（管理科学与工程专业论文）基于供应链多阶响应周期的配送中心选址模型研究.pdf

华中科技大学博士学位论文 摘要 经济全球化的不断发展使得越来越多的企业选择通过供应链管理来提高自身的 综合竞争力。同时，自从s t a l k 指出时间是竞争优势的一个关键资源后，基于时间的 竞争优势受到了人们广泛的关注。供应链多阶响应周期的概念正是在这样的背景下应 运而生的。 通过对供应链的研究，发现：消耗在物流过程中的时间远大于消耗在制造过程中的 时间，供应链越长这个现象越明显。由于生产制造环节的子周期可压缩空间日渐减少， 物流环节予周期的压缩就显得更为重要。通过物流系统的优化，如配送系统的优化设 计、运输策略的优化、仓储策略的优化等，可以缩短供应链中物流响应周期，从而对 整个供应链多阶响应周期的缩短产生积极的意义。 在配送系统设计中，配送中心的选址问题是一个十分重要的决策闯题，它决定了 整个配送系统的模式、结构和形状。该问题的研究通过求解不同类型的选址一分配问 题，来确定配送系统中所使用设施的数量、位置和规模。这些设旋包括了系统中的各 种节点，例如，工厂、仓库、配送中心和分销点等等，货物通过配送网络运往最终顾 客过程中，都必须临时经停的这些节点。其中，配送中心是连接供应与需求的一个承 前启后的一个关键节点。因此，通过优化配送中心的选址来缩短货物的在途时间对缩 短整个供应链的多阶响应周期具有极大的意义。 由于在决策时需要同时考虑系统中存在的多种产品、提供多种产品的多个制造 商、具有多种需求的多个客户，以及为需求点提供服务的多个配送中心等众多因素， 选址问题通常十分复杂，因此，建立合理的模型并设计有效的求解方法，以此来辅助 决策者进行选址决策是非常必要的。本论文正是在这样的思想指导下，从实际调研出 发，研究了几类基于供应链多阶响应周期的配送中心选址模型，概括起来，主要包括： ( 1 1 供应链多阶响应周期的实证研究。首先，研究分析了三条不同行业的供应链， 得到了供应链多阶响应周期的运作特点，并就不同管理模式对其产生的影响进行了分 析。其次，通过案例研究，发现：采用t p l 代理配送模式，不但可以有效地缩短配送 周期，而且可以明显地降低物流成本。第三，通过实际调研和理论分析，对两种配送 系统的服务效率进行了比较。该部分的研究为后续的模型研究提供了实际应用背景。 ( 2 1 基于时间的确定型选址模型。提出了几个基于时间的确定型选址模型，并根 华中科技大学博士学位论文 据模型的特征，对每个模型都设计了相应的启发式算法。对单源单品种系统的时间约 束模型，论文将提出的启发式算法与两种传统的算法进行了效率比较，并在此基础上， 用实际调研的数据作为一个算例对模型进行了数值演算：通过程序设计，对多源多品 种系统的时间约束模型实现了计算机程序求解，该模型与算法程序也同样地用算例进 行了数值演算；而对于多源多品种多目标选址模型，论文虽没有进行数值演算，但给 出了算法流程图。 ( 3 ) 基于时间的不确定型选址模型，提出了几个基于时间的不确定型选址模型， 其中包括：基本的随机模型单源单品种的对间机会约束模型、两个有用的扩展模 型多源多品种时间机会约束模型和多源多品种随机多目标选址模型、灰色决策模 型。对每一个提出的模型，论文都给出了相应的求解方法。对单源单品种的时问机会 约束模型和灰色决策模型，论文还进行了数值演算。 关键词：供应链多阶响应周期配送中心选址问题模型 u 华中科技大学博士学位论文 a b s t r a c t t h eb i r t ho ft h ec o n c e p to fm u l t i s t a g er e s p o n d i n gt i m e 【m r t ) i ns u p p l yc h o j l ( s c ) m a i n l yr e s u l t sf r o mt w of a c t o r s o nt h eo n eh a n d ，c o r p o r a t i o n sc h o o s ei n c r e a s i n g l yt o e n h a n c et h e i rc o m p r e h e n s i v es t r e n g t h sb ys u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ( s c m ) d u et ot h e c o n t i n u o u s d e v e l o p m e n t o fe c o n o m i c g l o b a l i z a t i o n o n t h eo t h e rh a n d ，t i m e b a s e d c o m p e t i t i o nh a sb e e ng i v e ni n o r ee x t e n s i v ea t t e n t i o nb y r e s e a r c h e r sa n d p r a c t i t i o n e r ss i n c e s t a l ks u g g e s t e dt h a tt h et i m eb ea k e y s o u r c eo f c