（管理科学与工程专业论文）不同需求特性和滞后供给条件下的库存模型.pdf

重庆大学硕士学位论文 中文摘要 摘要 库存管理是企业管理的一个重要组成部分，它对企业流动资金的周转和产品市 场销售都有很大影响。因此，最大限度地提高系统服务水平，降低库存总成本，是 库存管理的重要目标。 论文对库存的定义、库存管理的任务、库存成本的构成以及供应商管理库存等 理论进行了概述，对国内外有关短缺量滞后供给、物品变质以及供应商管理库存等 闯题进行了重点综述，在此基础上，针对不同需求特性和短缺量滞后供给情况，分 别对单级库存和供应商管理库存问题进行了研究。 考虑短缺量滞后供给与缺货期间库存水平相关，建立了一种变质物品的e p q 模 型，对模型进行了数学和仿真分析。结果表明，丢单系数和变质系数对库存系统各 项成本均有较大影响，企业在制定库存控制策略时必须考虑这些因素。 在需求、销售价和采购价时变且存货影响销售率条件下，考虑短缺量滞后供给 与供应商生产状况有关，建立了生产周期和服务水平均可变的v m i 模型。仿真分 析显示，需求增长和销售价格变化因子对计划期内供应链总利润的影响较大，企业 应根据具体情况，及时调整各补货周期长度和服务水平，以提高计划期内供应链总 利润。 考虑订货商短缺量滞后供给程度与顾客等待时间呈负线性相关关系，建立了供 应商一个生产批量可满足订货商多次订货的v m i 模型。灵敏度分析表明，短缺量 拖后因子和供应商生产速率对v m i 系统库存管理有较大影响；当短缺量拖后因子 较大时，订货商应提高服务水平，缩短订货周期；而当供应商生产率较大时，则应 延长订货周期且减少生产周期内的订货次数，以最大限度降低供应商管理库存系统 总成本。 关键词：需求特性，短缺量滞后供给，e p q 模型，v m i 模型 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 a b s t r a c t i n v e n t o r ym a n a g e m e n ti sac o m p o s i t i o no f b u s i n e s sa d m i n i s t r a t i o n i tn o to n l yh a sa d i r e c ti m p a c to nt h ef l o a t i n gc a p i t a lt u r n o v e ro fe n t e r p r i s e ，b u tac r i t i c a li m p a c to n p r o d u c ts a l e s t h es e r v i c el e v e ls h o u l db ei m p r o v e da sm u c ha sp o s s i b l et or e d u c e e n t e r p r i s e si n v e n t o r yt o t a lc o s t ，e n h a n c ei t sm a r k e tc o m p e t i t i v ef o r c e t h eb a s i ct h e o r yo fi n v e n t o r ym a n a g e m e n tw a si l l u m i n a t e d ，t h et a s ko fi n v e n t o r y m a n a g e m e n t , t h ec o m p o n e n to fi n v e n t o r yc o s ta n dr e l a t i v et h e o r yo fv e n d o rm a n a g e d i n v e n t o r y ( v m i ) ，w e r ei n t r o d u c e d ；t h el i t e r a t u r es e a r c ho f p a r t i a lb a c k l o g g i n g ，p e r i s h a b l e i t e m sa n dv m io fi n d e p e n d e n td e m a n di t e m b a s e do nf o r m e rr e s e a r c h ，o n e - s t a g e i n v e n t o r ym a n a g e m e n ta n dv e n d o rm a n a g e di n v e n t o r yw e r ei n v e s t i g a t e d ，u n d e rt h e c o n d i t i o no f d i f f e r e n td e m a n dc h a r a c t e r i s t i c sa n d p a r t i a lb a c k l o g g i n g r a t e s b a s e do nt