02 供應(yīng)鏈設(shè)計

1、第二章 供應(yīng)鏈設(shè)計Supply Chain Design,序,供應(yīng)鏈設(shè)計與供應(yīng)鏈戰(zhàn)略密切相關(guān)供應(yīng)鏈戰(zhàn)略的制訂供應(yīng)鏈戰(zhàn)略確定原材料的獲取和運輸，產(chǎn)品的制造或服務(wù)的提供，以及產(chǎn)品配送和售后服務(wù)的方式與特點。供應(yīng)鏈戰(zhàn)略包括了采購、生產(chǎn)、銷售、倉儲和運輸?shù)纫幌盗谢顒印?供應(yīng)鏈設(shè)計的內(nèi)容,3.1 供應(yīng)鏈成員及合作伙伴選擇3.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計3.3 供應(yīng)鏈運行基本規(guī)則,3.1 供應(yīng)鏈合作伙伴選擇,1 合作伙伴選擇的重要性2 合作目標

2、3 影響因素和實施步驟4 選擇方法5 供應(yīng)鏈合作伙伴選擇舉例,1 合作伙伴選擇的重要性,供應(yīng)鏈管理的共識：供應(yīng)鏈上的企業(yè)之間是長期的合作伙伴而不是競爭對手！,低效率的供應(yīng)鏈中合作關(guān)系存在的問題,1）缺乏主動出擊市場的動力和積極性。實際調(diào)查表明，企業(yè)外部資源利用低，企業(yè)與供應(yīng)商的合作還沒有形成戰(zhàn)略伙伴關(guān)系。2）許多企業(yè)雖然有很一定的市場競爭能力，但是在與其他企業(yè)進行合作方式上，“以我為主”的山頭主義思想盛行，沒有進行科學的協(xié)商決策

3、和合作對策研究，缺乏市場競爭的科學意識。3）企業(yè)合作關(guān)系中短期行為普遍存在。4）由于“棘輪效應(yīng)”的存在，企業(yè)在合作競爭中的積極性和主動性不高。5）企業(yè)與企業(yè)之間信息傳遞工具落后。,供應(yīng)商作為伙伴和作為對手的對比,2 供應(yīng)鏈企業(yè)間合作要達到的目標,1）對于制造商/買主 降低成本（降低合同成本） 實現(xiàn)數(shù)量折扣、穩(wěn)定而有競爭力的價格 提高產(chǎn)品質(zhì)量 降低庫存水平 改善時間管理,交貨提前期的縮短和可靠性的提高 更好的產(chǎn)品設(shè)計和

4、更快的對產(chǎn)品變化的反應(yīng)速度 強化數(shù)據(jù)信息的獲取和管理控制 2）對于供應(yīng)商/賣主 保證有穩(wěn)定的市場需求 對用戶需求更好的了解/理解 提高運作質(zhì)量,,提高零部件生產(chǎn)質(zhì)量降低生產(chǎn)成本提高對買主交貨期改變的反應(yīng)速度和柔性獲得更高的利潤（比非戰(zhàn)略合作關(guān)系的供應(yīng)商）3）對于雙方 改善相互之間的交流 實現(xiàn)共同的期望和目標 共擔風險和共享利益 共同參與產(chǎn)品和工藝開發(fā)，實現(xiàn)相互之間的工藝集成、技術(shù)和物理集成減少外在因素的

5、影響及其造成的風險降低投機思想和投機幾率增強矛盾沖突解決能力規(guī)模效益，訂單、生產(chǎn)、運輸上實現(xiàn)規(guī)模效益以降低成本減少管理成本提高資產(chǎn)利用率,3、合作伙伴評價、選擇的影響因素,優(yōu)勢能力組織管理能力設(shè)計能力創(chuàng)新能力生產(chǎn)能力營銷能力服務(wù)能力研究開發(fā)能力信任度合同履約用戶信譽度信用度價值觀差異上下游伙伴滿意度,3、合作伙伴評價、選擇的影響因素,投入強度技術(shù)設(shè)備投入強度資金投入強度知識資源投入強度人力資源投

