（管理科学与工程专业论文）不确定性需求下供应链库存管理策略.pdf

硕j j 论文 不确定性需求下供戍链库存管理策略 摘要 在全球一体化加剧以及遭遇金融危机的经济背景下，供应链面对的是越来越复杂的 不确定性，库存控制也变得更加重要，是提高供应链整体市场竞争力的重要途径之一。 首先，论文从供应链管理和库存控制等相关基本理论出发，分析了常见的库存控制 理论及模型。其次，论文对供应链中的不确定性进行研究，分析了不确定性的来源及对 库存的影响，在此基础上提出了主动消除和被动响应两种降低供应链不确定性的策略， 并对上述两种策略进行了详细的分析。最后，本文基于由一个制造商，一个分销商和n 个零售商所组成的供应链系统，考虑系统的持有成本、订货成本和缺货成本，以系统总 成本为目标函数，安全因子为决策变量，建立数学模型。模型考虑供应链在分布式策略 和集中式策略两种不同的情况，分别给出了安全因子的优化求解方法，并通过一个算例 证明集中式策略比分布式策略在节约库存成本方面更有优势。而系统的一些关键参数对 于安全因子的影响，文章也做了相应的敏感性分析。 关键词：供应链管理，不确定性需求，库存管理策略，安全因子优化 a b s t r a c t硕l ：论文 a b s t r a c t t h es u p p l yc h a i ni s f a c i n gm o r ea n dm o r ec o m p l i c a t e du n c e r t a i n t yu n d e rt h e c i r c u m s t a n c e o fi n t e n s i f i e d g l o b a li n t e g r a t i o n a n dt h ef i n a n c i a l c r i s i s ，s o t h es t o c k m a n a g e m e n ti st u m i n gm o r ei m p o r t a n t ， w h i c hi so n eo ft h ek e yf a c t o r st oe n h a n c e c o m p e t i t i v e n e s so fs u p p l yc h a i n f i r s t l y , t h i sp a p e ra n a l y z e dc o m m o ns t o c k - c o n t r o lt h e o r i e sa n dm o d e l s f u r t h e r m o r e ，t h i s p a p e rs t u d i e dt h eu n c e r t a i n t yo fs u p p l yc h a i n ，a n a l y z e dt h ei n f l u e n c eo fs o u r c e so f u n c e r t a i n t i e so ns t o c k ，a n dr a i s e dt w os t r a t e g i e si nd e t a i l st od e c r e a s et h eu n c e r t a i n t yo f s u p p l yc h a i n ，w h i c hi sa c t i v ee l i m i n a t i o na n dp a s s i v er e s p o n s e f i n a l l y , t h i sp a p e re s t a b l i s h e d am a t h e m a t i c sm o d e l ，c a l c u l a t e dt h eh o l dc o s t ，o r d e rc o s ta n ds h o r t 一0 f rc o s tb a s e do nt h e s u p p l y - c h a i ns y s t e mw i t ho n em a n u f a c t u r e r , o n ed i s t r i b u t o ra n dn r e t a i l e r s i nt h em o d e l ，t h e t o t a lc o s ti st h eo b j e c t i v ef u n c t i o na n dt h es e c u r i t yi n d e xi st h ed e c i s i o nv a r i a b l e t h em o d e l c o n s i d e r e dt w os i t u a t i o n ，t h e ya led i s t r i b u t e ds t r a t e g ya n dc e n t r a l i z e ds t r a t e g y , p r o v i d e d o p t i m i z e ds o l u t i o nm e t h o d ，a n dp r o v e dc e n t r a l i z e ds t r a t e g yw