o m p e t i t i v e a d v a n t a g e r e s e a r c ho fs c sh a df o u n dt h a tt h et i m ec o n s u m e di nt h ep r o c e s so f l o g i s t i c se x c e e d s f a rm o r et h a nt h a ti nm a n u f a c t u r i n g , a n dt h el o n g e rt h es c i s ，t h ec l e a r e rt h i sp h e n o m e n o n i s s i n c et h ec o m p r e s s i b l es p a c eo ft h em a n u f a c t u r es u b - c y c l ei s d e c r e a s i n g , i ti sm o r e i m p o r t a n tt oc o m p r e s st h el o g i s t i c ss u b c y c l e o p t i m i z et h el o g i s t i c ss y s t e m ，s u c ha s o p t i m i z i n gt h ed e s i g no f d i s t r i b u t i o n a ls y s t e m ，t h et r a n s p o r t a t i o np o l i c e s ，s t o r a g ep o l i c e s ， e t c ，c a ns h o r t e nt h el o g i s t i e sr e s p o n d i n gt i m eo fs c ，a n dh a ss i g n i f i c a n c ei ns h o r t e n i n gt h e m r to f s c l o c a t i o no f t h ed i s t r i b u t i o nc e n t e r s ( d c s ) i so n eo f t h e i m p o r t a n td e c i s i o np r o b l e m si n d e s i g n i n gd i s t r i b u t i o n a ls y s t e m t h el o c a t i o n so fd c sd e c i d et h ep a t t e r n ，f r a m e w o r ka n d f o r mo fw h o l ed i s t r i b u t i o n a ls y s t e m b yr e s o l v i n gd i f f e r e n tk i n d so fl o c a t i o n - a l l o c a t i o n p r o b l e m s ，t h eq u a n t i t y , l o c a t i o n sa n ds i z e so ft h ef a c i l i t i e se m p l o y e di nd i s t r i b u t i o n a l s y s t e mc a nb ed e c i d e d t l 璩s ef a c i l i t i e si n c l u d ea l lk i n d so fn o d e si nt h es y s t e m s u c ha s p l a n t s ，w a r e h o u s e s ，d c s ，d i s t r i b u t i o np o i n t s ，a n ds oo n t h r o u g h t h ed i s t r i b u t i o n a ls y s t e m , g o o d s c o u l dp a s st r o u g ha n dp a u s ea te a c hn o d eb e f o r eb e i n gd i s p a t c h e dt ot h ef m a lu s g i s ， a m o n g w h i c hd c sa r et h e k e y n o d e st h a tc o n n e c tt h es u p p l ya n dd e m a n d s i nt h ec o u l s eo ft h el o c a t i o nd e c i s i o n - m a k i n g ，m a n yf a c t o r ss h o u l db ec o n s i d e r e d ， i n c l u d i n g t h e m u l t i p l ep r o d u c t se x i s t i n gi n t h es y s t e m ，t h em u l t i p l em a n u f a c t u r e sw