供应链网络优化设计
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min 1
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M
m
em
+ n
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N
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j 1 q 1 J N
J
Q
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N
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I
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c imp x imp
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M
J
P
Q
c mjp y mjp
(2)
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j 1 n 1 q 1
•
•
基于转运中心和配送中心选址的供应链设计
1 问题的提出
供应链管理实现了节点企业资源的整合和重新配置。在核心企业的 协调下，将会取消原来存在于供应商、制造商与分销商之间的因不确定 而建立的缓冲库存。但是需要在供应商与制造商之间建立转运中心，在 制造商与分销商之间建立配送中心作为中心仓库，把分散保管的库存物 资汇集在一起，提高包括保管、装卸等在内的效率，主要承担制品的运 输安排兼库存中转。通过合理规划转运中心和配送中心的配送计划和运 输计划，从而降低整个供应链的运输成本，加快物流周转速度；并且通 过集中管理整个供应链的库存，从而降低供应链中各个节点企业中单独 仓库的库存成本，利用集中管理库存模式，最终降低整个供应链的库存 成本。 下面考虑一类有代表性的，以核心企业为主导的供应链设计问题： 供应商将原材料送到核心企业的转运中心，转运中心根据制造商的 需求将原材料适时地运送给制造商，制造商将原材料进行加工后再将产 成品运送到核心企业所属的配送中心，然后配送中心再将产品运送给分 销商（如图 1 所示） 。
+
j 1 n 1 q 1
c
(3) jnq
z
jnq
(4 + n c nkq) D kq n 1 k 1 q 1
（1）
s.t.
m 1
M
m
M
（2）
n 1
N
n N
（3）
m 1
M
x im p S ip
( i 1, 2 , , I , p 1, 2 , , P )
( m 1, 2, , M , n 1, 2, , N )
0 ( i 1, , I ; j 1, , J ; m 1, , M ;
m
, n {0,1} ， y mjp ， z jn q
x imp
n 1, , N ; p 1, 2, , P ; q 1, 2, , Q )
（4）
m 1
M
y m jp D jp
( j 1, 2 , , J , p 1, 2 , , P )
（5）
m 1
M
Q
y m jp
q 1
h q p z jn q
n 1
N
( j 1, 2 , , J , p 1, 2 , , P )
（6）
i 1
供应商 1 供应商 2 … 供应商 I
制造商 1 转运中心 1 配送中心 1 制造商 2 … … … 配送中心 N 转运中心 M 制造商 J 制 造 商 图 1 以核心企业为主导建立转运中心和配送中心的供应链
分销商 1 分销商 2 … 分销商 K
因为供应链中的每个节点都是后一节点的供应商，又是前一节点的 顾客，所以上图中所示的供应链中，制造商扮演着双重角色，既是供应 商的顾客，又是分销商的供应商。该供应链设计的目标是：在转运中心 候选地和配送中心候选地各选择几个分别建立转运中心和配送中心，并 且确定供应商的供应计划以及转运中心和配送中心的配送计划和运输计 划，使得整个供应链网络的建设成本和运营成本最小。
•
2
模型的建立和求解
符号说明：
Ai
：供应商 ：制造商 ：分销商
( i 1, 2 , , I ) ； ( j 1, 2 , , J ) ； ( k 1, 2 , , K ) ； ( m 1, 2 , , M )
B
j
Ck Em
：转运中心候选地
；
M ：开设转运中心的数量限制；
供应链网络优化设计
• 供应链网络设计是供应链管理中重要的战略决策 问题，对供应链战术层和运作层计划的制定与执 行有长期而深远的影响。因此受到了广泛关注并 成为供应链管理研究的热点问题。许多学者分别 从不同的角度对供应链模型研究成果进行了总结。 以往在研究这类问题时，通常以成本最小化或利 润最大化作为供应链设计的目标。但随着市场环 境的变化，这种传统的以成本或利润为中心的供 应链设计方法已经表现初一定的局限性。
（14）