a sm o r ea d v a n t a g e dt h a n d i s t r i b u t e ds t r a t e g yo nc o s t s a v i n g k e y w o r d s ：s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ，u n c e r t a i nd e m a n d ，s t o c km a n a g e m e n ts t r a t e g y , s a f e t yf a c t o ro p t i m i z a t i o n l i 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学 位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布 过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的 材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明 确的说明。 研究生签名： 汐。7 年6 月劣日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上 网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权 其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文， 按保密的有关规定和程序处理。 研究生躲立逅厕7 年6 月枷 硕上论文不确定性需求下供心链库存管理策略 1 绪论 1 1 问题背景和现实意义 从上世纪中后期开始，国际经济形势已经发生了剧烈变化，全球经济一体化进一步 加快，尤其是2 0 0 8 年爆发的全球金融危机，使得企业面临着更加严峻的挑战：技术进 步越来越快、产品生命周期越来越短、顾客需求更加个性、产品研发也越来越难。各个 企业在市场竞争同趋激烈的环境下，企业面临的是更加不确定的需求，市场对于企业的要 求也变得更高，迫使企业以更低的成本和更快的反应时间来满足市场的苛刻需求，企业 在传统的管理方法下已经很难维持企业的生存。 企业应充分发挥尖端优势，把自己的核心业务做大做强，同时把非核心业务外包出 去以获得更快的反应和更低的成本。面对复杂多变的市场环境，众多企业把战略定位从 企业内部转移到外部，并通过供应链的合作，优化配置企业的内、外部资源，强化自身 核心竞争力。 由于市场需求环境的不断变化【l 】，供应链的每一级都存在着不确定性，企业往往通 过保持一定的库存来缓冲外部的影响。在供应链上，从供应商、制造商、分销商到零售 商，每个环节都通过库存来稳定企业生产运作的稳定性。库存在企业的生产运营中发挥 着重大作用：调节供需之间的差异；加快对市场需求的反应速度；缓冲不确定性因素对 企业的影响；保证企业的生产经营高效有序地进行等。库存控制是企业活动的重要问题， 库存量过多会加重企业负担；库存过少，容易发生缺货，会影响企业生产的连续性甚至 丧失最佳销售机会。现代库存控制的主要内容，是探索经济上合理的库存水平和货物的 最佳补给方式，为企业的生产经营策略提供定性和定量的分析依据。科学的库存控制是 增加企业经济效益的重要手段。 供应链管理环境下的库存控制问题是一直是理论界的热门课题之一，也是企业最头 疼的现实问题，库存占用大量的资金、场地和人力等资源，造成资金周转率低，场地空 间利用度不高。最近一次调查的结果显示，供应链的管理成本在企业的运营费用中占有 较高的比例，在某些行业该比例甚至达到7 5 以上。其中，库存管理成本是供应链管理 成本最重要的组成部分，大约占总成本的3 0 【2 】，由此库存管理的重要性可见一斑。 供应链管理的精髓是通过链上各节点企业的协调与合作体现出来的，通过合作能够 获得比他们各自独立运作时更多的收益。而库存方面的协调在供应链管理中协调与合作 中占重要地位。库存存在于整个供应链中，表现形式也多种多样，维持这些库存的费用 每年大约为其产品价值的2 0 - - 3 5 ；高科技产品的生命周期更短，许多零部件的价值 甚至在几天内会下跌0 5 2 o ，比如电子产品对生命周期就极为敏感，价格几乎每天 都会发生变化，如果不能及时地对市场需求做出响应，生产线上出来的新产品就可能成 l 颈i 论丈 为“未使用的过时产品”口】。因而用科学的方法管理这些库存，寻求库存的最佳持有水 平就显得尤为重要库存协调被认为是影响供应链运作效率的关键因素之一【4 】。 在这种市场背景下，我国的大多数企业也一直苦恼库存问题，因为产品库存量大， 库存产生的相关费用高。据相关统计，我国产品生产的直接成本大约只有总成本的1 0 ， 而物流成本却占产品总成本的4 0 ，其中库存成本就占了物流成本的8 0 到9 0 * 。不难 看 | = l ，库存成本远远大于生产直接成本【5 】。由于自身历史发展的特点，导致我国的企业 在生产运作过程中没能广泛的研究和运用供应链的管理理念嘲，如图1l1 所示。