第三章物流网络设计

《物流与供应链管理》高等教育出版社《现代物流丛书》第三章物流网络设计现代物流丛书---《物流与供应链管理》2顾客服务战略供应链集成物流网络设计物流信息管理运输管理库存管理物流网络设计供应链协调供应链网络设计的一般程序物流网络设计的准备综合因素评价方法选址模型的影响因素物流设施选址物流辅助活动现代物流丛书---《物流与供应链管理》3本章提要3.1物流网络布局对企业绩效的影响3.2物流网络规划的一般程序3.3物流设施选址的影响因素3.4综合因素评价方法3.5物流网络规划的准备3.6选址模型3.7供应链网络规划现代物流丛书---《物流与供应链管理》4物流网络的节点包括供应商、仓库/物流中心、和零售网点等设施，原材料、在制品和产成品通过一定的运输路线在各设施之间流动。物流网络设计的目标是在不同的服务水平要求下，使系统的总成本最小化，包括库存持有成本、运输成本、设施成本（包括固定成本和可变成本）。物流网络规划是战略决策的一个重要方面。随着人口变化、市场发展趋势的变化和其它环境因素的变化，物流网络还可能需要不断进行调整，以保证能够应对环境的变化。现代物流丛书---《物流与供应链管理》5物流网络规划的一个核心问题就是设施的选址问题。物流设施选址问题需要做出两方面决策：一是决定设施的位置、数量、容量；二是确定产品和客户在各设施之间的分派。现代物流丛书---《物流与供应链管理》6设施物流阶段工厂物流中心零售零售零售工厂的配置物流中心的配置零售网点的配置市场工厂工厂顾客顾客顾客顾客工厂物流中心零售网点客户现代物流丛书---《物流与供应链管理》3.1物流网络布局对企业绩效的影响物流网络布局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。7物流网络中的设施数量响应时间设施数目库存成本设施数目运输成本设施数目设施成本现代物流丛书---《物流与供应链管理》如果增加物流网络中的设施数量，会使得：减少到客户的距离，可以缩短对顾客需求的响应时间，改进服务水平。为了保证满足顾客需求的不确定性而增加了安全库存，增加库存成本。减少了运出设施的距离，即内向运输距离；增加了运进设施的距离，即外向运输距离。会使得总运输成本先降低，后增加。设施建设费用、管理费用增加。8现代物流丛书---《物流与供应链管理》93.2物流网络设计过程1.评价现有网络的业绩2.设施位置初选3.通过优化模型，确定物流网络设计方案4.对得出的方案进行可行性评价5.计算出依据可行方案重新布置物流网络的成本和收益6.做出决策现代物流丛书---《物流与供应链管理》103.3物流设施选址的影响因素1．原材料供应2．市场的位置生产过程中原材料的重量选址生产类型生产过程生产过程之前的重量之后的重量原料产地市场失重增重既不失重也不增重生产过程前后的产品重量对比对工厂选址的影响韦伯的工业分类（AlfredWeber）现代物流丛书---《物流与供应链管理》113．地理环境和气候4．当地政府的政策5．社区情况6．环境保护7．动力、能源的供应量和成本8．劳动力因素9．建筑成本和土地成本10.物流和设施成本现代物流丛书---《物流与供应链管理》123.4综合因素评价方法根据影响因素与成本的关系，可以将其分为成本因素和非成本因素。成本因素，又称为客观因素，即与成本有直接关系的因素，可以用货币单位来衡量。非成本因素，又称为主观因素，即与成本无直接关系，但能间接影响产品成本和未来企业发展的因素。在选择潜在设施位置时，往往需要用综合因素评价方法综合评价客观因素和主观因素。现代物流丛书---《物流与供应链管理》13位置量度法是综合因素评价方法的一种，该方法先分别评价客观因素和主观因素，然后将两类因素综合评价，步骤如下。确定必要因素分为成本因素和非成本因素两大类确定客观量度值确定主观评比值确定主观量度值确定位置量度值现代物流丛书---《物流与供应链管理》14第一步：确定必要因素。