供应链管理实验三

3.3 供应链网络设计实验

3．3．1 实验目的

通过实验，对比分析企业集中库存和分散库存对企业成本的影响。

3．3．2 实验说明

1．供应链网络设计概述

供应链网络设计是在已有的物流网络设计的理论基础上，把供应链管理强调整体性与协作性等理念相融合，从而使设计结果能够更好地服务于网络的整体目标与企业的个体目标。

供应链网络设计的原则主要包括整体性原则、协作性原则、创新性原则、成本服务原则。

（1）整体性原则是设计供应链网络时必须遵循的一条原则，该原则要求网络设计过程中要保持从网络的整体出发考虑各种相关问题。由于在供应链的环境中，网络中包含了各种成员企业，而各企业的情况又不尽相同，在确定网络目标时从全局利益出发，更容易达成广泛的一致性。

（2）协作性原则是指在网络设计时，可以通过成立专门的业务小组来负责设计工作，而小组成员由各个企业的代表组成。这样从设计开始就可以协调企业的相互关系，以及了解其他企业对自身和网络的期望。同时也可以制定一些利于协作的合约与运作流程，如信息传递方式与渠道、信息共享范围等。

（3）由于供应链网络涉及的范围更广、遇到的问题也更加复杂，因此在设计中必须充分发挥创新精神，突破原来的物流网络设计思路与方法，大胆引进新鲜思想，才能产生更好的效果。比如，在整个供应链的范围内，企业可以利用更多的资源，采取更多的资产处理方式来优化整个网络；原来只需要周转自己的商品，现在结合返货、退货更好组织物流活动等。

（4）成本服务原则是在供应链网络设计时永恒不变的原则。在网络设计的分析过程中注意由某项的成本增加是否能带来相对的收益弥补，如果不能做到就不应采取该方案。这时还要注意整体性原则，如果局部成本的增加小于其带来的整体利益的增加，该方案还是可行的。

2．供应链网络设计步骤

供应链网络设计的步骤有：明确网络设计程序；评估现有网络的业绩水平；加入网络设计的创新选择；提出网点布局方案；作出网络设计决策；制定实施计划。基于供应链的物流

网络设计步骤如图3.11所示。

图3.11 供应链网络设计步骤

第一步：明确网络设计程序。在开始设计基于供应链的物流网络时，首先要明确网络设计程序，因此在第一个步骤里面要完成的工作主要有三个：成立网络设计小组；确定网络设计目标；决定是否使用第三方物流。

第二步：评估现有网络的业绩水平。在做出重新设计物流网络的决定时，需要对将来的网络设定一个比较的基础。因此，必须测量并记录现有物流网络中每个网点的位置、运输、存货及仓储成本、设施成本，以及每个活动的反应时间等。

第三步：加入网络设计的创新选择。这是网络设计中最需要创新性和经验的步骤。因为在供应链内设计其整体的物流网络比以往的物流网络设计面临更多的不确定性与更加复杂的环境，因此必须结合具体情况，大胆采用一些新方法来解决现有的问题，或者独辟蹊径收到意想不到的效果。大多数决策支持工具仅能用于评估方案而不能生成方案，所以关键在于首先要设计出尽可能多的优秀方案用以分析现有的物流网络和得出解决方案，而墨守成规得到的设计方案往往不能达到预期水平。比如设计中要为每类货物考虑新的物流模式，包括直接送货、越库操作、寄销货品、合并进出货及合并中转程序等。

第四步：提出网点布局方案。提出网点布局方案是所有步骤中最耗时间、也是难度最大的一步。首先，要设计和建立网络数据库。网络设计中最基础的工作就是收集、分析和合理化由参数、成本计算和约束条件组成的数据库雏形。其次，要设计网络优化模型。由于每个网络设计的目标都不尽相同，其约束条件也千差万别，所以要根据自己的情况设计网络模型，即用数学表达方法反映客观条件及期望的结果。其中应该包括目标模块和一系列约束条件。接下来是选择网络设计工具。由于有很多被选方案和假定方案要考虑，并且网络优化的约束条件和目标之间互相关联，所以大多数规模较大的网络设计需要使用网络优化工具。在以上

工作的基础上，就可以用已选工具建立网络模型，计算得到各种设计方案了。

第五步：作出网络设计决策。通过第四步可以得到若干网点布局方案，下面要对这些备选方案从成本、服务和资产使用率等多方面进行比较分析。建模的目的是以最佳方式让管理层看到网络设计决策中物流成本和服务的权衡。同时，还要综合各方面影响因素作出最终决定。硬件设施要求包括供应商、运输服务、通讯、仓储设施等；软件设施要求包括可供雇佣的熟练劳动力、劳动力流动性以及市场的接受程度等。虽然基于供应链的物流网络设计为了实现网络总利益最大化，仍然有必要对每个市场的预期边际收益和需求、以及各网点的设施成本与收益进行衡量，然后逐步筛选得到最优设计方案。另外，每个相关决策都应该与第一步中设定的目标保持一致，将来在网络内发生的变化都要放到整个供应链的环境中去考虑。