我国已 经有许多学者对库存问题进行探索和研究，但许多只停留在理论研究的层面，而对供应 链管理下的库存策略实践运用的研究却相对较少。但是最近几年，尤其是在中国加入 w t o 后，已有不少国内学者丌始意识到这一点，加强了这方面的研究。 2 00 0 0 0d n 8 00 0 6 00 0 4 00 0 2 00 0 _ 嘉二：二器誉囊至署 嚣面蔼匿 o $ 4 造业 批址业 口举冉业 辜=审车蒜塔- 刨硬 。 臣 犁 谁 蜊 面宾 黉井鼍 量 皿 蠢篓 芒 鉴 墨薹 世筝描毒单 札逼蚓 礁糕 图1 1 1我国企业供应链管理现状 从图ll1 可以看出，制造业库存管理的效率要高于其他行业，但是库存管理的一 些新技术如e d l 和r f i d 却很少运用，制造业、批发业和零售业中企业拥有自各仓库的 比例都很高，这说明产供销这样的供应链中很少存在库存的合作与协调。企业的最优目 标是利用最低的库存管理成本柬最大程度地满足客户的多元化、个性化需求。外部的市 场需求和订货提前期是决定库存水平的两个关键因素，认真研究和分析这两个因素的变 化对库存的影响，对于制定合理的库存水平非常重要。 供应链管理在现代企业管理中发挥着越来越大的作用，企业之间的竞争已经演变为 供应链之 白j 的相互竞争，我国的企业如果不能从长远利益为出发点，设计以自身为中心 的生产运作模式，在激烈的市场竞争中必将处于劣势地位，而供应链中的不确定性也加 剧了竞争的强度，这就要求企业与其它相关企业结成供应链，互相信任，充分合作才有 实力在激烈的市场竞争中赢得一席之地。因此，研究在供应链管理环境下，在不确定性 固素中制定科学合理的库存控制蘸略对现代企业而占具有重要意义。 硕士论文不确定性需求下供应链库1 竽管理策略 1 2 库存问题研究综述 1 2 1 研究现状 从上世纪五十年代起，库存控制问题才开始真正作为- i q 理论，经过半个多世纪的 不断创新，国内、外已有众多学者的做了大量理论分析和实验研究，库存控制的相关理 论也取得了较大的发展，提出了许多基于定性和定量分析的库存模型。后来供应链及供 应链管理理论的出现又使得库存研究的核心从单节点库存转移到了多级库存，研究在供 应链的上下游企业间库存及服务水平的控制策略。 传统的库存控制策略已不能有效解决供应链库存管理中存在的问题，因此供应链中 的多级库存控制策略受到了学者的特别关注。最早开始研究多级库存的学者是c l a r k ， 他提出了“多级库存”的概念：供应链的多级库存等于某库存节点的现有库存以及转移 到的库存之和f 7 】。在这种库存检查策略下，不但要检查本库存节点的库存数据，而且要 检查上游供应方和下游需求方的库存数据。级库存策略的库存控制策略是基于对其上下 游企业的库存状态充分掌握的基础之上，是一种集中式的控制策略，它极大的减少了需 求信息传递过程在的扭曲现象。目前的供应链由一家或多家供应商、一个核心企业( 制 造商或分销商) 、以及多家零售商构成，本文从以下方面总结了近几年针对该类型供应 链中库存模型的研究成果。 ( 1 ) 缺货问题 朱晓琼等人【8 】在经典e o q 模型的基础之上，考虑延期交货及订单损失对系统的影响， 建立了相应的库存数学模型，并通过数学的理论推导证明延期交货对库存系统的各项成 本有着不同程度的影响，因此延期交货是实际生产库存决策必须控制的重要因素。j i a nl i 等人f 9 】建立了基于允许缺货机制的经济生产数量模型，来研究生产商在实际生产中的延 迟交货策略，分别在允许以及不允许延迟交货两种模型中推导出了生厂商的最优成本， 通过对比发现在某特定的生产环境中允许延迟交货时的生产成本要相对较低，他们还发 现设备的利用率和缺货成本的容差是影响延迟交货策略的关键因素。z i p k i n 等人【lo 】建立 了在确定性需求下多种产品的库存模型来研究延迟交货的问题，并给出了常规物品( 如 书本等) 的模型中的实例验证。李怡娜等人【l i 】将单个企业的可控提前期库存模型扩展到 供应链环境中，并考虑了允许部分缺货然后补给的情形，建立了在分散决策和联合决策 两种情形下，允许部分缺货的可控提前期下供应链库存优化模型，并提出通过价格折扣 机制来协调供应链中企业间的利益。张群，李群霞【1 2 】利用模糊数学的相关知识对库存年 模型进行优化求解，将全部的生产要素进行模糊化处理，综合利用模糊数学和拉格朗r 算法进行求解。陈昌祥等人【1 3 】通过系统仿真的方法对简单的两级库存系统进行关键参数 的优化，假设当客户的订单得不到满足时，二级仓库按库存量出库，缺货的部分在到货 后补齐。薛建武，张强【1 4 】针对一个供应商和多个销售商组成的两级供应链库存系统，在已 i 绪论 颁i ：论文 知各个销售商的缺货成本和销售商、供应商都采取( r ，q ) 库存策略的前提下，通过数学公 式的推导得到了各个销售商的最优再订货点，并确定了供应商的缺货成本，所得到的供 应商缺货成本反应了两级库存系统整体成本最优。 ( 2 ) 不确定性需求 在供应链运作中的不确定性主要表现为需求的不确定性和信息传递过程中的扭曲 现象。周卫琪等人【1 5 】阐述了单个节点企业简单的销售库存模型，假设在允许缺货的情况 下需求为是平稳均匀的，不考虑订货提前期的影响，确定了最优订货批量和最佳订货周 期以及每天的最小费用。