h e c l a s s i c a le p qm o d e l ，a ne p qm o d e lf o rd e t e r i o r a t i o ni t e m sw i t h d i f f e r e n tl o s t s a l ef a c t o rr e l a l i v et ot h ei n v e n t o r yl e v e ld u r i n gs h o r t a g ep e r i o dw a s d e v e l o p e d ，t h ee x i s t e n c eo f u n i q u eo p t i m a ls o l u t i o ni sd i s c u s s e db ym a t h e m a t i ca n a l y s i s a n dan u m e r i ce x a m p l e t h es e n s i t i v i t ya n a l y s i ss h o w st h a tt h ep a r a m e t e ro fl o s i n gs a l e h a sd i f f e r e n ti m p a c to nt h ec o s t so fi n v e n t o r ys y s t e m t h ef a c t o r sm u s tb ec o n s i d e r e df o r t h ep r o d u c t i o ni n v e n t o r ys y s t e mt om a k em a n a g e m e n td e c i s i o n av m im o d e lw a sd e v e l o p e dw i mt i m e - v a r y i n gd e m a n d , s a l ep r i c ea n dp u r c h a s e p r i c e ，s t o c k d e p e n d e n ts e l l i n gr a t e ，a n dd i f f e r e n t s e r v i c el e v e l sa n dt h el e n g t ho f r e p l e n i s h m e n tc y c l eu n d e rt h ec o n d i t i o nt h a tb a c k l o g g i n gp a r a m e t e r sa r er e l a t i v et ot h e v e n d o r sp r o d u c t i o ns t a g e t h es e n s i t i v i t ya n a l y s i ss h o w st h a tt h ed e m a n di n c r e a s i n g f a c t o ra n dt h ep r i c ev a r y i n gf a c t o rh a v eag r e a t e ri m p a c to nt h et o t a lp r o f i to fs u p p l y c h a i nt h a nt h a to fb a c k l o g g i n gp a r a m e t e r s e n t e r p r i s es h o u l da d j u s tt h el e n g t ha n d s e r v i c el e v e lo fe v e r yr e p l e n i s hc y c l ea c c o r d i n gt ot h ed e m a n d ，s e l l i n gp r i c ea n d b a c k l o g g i n gp a r a m e t e r s av m im o d e lw i mp a r t i a lb a c k l o g g i n gn e g a t i v e l yr e l a t e dt oc u s t o m e r s w a i t i n g t i m ew a se s t a b l i s h e d ，w h e r et h ev e n d o rp r o d u c ea ni n t e g r a ln u m b e ro ft h eb u y e r so r d e r q u a n t i t ye a c ht i m e i ti ss h o w e db ys e n s i t i v i t ya n a l y s i st h a tt h eb u y e rs h o u l di m p r o v et h e s e r v i c el e v e la n ds h o r t e nt h el e n