（管理科学与工程专业论文）基于需求特性分类的流程型企业供应管理模式与方法研究.pdf

摘要 摘要 在流程型企业的生产运营管理中，物资供应管理已经越来越引起学者和企业 管理者的重视。目前，对物资供应管理的研究，大都集中在单纯的物资需求预测 方法和库存决策方法上，而将需求特性、需求预测与库存决策联系起来进行的研 究较少见。因此，在一定的供应管理模式框架下，基于物资需求特性分类，来进 行物资需求预测和库存集成决策，具有重要的理论和实际意义。本文较系统地研 究了流程型企业供应管理模式及其发展趋势和基于物资需求特性的分类体系，提 出了与之相对应的需求预测方法和库存决策方法体系，并以国内某石化企业为背 景进行多次实证研究，取得了较好效果。 论文共分八章，主要内容如下： 第一章主要对流程型企业供应管理模式、备件库存管理、原辅料库存管理问 题的相关文献进行回顾，说明了本论文研究的意义、内容与方法。 第二章主要介绍了流程型企业物资采购管理模式和库存管理模式的主要内 容。结合当前的理论研究和管理实践，提出了物资采购管理模式和库存管理模式 的发展趋势。 根据流程型企业生产运行特点，第三章主要研究了流程型企业备件和原辅料 的需求特性，提出了基于物资需求特性的流程型企业备件分类体系和原辅料分类 体系。 第四章主要介绍流程型企业间断性备件需求预测常用方法，重点介绍了作者 与研究团队一起给出的整合预测方法，提出了与备件需求特性分类相对应的备件 需求预测方法体系。 第五章主要介绍流程型企业原辅料需求预测常用方法，针对生产计划确定与 否、提前期确定与否的需求特性，提出了与之相对应的原辅料需求预测方法体系。 第六章主要介绍一般库存控制常用策略方法，根据流程型企业物资需求特性 和物资需求预测方法体系，提出了与之相对应的备件库存控制策略方法和原辅料 库存控制策略方法。 摘要 第七章在对国内某石化企业进行深入调研的基础上，运用本文提出的供应管 理模式、物资需求特性分类体系、物资预测方法体系和库存决策策略方法体系研 究成果，作者与研究团队一起研制开发了与企业e r pr 3 系统交互酌企业库存决 策支持系统，对企业备件库存和原辅料库存决策进行了多次实证研究，取得了较 好效果，得到了企业的充分肯定。 第八章对全文的主要内容和主要结论进行了归纳，总结出本论文的主要研究 工作与创新点，并指出了今后需要进一步开展的研究工作。 本文的主要创新工作如下： ( 1 ) 分析总结了流程型企业物资采购管理模式和库存管理模式的主要内容。 结合当前的理论研究和管理实践，探讨了物资采购管理模式和库存管理模式的发 展方向和趋势。 ( 2 ) 根据流程型企业设备备件间断性需求的特点，提出了基于物资需求特 性的流程型企业备件分类体系，并提出了与备件需求特性分类相对应的备件需求 预测方法及库存决策方法体系。 ( 3 ) 根据流程型企业原辅料需求的特点，分别从生产计划和订购提前期是 否具有不确定性的角度对流程型企业的原辅料进行分类，提出了各类原辅料需求 的预测方法与相应的库存决策方法体系。 关键词：供应模式；分类；需求预测；库存决策；实证研究 i i a b s t r a c t i i lm ep r o d u c t i o no p e r a t i o na n dm a n a g e m e n to fp r o c e s s o r i e n t e de n t e 印r i s e s ， s u p p l ym a n a g e m e n th a sa t t r a c t e dm o r ea n dm o r ca t t e n t i o n 6 d ms c h o l a r s眦d e n t e 印r i s es u p e i s o r s p r e s e n t l y ，t i l es t u d yo fs u p p l ym a n a g e m e n tm a i n l yf o c u s e so n t h ep u r e l ym a t e r i a ld e m a n df o r e c a s ta i l di i e n t o r ) ，d e c i s i o n m a k i n gm e t h o d ，b u t r a r c l yc o m b i n i n gt h e mw i mt h ed e m a i l dc h a r a c t e r i s t i c st o g e t h e r t h e r e f o r e ，u n d e rm e f h m eo fc e r 嘶ns u p p l ym a m g e m e n tm o d e ，i ti so fg r e a tt h e o r e t i c a la i l dp r a c t i c a l s i g m f i c a l