高峻等人【l6 】研究了在不确定需求条件下，地区分销系统的独立 决策和联合决策下的库存优化模型，考虑了系统的库存持有成本，缺货成本，订货成本 以及非线性运输成本。黄超等人【r 7 】综合考虑了单个企业由货物损坏以及缺货等引起的损 失，建立了一个需求率为一般连续函数的库存模型，并进一步给出了该模型的两阶段优 化方法。c h a n g k y up a r k 旭】用概率论的相关方法推导出了订货提前期内不确定性需求的 所服从的概率分布函数，同时建立了一个从理论角度来验证和分析各假设信息的模型， 并在不同的情形下作了试验对比。p a n k a jd u t t a 等人f i9 】研究了在库存模型的优化求解过 程中随机和模糊同时出现的情形，将年平均需求量看作模糊随机随机变量，得到最优的 订货时刻和订货批量，并对模型的有效性做了实例验证。b i nz h o u c 2 0 】考虑了一个面对随 机需求且采取连续检查策略的企业，应用( s ，s ) 库存策略，讨论了一个能计算订货点和订 货时间的算法来获得最小批量的决策问题。莫将涛【2 i 】等在二级库存系统中考虑商品数量 折扣问题，当外部需求在分别服从泊松概率分布和正念概率分布的情况时，给出了确定 最优订货量的算法。 ( 3 ) 安全库存问题 安全库存【2 i 】是企业为了预防在原部件采购和产品需求方面出现的突发事件( 如原部 件交货期突然延期、突发的大额产品订单) ，在基本库存之外维持的缓冲库存。安全库 存的作用【2 2 】体现在：提高安全库存水平能增加顾客对企业服务的满意度，大幅缩短响应 时间；但另一方面，提高安全库存水平的同时也会相应地增加库存成本，这一点对于产 品寿命周期更短、需求不确定性更高的高科技产品尤为重要，较高的安全库存可缓冲需 求不确定性的影响，但同时也有副作用，随着新产品的上市，对老产品的需求减少，现 有库存成为过时产品的可能性增加。 林勇和马士华【2 3 】以使用通用件的企业为背景，将安全库存为决策条件，详细论述了 如何通过对产品提前期的管理来降低通用件的安全库存水平。谭满益【2 4 】应用模糊数学的 知识对企业的安全库存进行了研究，给出了安全库存量的确定方法以及理想状态下产品 供给水平和不确定性需求对企业安全库存水平的影响。牟德一和陈秋双【2 5 】以装配企业为 背景，建立一个二级库存系统模型，采取( s ，q ) 策略，假设系统需求服从泊松分布并以s 为决策变量建立模型并求解，但只使单个企业的成本达到最优，没有对整个供应链进行 4 硕士论文 不确定性需求下供心链库存管理策略 优化。m o h a m e d - a l yo u l dl o u l y 2 6 】等研究了一个多品种配件的装配企业在已知配件购买 提前期下的安全库存问题，利用e o q 模型来确定成品的订货量，模型的目标是使得配 件的在保证服务水平的情况下其库存的持有成本最小。建立的模型对于需要大量配件且 订货提前期不稳定的装配企业很有意义。o u y a n g 2 7 】假设提前期内的需求为服从j 下态分布， 考虑了库存系统必须满足的服务水平，研究了提i j i 期和订货批量均为决策变量时的库存 问题。张慧颖【2 8 】本文研究了单节点库存控制问题中安全库存的选择策略，以订货点和订 货批量为参数建立数学模型并求解，进一步讨论了安全库存策略在理论和实践应用中的 矛盾，提出了一种安全库存的直观求解方法，以利于管理者实际运用。有效克服市场需求 的不确定性。 ( 4 ) 供应链中的竞争与合作 c a c h o n t 2 9 由一个供应商和n 个分销商组成的供应链为研究对象，讨论了面对随 机需求时供应链中存在竞争的库存策略选择问题。竞争会导致供应链的成本过高且需要 更多的库存，因此c a e h o n 提出了三种策略使供应链达到合作的状念以改善供应链绩效， 分别是：改变动机，改变库存控制方法以及改变纳什均衡。c a e h o n 还通过研究发现现 在好多所谓的供应链还是由一些相互独立的企业组成，没有一个企业有足够的能力来控 制其他的企业，供应链上每个企业都企图最大化自己的利益，所以没有企业愿意选择优 化整个供应链的策略。竞争无疑会削弱供应链企业之间互惠的利益，但他们可以通过预 先达成互惠的协议来相互合作。c a c h o n 提出了四种协调的工具来改善供应链的合作， 分别是( a ) 基于实际库存的缺货水平的线性补偿；( b ) 基于某种特殊库存水平以及缺货水平 的线性补偿；( c ) 非线性转换补偿；( d ) 企业各自责任水平的转换补偿f 3 0 】。m a h e s h n a g a r a j a 3 l 】研究了博弈理论在供应链协调合作中的应用，重点讨论博弈理论的两个方面： 利益分配和系统稳定性。首先描述了普通模型中可行性结果体系的建立，如何应用博弈 理论来对供应链中合作伙伴的利益进行合理分配；然后讨论了供应链中上、下游企业的 成本控制及合作的相关问题。z h o n g s h e n gh u a t 3 2 】发现在市场竞争中生产商和分销商中的 主导力是不断轮换的。基于这项研究，建立了只有一个生产商和一个分销商组成的二级 供应链。首先应用博弈理论讨论了在分销商占市场主导时不合作的供应链模型，分销商 的订货生产商的零售价格变动，然后考虑了两种合作的情形，充分利用纳什均衡来重新 分配利益。