（管理科学与工程专业论文）不确定环境下供应链库存管理研究.pdf

摘要 摘要 进入2 1 世纪以来，企业的竞争不再是单个企业之间的竞争，已经逐渐发展 成为供应链与供应链之间的竞争，供应链管理也就应运而生，供应链管理的核心 部分库存管理必然成为研究热点。随着供应链环境下不确定的增加，企业应对不 确定性压力也就加大。怎样在不确定的环境下保持较低的库存成本，较高的客户 服务水平? 这是每个制造企业都关注的问题。基于此，本论文以研究库存管理为 目的，对库存管理中最小实际库存和库存管理绩效评价展开相应的分析和研究。 本文首先从供应链不确定性出发，研究在不确定环境下如何有效管理库存。 接着以某文具制造企业原材料纸张的最小实际库存为研究对象，根据2 5 个月仓库 中实测的最小实际库存的相关历史数据，训练b p 神经网络，确定网络的模型。 然后用此模型预测某月的最小实际库存，为企业提供库存信息参考，并据此与计 划安全库存对比来重新调整安全库存值。论文中根据某文具制造企业的实际数据 详细地介绍了b p 神经网络的理论方法和实证研究过程。实证研究的结果证明了 b p 神经网络预测最小库存值的有效性和可操作性。 论文在供应链库存管理相关理论研究和实践需求的基础上，分析库存管理绩 效评价指标体系的特点和构建原则，进而建立了供应链库存管理绩效评价指标体 系。运用三角模糊层次分析法确定相关指标权重，把定性的分析过程转化为定量 的分析结果，并将问卷调查的实际数据应用到评价体系当中，对企业所处的供应 链进行库存管理绩效评价。通过对三条供应链的实证研究，验证了该体系的科学 性和合理性。 本文创新点在于：第一，总结了供应链环境下不确定性产生的来源和原因， 并初步提出了应对策略和措施；第二，利用b p 神经网络的相关原理建立模型对 供应链中的核心企业某文具制造企业最小实际库存作了预测，为重新调整该企业 的安全库存值提高参考和分析依据；第三，建立库存管理绩效评价体系，运用三 角模糊层次分析法确定相关指标权重，对供应链中的三个节点企业进行了库存管 理绩效评价实证研究。 关键字：供应链不确定性；b p 神经网络；最小实际库存；库存绩效评价体系 a b s t r a c t a bs t r a c t s i n c et h e21s tc e n t u r y ，t h ec o m p e t i t i o nb e t w e e nt h ee n t e r p r i s e si sn ol o n g e rt h e c o m p e t i t i o nb e t w e e nt h es i n g l ee n t e r p r i s e s ，h a sa l r e a d yg r a d u a l l yd e v e l o p e dt h e c o m p e t i t i o nb e t w e e ns u p p l i e sc h a i n s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n ta l s oa r i s e sa t t h i s h i s t o r i cm o m e n t ，a n dt h ei n v e n t o r ym a n a g e m e n tw h i c hi st h ec o r ep a r to fs u p p l y c h a i nm a n a g e m e n tm u s tb e c o m et h er e s e a r c hh o t w i t ht h ei n c r e a s i n go fu n c e r t a i n t y u n d e rs u p p l yc h a i nm a n a g e m e n te n v i r o n m e n t ，t h ep r e s s u r eo ft h ee n t e r p r i s et od e a l w i t hu n c e r t a i n t yi sa l s oe n l a r g e d u n d e rt h eu n c e r t a i ne n v i r o n m e n t ，h o wt om a i n t a i n l o wi n v e n t o r yc o s ta n dh i g hc u s t o m e rs e r v i c el e v e li st h em a t t e re a c he n t e r p r i s e c o n c e r n e d b a s e do nt h i s ，t a k i n gi n v e n t o r ym a n a g e m e n ta ss t u d yo b je c t ，t h i sp a p e r c a r r i e do u tc o r r e s p o n d i n ga n a l y s i sa n dr e s e a r c ho n s a f e t ys t o c ka n di n v e n t o r y m a n a g e m e n