h oo f f e r t h em u l t i f l ep r o d u c t s ，t h em u l t i p l ec u s t o m sw h oh a v em u l t i p l ed e m a n d s ，a n dt h em u l t i p l e d c sw h i c h p r o v i d es e r v i c et oa l ld e m a n dp o i n t s t h e r e f o r e ，t h el o c a t i o np r o b l e m su s u a l l y a r ev e r yc o m p l e x i ti s q u i t en e c e s s a r yt ob u i l dt h er a t i o n a lm o d e l sa n dd e s i g ne f f e c t i v e a l g o r i t h m s ，w h i c hc a na s s i s tt h ed e c i s i o n - m a k e r st o r n a k el o c a t i o nd e c i s i o n s g u i d e db y s u c hi d e o l o g y , t h i sd i s s e r t a t i o nr e s e a r c h e ds e v e r a lk i n d so fm o d e l st ol o c a t et h ed c sb a s e d o nt h em r ti ns co nb a s i so f f i e l dc c u s u s ，w h i c hc o u l db es u m m a r i z e da sf o l l o w s ： ( 1 ) e m p i r i c a ls t u d y o nt h em r t o f s c f i r s t ，s c so f t h r e ed i f f e r e n ti n d u s t r i e sh a d b e e n a n a l y z e d ，w h i c hl e dt ot h es u m m a r i z a t i o no ft h eo p e r a t i o n a lc h a r a c t e r i s t i e so f t h em r to f i l l 华中科技大学博士学位论文 = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 自_ ；= = = = = = ；= = 一：= s ca sw e l la si m p a c to fd i f f e r e n tm a n a g e m e n tp a t t e r no i lm r t s e c o n d t h ec a s es t u d y f o u n dt h a t ，t h ea d o p t i o no ft p ld i s t r i b u t i o np a r e mc o u l dn o to n l ys h o r t e nt h ed i s t r i b u t i o n c y c l ee f f i c i e n t l y , b u s ta l s od e d u c et h el o g i s t i cd i s t r i b u t i o nc o s ta p p a r e n t l y t h i r d ，t h r o u g h t h ef i e t d w o r ka n d t h e o r e t i c a l l ya n a l y s i s ，c o m p a r i s o n so f s e r v i c ee f f i c i e n c yh a db e e nm a d e b e t w e e nt w od i s t r i b u t i o n a ls y s t e m s t h i sp a r to fc o n t e n tp r o v i d e sap r a c t i c a lb a c k g r o u n d f o r f o l l o w i n g r e s e a r c h ( 2 ) t i m e b a s e dc e r t a i nl o c a t i o nm o d e l s s e v e r a lt i m e - b a s e dc e r t a i nl o c a t i o nm o d e l s h a db e e n b u i l t ，a n dt h ec o r r e s p o n d i n gh e u r i s t i ca l g o r i t h mf o re a c hm o d e l h a db e e nd e s i g n e d a c c