g t ho f o r d e rc y c l ei f t h eb a c k l o g g i n gf a c t o ri sb i g , a n dt h e b u y e rs h o u l dl e n g t h e nt h el e n g t ho fo r d e rc y c l ea n dr e d u c et h et i m e so f o r d e rw i t h i nt h e p r o d u c ec y c l ei f t h ev e n d o r sp r o d u c t i v i t yi sb i g k e y w o r d s ：d e m a n dc h a r a c t e r i s t i c ，p a r t i a lb a c k l o g g i n g ，e p qm o d e l ，v m im o d e l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重迭盍堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：夕妈雨签字日期：沙7 年j 月；j 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解重麽盎兰有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权重废太堂可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 保密( ) ，在年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密( 奶。 ( 请只在上述一个括号内打“”) 学位论文作者签名：巷乌两 签字日期：砂口7 年皇月弓j 臼 导师签名： 签字日期：a n 。7 年f 月；j 日 重庆大学硕士学位论文l 绪论 1 绪论 1 1 库存管理概述 1 1 1 库存的定义 库存是指企业组织中存储的各种物品与资源的总和。是企业在生产和物流渠道 中各仓库点堆积的原材料、供给品、零部件、半成品和成品等。库存定义为存放在 仓库中的物品，就像存放在蓄水池中的水一样，一般暂时派不上用场的备用品。而 实际上，企业组织储存物品是为了解决供应( 生产) 与需求( 消费) 之问不协调的一种措 施。 现代企业作为社会化大生产的基本经济单位，每时都在进行巨大而复杂的生产 经营活动，同时也在不断消耗大量的各种物资。随着生产的发展，企业之间的分工 愈来愈细，协作关系更加密切。每一个企业生产所用的各种物资绝大部分依赖于其 它企业来提供，而其它企业所生产的这些物资，需要通过交换、分配、运输和中间 流通等过程，才能最后进入本企业的生产过程用于消费。本企业的最后产品也得通 过以上环节销售出去后得到货币，才能换回自己所需要的物资。这样，社会的产品 就必然有一部分存在于生产单位，存在于运输途中，存在于中间流通环节，存在于 消费单位。 库存是企业进行正常生产经营活动所必须具备的条件。企业设置库存的根本目 的是保证在一定生产、技术水平下，在适当的时间、适当的地点，提供适当数量的 适当物料。商品的生产与消费存在时间、空间上的差异，决定了库存的存在。存贮 的物资不能马上为企业带来经济效益，企业却要为其承担资金、场地、人员占用而 发生库存成本，因而存在需要控制的一面；但库存又是企业生产所必备的，对保证 企业生产的正常秩序作用重大，具有积极的一面。因此，合理控制企业的物资库存 是企业生产管理工作中的一项重要而经常性的工作。具体地说，库存控制工作就是 要确定企业的库存水平高低，监控库存变化方式以及如何让补充库存等一系列库存 策略。随着生产的发展，技术的进步，社会分工的进一步发展，企业库存数量和结 构都会有很大的变化。 1 1 2 库存管理的任务 库存管理是人们运用相关方法、手段、技术对库存进行管理和操作的过程，是 企业生产经营过程中不可缺少的组成部分。在整个生产活动中，必须有合理的物资 储备才能使生产节奏保持平衡。在商品流通中，为了满足市场需求，也需保持一定 的库存。库存管理在生产和流通过程中起着缓冲作用t n 。1 9 5 3 年，t w 0 1 i t i n 编著 的库存管理理论标志着库存理论已成为- i 1 专门科学。从那以后，许多研究者 重庆大学硕士学位论文1 绪论 对库存管理的相关问题进行了大量理论和实证研究，并且取得了很大的进展。 库存管理的难点是解决发挥库存功能与降低库存成本之间的矛盾，管理时应该 侧重完成以下几项任务。 保障生产供应 传统库存管理的基本功能是保证生产的正常进行。企业维持适度的库存是为了 避免因供应不足而出现非计划性的生产间断。现代的库存控制理论虽然对此提出一 些不同的看法，但保障生产供应仍然是库存控制的主要任务。 