tp e r f o r m a n c ee v a l u a t i o n t h i sp a p e rc a r r i e do u tt h es t u d yf r o mt h ea n g l eo fs u p p l yc h a i nu n c e r t a i n t y , s t u d i e dh o wt om a n a g ei n v e n t o r ye f f i c i e n t l yu n d e ru n c e r t a i ne n v i r o n m e n t t h e n t a k i n gm i n i m u ma c t u a li n v e n t o r yo fm a t e r i a lo fo n ee n t e r p r i s ea sr e s e a r c ho b je c t ， a c c o r d i n gt ot h er e l a t e dh i s t o r i c a ld a t ao fm i n i m u ma c t u a li n v e n t o r yi nt w e n t y f i v e m o n t h si nw a r e h o u s e ，t r a i n e db pn e u r a ln e t w o r ka n da s c e r t a i n e di t sm o d e l t h e m i n i m u ma c t u a li n v e n t o r yo fs o m em o n t hc a nb ep r e d i c t e du s i n gt h i sm o d e l ，w h i c h c a np r o v i d ei n f o r m a t i o nr e f e r e n c ef o ri n v e n t o r ym a n a g e m e n ta n db eu s e dt oa d j u s t s a f e t ys t o c kv a l u e t h et h e o r e t i c a lm e t h o da n de m p i r i c a ls t u d yp r o c e s so fb pn e u r a l n e t w o r kw e r ei n t r o d u c e di nd e t a i la c c o r d i n gt ot h ea c t u a l d a t a o fo n es t a t i o n e r y m a n u f a c t u r i n gf i r m t h ee m p i r i c a ls t u d yr e s u l t sp r o v et h a tu s i n gb pn e u r a ln e t w o r k t op r e d i c tm i n i m u mi n v e n t o r yi se f f e c t i v ea n do p e r a b l e o nt h eb a s i so fr e l a t e dt h e o r i e sr e s e a r c ha n dp r a c t i c ed e m a n do fs u p p l yc h a i n i n v e n t o r ym a n a g e m e n t ，t h ec h a r a c t e r i s t i c sa n dc o n s t r u c t i o np r i n c i p l e so fp e r f o r m a n c e e v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo fi n v e n t o r ym a n a g e m e n tw e r ea n a l y z e d ，t h u sp e r f o r m a n c e e v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo fi n v e n t o r ym a n a g e m e n tw a se s t a b l i s h e d t h ew e i g h t so f r e l a t e di n d e x e sw e r ea s c e r t a i n e du s i n gt r i a n g l ef u z z ya n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ， w h i c ht r a n s f o r m sq u a l i t a t i v ea n a l y s i sp r o c e s st oq u a n t i t i v ea n a l y s i sr e s u l t t h ea c t u a l i l l 广东t 业人学硕l 学位论文 d a