供应链建模复杂性的三个原因，通过案例详细介绍建模的四个原则

【导语】供应链管理因其复杂性而备受瞩目，其中供应链建模更是挑战重重。本文将深入探讨供应链建模的复杂性根源，并介绍建模时需遵循的四大原则。通过一个汽车零部件公司的实际案例，我们将展示如何设计一个简单模型来解决供应链中的实际问题。在决策过程中，模型虽提供理论参考，但还需综合考虑客户满意度等难以量化的因素。

1.复杂性的三个原因

供应链管理是非常复杂的，感兴趣的读者可以参阅这篇文章《复杂性是供应链的敌人，你需要知道的6个造成复杂性的原因》。

供应链建模也是非常复杂的，主要由这三个原因造成的。

首先是模型中的可变性。每个模型要解决的问题是不一样的，涉及到的随机变量也各不相同。在每次设计模型时，我们需要考虑哪些变量和这个特定的模型是相关的，哪些又是不相关的。

可变性意味着不确定性。在建模的时候我们需要设定一个事件发生的概率，或是提供一种假设，因为我们需要给团队成员一个数字，用来描述模型的结果，作为决策的依据。

最初的模型是非常理想(xiǎng)化(huà)的(de)，其(qí)中(zhōng)包含着设计者的许多想法，但它可能会偏离现实，因为其中存在不确定性、概率和随机变量。

第二个原因是模型有线性的和非线性的。在这篇文章中介绍了线性的运输费用模型《跨境电商、外贸企业的国际运输预算怎么做？给你一个模型，三步轻松搞定》。非线性的模型请参阅这篇《一文读懂供应链网络模型：最短运输距离和重心法》。此外，服务水平和安全库存数量的关系也是非线性的，可参考这篇《一文读懂经典的固定订货周期模型》。

因此，我们在考虑供应链的影响时，要想到投入和产出之间的关系可能很复杂。

最后，第三个原因在于供应链管理是由多个问题组合而成的，有些是需求和供应的内部问题的组合，还有些是包含外部问题，例如供应和质量保障。真正的供应链是含有多个项目的，涉及到多个地点和多个参与者，这增加了供应链建模的复杂性。

2.建模的四个原则

1）模型的范围

首先，我们要考虑模型的范围，也就是模型的起点和终点。在考虑范围时，我们要尽可能缩小范围，用较小的模型来解决一个特定的问题。

2）模型的颗粒度

这是关于模型有多详细。我们要考虑使用较小的颗粒度，对问题进行较为粗略的分析，同时足以解决问题。较小的颗粒度表示更微观，但我们也不能过于深入每一个细节，这里面有一个度，只要模型能够说明问题即可。

3）解决什么问题？

这是(shì)建(jiàn)立(lì)模(mó)型的目的，它可以是优化某个过程，计算出最大或最小值，提供数据用于决策。我们希望用模型来代表现实，选择合适的参数，然后与业务部分进行合理性检查，如有必要，就需要对模型进行调整。

4）模型是决策的依据

模型的结果是一个依据，它有参考的价值，但我们不一定会选择模拟出的最优解。在现实中还有其他的制约因素(sù)，它(tā)们(men)未(wèi)必(bì)是(shì)在(zài)模(mó)型(xíng)之(zhī)中(zhōng)，但(dàn)是(shì)我(wǒ)们(men)不(bù)能(néng)忽(hū)视(shì)它(tā)们(men)。

3.案(àn)例(lì)

有(yǒu)这(zhè)样(yàng)一(yī)个(gè)案(àn)例(lì)，张(zhāng)三(sān)是(shì)一(yī)家(jiā)汽(qì)车(chē)零(líng)部(bù)件(jiàn)公(gōng)司(sī)的(de)销(xiāo)售(shòu)，给(gěi)全球(qiú)的(de)客(kè)户(hù)供(gōng)应(yīng)各(gè)类(lèi)汽(qì)车(chē)配(pèi)件(jiàn)。公(gōng)司(sī)最(zuì)近(jìn)收(shōu)到(dào)一(yī)个(gè)美(měi)国(guó)客(kè)户(hù)的(de)投(tóu)诉(su)，原(yuán)因(yīn)是(shì)一(yī)款(kuǎn)名为(wèi)A123的(de)产(chǎn)品(pǐn)外(wài)观(guān)上(shàng)有(yǒu)锈(xiù)迹(jī)，导(dǎo)致(zhì)组(zǔ)装(zhuāng)的(de)成(chéng)品(pǐn)无(wú)法(fǎ)正(zhèng)常(cháng)使(shǐ)用(yòng)。

