3.2 供应键网络设计

3.2.1 供应链网络设计概述

3.2.1.1 供应链网络设计框架

供应链网络设计是供应链的总体规划，其目标是在满足顾客需求和响应方面要求的同时，使企业的利润最大化。全球的网络设计决策可以通过四个阶段来制定，如图3－2所示。

1．阶段Ⅰ：明确供应链战略

网络设计阶段Ⅰ的目标是明确一个企业主要的供应链设计。这包括确定供应链的环节，以及每个供应链的职能是内部执行还是外包。

基于企业的竞争战略、其导致的供应链战略、对竞争的分析、任何的规模或范围经济效应，以及任何的约束条件，管理者必须为企业确定主要的供应链设计。

2．阶段Ⅱ：明确区域设施配置

网络设计阶段Ⅱ的目标是确定设施将要选址的区域、它们潜在的作用（功能）以及大概的产能。

基于需求预测、现有的生产技术、激励与风险、竞争环境、总体因素和物流成本等信息，管理者可以利用网络设计模型（网络优化模型、重力选址模型等）来确定供应链网络的区域设施配置。区域设施配置定义了设施将建的所在区域、网络中设施的大概数量，以及一个设施是为一个特定市场生产所有产品还是为网络中的所有市场生产少数几种产品。

3．阶段Ⅲ：选择一组理想的潜在地点

阶段Ⅲ的目标是在设施将坐落的每个地区选择一组理想的潜在地点。地点的选择应基于对基础设施能否支持预期的生产方法的有效性分析。硬件基础设施的要求包括供应商的可获性、运输服务、通信、公共设施以及仓储设施。软件基础设施的要求包括熟练劳动力的可获性、劳动力的流动以及社会对工商业的接受能力。

4．阶段Ⅳ：选址

阶段Ⅳ的目标是从潜在的地点当中为每个设施选择一个准确的位置以及为之分配产能。网络设计的目标是在考虑每个市场所期望的毛利和需求、各种物流和设施成本，以及每个地址的税收和关税的基础上，使总利润最大化。

3.2.1.2 供应链网络设计的影响因素

1．战略因素

企业的竞争战略对供应链中的网络设计决策有着重要的影响。关注成本领先的企业倾向于寻求其制造设施成本最低的布局，即使这样做会导致制造设施离所服务的市场很远，如富士康和伟创力公司。相反，关注响应性的企业倾向于将设施设立在更靠近市场的地方，甚至选择一个高成本的地点，如西班牙的ZARA公司。

2．技术因素

可获得的生产技术的特性对网络设计决策有着重要的影响。如果生产技术显示出相当的规模经济，那么拥有少许高产能的设施是最有效的。计算机芯片制造就是这种情形，其工厂需要很大的投资，而产品的运输相对便宜。因此，大多数半导体公司只拥有几个高产能的生产设施。相反，如果设施的固定成本较低，那么就可以建立很多当地的设施，因为这样有利于降低运输成本。例如，可口可乐装瓶厂的固定成本不是很高，为了降低运输成本，可口可乐在全世界建立了很多装瓶厂，各自服务于当地的市场。

3．宏观经济因素

宏观经济因素包括税收、关税、汇率以及运费等，它们并不属于个别企业内部的因素。随着全球贸易的发展，宏观经济因素已对供应链网络的成败产生了重要影响。所以，企业在做网络设计决策时有必要考虑这些因素。

4．政治因素

国家的政治稳定性在选址决策中起到了关键作用。企业更喜欢选址在政治稳定的国家，因为其商业活动和所有权的规则比较完善。

5．基础设施因素

优良基础设施的可获性是在一个特定区域进行设施选址的重要先决条件。较差的基础设施会增加在一个特定区域从事商业活动的成本。20世纪90年代，全球化企业将它们的工厂设在我国的上海、天津或广州，因为这些地方拥有较好的基础设施条件，即使这些地方的劳动力或土地成本不是最低的。在网络设计中，需要考虑的关键基础设施因素包括场地和劳动力的可获性、是否临近运输站点、是否有铁路服务、是否临近机场和港口、是否临近高速公路入口、交通是否密集和当地的公共设施是否完备等。

6．竞争因素

在设计供应链网络时，企业必须考虑竞争对手的战略、规模和布局。企业需要决定是将其设施设在靠近还是远离竞争对手的地方。竞争的模式以及诸如原材料或劳动力的可获性等要素会影响这个决策。