t ao f q u e s t i o n n a i r e w e r e a p p l i e d t oe v a l u a t et h e i n v e n t o r ym a n a g e m e n t p e r f o r m a n c eo fs u p p l yc h a i n t h es c i e n t i f i cn a t u r ea n dr a t i o n a l i t yo ft h i ss y s t e mw e r e v a l i d a t e dt h r o u g he m p i r i c a ls t u d yo nt h r e ee n t e r p r i s e s t h ei n n o v a t i v ep o i n t so ft h i sp a p e ra sf o l l o w s ：f i r s t ，t h ef o r m i n go r i g i n sa n d r e a s o n so fu n c e r t a i n t yw e r es u m m a r i z e du n d e rt h es u p p l yc h a i ne n v i r o n m e n t ，a n dt h e r e p l y i n gs t r a t e g i e sa n dm e a s u r e sw e r ep r e l i m i n a r ya n a l y z e d ；s e c o n d ，t h ea c t u a l m i n i m u ms t o c kv a l u eo fs o m es t a t i o n e r ym a n u f a c t u r ec o m p a n yw a sf o r e c a s t e du s i n g r e l a t e dp r i n c i p l eo fb pn e u r a ln e t w o r k ，w h i c hp r o v i d e sr e f e r e n c ea n db a s i sf o r a s c e r t a i n i n gs a f e t ys t o c kv a l u eo ft h i se n t e r p r i s e ；t h i r d ，t h ep e r f o r m a n c ee v a l u a t i o n i n d e xs y s t e mo fi n v e n t o r ym a n a g e m e n tw a sd e v e l o p e d ，a n dt r i a n g l ef u z z ya n a l y t i c h i e r a r c h yp r o c e s sw a su s e d t oa s c e r t a i nt h ew e i g h to fr e l a t e di n d e x ，t h e nd i d i n v e n t o r ym a n a g e m e n tp e r f o r m a n c ee v a l u a t i o nt ot h r e en o d ee n t e r p r i s e si ns u p p l y c h a i n k e y w o r d s ：u n c e r t a i n t yo fs u p p l yc h a i n ；b pn e u r a ln e t w o r k ；m i n i m u ma c t u a l i n v e n t o r y ；p e r f o r m a n c ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo fi n v e n t o r y i v 独创性声明 独创性声明 秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以 标注和致谢的地方以外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，不 包含本人或其它用途使用过的成果。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，并表示了谢意。 本学位论文成果是本人在广东工业大学读书期间在导师的指导下取得的，论 文成果归广东工业大学所有。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任，特此声明。 指导教师签字： 论文作者签字： 年月日 第一章绪论 第一章绪论弟一早三百下匕 1 1 选题背景和意义 1 1 1 研究背景 随着全球经济一体化和信息技术的高速发展，顾客个性化需求的不断增加， 企业之间的竞争日益加剧，以及政治、经济、社会环境等方面的巨大变化，大大 增加了整个市场需求的不确定性。