假设生产商和分销商的风险是均等的，发现生产商和分销商可以在任何不确 定的需求水平都可以通过讨价还价来达到合作的状态。黄宝凤等人 3 3 】考虑了一个由单制 造商、单销售商组成的两层供应链系统，建立了制造商与销售商合作与共享信息的一般 模型，解析分析了信息共享的价值，发现双方合作不但能增加供应链系统的利润，保持 利润增加的稳定性，而且还能增加产品对市场的供给量。 5 i 绪论硕i ：论文 1 2 2 问题提出 从上面的文献可以看出，由于库存管理的重要性，供应链中的库存管理受到了学术 界的广泛关注并进行了深入的研究。传统的e o q 模型通常假定订货提前期已知，市场 需求为常数，补充率无限大而且不允许缺货，不考虑服务水平的约束。然而这种情况在 现实的生产运作中很少发生。在现实中，市场需求通常是不确定的，而且企业为了保持 与客户的合作关系，必须达到一定的服务水平。因而许多学者都对不确定性库存管理策 略进行了研究。在不确定性系统中设置安全库存可以有效地满足服务水平，最初学者将 提前期内的需求假设为服从正态分布，考虑了库存系统必须满足的服务水平，分析了提 前期和订货批量均为变量时的库存问题：后来又考虑了缺货成本以及允许缺货概率的情 况，以及提前期可控与服务水平联合约束的库存问题。 有关供应链管理环境下安全库存和安全因子方面的探讨已有大量学者做过研究。不 过这些研究要么只考虑单周期内库存控制建模及优化前提下，研究了提前期和安全因子 对建模的影响，如文献【3 4 】；要么考虑了供需双方在合作与非合作两种情形下供应链的库 存成本，但该系统却只有一个供应商和一个客户【3 5 】；以提前期为决策变量，建立了供应 链配送系统基于提前期的模型，但却只分析了供需双方在非合作情形下的库存成本；在 供应链中，提前期的长短反映出分销商对顾客需求作出快速响应的能力，但提前期受到 上由供应商供货能力的影响。对各分销商而言提前期越短就越有利，但如果上游发生缺 货将会影响各分销商的提日订期。上游提高安全库存减少缺货就必须保持高库存水平，这 又将以高库存成本为代价，因此如何决定安全因子的大小使供应链的成本最低，并能保 证供应链的服务水平对提高的供应链整体绩效和竞争力具有十分重要的作用。 已有的文献在建立该库存问题的数学模型时都假定安全系数为给定的常数，但是在 实际的库存决策问题时，不仅要确定订货批量q ，同时也要确定再订货点r ，当提前期给 定时，再订货点r 是安全系数的函数，所以确定订货点可以归结为确定安全系数k ，而在 实际的库存决策过程中，安全系数也是一个重要的决策变量。本文建立了由一个生产商、 一个分销商和n 个零售商组成的系统，以安全因子为决策变量，并将各零售商的提前期 看作和分销商的缺货量相关的随机变量，求得各节点企业的安全因子来使得系统库存总 成本最小。 1 3 技术路线 本文的技术路线如图1 3 1 所示。 6 不确定性需求下供成链库存管理策略 ，。- 。 - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。_ - 1 。1 1 1 。_ 。_ _ _ 。_ 。_ - 。_ _ _ 。_ 。”_ _ _ i 不确定需求下安全因子优化 ( 不确定性来源一 、- r 牛鞭效应、卜 、 问题背景及现实意义 麝育 供应链管理 忡门。 ，!112。一 。1 。1 。j 。“。一 ! 供应链的不确定性 1。一 安全库存问题 不确定性需求的库 存控制策略 j一 i 不确定需求下安全 因子优化模型 图1 3 1 技术路线图 卜 影响因素 一 预测方法 2 供j 她链o j 库存控制概述硕i ：论文 2 供应链与库存控制理论概述 经济的全球化和经济一体化使得企业面对越来越强烈的竞争和越来越稀薄的赢利， 并且在2 0 0 8 年金融危机爆发以后，企业面对更加严厉的外部环境，如何迅速和高效地 满足顾客需要的同时实现低成本的运营，是许多企业所共同面对的一个难题，而且也成 为学术研究的热点。库存能保证企业生产平稳有序地进行，同时也造成了资源的闲置和 资金的周转不畅，使得企业的生产成本代价过高。 库存控制一直是困扰着中国企业的难题，如果库存问题可以更好地解决，企业的经 济效益将会得到明显的改善。传统的库存控制方法主要是从单一企业的角度来看，如经 济订货批量模型；自二十世纪9 0 年代以来，供应链管理作为一种新的经营和运作模式 应运而生，从供应链管理的角度来分析和研究库存控制，使得企业在对变化的市场做出 快速、准确反应的同时，最大限度地降低企业的库存水平，实现低成本运营。本章将主 要介绍供应链、库存的基本概念和相关的管理方法，为以后的定性以及定量分析做出理 论铺垫。 2 1 供应链及供应链管理 按照传统的商业管理模式，新产品开发和市场营销能力相对薄弱，使得企业对用户 的需求做出快速反应非常困难，这样就严重影响企业的市场竞争力。但供应链的各个节 点企业形成一个链，通过全面地、协调地控制管理链上的企业，寻求一种最优的战略， 从而获得更大的整体利益。供应链管理还可以充分运用各种信息技术对整个链上的供需 关系进行计划、协调、控制、优化和决策的节点企业的各种生产活动。 