6、入強度參與合作動機協(xié)作能力支持環(huán)境有效性資源動態(tài)調(diào)配和作業(yè)流程的重組能力適應(yīng)網(wǎng)上合作的管理協(xié)調(diào)機制,實施步驟或因素,4 合作伙伴的選擇方法,1）直觀判斷法 2）招標法 3）協(xié)商選擇法 4）采購成本比較法 5）ABC成本法 6）層次分析法 7）ER證據(jù)綜合法8）其他,層次分析法（AHP方法）步驟1）確定合作伙伴選擇的評估指標體系2）為體系中每個指標確定基本權(quán)重3）確定備選合作伙伴

7、4）從每個評價指標出發(fā)，為每個備選合作伙伴打分5）計算加權(quán)平均，給出合作伙伴的優(yōu)劣排序,評估指標體系,指標權(quán)重的確定,內(nèi)容：包括一級指標的相對權(quán)重以及二級指標的相對權(quán)重。方法：兩兩比較法例：一級指標包括：服務(wù)質(zhì)量，實力，預期關(guān)系穩(wěn)定性，成本水平。兩兩比較，如服務(wù)水平與實力，哪個重要些？如果實力更加重要些，則記為”服務(wù)水平/實力”<1再進一步可以確定評估值。,指標權(quán)重的確定,指標權(quán)重的確定,A=[1.0 1.0 2

8、.0 2.0 1.0 1.0 2.0 2.0 0.5 0.5 1.0 2.0 0.5 0.5 0.5 1.0 ]A w=λmax wλ 1=4.06, λ 2=0,,,,指標權(quán)重的確定,綜合權(quán)重：服務(wù)質(zhì)量，0.33實力，0.33預期關(guān)系穩(wěn)定性，0.20成本水平, 0.14不一致性指標(Inconsistent test

9、) CI檢驗: CI< 0.1,不一致性指標檢驗,n 指標數(shù)RI 經(jīng)驗值不一致性指標(Inconsistent test ) CI檢驗: CI< 0.1,3.2 供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)設(shè)計,1 供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)設(shè)計內(nèi)容2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計影響因素3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計決策步驟4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計優(yōu)化模型,1 供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)設(shè)計內(nèi)容,設(shè)施功能設(shè)計設(shè)施選址設(shè)施容量設(shè)計需求與供應(yīng)資源分配,2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計決策的影響因素,戰(zhàn)略性因素技術(shù)因素 宏觀經(jīng)濟因

10、素 政治因素 基礎(chǔ)設(shè)施因素 競爭性因素 對顧客需求的反應(yīng)時間 物流和設(shè)施成本,戰(zhàn)略性因素,技術(shù)因素,生產(chǎn)技術(shù)能帶來顯著的規(guī)模經(jīng)濟效益布局少數(shù)大容量的設(shè)施設(shè)施建設(shè)的固定成本較低建立為數(shù)眾多的地方性生產(chǎn)設(shè)施以降低運輸成本生產(chǎn)技術(shù)很穩(wěn)定，而且不同國家對產(chǎn)品的要求不同在每一個國家建立地方性基地為該國市場服務(wù)。生產(chǎn)技術(shù)富有靈活性，在較少的幾個大基地進行生產(chǎn)。,集中建立與分散建立設(shè)施的一般性特征,宏觀經(jīng)濟因素,關(guān)稅水平高關(guān)

11、稅供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)在更多的地方進行生產(chǎn)，配置在每個地方的工廠生產(chǎn)能力較小低關(guān)稅減少生產(chǎn)基地、每一生產(chǎn)基地擴大生產(chǎn)能力稅收減讓企業(yè)布局于稅收減讓地區(qū)可獲得成本優(yōu)勢,,匯率風險供應(yīng)鏈的利潤有顯著影響。良好的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)能利用匯率波動增加利潤可以在供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中多規(guī)劃一部分生產(chǎn)能力，以使生產(chǎn)能力具有靈活性，滿足不同市場的需求，從而在當前匯率下使成本較低的基地生產(chǎn)更多的商品。需求波動供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)設(shè)計還必須考慮由于經(jīng)濟波動而導致的需求波動

