《供应链管理》课程教学资源（教案讲义）第二章 供应链网络规划

第2章供应链的网络规划【本章学习自标及要求】·认识供应链网络配置的重要性；·会分析影响物流网络选址的主要因素·了解SC网络规划输入信息及其来源·掌握供应链网络规划设计模型；·会运用常用的方法求解模型：启发式方法，优化方法：运用某种软件求解优化算法(Lingo/Lindo/MatLab)学时要求：课堂知识讲授4学时：汇报陈述与讨论2学时案例分析：：吉列公司的配送网络改进1.吉列配送网络的问题及改进目标吉列有限公司（Gillete）是一家生产剃须力等个人护理品、电池和其他消费品的制造企业，吉列在东海岸有两个配送中心，一个位于马萨诸塞州的波士顿附近，另一个靠近田纳西州东南部的查塔努加（Chattanooga）。位于田纳西州的仓库只储存金霸王电池，位于马萨诸塞州的仓库储存其他所有的产品，但是没有一家仓库储存所有的吉列产品。这样的网络有什么问题呢？吉列更大的问题是，由于没有一个仓库储存公司所有的产品，所以许多客户的货物不得不采用零担送货，零担送货比整车送货的成本高出许多，而且这种运输方式的运输时间更长、可靠性较低。目标：开发一个使配送中心临近顾客所在地、并尽可能采用整车送货的网络结构。2.成本与服务水平为了弄清楚到底需要多少个仓库以及各仓库的地理位置等问题，吉列首先进行了系统的理论分析。一方面考虑生产工厂和采购点的位置分布因素，另外，还考虑了它的客户分布，弄清楚哪些客户订购了哪些产品、订购批量等重要因素。接下来，他们考虑如何将这两个方面的情况结合起来，来解决仓库应该选在什么位置的问题。配送网络的规划将如何影响客户服务水平？项目组从服务成本和服务水平两个角度进行权衡，综合考虑网络结构，最终从理论上找出了最合适的方案。3.将配送网络与企业的战略相匹配“如何在不改变其基础设施的情况下，提供更好的客户服务”？吉列发现可以在不投资新设施的情况下改善客户服务。然而，两个仓库都储存所有产品将会显著增加公司的库存水平，这是一个禁忌。为了克服这个潜在的症结，公司对安全库存供应链网络规划教案WHUTSCM课程组1

供应链网络规划教案 WHUT SCM 课程组 1 第 2 章 供应链的网络规划 【本章学习目标及要求】  认识供应链网络配置的重要性；  会分析影响物流网络选址的主要因素  了解 SC 网络规划输入信息及其来源  掌握供应链网络规划设计模型；  会运用常用的方法求解模型：启发式方法，优化方法  运用某种软件求解优化算法(Lingo/Lindo/MatLab) 学时要求：课堂知识讲授 4 学时；汇报陈述与讨论 2 学时 案例分析： 吉列公司的配送网络改进 1.吉列配送网络的问题及改进目标 吉列有限公司(Gillette)是一家生产剃须刀等个人护理品、电池和其他消费品的制造企业。 吉列在东海岸有两个配送中心，一个位于马萨诸塞州的波士顿附近，另一个靠近田纳西 州东南部的查塔努加（Chattanooga）。位于田纳西州的仓库只储存金霸王电池，位于马萨诸 塞州的仓库储存其他所有的产品，但是没有一家仓库储存所有的吉列产品。这样的网络有什 么问题呢？ 吉列更大的问题是，由于没有一个仓库储存公司所有的产品，所以许多客户的货物不得 不采用零担送货，零担送货比整车送货的成本高出许多，而且这种运输方式的运输时间更长、 可靠性较低。 目标：开发一个使配送中心临近顾客所在地、并尽可能采用整车送货的网络结构。 2.成本与服务水平 为了弄清楚到底需要多少个仓库以及各仓库的地理位置等问题，吉列首先进行了系统的 理论分析。一方面考虑生产工厂和采购点的位置分布因素，另外，还考虑了它的客户分布， 弄清楚哪些客户订购了哪些产品、订购批量等重要因素。接下来，他们考虑如何将这两个方 面的情况结合起来，来解决仓库应该选在什么位置的问题。 配送网络的规划将如何影响客户服务水平？项目组从服务成本和服务水平两个角度进 行权衡，综合考虑网络结构，最终从理论上找出了最合适的方案。 3.将配送网络与企业的战略相匹配 “如何在不改变其基础设施的情况下，提供更好的客户服务”？ 吉列发现可以在不投资新设施的情况下改善客户服务。然而，两个仓库都储存所有产品 将会显著增加公司的库存水平，这是一个禁忌。为了克服这个潜在的症结，公司对安全库存