l c et 0d ot h em a t e r i a ld e m a n df o r c c a s ta n di n v e n t o 叫d e c i s i o n m a k i n gb a s e d o nt h ec h a r a c t e r i s t i c sc l a s s i f i c a t i o no ft h em a t e r i a ld e m a n d t h i st h e s i s埘l l s y s t e m a t i c a l l yr e s e a r c ho nt h es u p p l ym a n a g e m e n tm o d ea n dd e v e l o p m e n tt r e n do f p r o c e s s o r i e n t e de n t e 叩r i s e sa l l dp r o p o s et h ec o l l r e s p o n d i n gd e m a n df o r e c a s t i n gw a y s a n di n v e n t o 巧d e c i s i o n m a k i n gs y s t e mo nt h eb a s i so fc l a s s i f i c a t i o ns y s t e mo f m a t e r i a ld e m a l l dc h a r a c t e r i s t i c s m o r e o v e r ，i th a sa c h i e v e dar e l a t i v eg o o de f f e c t p r o v e db y d o z e n so fp m c t i c a lr e s e a r c h e si nt h eb a c k g r o u n do fad o m e s t i c p e t r o c h e m i c a le n t e 印r i s e t h ew h o l ee s s a yf a l l si n t oe i g h tc h 印t e r s ，t h em a i nc o n t e n t sa r ea sf o l l o 、v s ： c h a p t e r 1 m a i n l yr e t r o s p e c t o nt h er e l a t e dl i t e r a t u r e sr e g a r d i n gs u p p l y m a i l a g e m e n tm o d e ，s p a r ep a r ti n v e n t o r ) ，m a l l a g e m e n t ，r a wm a t e r i a la n ds u b s i d i a r y m a t e r i a l i r e n t o 巧m a n a g e m e me t c ，e x p l a i n i n gm ei m p o i r t a n c e ，c o n t e n t sa n dm e t h o d s f o rt h es t u d yo ft l l i se s s a y c h a p t e r2i n t r o d u c e st h em a i nc o n t e n t so fp r o c u r e m e n tm a n a g e m e n tm o d ea n d i n v e n t o r ym a n a g e m e n tm o d ef o rp r o c e s s o r i e n t e de n t e 印r i s e s ，a n dp u t sf o 刑a u r dt h e d e v e l o p m e n tt r e n do ft h ea b o v et w om a n a g e m e n tm o d e s ，i n t e g r a t i n gw i t ht h ep r e s e n t t h e o r c t i cr e s e a r c ha n dm a i l a g e m e n tp r a c t i c e c h a p t e r3m a h l l ys t u d yo n t h ec h a r a c t e r i s t i c so fs p a r ep a r t sa n dr a wm a t e r i a la n d s u b s i d i a d rm a t e r i a lf o rp r o c e s s - o r i e n t e de n t e