o r d i n g t ot h ec h a r a c t e r so fm o d e l s f o rt h et i m ec o n s t r a i n e dm o d e lo f s i n g l e s o u r c e & s i n g l e - p r o d u c ts y s t e m ，t h ec o m p a r i s o nv c a sm a d ea m o n gt h eh e u r i s t i ca l g o r i t h ma n dt w o k i n d so ft r a d i t i o n a la l g o r i t h m s f u r t h e r m o r e ，an u m e r i c a le x a m p l ew a sg i v e n , i nw h i c ht h e d a t u mw e r eg a i n e df r o mt h ef i e l d w o r k m a k i n gu s eo ft h ep r o g r a md e v e l o p e db ya u t h o r , t h et i m e - c o n s t r a i n e dm o d e lo fm u l t i - s o u r c e & m u l t i - p r o d u c ts y s t e mc a nh er e s o l v e db y c o m p u t e r a st ot h ef o r m e r , an u m e r i c a le x a m p l eo f t h i sm o d e lw a sg i v e i l ，t o o t h e r ew a s n on u m e r i c a le x a m p l ef o rt h em u l t i - s o u r c e ，m u l t i p r o d u c t m u l t i - o b j e c tm o d e l ，b u tt h e f l o wc h a r to f a l g o r i t h mo f t h i sm o d e lw a s p r e s e n t e d ( 3 ) t i m e - b a s e du n c e r t a i nl o c a t i o nm o d e l s s e v e r a lt i m e - b a s e du n c e r t a i nl o c a t i o n m o d e l sh a db e e nb u i l t i n c l u d i n gt h eb a s i cs t o c h a s t i cm o d e l t i m ec h a n c ec o n s t r a i n e d p r o g r a m m i n gm o d e lo fs i n g l e s o l n c e s i n g l e - p r o d u c t , t w o u s e f u le x p a n s i o n - - - - t i m e c h a n c ec o n s t r a i n e dp r o g r a m m i n gm o d e lo f m u l t i s o u r c e & m u l t i - p r o d u c ta n d m u l t i s o u l - c e m u l t i - p r o d u c t & m u l t i - o b j e c ts t o c h a s t i cm o d e l ，a n dt h e 擎a yd e c i s i o nm o d e l a c c o r d i n gt o t h ec h a r a c t e r so fm o d e l s ，c o r r e s p o n d i n gh e u r i s t i ca l g o r i t h mf o re a c hm o d e lh a db e e n s u g g e s t e d f o r t h ef w s to n ea n dt h el a s to n e ，t h ec o r r e s p o n d i n gn u m e r i c a le x a m p l eh a db e e n p r e s e n t e d k e y w o r d s ：s u p p l yc h a i n ( s c )m u l t i - s t a g er e s p o n d i n g t i m e d i s t r i b u t i o nc e n t e r ( d c ) l o c a t i o np r o b l e mm o d e l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个 人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者娩力“事 日期：妒牛年；, e l 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权华中科技大学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和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密翻。