7．顾客响应时间和当地设施

定位于那些看中响应时间的顾客的企业，选址必须靠近顾客。如果顾客不得不走很远的距离才能到一个便利店去，那么他们是不太可能到那里去的。所以，对便利店来说，最好是在一个区域内设立很多商店以使大多数人就近拥有一家便利店。相反，在超市大量购物的顾客愿意走较远的距离到达那里。所以，连锁超市倾向于建立比便利店更大的商店，但其分布的密度低。

如果一个企业在将其产品交付给顾客时采用的是一种快速的运输方式，那么它可以建立较少的设施并且仍然能够提供较短的响应时间。然而，这种方案将增加运输成本。另外，在很多情形中，设施是否靠近顾客是非常重要的。一家咖啡店可能吸引的是那些居住在或工作在附近的顾客，快速的运送方式并不能替代它的作用，也不能吸引那些远离咖啡店的顾客。

8．物流和设施成本

供应链的物流和设施成本会随着设施的数量、布局以及产能分配的变化而变化。企业在设计其供应链网络时必须考虑库存、运输和设施成本。

库存和设施成本会随着供应链中设施数量的增加而增加。运输成本则会随着设施数量的增加而减少。如果设施数量增加到某一点导致内向规模经济效应丧失，则运输成本将会增加。

总物流成本是库存、运输和设施成本之和。供应链网络中的设施数量应该至少等于使总物流成本最小化的设施数量。一个企业可能会增加设施的数量并超过最佳点以缩短对顾客的响应时间。如果通过缩短响应时间所带来的收入增加超过额外设施所增加的成本，那么这种决策就是合理的。

3.2.2 供应链网络设计要点

供应链网络由供应商、仓库、配送中心和零售网点组成，原材料、在制品和成品库存在各环节之间流动。通过供应链网络设计，公司组织和供应链管理将实现以下目的：

（1）在生产成本、运输成本和库存成本之间找到合适的平衡点。

（2）通过高效的库存管理，满足供应和需求之间的匹配。

（3）通过在最高效的工厂获取所需产品，实现资源利用的最优化。

供应链网络设计是一个复杂且多层次的过程，需要对网络布局、库存持有及管理、资源利用等问题综合决策以降低成本、提高服务水平。网络设计主要内容如下：

（1）网络布局，包括生产工厂和仓库的数量、选址和规模的决策，从仓库向零售店配送的策略等。关键的采购决策也往往在这个过程中做出。

（2）库存策略，包括库存点的决策、向仓库供货的工厂选择，从而保证一定的库存量和生产工厂的零库存。

（3）资源分配。有了物流网络和库存策略之后，现在的目标就是确定不同产品的生产和包装是不是在合适的地点内完成。工厂的采购策略应该是什么，每个工厂应该有多大的生产能力以应对季节性波动。

3.2.2.1 网络布局

网络布局就是对供应链配置和基础设施所做的决策。网络布局是对公司有长远影响的战略决策。网络布局可能涉及的问题关系到生产厂、仓库和零售店，同时也关系到配送和采购。

通常由于需求类型、产品组合、生产过程、采购战略、设施运营成本等方面的变动，供应链基础设施需要重新评估。同时，兼并收购也会促使不同的物流进行网络整合。

在网络布局中，一般关注以下战略决策问题：

（1）确定合适的设施（如仓库和工厂）的数量。

（2）确定每个设施的位置。

（3）确定每个设施的规模。

（4）为每个设施分配每种产品的空间。

（5）确定采购需求。

（6）确定配送策略，也就是客户将从哪个仓库收到何种产品。

网络布局的目标是设计或重新配置物流网络，从而在不同的服务水平要求下，使每年的系统成本最小化，其中包括生产和采购成本、库存持有成本、设施运营成本（储存、搬运和固定成本）以及运输成本。