r p r i s e sa c c o r d i n gt o t h e i rp r o “c t i o n i i i o p e r a t i o nf e a t u r e s ，b r i n g i n gu pt h es p a r ep a r tc l a s s i f i c a t i o ns y s t e m ，r a wm a t e r i a la n d s u b s i d i a r ym a t e r i a lc i a s s i f i c a t i o ns y s t e mf o u n d e do nt h em a t e r i a ld e m 甜l df e a t u r e s c h 印t e r4p r e s e n t st h ec o m m o nw a y sf 打m ef o r e c a s to fi n e 册i 戗e n td e m a n df 0 r s p a r ep a r t si np r o c e s s - o r i e n t e de n t e 印r i s e s ，e s p e c i a l l yf o c u s i n go nt h ei f m ( i n t e g r a t e d f o r e c a s t i n gm e t h o d ) p r o p o s e db yt h ew r h o l er e s e a r c ht e 锄，p u n i n gf o r w a r dt h es p a r e p a r t d e m a j l d f o r e c a s t i n g m e t h o d s y s t e mc o r r e s p o n d i n g t oi t sc h a r a c t e 矗s t i c c 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) r c h a p t e r7i sf i o 姗d e d o nt h ed e e p l yr e s e a r c ho nad o m e s t i cp e t r o c h e m i c a l e n t e r p r i s e a p p l y i n g t h e s t u d y a c h i e v e m e n to ft h i se s s a y ，i n c l u d i n gs u p p l y m a n a g e m e n tm o d e ，c l a s s i n c a t i o ns y s t e mo fm a t e r i a ld e m a n dc h a r a c t e r i s t i c s ，m a t e r i a l f o r e c a s t i n gm e t h o ds y s t e ma n di i l v e n t o d rd e c i s i o n m a k i n gd e v i c e s ，t h e a u t h o r d e v e l o p s t h e e n t e r p r i s e i d s s ( i n v e n t o r ) rd e c i s i o n m a l 【i n gs u p p o r t i n g s y s t e m ) a l t e m a t e dt 0t 1 1 e i re r p 刚3s y s t e mu n d e rm eh e l po ft h ew h o l es t u d yg r o u p t “s s u p p o r t i n gs y s t e mh a l sb e e np r o v e db yr e p e a t e dp r a c t i c a ls t u d y o nt h ed e c i s i o nm a l ( i n g o fs p a f ep a n si n v e m o r ) ra n d r a wm a t e r i a la n ds u b s i d i a d rm a t e r i a li r e n t o r ) r ，o b t a i n e d ag o o dr e s u l tw h i c hi s 如l l ya p p r o v e d b yt h ee n t e 巾r i s e c h a p t e r8s u m su pt h em a i nc o n t e n t s a n dc o n c l u s i o no ft h cw h o l ee s