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 一始咿予 日期：沙坼年；月日 指导教师签名 日期：川年弓月1 日 华中科技大学博士学位论文 1 绪论 本章首先介绍了本文的研究背景和课题来源；接着明确了研究的目的，阐述了研 究的重要意义；然后，说明了本文研究的主要内容，并给出了全文的整体结构；最后， 阐述了本文研究的主要创新之处。 1 1 研究背景与课题来源 技术进步和需求多样化使得产品寿命周期不断缩短，时间已经成为形成竞争优势 的一种新资源n 】。基于时间的竞争优势受到了人们广泛的关注，众多的学者和企业界 人士对其进行了研究和实践【2 l 。同时，人们也认识到，判断一个企业是否成功再也不 能局限于单个孤立的企业了，从某种意义上讲。竞争是在企业与其合作伙伴所组成的 供应链与其竞争对手之间展开的【3 】。随着供应链管理( s c m ) 思想的提出，人们开始注 意从整个供应链的角度来研究缩短供应链多阶响应周期的问题，而供应链的配送系统 则是影响供应链多阶响应周期的主要因素之一。 本课题的研究受到了多个基金项目的资助，其中包括： ( 1 ) 马士华教授主持的国家8 6 3 c i m s 资助项目：“基于供应链的缩短多阶响应周 期的管理模式研究( n o 2 0 0 1 a a 4 1 4 i 1 0 ) ”； ( 2 ) 马士华教授主持的国家自然科学基金资助项目：“顾客化大量生产环境下生产 管理的新问题与对策研究( n o 7 9 9 7 0 0 2 6 ) ”； ( 3 ) 杨叔子院士主持的国家自然科学基金中港联合资助项目( n s f c r g c ) ：“虚拟 制造组织的构造与控制( n o 7 0 0 1 1 6 1 9 4 9 ) ”； ( 4 ) 刘黎明副教授主持的国家自然科学委员会与香港研究资助局联合资助项目 ( n o n _ h k u s t 0 2 3 0 0 ) a 本文的研究为各资助项目中的物流系统子模块的部分内容。 1 2 研究的目的与意义 本文研究的主要目的是： ( 1 ) 通过实际调查研究，发现并总结供应链多阶响应周期的运作特点、不同配送 模式下物流总成本和各成本项目的变化情况，找到缩短供应链多阶响应周期的影响 华中科技大学博士学位论文 因素； ( 2 ) 分析不同配送模式对供应链配送系统运作效率产生的影响，从物流配送的角 度找到缩短供应链多阶响应周期的影响因素； ( 3 ) 根据决策环境的不同，建立几种符合管理实践的、基于供应链多阶响应周期 的配送中心选址模型； ( 4 ) 设计合适的启发式算法对模型进行求解或对模型进行模拟，开发相应的算法 程序或模拟程序，使建立的模型具有实用性，同时，使设计的算法具有实际可操作 性。 本文研究的主要意义在于： ( 1 ) 基于时问的竞争是供应链管理的一个新的发展方向 科学技术的进步和顾客需求的多样化，使得产品的生命周期逐渐缩短。企业开 始面临保证产品质量、降低生产成本、提高服务水平和缩短响应周期的多重压力。 由此，判断一个企业是否成功也不再局限于单个企业了。从某种意义上说，竞争是 在企业及其合作伙伴组成的供应链和他们的竞争对手之间展开的。尤其是供应链管 理( s c m ) 哲理的提出，进一步促使人们从供应链管理的角度去研究和探索缩短响应 周期问题1 4 j 。 另一方面，自从s t a l k 指出时间是竞争优势的一个关键资源后，基于时间的竞争 优势受到了人们广泛的关注，众多的学者和企业界人士对其进行了研究和实践。虽然 s t a l k h o u r 指出：基于时间竞争的企业应将本身视为条延续到客户的运作与决策 链中的一个环节5 1 。但是，他们的工作都集中在如何提高供应链中的某个节点企业一 一基于时间竞争的企业的响应周期问题上，例如，快速进行新产品开发，迅速占 领市场，建立快速响应的销售文化等，这些都还没有从整个“链”的角度探索缩短多 阶响应周期的方法和管理模式。 在供应链新的发展中，制造商越来越强调通过与供应商的合作以借助其技术和力 量来加强对新产品开发的支持、与零售商的合作以实现与销售渠道的无缝整合。对市 场的响应周期的研究也逐渐引起人们越来越多的注意，对其的研究正在成为供应链管 理研究中一个热点。 ( 2 ) 市场对响应餍期要求越来越高，物流对于响应周期的缩短具有重要作用 随着市场竞争的加剧，经济活动的节奏越来越快，其结果是每个企业都感到用户 对时间方面的要求越来越高。但是，在现在的市场环境下，单个企业往往难以单独完 2 华中科技大学博士学位论文 成对市场需求变化的快速响应。在市场要求日益趋向个性化的小批量快速生产的条件 下，越柬越多的企业主动或被迫接受供应链这一先进的管理思想，运用链的思路管理 整个产品( 服务) 的生产和开发。 