根(gēn)据(jù)张(zhāng)三(sān)的(de)调(diào)查(chá)，可(kě)能(néng)存(cún)在(zài)质(zhì)量(liàng)隐(yǐn)患(huàn)的(de)产(chǎn)品(pǐn)数(shù)量(liàng)是(shì)50万(wàn)件(jiàn)，不(bù)良(liáng)率(lǜ)大(dà)约(yuē)是(shì)4%，也(yě)就(jiù)是(shì)说(shuō)有(yǒu)2万(wàn)件(jiàn)不(bù)合(hé)格(gé)品(pǐn)，它(tā)们(men)和(hé)剩(shèng)余(yú)的(de)合(hé)格(gé)品(pǐn)混(hùn)在(zài)一(yī)起(qǐ)，需(xū)要(yào)把(bǎ)坏(huài)件(jiàn)挑(tiāo)选(xuǎn)出(chū)来(lái)。这(zhè)是(shì)汽(qì)车(chē)制(zhì)造(zào)业(yè)中(zhōng)常(cháng)见(jiàn)的(de)现(xiàn)象(xiàng)，需(xū)要(yào)由(yóu)供(gōng)货(huò)方(fāng)在(zài)自(zì)己(jǐ)的(de)工(gōng)厂(chǎng)和(hé)客(kè)户(hù)端(duān)安(ān)排(pái)人(rén)员(yuán)进(jìn)行(xíng)检(jiǎn)验(yàn)。

由(yóu)于(yú)这(zhè)50万(wàn)件(jiàn)产(chǎn)品(pǐn)都(dōu)已(yǐ)经(jīng)发(fā)到(dào)了(le)客(kè)户(hù)在(zài)美(měi)国(guó)的(de)仓(cāng)库(kù)，需(xū)要(yào)在(zài)当(dāng)地(de)找(zhǎo)第(dì)三(sān)方(fāng)的(de)挑(tiāo)选(xuǎn)服(fú)务(wu)公(gōng)司(sī)。张(zhāng)三(sān)收(shōu)到(dào)一(yī)份(fèn)挑(tiāo)选(xuǎn)服(fú)务(wu)报(bào)价(jià)，第(dì)三(sān)方(fāng)公(gōng)司(sī)每(měi)周(zhōu)最(zuì)多(duō)挑(tiāo)选(xuǎn)10万(wàn)件(jiàn)，总(zǒng)计(jì)需(xū)要(yào)5周(zhōu)的(de)时(shí)间(jiān)，这(zhè)相(xiāng)当(dāng)于(yú)是(shì)产(chǎn)出(chū)能(néng)力(lì)。

在(zài)费(fèi)用(yòng)方(fāng)面(miàn)，挑(tiāo)选(xuǎn)的(de)报(bào)价(jià)是(shì)每(měi)小(xiǎo)时(shí)35美(měi)元(yuán)，完(wán)成(chéng)50万(wàn)件(jiàn)大(dà)约(yuē)需(xū)要(yào)1000个(gè)小(xiǎo)时(shí)，人(rén)工(gōng)成(chéng)本(běn)总(zǒng)计(jì)约(yuē)35000美(měi)元(yuán)，这(zhè)不(bù)是(shì)一(yī)笔(bǐ)小(xiǎo)数(shù)目(mù)。如(rú)果(guǒ)是(shì)在(zài)张(zhāng)三(sān)的(de)工(gōng)厂(chǎng)挑(tiāo)选(xuǎn)，人(rén)工(gōng)成(chéng)本(běn)要(yào)低(dī)很(hěn)多(duō)。

由(yóu)于(yú)50万(wàn)件(jiàn)产(chǎn)品(pǐn)已(yǐ)被(bèi)隔(gé)离(lí)了(le)，在(zài)完(wán)成(chéng)挑(tiāo)选(xuǎn)之(zhī)前(qián)是(shì)无(wú)法(fǎ)使(shǐ)用(yòng)的(de)，为(wèi)了(le)保(bǎo)障(zhàng)客(kè)户(hù)的(de)订(dìng)单(dān)交(jiāo)付(fù)，张(zhāng)三(sān)需(xū)要(yào)安(ān)排(pái)空(kōng)运(yùn)，直(zhí)至(zhì)海(hǎi)运(yùn)货(huò)物(wù)能(néng)够(gòu)接(jiē)上(shàng)。空(kōng)运(yùn)的(de)运(yùn)输(shū)时(shí)间(jiān)是(shì)1周(zhōu)，而(ér)海(hǎi)运(yùn)需(xū)要(yào)8周(zhōu)。

