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供应链管理——战略、规划与运作同济大学赵晋zj@tongji.edu.cn2013版Ⅱ篇设计供应链网络第五章供应链的网络设计5.1网络设计在供应链中的作用供应链网络设计决策包括：设施作用的分配，制造、仓储或运输等等相关设施的布局，以及每个设施的产能和市场的分配。设施角色/设施作用：每个设施应该起什么作用？在每个设施中有哪些流程或操作？设施布局/设施选址：设施应该设置在哪个位置？产能分配/处理能力设置：每个设施应该分配多大的产能？市场和供应分配：每个设施应该服务哪些市场？每个设施有哪些供应源？举例：（1）丰田公司在全世界每一主要市场都设有工厂，在1997年以前，每一工厂只能满足当地市场，这在后来的亚洲经济危机中给公司带来了很大的损失。亚洲地区的工厂大量闲置而又不能用于其它供小于求的市场。丰田公司现已对每一工厂实行灵活生产，而不仅局限于当地市场。这一决策大大改善了其全球市场状况。1988年丰田公司在美国肯塔基州的列克星敦(Lexington)设立装配厂并沿用至今。该装配厂在日元升值的时候利润特别大，而在日本本土生产的汽车由于价格太高而无法和在美国生产的汽车进行竞争，在减低成本的同时，通过装配厂也能对美国市场做出灵活的反应。（2）相反，亚马逊公司发现，当它在美国只有一个库房时，很难在全美国的范围内做到减低成本的同时做出灵活反应。最终，公司在美国其它地方增加了库房。在一个区位配置过高的容量，会导致设施利用率低下，成本过高。相反，在一个区位配置过低的容量，又会导致对需求的反应能力过低（需求得不到满足时），或成本过高（需求由远处的工厂满足时）。该决策应当经合理论证，反复研究，这样其配置就会随市场状况或工厂容量的变化而变化。例如，亚马逊公司已增加了它的顾客基数，公司也建设了新的库房且市场得到了改善，其成本也大大减低，反应能力则明显提高。5.2影响网络设计决策的因素5.2.1战略因素一个企业的竞争战略对供应链的网络设计决策有重要的影响。强调生产成本的企业，趋向于在成本最低的区位布局生产设施，即使这样做会使生产工厂远离其市场区。–f.e.美国许多服装生产厂80年代迁到了其它国家。强调反应能力的企业，趋向于在市场区附近布局生产设施。如果这种布局能使他们对市场需求变化迅速做出反应，他们甚至不惜以高成本为代价。–f.e.注重反应能力的公司不惜以较高的成本购进意大利生产厂商的服装。因为他们已开发出了弹性生产设施，使他们能够迅速提供种类繁多的服装。全球化的供应链网络，通过在不同国家布局不同的职能设施，能更好的支持其战略目标的实现。–f.e.耐克公司在亚洲的很多国家和地区都有生产厂，在中国和印尼的厂家注重成本节约，着眼于大批量的廉价产品的生产；在韩国和台湾的厂家则注重反应能力，着眼于价格较高的新型号产品的生产。这些区别使耐克能够满足变化的市场需求并获得高额利润。设计全球网络过程中，明确每一设施的使命和战略的作用也是非常重要的。弗尔道斯(Ferdows)将全球供应链网络中的不同设施分为以下几类：–（1）离岸设施(offshorefacility)——以出口为目的的低成本生产工厂。–（2）原料地设施(sourcefacility)——着眼于全球的低成本工厂。–（3）服务者设施(serverfacility)——地区性生产厂。–（4）贡献者设施(contributorfacility)——拥有技术开发能力和地区性生产基地。–（5）前哨性设施(outpostfacility)——为获取地方技术而建立的区域性生产基地。–（6）领先性设施(leadfacility)——在技术开发和加工中起先导作用的生产基地。5.2.2技术性因素生产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应，布局少数大容量的设施是最有效的。–f.e.芯片生产相反，如果设施建设的固定成本较低，就应该建立为数众多的地方性生产设施，因为这样有助于降低运输成本。