在供应链管理这新的管理模式下，管理的焦点在于从整个链的角度进行综合战 略考虑，一切目标都是围绕着对整个链的优化。而经过对供应链的研究可以发现：( 1 ) 产品对最终用户的响应周期应是全过程的累积效应，不是单指哪一个环节；( 2 ) 消耗 在物流过程中的时间远大于消耗在制造过程中的时间，供应链越长这个现象越明显。 因此，通常所研究的基于某个节点企业的单一环节( 如产品生产周期) 的快速响应是 没有实际意义的，必须从整个生产和物流过程出发研究响应周期的问题，这样才能真 正提高某种产品的供应链在最终用户市场上的竞争力1 4 j 。 这样就涉及到许多新的管理问题，特别是如何对整个供应链上的企业之间在生 产、物流和信息之间的协调管理。在供应链上各个环节的管理优化都可以提高供应 链的多阶响应周期，如利用同步制造、同步物流、j i t 生产等。但是由于生产制造环 节的子周期可压缩空间日渐减少，物流环节子周期的压缩就显得更为重要。通过物 流系统的优化，如配送系统的优化设计、运输策略的优化、仓储策略的优化等，可 以缩短供应链中物流响应周期，从而对整个供应链多阶响应周期的缩短产生积极的 意义。 ( 3 ) 配送中心选址是配送系统设计的核心内容 在配送系统设计中，配送中心的选址问题是一个十分重要的决策问题，被称为是 最重要的物流战略规划问题1 6 。它决定了整个配送系统的模式、结构和形状，为运输 服务和库存水平的恰当选择和良好管理奠定了基础。反过来，配送系统设计又限定了 配送系统运作中可采用的方法及相关成本f j 。 由于在决策时需要同时考虑系统中存在的多种产品、提供多种产品的多个制造 商、具有多种需求的多个客户，以及为需求点提供服务的多个配送中心等众多因素， 选址问题通常十分复杂，因此，建立合理的模型并设计有效的求解方法，以此来辅助 决策者进行选址决策是非常必要的。 配送中心的选址问题研究通过求解不同类型的选址一分配闯题，确定了配送系统 中所使用设施的数量、位置和规模。这些设施包括了系统中的各种节点，例如，工厂、 仓库、配送中心和分销点等等，货物通过配送网络运往最终顾客过程中，都必须临时 经停的这些节点。其中，配送中心是连接供应与需求的一个承前启后的一个关键节点。 华中科技大学博士学位论文 因此，通过优化配送中心的选址来缩短货物的在途时间对缩短整个供应链的多阶响应 周期具有极大的意义。 1 3 本文研究的主要内容及整体结构 本文在供应链管理、物流管理、系统工程、计算机程序设计等理论与方法的指导 下，对基于供应链多阶响应周期的物流配送中心选址问题的若干问题进行了深入的研 究。全文共分七章，主要内容如下： 第1 章。介绍本文的研究背景和课题来源；明确了研究的目的和的重要意义；对 本文的主要工作进行了简要的介绍，并给出了全文的整体结构；阐述了本文研究的主 要创新之处。 第2 章，对相关的文献进行综述，主要涉及的领域包括：供应链管理哲理提出的 背景及其发展，多阶响应周期概念的提出及其研究历史与现状，基于时间竞争的模型 研究的历史与现状，设施选址问题模型研究的历史与现状。在该章的最后，对前人的 研究进行了评述，指出了基于供应链多阶响应周期的配送中心选址模型研究的发展趋 势。 第3 章，通过实际的调查研究，发现并总结了供应链多阶响应周期的运作特点； 通过一个案例分析研究了两种不同配送模式下物流总成本及个成本项目的变化情 况；通过理论分析，比较了两种配送模式对物流配送效率的影响。 第4 章，提出了几个基于时问的确定型选址模型，其中包括：单源单品种的时间 约束模型、多源多品种的时间约束模型、基于时间优化的多目标选址模型。根据模型 的特殊结构，设计了相应的启发式算法。通过程序设计，对前两个模型实现了计算机 程序求解，并对部分算法进行计算效率的比较a 第5 章，提出了几个基于时间的不确定型选址模型，其中包括：基本的随机模型 单源单品种的时间机会约束模型、两个有用的扩展模型多源多品种的时间机 会约束模型和基于时间优化的随机多目标选址模型、基于物流环境的灰色决策模型a 并都给出了相应的求解方法。 第6 章，总结全文，并对进一步的研究工作进行了展望。 本文的整体结构如下图： 4 华中科技大学博士学位论文 9 课题背景、目的与意要之体结构、主要创新点 卫上。 k 腓基于罴竺题嚣 u 篡：影响| | u 确定型模型 不确定型模型 单源单品种 基本模型 多源多品种 两个扩展 模 多源多品种多目标 灰色决策模型 型 m q 霎 9 算法求解程序实现 儿 4 = 罴 1 4 本文的主要创新点 图l - l 本文结 窜示意图 本文的创新之处主要有如下四点，分别对应于作者发表( 录用) 于国家自然科学基 5 华中科技大学博士学位论文 会委员会管理科学学部认可的重要期刊上的三篇论文和一篇国际期刊论文a 创新点一：两种配送模式下物流成本的一个实证分析( 第三章第三节) 物流作为第三个利润源泉，吸引了许多学者和企业界人士研究和实践它，近年来， 神州大鲍也涌现出了一大批专业的第三方物流企业( t p l ) 。从本质上讲，第三方物流 是指物流服务提供者在合同的基础上向客户提供多种物流服务嘲。这些服务中也包括 为企业代理配送业务，因此导致物流配送模式从企业自营配送模式向第三方物流代理 配送模式转变。 