这是一个非线性规划模型。目标函数（1）表示使供应链上包括建立转 运中心和配送中心的固定成本、制造商的生产成本以及从供应地到转运 中心、转运中心到制造商、制造商到配送中心和配送中心到分销商的运 输成本在内的总成本最小；约束条件（2）和（3）分别表示开设转运中 心和配送中心的数量限制；约束条件（4）表示表示各供应商对各种原材 料的供应能力限制；约束条件（5）表示各制造商对各种原材料的需求必 须得到满足；约束条件（6）表示运送到各制造商处的各原材料的数量必 须大于或等于各制造商生产相应产品所需的原材料数量；约束条件（7） 表示所有供应商运入各转运中心的各种原材料的数量与各转运中心运往 所有制造商的各原材料的数量相同；约束条件（8）表示各制造商对各种 产品的产量不小于从制造商运往配送中心的运量；约束条件（9）表示所 有制造商向所有配送中心提供的各种产品的数量应不小于所有分销商对 该产品的需求量，即保证各分销商的需求都能得到满足； （10）表示供应 商只能将原料运往选中的转运中心； （11）表示只有被选中的转运中心才 能向制造商供应原料； （12） 表示制造商只能向选中的配送中心运送产品； （13）和（14）为决策变量的约束。
K
D kq
( q 1, 2 , , Q )
（9） （10） （11） （12） （13）
x im p m x im p y m jp m y m jp z jn q n z jn q
( i 1, 2, , I ; m 1, 2, , M ; p 1, 2, , P ) ( m 1, 2, , M ; j 1, 2, , J ; p 1, 2, , P ) ( j 1, 2, , J ; n 1, 2, , N ; q 1, 2, , Q )
Fn
：配送中心候选地； ( n ：原料序号
1, 2 , , N ) ；
N ：开设配送中心的数量限制；
p
( p 1, 2 , , P ) ； ( q 1, 2 , , Q )
q
：产品序号
；
S ip
：供应商 A i 对第 p 种原料的供应能力； ：制造商 B j 对第 p 种原料的需求量； ：制造商 B j 生产第 q 种产品的产量（即产品供应能力） ；
I
x im p
j 1
J
y m jp
( m 1, 2 , , M , p 1, 2 , , P )
（7）
n 1
N
z jn q S jq
( j 1, 2 , , J , q 1, 2 , , Q )
（8）
j 1 n 1
J
N
z jn q
k 1
决策变量：
m ： 表示是否在第 m 个转运中心候选地建立转运中心，0－1 变量 1—是,0—否） （ ； n ： 表示是否在第 n 个配送中心候选地建立配送中心，0－1 变量 1—是， （ 0—否） ；
ximp ：由第 i 个供应商向第 m 个转运中心候选地运送第 p 种原料的数量； y mjp ：由第 m 个转运中心候选地向第 j 个制造商供应第 p 种原料的数量； z jnq ：由第 j 个制造商向第 n 个配送中心候选地运送第 q 种产成品的数量；
•
2 模型的建立和求解
基于以上分析，在以上模型 1 的基础上增加一个新的决策变量 u nkq 表示第 n 个配送中心候选地向第 k 个分销商供应第 q 种产品的数量；用 r i 表示第 i 个供应 商 A i 的重要程度；用 s k 表示第 k 个分销商的重要程度。假设所有配送中心向各 分销商供应的各种产品应不少于各分销商对各种产品的需求量的三分之一。对 于 r i 和 s k 的值，我们可以利 3.4.1 中的方法确定，比如可以利用层次分析法进行 确定。由此我们将模型 1 改进如下： 模型 2：
c
(3) jnq
z
jnq
+
n 1 k 1 q 1
N
K
Q
c nkq u nkq
(4)
（15）
max
2
r
i i 1 m 1 p 1
I
M
P
x imp
（16）
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K
sk
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Q nkq
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M
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模型 1：
min TC
m 1
MLeabharlann Baidu
m
em
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n 1
N
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N K Q
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J
P
c mjp y mjp
(2)
D jp
S jq
Dkq ：分销商 C k 对第 q 种产品的需求量； em ：在转运中心候选地 E m 处建立转运中心和经营转运中心的固定费用； f n ：在配送中心候选地 Fn 处建立配送中心和经营配送中心的固定费用； g jq ：制造商 B j 生产第 q 种产品的单位成本； hqp ：加工单位第 q 种产品所需的第 p 种原料的数量；
n 1
N
n N
（19）
m 1
M
x im p S ip
( i 1, 2 , , I , p 1, 2 , , P )
（20）
m 1
M
y m jp D jp
( j 1, 2 , , J , p 1, 2 , , P )
(1) cimp ：将第 p 种原料由供应商 Ai 处运送到转运中心候选地 E m 处的单位费用； (2) c mjp ： 将第 p 种原料由转运中心候选地 E m 处运送到制造商 B j 处的单位费用； 3) c (jnq ：将第 q 种产品由制造商 B j 处运送到配送中心候选地 Fn 处的单位费用； (4) c nkq ：将第 q 种产品由配送中心候选地 Fn 处运送到分销商 C k 处的单位费用；