进行了统计分析，且进行了一些改变，重新设定了安全库存，进一步优化了配送网络。这样公司在保持库存水平不变的情况下还提高了客户服务水平。最后，吉列在配置配送网络中坚持了最佳的实践方案，既能够最大限度利用整车送货同时又提高了准时交货能力，从而实现了公司“以最低的成本提供最佳的客户服务”的目标。讨论问题：1.配送网络对企业经营成本有什么影响？2.配送网络的规划是如何影响客户服务水平的？第一节供应链网络规划的任务及其重要性供应链网络规划的任务一、1供应链网络规划是对供应链设施进行决策的过程，也就是确定供应链中的节点和线路的过程。这些设施点可以是工厂、仓库、配送中心或零售店。该过程不仅帮助规划设计出构成供应链的各设施最理想的物理位置及其类型，还要对各设施点的能力或库存量进行最佳配置，以使商品和物料流动的效率最高。dtributen ontenMfanufacdurienCistomersSuppliens金意蓝SalMatrtalon供应链网络规划过程主要解决以下一些问题：（1）为满足当前和未来的需求模式，同时还要维持预期的服务水平和成本水平，最佳的网络配置应该是怎样的？供应链网络需要多少设施？每个设施具有哪些功能？在每个设施中有哪些流程或操作？各设施应该位于何处？（即确定网络设施数量及其地理位置。（2）网络中各设施将分别为哪些客户提供服务？例如工厂的仓库将为哪些配送中心供货？各配送中心为哪些店面提供补货服务？配送中心如何向供应商订货？解决这个问题就是要为各设施点分配合适的客户对象，使得网络服务的总成本最低。（3）现有设施点或仓库是否有足够的能力满足现在及未来运营的需要？每个设施应该分配多大的产能？配送中心应该备有多少库存？（4）哪种运输方式成本最小？哪种运输线路时间最短？（5）维持和运营现有网络的成本是多少？在扩大或缩小规模或新建设施等对成本的影响怎样？对服务水平的影响怎样？供应链网络规划教案WHUTSCM课程组2

供应链网络规划教案 WHUT SCM 课程组 2 进行了统计分析，且进行了一些改变，重新设定了安全库存，进一步优化了配送网络。这样， 公司在保持库存水平不变的情况下还提高了客户服务水平。 最后，吉列在配置配送网络中坚持了最佳的实践方案，既能够最大限度利用整车送货， 同时又提高了准时交货能力，从而实现了公司“以最低的成本提供最佳的客户服务”的目标。 讨论问题： 1.配送网络对企业经营成本有什么影响？ 2.配送网络的规划是如何影响客户服务水平的？ 第一节 供应链网络规划的任务及其重要性 一、 供应链网络规划的任务 供应链网络规划是对供应链设施进行决策的过程，也就是确定供应链中的节点和线路的 过程。这些设施点可以是工厂、仓库、配送中心或零售店。该过程不仅帮助规划设计出构成 供应链的各设施最理想的物理位置及其类型，还要对各设施点的能力或库存量进行最佳配置， 以使商品和物料流动的效率最高。 供应链网络规划过程主要解决以下一些问题： （1）为满足当前和未来的需求模式，同时还要维持预期的服务水平和成本水平，最佳 的网络配置应该是怎样的？供应链网络需要多少设施？每个设施具有哪些功能？在每个设 施中有哪些流程或操作？各设施应该位于何处？（即确定网络设施数量及其地理位置。） （2）网络中各设施将分别为哪些客户提供服务？例如工厂的仓库将为哪些配送中心供 货？各配送中心为哪些店面提供补货服务？配送中心如何向供应商订货？解决这个问题就 是要为各设施点分配合适的客户对象，使得网络服务的总成本最低。 （3）现有设施点或仓库是否有足够的能力满足现在及未来运营的需要？每个设施应该 分配多大的产能？配送中心应该备有多少库存？ （4）哪种运输方式成本最小？哪种运输线路时间最短？ （5）维持和运营现有网络的成本是多少？在扩大或缩小规模或新建设施等对成本的影 响怎样？对服务水平的影响怎样？

二、供应链网络规划的重要性结合案例进行总结，由学生自己归纳分析。1.设施布局决策对供应链的绩效具有长期的影响2.网络设施决定了供应链的构架3.优化供应链网络有利于降低配送成本、提高配送效率第二节、供应链网络规划的影响因素先分析“沃尔玛的配送中心选址实例”再归纳总结。沃尔玛的配送中心选址实例1.背景：当沃尔玛决定在美国新建一个食品配送中心来服务美国西北部市场时，通过对几个备选地址进行认真权衡后，最终选择华盛顿州的Grandview作为其800000平方英尺配送中心的位置。2.沃尔玛之所以青这个地方，有如下儿个原因：(1)这块土地的地理位置非常优越。尽管这块地属于Grandview，但是居住在这片区域内的人相当少，不会担心影响居民出行与交通拥挤的问题。-Grandview位于美国洲际公路I-82附近，所选地点地势很平坦，这对于零售商来说是非常重要的因素。-位于西雅图、波特兰和斯波坎三个城市的中心，距三个城市的距离在200英里以内：-60多家当地的货车运输公司、两条铁路运输线以及九家航运公司为周边地区提供服务。-帕斯科港口位于附近。（2）Grandview地区的平均工资水平较低。例如：该地区仓库工人的平均工资为每小时8.11美元，而西雅图地区的仓库工人平均工资是10.58美元；卡车司机每小时的平均工资为14.02美元，在西雅图却是17.62美元。（3）其他一些无形因素：-社区非常重视沃尔玛的业务；-Grandview为沃尔玛提供了雇员选择和培训员工的支持工作。请大家先归纳影响因素。一、企业内部因素1.企业战略因素基于成本最小化战略：将设施布局在成本更低的区位。强调市场反应速度：将设施布局在靠近目标市场的区域，以便企业能对市场变化反应。零售连锁店的竞争战略：靠近市场客户区域，数量多而分布广。供应链网络规划教案WHUTSCM课程组3