s a y ， g e n e r a l i z i n gi t sm a i ns t u d yt a s k sa n di 皿o v a t i o n s ，a n dp o i n t so u tt h e 、v o f kn e e d t ob e m r t h e rc a r r i e do u ti nt h ef u t u r e t h em a mi n n o v a t i o no ft h i se s s a yi sa sf 0 1 l o w s ： ( 1 ) t h ee s s a ya n a l y z e sa n ds u m m a r i z e sm em a i nc o n t e n t o fp r o c l l r e m e n t m a j l a g e m e n tm o d ea i l di n v e n t o r ym a n a g e m e mm o d eo fp r o c e s s o r i e n t e de n t e r p r i s e s ， p r o b i n gi n t ot h ed e v e l o p m e n td i r c c t b na i l d 佃e n do ft h e s e “om o d e s ( 2 ) b a s e do nt h ei n t e 肌i t t e mc h a 豫c t e r i s t i c so fs p a r cp a r t sd e m a n d ，t h ee s s a yp u t s f o m m dt h es p a r ep 碰sc l a s s i f i c a t i o ns y s t e mf o rp r o c e s s - 0 r i e m e de n t e 叩r i s e s ，a i l dm e c o r r e s p o n d i n gf o r e c a s t i n gm e t h o d s f o rs p a r ep a r t sd e m a i l da n dt l l c s y s t e mo f i n v e n t o gd e c i s i o n m a k i n gm e t h o d ( 3 ) f o u i l d e do nt h ed e m a n dc h a r a c t e r i s t i c s o f “l 、vm a t e r i a la n ds u b s i d i a d ， m a t e r i a lmp r o c e s s o r i e n t e de n t e r p r i s e s ，t h ee s s a yc l a s s i 矽t h er a wm a t e r i “a i l d s u b s i d i a r ym a t e r i a la c c o r d i n gt ot h eu n c e r t a i n t yo fp r o d u c t i o np l a na n do r d e rl e a d t i m e ，f o 锄i n gt h ec o n e s p o n d i n gs y s t e mo ff o r e c a s t i n ga n di n v e n t o r yd e c i s i o n 。m a k i n g m e m o d k e y w o r d s ： s u p p l ym o d e ； c l a s s i f i c a t i o n ； d e m a n df o r e c a s t ； i n v e n t o 巧 d e c i s i o n - m a k i n g ；p r a c t i c a lr e s e a r c h v 图序 x 图序 本文整体结构与逻辑关系9 高度集中型( c e n t r a l i z e d ) 物资采购体制1 2 中央领导型( c e n t e r 一1 e d ) 物资采购体制1 3 分散型( d e c e n t r a l i z e d ) 物资采购体制1 3 高度集中型和中央领导型企业所占比例变化趋势图1 6 “哑铃型”业务操作模式1 9 “橄榄型”业务操作模式2 0 库存管理模式演变历程及其发展趋势2 5 备件分类体系3 3 需求的分类3 6 提前期= 2 4 9 提前期= 4 5 0 提前期= 6 5 0 提前期= 8 5 l i f m 方法与c r o s t o n 方法的a p e l t d 比较( l t = 2 ) 5 2 i f m 方法与c r o s t o n 