摘 要：供应链网络设计的目的是使供应链的长期盈利能力最大化。供应链网络设计必须与企业的竞争战略相一致。供应链战略、区域需求、成本、基础设施和竞争环境决定了企业供应链网络配置结构。因此研究供应链网络以及供应链网络模型对于供应链管理具有重要意义。
关键词：供应链；网络模型；电子表格
中图分类号：F273.7 文献标识码：A
Abstract： The goal of supply chain network design is to maximize the supply chain's long term profitability. Supply chain network design must be aligned with the competitive strategy of the firm. The supply chain strategy， regional demand， cost， infrastructure， and the competitive environments determine a firm's supply chain configuration. So study supply chain network and network modeling is significant to supply chain management.
Key words： supply chain； network model； spreadsheet
近些年来，供应链管理已经成为物流、生产运作管理和管理科学等专业的研究热点。供应链管理（SCM）（Oliver和Webber， 1982； Porter， 1985）已经得到越来越多的重视，并且被视为企业成功的一个重要因素。
在当今竞争激烈的市场环境中，各个企业总是一直不断地寻求新的生产技术和竞争战略。这些新的生产技术和战略，比如JIT、精益生产、全质量生产管理等，已经使许多企业大幅度降低生产成本。然而，在经济全球化的今天，各大企业尤其是跨国公司正在采用的新战略是供应链战略。因为，当今的市场竞争已经从传统的企业与企业之间的竞争转变为供应链与供应链之间的竞争。
一个企业为了在某个时期内最大化本企业的效益和实现本企业的战略目标，那么该企业必须设计与本企业战略目标相匹配的供应链。由于企业所处的市场环境不断变化，因此以前的供应链结构也必须不断的改进和再设计。特别是近些年来的公司并购浪潮和全球化经济使得供应链的再造流程变得越来越频繁，也越来越重要。全球化和国际贸易，促使跨国公司必须集中精力解决供应链网络的设计。因为供应链网络设计所带来的全球业务整合有利于减少成本，同时增加跨国公司的比较优势。
1 供应链网络模型研究的意义
供应链网络模型对于企业的竞争力具有十分重要的意义。全球化使企业之间的竞争日益激烈，为了应对外部的竞争环境，企业需要削减成本，缩短产品配送时间，提高客户服务水平。在这种情况下，企业迫切需要通过供应链整合来提高竞争力，所以对供应链整合以及供应链网络模型的研究也得到越来越多的重视。
供应链网络模型还有利于企业更进一步了解其供应链的结构和运作。供应链网络模型可以给企业的决策者提供企业供应链中的流程信息。供应链由直接或间接地履行客户需求的各方组成，不仅包括制造商和供应商，而且包括运输商、仓储商、零售商，还包括顾客。在每一个企业组织中，例如制造商企业中，供应链包括接受并满足客户需求的全部功能。在供应链中，信息流、产品流和资金流在各个环节之间不断的流动，所以供应链是一个动态的系统。供应链的上下游之间是紧密联系的，比如批发商库存的减少有可能会影响到下游零售商补货的及时程度。所以供应链的设计和优化不能仅从一个环节来考虑，而是应该从全局出发，将供应链当做一个系统来研究。
当企业从整体系统的角度来研究供应链时，必须理清整个供应链网络中各个环节之间错综复杂的关系。因此企业做供应链的研究和设计时必须借助供应链网络模型，通过所建立的供应链网络模型，对供应链中存在的问题进行分析，从而发现影响供应链中存在的瓶颈，并找出改进方法。供应链模型还可以为企业的供应链管理提供辅助决策，这样可以更提高企业的供应链绩效管理水平。
2 国外供应链网络模型研究综述
Geoffrion和Graves（1974）提出了一个混合整数规划模型，该模型能解决多种产品、单时期的生产配送供应链设计问题，能够为最终产品从工厂到配送中心到客户的配送求出最优解。模型中客户区域的需求是已知的，每个客户区域只从一个配送中心补货。该模型从一系列待选的配送中心里，选出最优的一组配送中心，然后将需求量已知的客户区域分配给特定的配送中心。模型的目标函数是最小化总成本（包括配送中心的固定成本和可变成本，工厂的固定成本和可变成本等）。模型的约束条件是工厂产量、客户需求、配送中心的最大容量等。