供应链网络规划教案 WHUT SCM 课程组 3 二、供应链网络规划的重要性 结合案例进行总结，由学生自己归纳分析。 1. 设施布局决策对供应链的绩效具有长期的影响 2. 网络设施决定了供应链的构架 3. 优化供应链网络有利于降低配送成本、提高配送效率 第二节、供应链网络规划的影响因素 先分析“沃尔玛的配送中心选址实例”再归纳总结。 沃尔玛的配送中心选址实例 1.背景： 当沃尔玛决定在美国新建一个食品配送中心来服务美国西北部市场时，通 过对几个备选地址进行认真权衡后，最终选择华盛顿州的 Grandview 作为其 800000 平方英 尺配送中心的位置。 2. 沃尔玛之所以青睐这个地方，有如下几个原因： (1)这块土地的地理位置非常优越。尽管这块地属于 Grandview，但是居住在这片区域内 的人相当少，不会担心影响居民出行与交通拥挤的问题。 -Grandview 位于美国洲际公路 I-82 附近，所选地点地势很平坦，这对于零售商来说是 非常重要的因素。 -位于西雅图、波特兰和斯波坎三个城市的中心，距三个城市的距离在 200 英里以内； -60 多家当地的货车运输公司、两条铁路运输线以及九家航运公司为周边地区提供服务。 -帕斯科港口位于附近。 （2）Grandview 地区的平均工资水平较低。例如：该地区仓库工人的平均工资为每小 时 8.11 美元，而西雅图地区的仓库工人平均工资是 10.58 美元；卡车司机每小时的平均工资 为 14.02 美元，在西雅图却是 17.62 美元。 （3）其他一些无形因素： -社区非常重视沃尔玛的业务； -Grandview 为沃尔玛提供了雇员选择和培训员工的支持工作。 请大家先归纳影响因素。 一、企业内部因素 1. 企业战略因素 基于成本最小化战略：将设施布局在成本更低的区位。 强调市场反应速度：将设施布局在靠近目标市场的区域，以便企业能对市场变化反应。 零售连锁店的竞争战略：靠近市场客户区域，数量多而分布广

折扣店：其连锁店的数量较少，但每个店的规模较大。全球化战略：选择劳动力成本及其他成本较低的国家和地区：生产支撑型物流设施：建立在设有海外生产基地的国家或地区；对于市场导向型设施：选择在具有较大市场规模或特定需求的地区。2.产品技术因素1）如果产品生产工艺复杂、生产设施和设备投资高，适合采取数量少而规模大的设施布局策略。相反，如果设施的固定投资成本较低，适合采用分散的网络布局策略，在接近市场的地区建立设施，以利于降低运输成本。例如，可口可乐的装瓶厂的固定成本不是很高，为了降低运输成本，可口可乐在全世界范围建立了很多装瓶厂，各自服务于当地的市场。2）当获取原材料的运输代价较大、而产成品运输代价相对较低时，设施点应向原料产地靠近，以降低原料运输成本；当获取原材料的运输代价较低而产成品运输代价相对较高时，为降低产品的运输费用，设施点应该向市场移动，二、外部环境因素1.政治环境与宏观经济环境包括税收及关税优惠政策、汇率波动及汇率风险等因素。2.基础设施条件主要包括：场地供给、劳动力供给、交通条件、地方性公共设施等。结合Walmart的选址实例分析。。美国学者King和Keating提出从10个方面评价一个地区的物流环境：1）运输业与配送业的整体环境：2）物流人力资源，主要考察物流相关行业的劳动力价格、招聘人员的易得性、员工的技术水平等；3）道路基础设施及其资金投入状况，主要考察人均拥有公路里程数、高速公路比例4）公路的密度、堵塞情况、运输的安全性；5）路况，即考察市区与郊外的洲际高速公路及其他主要道路状况、桥梁状况等6）道路税费，即对车辆使用汽油和柴油的征税；7）铁路通达性，考察货运铁路及一级铁路的数量、铁轨长度、铁路货运吨数及铁路运输的安全记录等：8）港口与水路运输情况，考察内河、湖、海码头设施及水路运输量；9）航空运输，包括统计航空货运量及货运机场设施、航空客运量：10）洲际高速公路，考察区域内洲际高速公路及环城高速公路的长度。3.竞争因素如果市场竞争氛围是倡导共赢，则企业可考虑在竞争对手附近选址。供应链网络规划教案WHUTSCM课程组4