面对一个变化迅速且无法预测的买方市场，仅 靠单个企业的资源已无法快速响应用户需求，企业之间应该为了共同的市场利益 而结成战略联盟，形成一条从供应商到制造商再到分销商的贯穿所有企业的供应 链，通过优势互补达到双赢的效果。供应链管理( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ，s c m ) 这一新的经营与运作模式便应运而生，并日益成为理论界和实业界的关注热点。 供应链管理的最终目的就是追求整个系统的效率和费用的有效性，使系统效益最 大、总成本最低。其对应的总成本包括购买、库存、运输、促销、配送等费用， 其中库存成本占很大比重。据统计，我国产品生产的直接成本只有总成本的1o ， 而物流成本占产品总成本的4 0 ，其中库存成本则占物流成本的8 0 9 0 ，也就 是说，库存成本占产品总成本的3 2 3 6 ，这一数字远远大于产品的直接成本【1 1 。 所以，对于企业来说，选择合适的库存管理方法，保持合理的库存量是至关 重要的。在库存的组成当中，安全库存是一类很重要也是很容易被忽视的部分。 在现有社会条件下，大部分企业还不能实现理想的“零库存 生产、销售，则持 有安全库存就成了必要之举。但安全库存到底应该持有多少? 如果安全库存量不 足，可能发生缺货，不仅产生缺货成本，也会影响企业信誉；如果安全库存量太 多，则会产生大量库存成本，造成企业大量流动资金的积压，而且可能会因为存 储条件的改变和时间的推移降低原材料的质量或使原材料变质，这是我们不想看 到的。所以，企业非常急切地需要解决安全库存的确定问题，以达到降低成本、 提高服务水平的目的。 同时随着供应链管理实践在中国不断的深入应用，库存管理作为供应链管理 中的重要组成部分，需要确定相应的绩效评价体系，采用与之相适应的绩效评价 方法，从而科学客观地反映供应链的库存运营情况。因此，为实现供应链环境下 有效的库存管理与优化，库存管理绩效评价是非常必要的。 广东t 业大学硕 ：学位论文 1 1 2 研究意义 如何保持企业的高服务水平和低库存成本是库存管理重点研究的内容之一。 安全库存的功能在于提前准备波动时的需求或供应，它可以弥补波动时的库存、 客户订购的变动或避免供应商交货延迟所造成的麻烦。在生产领域，它保证物料 稳定而持续的流动，减小企业停产的概率；在销售领域，它减小销售机会损失和 缺货发生的可能性，提高客户服务水平，从而扩大产品的市场份额，增加企业的 销售量，增强企业的竞争力。但目前并没有固定的公式或严密的方法来设定合理 的安全库存量。目前企业设定安全库存一般都凭借经验或者仅仅以市场需求量服 从某种已知分布的假设为前提的。一方面，单凭丰富经验来设定安全库存有时候 会产生很大误差，造成企业库存成本过高，对企业的资金运作带来很大压力，对 于经验不足或没有经验的人来说更是一筹莫展；另一方面，单单依靠市场需求服 从已知分布来确定安全库存也有非常大的风险，一旦需求发生不确定性变动就会 给企业带来缺货成本，造成无法挽回的重大损失。 所以本文运用b p 神经网络方法先对当月的最小实际库存值进行预测，进一 步依据最小实际库存值与安全库存量之间的联系来重新调整安全库存。首先预测 出某月最小库存量可以给企业一个基本库存信息的参考，其次依据最小库存量来 调整安全库存的方法又进一步丰富了安全库存理论，对企业而言具有非常大的实 用性和操作性。 绩效评价是供应链环境下库存管理与优化非常重要的一部分。通过对现有供 应链库存管理进行绩效评价，分析同行业内先进的库存管理绩效，企业可制定出 合理的绩效标准，分析出绩效落后于当前先进库存管理系统的原因。并以绩效评 价结果为依据，进行库存管理系统改善，在不影响敏捷性和快速响应市场的前提 下，通过科学有效的库存管理措施，实现整个供应链的系统性和集成性，获得整 个供应链服务水平的提高与利润的优化，并逐步提高供应链库存管理水平，降低 库存管理成本。 b p 神经网络和三角模糊层次分析法在库存管理方面的研究具有很大的空间， 用b p 神经网络方法进行最小实际库存值的预测，并以此预测结果为依据来调整 安全库存值，以及用三角模糊层次分析法对库存管理系统进行绩效评价的研究成 果很少，因此本文所做的研究具有重要的理论意义和应用价值。 2 第一章绪论 1 2 国内外研究现状 1 2 1 库存管理研究现状 企业库存管理由于其自身方面的原因，如管理难度大，影响因素多，控制比 较难，虽然目前研究方法比较丰富，但大多是建立在一定的假设基础之上进行建 模，或者是凭经验设定库存订购量。因此在目前不确定供应链环境条件下对企业 实际的库存管理水平的提高作用并不明显。由于传统的库存订购量预测计算方法 一般只考虑一些主要的因素，如需求状况、前置期等。当影响因素少时，这些方 法完全能对订购量和安全库存进行简便、准确的预测，但随着经济的发展，行业 间业务的增多，影响因素也越来越复杂，能够影响库存的因素也急剧增加，这些 方法就显得力不从心。 库存问题的研究国外很早就比较关注，所以他们的研究成果较多。研究成果 主要集中在随机环境下的库存策略方面。d eb o d t 和v a nw a s s e n h o v e 指出安全库 存能提高m r p 系统在需求不确定条件下的服务水平【z 】。b l a c k b u r n 评价了五种策 略在减低m r p 系统的紧张或计划不稳定性方面的效果，并发现合理制定安全库 存可以防止大部分订单变化带来的不稳定性，但成本较高 3 1 。