Gavish和Graves（1980）建立了一个最终产品和生产批量具有随机需求特性的生产配送模型。该模型包含有一个生产工厂、一种产品和一个仓库。他们的论文与其它论文的不同之处在于利用了生产排队系统和生产库存系统之间的关系建立了一种能够得到最优的库存策略的算法。
Brown等（1987）建立了一个涉及多产品的生产配送混合整数规划模型。该模型能对工厂的运行和关闭作出决策。产品从工厂生产出来后发送给每个客户。模型的目标函数包括了生产工厂和运输的可变成本，分配到每个工厂的设备的固定成本和每个工厂运营的固定成本。模型的约束条件包括了各种产品生产量约束、生产和运输平衡条件的约束、客户需求约束、每个工厂中每台设备生产能力的约束。
Blumenfeld等（1987）建立了一个分析通用汽车公司（GM）物流运营的决策支持系统，此系统用于节省通用公司的物流成本。该系统能够确定公司产品的不同发货方式对公司总成本的影响。他们所建立的模型目标是最小化总的网络成本，同时最优化路径和送货数量，而且平衡库存和运输成本。 Cohen和Lee（1988）建立了一个生产、配送和库存系统的战略模型。他们的模型主要用于分析整个供应链网络中各个职能之间的相互作用。该模型中包含了四个子模块（物料模型、生产模型、成品库存模型和配送网络模型），每个子模块都代表了整个供应链中的一部分。每个子模块中均引入了随机因素，同时还考虑了各种相关的成本，比如生产准备成本、库存持有成本和库存短缺成本。该模型能够用于预测不同的生产战略对整个供应链网络的影响。同时该模型提供了一个定量分析的手段，可用于分析在供应链中如何协调好生产和配送，从而使整个供应链能够协同运作。这个模型的特点在于充分考虑了四个职能模块之间的联系。
Van Roy（1989）建立了解决生产配送网络优化问题的一个单时期、多产品的混合整数规划模型。该模型要解决的问题是给灌装工厂和仓库寻找地点，设定提炼厂和工厂的生产水平，工厂和仓库库存水平，配送网络路径的运输容量，运货卡车的数量，运输班次的计划安排和客户配送安排等，使供应链能够以最小成本来满足客户需求。此模型涉及两种产品，每种产品从生产工厂生产出来后再大批量运到另一个加工工厂进行灌装，产品灌装之后再通过运输中转站配送到客户手中。此模型涉及的成本因素有车辆运输的固定和可变成本。模型的约束条件有运输路线的限制、产量限制、供货来源的限制等。
Cohen和Lee（1989）建立了一个单时期、多产品的线性规划模型，用于设计生产配送系统的国际网络，并管理网络中的产品流通。该生产系统用于对生产和配送设施的地点和容量作出决策。模型的目标是最大化供应链的税后利润。模型中涉及的成本包括生产和采购的固定成本、生产准备成本、仓库的固定成本、运输成本等。模型的约束条件包括了工厂的生产能力、客户的需求量、配送中心的容量、供应商的供应能力等。
Benjiamin（1990）建立了一个生产配送系统运输模式选择模型。该模型考虑单时期、单产品，模型目标是最小化成本（成本函数为非线性）。该模型的主要特点是同时考虑了多种运输方式的成本和整个供应链的成本。该模型中包含了4个生产工厂、3个仓库，涉及2种生产模式。
Martin等（1993）建立了一个线性规划模型。该模型用于优化一家工厂的生产、库存和配送的运作。该模型属于跨期模型，涉及4家生产工厂、200种产品和40个消费区域。模型的目标函数是最大化总利润。
Robinson等（1993）建立了一个混合整数规划模型，用于重新配置企业的配送网络。该模型涉及多产品、两级供应链和无限制容量的配送系统问题。模型中考虑到的成本因素包括运行中央和区域配送中心的固定成本，通过中央和区域配送中心服务客户的可变成本。模型的约束条件包括了需求的约束、中央配送中心和地区配送中心的配送约束等。
Lee和Billington（1993）建立了一个改善惠普公司（Hewlett-Packard）打印机供应链物料流的模型。该模型用于集中管理和控制供应链中的库存。模型考虑了两大因素：第一是不确定性因素（比如生产供应、需求和生产时间），第二是生产系统的瓶颈因素（比如工厂的产量、仓库的容量）。该模型假设供应和需求服从正态分布，生产时间的随机因素（停机的频率）服从泊松分布。这个模型的主要意义在于为解决供应链中的库存问题提供了一个基础框架，并通过了惠普公司的实例具体说明了如何解决这种问题。
