（管理科学与工程专业论文）多源供货条件下的JIT采购策略研究.pdf

a b s t a c t j u s t - i n - t i m ep u r c h a s i n gp r o b l e mh a sb e e nd i s c u s s e di n i n d u s t r ya n da c a d e m i a ， i n c l u d i n gt h ef o c u s o f r e s e a r c h i n gi np r o c u r e m e n tq u a n t i t ya n dc y c l e s t h e m a t h e m a t i c a lm o d e l sa r eu s e dt os o l v et h e s ep r o b l e m si no r d e rt oi m p r o v e t h eq u a l i t y a n ds p e e d m o d e l sa b o u to n es o u r c es u p p l i e ra r es t u d i e dm a t u r e l yt oc u tt o t a lc o s to f s u p p l y c h a i nd o w n i nt h i sp a p e r , t h eo p t i m a lp r o d u c t i o nb a t c h ，t h ep u r c h a s e r sa n dt h e o p t i m u mo r d e rb a t c hp u r c h a s eq u a n t i t yo fe v e r ys i n g l eb e s td e l i v e r yt i m e s i na d d i t i o n ， u s eo fm a t l a bs o f i - w a r ei sc a l c u l a t e d ，t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nv a r i a b l e sa n dd r a w v a r i a b l er e l a t i o n s h i pc h a r ta r ea n a l y z e d t h eo p t i m a ls e l e c t i o no f s u p p l i e rr e s e a r c h ，b u ta l s oam a t u r es u p p l i e rs e l e c t i o na n d o r d e rd i s t r i b u t i o no fr e s e a r c hl i t e r a t u r ei sc o m b i n e dw i t ht h ec o n s t r u c t i o nm o d e l w h e t h e ri no ro l ls o l v i n gt h ed i f f i c u l t i e s t h i sd o c u m e n tu s i n ga n a l y t i ch i e r a r c h y n e t w o r kc o m b i n e dw i t hl i n e a rp r o g r a m m i n g , s u p p l i e ro fa n pe v a l u a t i o n s y s t e m ， c o n s i d e r i n gt h en u m e r o u sq u a l i t a t i v e ，q u a n t i t a t i v ea n dm u t u a li n f l u e n c eb e t w e e nt h e e v a l u a t i o nf a c t o r sr e l a t e dt o s u p p l yt h em o n o p h y l e t i cm o d e li se x p a n d e d ，a n da r e s o l v e db ye x a m p l e s i no r d e rt og e tm o r ec l o s e rt ot h ea c t u a lp r o d u c t i o nc o n d i t i o n ，f o rm a n y v a r i e t i e so f s u p p l i e r si sa n a l y z e d ，t h ef i r s tb yi n t e g e rp r o g r a m m i n ga r et h es u p p l i e ro fc h o i c e , c o n s t r u c t i n gm o d e la n dg i v et h es o l u t i o n ，t oc h o o s et h em u l t i p l es u p p l i e r s ，t h eo r d e r s a s s i g n m e n t ，a l s ot a k el i n e a rp r o g r a m m i n gm e t h o dt oe s t a b l i s ht h em o d e l ，a n ds o m e e x a m p l e so fc a l c u l a t i o n o fc o u r s e ，t h i sp a p e rs t i l lh a ss h o r t c o m i n g s ，s u c ha s c o n s t r u c t i n gt h ee v a l u a t i o n s y s t e mo fa n pi ss t i l lai n c o m