12、。,政治因素,基礎(chǔ)設(shè)施因素,競爭性因素,對顧客需求的反應(yīng)時間,企業(yè)的目標客戶若能容忍較長的反應(yīng)時間，企業(yè)就能集中力量擴大每一設(shè)施的生產(chǎn)能力。企業(yè)的客戶群認為較短的反應(yīng)時間很重要必須布局在離客戶較近的地方。這類企業(yè)就應(yīng)當設(shè)有許多生產(chǎn)基地，每個基地的生產(chǎn)能力較小，由此來縮短對客戶的反應(yīng)時間，增加供應(yīng)鏈中設(shè)施的數(shù)量。,要求的反應(yīng)時間,顧客要求的反應(yīng)時間與設(shè)施數(shù)量之間的關(guān)系,物流和設(shè)施成本,(1)庫存成本(2)運輸成本(3)設(shè)施（建

13、設(shè)和運營）成本,,在圖的左邊，直接從生產(chǎn)地到達客戶的小批量運輸成本是成本曲線的起始點,隨著倉庫數(shù)量的增加，運輸?shù)目偝杀静粩鄿p少；運輸成本的降低源于在某個設(shè)施對貨物的集并運輸與短途運輸?shù)南嗷ソY(jié)合,成本曲線的最低點，表示獲得最大的貨物集并所需的設(shè)施的數(shù)量,如果設(shè)施數(shù)量的擴張超出了貨物集并的最大值，每個設(shè)施所承擔的進貨集并運輸?shù)臄?shù)量減少了，成本將增加,運輸成本與設(shè)施成本的平衡,例生產(chǎn)商直接投放市場：平均運輸批量為500磅，運輸費率為7.28

14、美元/百磅，那么一個批量的直接運費為36.4美元；假設(shè)建立一個中間倉庫，由生產(chǎn)商大批量供貨，一次批量為20,000磅以上，從生產(chǎn)商到倉庫的運輸費率為2.40美元/百磅；從倉庫到市場的本地運送費率為1.35美元/百磅；所以,總費率約為3.75美元/百磅； 運送500磅，總共需要18.75美元如果建立倉庫的運作成本低于： 36.4 -18.75= 17.65 美元/500磅，該倉庫在經(jīng)濟上就具有合理性。,(3)設(shè)施（建設(shè)和運營）成本,固

15、定成本固定成本是指短期內(nèi)不隨設(shè)施的貨流量的改變而改變的成本，如建設(shè)成本和租賃成本可變成本與生產(chǎn)或倉庫運營相關(guān)的隨著加工數(shù)量的變化而變化的成本被成為可變成本,,如果設(shè)施的設(shè)立，可以為供應(yīng)鏈提供成本或服務(wù)的優(yōu)勢，則該設(shè)施的設(shè)立就是必要的,物流成本和反應(yīng)時間變動與設(shè)施數(shù)量的關(guān)系,物流總成本,隨著設(shè)施數(shù)目的增加，總成本先減后增,,,,設(shè)施數(shù)量,成本,設(shè)施數(shù)量和總成本之間的關(guān)系圖,,,,,,供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化模型,1. 數(shù)據(jù)的準備和處理2.

16、建模與求解3. 模型的驗證和實施,數(shù)據(jù)的準備和處理,數(shù)據(jù)搜集數(shù)據(jù)聚集處理確定運輸效率：每兩個設(shè)施布局地點之間的運輸成本確定倉儲成本其他成本：每一地點的設(shè)施成本、勞動力成本和原材料成本倉庫容量設(shè)施的被選位置客戶服務(wù)率指標要求未來需求量預測,數(shù)據(jù)搜集,客戶、零售商、已有倉庫、分銷中心、制造廠、供應(yīng)廠等的位置、分布產(chǎn)品信息，品種、數(shù)量、特殊運輸要求客戶點的平均年需求量不同形式下的運輸效率,數(shù)據(jù)聚集處理,目的：節(jié)省數(shù)據(jù)