研究所要考虑的各种因素，从中确定哪些是必要的。假若某一处位置无法满足任意一项必要因素，则应将它删除。第二步：将各种必要因素分为客观因素（成本因素）和主观因素（非成本因素）两大类。客观因素应能用货币来评价。主观因素相对而言是定性的，无法用货币单位表示。同时确定主观因素与客观因素的比重，以反映其相对重要性。如果主观和客观因素同样重要时，则其比重均为0.5。X=主观因素的比重值1-X=客观因素的比重值现代物流丛书---《物流与供应链管理》15第三步：确定客观量度值。这个值的大小受该位置的各项成本的大小而影响。其计算方法用数学方程式可表示为：1111NiiiiMjijiCCOMCCCij—i可行位置的第j项成本Ci—第i可行位置的总成本OMi—第i可行位置的客观量度值各可行位置的量度值相加，总和必等于1M—客观因素数目，N为可行位置数现代物流丛书---《物流与供应链管理》16第四步：确定主观评比值。得用强迫选择法来衡量各位置的优劣。强迫选择法是将每一可行位置与其他位置分别作出成对的比较。较佳位置配以比重值为1，较差的位置的比重值则为0。然后。依据各位置所得到的比重与总比重的比例来计算该位置的主观评比值（Sik)。以数学方程式表示，则为：NiikikikWWS1Sik—i位置对K因素的主观评比值Wik—i位置在K因素中的比重；现代物流丛书---《物流与供应链管理》17第五步：确定主观量度值。首先对各主观因素配上一个重要指数（Ik)。此指数的分配方法可应用第四步中描述的强迫选择法来确定。然后，再以每因素的主观评比与该因素的重要指数，分别计算每一可行位置的主量度值（SMi)。MkikkiSISM1)(SMi—i位置的主观度量值Ik—k主观因素的重要指数Sik—i位置对于k因素的评比M—主观因素的数目现代物流丛书---《物流与供应链管理》18第六步：确定位置量度值。位置量度值（LMi)为对一处可行位置的整体评估，其计算方程式为LMi=X·(SMi)+(1-X)·(OMi)LMi—i位置的位置量度值X—主观比重值（1-X）—客观比重值SMi—i位置的主观量度值OMi—i位置的客观量度值位置量度值最大的为最佳选择方案现代物流丛书---《物流与供应链管理》19例3-1某公司筹建物流中心，合适的地点有甲、乙、丙三处。各种生产成本因地址的不同而有区别。每年的费用归纳如下表。成本（千元）甲乙丙工资250230248运输费181203190租金758391其它费用17922在决定之前，该公司还考虑了一些主观因素，如当地的竞争能力、气候变化和周围环境等。就竞争能力来说，丙地最强，甲乙两地相平；就气候来说，甲比乙好，丙地最好。至于环境，乙地最优，其次为丙地、甲地。如果各主观因素的重要指数依次为0.6、0.3和0.1，试以位置量度法，找出一个合适的位置。现代物流丛书---《物流与供应链管理》203.5物流网络设计的准备一、物流网络设计数据收集1.所需数据现代物流丛书---《物流与供应链管理》212.客户需求数据汇总从网络规划的角度来看，没有必要将每个客户单独考虑。如果成本估计的准确性没有明显降低，可以按地理位置采用网格或其他聚类技术将距离较近的客户集合起来。客户群组的划分会影响运输成本估计的准确性。遵循以下三个建议能够有效地控制这种误差：将需求点汇总为150-200个区域。如果客户按照服务水平或交货频率分类，则在每一类中汇总为150-200个点；确保每个区域所汇总的需求量大至相同，这意味着每个区的面积可能不等；以每个汇总区域的中心作为汇集点。需求数据汇总能够降低物流网络设计问题的数据处理量，简化建模和求解过程，同时在汇总层次上的需求变动减少，能够更准确预测未来需求。