控制生产系统的工作状态 一个精心设计的生产系统存在一个正常的工作状态，此时，生产按部就班地有 序进行，生产系统中的库存情况，特别是在制品的数量，与该生产系统所设定的在 制品定额相近。当生产系统的库存失控时，该生产系统也会处于非正常的工作状态， 因此，现代库存管理理论将库存控制与生产控制结合一体，通过对库存情况的监控， 达到对生产系统整体控制的目的。 降低生产成本 控制生产成本是生产管理的重要工作之一，无论是生产过程中的物资消耗，还 是生产过程中的物流资金的耗用，均与生产系统的库存控制相关。有资料表明，工 业生产过程中，物资消耗占总成本的6 0 ，同时库存物资的价值占到企业流动资金 的8 0 以上，因此，通过有效的库存控制方法，使企业在保障生产的同时减少库存 量，提高库存物资利用率，降低生产成本是库存管理的重要任务1 2 j 。 1 1 3 库存成本的构成 库存成本是库存管理时需考虑的主要因素之一。库存成本一般由以下几类成本 构成：保管成本、订货或生产准备成本、缺货成本、在途库存成本。 保管成本 保管成本是企业持有一定库存而发生的成本。它由资金占用成本、库存储存成 本、库存风险费用等组成。 1 ) 资金占用成本。这是库存保管成本里所占比重最大的一部分，也是一种机 会成本，是为持有这部分库存而失去的在其它投资方面获取的收益： 2 ) 库存储存成本。这是为保管库存物资而花费的一些维护方面的费用。比如 检验费、装卸搬运费、照明费、空调费、熏蒸费以及杀虫费用等； 3 ) 库存风险费用。库存物资的未来市场价值到底有多大，是增值还是贬值都 存在着很多不确定因素。 订货成本或生产准备成本 订货成本是企业向外部供应商发出采购订单时所发生的费用。生产准备成本是 企业内部准备生产活动中发生的成本。两者与保管成本之间有一定的关系。保管成 2 重庆大学硕士学位论文l 绪论 本随着订货量的增加而增加，随着订货量的减少而减少，而订货成本则与订货批量 成反比，并且保管成本曲线与订货成本曲线的交点为总成本曲线的最低点。 运输成本 运输成本是商品在运输或配送途中所耗费的空间转移成本和时问成本。一般在 供应链库存控制系统中考虑这部分费用，而在单级库存控制中，不考虑该项费用。 缺货成本 缺货成本是由于无法满足用户的需求而产生的损失。缺货成本由两部分组成， 其一是生产系统为处理误期任务而付出的额外的费用，如赶工的加班费、从海运改 为空运产生的额外运费负担等。其二是误期交货对企业收入的影响，包括误期交货 的罚款等。上述损失是可以用金钱衡量的，而由企业缺货无法满足用户的需求，导 致的丧失市场份额的损失则无法用金钱衡量。 在需求确定的前提下，以上这些分类库存成本( 包括保管成本、订货成本或生产 准备成本、缺货成本等) 通常会发生变化，引起库存系统总成本上升或下降。因此， 合理控制订货批量或生产批量，既能最大程度地满足顾客的需要，又使库存系统的 总成本尽可能低，是库存管理长期追求的目标1 3 j 。 1 2 单级库存系统研究现状 1 2 1 短缺量部分滞后供给的库存控制问题 传统经济订购批量模型( e o q ，e c o n o m i co r d e rq u a n t i t y ) 假定短缺量完全滞后供 给或完全丢失 4 1 。在企业的实际库存系统中，短缺量一般不会完全丢失或者完全滞 后供给，而会在缺货期间出现短缺量部分滞后供给的情况，即一部分缺货丢失，而 一部分缺货得到供给。短缺量部分滞后供给是当前库存控制模型研究的一个重点问 题。如何在丢单成本、缺货成本、订货成本和保管成本之间取得平衡，使总的库存 成本最小。是库存管理者要处理的主要问题之一。 1 9 8 7 年，m a r k 5 】考虑缺货期间的需求率与缺货量相关的情况，建立了需求确定、 缺货成本时变的生产库存模型，并进行了算例分析，证明缺货期间的需求对最优库 存控制策略影响较大，丢单因子较大时会导致较高的年运营成本。1 9 9 5 年， p a d m a n a b h a n 和p r e m 【6 】建立了缺货期间的需求率与库存水平有关的经济订购批量模 型。他们认为缺货时缺货量的大小会影响顾客的需求情况。当企业的缺货量较大时， 一部分顾客会对企业供货能力产生怀疑，转向其他企业购买货物；两一部份忠诚度 较高的顾客会继续等待。模型中仓库出空期间的需求率为： d l ( f ) = 盯+ 8 1 ( 0 ，t l ，t( 1 1 ) 仓库出空期间的库存变化如下： 3 重庆大学硕士学位论文1 绪论 a l l ( - t 一) + 0 7 ( f ) = 吨，t l f r( 1 2 ) 由边界条件，( ) = 0 可解得仓库出空期间的库存水平为： 1 ( 0 = 要f e 5 “q ) 一1 1 ，t l f s r ( 1 3 ) 其中，口为有现货期间的需求率，艿为短缺量拖后系数，即缺货期问缺货量对 需求的影响程度。p a d m a n a b h a n 和p r e m n 的分析表明缺货量部分滞后供给的现象对 库存系统影响很大，不可忽视，并指出模型还可以进一步考虑价格折扣、通货膨胀、 价格变化以及需求率可变等情况。