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1、物流网络配置,Phil Kaminsky kaminskyieor.berkeley.edu,大卫辛奇利维 菲利普卡明斯基 伊迪丝辛奇利维,大 纲,什么是物流网络配置？ 方法论 建模 数据汇集 数据验证 解决技术 案例研究: BuyPC.com,物流网络,物流网络的组成： 机构： 零售商、生产中心、仓库 / 配送中心、消费者 原材料和制成品在机构之间流动,供应,来源： 厂商 零售商 港口,区域仓库： 存货点,现场仓库： 存货点,Customers, demand centers sinks,生产/采购 成本,存货与库存 成本,运输成本,存货与库存 成本,运输成本,决策分类,战略计划：这类决策通
2、常包括主要的资本投资，具有长期影响 决定新工厂、配送中心和仓库的数量、位置与规模 在各个工厂内购置新生产设备，设计新的生产中心 设计运输设施、通信设备、数据处理方法等,决策分类,战术计划：在几个月的时期内有效配置生产与配送资源 劳动力人数 库存政策 确定配送渠道 选择运输和转运工具,决策分类,运营控制：包括每天的运营决策 为每台机器分配客户订单 分配、发送和处理订单 车辆行程安排,网络设计：关键问题,选择仓库和/或工厂的最佳数量、位置与规模 确定最优采购战略 哪家工厂生产哪种产品 确定最佳配送渠道 哪家仓库为哪些客户服务,网络设计：关键问题,目标是：考虑到下列因素时平衡服务水平 生产 / 采购
3、成本 库存维持成本 设备成本（操作成本与固定成本） 运输成本 也就是说，我们要找到一种使年度成本最低的配送网络配置，以满足一定客户服务水平下的产品需求。,网络设计工具：主要组成,制图 制图可以使你的供应链与解决方案可视化 使解决方案可视化让你更好地理解不同的假设 彩色编码、大小与应用指标令你可以进行进一步的分析 数据 数据说明了你的供应链的成本 基本的成本数据应该与会计数据匹配 产出数据使你可以量化供应链的变化 动力 优化技术,制图使供应链可视化,显示解决方案使你能够比较 不同的方案,网络设计的数据,1. 所有产品的清单。 2. 客户、存货点与资源的位置。 3. 每位客户对每种产品的需求。 4
4、. 运输费率。 5. 仓储成本。 6. 产品的装运尺寸。 7. 根据频率、尺寸、季节和容量区分的订货模式。 8. 订单处理成本。 9. 客户服务目标。,信息太多,客户与人口特征 销售数据通常根据客户基础收集。 如果销售数据以地理数据库而不是会计数据库为基础，网络规划会更容易一些。 1. 距离。 2. 运输成本。 存在以地理信息系统 （GIS）为基础的人口数据新技术。,汇集客户,相邻的客户利用网格式网络或集群技术进行汇集。所有在同一网络或同一束中的客户由位于质心(centroid)的单个客户代替。 我们将一个网格或束称为一个客户区域。,客户汇集的影响因素,客户区域平衡 过度汇集造成的精确度的损失
5、 不必要的复杂性 影响汇集效率的因素 汇集点的数量，即不同的客户区域的数量 客户在各个区域的分布,为什么要汇集数据,获得和处理数据的成本 获得数据的形式 作为结果位置模型的适用范围 预测需求的准确性,推荐的方法,使用至少300个汇集点。 确保每个区域具有相同的总需求量。 选取每个区域的中心作为汇集点。 这样做的误差通常不会超过。,测试客户汇集,1个工厂; 一种产品 只考虑运输成本 客户数据 原始数据包括18000个5位数的即将发往地区的邮政编码。 汇集的数据包括800个3位数的即将发往地区的编码。 两种情况下总需求相同。,Comparing Output,Total Cost:$5,796,0
6、00 Total Customers: 18,000,Total Cost:$5,793,000 Total Customers: 800,Cost Difference 0.05%,产品分组,企业在其产品线上可能有成千上万种单独的产品 不同的型号和款式 同一种产品的不同包装 收集和分析如此多组产品的数据是不现实的,产品汇集的战略A Strategy for Product Aggregation,将所有的SKU放入一个资源组(source-group) 资源组是一组来自同一个地方的SKU 在每一个资源组内，根据相同的物流特性汇集： 重量 体积 储存成本,在每一种资源组内， 根据相似的特性汇集
7、产品,矩形说明了如何将SKU分组,产品汇集测试,5个工厂 25个潜在仓库位置 距离导致的服务约束 库存持有成本 固定仓库成本 产品汇集 最初有46种产品 汇集后有4种产品 通过利用加权平均来产生产品的汇集,样本汇集测试：产品汇集,总成本：104,564,000美元 全部产品：46种,总成本104,599,000美元 全部产品：4种,成本差异：0.03%,估计运输费率,代表各种产品流组合的大量的费率 卡车、铁路、UPS和其他载重汽车运输公司的一个重要特征是其费率与距离呈线性关系,运输成本估计,Source: Ballou, R. H. Business Logistics Management,
8、UPS两天递送150货物的费率,产业基准：运输成本,运输费率（典型数值） 整车运输：0.10美元每吨英里 零担运输：0.31美元每吨英里 小包装：零担运输费率的3倍，快递费用更高 铁路：整车运输的50%至80%,零担运输费率,每一装载量按500至50进行分类 等级越高，运输货物的相对费用就越高 决定某一特定产品等级的因素很多，包括： 密度 处理的难易程度 赔偿责任,基本运输费率,考虑商品等级和目的地邮政编码，就可以确定每百磅货物的相应费率 CAZR(Complete Zip Auditing and Rating)软件可以协助完成这一任务，该软件由南方运输公司开发 将商品A从城市B运送到城市C