第六步：制定实施计划。虽然已经作出了网络设计的相关决策，如何将这些纸上的蓝图变成现实还需要制定一个有效的实施计划，这个计划要能指导企业如何把现有的物流网络成功转变成为预期的物流网络。基于供应链的物流网络的设计和实施都离不开全体网络成员的合作与努力，对网络整体性和协作性的要求更高。而设计的实施会给现状带来较大的冲击，需要的投入也会很大，因此从一开始就必须做好各方面的准备，从而保证顺利、按时地完成实施工作。

3．3．3 实验内容及步骤

1．背景资料

哈迈德公司的是一家医疗器械生产商，产品用于治疗心脏病。全美的心脏专家都使用它的产品。这种医疗器械不通过代理商而是直接销售给医生。哈迈德目前将美国划分为24个区，每个区都有销售人员，每四个星期用包裹快递公司进货，进行一次库存更新。运用UPS包裹快递公司进行库存供货期是一个星期。UPS公司的运费计算方式是：0.66美元+0.26*X，其中X适用公斤计算的运量。将所有的销售产品分为两类：高端产品和低端产品。高端产品每个重量为0.1公斤，成本为200美元。低端产品每个重量为0.04公斤，每个产品成本为30美元。

高端产品每个区域的周需求量服从均值为μH=2，标准差为σH=5的正态分布。低端产品：均值为μL=20，标准差为σL=5的正态分布。哈迈德在每个区预保有足够的安全库存，以保证99.7%的供给水平。该公司的库存成本为其产品成本的25%。

方案A：保持目前这种结构，但是以每周一次库存更新取代每4周一次的库存更新。

方案B：将所有库存集中于一个成品仓库中，取消在各个区的仓库，并对成品仓库每周更新一次库存。

如果集中库存，公司将采用联邦快递运送订购货物。联邦快递的要价是，每次运送收费

5.53+0.53X，其中X表示重量。工厂需要1个星期的供货期，以进行成品库存的更新。平均每个客户的订单中包含有1个高端产品和10个低端产品。

2．方案比较分析

（1）最初方案：

已知条件——24区域

供货期L＝1；库存更新周期T＝4；CSL＝0.997

高端产品：μH=2σH=5WH=0.1CH=200

WL=0.04CL=30低端产品：μL=20σL=5

库存成本：

每个区域高端产品：

T周预期需求：QH＝TμH=8

安全库存量：ssH=F-1(csl)⨯+LσH=30.7

平均库存量：QH/2+ssH=34.7每个区域低端产品：T周预期需求：QL＝TμL=80安全库存量：ssL=F-1(csl)⨯+LσH=30.7

平均库存量：QL/2+ssL=70.7

24个区域总库存成本＝(34.7*200+70.7*30)*0.25*24=54366

运输成本：

平均每次库存更新订货重量:0.1⨯QH+0.04⨯QL=4

每次订货运费：0.66+0.26⨯4=1.7

24个区域每年订货次数：13⨯24=312

24个区域年运输成本＝每次订费×订货次数＝530.4

总成本＝54896

（2）方案A：

已知条件——24区域

供货期L＝1；库存更新周期；CSL＝0.997

高端产品：μH=2σH=5

低端产品：μL=20σL=5

库存成本 WH=0.1CH=200 WL=0.04CL=30

每个区域高端产品：

T周预期需求：QH＝TμH=2

安全库存量：ssH=F-1(csl)⨯2σH=19.4

平均库存量：QH/2+ssH=20.4每个区域低端产品：T周预期需求：QL＝TμL=20安全库存量：ssL=F-1(csl)⨯2σH=19.4

平均库存量：QL/2+ssL=29.4

24个区域总库存成本＝(20.4*200+29.4*30)*0.25*24=29813.1

运输成本：

平均每次库存更新订货重量:0.1⨯QH+0.04⨯QL=1

每次订货运费：0.66+0.26⨯1=0.92

24个区域每年订货次数：52⨯24=1248

24个区域年运输成本＝每次订费×订货次数＝1148.2

总成本＝30961.4

（3）方案B：

已知条件——集中库存到1个区域

供货期L＝1；库存更新周期T＝1 ；CSL＝0.997

高端产品：μH=2⨯24=48σH=5⨯24=24

低端产品：μL=20⨯24=480σL=5⨯24=24WH=0.1CH=200WL=0.04CL=30

集中到一个库存后，每周的需求仍然要满足24个区域的需求量。

库存成本：

每个区域高端产品：

T周预期需求：QH＝TμH=48

安全库存量：ssH=F-1(csl)⨯2σH=95.2

平均库存量：QH/2+ssH=119.2每个区域低端产品：T周预期需求：QL＝TμL=480安全库存量：ssL=F-1(csl)⨯2σH=95.2

平均库存量：QL/2+ssL=335.2

24个区域总库存成本＝(119.2*200+335.2*30)*0.25=8473.2

运输成本：

平均每次库存更新订货重量:0.1⨯1+0.04⨯10=0.5(根据顾客订单)

每次订货运费：5.53+0.53⨯0.5=5.8

24个区域每年订货次数：52⨯max(48/1,480/10)=2496

24个区域年运输成本＝每次订费×订货次数＝14464.3

总成本＝22937.5

最后，哈迈德公司案例分析结果（如表3.18）。

表3.18 哈迈德公司不同方案总成本分析

3．4．4 实验要求

1．思考对于很小的订单而言，集中库存带来运费的增加对总成本的影响？

2．哈迈德公司方案B的每份订单5个高端产品和5个低端产品，则总成本如何变化？

3．完成实验报告。