2 0 0 1 年，毛晓丽忉在经典的e o q 模型的基础上 考虑缺货期间的需求量与缺货数量有关，建立了相应的库存控制模型，供应商的需 求率为： 。c d = 三+ 曰：妻：三 c ，4 ) 相应的库存模型为： d i i d t = 一d ，0 t f l( 1 5 ) m ，西d田( f ) ，t i t s t ( 1 6 ) 毛晓n t 7 对经典e o q 模型进行了推广，当万= o 时，模型与常数需求缺货完全 补足的e o q 模型相同。以上文献都是针对短缺量滞后供给与缺货期间库存水平有 关的情况进行的研究，考虑了缺货的程度对需求的影响，但这只是短缺量滞后供给 复杂情况中的一种。库存系统缺货期间的丢单情况还可能受到需求率和顾客等待时 间的影响。 n a h i m a s s l 较早提出了丢单程度为现货阶段需求率的一个固定分数的形式，即缺 货期间的需求率为现货盼段需求率的一个固定分数。孙士雅、罗兵，于会强1 9 针对 特定类型的生产库存系统，在其多数客户耐烦期较长，有一定仓库出空期间且非瞬 时补货的条件下，将仓库出空期间的损失划分为因延期交货而产生的短缺成本和由 丢单引起的机会成本，建立了部分短缺量拖后且非瞬时补货库存系统的e o q 存贮 模型。模型中仓库出空期间面临的需求为，其中r 为有现货期间的需求速率， 口为丢单系数。罗兵等o o i 在边生产边需求库存管理系统中，考虑缺货期间需求打折 程度与生产状况有关的情况，建立了出空期间短缺量拖后率不相同时的边生产边需 求e o q 模型 h - jc h a n g 和c yd y e ! 儿1 认为在仓库缺货期间，一些顾客愿意等待，而一些顾 客缺乏耐心不愿意等待。且等待时间越长，企业失去顾客的可能性越大，提出了短 缺量滞后供给程度与顾客等待时问密切相关，为志，r - f 为顾客等待时间， d 为有现货期间的需求率，口为丢单因子，即顾客等待时间越长，缺货期间的需求 4 重庆大学硕士学位论文1 绪论 率越小。罗兵、杨帅、熊中楷【12 】考虑时变短缺量拖后率以及资金的时间价值等因素 对变质物品库存管理的影响，建立了相应得e o q 模型。 从以上的研究中可以看出，短缺量部分滞后供给现象是库存系统中的一个常见 现象，也是库存研究领域中的一个重点问题，因此我们在建立库存控制模型时应该 认真研究短缺量部分滞后供给对库存系统的影响。 1 2 2 变质物品的库存控制问题 近几十年来，库存管理理论的发展日新月异，很多研究成果相继问世。变质物 品由于其存在的普遍性而备受研究者的关注。变质是库存管理实践中一种常见现 象，如药品、食物的变质，挥发性物品的挥发以及放射性物质的衰变等。日常生活 中，变质物品可分为两类：一类是食物、蔬菜、血液、胶卷等有一定生命周期并易 腐坏的物品；另一类是酒、汽油、放射性物质等没有生命周期的易衰变物品。当库 存物品的变质率高于一定程度时，就会对库存控制策略产生影响，因此需要把它作 为一个重要内容进行研究。 w h i t i n 【1 3 】最早对变质物品的库存管理问题进行了研究。他认为时尚产品会在预 先确定的存贮期结束之前发生变质。在以后的几十年中，变质物品的库存管理问题 逐渐成为了一个研究热点。g h a r e 和s e h r a d e r t h l 研究了库存物品指数变质的库存控 制系统。他们观察到某些产品随着时间的变化以一定比例变质，这种变质可近似模 拟为时间的复指数函数，通过分析推导出了变质物品在有现货阶段的库存变化公 式。 型+凹(r)：一厂(f)dt 、7。、7 ( 1 7 ) 其中口是变质率，为常数；1 ( 0 是t 时刻的库存水平：| ( f ) 是t 时刻的需求率。 如上式中假设的变质率为0 一样，早期的研究者一般都假设变质率是恒定的。 a g g a r w a l i ”】建立了恒定需求和变质率，并考虑瞬时补充的库存模型。d a v e 和p a t e l i t 6 提出了时变需求且瞬时补货的库存模型。r o y c h o w d h u r y 和c h a u d h u r i i l7 j 研究了考虑 有限补充率允许缺货的库存问题。d a v e 1 8 1 考虑仓库出空情况，发展了d a v e 和p a t e l 1 1 6 的库存模型。b a h a r i k a s h a n i 【19 】针对建立的模型，提出了一种启发式的寻优算法。 2 0 0 6 年，罗兵、陈昱超、李宇雨【2 0 】考虑物品变质对库存控制策略的影响，假设变质 率为一常数，建立了相应的经济制造批量模型，模型库存水平变化如图1 1 所示 重庆大学硕士学位论文1 绪论 i ，煮r o l ( o矽 陡 巡如尹一未旆一 图1 i 一个周期内的库存水平变化 f i g u r e1 1 t h ec h a n g eo f i n v e n t o r yl e v e li ne a c hc y c l e 计划期内库存系统总成本为： ，。保管成本+ 缺货成本+ 生产调整成本+ 丢单成本+ 变质成本 l 1j2 丁一 =号h尘!