现代物流丛书---《物流与供应链管理》22数据汇集的影响年份2002200320042005200620072008顾客122346285491956725457319862189719854顾客217835217651987524346228761465324987总计40181503143944249803548623655044841统计量年均需求量年需求标准差变差系数顾客12423746580.192顾客22090534270.173总计4514267570.150两个顾客的历史数据历史数据汇总现代物流丛书---《物流与供应链管理》3.产品分组将企业的产品汇总为合理数量的产品组合。物流网络设计时常常要求产品组别不超过20个。可以根据以下原则将产品汇集为合理数量的产品组。a)配送模式。所有在一个供应源头分拣并送往一个顾客的产品集合成一类。b)产品类型。在许多情况下，不同的产品可能仅仅在产品型号、款式或包装形式上有所不同，这些产品就可以汇集成一类。23现代物流丛书---《物流与供应链管理》244.运输费率在现代物流系统的运输体系下，企业的运输需求可以通过选择以下两种基本方式实现。第一，使用自营车队；第二，与专业运输公司或第三方物流企业签订运输服务合同。在模型中考虑外部车队的运输费率要复杂的多，因为可能有许多种不同的运输费率。对于只有2类产品、5种运输批量、200个客户，5座仓库、2个工厂的小型网络而言，所有产品流组合的运输费率就可能有(2×5×200×5×2)种=20000种。现代物流丛书---《物流与供应链管理》255.里程估计直线距离拆线距离球面坐标地理信息系统直线距离折线距离xxjxiOyjyjy起点i终点j现代物流丛书---《物流与供应链管理》266.设施成本与设施相关的成本包括：固定成本可变成本7.设施的生产能力8.服务水平需求现代物流丛书---《物流与供应链管理》279.其它因素和限制条件未来需求资金限制，如：可用于新设施的最高投资额。法律和政治限制，如：在评估某潜在选址点时，应避开某些区域人员限制，如：现有的为新设施配套的人员的数量和质量。现代物流丛书---《物流与供应链管理》28二、物流网络设计分析工具1.物流网络设计模型仿真模型最优化模型启发式模型2.决策支持系统交互系统数据管理系统建模子系统输出系统现代物流丛书---《物流与供应链管理》29启发式算法与精确算法的比较例3-2（1）单个产品（2）两个工厂p1和p2工厂p1每年的生产能力为20万单位工厂p2每年的生产能力为6万单位（3）两个工厂的生产成本相同（4）两个仓库w1和w2的装卸成本相同（5）3个市场区域的需求量分别为5万、10万、5万单位现代物流丛书---《物流与供应链管理》30需求=50,000需求=100,000需求=50,000产能=60,000产能=200,000$4$5$2$3$4$5$2$1$2生产成本相同，库存成本相同$0现代物流丛书---《物流与供应链管理》31启发式模型一需求=50,000需求=100,000需求=50,000产能=60,000产能=200,000$5x140,000$2x60,000$2x50,000$1x100,000$2x50,000总成本=$1,120,000将每个市场指派给最近的仓库，然后根据成本指定相应的工厂现代物流丛书---《物流与供应链管理》32启发式模型二需求=50,000需求=100,000需求=50,000产能=60,000产能=200,000$4$5$2$3$4$5$2$1$2$0P1toWH1$3P1toWH2$7P2toWH1$7P2toWH2$4P1toWH1$4P1toWH2$6P2toWH1$8P2toWH2$3P1toWH1$5P1toWH2$7P2toWH1$9P2toWH2$4根据总到岸成本分配市场现代物流丛书---《物流与供应链管理》33启发式模型二（续）需求=50,000需求=100,000需求=50,000产能=60,000产能=200,000$4$5$2$3$4$5$2$1$2$0P1toWH1$3P1toWH2$7P2toWH1$7P2toWH2$