• 为了获得竞争优势，企业正逐渐从试图使每一笔交 易都获得最大利润向与客户及其他节点企业（如供 应商、分销商）建立互惠互利的方向转变。另一方 面，供应琏管理实现了节点企业资源的整合和重新 配置。在核心企业的协调下，将取消原来存在于供 应商、制造商与分销商之间的因不确定而建立的缓 冲库存。但是需要在供应商与制造商之间建立转运 中心，在制造商与分销商之间建立配送中心作为中 心仓库，把分散保管的库存物资汇集在一起，提高 包括保管、装卸等在内的效率。通过合理规划转运 中心和配送中心的配送计划和运输计划，从而降低 整个供应链的运输成本，加快物流周转速度；并且 通过集中管理整个供应琏的库存，从而降低供应琏 中各个节点企业中单独仓库的库存成本。
•
•
面向供应商和分销商的供应链设计
1 问题的提出
在以上供应链设计模型 1 中，各个供应商的地位是同等的，即他们 的重要程度我们都认为是相同的；另外，所有分销商的需求都能得到满 足。而在实际中这些条件不一定能得到满足。供应商的评价有一套完整 的评价体系，供应商选择是企业的一个重要决策，一个好的供应商是指 拥有制造高质量产品的加工技术，拥有足够的生产能力，以及能够在获 得利润的同时提供有竞争力的产品。供应商的重要程度是存在一定的差 别的， 在原料供应充足的时候自然可以考虑优先向重要供应商采购原料。 同样分销商的重要程度也可能有很大差别，当制造商的产品供应量有限 而不能满足所有分销商的需求时，这时面临的问题是：有限的产品如何 分配给分销商？自然，销售绩效高的分销商应优先考虑。所以在供应链 设计过程中，核心企业应重点考虑与重要供应商和绩效高的分销商建立 良好的关系，并在供应链设计过程中体现出对其利益的重点关注，在供 应链设计中尽量体现优先向重要供应商采购原料和优先向绩效高的分销 商供应产品的思想。
m 1
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+ n
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基于转运中心和配送中心选址的供应链设计
1 问题的提出
供应链管理实现了节点企业资源的整合和重新配置。在核心企业的 协调下，将会取消原来存在于供应商、制造商与分销商之间的因不确定 而建立的缓冲库存。但是需要在供应商与制造商之间建立转运中心，在 制造商与分销商之间建立配送中心作为中心仓库，把分散保管的库存物 资汇集在一起，提高包括保管、装卸等在内的效率，主要承担制品的运 输安排兼库存中转。通过合理规划转运中心和配送中心的配送计划和运 输计划，从而降低整个供应链的运输成本，加快物流周转速度；并且通 过集中管理整个供应链的库存，从而降低供应链中各个节点企业中单独 仓库的库存成本，利用集中管理库存模式，最终降低整个供应链的库存 成本。 下面考虑一类有代表性的，以核心企业为主导的供应链设计问题： 供应商将原材料送到核心企业的转运中心，转运中心根据制造商的 需求将原材料适时地运送给制造商，制造商将原材料进行加工后再将产 成品运送到核心企业所属的配送中心，然后配送中心再将产品运送给分 销商（如图 1 所示） 。
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供应商 1 供应商 2 … 供应商 I
制造商 1 转运中心 1 配送中心 1 制造商 2 … … … 配送中心 N 转运中心 M 制造商 J 制 造 商 图 1 以核心企业为主导建立转运中心和配送中心的供应链
分销商 1 分销商 2 … 分销商 K
因为供应链中的每个节点都是后一节点的供应商，又是前一节点的 顾客，所以上图中所示的供应链中，制造商扮演着双重角色，既是供应 商的顾客，又是分销商的供应商。该供应链设计的目标是：在转运中心 候选地和配送中心候选地各选择几个分别建立转运中心和配送中心，并 且确定供应商的供应计划以及转运中心和配送中心的配送计划和运输计 划，使得整个供应链网络的建设成本和运营成本最小。
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模型的建立和求解
符号说明：
Ai
：供应商 ：制造商 ：分销商
( i 1, 2 , , I ) ； ( j 1, 2 , , J ) ； ( k 1, 2 , , K ) ； ( m 1, 2 , , M )
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：转运中心候选地
；
M ：开设转运中心的数量限制；
供应链网络优化设计
• 供应链网络设计是供应链管理中重要的战略决策 问题，对供应链战术层和运作层计划的制定与执 行有长期而深远的影响。因此受到了广泛关注并 成为供应链管理研究的热点问题。许多学者分别 从不同的角度对供应链模型研究成果进行了总结。 以往在研究这类问题时，通常以成本最小化或利 润最大化作为供应链设计的目标。但随着市场环 境的变化，这种传统的以成本或利润为中心的供 应链设计方法已经表现初一定的局限性。
（14）