供应链网络规划教案 WHUT SCM 课程组 4 折扣店：其连锁店的数量较少，但每个店的规模较大。 全球化战略：选择劳动力成本及其他成本较低的国家和地区； 生产支撑型物流设施：建立在设有海外生产基地的国家或地区； 对于市场导向型设施：选择在具有较大市场规模或特定需求的地区。 2. 产品技术因素 1）如果产品生产工艺复杂、生产设施和设备投资高，适合采取数量少而规模大的设施 布局策略。相反，如果设施的固定投资成本较低，适合采用分散的网络布局策略，在接近市 场的地区建立设施，以利于降低运输成本。例如，可口可乐的装瓶厂的固定成本不是很高， 为了降低运输成本，可口可乐在全世界范围建立了很多装瓶厂，各自服务于当地的市场。 2）当获取原材料的运输代价较大、而产成品运输代价相对较低时，设施点应向原料产 地靠近，以降低原料运输成本；当获取原材料的运输代价较低而产成品运输代价相对较高时， 为降低产品的运输费用，设施点应该向市场移动。 二、外部环境因素 1. 政治环境与宏观经济环境 包括税收及关税优惠政策、汇率波动及汇率风险等因素。 2. 基础设施条件 主要包括：场地供给、劳动力供给、交通条件、地方性公共设施等。 结合 Walmart 的选址实例分析。 美国学者 King 和 Keating 提出从 10 个方面评价一个地区的物流环境： 1）运输业与配送业的整体环境； 2）物流人力资源，主要考察物流相关行业的劳动力价格、招聘人员的易得性、员工的 技术水平等； 3）道路基础设施及其资金投入状况，主要考察人均拥有公路里程数、高速公路比例； 4）公路的密度、堵塞情况、运输的安全性； 5）路况，即考察市区与郊外的洲际高速公路及其他主要道路状况、桥梁状况等； 6）道路税费，即对车辆使用汽油和柴油的征税； 7）铁路通达性，考察货运铁路及一级铁路的数量、铁轨长度、铁路货运吨数及铁路运 输的安全记录等； 8）港口与水路运输情况，考察内河、湖、海码头设施及水路运输量； 9）航空运输，包括统计航空货运量及货运机场设施、航空客运量； 10）洲际高速公路，考察区域内洲际高速公路及环城高速公路的长度。 3. 竞争因素 如果市场竞争氛围是倡导共赢，则企业可考虑在竞争对手附近选址

三、物流总成本权衡供应链系统的物流总成本：包括物流运营成本和设施成本。①物流总成本③设施固定成本①库存持有成本②运输成本仓库数量图2-3设施数目对物流成本的影响1.物流运营成本（1）库存成本：物流设施数目增加，在同样安全系数的情况下，库存量会增加，将会引起库存成本上升。（2）运输成本：包括进货运输成本和送货运输成本。增加仓库数量，能使仓库更加接近顾客，从而减少了运输成本。但是，如果设施数量增加到一定程度，会导致进货批量规模很小，导致进货成本大幅上升，而送货成本降幅很小。2.物流设施成本包括维持设施运营的相关成本（例如水电费、维修费等），其中大多数是与通过设施点的货流量无关的。减少设施数量能减少设施的固定投资成本，也会使相应的运营费用降低。物流总成本主要是由上述库存成本、运输成本和设施成本三部分构成，从而得到物流总成本曲线。就是说存在一个最佳的设施数目。第三节、供应链网络规划设计过程一、供应链网络规划设计框架分为四个阶段。1.战略规划阶段明确界定企业竞争战略，分析企业内外部环境，以此为基础确定供应链设计的目标。内外部环境分析主要包括：1）通过调查手段，分析政策环境、市场环境的变化，了解竞争对手的实力和市场份额；2）通过市场需求调查了解产品和服务的细分市场状况；3）通过对供应商、零售商、用户等市场主体的专项调查，了解原材料的市场行情和供应商的基本状况、零售商的市场拓展能力和服务水准；4）对企业的供应、需求现状和设施现状进行分析，考虑自身可利用资金的约束，决定是改造现有设施，还是建立新的设施。明确供应链设计目标：在多个目标之间取得平衡。2.网络设计阶段供应链网络规划教案WHUTSCM课程组5