–f.e.可口可乐生产厂生产技术的柔性影响到网络进行联合生产的集中程度。5.2.3宏观经济因素（1）关税和税收减让–关税是指当产品和设备经过国界、州界和城市边界时必须支付的税收。对全球企业来说，关税降低导致了生产基地的减少和每一基地生产能力的扩大。–税收减让是指国家、州和城市的关税或税收的削减，以鼓励企业布局于某一特定区域。–发展中国家通常建立自由贸易区。在自由贸易区里，只要产品主要用于出口，就免收关税。这大大地吸引了全球化企业在些国家设立工厂，以充分利用这里的廉价劳动力。–许多发展中国家给工人训练、吃住，交通运输等方面的优惠，此外还给予一定的税收减免，依据技术水平的不同制定差异性关税。–很多国家同样也设置了对本地话含量的最低要求以及对进口的限定。这些政策使企业在当地建立许多基地，并从当地供应商那里获取原料。为此企业在许多国家建立供应厂，以便达到来自任何一个国家的限制标准。于是，对从不同国家进口的限制导致了供应链中生产基地的增多。（2）汇率和需求风险–汇率波动对服务世界市场的供应链的利润有显著影响。»20世纪80年代，日元升值时许多日本厂商都面临着这样的问题，那时他的生产力大部分布局在日本并服务于广阔的海外市场。日元升值减少了他们的收益，利润也随之下降。为此，大多数日本厂商需要在世界各地建立生产基地，来对日元升值做出回应。–人们可以运用金融工具化解汇率风险，因为金融工具可以限制或规避汇率波动带来的损失。–此外，设计良好的供应链网络，能够提供利用汇率波动增加利润的机会。»一个有效的方法是，在网络中多规划一部分生产能力，以使产能具有灵活性，从而能满足不同市场的需求。这种灵活性使企业可以在供应链中改变产品的流向，并在当前汇率下成本较低的基地生产更多的商品。5.2.4政治因素–对象国家的政治稳定性在选址决策中具有关键作用。–政治稳定很难量化，所以企业在设计供应链时只能进行主观评价。5.2.5基础设施因素关键的基础设施因素包括：–场地的可获性；–劳动力的可获性；–临近运输站点、有铁路服务、临近机场和港口、高速公路入口、交通密集的地方性公共设施等。5.2.6竞争性因素–设计供应链时，公司必须考虑到竞争对手的战略、规模和布局。一项基本的决策便是：企业是临近还是远离竞争对手布局。企业的竞争模式以及诸如原材料和劳动力的可获性等对此有影响。竞争模式：–1）企业之间积极的外部关联：产业集群，竞争对手聚集在同一个地点能促进行业的需求聚集。–2）分割市场的选址（Hotelling模型）：在积极外部性不存在时，企业也可以集中布局，以攫取最大可能的市场份额。当企业不能控制价格，而只是在与客户距离远近上相互竞争时，他们就能通过相互接近的布局获取最大的市场份额。假设客户均匀的分布在（0，1）这个区间上，如果总需求为1，企业1布局在点a，企业2布局在点1-b，那么两家企业的需求为d1和d2。显然，如果两家企业能更近的布局，最终使得a=b=1/2时，两家企业就能将自身的市场份额最大化。假设企业布局在（0，1）的中间，那么客户的平均距离是1/4，如果一家企业布局在1/4，而另一家企业布局在3/4，则与客户的平均距离减少到1/8。因此竞争的结果使得两家企业在直线的中央邻近布局，尽管这样做增加了与客户之间的平均距离。如果企业在价格上进行竞争，而且承担向客户送货的成本，那么最优的布局可能是二者尽可能离得远些。相互远离的布局模式减少了价格的竞争，有助于企业瓜分市场并实现利润最大化。0a1-b15.2.7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需求的反应时间。企业的目标客户若能容忍较长的反应时间，那么企业就能集中力量扩大每一设施的生产能力。相反，如果企业的客户群认为较短的反应时间很重要，那么就必须布局在离客户较近的地方。这类企业就应当设有许多生产基地，每个基地的生产能力较小，由此来缩短对客户需求的反应时间，增加供应链中设施的数量。