第5章供应链中的网络设计

0
30 图
60 90 120 150 四家奎因百货商店的二维坐标位置
东
用表中的资料来研究其它几个城市，并用计算 表中的资料来研究其它几个城市， 公式来求解，我们可以得出： 公式来求解，我们可以得出：
cx =
30×2000 + 90×1000 +130×1000 + 60× 2000 2000 +1000 +1000 + 2000
d 1 x = 30, d 1 y = 120, w1 = 2, 000
用同样的方法还可以给出其他各个分店的坐标。 用同样的方法还可以给出其他各个分店的坐标。
北 120
芝加哥 （30，120） 匹兹堡 （90，110） 纽约 （130，130）
90
+
重心（66.7,93.3）
60
30
亚特兰大 （60，40）
生产方式 技能要求、 技能要求、响应时间 要素成本 劳动力、原材料、 劳动力、原材料、 地点细节
阶段Ⅲ 阶段Ⅲ 理想的地点
可获得的基础设施条件
阶段Ⅳ 阶段Ⅳ 选址决策
物流成本 运输、车库、 运输、车库、协调
图5-2 网络设计决策的框架
5.4
设施选址和产能分配模型
管理者进行设施布局和容量配置的目标是 使整个供应链网络的利润最大化。 使整个供应链网络的利润最大化。
在做设计决策时，以下的信息应该是可获得的： 在做设计决策时，以下的信息应该是可获得的： 供应源和市场的位置； 供应源和市场的位置； 潜在的设施地点的区位； 潜在的设施地点的区位； 市场需求预测； 市场需求预测； 每一地点的设施成本、劳动力成本和原材料成本； 每一地点的设施成本、劳动力成本和原材料成本； 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； 每个地点的库存成本和作为数量的函数； 每个地点的库存成本和作为数量的函数； 不同地区产品的销售价格； 不同地区产品的销售价格； 理想的响应时间和其他服务要素。 理想的响应时间和其他服务要素。
第5章 供应链中的 网络设计
内容提要
网络设计在供应链中的作用 影响网络设计决策的因素 网络设计决策的框架 设施选址和产能分配的模型 IT在网络中的作用 在网络中的作用 网络设计决策的实践
如何在全球范围内选定工厂和仓库的位置
学习目标
阅读完本章，你将能够： 阅读完本章，你将能够： 理解网络设计在供应链中的作用； 理解网络设计在供应链中的作用； 识别影响供应链网络设计的因素； 识别影响供应链网络设计的因素； 建立一个制定网络设计决策的框架； 建立一个制定网络设计决策的框架； 利用优化模型来解决设施布局和产能分配 的决策。 的决策。
5.4.1 阶段Ⅱ： 网络优化模型 阶段Ⅱ
在网络设计框架的阶段Ⅱ 在网络设计框架的阶段Ⅱ中，管理者将考虑区域的需求、关税、 阶段 管理者将考虑区域的需求、关税、 规模经济效应，以及总的要素成本以决定设施选址的区域。 规模经济效应，以及总的要素成本以决定设施选址的区域。 Oil公司为例进行分析 公司为例进行分析。 Oil公司是一个在全世界销售 以Sun Oil公司为例进行分析。 Sun Oil公司是一个在全世界销售 石化产品的制造商。 Oil公司的供应链副总裁考虑有几种不 石化产品的制造商。 Sun Oil公司的供应链副总裁考虑有几种不 同的方案来满足需求。一种方案是在每个区域建一个设施。 同的方案来满足需求。一种方案是在每个区域建一个设施。这种 方案的好处是可以降低运输成本， 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 进口时可能征收的税负。 进口时可能征收的税负。这种方案的缺点是工厂的规模是按满足 当地需求来规划的，可能有不能充分利用规模经济效应。 当地需求来规划的，可能有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， 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。在阶段Ⅱ 会增加运输成本和税负。在阶段Ⅱ，管理者必须考虑可量化的权 衡以及一些不可量化的因素，例如竞争环境和政治风险等。 衡以及一些不可量化的因素，例如竞争环境和政治风险等。
5.1 网络设计在供应链中的作用
供应链设施决策包括生产、 供应链设施决策包括生产、储藏或运输相 关设施的区位及每样设备的容量和作用。 关设施的区位及每样设备的容量和作用。设施 决策也称供应链网络设计决策，包括： 决策也称供应链网络设计决策，包括： ⑴设施功能。每一设施有何作用？在每一设施 设施功能。每一设施有何作用？ 中将进行那些流程？ 中将进行那些流程？ 设施区位。设施应布局何处？ ⑵设施区位。设施应布局何处？ 容量配置。每一设施应配置多大容量？ ⑶容量配置。每一设施应配置多大容量？ 市场和供给配置。 ⑷市场和供给配置。每一设施应服务于哪些市 每一设施由哪些供给源供货？ 场？每一设施由哪些供给源供货？
∑
n =1
∑
否则, 设 ( x, y ) = x ' , y ' , 重新从第一步开始 .