2 1 1 供应链概述 供应链( s u p p l yc h a i n ) 的概念【3 6 】是在二十世纪8 0 年代初被提及，但其真正意义上的 发展却是在9 0 年代的中后期。关于供应链的定义，目前尚未形成一致的认可，许多学 者已从不同角度展丌的很多不同的理解。 早期关于供应链的概念只限制在对企业内部运作水平，高度重视企业自身的资源使 用。后来供应链的概念注意了企业的外部环境，即与其他问企业的相互联系。但最近供 应链的概念更加重视链的管理理念，如核心企业和供应商，供应商的供应商，甚至与所 有前瞻性的关系，以及与用户，用户的用户和所有后向的关系。 供应链【3 7 】是以核心企业为中心，通过对信息流、物流、资金流的控制，从最初原材 料的获得到半成品以及最终产品，将供应商、制造商、分销商、零售商以及最终用户连 接成一个网链，最后通过这个网络把最终的产品送到消费者手中。 硕士论文不确定性需求下供应链库存管理策略 在2 1 世纪全球制造业竞争加剧的环境下， 构可以简单的以图2 1 1 1 表示为： 供应商的供应商 这样的一条以核心企业为中心的网链结 用户的用户 j 图2 1 1 1 供应链的网链结构模型 2 1 2 供应链的特征 蒋白桦等 3 8 】分析了供应链自身的各种特点，证明了供应链是一个复杂多变的开放系 统。供应链主要特征如下： ( 1 ) 繁复性：供应链节点企业的种类不同，供应链一定数量的不同类型的企业构成， 各企业在供应链中的地位也不尽相同，在地理上位置分布亦非常分散。各企业具有独立 的法人资格，它们之间形成的交易关系是多重的、复杂的，所以在经济利益上会存在着 各种冲突和矛盾，所有这些加剧了供应链的繁复性。 ( 2 ) 动态性：供应链的动态性主要是反映在参加成员企业的不稳定和成员之间的相 互关系的不稳定。供应链的成员企业是以外部市场需求为导向的，它们权衡利弊的情况 下决定参加与否，同样的成员企业也会因利益的减少或消失而淡出供应链，而另一些企 业因经济利益的引导而继续参加，所以供应链中的成员是动态的。 ( 3 ) 基于客户需求：基于一定的客户需求，才引起供应链的存在、重构、消亡及其 上述过程的不断反复，并且在供应链的生产运作中，客户的需求是供应链中信息流、物 流和资金流运作的驱动源。 ( 4 ) 相互性：在市场经营活动中，供应链上的每个节点企业都能够与不同的企业发 生交易关系，一个节点企业可能同时是若干个供应链的成员，众多的供应链形成错综复 杂的结构，增加了协调和管理的难度。 9 2 供j 迎链j 库仔控制概述硕i ：论文 2 1 3 供应链管理理论 ( 1 ) 定义 供应链管t ：里( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ) 3 9 】是利用计算机网络技术，对供应链的物流、 信息流、资会流等进行计划、协调与控制，在节点企业之间建立战略伙伴关系，最大限 度地减少内耗和浪费，提高各节点企业的运营绩效，实现供应链整体效率最优化，它要 求各节点企业在内部整合的基础上，服从于整体的供应链网络管理。 ( 2 ) 供应链管理内容 供应链管理反映出集成的系统管理思想，考虑在供应链节点企业的各种经营活动有 关的协调平台，供应链管理的先进性体现在以下几个方面。 战略管理。供应链管理是一个战略性的商业决策，因此，选择参加的供应链时最 重要的是站在企业长远发展的战略高度，包括：企业发展战略、组织战略、技术丌发和 应用、战略和绩效管理战略等。供应链的运作模式，参加供应链联盟必要的信息和支持 系统，技术发展和应用等都必须符合商业策略。 信息管理。信息的获得速度和信息处理能力的供应链中成员企业受益多少的关 键，同时也是实现整体效益的关键，使得供应链管理中的信息管理已经成为一个重要因 素。信息管理的基础是搭建信息平台，通过e r p 等网络系统的应用，实现供应链的信 息共享，保证供应和需求信息能够按时、精确地传达给相关的企业，实现成员的一体化 整合在技术上是可行的。 需求管理。供应链管理以客户需求为始点，也以满足客户需求为最终目标，所以 供应链管理是以满足客户需求为核心的运作管理理念。通过需求管理，详细掌握客户的 各种信息及个性化需求，以便最大限度地保护市场资源，为客户提供优质高效服务。 库存控制。库存控制是保证了商品的合理数量的最高限额，以满足用户的需求， 采取适当措施，降低了运行成本。根据供应链管理的定义，库存水平实际上是物流、信 息流和资金流的整体反映。由于供应链中的供应商、生产商和消费者的不确定性，造成 了供应链在企业的参与环节和生产运作时的不确定性。根据供应链管理模式，库存管理 的最佳条件是供应链企业高度有效的连接，避免节点企业的库存水平高的现象，甚至实 现零库存。 委托代理机制。供应链一体化的特点是外部的资源使用，它强调企业是如何通过 自己的核心竞争力，与其他企业建立战略合作伙伴关系。企业去巩固和发展自己的核心 竞争力和核心业务，利用自身优势，通过技术程序的重新设计和业务流程的快速重组， 做好自己比对手更加有优势、能够创造独特价值的关键业务，这不仅是委托代理机制的 内涵，也是代理机制的形式。委托代理机制是敏捷制造，虚拟制造等先进制造模式的重 要组成部分。 风险管理。