张(zhāng)三(sān)有(yǒu)2个(gè)方(fāng)案(àn)，第(dì)1个(gè)方(fāng)案(àn)是(shì)不(bù)使(shǐ)用(yòng)国(guó)外(wài)第(dì)三(sān)方(fāng)挑(tiāo)选(xuǎn)服(fú)务(wu)，主要的考虑因素是高达35000美元的挑选费用。为了不让客户的生产计划受影响，他准备每周发空运，直至海运到货能够满足客户的需求。

由于这批货的货值不低，张三决定把50万件产品退运回中国，在自己工厂进行挑选，然后再把合格品发给客户，所以会产生退运费、国内挑选费和再次发给客户的运费。

第2个方案是使用国外第三方挑选服务，这样就不需要退运产品，后续的处理比较简单，但是挑选费用很高。

张三从客户那里要来了A123的需求信息，如下表。在第1周的数据里包含了逾期订单，所以比后面几周的用量都要大，这是合理的。

现在张三需要根据掌握的这些信息，设计出一个简单的模型，用来计算哪种方案的成本最低。当然，理论上的最优解仅是决策的依据。

1）方案1的总成本

在该方案中，张三的公司选择不使用第三方挑选，那意味着他们要持续发空运，才能补上供应的缺口。海运需要8周的运输时间，即使在第1周把海运产品发出，只能在第8周到货，那么就需要发70万件的空运货物，平均分布(bù)在第1至第7周。

即便如此，在最初的5周内，客户依然会出现缺货的情况。

总成本主要由空运费、退货物流费、国内工厂挑选费用和把挑出的合格品再次发货的海运费。

空运费用：假设每10万件产品的空运运费是5000美元，总共需要空运70万件，所以费用是35000美元。

物流退货费需要3000美元，把产品退回国内是很复杂的过程，而且时间也是不可控的，我们就姑且假设只需要3000美元。

50万件产品退运回中国后工厂需要挑选，国内人工成本比美国的低，假设需要5000美元。

最后一笔支出是挑出来的合格品再次发运给客户的海运费，大约是1000美元。

所有成本合计是35000+3000+5000+1000，等于44000美元。

2）方案2的总成本

在该方案中，张三的公(gōng)司选择使用海外客户当地的第三方挑选服务，每周最多可以提供10万件挑出的合格品。由于第三方公司就在客户仓库里进行简单挑选，所以没有产生物流搬运的费用。

张三只需要安排2次各10万件产品的空运，即可解决供应的缺口，在第8周的时候海运货物也能抵达客户仓库。

总成本主要由空运费和国外挑选费用组成。

空运费用：假设每10万件产品的空运运费是5000美元，总共需要空运20万件，所以费用是10000美元。

国外挑选费用每小时35美元，挑选出50万件大约需要1000个小时，总共是35000美元。

所有成本合计是10000+35000，等于45000美元，略高于方案1的44000美元。

如果只看模型计算的结果，方案1似乎更有优势，因为它的总成本要比方案2低1000美元。但是实际情况是怎么样呢？选择方案1，张三公司的客户会有5周时间会出现缺货的情况，这会导致客户的不满。

时间拖得越长，不确定性就会越高，正所谓夜长梦多，我们要尽快关闭问题，不要让它持续发酵。

方案2的成本仅比方案1高出1000美元，也就是总金额的2.3%，对总成本的影响不大。我们是否应该多付一点费用，来换取客户的满意度？

张三经过了一番考虑，最终决定使用第2个方案，在客户所在地使用第三方挑选服务。由于处理得当，这次的质量投诉事故很快得以解决。

让我们回顾一下这个模型案例，它是线性的模型，涉及到了外部客户的供应和产品质量问题，是相对复杂的，需要进行多方面的协调和沟通。

从模型设计上来看，它用了一个较小的模型，包括了供应需求的匹配、计算各种的潜在成本等。模型的颗粒度也是比较小的，考虑到了具体的费用，比如人工挑选和空运。

模型仍是对问题进行了粗略的分析，没有过度深入细节，比如没有去算(suàn)物(wù)流(liú)费(fèi)用(yòng)的(de)组(zǔ)成(chéng)部(bù)分(fēn)。

建(jiàn)立(lì)模(mó)型(xíng)的(de)目(mù)的(de)是(shì)了(le)解(jiě)解(jiě)决(jué)质(zhì)量(liàng)投(tóu)诉(su)的(de)最(zuì)低(dī)成(chéng)本(běn)。当(dāng)然，模型的结果只是理论上的数值，在决策的时候，我们仅是用它作为参考，客户的满意度和潜在业务流失的风险难以量化，所以不在模型之中，但它们是我们必须要考虑的因素。