9、的成本可以利用下式计算： 重量(英担)费率,零担运输4000磅货物的费率,其他问题,里程估计 街道网络 直线距离 这自然是对路途距离的低估。我们可以将直线距离乘以一个比例因子 估计路途距离， 一般其1.3,其他问题,未来需求 设备成本 固定成本 装卸成本、劳动力成本、公用事业费用 存储成本，与库存水平成比例 仓库容量,Supply,Sources: plants vendors ports,Regional Warehouses: stocking points,Field Warehouses: stocking points,Customers, demand centers sinks,
10、Production/ purchase costs,Inventory & warehousing costs,Transportation costs,Inventory & warehousing costs,Transportation costs,Minimize the cost of your logistics network without compromising service levels,Optimal Number of Warehouses,增加仓库数量的影响,减少了客户服务时间而提高了服务水平 安全库存增加而提高了库存成本 增加了一般管理费用和准备成本 一定程度
11、上降低了运输成本 降低了运出成本 增加了运入成本,产业标准：配送中心的数量,Sources: CLM 1999, Herbert W. Davis LogicTools,仓库 的平均 数量,3,14,25,医药产品,仪器公司,化学制品,- 高利润产品 - 服务不重要(或易于快速处理) - 存货成本与运输成本相比较高,- 低利润产品 - 服务很重要 - 运出成本高于运入成本,典型的网络设计模型,几种产品由几家工厂生产 每家工厂有已知的生产能力 每一个客户区域对每种产品的需求已知 这些需求由地区配送中心满足 每一个配送中心具有总吞吐量的上限,典型的位置模型,在配送中心和其服务的区域之间有一个最大值
12、 一组潜在的新仓库位置由以下因素决定 成本： 准备成本 运输成本与距离成比例 存储与装卸成本 生产 / 供应成本,网络设计问题的复杂性,一般来说，位置问题是非常难以解决的 以下问题使复杂性提高： 客户数量 产品数量 潜在仓库位置的数量 仓库的数量,解决技术,数学最优化技术： 精确算法：找出最优解 启发式算法：找出“好”的解，不一定是最优解 仿真模型：为评估设计者设计的特定方案提供了一种机制,启发式算法与对精确算法的需要,单个产品 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 两个工厂的生产成本相同 两个仓库w1和w2的装卸成本相同 3个市场区域的需求
13、量分别为5万、10万、5万单位,启发式算法与对精确算法的需要,为什么最优化很重要？,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,常规方法1： 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,需求= 50,000,需求= 100,000,需求= 50,000,产能 = 60,000,产能 = 200,000,$5 x 140,000,$2 x 60,000,$2 x 50,000,$1 x 100,000,$2 x 50,00
14、0,总成本 = $1,120,000,传统方法2： 根据总到岸成本分配市场,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,$0,P1 to WH1 $3 P1 to WH2 $7 P2 to WH1 $7 P2 to WH 2 $4,P1 to WH1 $4 P1 to WH2 $6 P2 to WH1 $8 P2 to WH 2 $3,P1 to WH1 $5 P1 to WH2 $7 P2 to WH1 $9 P2 to WH 2 $4,传统方法2： 根据总到
15、岸成本分配市场,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,$0,P1 to WH1 $3 P1 to WH2 $7 P2 to WH1 $7 P2 to WH 2 $4,P1 to WH1 $4 P1 to WH2 $6 P2 to WH1 $8 P2 to WH 2 $3,P1 to WH1 $5 P1 to WH2 $7 P2 to WH1 $9 P2 to WH 2 $4,市场1由仓库1提供服务，市场2和市场3由仓库2提供服务,传统方法2： 根据总到岸成
16、本分配市场,需求 = 50,000,需求 = 100,000,需求 = 50,000,产能 = 60,000,产能 = 200,000,$5 x 90,000,$2 x 60,000,$3 x 50,000,$1 x 100,000,$2 x 50,000,$0 x 50,000,P1 to WH1 $3 P1 to WH2 $7 P2 to WH1 $7 P2 to WH 2 $4,P1 to WH1 $4 P1 to WH2 $6 P2 to WH1 $8 P2 to WH 2 $3,P1 to WH1 $5 P1 to WH2 $7 P2 to WH1 $9 P2 to WH 2 $4,总成本 = $920,000,什么是 LP？,什么是 LP？,最优战略,案例研究：BuyPC.com,Developed by Jim Morton; UPS Professional Services David Simchi-Lev