17、處理成本最詳細的數(shù)據(jù)可能得不到如按每個縣、村等。保證模型的可操作性合并的兩種方式:需求的合并:將顧客按位置或服務(wù)等級進行合并,在按位置進行合并的情況下,無數(shù)個顧客合并為少數(shù)的比如幾十個顧客區(qū)域.按物品進行合并, 比如按物品物理化學特性\配送方式等.合并可能導致的問題過分合并會導致模型處理的不準確􀂒什么影響了數(shù)據(jù)合并的有效性？合并后區(qū)域的數(shù)量各區(qū)域內(nèi)客戶分布的不同形態(tài),數(shù)據(jù)聚集處理,合并后至少有150

18、-200個區(qū)域。確保每個區(qū)域的總需求量大致相同使合并后的中心點在各區(qū)域的中心位置In this case, the error is typically no more than 1%,數(shù)據(jù)聚集例,1個工廠、1種產(chǎn)品􀂒􀂒客戶數(shù)據(jù)–原始數(shù)據(jù)有18,000 個客戶地點–合并后有800 個客戶地點,,,建模,變量：訂貨量、發(fā)運量、運輸方式、選定位置目標：最小化成本最大限度的服務(wù)水平差異

19、化的競爭優(yōu)勢最大利潤最小化的資產(chǎn)配置約束條件：市場需求所期望的庫存服務(wù)水平設(shè)施備選位置,模型求解,數(shù)學規(guī)劃技術(shù)（線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、非線性規(guī)劃、隨機規(guī)劃等等）精確求解近似求解特點：可以給出所有方案中的優(yōu)化解僅僅針對簡化的問題計算機仿真技術(shù)特點：可以考慮問題的所有細節(jié)僅僅可以針對若干種已知方案進行優(yōu)劣比較,模型的驗證和實施,數(shù)據(jù)可靠嗎？模型本身可靠嗎？結(jié)論可靠嗎？設(shè)計方案的進一步仿真模擬。,Logist

20、ics Network Design,Logistics Network Design,Logistics Network Design,例題,吉百利(TelecomOne) 是新一代通訊設(shè)備制造商。它在巴爾的摩(B)、孟菲斯(M)、堪薩斯州的威奇托(W)、懷俄明州的肖肖尼(C)和鹽湖城(S)有自己的生產(chǎn)廠；其服務(wù)的市場包括亞特蘭大、波士頓和芝加哥、丹佛、內(nèi)布拉斯加州的奧馬哈和俄勒岡州的波特蘭。工廠的生產(chǎn)能力、市場需求、每1000

21、單位產(chǎn)量的生產(chǎn)成本和運輸成本以及每個工廠每月的固定成本見下表。,表 吉百利公司的生產(chǎn)能力、市場需求和成本,,1、需求量在工廠之間的分配,公司必須考慮在工廠之間進行需求分配。這一模型需要輸入以下數(shù)據(jù)： n=工廠的數(shù)目,i=1,2,…n; m=市場或需求地的數(shù)量, j=1,2,…m; Dj =市場j的年需求量； Ki=工廠i的年生產(chǎn)能力； Cij=工廠i生產(chǎn)一單位產(chǎn)品并送到j(luò)市場的成本(包括生

22、產(chǎn)、庫存、運輸和設(shè)施成本),向不同工廠分配不同市場和需求的目標是使設(shè)施成本、運輸成本和庫存成本之和最小。對決策變量做如下定義： =每年從工廠i到市場j的運量這一問題構(gòu)成了下面這一線性模型：,,優(yōu)化目標：限制條件為 , j=1,…,m ----該限制保證每一市場的需求得以滿足

23、 , i=1,…,n ----該限制保證每一工廠不能超過其生產(chǎn)能力進行生產(chǎn),Lingo,MODEL:SETS:factory /1.. 5/:K,F;!---i;market /1..6/:D;!---j;relation(factory,market): C,x;ENDSETSDATA: C=167540068516301160280014601940970100495

