第三章 供应链的设计与优化

7．分析和评价供应链设计的技术可能性 8．设计供应链
9．检验已产生的供应链 供应链设计的步骤 反馈 北京大学出版社 工具和 技术
3.1
供应链设计的基本问题
3.1.5 基于产品的供应链设计策略 1. 辨别产品类型
不同的产品类型对供应链设计有不同的需求。根据产品 的客户需求模式分类，产品可以分为两类：功能性产品 和创新性产品。
1%～2%
0% 半年到一年 半年到一年
10%～40%
10%～25% 1～2天 1～2天
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3.1
2.设计策略
供应链设计的基本问题
功能性产品和创新性产品的不同特点，决定了它们所选择 和设计的供应链存在明显的差异性。功能性产品的低成 本特性要求选择效率性供应链，而创新性产品的上市速 度与灵活性则要求响应性供应链与之相匹配。
此模型可以通过Excel的“solver”进行求解，求解结果表明最优决策为： 在B和C两地各新建一个工厂和一个仓库，总建设成本为1475000元，总 运输成本102000元，并给出具体的配送方案如图所示。 供应 商 供应 商1 工厂 3500 仓库 3500 仓库 （B） 3000 2500 仓库 1 （C 0） 市场2 市场 市场1
制定外包决策
预测需求、产能与竞争性；分析评估政治经济风险和可获得的基础设施条件
网 络 设 计 决 策 框 架
明确节点设施的区位（节点设施的备选地址） 分析生产方式、技能要求、服务水平、要素成本、物流总成本 节点的容量配置决策 市场供给配置决策
形成网络设计方案
决策方案评估
N
满意否？
Y
形成网络设计决策实施方案
供应链设计与产品类型策略矩阵
功能性产品 效率性供应链 响应性供应链 匹配 不匹配
创新性产品 不匹配 匹配
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3.2
网络设计决策的影响因素
3.2.1 宏观经济与政治因素
关税和税收减让 汇率和需求风险 政治因素
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3.2
战略因素
网络设计决策的影响因素
3.2.2 战略与基础设施因素
供应商1 4500 供应商2 1500 供应商3 3000
工厂 工厂1 工厂2 工厂3
工厂及配送中心的建设成本（元） 建设成本 仓库 450000 650000 700000 仓库1 仓库2 仓库3
建设成本 60000 80000 45000
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3.4
网络设计优化模型
现需要进行供应链网络设计，问工厂和仓库如何进行区位设置，节 点之间的怎样进行供给配置，才能保证市场需求的前提下，使供 应链总成本最小
3.2
网络设计决策的影响因素
3.2.5 物流总成本因素
成 本 库存成本曲线 运输成本曲线
运营成本曲 线 设施数量与成本的关系
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3.3
网络设计决策的框架与内容
宏观经济环境、竞争战略、相关政策法规、内部约束 用SWOT分析法进行现状评价，区分核心与非核心业务
明确供应链战略结构，区分供应链上利润空间大小不同的功能模块
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3.1
供应链设计的基本问题
供应链设计决定了供应链的结构体系,直接决定着供应链 的反应能力与赢利水平,也决定了供应链本身的价值,优 良的供应链系统能够加速产品流通,满足顾客需求的同 时实现供应链的增值。
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3.1
供应链设计的基本问题
3.1.2 供应链设计的几个相关问题
供应链本身是一系列独立的在业务上相互关联的企业在 共同利益基础上结成的网络，供应链管理的突出特点是 系统性。各企业及其相关部门之间相互作用、相互影响 、相互制约。要实现这些企业和部门的协作，设计供应 链必须从系统性角度考虑问题。
供应链管理
W W W . PUP6 . C O M
主
编
曹翠珍 汤晓丹 张敏翠
副主编
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第 3章
【教学目标】
供应链的设计与优化
通过本章的学习，使学生了解供应链设计的基本内容与 原则，熟悉基于产品的供应链设计步骤与策略，正确理 解供应链网络设计决策的影响因素，重点掌握网络设计 决策的内容与优化模型。
战略性原则
北京大学出版社
3.1
供应链设计的基本问题
3.1.4 基于产品的供应链设计步骤
费舍尔认为，供应链的设计要以产品为中心，即应设计
出与产品特性一致的供应链。
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3.1
供应链设计的基本问题
1．分析市场竞争环境 2．分析企业现状 3．提出供应链设计 4．明确供应链设计的目标 5．分析供应链的组成 6．提出组成供应链的基本框架 比较新旧供应链
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3.1
需求特征
产品寿命周期
供应链设计的基本问题
功能性产品
超过两年 5%～20%
创新性产品
1～3年 20%～60%
两 种 不 同 类 型 产 品 需 求 特 征 比 较
边际贡献
产品多样性
预测的平均边际错误率
低（每一目录10～20个）
10%
高（每一目录上千个）
40%～100%
平均缺货率
季末降价率 按订单生产的提前期 按订单生产的提前期
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3.1
供应链设计的基本问题
功能性产品具有变化小、市场需求稳定且可预测、生命 周期长等特点，它主要以产品功能来满足消费者的基本 生活需求，由于产品功能明确，变动性小，市场竞争充 分，其边际利润较低。 创新性产品一般周期短，更新快，市场需求变化频繁， 因而难以预测。如时装，产品的设计和生产跟随时尚潮 流，周期非常短。一旦迎合了市场，就可以在短期内大 量销售，并获得单位产品的高额利润。