学一(prkr丁(导+等)+骊c2alr(盯2r-p)r：2 争簪卜) ( 矗 2 小口：) ( 赢 2 m s ， 模型中，r 和p 分别为需求率和生产率；q 和口：分别为缺货期间未生产和开 始生产后的短缺量拖后系数，且0 口， 1 ；c l 和c ：分别为单位物品单位时间 保管及缺货成本，g 为一次生产调整成本，c 4 为单位物品丢单成本；0 为变质率； m 为单位物品生产成本。 模型虽然考虑了物品变质的情况，但未考虑成本费用的时值问题，此外模型在 处理有现货和仓库出空期间的生产率时也未充分考虑实际情况，两个阶段的生产率 都假定为同一个常数，事实上当仓库出空时，为减少丢单带来的损失，企业通常采 取各种技术组织管理措施来提高生产率，以尽量减少需求丢失。罗兵、陈昱超、李 宇雨【2 1 l 在此基础上，综合考虑物品变质、成本费用时值以及有无现货阶段生产率不 相同等情况对库存补充策略的影响，建立了相应的经济制造批量模型，使模型更加 完善。 1 3 供应商管理库存的相关研究 1 3 1 供应商管理库存概述 传统供应链上每个节点企业都独自确定库存控制策略。各节点企业分别从自身 角度进行预测，并通过增加库存来应付需求的不确定性。这样，上游供应商往往需 要比下游供应商维持着更高的库存水平，产生了“牛鞭效应”。这必然导致供应链 整体竞争力的降低，最终使供应链中每一个成员蒙受损失。为解决这个问题，企业 6 重庆大学硕士学位论文l 绪论 需要寻找新的管理理念来消除传统供应链管理模式的弊端，提高企业的竞争力。供 应商管理库存的适时出现给实业界提供了新的管理方式。由于供应商管理库存控制 方式在许多跨国公司的战略实施中发挥了巨大的优势，目前正得到学术界和实业晃 的高度重视。 供应商管理库存( v e n d o rm a n a g e di n v e n t o r y ，v m i ) 是一种在用户和供应商之间 的合作性策略，最早是由宝洁公司( p & g ) 和沃尔玛公司( w a l - - m a r t ) 在上个世纪8 0 年 代发起并实施的一种全新的库存策略。供应商管理库存策略使双方在各自的领域取 得了竞争优势，并迅速发展壮大。美国生产与库存控制协会( a m e r i c a i lp r o d u c t i o na n d i n v e n t o r yc o n t r o ls o c i e t y ，a p l c s ) 对供应商管理库存的定义是：在v m i 模式下，供 应商通过获取用户的库存数据和负责维持用户的库存水平来优化供应链的运作绩 效，它的一个重要措施就是供应商有规律地定期检查用户的库存，并快速完成补给 任务，从而获得较高的用户满意度。供应商管理库存要求供应商拥有并管理自己和 客户的库存，下游企业需要帮助供应商制定计划，从而下游企业实现零库存，供应 商的库存也大幅度减少。本质上供应商管理库存是将两级库存管理问题变为单级库 存管理问题。 在供应商管理库存系统中，供应商根据签订的协议监督订货商的库存情况和库 存水平并且还要承担起为订货商补充库存的责任。双方通过使用高度自动化的电子 信息系统来达到双方都获得最低成本的目的，供需双方的运营模式也会发生变化。 与传统的库存管理方法相比，供应商管理库存有以下不同【2 2 1 。 表1 1 供应商管理库存与传统库存管理方法的区别 项目 传统库存管理方法供应商管理库存 买方补货决策买方单独决策，供应商执行供应商为买方决策 信息 不共享 共享 双方合作关系不紧密 紧密 供应商库存成本高 低 互利性很难达到双赢j 双赢 互动性 低 高 协议性弱强 1 3 2 供应商管理库存模型的研究现状 v m i 作为一种渠道合作模式，近年来逐渐得到了市场研究人员和供应链研究者 的重视。g e r b e r l 2 3 _ 早；i ! e1 9 9 1 就对供应商管理库存问题进行了研究，发现在对医院的 重庆大学硕士学位论文1 绪论 物资进行管理时，采用v m i 比j i t ( j u s ti nt i m e ，j l d 和“零”库存管理方法取得的 效果更好。 供应商管理库存被企业普遍接受的根本原因在于v m i 可以帮助企业节约管理 成本，增加企业的获利空间。对于订货商( 物料的需求者或购买者) 来说。v m i 带来 的库存成本的节约是有目共睹的，已经在经济理论研究和企业的生产实践中得到广 泛的认可与应证，但是v m i 对供应商( 物料的提供者或卖出者) 的影响，研究者领域 内还存在着一些分歧。针对v m i 库存管理方法更好地为合作双方带来收益的问题， 众多学者进行了一系列的研究。 2 0 0 2 年，y a hd o n g 和k e f e n gx u 【2 4 】研究了包含单一订货商和单一供应商的供 应商管理库存系统，作者分别从短期、中期和长期三个角度对供应商管理库存实施 前后的订货商和供应商的成本和利润进行了分析对比，指出v m i 可以降低订货商 的成本，使订货商获得高利润，但对供应商的影响却是不确定的。