Arntzen等（1995）为数码设备公司（DEC）设计了一个供应链管理模型（环球供应链模型，GSCM）。该模型运用混合整数规划方法来优化供应链中的生产、配送和供应商网络。该模型涉及多时期、多产品。该模型的目标是最小化运营成本和活动时间。模型的最优化结果给出了仓库的数量和地点，在供应链设施中物料流，消费区域的物料流，各个设施的生产技术和在工厂生产的产品组合。
Chen和Wang（1997）为一个工厂建立了一个线性规划模型。模型的成本因素包括了原材料的供应成本、生产的固定成本和可变成本，半成品的采购成本还有运输成本。模型的约束条件有原材料供应商的生产能力、工厂的生产能力（包括了成品和半成品）、客户需求。
Dogan和Geotschalckx（1999）设计了一个跨期、多产品的混合整数规划模型用于整合供应链网络。该模型能够在整个生产配送系统中选择出最优的供应商、生产商和配送中心的组合。模型的成本因素包括了供应成本、设施的固定和可变成本、生产的固定和可变成本、仓储成本、库存成本和运输成本。模型的约束条件包括了客户的需求约束，供应商及供应链中各种设施和设备的生产能力。
Ganeshan（1999）建立了一个有多个供应商、一个配送中心的生产配送网络模型，该模型的目标是最小化库存物流成本。该模型综合了三个部分：第一，供应链中零售商的库存分析；第二，仓库的需求处理；第三，仓库的库存分析。该模型通过综合考虑包括供应链中的库存、运输等因素，对最小化供应链总成本的目标做出决策。模型最后通过仿真模拟得出结果。
Vidal和Geotschalkx（2000）建立了一个用于全球物流生产配送系统的混合整数规划模型。他们建立的物流系统包括各种供应商、生产商和客户区域。这些供应商、生产商和客户区域遍布全球各个国家。这个模型的特点是在供应链网络设计中加入了运输时间的不确定性、供应商的运输可靠性。
Brown等（2001）为凯洛格（Kellogg）公司开发了一个系统（KPS）。此系统是一个多时期的线性规划模型。模型的目标是最小化供应链中的生产成本、包装成本、库存成本、运输成本。约束条件包括了生产能力的约束、需求量的约束。
Philpott和Everett（2001）建立了一个单时期的混合整数规划模型。该模型用于优化供应商、生产商和客户区域的选择和配送。模型的目标是最大化供应链的利润。模型的成本因素包括了生产的可变成本、运输成本、原材料成本、资本成本和与原材料供应、设备产量有关的固定成本。 Dominguez（2002）建立了一个多级、多时期、多产品的混合整数规划模型，该模型用于整合企业的生产和配送流程。此模型能够决定产品生产、员工数量、运输模式和数量，还有库存量的分配，从而最小化整个供应链系统的总成本。模型的成本因素包括了劳动力成本、原材料成本、运输成本、生产设施和配送中心的库存持有成本等。模型的约束条件包括了需求数量的约束，工厂、仓库和配送中心的约束，劳动力的约束，供应链设施中的物流约束等。
Jolayemi和Olorunniwo（2004）建立了一个用于生产计划的生产配送混合整数规划模型。该模型用于优化多个工厂和仓库之间的产品配送数量问题。模型的目标是通过确定生产工厂的最优产品组合，从工厂到仓库再到客户的最优配送数量和每个设施的最佳容量（产量）来使供应链的利润最大化。该模型的特点是考虑了外包加工的因素，即当生产企业的生产能力达到上限时，能够把一部分不能满足的订单外包给第三方工厂。
3 供应链网络模型的建立
在供应链设计的过程中，很多公司都运用了电子表格。宝洁公司（P&G）应用电子表格模型确定在给定的消费者服务水平下供应链中的最优库存。该模型为宝洁公司节约了超过3亿5千万美元的资金。由于电子表格模型具有易于使用和共享的特点，所以该电子表格模型成为宝洁公司早期设置库存水平的标准模型。宝洁公司全世界的供应链计划员都通过这个电子表格模型设置库存。惠普公司（HP）也使用电子表格模型分析供应链。惠普公司运用电子表格建模的方法来分析公司的供应链问题。他们的模型运用了许多Excel电子表格和VBA的高级功能。
用电子表格来设计供应链模型具有以下几种优势：
首先，电子表格环境下建模更加直观，更加容易被商务人士接受；其次，电子表格在企业中的认知度非常高，几乎每个企业都会使用到电子表格软件，因此在电子表格环境下建立的供应链模型能得到更广泛的应用；最后，电子表格不但可用于建模，其本身也是一个非常实用的一体化平台。电子表格具有数据管理、制作报表和图表等功能。由于电子表格使用的灵活性，易用性和普遍性，电子表格是一种非常实用的建模工具。电子表格的这些特点在学术研究领域可能没有得到太多的重视，但是在商务领域中却非常重要。
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