物。（4）政策支持：政府提供税收优惠、财政补贴等，降低运营成本。（5）国际合作：与沿线国家铁路部门合作，确保班列的顺利运营。（三）航空货运班机（含无人机）：以“某航空公司开通国际货运航线，并使用无人机进行短途快速配送”为例（1）航线规划：根据市场需求和货物流向，规划合理的航线网络，覆盖全球主要城市。（2）机型选择：根据货物类型、运输量、运输阶段等因素，选择适合的机型，如大型货运飞机或无人机。（3）航班频次：根据市场需求和运力情况，调整航班频次，确保货物及时运输。（4）信息技术支持：通过航空货运管理系统实现货物追踪、航班调度等功能，提高运输效率。（5）安全保障：加强安全检查和风险管理，确保货物运输的安全可靠。（四）水路货运班轮：以“某航运公司开通连接中国主要港口与海外港口的定期班轮服务”为例（1）航线规划：根据港口分布和货物流向，规划合理的航线网络，覆盖全球主要港口。（2）船舶配置：根据货物类型和运输量，配置适合的船舶类型和数量，以满足市场需求。（3）班期安排：按照固定的班期和发船时间运营，确保货物能够按时到达目的地。（4）费用标准：根据航线、船舶类型和运输量等因素，制定公开透明的运费标准。（5）港口合作：与沿线港口的航运公司合作，共同提高运输效率和服务质量。四、主管部门对物流通道设计运营的支持从外部环境出发，特别是政府部门政策层面和行业组织的协调层面，对物流线路的规划设计与运营提供有力支持是至关重要的。（一）公路运输部门1.开通货运专线：（1）规划并建设货运专用通道，确保货物运输的效率和安全性。（2）设定定点、定时、定费用、定车辆类型、定物流线路服务标准，提高物流服务的标准化水平。（3）对使用货运专线的运输车辆实行优惠政策，如减免通行费、提供优先通行权等。2.优化交通管理：（1）实时监控货运专线的交通状况，及时发布交通信息，指导运输车辆合理调配。（2）加强货运专线的交通执法力度，确保运输安全，减少交通事故的发生。3.提升服务水平：（1）加强货运专线的配套设施建设，如提供货车停车场、维修站、加油站等。（2）培训专业的货运司机和服务人员，提高货运专线的服务水平。（二）航空货运部门（1）根据市场需求和货物特性，规划合理的航线网络，确保货物能够快速、高效地到达目的地。（2）鼓励航空公司开通更多国际货运航线，特别是与“一带一路”沿线国家的货运航线，以支持国际贸易的发展。（3）根据《“十四五”航空物流发展专项规划》，到2025年，中国航空企业在中国国际货运市场份额不低于40%，联通国家数量持续增加，国际物流链条加快延伸。（4）出台针对航空货运的税收优惠政策，如降低航空燃油税、航空器进口关税等，降低航空货运成本。（5）提供财政补贴或奖励，鼓励航空公司增加货运航班和运力投入。（6）简化航空货运的审批和监管流程，提高运营效率。（7）加强机场货运设施的建设和改造，提高货物处理能力。（8）鼓励航空公司与机场合作，建立货运枢纽或转运中心，提高货物转运效率。3.5供应链网络规划设计一、供应链网络规划的困难供应链网络规划通常有几个阶段，包括供应商、生产厂、仓库和市场。还可能存在像配送中心和转运点之类的中介设施。一个典型的供应链网络如图3-10所示。供应链网络规划的困难（续）供应链网络规划应该将有关国家、时期、产品、厂房、运输渠道、产品流量和库存的决策变量和限制条件联系在一起。目前，有以下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：（1）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。（2）供应链中产品周转速度加快，生命周期缩短。（3）全球供应链模型对跨越国界的各种经济条件都要同样有效，并且要有足够的灵活性和健壮性，能够应对突发的事件和改变，且能够适应不断变化的产品、客户和供应商。供应链网络规划的困难（红海事件）2023年12月3日，一艘美国军舰和多艘商船当日在红海遭到袭击，被称为“红海事件”。由于红海地理位置的特殊性，其影响范围涉及全量欧洲港口及北非部分港口，导致船舶绕行好望角海域，航运运价上涨。该事件考验了各物流企业面对突发事件的应急响应能力及供应链健壮性。二、供应链网络规划的影响因素供应链网络非常复杂，其网络规划需要考虑多种因素，如战略因素、技术因素、宏观经济因素、政治因素、对顾客需求的反应时间和地方性设施等，这些因素都会影响供应链的网络设计决策。（一）战略因素：全球化的供应链网络，通过在不同国家布局不同职能的设施，能更好地支持其战略目标的实现。（二）技术因素：产品技术特征对网络设计有显著影响。如果生产技术能带来显著的规模经济效益，布局少数大容量的设施是最有效的；反之就该建立为数众多的地方性生产设施，可以降低运输成本。（三）宏观经济因素：宏观经济因素包括税收、关税、汇率和其他一些经济因素。如果一个国家关税高，企业要么放弃这个国家的市场，要么在该国建设生产厂以规避关税。税收减让是指国家或地区的关税或税收的削减，以鼓励企业在特定的区域布局。企业可以在供应链中改变产品流向，选择在当前汇率下成本较低的基地生产更多的商品。供应链网络规划的影响因素（续）（四）政治因素：供应链网络中的企业，希望布局在政局稳定国家。（五）对顾客需求的反应时间和地方性设施：设计供应链网络时，企业必须考虑到客户要求的反应时间。如果企业的客户群认为较短的反应时间很重要，那么它就必须布局在离客户较近的地方，缩短对客户需求的反应时间。三、供应链网络规划框架供应链的网络规划有三个特点：一是阶段多；二是参与者多；三是地理范围广，其网络规划分以下四个步骤：第一步：明确供应链战略。明确企业的供应链客户需求，以及供应链应该具备哪些功能，以支持企业竞争战略的实现。第二步：明确地区性的设施架构。包括每个国家的需求预测，不同地区市场风险、汇率风险和政治风险和竞争者情况。第三步：选择合适的设施布局地点。包括硬件设施和软件设施。硬件设施如供应商的信息、运输服务、通讯、公用事业以及仓储设施；软件设施包括可供雇佣的劳动力、劳动力转换以及当地社区对工商业的接受程度。第四步：设施位置和容量决策。管理者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。课内实践3：基于Excel精确重心法物流中心选址设计某物流公司是一家致力于打造城区家庭奶制品物流配送服务的企业，目前处于初创阶段，短时间内不可能开起一家规模相当的公司。针对目前状况，通过需求数据调查分析，计划在某市红谷滩新区，进行首个项目试点。经过实地考察，公司第一家奶制品配送中心的试点范围，初步确定在红谷滩新区绿茵路丰和都会、红谷世纪花园等涵盖众多大型小区的商圈范围内，该商圈内除了大型小区外，周边还密布着众多小型居民区。请你初定配送中心位置。需求点小区位置经纬度户数人口数人口权重