方法的a p e l t d 比较( l t = 4 ) 5 3 i f m 方法与c r o s t o n 方法的a p e l t d 比较( l t = 6 ) 5 4 i f m 方法与c r o s t o n 方法的a p e l t d 比较( l t = 8 ) 5 5 方法的m a p e l t d 比较5 6 m a p e l t d 上改善幅度5 7 提前期分布示意图( 分布的支集势n 为奇数) 6 1 提前期分布示意图( 分布的支集势n 为偶数) 6 1 第一类需求的再订购点确定过程7 2 第二类需求的再订购点确定过程7 3 第三类需求的再订购点确定过程7 4 第四类需求的再订购点确定过程7 4 m r o 模块的运行模式8 9 1 1 2 3 4 5 6 7 l 2 l 2 3 4 5 6 7 8 9 “ l 2 1 2 3 4 1 2 2 2 2 2 z z & t 色 龟 t 龟 色 龟 毛 色 龟 曩 豇 e 包 包 & l 图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图图 表序 表2 1 表2 2 表2 3 表3 1 表4 1 表4 2 表4 3 表4 4 表4 5 表4 6 表4 7 表4 8 表4 9 表6 1 表7 1 表7 2 表7 3 表7 4 表7 5 表7 6 表7 7 表7 8 表7 9 表序 国内外大型石油石化企业集团采购队伍文化素质对比表1 7 国内外大型石油石化企业集团物资采购岗位结构对比表1 8 国内外大型石油石化企业集团采购方式对比表1 9 流程型企业和离散型企业对比表2 7 四种预测方法对1 5 种备件在不同提前期的预测结果4 8 i f m 比m b 在e r n j 指标上的改善幅度4 8 四种预测方法的a p e l t d 比较( l t = 2 ) 5 1 四种方法预测结果的绝对误差比较( l t = 2 ) 5 2 四种预测方法的a p e l t d 比较( l t = 4 ) 5 3 四种预测方法的a p e l t d 比较( l t = 6 ) 5 4 四种预测方法的a p e ”d 比较( l t = 8 ) 5 5 不同提前期四种预测方法的m a p e l t d 比较5 6 成对样本均值比较的t 检验结果表5 7 动静设备备件服务水平设定7 0 调研的日程安排及其目标7 8 实证分析的数据和结果j 8 0 中压闸阀( z 4 1 h 一1 6cd n 4 0 ) 的比较8 2 中压闸阀( z 4 1 y 一4 0id n 2 0 0 ) 的比较8 3 中压截止阀( j 6 1 h 一6 4cd n l 5 ) 的比较8 4 中压截止阀( j 4 埘一6 4cd n 2 0 ) 的比较8 4 8 0 种动设备、阀门备件的数据特征8 6 3 2 种备件的实证结果8 6 实证结果9 l x i 中国科学技术大学学位论文相关声明 本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作 所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任 何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究 所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。 本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学 校有权按有关规定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，可以将学位论文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。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 作者签名： 年 第一章绪论 第一章绪论 2 0 世纪9 0 年代以来，由于科学技术的进步和经济的全球化、企业形态的 变化、客户需求的个性化和信息技术的发展，企业所面临的外部环境压力越来越 大，所面临环境的不确定性( 市场、政策、消费者需求、竞争等) 越来越高。因此， 如何选择合适的物资供应管理模式管理与控制企业之间的信息流，降低库存，加 速物流及资金流的流通，提高企业生产及产品流通的效率，成为迫切需要解决的 问题。市场需求的不确定及随时间变化给流程型企业的生产和供应决策造成阻 碍，需要针对这样的需求发展相应的供应管理模式和策略方法，而传统的供应管 理模式对这样的问题不适用，会导致库存持有过多，或者缺货频繁，需要在合理 的供应管理模式下，根据不确定需求的特点发展相应的库存控制策略。目前已有 文献针对流程型企业供应管理模式及库存预测与控制问题研究得不多【u 】。