作者通过分析发 现：在短时期内v m i 可以减少供应链的总的成本，订货商获得大部分因库存成本 节约所带来的收益，而供应商只有当供应双方库存费用结构( 订货成本与库存成本的 比例) 存在很大差异时，才能从中获益；从长期来看无论双方库存费用结构是否匹配， v m i 都可以为双方带来利润。2 0 0 3 年，j o n a ht y a n 和h u i m i n gw e e l 2 5 j 从供应商和 零售商之间力量对比结构的角度，以台湾w e l l c o m g 和美国p & g 公司之间的v m l 库存系统为背景，分析了不同范围与深度的战略合作策略选择问题以及实旋v m i 战略为合作双方带来的收益。朱宏、郭海峰、黄小剧冽在y a hd o n g 和k e f e n gx u 2 4 j 的基础上进一步考虑了有初始库存和库存短缺的倩况建立了供应商管理库存的供 应链模型，通过对此模型的分析证明了在短期内供应商库存将减少整个供应链的总 的库存相关成本，但是这会增加供应商的库存相关成本，所以在实施v m i 的初始 阶段应该首先考虑供应商和买方库存系统之间严重不匹配的商品。郭海峰、黄小原、 邱若臻【2 7 1 继续研究了该类问题，指出由于供应商管理库存降低了供应链的库存成 本，使订货商以较低的价格卖出较多的产品，增加了订货商利润，这与供应商管理 库存直接作用下的订货商利润的影响是一致的。供应商管理库存为订货商提供了稳 定的收益，它能降低最终的市场销售价格并获得较高的销售量，而订货商较高的销 售量就以较高形式的购买量转移给供应商，这时的购买价格与传统供应链购买价格 相同或者更高，这有助于供应商改善经营运作和增加利润。 可以看出，许多关于v m i 成本控靠8 及利润优化的研究要么是从供应商或订货商 的角度出发，分析v m i 在某些方面所带来的成本节约或利润增加；要么就是通过与 传统供应链的对比，分析v m i 在节约各成本或增加成员收益等方面的优势。然而现 实经济活动中经常会出现产品变质、存货影响销售、订货商服务水平可变、市场需 求随时问变化、缺货，顾客耐烦期、短缺量完全或部分拖后等现象，如何在v m i 模 8 重庆大学硕士学位论文1 绪论 型中反映这些情况，定量地研究它 f j i l ；j v m i 系统库存控制决策的影响，值得研究者 做进一步的探讨。 2 0 0 1 年，y o r ky w o o 和s h u - l uh s u 2 8 1 考虑订货商短缺量完全滞后供给，提出了 市场需求率和供应商的生产率均为常数，包含一个供应商和多个订货商、订货商允 许缺货且短缺量完全拖后的v m i 集成模型，供应商和订货商的产品库存水平变化如 图1 2 ，供应商和棚个订货商单位时间平均集成成本j t c 为： 一k + 即1f a m 喜z 伍叫2 l 肌芝t - i 小- + 擎卜 导口2 + 巩( 1 一，) 2 口+ 三。，2 pl ( 1 9 ) 图1 2 订货商和供应商产品库存变化 f i 9 1 2t h e i n v e n t o r y l e v e l s f o r v e n d o r a n d b u y e r s 9 重庆大学硕士学位论文1 绪论 模型中，d ，为第i 个订货商面临的需求率，p 为供应商的生产率，n 为每周期 生产次数，k 是供应商和订货商之间实施计划订货系统的单位时间的支出，c 订货 商的共同订货周期，_ ，：为第i 个订货商每个周期缺货时间所占比例，a 为原材料一 次订购成本，m 表示生产单位产品受用原材料数量，s 表示供应商一次生产准备成 本，z 噼) 为第i 个订货商一次订购成本，乩，、h 。和h 。分别表示订货商产品、 供应商产品及原材料单位物品的保管成本，厶是第i 个订货商单位时间单位产品的 短缺量拖后成本。 y o r ky w o o 等【2 8 】通过对v m i 平均集成成本的优化分析，得到了最佳订货周期和 服务水平，但他的研究也存在一些不足：模型中假设定常需求和生产率；产品不会 发生变质：订货商出现缺货且短缺量完全拖后；资金( 或费用) 的价值是固定不变， 没有考虑其时间价值。然而在现实的经济活动中，需求率和生产率往往不是常数， 而是随时间变的；很多产品都易发生变质；短缺量也不总是完全滞后供给，通常从 缺货开始就会出现丢失销售机会的现象，或存在一段耐烦期；资金( 或费用) 的价值 是时刻变化的。可以针对这些情况，进一步深入研究，使模型更符合实际的经营管 理活动。 2 0 0 4 年，余玉刚等在y o r ky w o o 2 8 】的研究基础上，考虑最终产品变质但订 货商不会出现缺货的情况，提出了一个包含单一供应商和多个订货商，订货商有共 同的订货补充期的v m i 集成模型，库存变化如图1 3 所示，所建模型为： 删：去l 兰+ s + 妻互i + 生兰善竽塑k 艺f w + 丝雩- f 艺。1 c l t 2智j 2 智” 2 l 智” + 等喜 一一一- ) + 芝t = l 等) 一半 + 工ip o 一q fi + 石。