采用第三方物流代理配送策略，是一种缩短供应链多阶响应周期的有效手段一1 ， 但同时，我们不得不考虑的一个更加重要的问题是，采用该策略是否会导致企业物流 成本的增加? 非常遗憾的是，在这方面以往的研究文献很少有人涉及。t h o m a s ( 1 9 9 7 ) 曾经研究了美国经济结构中库存和运输的成本【1 0 】，但这仅限于宏观层次的研究，还没 有从企业的角度在微观层面上对上述阀题进行探讨。 本文的研究力图回答以下两个问题：( 1 ) 采用t p l 代理配送模式在有效缩短配送 响应周期的同时，是否可以降低物流成本? 如果是，那么( 2 ) 找到配送模式发生变化 前后受到影响的物流成本项目及其变换趋势。 通过案例研究，本文对提出的两个问题给予了明确的回答：( 1 ) 采用t p l 代理配 送模式，不但可以有效地缩短配送周期，而且可以明显地降低物流配送成本。在本案 例中，总的物流成本降低了1 8 8 ，单位产品物流成本降低了4 2 o 。( 2 ) 物流成本的 三个主要组成部分( 运输成本、库存成本和管理成本) 在配送模式发生改变时均受到不 同程度的影响，其中节约幅度最大的是物流管理成本，降低了7 5 4 ；在单位产品物 流成本中节约幅度最大的是库存资金成本，下降了7 7 1 ；缺货成本也有一定幅度的 下降；为了缩短配送周期、提高客户服务水平，企业在区域配送成本和库存作业费用 两个方面付出了一定的成本代价。 ( 注：根据该部分主要内容而形成的论文已经被管理工程学报录用) 创新点二：基于时间约束的配送系统模型及一种启发式算法( 第四章第二节) 一直以来，配送系统设计都是物流研究领域的重要课题，研究的内容主要包括单 一配送中i , ( d i s t r i b u t i o nc e n t e r , d c ) 选址方法和多个配送中心选址及分配方法两个方 面。对于前者可以采用重心法【“j 和线性规划进行求解，求解方法和过程相对比较简 单；后者则是近年来研究的重点，经典的方法有k u e h n - h a m b l l r 】g 盯模型l i 、 b a u m 0 1 w o l f e 模型t 1 4 1 乖1 1 c f l p ( c a p a c i t a t e df a c i l i t y l o c a t i o np r o b l c m ) 法【” 。但是这些研 6 华中科技大学博士学位论文 究都只考虑了工厂的生产能力、备选d c 的容量限制和备选d c 的流量约束，都没有从 配送时间的角度对网络设计问题进行约束。本文的研究则试图在这一方面作一点有益 的探索。 在传统的分销模式下，供应链中的商流与物流没有分离，企业在每个需求地都 建立规模不大的分销点和仓库，销售部门既要从事商品交易活动，同时又要负责商品 的物流配送。该模式一个较大的缺点是，即使系统内的总库存持有量很高，但是各需 求地却仍然频繁发生缺货现象【1 2 1 。为了加强分销管理，提高存货的实际可得性，将商 流与物流分离，并运用“联合库存”的思想，考虑在一些备选的配送中心地点中选择 一部分建立配送中心，负责辖区内商品的物流配送；而在需求地则仅建立小型分销点， 各分销点不再建立和管理自己的仓库，而集中精力专门从事其核心业务商品的交 易活动，并只由一个配送中心供货。 因此，在进行配送网络设计对必须确定：( 1 ) 选择哪些备选d c 建立d c ；( 2 ) 各d c 为哪些分销点供货；( 3 ) 从生产基地向各d c 运输多少数量的产品。 本文的研究在说明了建模的假设条件后，建立了考虑时间约束的配送系统模型。 类似于一般的配送系统设计问题模型，该模型的目标函数仍然是系统的建设和经营成 本最小，在约束条件中考虑配送的时间限制。该模型是一个具有线性约束的混合整数 规划，理论上，可以用分枝定界法、拉格朗日算子法等常用的方法进行求解。但是在 求解规模较大的问题时，由于变量较多，计算任务则相当繁重。针对问题的特殊结构， 我们开发出相应的启发式算法，并将该启发式算法与传统的分枝定界法相结合，则可 以达到简化模型、提高求解速度的目的，从而可以在合理的时间内实现对模型的求解。 本文的研究用实际调研的数据作为一个算例对模型进行了数值演算。 ( 注：根据该部分主要内容而形成的论文已发表于系统工程) 创新点三：基于时间约束的供应链配送系统随机模型( 第五章第二节) 文献 1 6 】虽然考虑了时间约束，但其模型为确定性模型，没有考虑需求和时间约 束的随机性，也没有考虑系统的服务水平这一重要因素。本文的工作则试图在这两个 方面作相应的改进。 供应链下游的配送系统具有一个生产基地，j 个备选d c 和髟个离散的需求地，考 虑在外备选d c 中选择於建立配送中心，负责辖区内商品的物流配送，从而构成典型 的单源、芦个中转点的配送系统，目标是使系统的总费用最小。 在随机需求条件下，相应的目标为系统总费用的期望值最小；同时，在多阶响应 华中科技大学博士学位论文 周期的环境下，系统还要在一定的服务水平上满足各需求地对配送响应时间的要求。 因此，必须在考虑服务水平、随机需求和时间约束的条件下确定：( 1 ) 选择哪些备选 d c 建立d c ；( 2 ) 各d c 为哪些需求地供货；( 3 ) 从生产基地向各d c 运输多少数量的产 品。 