这是一个非线性规划模型。目标函数（1）表示使供应链上包括建立转 运中心和配送中心的固定成本、制造商的生产成本以及从供应地到转运 中心、转运中心到制造商、制造商到配送中心和配送中心到分销商的运 输成本在内的总成本最小；约束条件（2）和（3）分别表示开设转运中 心和配送中心的数量限制；约束条件（4）表示表示各供应商对各种原材 料的供应能力限制；约束条件（5）表示各制造商对各种原材料的需求必 须得到满足；约束条件（6）表示运送到各制造商处的各原材料的数量必 须大于或等于各制造商生产相应产品所需的原材料数量；约束条件（7） 表示所有供应商运入各转运中心的各种原材料的数量与各转运中心运往 所有制造商的各原材料的数量相同；约束条件（8）表示各制造商对各种 产品的产量不小于从制造商运往配送中心的运量；约束条件（9）表示所 有制造商向所有配送中心提供的各种产品的数量应不小于所有分销商对 该产品的需求量，即保证各分销商的需求都能得到满足； （10）表示供应 商只能将原料运往选中的转运中心； （11）表示只有被选中的转运中心才 能向制造商供应原料； （12） 表示制造商只能向选中的配送中心运送产品； （13）和（14）为决策变量的约束。
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( q 1, 2 , , Q )
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：供应商 A i 对第 p 种原料的供应能力； ：制造商 B j 对第 p 种原料的需求量； ：制造商 B j 生产第 q 种产品的产量（即产品供应能力） ；
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决策变量：
m ： 表示是否在第 m 个转运中心候选地建立转运中心，0－1 变量 1—是,0—否） （ ； n ： 表示是否在第 n 个配送中心候选地建立配送中心，0－1 变量 1—是， （ 0—否） ；
ximp ：由第 i 个供应商向第 m 个转运中心候选地运送第 p 种原料的数量； y mjp ：由第 m 个转运中心候选地向第 j 个制造商供应第 p 种原料的数量； z jnq ：由第 j 个制造商向第 n 个配送中心候选地运送第 q 种产成品的数量；
•
2 模型的建立和求解
基于以上分析，在以上模型 1 的基础上增加一个新的决策变量 u nkq 表示第 n 个配送中心候选地向第 k 个分销商供应第 q 种产品的数量；用 r i 表示第 i 个供应 商 A i 的重要程度；用 s k 表示第 k 个分销商的重要程度。假设所有配送中心向各 分销商供应的各种产品应不少于各分销商对各种产品的需求量的三分之一。对 于 r i 和 s k 的值，我们可以利 3.4.1 中的方法确定，比如可以利用层次分析法进行 确定。由此我们将模型 1 改进如下： 模型 2：
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(3) jnq
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n 1 k 1 q 1
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模型 1：
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(1) cimp ：将第 p 种原料由供应商 Ai 处运送到转运中心候选地 E m 处的单位费用； (2) c mjp ： 将第 p 种原料由转运中心候选地 E m 处运送到制造商 B j 处的单位费用； 3) c (jnq ：将第 q 种产品由制造商 B j 处运送到配送中心候选地 Fn 处的单位费用； (4) c nkq ：将第 q 种产品由配送中心候选地 Fn 处运送到分销商 C k 处的单位费用；
• 为了获得竞争优势，企业正逐渐从试图使每一笔交 易都获得最大利润向与客户及其他节点企业（如供 应商、分销商）建立互惠互利的方向转变。另一方 面，供应琏管理实现了节点企业资源的整合和重新 配置。在核心企业的协调下，将取消原来存在于供 应商、制造商与分销商之间的因不确定而建立的缓 冲库存。但是需要在供应商与制造商之间建立转运 中心，在制造商与分销商之间建立配送中心作为中 心仓库，把分散保管的库存物资汇集在一起，提高 包括保管、装卸等在内的效率。通过合理规划转运 中心和配送中心的配送计划和运输计划，从而降低 整个供应链的运输成本，加快物流周转速度；并且 通过集中管理整个供应琏的库存，从而降低供应琏 中各个节点企业中单独仓库的库存成本。
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•
面向供应商和分销商的供应链设计
1 问题的提出
在以上供应链设计模型 1 中，各个供应商的地位是同等的，即他们 的重要程度我们都认为是相同的；另外，所有分销商的需求都能得到满 足。而在实际中这些条件不一定能得到满足。供应商的评价有一套完整 的评价体系，供应商选择是企业的一个重要决策，一个好的供应商是指 拥有制造高质量产品的加工技术，拥有足够的生产能力，以及能够在获 得利润的同时提供有竞争力的产品。供应商的重要程度是存在一定的差 别的， 在原料供应充足的时候自然可以考虑优先向重要供应商采购原料。 同样分销商的重要程度也可能有很大差别，当制造商的产品供应量有限 而不能满足所有分销商的需求时，这时面临的问题是：有限的产品如何 分配给分销商？自然，销售绩效高的分销商应优先考虑。所以在供应链 设计过程中，核心企业应重点考虑与重要供应商和绩效高的分销商建立 良好的关系，并在供应链设计过程中体现出对其利益的重点关注，在供 应链设计中尽量体现优先向重要供应商采购原料和优先向绩效高的分销 商供应产品的思想。