信息失真，市场前景不明朗，造成供应链中节点企业的生产经营风险， 1 n 硕士论文 不确定性需求下供j 衄链库存管理策略 必须采取某些措旅尽可能地避免这些风险的发生。例如，通过加强信息共享、优化合作 模式、建立谨慎的监督管理机制，在供应链中的企业每一阶段的合作中建立有效的激励 机制，敦促节点企业的相互合作。 2 2 库存 供应链所面临的环境中不确定客户需求将越来越高，供应链系统也会随机发生各种 问题，因此为了减少这些非可控因素对整个供应链的影响，在供应链和企业内部保存一 定数额的库存品将是非常必要的，一定量的库存可以增加企业生存柔性，提高客户服务 水平。但是，库存也带来了大量的问题：占用商业资本，增加企业经营成本，掩饰生产 运作中的许多管理问题。 2 2 1 库存概述 ( 1 ) 定义：库存( i n v e n t o r y ) 是指一个组织所有物品和资源的储备。 ( 2 ) 库存产生的原因：持有库存的目的有很多，归纳起来可以从以下几个层面进行 阐述。 供应层面：由于市场供应和生产需求的不一致性，采购单位通常采取多购买商品 的措施，以减少这种确定性因素的影响。此外，大量购买时会有价格折扣，制造商在大 批量时会提高生产效率，也敦促了库存的产生。 生产层面：力求原材料、零部件能顺利保证生产过程的连续性以及预防不可控故 障的发生等，促使了在制品库存的产生。 销售层面：商品的季节性大量需求或制造商突然采取的各项促销活动，以及供应 链为维持更高的客户服务水平，保证商品销售网络中各成员企业生产经营的连续性等因 素，都是成品库存存在的原因。 ( 3 ) 库存分类【删。库存从经营过程的角度主要分为以下几类： 普通库存：指企业为满足日常生产管理的需要而建立的库存。该类型库存由于生 产经营得进行而不断减少，当库存减少到一定数量时，就应及时发出订货，把库存补充 到需要的水平，这种库存大多数情况下都是周而复始的不断进行的。 安全库存：为了防止不确定性因素和突发性事件( 如突发性的大批量订货、交货 期突然延迟等) 而准备的缓冲库存。 运动性库存：指处在生产过程或运输过程中，为生产的需要或运输目的而处于运 动状态的物品。 季节性库存：为了满足特定季节中出现的某些特殊需要而建立的库存。 2 2 2 库存的作用 企业要保持一定的库存，主要作用有【2 3 】： l l 2 供心链o j 库存控制慨述硕i ：论文 避免缺货：企业建立一定数量的库存，在接到用户的订单后，企业可以最大限度 地缩短订单的响应时间，提高争取用户和占领市场的能力，因为从某种程度上来说库存 数量的多少就意味着服务水平的高低。 调节需求波动：外部市场的需求是时刻变化的，需求波动是由市场规律决定的， 但需求的波动会造成企业生产的不确定性，而生产的连续性是企业能生存下去的最基本 要求。在这种情形下，库存能够将外部需求和内部的生产计划安排适当分开，起到稳定 生产的作用。 增强生产计划的柔性：库存储备能舒缓生产过程中所面对的巨大压力。也就是说， 库存能相对延长生产的提前期。 2 2 3 库存成本 虽然库存在企业生产经营中的作用显著，但是并不意味着库存的数量越多越好，因 为库存会给企业带来额外的负担一库存成本【4 l 】。库存成本主要有以下几种： 持有成本：在某特定时间段内，库存所造成的持有成本大概与该时期内平均库存 数量成f 比。持有成本包括存储设施的购置费用、货物的搬运费、保险费等。 生产准备成本：在进行产品的生产之前要做相关的准备工作，如购买原材料、生 产设备测试、确定装卸材料的种类和时间等。如果生产系统在更换生产产品的种类时不 会产生额外的费用或费用较低，以及时间损耗较少，就能采取多品种小批量的生产方式。 多品种小批量的生产方式能大大降低库存水平，减少库存成本。 订购成本：订购成本是指订单的下达过程中所产生的管理成本，如相关人员的差 旅费、会议费、通信费等。 缺货成本：由于库存耗尽，产品发生缺货而无法满足客户需求所造成的经济损失。 对于原材料而言，就是因原材料的供应不足而造成的误工损失费；对成品来说，是指因 产品告罄而带来的直接经济损失以及延误订单所支付的罚金。缺货成本通常是难以直接 衡量的，因为由于缺货所造成失去顾客的代价太大。 2 3 库存控制理论和方法 2 3 1 库存控制理论 库存过程【4 2 】包括订货、进货、持有及供货四个阶段。从库存控制的角度来看，订货、 进货和供货活动过程对库存的控制策略有着重要影响。订货、进货过程使库存量增加， 供货过程中库存不断减少。控制订货、进货以及产品的销售出库过程，都可对库存进行 调节，其基本思想都是要制定一个合适的产品采购、保管策略，即对采购订货的时间、 订货的数量和管理方法等进行控制，对库存水平进行优化。对库存水平的优化策略主要 从需求类型、经营方式和制定合适的控制策略等三个方面的着手，如表2 3 1 1 所示。 1 2 硕士论文 不确定性需求下供应链库存管理策略 表2 3 。1 ，l 库存控制理论的常用策略 优化策略的考虑角度 具体描述 库存控制应对不同性质的需求类型采取不同的订货策略。根据需求的特 征分为确定型和不确定型两种。确定型需求是指需求量在单位时间内是 需求类戤均匀的、稳定的。不确定弛需求是指在需求量是随机变化的，但是估计 它大概的取值范围和取值的可能性，取值情况可以用概率分布表来描 述。 存控制理论中经营方式分为不允许缺货、允许缺货和实行补货三种。