供应链网络规划教案 WHUT SCM 课程组 5 三、物流总成本权衡 供应链系统的物流总成本：包括物流运营成本和设施成本。 本 仓库数量 成 ②运输成本 ①库存持有成本 ④物流总成本 ③设施固定成本 图 2-3 设施数目对物流成本的影响 1. 物流运营成本 （1）库存成本： 物流设施数目增加，在同样安全系数的情况下，库存量会增加，将 会引起库存成本上升。 （2）运输成本：包括进货运输成本和送货运输成本。 增加仓库数量，能使仓库更加接近顾客，从而减少了运输成本。但是，如果设施数量增 加到一定程度，会导致进货批量规模很小，导致进货成本大幅上升，而送货成本降幅很小。 2. 物流设施成本 包括维持设施运营的相关成本（例如水电费、维修费等），其中大多数是与通过设施点 的货流量无关的。减少设施数量能减少设施的固定投资成本，也会使相应的运营费用降低。 物流总成本主要是由上述库存成本、运输成本和设施成本三部分构成，从而得到物流总 成本曲线。就是说存在一个最佳的设施数目。 第三节、供应链网络规划设计过程 一、供应链网络规划设计框架 分为四个阶段。 1. 战略规划阶段 明确界定企业竞争战略，分析企业内外部环境，以此为基础确定供应链设计的目标。 内外部环境分析主要包括：1）通过调查手段，分析政策环境、市场环境的变化，了解 竞争对手的实力和市场份额；2）通过市场需求调查了解产品和服务的细分市场状况；3）通 过对供应商、零售商、用户等市场主体的专项调查，了解原材料的市场行情和供应商的基本 状况、零售商的市场拓展能力和服务水准；4）对企业的供应、需求现状和设施现状进行分 析，考虑自身可利用资金的约束，决定是改造现有设施，还是建立新的设施。 明确供应链设计目标：在多个目标之间取得平衡。 2. 网络设计阶段

确定网络的结构、各设施的功能及作用，并初步确定设施的数量及初步的位置分布。网络设计决策考虑的时间范围通常是若于年。供应链网络设计从市场需求预测开始；根据地区间需求的一致性或分散性，确定设施建设的原则和类型；其次，确定供应链网络的结构。然后，要选择合理的网络布局。3.确定一组理想的潜在设施点4.选址及产能分配需要借助一些数学方法或模型二、供应链网络规划的输入数据和输出（一）供应链网络规划所需的输入数据1.产品相关的信息（1）产品线上的产品清单信息，如产品名称、型号、规格、尺寸、形状、比重、材质、等。（2）产品的物理或化学方面的信息，如是否易脆、存储及运输过程对温度是否有特殊要求等等：（3）产品的运输批量，即产品一次运送的数量，可以是一辆卡车的载重量、一个集装箱的容量、一个托盘的容量，或一个包装箱的容量等。2.客户的相关信息客户群的地理分布，各区域客户对每种产品的预测需求；客户历史订单；客户服务目标。3.地理信息（1）网络中已有的、或潜在的仓库/工厂的地理分布信息、主要供应商的仓库位置。（2）设施点之间的距离信息。4.成本相关的信息（1）网络中各节点的设施成本、劳动力成本和原材料成本。（2）设施点之间的运输成本和费率。（3）仓储成本和费率。（4）采购/制造成本。5.网络中各设施点的能力限制信息生产商的生产能力限制、仓库的周转能力或吞吐量限制、运输能力限制等。（二）供应链网络规划的输出数据（1）网络布局方案，包括确定供应链网络中各设施的类型、功能、数量与位置，（2）网络中节点的容量配置，包括生产力、运输量和存货量等在不同设施间的分配。（3）设施的供应源和市场的分配：如从工厂到仓库的入库策略、配送中心客户群、市场区域策略等。（4）供应链建设和运营的总成本估算，包括设施成本、劳动力成本、原材料成本、运输成本、仓库存储成本及运营成本等。供应链网络规划教案WHUTSCM课程组6

供应链网络规划教案 WHUT SCM 课程组 6 确定网络的结构、各设施的功能及作用，并初步确定设施的数量及初步的位置分布。网 络设计决策考虑的时间范围通常是若干年。 供应链网络设计从市场需求预测开始；根据地区间需求的一致性或分散性，确定设施建 设的原则和类型；其次，确定供应链网络的结构。然后，要选择合理的网络布局。 3. 确定一组理想的潜在设施点 4. 选址及产能分配 需要借助一些数学方法或模型 二、供应链网络规划的输入数据和输出 （一）供应链网络规划所需的输入数据 1. 产品相关的信息 （1）产品线上的产品清单信息，如产品名称、型号、规格、尺寸、形状、比重、材质、 等。（2）产品的物理或化学方面的信息，如是否易脆、存储及运输过程对温度是否有特殊要 求等等；（3）产品的运输批量，即产品一次运送的数量，可以是一辆卡车的载重量、一个集 装箱的容量、一个托盘的容量，或一个包装箱的容量等。 2. 客户的相关信息 客户群的地理分布，各区域客户对每种产品的预测需求；客户历史订单；客户服务目标。 3. 地理信息 （1）网络中已有的、或潜在的仓库/工厂的地理分布信息、主要供应商的仓库位置。 （2）设施点之间的距离信息。 4. 成本相关的信息 （1）网络中各节点的设施成本、劳动力成本和原材料成本。 （2）设施点之间的运输成本和费率。 （3）仓储成本和费率。 （4）采购/制造成本。 5. 网络中各设施点的能力限制信息 生产商的生产能力限制、仓库的周转能力或吞吐量限制、运输能力限制等。 （二）供应链网络规划的输出数据 （1）网络布局方案，包括确定供应链网络中各设施的类型、功能、数量与位置。 （2）网络中节点的容量配置，包括生产力、运输量和存货量等在不同设施间的分配。 （3）设施的供应源和市场的分配：如从工厂到仓库的入库策略、配送中心客户群、市 场区域策略等。 （4）供应链建设和运营的总成本估算，包括设施成本、劳动力成本、原材料成本、运 输成本、仓库存储成本及运营成本等