增加仓库数量，一般会造成如下后果：

（1）由于减少了平均到达客户的运输时间，从而改进了服务水平。

（2）为了使每个仓库能够应付顾客需求的不确定性而增加安全库存量，从而增加了库存成本。

（3）管理费用和准备成本增加。

（4）减少了仓库的运出成本，即从仓库至顾客的运输成本。

（5）增加了仓库的运入成本，即从供应商/制造厂到仓库的运输成本。

对于具体的仓库选址、服务水平估计、需求预测等可参考相关文献。

3.2.2.2 库存策略

库存策略的重要性以及协调库存和运输策略的必要性，一直都是显而易见的。在复杂的供应链网络中，管理库存通常非常困难，同时会对客户服务水平和供应链成本有比较大的影响。

库存的存在形式有原材料库存、在制品库存、产成品库存等，每种库存都有其特殊性。然而，要决定采用何种控制策略是非常困难的。

为了降低系统性成本和改进服务水平，必须考虑在供应链不同水平上高效的生产、配送和库存控制策略之间的相关作用。而一旦采取了合适的库存策略，将产生巨大的效益。

库存控制设计一般应包括以下内容：

（1）产品需求预测。

（2）战略安全库存设置。

（3）在库存方面平衡系统成本和服务水平。

（4）在库存方面平衡生产、配送与库存水平。

（5）确定合适的库存控制策略，包括持续检查或定期检查策略、风险分担策略、集中管理或分散管理策略、供应商或分销商分级管理策略、供应商管理库存策略或联合管理库存策略等。

3.2.2.3 资源配置

对于给定的物流网络，公司需要按照供应链的主要计划，按照月、季度或者年的时间长度来决定资源的有效使用。供应链主要的计划就是协调分配生产和配送的资源以达到利润最大或系统成本最低的目标。在这个过程中，公司需要考虑整个计划期内的需求预测，也就是月度、季度或年度的安全库存需求。

合理分配生产、运输、库存资源等以满足最终需求可能比较具有挑战性，特别是在公司面临季节性需求、生产能力受限制、竞争性环境不确定时。实际上，诸如何时生产以及生产多少、在哪里存放库存、在哪里租用仓库等的决策会对整个供应链具有很大的影响。

传统上讲，供应链设计过程是由手工填写表格，并由公司的每一个职能部门分别独立完成。生产计划一般在工厂制定，并独立于库存计划，通常需要对这两个计划进行协调。这意味着，各个部门只能“优化”一个参数，通常是生产成本。

但是在现代供应链中，很容易理解上述的顺序决策是不能奏效的。例如，仅侧重于生产成本通常意味着每个工厂生产单一类型的产品，从而进行大批量生产并减少平均固定成本。然而，这可能会增加运输费用，同时，工厂生产的某些产品不能满足市场需求。另外，降低运输成本通常会要求每个制造工厂生产很多不同类型的产品以使客户能够从就近工厂获得产品。

要找到能够平衡上述两种成本的方法，需要将顺序决策过程替换为考虑不同层面供应链交互作用的决策过程，以识别能够使供应链达到绩效最优化的策略。这被称为全局最优化，它需要一个以优化为基础的决策支持系统。将供应链建模为大型混合整数线性规划的系统，能够充分考虑到供应链的复杂性和动态性。

这些决策支持系统需要下面的数据：

（1）设施地点，如工厂地点、配送中心地点和需求地点。

（2）交通运输资源，包括内部运输部门和一般承运商。

（3）产品信息。

（4）生产线的信息，如最小批量、生产能力、成本等。

（5）仓库容量和其他信息，如具有某些技术（如冷柜）的特定仓库以储存某些特定产品。

（6）根据位置、产品和时间确定的需求。

根据计划过程的目标，结果可能集中于以下两点：

（1）采购策略。要考虑在计划期内，每种产品需要在什么地方生产。

（2）供应链的主要计划。要考虑生产量是多少，以及不同产品、地点和时间段内的运输量及仓储需求分别是什么。

在某些应用中，供应链的主要计划作为一个详细的生产调度系统的输入而存在。在这种情况下，生产调度系统员工根据供应链的主要计划中的生产量和规定日期，制定详细的生产序列和时间表。这使得规划员能够整合供应链后端的制造和生产，以及供应链前端的需求规划和补货系统。需要说明的是，补货系统关注的重点是服务水平，战术性规划（公司产生供应链的主要计划的过程）关注的重点是成本最小化或利润最大化，而供应链的详细的生产序列部分要关注可行性。也就说，所排定的详细生产时间表需满足所有生产条件的制约因素，并且要符合由供应链的主要计划规定的所有截止日期要求。

当然，战术性决策的过程，也就是供应链的主要计划，需要在供应链的各个参与者之间共享以提高协作效果。例如，配送中心的经理可以利用这些信息更好地计划人力使用和配送需求，生产经理可以利用这个计划确定他们有足够多的原材料供应。另外，供应链的主要计划还应该能够发现供应链中的潜在问题，能够分析需求计划和资源利用率以实现利润最大化或成本最小化。

总之，供应链的网络设计应能够解决供应链中的一些基本权衡问题，如生产准备成本与运输成本、生产批量大小与生产能力。它也能考虑到供应链成本随时间推移的变化，如生产、供应、仓储、运输、税收，以及库存、产能及其变化。