s r i d h a r a n 和l a f o r g e 分析了在一个单阶段主生产计划系统中，安全库存对计划不稳定性、顾客服务水 平和库存总成本的影响【。】。g a l l e g o 研究了循环序列产品的安全库存问题，提出了 一种基于仿真的搜索算法【5 j 。k e l l e 在分析一种产品生命周期的启发式算法时，得 出安全库存量实际等于一个安全因子与提前期内需求标准差的乘积 6 1 。k a r l i n d e r f u r t h 和s t e f a nm i n n e r 化简了在多级库存系统中分派和量化安全库存的非线 性问题，并考虑了只用有限时间求解，证明了简化的求解过程对两类服务水平以 及几乎所有的多级库存系统的基础结构都是合理的，因而值得广泛推广【，】。 n i c h o l a sa n e c h v a l 和k o n s t a n t i nn n e c h v a l 的研究成果是，当风险估计算子被 忽略时，安全库存水平会被低估，从而导致客户服务水平的下降i s 。y i f e n gh u n g 和c h i n g b i nc h a n g 通过计算特定产品在特定时间的累积产出的标准差，求得该 产品在该时间段必要的安全库存【，】。p a rb r a d e r 和r o l ff o r s b e r g 解析了确定提前期 内需求变动的方法，构建了确定循环序列产品安全库存水平的模型【- o 】。 同时，库存问题也引起了许多国内学者的兴趣。王迎军等将订货提前期分为 确定型和随机型，系统分析了供给不确定对库存的影响 i h 。赵茜认为安全库存可 广东t 业大学硕i ：学位论文 以不同的概率计算为手段，最经济的可能为目标，满足各种需求m 】。林勇和马士 华研究发现，可以通过控制内部与提前期相关的因素来调整通用件安全库存水平， 并建立了提前期对安全库存影响的决策规则l 。周柏翔等从供应链管理系统中安 全库存的作用出发。依据定理的分析方法，对影响安全库存水平的因索进行了分 析和评估，并在此基础上进一步探讨了在给定补货策略下，定量计算适当的安全 库存水平以及减少不确定因索的方法和措施】。韩宇鑫基于时间竞争，分析了安 全库存与提前期之间的关系l ”】。徐春迎等讨论了随机环境中，给定产品供给水平 的情况下，最优安全库存水平的确定方案t l 。林勇等在考虑到提前期和服务水平 的情况下，针对随机需求下的安全库存问题，从定量的角度分析和研究个企业应 如何设置安全库存，以达到安全库存水平最优【 1 。张艾荣等建立了一个二级配送 系统库存模型，在零售商和供应商均采取连续检查库存控制策略假设条件下，针 对零售商的提前期随供应商的缺货量随机波动这种情形，分析了供应商和零售商 关于其安全因子的决策问题【1 s l 。 1 2 2 库存管理绩效评价研究现状 供应链库存管理绩效评价属于供应链绩效评价的一部分，库存管理绩效的好 坏直接影响供应链整体运作的绩效，目前国内外一些学者对库存管理绩效评价理 论进行了大量的研究。 国外学者对库存管理绩效评价的主要成果有：d a v i dl c o o k e 和t h o m a sr r o h l e d e r 构建了一种模型，通过该模型可以达到企业实际的总库存水平与期望库 存水平相接近的目的，从而实现良好的库存管理绩效【1 9 】。g e o r g i o sd s a m a r a s 等 人指出库存评估是一个复杂的、多属性的问题。具体评估时，需要将科学的计算 和专家个人经验相结合，并且需要利用先进的计算工具和模型，以确保评估的正 确性【：o 】。l u m m u s 等人认为，每一项指标都有3 个指标值：理想值、月标值和当 前值。供应链绩效管理的目的就是按照理想值设定目标值，进而根据目标值改进 现有的绩效状况，因而绩效评价应采用比较分析法【z - 】。b i t i t e i 等采用a h p 方法开 发出一个用于绩效评价的定量模型系统q m p m s ，介绍了绩效评价技术和工具及 其如何将其应用到不同制造策略的绩效评价中1 2 2 ) 。b o u r n em 等人提出绩效评价 系统是一个动态系统，推动该系统演进和变化的因素主要来自四个方面：内部影 响因素、外部影响因素、过程因素和转换因素，满足了不同的条件对评价体系不 4 第一章绪论 同的要求【z ，】。b e g e m a n n 提出了一套动态绩效评价体系的框架，该框架的三层体 系包括以下五个子系统：外部环境控制子系统、内部环境控制子系统、反馈控制 机制、配置子系统、简化子系统和保障子系统【2 4 1 。 国内的研究成果也比较显著，主要包括：在物流服务管理一书中，提出 了供应链库存管理绩效评价指标体系，共分四个层次，包括：库存管理成本、客 户服务水平、系统库存水平和库存管理质量 2 3 1 。黄宝凤分析了库存管理中反映客 户服务水平的两种常用指标( 订货周期中的供给水平和订货满足率) 的优劣，提 出了订货满足率是反映客户服务水平较好的指标 2 6 1 。其中硕士论文也有研究库存 管理绩效评价的。如长安大学的赵长东在论文“基于供应链的库存控制研究”中， 提出了供应链库存管理绩效评价原则，运用层次分析法及模糊综合评价法对绩效 进行评估【z ，1 。