第四节、网络设施选址及产能分配决策方法一、典型选址问题描述（1）已知条件：某产品供应链在一定区域范围内分布着一定数量的生产基地和零售店，每个零售商对生产基地生产的不同类型产品有固定的需求，每个生产基地对各种产品的生产能力是有限的。已初步选出了一组潜在的仓库地址，且仓库的能力有限制。（2）要求：从潜在的地址中选出最合理的的设施位置，设计总成本最小的网络。（3）关键：网络总成本。包括：运输成本+仓库的固定成本+仓库作业成本。（4）问题图示说明：FactoriesDistributor/RetailerWarehouseCustomers（5）涉及的变量及数据说明：L=工厂数量，令L=(1,2,,L);J=备选仓库数，令J={1,2,.·.,J);零售店数量，令={1,2,..,);K=产品类型数，令K={1,2,..,K);W=选定的仓库数量：C=单位产品k从工厂1运输到位于地址j的仓库的运输成本；d=产品k从仓库j运输到零售店i的单位运输成本；f-在地址j建仓库的固定成本；Vi=工厂1生产产品k的生产能力；Wik=零售店i对产品k的需求量；qj=仓库j的周转能力。二、选址与产能决策的优化模型~重点和难点先回顾运筹学：优化问题及其求解过程。优化求解的一般过程：1.给定假设前提。（问题：为什么要给出假设？）2.优化数学模型（重点讲授模型三要素）供应链网络规划教案WHUTSCM课程组7

供应链网络规划教案 WHUT SCM 课程组 7 第四节、网络设施选址及产能分配决策方法 一、典型选址问题描述 （1）已知条件： 某产品供应链在一定区域范围内分布着一定数量的生产基地和零售店，每个零售商对生 产基地生产的不同类型产品有固定的需求，每个生产基地对各种产品的生产能力是有限的。 已初步选出了一组潜在的仓库地址，且仓库的能力有限制。 （2）要求：从潜在的地址中选出最合理的的设施位置，设计总成本最小的网络。 （3）关键：网络总成本。包括：运输成本+仓库的固定成本+仓库作业成本。 （4）问题图示说明： （5）涉及的变量及数据说明： L=工厂数量，令 L={1, 2, . . . , L}； J=备选仓库数，令 J={1, 2, . . . , J}； I=零售店数量，令 I={1, 2, . . . , I}； K=产品类型数，令 K={1, 2, . . . ,K}； W=选定的仓库数量； cljk=单位产品 k 从工厂 l 运输到位于地址 j 的仓库的运输成本； djik=产品 k 从仓库 j 运输到零售店 i 的单位运输成本； fj=在地址 j 建仓库的固定成本； vlk=工厂 l 生产产品 k 的生产能力； wik=零售店 i 对产品 k 的需求量； qj=仓库 j 的周转能力。 二、选址与产能决策的优化模型 ~重点和难点 先回顾运筹学：优化问题及其求解过程。优化求解的一般过程： 1.给定假设前提。 （问题：为什么要给出假设？） 2.优化数学模型 （重点讲授模型三要素）

3.优化算法（运筹学知识，自学）4.软件工具求解（自学和大作业掌握）1.以例题数据为依据，讲授决策模型[例2-11某食品供应链需要筹建包括生产基地、中转仓库及超市在内的供应链网络。经过调研，制定了如下计划：1）受现有条件的限制，生产基地的数量限制在1~2个：2）出于市场需求及顾客地理分布的考虑，计划建3个大型专卖超市，且超市的地址已经选定：3）受专卖超市数量及位置的约束及可供选址的土地因素约束，考虑建设1~2个中转仓库：4）主要考虑两大类产品，分别用A、B表示。需要解决以下几个问题：1）建设几个中转仓库？2）如果建立一个中转仓库，应建哪一个？3）如果建立两个中转仓库，仓库向超市的供货量如何分配？4）建立几个生产基地？5）如果建立两个生产基地，怎样分配各基地的生产数量？怎样为中转仓库供货（在建立两个中转仓库的情况下）？库存成本=16元/件周转能力=110000件产品ACia050000W2Pi生产成本=32元/件C2生产能力=60000件4.100000P2W生产成本=32元/件C3固定成本=4000000生产能力无限制50 000固定成本=800000Ci3产品B020000WiPi3生产成本=24元/件C2生产能力=50000件130000P2周转能力无限制生产成本=16元/件C3库存成本=8元/件生产能力无限制60 0002.优化模型（1）决策变量yj=0-1变量，若仓库位于地址j，则取值1，否则取值0；Uk=从工厂1运往仓库j的产品k的量，leL,jeJ,keK供应链网络规划教案WHUTSCM课程组8