不 允许缺货是指用户的所有需求都能由仓库的现货得到满足，整个物资供 应期间仓库里总有现货，库存量不允许为零；允许缺货是指对顾客的订 经营方式 单可以缺货，库存量可以等于零；实行补货是指对于用户的订货虽然没 有现货供应但是为了不失去销售机会，实行赊欠供应，待进货后马上予 以补货，这就意味着库存量能够等丁零，也有可能小于零。 库存通常是为了达到不同的目的，存货的类型也会不同，冈而就要制定 制定合适的控制策略 适当的策略对库存进行管理。库存控制的方法很多，但无论哪一种方法， 都要对订货的时间和订货龉这两个问题进行分析。 2 3 2 库存控制方法 库存控制的目的是实现对企业整体运营进行有效的管理，采取科学的库存控制方法 使客户服务水平和库存成本达到最佳的平衡点。常用的库存控制方法主要有a b c 分类 法、e o q 批量法、订货点法等。订货点法的应用比较广泛，订货点法是指当现有库存 量降至预定的水平( 即订货点) 就发出订单的方法，最基本的策略有以下四种【4 3 】。 ( 1 ) ( q ，r ) 策略：该策略的基本思想是对现有的库存进行连续检查，当库存水平降低 到订货点r 时便会发出订单，每次的订单都为固定值q 。该策略适用于需求量较大、缺 货费用较高、需求不确定性较大的情形。 ( 2 ) ( r ，s ) 策略：该策略也是连续性检查库存的状态，当发现库存降低到订货点水 平r 时，开始订货，订货后使得保持最大库存( 为常量s ) 不变，假设发出订单时库存 量为i ，则订货量等于s i 。 ( 3 ) ( t ，s ) 策略：该策略是每隔固定的时间就检查库存状态并发出订单，把现有库存 补充到最大库存水平s 。假设检查时库存量为i ，则订货量为s i 。这种策略没有固定的 订货点，该策略适用于不很重要的、使用量不大的物资。 ( 4 ) ( t ，r ，s ) 策略：该策略是( t ，s ) 和( r ，s ) 策略的叠加。这种补给策略有设定固 定的检查周期t ，最大库存水平s 和固定订货点r 。到达检查周期时，若现有的库存水 平低于订货点就会发出订单，否则不订货。订货量的大小等于最大库存水平减去检查时 1 3 2 供j 越链1 j 库存挖制概述 硕i ：论文 的库存量。 2 4 库存控制基本模型 2 4 1 经济订货批量模型 经济订货批量( e o q ) 模型【4 l 】也就是固定订货数量模型，是对库存进行连续的检查， 当库存下降到订货点时会发出q 数量的订单，在这种策略下库存余额的计算公式为： 库存余额= 现有库存量+ 已订未到量一缺货量 经济订货量的确定。计算e o q 的目的是为了平衡订货成本与持有成本，目标是使 得系统总成本最小，此时的订货批量为经济订货量。为了确定经济订货量，做如下假设： 每次的货物订货费不变，与订货批量的大小无关； 单位物品在单位时i 日j 内的储存费与物品的购入单价成正比： 单位时间内的需求量不变； 订货提前期固定； 物品价格为常数，且不允许缺货。 若物品到货后的入库时l 日j 很短，则可以把全部物品视为在同一时间入库。由于订货 提前期固定，可以把订货点作为订货提前期内的需求量。在入库时刻，库存数量为q 单 位。由于需求不变，库存数量是以某固定速度直线减少的。当库存量降低到订货点时， 就发出q 数量的新订单。该模型存货量与时间的关系如下图2 4 1 1 所示。 存货量 q r 图2 4 1 1 经济订货批量模型 上图中q 为订货批量，平均库存量为q 2 ，r 是订货点，区间 a ，c 和【c ，e 】为两次订 货之间的间隔，区间【咖 和 c ，d 】为订货提前期l 。 图2 4 1 2 表示了库存成本随订货量大小变化的情况。 1 4 硕：l ：论文，i i 确定性需求下供应链库存管理策略 成 本 经济订货量 订货量 图2 4 1 2 订货量与库存成本之间的关系 在总需求量一定的情况下，订货量越小，平均库存量就会越小，相应地订货次数会 增加。在不允许缺货时，该系统总库存成本可表述如下： 年总库存成本= 年购入成本+ 年订购成本+ 年存储成本 j 亿= 詈g + d c 2 + 譬g d 年均需求量o q 订货批量； c i 每次订货的汀购成本； c 2 物品的购入成本； c h 每单位物品每年的存储成本。 为了确定经济订货批量，年总成本对订购批量求导并令其为零，得： 箸= 譬专删 d p 2 p 2 1 最佳经济订货批量为： 蜴一等 年最优订货次数n 和两次订货问的平均时间t 可如下确定： n ：旦r ：! ：堡 n = 一 l = 一= 二二 q 以d 在不考虑安全库存的情况下，再订货点可用下式计算： 2 供膨链i 库存控制慨述 硕i j 论文 r = d l r 再订货点； l 订货提前期，以年为单位： 将经济订货量代入年总成本的表达式，得到最小年库存总成本的公式： r c o = d c 2 + c h q o 2 4 2 固定订货间隔模型 固定订货间隔期模型是以时间为基础的系统，每隔固定的时间丁就会检查库存的状 态，若库存发生下降就发出订单，从而将系统的库存水平提高到预先设定的水平。其具 体操作程序为：确定库存余额并发出订单，订货批量为最高库存量与库存余额之差。与 e o q 相比，固定订货间隔期模型不需要求连续检查库存状态。