( q - d , c ) ( 1 1 0 模型中，( f ) 为第i 个订货商，时刻的库存水平，p 为第i 个订货商面f 临的需求 率，口为产品的变质率，五。为第f 个订货商出售产品的价格，工为供应商生产产 品的成本，其它相关参数定义与文献 2 7 1 相同。研究结果表明产品的变质率对v m i 系统的库存成本和库存策略的影响较大。 余玉刚等】的研究在y o r ky w o o 2 8 1 的基础上有所改进，但对需求率、生产率 和变质率为时变，最终产品和原材料都易变质、变质物料下生产商和订货商之问如 何协调、订货商允许缺货且短缺量部分拖后、存货影响销售、订货商服务水平可变、 供应商为生产商或考虑资金( 或费用) 时值等情况，可以做进一步研究。 此后，罗兵、杨帅、卢娜 3 0 1 针对一般的供应商管理库存模型通常忽略系统的费 用时值问题，进一步考虑系统的费用时值和缺货期间出现短缺量部分拖后的情况， 1 0 重庆大学硕士学位论文1 绪论 建立了包括一个供应商和一个订货商，从原材料到产成品的v m i 模型。罗兵等p 0 1 分析表明费用贴现率、丢单系数与服务水平对供应链各成员的单项和集成总成本均 有不同程度的影响。 前面提到的研究都是假设供应商为销售商，没有自己的生产假加工过程，但在 汽车、摩托车这样的典型制造行业也普遍存在供应商管理库存的情况，双方在共同 的合约下，生产商按照订货商的要求给订货商送货，而生产商也能了解实际的需求 情况，从而有效地安排生产。2 0 0 6 年，罗兵、黄波、卢娜j 考虑订货商为生产商的 情况，提出了包括单一供应商和订货商的供应商管理库存模型。 图1 3 订货商和供应商的库存水平 f i g1 3 t h ei n v e n t o r yl e v e l sf o rv e n d o ra n db u y e r s 以上研究为供应商和订货商的库存策略提供了决策依据，但他们的研究还是存 在不足的地方。供应商管理库存多运用于零售业中，而零售业中的一个重要现象就 是存货影响销售，即货架上堆放的物品越多，销售量越大。以上研究还假定订货商 重庆大学硕士学位论文 1 绪论 各周期服务水平保持不变，而且供应商一次订货或生产只供订货商一次需求，但在 现实库存系统中，服务水平往往是可变的，而供应商还可一次生产供订货商多次需 求，因此我们在研究供应商管理库存问题时也应该对这些情况进行研究。 1 4 文献搜索结论及本文所作的主要工作 1 4 1 文献搜索的主要结论 库存控制作为企业生产经营活动中的重要环节，被企业经营管理者所重视。在 以往的研究中，独立性需求物品的库存控制一直是理论界研究热点，而v m i 作为 一种供应链管理方式自2 0 世纪8 0 年代以来，日益受到理论界和实业界的关注。在 对以往研究成果深入学习和分析的基础上，作者发现了一些新的研究点。 一些学者认为短缺量部分滞后供给与库存水平有关，但对这方面的研究不 多，且多集中在销售系统库存管理问题上，实际上，这种情况也普遍存在于生产库 存系统中，并对库存控制策略影响很大，应加以研究； 现有的v m i 库存控制模型没有考虑短缺量滞后供给程度与供应商生产状况 的关系，事实上，丢单情况在供应商开始生产后会得到明显缓解，即滞后供给的程 度与生产与否密切相关： v m i 库存管理研究中通常假定每周期的服务水平和周期长度是相同的，对于 周期长度和服务水平可变的研究较少，但订货商一般会随市场需求的变化而相应调 整订货周期和服务水平，因此，有必要对此进行研究； 传统的v m i 库存控制模型中，通常假设订货商的订货批量等于供应商的生 产批量，对供应商一次生产供订货商多次需求的情况研究较少，而供应商生产调整 成本较高时，可能一次生产订货商多次订货的数量，应该对这种情况加以研究； 现有的v m i 库存控制模型中，较少考虑短缺量滞后供给与顾客等待时间相 关，但现实中普遍存在的情况是，顾客等待时间越长，愿意等待的顾客越少，即短 缺量滞后供给与顾客等待时间负相关，因此，可对此作深入研究。 1 4 2 本文所作的主要研究工作 基于对前人研究成果的深入分析，本文建立了几种更符合库存管理实际情况的 库存控制模型，并用进行了数学和仿真分析，得到了一些研究结论。归纳起来，主 要做了以下几个方面的工作。 在经典的e p q 模型基础上，把短缺量部分滞后供给与缺货期间库存水平线性 相关的思想引入了经济生产库存模型中，建立了变质物品的经济生产批量模型，为 生产型企业的库存控制决策提供了辅助依据； 在罗兵等1 3 1 】的研究基础上，提出了一种短缺量拖后系数与供应商生产状况相 关，各周期服务水平和周期长度不相同，需求、销售价和采购价随时间变化且存货 重庆大学硕士学位论文i 绪论 影响销售率的v m i 库存模型，并进行了数值仿真寻优和主要参数灵敏度分析； 以w e n y i hl c e f 4 研的研究为基础，提出了一种包含单一订货商和供应商，短缺 量滞后供给程度与顾客等待时间负相关，供应商一次