因此， 研究基于需求特性的流程型企业供应管理模式和库存管理方法及其应用问题具 有重要的理论与实际意义。 本章主要介绍论文的研究背景与研究意义，然后在对国内外相关研究文献进 行综合分析的基础上，给出论文的研究内容、思路与技术路线及其创新之处，旨 在给出流程型企业供应管理模式和库存需求预测及控制策略研究的完整框架。 1 1研究目的与意义 供应管理模式和库存需求预测及控制策略是化工、石化、纺织、烟草、酿酒、 饮料、造纸等流程型企业重点管理内容。流程型企业的物资供应主要包括原辅料 和设备备件两大类。为了维持正常的生产，很多流程型企业经常受到不确定需求 的困扰，由于没有选择合适的供应管理模式，缺少有效的库存需求预测及控制方 法，企业通常采用较高的库存水平来应对非平稳需求，造成大量库存资金占用， 周转率低。随着经济的发展和科学技术的进步，需求的变化更加迅速，流程型企 业如何科学有效地应对不确定需求变得目益迫切。如何结合企业的实际情况选择 合适的供应管理模式，进行有效库存管理，提供一套科学的库存控制策略，具有 第一章绪论 重要的理论与实际意义： ( 1 ) 提高流程型企业供应管理的有效性 流程型企业因工艺和生产设备能力固定、计划相对稳定、连续生产等特点， 使得其原辅料库存管理问题相对于加工装配型企业的原辅料库存管理问题较为 简单。然而，由于其原辅料需求与生产计划和采购提前期相关，生产计划和采购 提前期的不确定性使得流程型企业原辅料需求具有不确定性。对流程型企业备件 库存管理而言，最困难的是需求的预测。目前只有少数备件库存管理的研究涉及 到备件需求的预测问题，因此，研究基于流程型企业物资需求特性的供应管理模 式和库存需求预测及控制策略问题，能显著地提高流程型企业供应管理的有效 性。 ( 2 ) 提高流程型企业的库存管理效率 很多企业受非平稳需求困扰，库存资金占用大，周转率低。若能提供有效的 非平稳需求库存控制策略，并能够实际应用，则为企业进行库存管理提供了科学 的依据，能提高企业的服务水平，降低库存资金占用率，提高企业库存管理效率。 进一步地，可以提升企业的竞争能力，使企业在激烈的市场竞争中保持不败地位。 进行非平稳需求库存控制策略研究及应用研究，对于企业进行科学有效的库存管 理具有重要的现实意义。 ( 3 ) 丰富和完善流程型企业库存控制理论与方法 论文对流程型企业供应物资库存需求与库存控制策略进行了较系统地研究， 提出了基于需求特性的原辅料和备件分类方法，给出了流程型企业备件和原辅料 库存需求预测和库存控制策略方法。论文还对与库存控制策略方法紧密相关的流 程型企业物资采购和库存管理模式及其发展趋势进行了较深入的研究，在优化的 物资采购和库存管理模式下，提出了通过需求特性分类以提高流程型企业备件和 原辅料库存管理水平的方法。这些方法为流程型企业的库存控制策略理论与方法 的研究开创了一个崭新的研究视角，为未来该问题进一步研究提供了一些有益的 参考和借鉴。 2 第一章绪论 1 2 国内外研究现状及趋势 1 2 1 流程型企业供应管理模式方式研究 目前，虽然针对大型企业采购管理研究颇多，但主要集中在专业采购管理方 面。r d o d h o o ra n dk o 血g s 【i 】运用作业成本法来选择和评价供应商。g h o d s y p o i l r 觚db d e n 【2 】提出在多渠道、多准则条件下按采购综合成本最优选择供应商的方 法。c r 锄ae ta 1 【3 1 提出总量折扣和多种生产配方条件的最优采购决策。宋华【4 1 分 析了供应链管理环境下，采购管理的新特点和新趋势。佘廉、杨毅群【5 】从交货风险、 市场风险、供应商资信风险、人员素质风险及财务风险等五个角度入手探讨建立 企业采购预警指标。黄辉【6 】从采购商、供应商两方面考虑对对方表现的满意程度， 建立采供关系满意度模型，客观评价采供合作关系。综阅近年来采购管理方面的 文献，对国内外大型流程型企业供应管理模式研究则几乎没有见到。 尽管流程型企业生产管理模式基本一致，但由于供应物资需求特性( 主要是 物资标准化程度) 和企业文化、供应链与物流发展程度、信息技术的发达程度等 因素存在较大差异，流程型企业供应管理模式千差万别，工作效率和效果因而不 同。在影响供应管理模式选择诸因素中，物资需求特性是内在的，是关键的。如 何适应供应物资需求特性，采取合理的方式和框架去运行采购活动和库存活动， 从整体上去考量企业物资采购和库存管理，更具理论研究意义和现实价值，必将 成为学者和企业越来越关注的研究问题。 1 2 2 流程型企业备件库存管理方面研究 备件库存管理是流程型企业库存管理的一个最重要部分，也是最困难部分。 流程型企业备件库存管理之所以困难，主要原因是备件需求的预测困难。而备件 需求预测之所以困难，主要有以下几个方面的原因：其一，尽管某些备件如易耗 品的需求是连续的或可以看成是连续的，但大多数备件需求是离散且间断性的 【h 】。