供应 商 供应 商1 3 2 供应 商2 8 供应 商3 1 4 6 1 2 4 工厂备选 地 工厂1 4 工厂21 仓库备选地 仓 库1 市场
2
5 7
3
4 2
仓 库2 仓 库3
6
工 厂3
送供 市场1 成应 本链 8 网 络 6 潜 在 7 的 1 节 0 点 市场2 及 9 配 北京大学出版社
9
3.4
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3.1
供应链设计的基本问题
供应链设计的整体系统性问题 供应链设计与物流系统设计问题 供应链设计的环境因素问题
供应链设计与企业再造工程问题
供应链设计与先进制造模式的关系问题
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3.1
供应链设计的基本问题
3.1.3 供应链的设计原则
自顶向下和自底向上相结合的设计原则 简洁性原则 集优化原则 协调性原则 动态性原则 创新性原则
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对所有的i和e
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3.4
3.4.2 算例分析
网络设计优化模型
算例：某一多元化制造企业准备进行海外扩张，已选定三家供应商 和两个市场，需要在A、B、C三个备选区域进行工厂和仓库选址 布局，要求仓库建设在新建工厂的区域，图3.5显示了各节点及运 输成本（元/单位）。
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第 3章
供应链的设计与优化
3.1 供应链设计的基本问题 3.2 网络设计决策的影响因素 3.3 网络设计决策的框架与内容 3.4 网络设计优化模型
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3.1
供应链设计的基本问题
3.1.1 供应链设计的基本内容
供应链成员和合作伙伴选择 供应链网络设计 组织机制和管理程序
供应链运行基本规则
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3.3
网络设计决策的框架与内容
3.3.2 网络设计决策的内容
供应链的战略结构 节点设施的功能 节点设施的区位
节点的容量配置
节点的供给配置
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3.4
网络设计优化模型
为了使得供应链上的总成本最小，可以通过0-1混合整数 规划来建立优化模型，为网络设计提供辅助参考决策方 案。 在制定这一决策前，我们应当获取以下信息：
供应链网络设计决策需要从战略层面考虑供应链的反应 能力与赢利水平的平衡，因为每一种提高反应能力的战 略，都会付出额外的成本，从而降低赢利水平。一般意 义上的供应链是在反应能力与赢利水平之间进行权衡。 基础设施因素 良好的基础设施是在特定区域进行布局的先决条件。
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3.2
网络设计决策的影响因素
h
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3.4
网络设计优化模型
ie
xhi为每年从供应源h运送到工厂i的原材料数量， y为 设：
zej 每年从工厂i运送仓库e到货物数量， 为每年从仓库 e运 送到市场j的货物数，且运输成本与运量呈线性关系。另 外，引入0-1变量 和 u，并且规定 ve i
1, 当在i点布局工厂时， ui 0, 当不在i点布局工厂时，
3.2.3 技术与竞争性因素
技术因素 竞争性因素
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3.2
网络设计决策的影响因素
3.2.4 对顾客需求的响应时间因素
要 求 要 的 求 响 的 应 时 响 间 应
时 间
必要的设施数 量
必要的设施数
图 3.2 顾客要求的反应时间与设施数量之间的关系 顾客要求的反应时间与设施数量之间的关系
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供应商 供应 能力 工厂 工厂1 （A） 工厂2 （B） 工厂3 （C）
网络设计优化模型
生产能 力 3000 5000 4000 仓库 仓库1 （A） 仓库2 （B） 仓库3 （C） 仓储能 力 4000 6500 5500 市场 市场1 市场2 需求量 3500 5500
供应链上各节点的供需能力（单位/年）
（1）供应源和市场的位；
（2）潜在的设施地点的区位
（3）市场需求预测 （4）每一地点的设施成本、劳动力成本和原材料成本
（5）每两个设施布局地点之间的运输成本
（6）每一地点的库存成本及其与设施数量的关系
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3.4
3.4.1 模型的建立
网络设计优化模型
在这一模型中，不考虑规模经济,我们假设计算单位被适 当调整，因而来自供应商的每1单位的投入，能生产出 1单位的最终产品。 如果在一个供应链上，有 l个供应商、n个潜在的工厂、 t个潜在的仓库、m个市场(或需求点)， S 为第h个供应商 的年供应能力，K 为第 i个工厂的潜在年生产能力， 为 f i 工厂i的建设成本， 为第 W e个潜在的仓库的年仓储能力 ， 为eg 仓库的建设成本， 为第 Dj个市场的年需求 量； 为从供应源 h运送单位产品到工厂i的运输成本， C1hi 工厂i生产单位产品并将之送到仓库e的运输的成本 C 2 从 仓库e运送单位产品到市场j的运输成本为 C 3
5000 工厂（B）
1000 1500 1500 0 25 工厂 （C） 6 00
供应 商2
供应 商3 30 00
网络设计决策方案
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1, 当在e点布局仓库时， ve 0, 当不在e点布局仓库时，
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