3.如果新区位 x ' , y ' 与原有区位 ( x, y )几乎相同 , 则停止运算 .
(
(
)
n =1
)
实例： 实例：
（参见教材P350） 参见教材 ） 计算过程参见第十一章的Excel文件 计算过程参见第十一章的 文件
思考题： 思考题：设施选址决策和产能配置 决策各解决网络设计中的什么问题？ 决策各解决网络设计中的什么问题？
1.需求量在工厂之间的分配 1.需求量在工厂之间的分配
由多个生产工厂向多个销售点供应产品， 由多个生产工厂向多个销售点供应产品， 目标是使设施成本、 目标是使设施成本、运输成本和库存成本 之和最小。 之和最小。 这类问题实际上是《运筹学》 这类问题实际上是《运筹学》中所说的运 输问题，可以用线性规划来进行求解。 输问题，可以用线性规划来进行求解。
堡、纽约和亚特兰大都设有分店。每个分店的商品需 纽约和亚特兰大都设有分店。 求量资料如表所示。 求量资料如表所示。 表：奎因折扣商店的需求量 商店位置 芝加哥 匹兹堡 纽约 亚特兰大 每月运送的货物量（ 每月运送的货物量（车） 2，000 ， 1，000 ， 1，000 ，立 一个新的仓库。公司目前分店的分布如图5.4 一个新的仓库。公司目前分店的分布如图 所示，例如第一个在芝加哥。将数据从表5.3 所示，例如第一个在芝加哥。将数据从表 转换到图5.4上，我们可以发现： 上 我们可以发现： 转换到图
补充材料：厂址选择的方法 补充材料：厂址选择的方法——重心法 重心法 我国许多教材提供的计算方法） （我国许多教材提供的计算方法）
在数学上， 在数学上，所谓重心意为到多边形各顶点皆等 距的内点，且为到各顶点距离总和最小的点。 距的内点，且为到各顶点距离总和最小的点。重心 法即采用此种数学意义上的技巧， 法即采用此种数学意义上的技巧，以求出使运输成 本为最小的配送中心地址。 本为最小的配送中心地址。 这里的重心并不是严格意义上的重心， 这里的重心并不是严格意义上的重心，因为其 用这种方法选址，不仅与工厂的相对距离有关， 用这种方法选址，不仅与工厂的相对距离有关，还 与装运量有关。 与装运量有关。装运量可视为对距离进行加权的权 所以用重心法来选址需要考虑市场的位置、 重。所以用重心法来选址需要考虑市场的位置、运 送到市场上的商品数量以及运输费用。 送到市场上的商品数量以及运输费用。
=
∑
i
d
iy
wi
∑
i
wi
其中⋅⋅ cx = 重心的x轴坐标 c y = 重心的y轴坐标 d ix = 地址i的x轴坐标 d iy = 地址i的y轴坐标 wi = 运往i地或运出i地的产品数量
范例： 范例：说明如何使用重心法选址
范例2 奎因（Quain）折扣百货商店在芝加哥、 范例2：奎因（Quain）折扣百货商店在芝加哥、匹兹
重心法的第一步是将所有地址放在一个坐标系 中来考虑。 中来考虑。这个坐标系的原点与长度单位是任意给 定的， 定的，并与现实中各地点相互间距离保持一致的比 例，一般在地图上设置一个坐标系就很容易做到这 一点。重心由下列两个等式来确定。 一点。重心由下列两个等式来确定。
C
x
=
∑
i
d
ix
wi
∑
i
wi
C
y
参见第5章.xls文件
5.4.2 阶段Ⅲ：重力区位模型 阶段Ⅲ
重力区位模型能使从供应商处运来原材料的运 输成本和向市场运送最终产品的运输成本之和 最小。 最小。 重力区位模型假定无论是市场还是供应商都可 以在坐标系中用点表示出来， 以在坐标系中用点表示出来，所以两点之间的 距离都可以像坐标系中两点之间的距离一样计 算出来。 算出来。 假定运费随着运量的增加呈线性增加。 假定运费随着运量的增加呈线性增加。 重力区位模型可以用来为生产工厂选择区位。 重力区位模型可以用来为生产工厂选择区位。
运输问题的一般数学模型
目标函数： 目标函数：
Z = min ∑∑ C ij xij
5.4.3 阶段Ⅳ：网络优化模型 阶段Ⅳ
在阶段Ⅳ 在阶段Ⅳ，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 对设施进行选址， 能分配。除了对设施进行选址，管理者还要决 如何将市场分配给设施。 定如何将市场分配给设施。这种分配必须考虑 在响应时间方面的顾客服务约束。 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的演 变做定期的调整。在设计网络时， 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。。 作出选址和分配的决策。。
dn =
(x − x n )
2
+ (y − yn )
2
因而总的运输成本TC可表述为： 因而总的运输成本TC可表述为： TC可表述为
TC = ∑ d n Dn Fn
n =1
k
通过循环以下三个步骤， 通过循环以下三个步骤，就可以得到 使总运输成本TC最小的区位 最小的区位： 使总运输成本 最小的区位：