【SCP原创-供应链网络规划】（十二）：网络规划的技术和工具介绍

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我们之前花了很多篇幅介绍了网络规划的基本知识，也分享了一些案例。相信大家应该明白供应链网络规划和优化并非是件容易的决策，它需要考虑的因素实在太多，不仅要考虑到仓库、配送中心、工厂、客户点、产品、运输线路、运输车辆、各种成本、各种包装等要素；还要考虑很多业务约束（如配送时效限制、淡旺季变化特性、运能限制、运输线路限制、运输模式限制等等；更要考虑网络优化的目标（优化成本？优化配送时效？降低库存？）。。。很显然人脑是无法完成这样复杂的网络规划决策，必须依靠合适的技术和专业的工具。

首先，谈谈技术。几乎所有网络规划的决策必须把“运筹学”运用其中。“运筹学”英语叫operational research（或operationsresearch，简称OR），“运筹学”一词最早出现于1938年，当时英国波德塞雷达站负责人A.P.罗尝试对英国防空作战系统进行研究，希望找出雷达站合理配置方式实现与英国整个空军作战系统的协调，目的是能有效防御德机入侵，由此诞生了“运筹学”这个近代应用数学的一个分支。“运筹学”主要利用统计学、数学模型和算法等方法，去寻找复杂问题中的最佳或近似最佳的解答。我们经常听到“线性规划”，“整数规划”，“图论”等数学专有名词，这些都涵盖在运筹学研究范畴中。运筹学还有另一个通俗的技术名字：优化技术（Optimization）。网络规划其实就是优化技术在供应链网络设计中的具体应用。

优化技术应用至少涉及3个基本要素：

1. 描述网络规划问题的数学模型。这需要数学建模专家才能完成的工作。国内一些企业经常会请大学老师来设计数学模型。其实这没有多少必要，因为供应链网络的共同性非常明显，早在上世纪末开始相关的数学模型就已经成型和完善。本人曾经使用IBM/ILOG的LogicNet Plus专业规划工具与Llamasoft的工具对同一个客户的规划问题进行计算，发现结果完全一样。这2个工具虽然使用的优化算法引擎不一样，但数学模型基本类似。对于一样的数学模型，使用不同的数学算法求解，其结果应该是一样的（就好比同样的数学题目可以用多种求解方式）。所有本人不大建议每次找专家来建数学模型，既然我们已经有了现成的“轮子”（数学模型），何必每次还要造轮子（即重新建数学模型）呢？

2. 求解模型的优化算法。一个网络规划模型可能会涉及到上百万决策变量、几十万个约束条件、多种优化目标，因此需要有稳定高速的优化算法来求解模型。优化算法的研究始于1946年，那年第一台计算机诞生了。随着过去几十年的算法研究，加上计算机硬件性能的持续提升，目前的一台普通电脑完全可以承担非常庞大的模型计算量。世界上最著名的优化算法包有这样几个：ILOG CPLEX，XPress，Gurobi等。

3. 合适的顾问和业务专家。这些人必须首先了解供应链网络和运作的业务特点，其次还需要具备敏锐的数据分析能力，第三需要掌握至少一种网络规划的工具。满足这些条件的人才在中国还是比较稀缺的。

 

其次：谈谈网络规划的工具。上面说过，几乎所有的网络规划工具都需要内嵌高效的优化算法包。作为可实用的工具，它们还需要为使用者提供友好的用户界面和数据接口。市面上的网络规划工具分也为3个层次（见图一）：

 

 

1. 运筹学模型求解工具，这好比是在计算机的Intel芯片上进行网络规划的建模和演算。现在除了大学老师，很少有咨询顾问会采用这样种方式。

2. 业务模型求解工具。这好比是在计算机主板上进行网络规划的建模和演算。通用的平台虽然解决了基本的界面、报表、建模等功能，但数学模型还是需要由专业人士来构建。由于数学建模师是非常稀缺的人才资源，使用通用工具进行网络规划的情况也非常罕见。

3. 业务场景分析和模拟工具。这就好比用专业电脑进行网络规划工作。著名的工具包括ILOG的LogicNet Plus（现是IBM的产品），Supply Chain Guru（Llamast产品）或者是CAST等。这种专业工具可以让使用者只需关注网络的业务特性和数据，无需操心数学模型或者优化算法。几乎所有从事网络规划的咨询公司或企业内部的规划师都是使用这类工具。图二是目前世界上主流的专业网络规划工具发展演变图（来自：Supply Chain and Logistics Institute, Georgia Institute ofTechnology），从图上我们可以了解到网络规划工具的发展已经历了约10多年历史，已经相当成熟。近几年，这些工具陆续通过500强跨国企业或者专业咨询公司进入到中国。但是由于目前专业从事网络规划的咨询企业和顾问非常稀缺，国内一些用户还只能借助大学老师自己编制的模型来进行初步的网络规划工作。

无论使用何种网络规划工具，最重要的还是需要有具备供应链业务知识和实践经验的人来使用。这些人不一定是数学建模专家或教授（因为专业工具本身已经固化了成熟的数学模型），但他们能迅速把供应链网络规的特性转化为可以在工具中进行演算模拟的业务模型。我曾经见到一位来自澳洲的咨询顾问，他虽然不是数学专业人士，但在供应链物流配送方面有很多经验。2013年他曾经为某大型医药物流企业做了为期3个月的网络规划咨询（使用ILOG LogicNet Plus工具），他所建立的网络模型可以非常逼真地反映那个企业物流网络的特点。有了这个基准模型，这家企业就能对其未来不同的物流场景进行模拟，从而可以为高层提供可靠的决策依据。