江苏大学的杨琼等在“用模糊层次分析法评价供应链库存控制绩效 一文中建立了供应链库存管理绩效的评价指标，初步分析了各指标的含义，并指 出了针对某一核心企业的三条供应链库存管理如何进行绩效评价 2 8 1 。重庆大学的 孙士雅、罗兵、于会强提出了供应链库存管理绩效评价原则，建立了相应的评估 体系，并进行算例应用【：，】。 综合上述文献，目前针对供应链库存管理绩效评价的研究尚处于起步阶段， 研究主要集中在绩效评价指标的选取和绩效评价体系的构架两个方面，对于具体 指标的内涵、计算方法等内容没有展开深入研究，以至于具体操作时，不易实现： 很少涉及企业应用供应链库存管理绩效评价模型后所获得的成果的具体表现内 容，以及怎样去量化分析供应链库存管理的绩效问题。对于实际应用于供应链库 存管理的、可操作性强的绩效评价体系，更是一项有待研究的工作。本论文将从 系统的观点出发，将定性分析和定量分析相结合，建立供应链库存管理绩效评价 模型；详细阐述各指标的内涵、计算方法等内容，使指标体系更加完备，具有较 高的操作性，便于企业进行绩效评价；运用三角模糊层次分析法进行算例应用分 析，进一步完善供应链库存管理绩效评价理论。 1 3 研究思路和主要内容 本文主要是考虑到在供应链管理环境下，库存管理对每个企业都息息相关。 一方面，由于在实际企业库存管理当中，最小实际库存每时每刻都可以得到，并 且最小实际库存受到市场需求不确定、供应不确定，生产本身的不确定等一系列 广东t 业大学硕1 ：学位论文 因素影响，具有随机不确定性，是一个动态的随机变量，能比较客观地反映出影 响库存的不确定信息。又考虑到人工神经网络具有自适应，自学习和高容错性的 特点，对非线性、离散性的动态系统具有模拟的能力，所以本文建立b p 人工神 经网络预测模型对最小实际库存值进行有效的预测，进而用它来调整安全库存值。 另一反面，库存管理效果的优劣要通过相应的评价指标体系进行评估，所以必须 建立一个完整的绩效评价指标体系，评价出的结果作为相关企业仿效或改善的依 据。 论文的主要内容分为四个部分： 第一部分主要讨论了本论文研究的背景和意义，概述了在供应链环境下库存 管理和库存管理绩效评价的研究现状，提出了本论文的研究思路和研究内容。 第二部分结合不确定环境条件下，介绍了供应链及其管理的理论和相关影响 因素；进一步阐述了库存和库存管理存在的问题并提出管理要求和方法；研究了 安全库存运行模式和确定方法；最后给出库存管理绩效评价的定义和作用。 第三部分研究最小实际库存的影响指标和人工神经网络的基本原理；运用最 小实际库存的2 5 组历史数据训练b p 神经网络，确定网络模型；用确定的b p 神 经网络模型预测某月最小实际库存值，给企业决策提高参考，并进一步达到调整 当月安全库存的目的。 第四部分以层次分析法为理论基础，利用三角模糊数层次分析法确定相关指 标权重，建立一个完整的库存绩效评价指标体系；用此评价指标体系对某供应链 库存管理的优劣进行绩效评价。并针对评价结果给出改进的建议和措施。 结论部分对全文的研究成果做了概括性总结，并指出了论文存在的不足和以 后进一步研究探讨的方向。 6 第二章不确定环境下供应链库存管理相关理论 第二章不确定环境下供应链库存管理相关理论 2 1 供应链相关理论分析 2 1 1 供应链及其管理的定义 所谓供应链，过去曾特指产品生产中的物料采购和供应过程。现在则指在产 品生产过程中相互关联的业务流程及业务伙伴之间发生的，贯穿从产品设计、原 材料采购、生产、加工制造到将产品提交给客户的整个过程，由物流、信息流和 资金流构成的价值链【如1 。由于伴随物料移动的路线存在着需求信息和供应信息两 方面内容，因此供应链也常被称为供需链。扩展的供应链范畴还应包括产品售后 服务阶段的内容。供应链的简单结构图如图2 1 所示。目前，关于供应链的研究 有很多，但在其核心思想上是基本一致的，主要包括以下几点： 1 供应链是由多级成员直接或间接组成的，在不同的成员之间存在着信息 流、物流和资金流。供应链管理的目标是为了有效地满足客户的需求，使总利润 最大或总成本最小。 供应商的供应商 供应商 核心企业 分销商分销商的分销商 资金流、信息流 图2 1 供应链的基本结构 f i g u r e2 1 b a s i cs t r u c t u r eo fs u p p l yc h a i n 2 供应链不是一个抽象的概念，它总是针对具体的客户需求，围绕某个企 7 广东t q k 人学硕l ：学位论文 业( 或产品) 而产生的。每个企业均存在自己的供应链( 包括内部和外部) ，而 且相互间存在着差异。 3 供应链是一个动态的系统，随时间而不断地变化，不仅顾客需求和供应 商供应能力随时间而变化，而且供应链成员之间的关系也会随时间变化而变化。 供应链的效益来自于伙伴之间资源的有效整合与合作，以此促进供应链整体运作 流程的改善。在不确定环境下，供应链活动过程中存在的大量需要优化的问题， 使用传统的确定性数学模型来描述很难取得满意的结果。所以，了解并降低不确 定性，对供应链进行整体优化，以定量的手段对供应链管理决策提供支持，是一 项非常具有研究价值的课题，也是当前供应链管理的重要议题。 供应链管理的概念建立在效率能够通过上下游企业之间的信息共享和协同 运作得以提高的信念之上。