类似于一般的配送系统设计问题模型，以系统总成本最小为目标，同时考虑服务 水平、随机的需求和时间限制，建立了该问题的数学模型。该模型是非线性随机规划 问题，可以使用一些求解随机规划的专用软件进行求解，例如g a m s 、s p o s l 等。但 是这些软件包在对问题建模时，都必须使用自己特定的语法和数据结构，而一般的管 理技术人员对此却并不熟悉和善长，这就使得他们在求解模型时存在较大的程序实现 上的困难。另一方面，有些软件( 例如g a m s ) 是基于遗传算法的，当问题规模较大时， 对问题进行求解则要花费较长的时间。为了解决这些问题，本文的研究对模型中期望 值和机会约束进行处理，将原来的随机模型转化为确定性等价问题，简化了模型的求 解方法，以便于采用一些较通用的软件或者效率较高的算法来求解实际问题，并因此 使模型易于为广大的管理技术人员所应用。 ( 注：根据该部分主要内容而形成的论文已经被预铡录用) 创新点四：配送中心选址的多目标灰局势决策( 第五章第四节) 采用第三方物流企业代理配送策略是缩短供应链多阶响应周期的有效手段。然 而，并非所有地区都有条件建立配送中心，必须综合考虑当地的物流经济系统状况， 根据物流经济指标进行多目标决策。目前，国内外在解决物流中心选址的问题上，基 本上是采用运筹学中整数规划的覆盖模型【，但是，该模型具有一下缺点：( 1 ) 通常只 考虑有关的成本因素；( 2 ) 目标的极性只能取极小值；( 3 ) 一般为p 难题，通常难以 获得较好的多项式时间算法，虽然可以对问题进行建模，但是由于计算困难，实际上 难以求解得至4 令人满意的结果【嘲。因此，缺乏有效的工具来帮助物流专家对配送中心 选址问题进行决策【l 。 我们注意到物流系统具有信息不完全、数据少、系统行为不确定的本质特征，是 个灰色系统。因此，本文应用灰色系统的原理和方法，建立了配送中心选址的灰色 决策方法。 作为一种探索，本文采用灰色系统中灰局势决策的理论与方法，较好的解决了以 往选址研究中整数规划难以克服的困难：( 1 ) 除了考虑建设的成本因素以外，还将与 物流有关的其他经济因素考虑了进来，使决策信息更加全面：( 2 ) 除了使用极小值极 8 华中科技大学博士学位论文 性以外，还使用了极大值和适中值极性，使目标的极性多元化；( 3 ) 该方法求解方便 不存在求解过程中的计算困难，即使不使用计算机，建模后也可以很快就得到令人满 意的结果。 通过一个实际的案例应用，证明了该方法是一个切实可行的、科学的决策方法， 并具有很大的实际应用意义。 ( 注：根据该部分主要内容而形成的论文已发表于1 h c j o u r n a lo f g r e ys y s t e m ) ) ) 9 华中科技大学博士学位论文 2 文献综述 对相关的文献进行综述，主要涉及的领域包括：供应链管理哲理提出的背景及其 发展，多阶响应周期概念的提出及其研究历史与现状，基于时间竞争的模型研究的历 史与现状，设施选址问题模型研究的历史与现状。在该章的最后，对前人的研究进行 了评述，指出了基于供应链多阶响应周期的配送中心选址模型研究的发展趋势。 2 1 供应链管理与多阶响应周期 2 1 1 供应链譬理 在二十世纪九十年代，许多生产和服务提供商希望通过加强和供应商的合作来提 高采购和供应的管理水平，使得通常的采购和供应管理整合为新的供应链管理的一部 分。由于这种供应链管理的着眼点主要集中在工业制造商的采购和供应上，通常 将他们定义为采购和供应的供应链管理【2 0 】 2 1 2 2 1 。与此同时，许多批发商和零售商也通 过整合他们的配送和物流渠道来构建运输和物流角度的“供应链”以提高自己的竞争 力。在过去十年里，这两种不同角度的“供应链”管理经过各自的发展最后合并为一 个完整的战略高度的供应链，其涵盖了制造、原材料和物流的各个方面，就是现在通 常意义上的供应链管理( s c m ) 。 在整个供应链发展过程中，由于人们对供应链管理的认识逐渐深入，因此在不同 发展阶段对供应链管理存在多种不同的定义，如早期h a d a n d 等对供应链管理的定义 为：管理商业活动和联系，包括( 1 ) 组织内部的、( 2 ) 和直接供应商之间的、( 3 ) 和沿 着供应链第一、第二级供应商和客户的、以及( 4 ) 和整个供应链的联系幽j 。 而s c o t t 和w e s t b r o o k 则把供应链管理描述为：将从原材料到最终用户的所有制 造和供应环节中所有元素链接起来的链的管理，其范围超出了组织的界线【2 4 】。按照这 个定义，供应链管理包含了整个价值链和从原材料的提取到满足最终用户的所有物流 的管理。b a a t z 更进一步的将之拓宽到包含循环和再利用【2 5 】。此时期研究的供应链管 理的重点在于如何有效的利用供应商们的流程、技术和能力来提高产品的竞争力 2 6 1 2 ，以及企业组织内部的制造、物流和原材料的协调管理【2 羽【2 9 1 。他们认为当供应 链上所有的节点企业的战略得到有效的整合并且发挥单一整体的作用的时候，整个供 应链系统的效能就能够得到提高。 1 0 华中科技大学博士学位论文 在实际操作过程中，从技术上讲由于价值链是如此的复杂以至于很难完全整合链 上所有的商业实体以通过供