供应链网络规划教案 WHUT SCM 课程组 8 3.优化算法 （运筹学知识，自学） 4.软件工具求解 （自学和大作业掌握） 1. 以例题数据为依据，讲授决策模型 [例 2-1] 某食品供应链需要筹建包括生产基地、中转仓库及超市在内的供应链网络。经 过调研，制定了如下计划：1）受现有条件的限制，生产基地的数量限制在 1~2 个；2）出于 市场需求及顾客地理分布的考虑，计划建 3 个大型专卖超市，且超市的地址已经选定；3） 受专卖超市数量及位置的约束及可供选址的土地因素约束，考虑建设 1~2 个中转仓库；4） 主要考虑两大类产品，分别用 A、B 表示。 需要解决以下几个问题： 1) 建设几个中转仓库？ 2) 如果建立一个中转仓库，应建哪一个？ 3) 如果建立两个中转仓库，仓库向超市的供货量如何分配？ 4) 建立几个生产基地？ 5) 如果建立两个生产基地，怎样分配各基地的生产数量？怎样为中转仓库供货（在建立两 个中转仓库的情况下）？ 2.优化模型 （1）决策变量 𝑦𝑗=0-1 变量，若仓库位于地址 j，则取值 1，否则取值 0； Uljk=从工厂 l 运往仓库 j 的产品 k 的量，lL, jJ, kK. 生产成本=32 元/件 生产能力=60 000 件 生产成本=32 元/件 生产能力无限制 生产成本=24 元/件 生产能力=50 000 件 生产成本=16 元/件 生产能力无限制 60 000 产品 A 产品 B 固定成本=800 000 库存成本=16 元/件 周转能力=110 000 件 20 000 30 000 0 3 5 4 2 3 4 3 2 3 W1 W2 P1 P2 C2 C1 C3 固定成本=4000 000 50 000 50 000 100 000 0 4 5 4 2 3 5 2 1 2 W1 W2 P1 P2 C2 C1 C3 周转能力无限制 库存成本=8 元/件

X=0-1变量，如果零售商i接收来自仓库j的产品k，则取1；否则取值为0。（2）目标函数总成本由产品生产成本、仓库固定成本、仓库搬运成本、运输成本构成，即：TdmwaXug）Xm2Z(Cm+he）Um+5(81hZf,Y(l =l各项成本函数解释，要求能完全理解掌握。（3）约束条件-Vtel,keK一个客户的同种产品只能由一家仓库供货：2ZWXsqYjeJ·仓库作业量限制ZwaXaZUujeJ.keK·仓库流入量与流出量平衡ZUasVavleL.kek·工厂供应能力限制·选出的仓库数量的一致ZY-W·变量的值域限制Y,Xmeto,..Wiel,jeJ,keKUx≥0VieL.JeJ.keK【课堂练习：对照图中数据，写出具体数学模型】3.混合整数规划优化算法和优化工具软件线性规划方法、割平面法、现代优化方法【具体内容请复习运筹学“线性规划”知识】优化工具软件：Lingo/Lindo；Matlab三、启发式模型1.方法简介以直觉或经验为基础。网络选址问题常用的启发式法则如下：·仓库的最佳选址往往在那些需求最大的地区或临近这些最大需求的地方：·购买量大的客户（其购买量超过正常的运输批量）应该直接由供应点直接供货，而不必通过中转仓库二次运输：·对需求量及需求提前期波动很小的产品，应当实行准时制管理，尽量减少库存：·在现有配送网络中增加新设施（如仓库）的前提条件是，新增加的设施能最大程度地节约物流总成本：。，从分拨角度看，成本最高的客户是那些以小批量购买且位于运输线未端的客户：。经济运输批量，是将配送网络中从运输起点到最偏远客户之间的运输线路上的小批供应链网络规划教案WHUTSCM课程组9