供应链管理使上下游企业之间抛弃了传统的单纯竞争 的方式，向合作方向发展。上下游企业之间通过建立相互信任的伙伴关系，以供 应链的整体最优为目标，利用现代信息技术，加强企业之间的合作，减少企业之 间的内耗，提高供应链的整体竞争力和经济效益，最终使供应链中所有的成员都 得到实惠。供应链管理的本质就是从系统的观点出发，以集成思想对供应链中的 物流、资金流、信息流进行设计、规划和控制，最大限度地减少供应链中各成员 的内耗和浪费，通过整体最优来提高全体成员的竞争力或福利水平，实现全体成 员的共赢 3 1 1 。 2 1 2 供应链管理的本质 从六七十年代的订货点法和m r p ，到八十年代的m r pi i ，再到九十年代的 e r p ，工业企业在几十年内经历了企业管理理念的几代演变过程。伴随着世界经 济全球化的趋势，企业经营管理模式从过去“纵向一体化 转向跨行业、跨地域 的“横向一体化 协同作业。因此，企业经营管理的范围也从企业内部资源转变 为企业和合作伙伴之间通过供应链建立广泛的业务联系，使各个相关企业达到优 势互补，为用户提供最有竞争力的产品和服务。经营管理的重点也转移到采用先 进的生产模式以及对整个供应链管理( s c m 过程的优化上来。在此基础上，企 业可以根据顾客的需求快速反应，缩短新产品上市的时间，从而降低产品成本( 采 购成本、库存成本、交易成本、运输成本等) ，以此提高企业竞争力。 供应链管理集中体现了以下几个基本思想： 第二章不确定环境下供应链库存管理相关理论 1 系统的观念不再封闭孤立地看待企业的采购、生产和销售等经营活动 和过程，而是突破企业界限束缚，将企业的产、供、销与其他市场经济实体及其 活动建立外部联系，将供应商、生产商、分销商以及消费者视作一个有机联系的 整体，通过集体目标统一协调所有成员的信息流、物流和资金流，取得企业之间 超越组织界限的集成和整合。 2 共同的目标最终消费者对价格、质量、服务等相关要求，应成为供应 链中的所有参与者共同的绩效考核目标，从而才会使利润最大化。供应链管理在 本质上是建立在合作和共赢的信念上，建立在互信、互利及长期发展基础上的信 息共享和合作行动，将最终消费者的需求转化为所有参与者的集体行动。每一个 经济主体都从事产品制造和提供过程所必需的一部分活动，不但可以在相互支持、 配合和协调中实现整体利益最大化，也会使每一个参与者从中获益。 3 主动积极的管理对在供应链中增加价值的以及与成本有关的所有联系 体( 内部的、外部的、直接的或间接的) 进行积极主动的管理，不再把库存看作 是供应链中供应与需求不平衡时的首选方案，这也就对库存管理提出更高的要求。 4 新型的企业与企业关系在企业主动关注整个供应链及其管理的同时， 供应链中各成员之间的业务伙伴关系便得到了强化，通过仔细地选择业务伙伴， 减少供应商数目，变过去企业与企业之间的敌对关系为紧密合作的业务伙伴关系。 这种新型关系主要体现在共同解决难题与信息共享等方面。 5 核心的竞争能力只有企业本身具有核心竞争能力，供应链业务伙伴关 系才会持久。所以，供应链业务伙伴关系的形成不能以丧失企业的核心竞争能力 为代价，应做到借助其他企业的竞争能力来形成、维持，甚至强化自己的核心竞 争能力。 2 1 3 影响供应链的不确定性要素 供应链的网状结构加剧了不确定性的产生。供应链管理关注的焦点主要在于 管理和控制供应链各个不同节点企业的采购、制造、库存与销售活动，但在每一 运行阶段中均存在着可能干扰产品送达目的地的不确定性因素。所以，如何有效 降低不确定性因素的影响是供应链管理的关键，同时这些不确定性对最小实际库 存的大小和安全库存的设置都有重大的影响。根据供应链上下游厂商间的互动关 系，需求、供给、制造这三层面所带来的不确定性是影响每个节点企业设置相关 9 广东t 业人学硕l ：学位论文 库存的关键。 1 供给层面的不确定因素供货商无法保证准确地供给物料是供应链中不 确定性因素形成的来源之一。其形成原因可能是供货商在物料生产过程受到机器 损坏影响，或是暴雨、山洪、台风等气候条件和自然灾害、运载工具故障、交通 堵塞等偶然突发事件而无法在所承诺的时间准时运送原料。同时，供货商原材料 品质是否符合要求亦是供给不确定性因素产生的原因。供应链中由于无法预知和 控制供货商原材料的供给情况，称为供应链的供给不确定性，即供货商供给物料 的不确定性因素。 2 制造层面的不确定因素制造过程无法保证顺利无误地制造出产品是供 应链中不确定性因素形成的又一来源，其形成原因可能是机器故障造成生产停顿、 计算机出错造成制造程序混乱、工作流程设计不佳导致生产瓶颈。此外，制造出 来的不良产品、生产计划系统的重新调度亦是产生制造不确定性因素的原因。供 应链中无法预知与控制组织本身的制造情况，称为供应链的制造不确定性，即组 织本身制造产品的不确定性因素。 3 需求层面的不确定因素客户需求的变化是供应链中不确定性因素形成 的第三来源。其形成原因可能源于顾客在不定期时间内的不规则订购数量，或是 消费者偏好随着时间的推移而转换，导致企业产生需求预测误差。供应链中因为 产品特性或环境因素导致无法预知和控制的最终产品需求情况，称为供应链的需 求不确定性，即客户对产品需求的不确定性。另外，产品的特性亦是影响需求不 确定性程度的重要因素，产品可以按需求形态分为功能性与创新性产品，这两种 不同特征的产品会影响供应链面临的需求不确定性问题，并因此产生不同的最小 实际库存值和安全库存设置策略。 