24、120019252400142550095080038013555431045665232192216467005083111797;K=1824272231;D=108146711;ENDDATAmin = @sum( relation(i,j):C(i,j)*x(i,j) );@for(market(j): @sum(factory(i):x(i,j))=D(j

25、) );@for(factory(i): @sum(market(j):x(i,j))<K(i) );END,變量定義,SETS:factory /1.. 5/: K,F;---factory i, K(i), F(i)market /1..6/: D;--- market j, D(j)relation(factory,market): C,x;--- 從factory到 market，C(i,j),

26、 x(i,j)ENDSETS,,數(shù)據(jù)：,DATA: C=167540068516301160280014601940970100495120019252400142550095080038013555431045665232192216467005083111797;K=1824272231;D=108146711;ENDDATA,優(yōu)化

27、目標：限制條件為 , j=1,…,m ----該限制保證每一市場的需求得以滿足 , i=1,…,n ----該限制保證每一工廠不能超過其生產(chǎn)能力進行生產(chǎn),min = @sum( relation(i,j):C(i,j)*x(i,j) );,@for(market(j): @sum(factory(i):x(i,j))=D(j)

28、);,@for(factory(i): @sum(market(j):x(i,j))<K(i) );,Global optimal solution found at iteration: 16 Objective value: 26463.00 Variable Valu

29、e Reduced CostX( 1, 1) 0.000000 1153.000 X( 1, 2) 8.000000 0.000000 X( 1, 3) 2.000000 0.000000

30、 X( 1, 4) 0.000000 1530.000 X( 1, 5) 0.000000 849.0000 X( 1, 6) 0.000000 2000.000 X( 2, 1)

31、 0.000000 938.0000 X( 2, 2) 0.000000 1540.000 X( 2, 3) 0.000000 285.0000 X( 2, 4) 6.000000

32、 0.000000 X( 2, 5) 0.000000 184.0000 X( 2, 6) 0.000000 400.0000 X( 3, 1) 0.000000 1403.0

33、00 X( 3, 2) 0.000000 2000.000 X( 3, 3) 0.000000 740.0000 X( 3, 4) 0.000000 400.0000

34、 X( 3, 5) 0.000000 639.0000 X( 3, 6) 11.00000 0.000000 X( 4, 1) 10.00000 0.000000 X( 4,

35、2) 0.000000 1097.000 X( 4, 3) 12.00000 0.000000 X( 4, 4) 0.000000 1087.000 X( 4, 5) 0.0000

36、00 496.0000 X( 4, 6) 0.000000 1663.000 X( 5, 1) 0.000000 400.0000 X( 5, 2) 0.000000 12

37、46.000 X( 5, 3) 0.000000 15.00000 X( 5, 4) 0.000000 408.0000 X( 5, 5) 7.000000 0.000000

38、 X( 5, 6) 0.000000 997.0000,優(yōu)化結(jié)果,吉百利公司 巴爾的摩（B） 孟菲斯（M） 威奇托（W）哈奧普蒂克公司 鹽湖城（S） 肖肖尼（C）,,,優(yōu)化結(jié)果,2、工廠布

39、局：生產(chǎn)能力既定的工廠布局模型,吉百利公司管理者正在討論是否每個工廠都是必需的，哪些工廠應(yīng)當關(guān)閉。這一模型需要輸入以下數(shù)據(jù)： n=潛在的工廠布局區(qū)位數(shù)量,i=1,2,…n； m=市場或需求點的總數(shù)量,j=1,2,…m ； Dj =市場j的年需求量； Ki =工廠i的潛在年生產(chǎn)能力； fi =工廠i運營中按年分攤的固定成本； Cij =工廠i生產(chǎn)一單位產(chǎn)品并將之送

40、到j(luò)市場的成本(包括生產(chǎn)、庫存、運輸、設(shè)施成本),,目標是決定工廠的區(qū)位，然后將市場需求分配到每一個正在運營的工廠中去，以減少設(shè)施成本、運輸成本和庫存成本。決策變量的定義如下：yi =1 如果工廠i運營，值為1，否則為0xij=每年從工廠i運送到市場j的貨物數(shù)量,,這一問題構(gòu)成以下模型：限制條件為： j=1,…,m(保證所有需求得到滿足)