供应链网络规划教案 WHUT SCM 课程组 9 Xjik =0-1 变量，如果零售商 i 接收来自仓库 j 的产品 k，则取 1；否则取值为 0。 （2）目标函数 总成本由产品生产成本、仓库固定成本、仓库搬运成本、运输成本构成，即： c Uljk L l J j K k lk ljk  h     1 1 1 ( ) + d wik X jik I i J j K k  jik 1 1 1 +      J j L l K k ljk jik gj U X 1 1 1 ( ) + f Y j J j  j 1 各项成本函数解释，要求能完全理解掌握。 （3）约束条件 【课堂练习：对照图中数据，写出具体数学模型】 3. 混合整数规划优化算法和优化工具软件 线性规划方法、割平面法、现代优化方法 【具体内容请复习运筹学“线性规划”知识】 优化工具软件：Lingo/Lindo； Matlab 三、启发式模型 1.方法简介 以直觉或经验为基础。网络选址问题常用的启发式法则如下：  仓库的最佳选址往往在那些需求最大的地区或临近这些最大需求的地方；  购买量大的客户（其购买量超过正常的运输批量）应该直接由供应点直接供货，而 不必通过中转仓库二次运输；  对需求量及需求提前期波动很小的产品，应当实行准时制管理，尽量减少库存；  在现有配送网络中增加新设施（如仓库）的前提条件是，新增加的设施能最大程度 地节约物流总成本；  从分拨角度看，成本最高的客户是那些以小批量购买且位于运输线末端的客户；  经济运输批量，是将配送网络中从运输起点到最偏远客户之间的运输线路上的小批

量需求累加起来而实现的满载运量。2、例题讲解[例2-2]考虑如图2-7的配送系统：某企业在A地有Pi、P,两个工厂，经仓库W1、W,向客户市场C1、C2、C3供应某类产品。工厂P的产能不限，工厂P2的实际产能为60000件。仓库W1、W2具有相同的仓库搬运成本。三个市场C1、C2、C3的产品需求分别为50000件，100000件和50000件。各设施点之间的单位运输费用如图中数据所示。Ci3.500000PiC2人100000PC3图2-7某企业的配送系统确定一种合适的配送策略，即在满足各市场需求的同时又不超过P2的产能约束，并使总运输成本最小。（1）启发式法则一对于每个市场，我们选择最便宜的仓库来满足需求。因此C1、C,和C3都将使用仓库Wz来供货。然后，为这个仓库选择配送成本最低的制造厂供货。这样，将首先从P2配送60000件，剩下的140000件由P供应。总运输成本=2×50000+1×100000+2×50000+2×60000+5×140000-1120000（元）（2）启发式法则二对于每个市场，选择仓库使经过该仓库的总配送成本最低，即考虑入库和出库配送成本。因此，对于市场区域C1，考虑路径P—→Wi→C1，P1—W2→C1，P2→W1-C1，P2→W2→C1°在这些配送方案中，最便宜的是Pi→W1→C1，因此为C,选择W1。通过同样的分析，我们为C2选择W2，为C3选择W3仓库W需要向客户市场供应50000件产品，仓库W2需要向客户市场供应150000件产品。最好的入库配送模式是由工厂P向仓库W供应50000件产品，向仓库W2供应90000件产品，由工厂P2向仓库W2供应60000件产品。总运输成本=5×90000+2×60000+3×50000+2×100000+2×50000=920000（元）显然，这两种启发式算法都没有得到成本最小的策略。供应链网络规划教案WHUTSCM课程组10

供应链网络规划教案 WHUT SCM 课程组 10 量需求累加起来而实现的满载运量。 2、例题讲解 [例 2-2] 考虑如图 2-7 的配送系统：某企业在 A 地有P1、P2两个工厂，经仓库W1、W2向客 户市场C1、C2、C3供应某类产品。工厂P1的产能不限，工厂P2的实际产能为 60000 件。仓库 W1、W2具有相同的仓库搬运成本。三个市场C1、C2、C3的产品需求分别为 50000 件，100000 件和 50000 件。各设施点之间的单位运输费用如图中数据所示。 确定一种合适的配送策略，即在满足各市场需求的同时又不超过P2的产能约束，并使总 运输成本最小。 （1）启发式法则一 对于每个市场，我们选择最便宜的仓库来满足需求。因此C1、C2和C3都将使用仓库W2来 供货。然后，为这个仓库选择配送成本最低的制造厂供货。这样，将首先从P2配送 60000 件， 剩下的 140000 件由P1供应。 总运输成本=2×50000+1×100000+2×50000+2×60000+5×140000=1120000（元） （2）启发式法则二 对于每个市场，选择仓库使经过该仓库的总配送成本最低，即考虑入库和出库配送成本。 因此，对于市场区域C1，考虑路径P1→W1→C1，P1→W2→C1，P2→W1→C1，P2→W2→C1。 在这些配送方案中，最便宜的是P1→W1→C1，因此为C1选择W1。通过同样的分析，我们为C2选 择W2，为C3选择W3 仓库W1需要向客户市场供应 50000 件产品，仓库W2需要向客户市场供应 150000 件产 品。最好的入库配送模式是由工厂P1向仓库W1供应 50000 件产品，向仓库W2供应 90000 件 产品，由工厂P2向仓库W2供应 60000 件产品。 总运输成本=5×90000+2×60000+3×50000+2×100000+2×50000=920000（元） 显然，这两种启发式算法都没有得到成本最小的策略。 50000 50000 100000 0 3 5 4 2 4 5 2 1 2 W1 W2 P1 P2 C2 C1 C3 图 2-7 某企业的配送系统