2 1 4 不确定环境下的供应链运行策略 通过对供应链上的不确定性的研究，发现供应链的不确定性存在是不可避免 的。而降低供应链的不确定性一般可以采取以下几个措施： 1 提高供应链的柔性供应链的柔性可以理解为企业快速而经济地处理生产 经营活动中环境或由环境引起的不确定性的能力，它一般由缓冲、适应和创新三 种能力构成。实施柔性管理是现代企业提高竞争力的重要手段，处于供应链上的 企业尤其是核心企业必须提高其所在供应链的柔性以提高其竞争能力。企业的柔 l o 第一二章不确定环境下供应链库存管理相关理论 性化组织通过快速调整生产达到高效运作以支持其企业和分销网络，避免企业陷 入困境并加速产品上市。当企业面对高效的供应链运作时，又可同时获得内部和 外部的效率。内部效率也是供应链运作效率的关键驱动力之一，指的是灵活，而 不是经济规模大小，对工厂和分销网络进行投资有助于实现灵活性；而在企业的 外部，供应商的效率则是供应链的绩效的关键。 2 设置必要的安全库存供应链当中的节点企业设置必要的安全库存能够 有效地弥补信息集成发展的阶段性，也有可能完全消除供应链上由不确定性带来 的不稳定因素。安全库存可以解决供应链不确定性给企业带来的不可靠性并提高 企业的服务水平，但也可能带来高库存成本问题。所以一个企业的安全库存量到 底多大才是合理的，这是本文接下来的一章要详细研究的问题。 3 加强信息集成和信息共享供应链当中“牛鞭效应 的存在及其危害充 分说明供应链企业之间信息集成和信息共享的重要性。加大供应链上相关节点企 业的信息交流与共享的广度和深度是应对供应链不确定性的有一个有效办法。信 息集成程度越高，信息共享越广泛就越能有效地降低供应链上的库存成本，更大 程度上提高供应链的客户服务供给能力。 2 2 供应链管理环境下的库存理论 2 2 1 库存的概念 一般物流领域的库存，是指在生产经营以及销售过程中处于储存状态的社会 产品。储存状态并不仅仅等同于传统意义上的静态，它还包括动态( 如制造加工 状态或运输状态等) 的含义。库存按其存在形态又可分为原材料、在制品( 包括 半成品、产成品) 、维修备件、在途库存、寄售库存。库存产品的形态是多种多样 的。对于企业来说，库存可以指运送到企业里但还没使用过的原材料或零部件， 也可以指已经开始但还没完成生产工艺的材料，当然也包括已经完成生产过程但 还没运到客户手中的在途库存品。 1 最小实际库存的定义最小实际库存z r 在本文中的定义是指原纸在第 k ( k = 1 ，2 ，3 刀，刀= 2 5 ) 月当中所有记录该原纸在仓库中的实际库存量中的最小值。 可表示如下： 一= m i n q ，q 2 ，吼(2zk m l nq l q 21 ) 2 ， ，吼【1 ) 广东下业大学硕 ：学位论文 其中：g ，一一某原料( 纸张) 在第k ( k = l ，2 ，3 刀，z = 2 5 ) 月当中第 i ( i = 1 ，2 ，3 聊，聊专o o ) 次实际库存记录。即在一个预先设定的周期内( 本文指一个月 内) ，关于仓库中的某个原料所有记录中的最小量。一般当天记录的数据都是具体 确定的，但当天的库存量大小受到物料准备、生产计划、生产调度、机器运行状 态、人员操作等多种因素影响，而且这些因素具有一定的随机性、动态性。而对 于本文中2 5 个月内的每个月最小值又受到供应商数量、当月订单的平均质量等 级、运输方式、存储成本、缺货成本、当月订单负荷率( 以工时计算) 、当月订单 品种数、订单的数量、当月订单平均工序数、当月订单平均交货期要求等因素影 响，而且这些因素具有一定的随机性、动态性。 从以上分析可知，最小实际库存是一个受到诸多动态因素影响的随机性变 量。由于b p 神经网络具有自适应，自学习和高容错性的特点，尤其对非线性， 离散性的动态系统具有较强的模拟能力。因此，可用b p 神经网络预测库存中的 某月的最小实际库存量。 2 安全库存的定义在库存管理当中关于库存的分类有很多种方法，在这 里仅介绍与本文有关的两种分类。即按库存的性质，我们可以将库存主要分为两 大类： ( 1 ) 循环库存( c y c l ei n v e n t o r y ) 也称基本库存( b a s ei n v e n t o r y ) 。指库 存在得到补充之前，满足需求所需的存货，它是库存的基本功能。 ( 2 ) 安全库存( s a f ei n v e n t o r y ) 也称缓冲库存。指满足产品的可获得性( 服 务水平) 所需的额外附加库存，它为供应链的多变性和不确定性提供了缓冲。由 国家技术监督局发布的中华人民共和国国家标准物流术语中定义：安全库存 是指为了防止由于不确定性因素( 如大量突发性订货、交货期突然延期等) 而准 备的缓冲库存。 2 2 2 库存的作用与功能 库存的作用与功能可总结如下： 1 维持销售稳定销售预测型企业对最终销售产品必须保持一定数量的库 存，其目的是应付市场的销售变化。这种方式下，企业并不预先知道市场真正需 要什么，只是按对市场需求的预测进行生产，因而产生一定数量的库存是必需的。 但随着供应链管理的形成，这种库存也在减少或消失。 1 2 第二章不确定环境下供应链库存管理相关理论 2 维护生产稳定企业按销售订单与销售预测安排生产