41、 i=1,…,n(確保每一工廠的生產(chǎn)不超過生產(chǎn)能力) i=1,…,n(將工廠分為運營(yi =1)或關(guān) 閉(yi =0)兩類),MODEL:SETS:factory /1.. 5/:K,f,y;!---i;market /1..6/:D;!---j;relation(factory

42、,market): C,x;ENDSETSDATA: C=167540068516301160280014601940970100495120019252400142550095080038013555431045665232192216467005083111797;K=1824272231;D=108146711;F=765035

43、00500041002200;ENDDATAmin = @sum(factory(i):f(i)*y(i) )+@sum( relation(i,j):C(i,j)*x(i,j) );@for(factory(i): @bin(y(i)));@for(market(j): @sum(factory(i):x(i,j))=D(j) );@for(factory(i): @sum(market(j):x(i,j))<K

44、(i)*y(i) );END,,目標：限制條件： j=1,…,m(需求得到滿足) i=1,…,n(工廠不超過生產(chǎn)能力) i=1,…,n(工廠運營yi =1,關(guān) 閉yi =0),min =

45、 @sum(factory(i):f(i)*y(i) )+@sum( relation(i,j):C(i,j)*x(i,j) );,@for(factory(i): @bin(y(i)));,@for(market(j): @sum(factory(i):x(i,j))=D(j) );,@for(factory(i): @sum(market(j):x(i,j))<K(i)*y(i) );,Global optimal solut

46、ion found at iteration: 17 Objective value: 47401.00 Y( 1) 1.000000 7650.000 Y( 2) 1.000000

47、 3500.000 Y( 3) 0.000000 -5800.000 Y( 4) 1.000000 976.0000 Y( 5) 0.000000 -3504.000

48、 X( 1, 1) 0.000000 1153.000 X( 1, 2) 8.000000 0.000000 X( 1, 3) 2.000000 0.000000

49、 X( 1, 4) 0.000000 1530.000 X( 1, 5) 0.000000 665.0000 X( 1, 6) 0.000000 1600.000 X( 2, 1)

50、 0.000000 938.0000 X( 2, 2) 0.000000 1540.000 X( 2, 3) 0.000000 285.0000 X( 2, 4) 6.000000

51、 0.000000 X( 2, 5) 7.000000 0.000000 X( 2, 6) 11.00000 0.000000 X( 3, 1) 0.000000 1803.0

52、00 X( 3, 2) 0.000000 2400.000 X( 3, 3) 0.000000 1140.000 X( 3, 4) 0.000000 800.0000

53、 X( 3, 5) 0.000000 855.0000 X( 3, 6) 0.000000 0.000000 X( 4, 1) 10.00000 0.000000 X( 4,

54、2) 0.000000 1097.000 X( 4, 3) 12.00000 0.000000 X( 4, 4) 0.000000 1087.000 X( 4, 5) 0.0000

55、00 312.0000 X( 4, 6) 0.000000 1263.000 X( 5, 1) 0.000000 584.0000 X( 5, 2) 0.000000 14

56、30.000 X( 5, 3) 0.000000 199.0000 X( 5, 4) 0.000000 592.0000 X( 5, 5) 0.000000 0.000000

57、 X( 5, 6) 0.000000 781.0000,優(yōu)化結(jié)果,,吉百利公司的最優(yōu)工廠配置,3.3 供應(yīng)鏈運作規(guī)則,供應(yīng)鏈運作規(guī)則是建立在四個明確的管理流程上：計劃、原材料、生產(chǎn)和送貨,計劃控制下的：進、銷、存管理,原材料：包括原材料獲得和管理相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施—從內(nèi)部運輸?shù)劫~單支付生產(chǎn)：指由制造設(shè)備支持的生產(chǎn)，該模式下生產(chǎn)的管理包括工程變化、設(shè)備和機械、生產(chǎn)狀況、生產(chǎn)質(zhì)量、購