必须的设施数量需求的反应时间图5-1顾客需求的反应时间与设施数量之间的关系5.2.8物流和设施成本–供应链中的物流和设施成本会随着设施的数量、布局以及产能设置的变化而变化。企业在设计其供应链网络时必须考虑库存、运输、设施和其他成本。库存成本设施数目运输成本设施数目设施成本设施数目响应时间响应时间设施数目设施数目物流总成本物流总成本总体因素和物流成本5.3供应链网络设计决策的框架全球化供应链网络设计决策分为四个阶段，见图5-2。阶段Ⅰ供应链战略内部约束资本、增长战略、现有网络生产方式需要的技能、相应时间要素成本劳动力、原材料、地点细节阶段Ⅱ区域设施配置全球竞争关税和税收激励区域需求规模、增长、同质性、地方特色政治、汇率和需求风险基础设施状况物流成本运输、库存和协调阶段Ⅲ理想的候选点竞争战略图5-2供应链网络设计决策的框架竞争环境生产技术成本、规模/范围效应、所需支持、柔性阶段Ⅳ选址决策阶段Ⅰ：明确供应链战略（设计）包括决定供应链的环节，以及每个供应链的功能（或职责）是有自己执行还是外包（见第四章）。基于企业的竞争战略、相应的供应链战略、对竞争的分析、规模或范围经济效应，以及任何的约束条件，管理者必须确定企业的供应链设计。地点选择决策序列国家地点选择决策序列国家地区©1995CorelCorp.地点选择决策序列国家地区地点©1995CorelCorp.©1995CorelCorp.阶段Ⅱ：明确区域设施配置即确定设施将要选址的区域、它们潜在的作用（功能）以及大概的产能。（1）预测地区的需求：需求量、需求是同质的还是具有地区差异的；（2）确定：在可获得的生产技术条件下，数量或范围的规模经济是否对降低成本起到显著的作用；–如果显著，则采用少数设施的效果可能更好。反之，则应在每个市场建设相应的设施。（3）识别不同地区的市场存在的需求风险、汇率风险以及政治风险，以及区域关税、任何有关当地生产的要求、税收激励以及每个市场的任何出口或进口的限制；–一般来说，税率低的地方有利于获得更多的利润。（4）识别每一地区内的竞争者并分析设施应当靠近或者远离竞争者布局的理由；（5）分析每一市场的理想响应时间和总体物流成本。依据阶段Ⅱ中的信息，管理者将勾勒出供应链网络中区域设施的构架。这种区域构架将决定网络中设施的数量和设施的布局区位，并决定某项设施应当为网络中某个特定市场生产全部产品，还是生产所有市场需求产品的一部分。阶段Ⅲ：选择一组理想的候选点在将要布局设施的区域范围内选择一系列的地点，理想的地点的数量比将要建立的设施的数量要多，以便阶段Ⅳ找出精确的区位。硬件基础设施要求：供应商的可获性、运输服务、通信、公共设施以及仓储基础设施。软件基础设施要求：熟练劳动力的可获性、劳动力的更替、社会对工商业的接受能力。阶段Ⅳ：选址为每一个设施选择一个精确的位置，并为每一设施配置处理能力（产能）。网络设计的目标：在考虑每个市场所期望的毛利和需求、各种物流和设施成本以及每个地址的税收和关税的基础上，使得总的利润最大化。5.4设施选址和能力配置的模型管理者进行设施布局和能力配置的目标：使整个供应链网络的利润最大化。在制定这一决策前，我们应当获得以下信息：供应源和市场的位置；潜在的设施地点的区位；市场的需求预测；每一地点的设施成本、劳动力成本、原材料成本；每两个设施布局地点之间的运输成本；每一地点的库存成本及其与设施数量的关系；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，等。在拥有这些信息的基础上，可以运用优化模型（如重力区位模型、网络优化模型）进行网络设计。运输模型方法运输模型方法寻求从若干供应点到若干需求点之间的最优运输方案一般用于解决制造业的选点问题线性规划的一种特殊类型目标：实现生产和运输成本的最优化约束条件：供应点(工厂)的生产能力需求点的需求量运输模型方法举例某公司有三个生产设施分别位于杜鲁斯(DL),纳瑞多(LR),和坦帕(TP),三个仓库分别位于摩德斯托(MD),奥玛哈(OM)和波斯顿(BS)。各