所谓间断性是指需求是随机的，且很多时间点上的需求为零。对这种间断 性需求的预测往往是很困难的【7 ，8 1 。其二，备件需求的历史数据往往非常少，由 此很难估计订购提前期内的需求【9 1 。其三，备件需求的发生往往是设备使用方式 3 第一章绪论 和设备维护方式的函数【l o 】。这意味着，一方面，设备的维修、大修等计划影响 设备备件的需求；另一方面，相邻时间段上的备件需求随着设备的使用和老化会 表现出一定的自相关性。 以前的备件库存管理方面的研究结果大多集中在库存建模上【9 1 1 1 。库存建模 和库存控制策略当然是库存管理研究中的重要内容，但对备件库存管理而言，最 困难的是需求的预测【9 1 。近几年已有少数备件库存管理的研究涉及到备件需求的 预测问题【1 2 1 7 1 ，文献提出一种面向间歇性需求预测的c r o s t o n 方法：文献f 1 3 1 针对数据较少情况，提出了一种估计订购提前期内需求的b o o t s t r a p 方法；文献 【1 4 】在研究流程型企业备件库存决策时提出了一种基于时间序列分析的备件需求 预测方法，并在此基础上提出了一种修订的w a n g e r w h i t i n 算法来确定备件库存 的订购计划；文献【9 1 在研究流程型企业各件库存管理问题时提出基于需求特性的 备件分类方法，针对不同类别的备件采取不同的需求预测方法；文献【1 5 】提出了 基于支持向量回归的服务备件需求预测方法；文献【1 6 1 在研究流程企业供应链时 利用b p 神经网络技术帮助流程企业进行产品销售预测；文献【1 7 1 考虑设备维护影 响和需求自相关性的i f m 法( i n t e g r a t e df o r e c a s t i n gm e t h o d ，i f m ) ；文献【1 8 】根据 备件安装在设备的重要程度将备件需求分为关键需求与非关键需求。为了有效地 解决备件库存控制，文献【9 1 提出了一种部分存贮为关键需求的存储策略。文献【1 9 】 研究了在有限维修能力约束条件下的可维修备件的多级库存问题，并通过数字仿 真对在无限修理设施利用情况下的备件库存量。文献【2 0 】分析了随机订货提前期 下备件供应的最优连续检查库存策略，并用数据仿真计算了提前的影响和最优库 存策略的决定因素。文献【2 1 】假定不同备件的故障是独立的随机需求，通过模拟 研究了最小持有费用下的库存服务水平。文献【2 2 】采用贝叶撕方法对稳定与非稳 定需求的库存进行了估计，证明这种方法与动态规划方法近似。 综阅近些年研究文献，对流程型企业备件库存管理，集成备件需求特性和需 求预测及库存决策方面的研究几乎没有见到。然而，流程型企业的备件需求预测 4 第一章绪论 及库存决策不同于一般物资的需求预测及库存决策，如果单纯地利用简单的预测 技术，单纯地利用已有的库存控制策略，结果难免与实际有较大的偏差，导致备 件库存量过多使企业积压大量的流动资金，或者过少造成设各停机损失，影响企 业的安全稳定连续运行和经济效益。需求不确定性和间断性下的备件库存需求预 测及决策控制问题已经成为学者越来越关注的问题。 1 2 3 流程型企业原辅料库存管理方面研究 需求不确定性对流程型企业库存管理有着非常重要的影响，许多学者也提出 各种方法对原辅料库存进行需求预测和决策。w a g n e r a n d 等最早开始研究批量问 题【2 3 1 ，随后有大量的文献拓展了这方面的工作，比如考虑能力约束，多产品， 多阶段批量问题等，但这些研究主要针对确定需求的问题，对于随机需求研究得 较少【2 4 乃】。如文献f 2 6 1 提到未来的批量研究应该进一步模拟现实，需要考虑随机需 求和动态环境。文献【2 7 】针对非平稳随机需求，建立了满足服务水平约束的静态 不确定库存控制模型( 没有考虑成本) ，最小化计划时间段内的期望总成本。他们 根据需求分布和服务水平将随机需求转化成等价确定性模型，然后用启发式的方 法来确定整个时间段订货时间点和订购量。文献【2 8 惆缺货成本函数( 缺货不丢失 订单，到货后立即满足) 代替了文献【2 7 】的服务水平约束，建立了静态不确定模型。 模型的决策变量是订货时间点和订购量，然后通过类似于、a g n e r _ w h i t i n 算法的 方法来求解。该方法也是假设提前期为o ，没有考虑需求实现的影响。文献【z 9 j 研究带约束的多产品采购问题( 由于共用一个运输工具，因此对每次采购数量有 约束) ，将序列决策的随机规划模型转换成多期静态决策模型，采用分枝定界法 来进行求解。在应用分段近似的方法后最终将静态决策模型转换成整数线性规划 模型来求解。文献f 3 0 】用缺货成本代替了服务水平约束，提供了一种非平稳需求 的限，s ) 策略。他们在假定预测需求服从正态分布的情况下，通过对成本函数中 的非线性项进行分段近似的方法，发展了一个混合整数规划模型来求解最优的订 第一章绪论 货时间点和订货水平。文献【3 l 】将未来的非平稳需求近似为平稳需求，提供了一 个启发式算法来求解非平稳的( s ，s ) 策略参数。文献【3 2 】考虑了定期检测的动态库 存问题，将无限时间段的库存问题转化成非平稳的m 旅o v 决策过程，提出了求 解算法求该库存问题的近似最优解。文献【3 3 1 针对需求和提前期均是随机的情况 下，考察了一个简单的二级库存系统，即单个供应商、单个零售商的优化问题， 以每计划周期内系统运行期望总费用最小建立了目标函数，寻求系统的决策变 量，最后给出了求解算法与数值。文献【3 4 1 研究在以满足顾客需求的前提下，根 据订货前置期和需求速率的分布函数或历史数据，通过模拟前置期需求量来确定 最佳订货点。相对于传统最佳订货点决策方法，这种通过模拟手段获得的结果更 符合实际情况，更科学合理，具有较好的应用价值。文献【3 5 】把供应链资金流区 分为内部资金流和外部资金流，对供应链管理中的库存费用流动过程进行了分 析，建立了考虑价格折扣的两级供应链库存数学模型，并运用一种简单而有效的 逼近方法求出了模型最优解，确定了供应链中各企业的最佳订货批量。 对于不确定需求问题，已有研究侧重在需求量不确定的库存控制问题，而对 提前期不确定和生产计划不确定下的原辅料需求预测和库存控制策略研究涉及 的较少。尽管流程型企业因工艺和生产设备能力固定、计划相对稳定、连续生产 等特点【3 6 j ，使得其原辅料库存管理问题相对于加工装配型企业的原辅料库存管 理问题较为简单，然而由于其原辅料需求与生产计划和采购提前期相关，生产计 划和采购提前期的不确定性使得流程型企业原辅料需求具有不确定性。结合流程 型企业原辅料及各种辅料需求的特性，给出流程型企业原辅料库存管理的体系化 方法，必将成为企业和学者未来关注的趋势。 1 3 本文研究内容与创新点 1 3 1本文研究内容 6 本论文对基于需求特性分类的流程型企业供应管理模式与方法及其应用问 第一章绪论 题进行深入研究，主要研究内容如下： 第1 章，绪论。在本章中，首先介绍了本论文研究的目的与意义；接着对流 程型企业供应管理模式及库存管理研究的相关文献进行回顾与比较分析，指出了 现有供应管理模式与物资需求特性适应性方面和库存预测及控制方法在处理非 平稳需求时存在的不足；最后给出了本文研究的主要内容、研究方法与技术路线 和文章结构安排。 第2 章，流程型企业物资采购与库存管理模式研究。对涉及流程型企业物资 供应整体运作的物资采购和库存管理模式进行深入研究，并指出与物资需求特性 的关联性和未来发展趋势，以更好地为需求预测和库存控制策略方法使用提供合 适的运行框架和基础，并提高其有效性。 第3 章，流程型企业物资需求的特性和分类方法。在本章中，首先介绍物资 ( 备件和原辅料) 的企业分类、行业分类方法；然后重点介绍基于物资需求特性 的分类方法。 第4 章，基于需求特性分类的设备备件需求预测方法。在本章中，首先介绍 备件的一般需求预测方法( 指数平滑、c r o s t o n 、m a r k o vb o o t s 仃a p 等) ；然后重 点介绍m 法并说明其适用条件。 第5 章，基于需求特性的流程型企业原辅料需求预测方法。原辅料需求的分 类和预测方法。 第6 章，基于需求特性分类的库存控制策略研究。一般库存控制策略，备件 库存控制策略和原辅料库存控制策略。 第7 章，应用研究。介绍需求预测与库存控制策略在国内某石化企业的应用 情况。 第8 章，总结与展望。对整篇论文的主要内容和主要结论进行了归纳，总结 出本论文的主要研究工作与创新点，指出今后需要进一步开展的工作。 第一章绪论 1 3 2 本文创新点 ( 1 ) 分析总结了流程型企业物资采购管理模式和库存管理模式的主要内容。 结合当前的理论研究和管理实践，探讨了物资采购管理模式和库存管理模式的发 展方向和趋势。 ( 2 ) 根据流程型企业设备备件间断性需求的特点，提出了基于物资需求特 性的流程型企业备件分类体系，并提出了与备件需求特性分类相对应的备件需求 预测方法及库存决策方法体系。 ( 3 ) 根据流程型企业原辅料需求的特点，分别从生产计划和订购提前期是 否具有不确定性的角度对流程型企业的原辅料进行分类，提出了各类原辅料需求 的预测方法与相应的库存决策方法体系。 ( 4 ) 从优化流程型企业整体运营的角度，探索研究了流程型企业供应管理 模式、需求特性分类、需求预测方法和库存控制策略方法等四项关键要素集成体 系，并组织在国内某石化企业运行，取得较好效果。 1 4 本文研究方法与结构安排 1 4 1 本文研究方法 本论文综合运用管理决策理论、系统工程和人工智能等学科的理论与方法， 对基于需求特性分类的流程型企业库存管理方法及其应用问题开展相关的研究 工作。具体研究方法为： 本文通过文献阅读和流程型企业库存管理的实践调研，从流程型企业的需求 特性角度备件管理的视角，运用运作管理、数理统计和运筹学理论知识，首先从 流程型企业供