p l e t es y s t e m ，p r o c e s si sr e l a t i v e l yc o m p l e x ，t h em o d e l o fo p t i m a ls o l u t i o nf o rs l o w e r i na d d i t i o n ，t h ep r i c ed i s c o u n t ，i t e m s ，m e t a m o r p h i c f a c t o r sa r en o ti n t oc o n s i d e r a t i o n ，o t h e r w i s et h em o d e lw i l lb em o r e p e r f e c t k e y w o r d s ：j u s t - i n t i m ep u r c h a s i n g ，m u l t i s u p p l i e r s ，s u p p l yc h a i n ，a n p i lr r l ii i i i i ii i i it li ii y 17 3 3 5 8 4 目录 第一章绪论1 1 1 选题目的和意义7 1 1 2 国内外研究动态2 1 3 主要的研究内容和采用的主要方法4 第二章一般订货模型和基于a n p 的订单分配问题5 2 1 非准时化送货模式下的订货系统5 2 1 1 固定订货量系统5 2 2 2 固定间隔期系统7 2 2 3 一次性订货量系统9 2 2j i t 准时订货系统1 0 2 2 1j i t 库存管理基本目标1 0 2 2 2j i t 供货模型1 1 2 3a n p 与订单分配1 3 第三章基于供应链的j i t 单源供货策略1 6 3 1 参数符号说明1 6 3 2 模型说明及建立1 7 3 3 实例分析1 8 3 4 变量之间的关系分析1 9 第四章多供应商环境下单一品种物资采购策略2 2 4 1 基于a n p 的供应商选择评价体系2 2 4 1 1 选择供应商的难点2 3 4 1 2 选择评价步骤2 4 4 1 2 1 供应商预筛选的过程2 4 4 1 2 2a n p 计算过程2 5 4 2 基于a n p 的订单分配3 5 4 3 采购量分配决策模糊规划模型3 6 5 3 1 模型的建立3 6 5 3 2 模型的求解3 8 5 3 3 算例3 9 第五章多供应商多品种物资的准时化采购模型4 1 5 1 多品种小批量准时交货的条件4 1 5 2 多产品、多供应商无能力受限供应批量模型4 2 5 2 1 符号定义与优化模型4 2 5 2 2 启发式算法描述4 3 5 2 3 算例分析4 4 5 2 多产品、多供应商有能力受限供应批量模型4 5 5 3 1 模型的建立4 5 5 3 2 应用案例分析4 7 第六章总结与展望5 0 6 1 总结5 0 6 2 展望5 0 参考文献5 2 致谢5 5 学位论文独创性声明5 6 学位论文知识产权权属声明5 7 第一章绪论 1 1 选题目的和意义 第一章绪论 准时化生产系统j i t ( j u s t i n t i m e ) 是近四十年来由同本企业首创的一种新的 生产管理系统，最早使用这一系统的公司是全球知名的丰田汽车公司。j i t 系统 是指企业在生产自动化、电算化的情况下，合理规划并大大简化采购、生产及销 售过程，使原材料进厂到产成品出厂进入市场能够紧密的衔接，尽可能减少库存， 从而达到降低产品成本，全面提高产品质量，提高劳动生产率以及综合经济效益 目标的一种先进生产系统。一个完善的j i t 管理体系主要由j i t 采购、j i t 生产、j i t 销售构成，j i t 生产主要是针对企业内部，如何减少浪费的生产模式，而j i t 采购 则主要是面向企业外部，如何协调好与供应商的关系使其按要求将符合质量、数 量要求的物资在规定的时问送达到指定的地点来满足自身生产需要的采购模式。 因此供应链环境下的j i t 采购是物流领域研究的重点之一。 j i t 采购作为j i t 系统的重要组成部分，j i t 系统循环的起点，是j i t 系统得 以j , i 页n 运行的重要内容，推行j i t 采购是实施j i t 生产经营的必然要求和前提条 件。j i t 采购思想的核心是生产商只在需要的时候才向供应商发出自己需要数量 的订货，供应商按要求将符合生产商质量、数量要求的物资在规定的时问送达到 指定的地点来满足生产商的需要。这样生产商就可以少保留甚至是不保留库存， 就可以节省大量的过程费用，从而使系统成本最小，达到生产商、供应商的双赢。 j i t 采购方式与传统的采购方式相比，一个根本性的变化是j i t 采购是直接为满 足生产而采购，不再是为库存而采购，采购的频度大而批量小，是一种节省而有 效率的采购模式。准时化采购可以增加供应链的柔性和敏捷性，体现供应链管理 的协调性、同步性和集成性，提高整个供应链的效率和效益。由此可见，供应链 管理需要准时化采购来保证供应链的整体同步化运作( 2 0 0 6 ) 。 为了在全球化市场中保持强有力的竞争力，供应链网络必须被看作一个整 体，而供应链管理的重点也就在于对物料从供应链网络上的供方到最终客户的整 个过程中的计划与控制，高效的供应链管理要求供应商必须具有极强的反应能力 和供应柔性来应对当今客户多样化、个性化的需求。从供应链的源头来看，供应 商的选择与评价影响着供应链一系列的后序计划与执行工作，选择合适的供应商 并将订单合适的分配在每个供应商是采购管理中一项重要工作，通过减少浪费、 提高产品质量和柔性等措施，达到降低采购成本、提高客户满意度和企业竞争力 的目的( 2 0 0 4 ) 。 青岛人学颂i ：学位论文 1 2 国内外研究动态 j i t 采购模型的研究主要可分为两个体系：一种是单一供应商供货的情况， 一种产品或原料的采购采用单一货源，此种情况与j i t 采购的基本原则一致，也 是一种比较理想的状态，便于采购商对供应商的管理、加强供需双方的合作并能 明显降低采购成本，但同时却增加了缺货的风险、降低了供货的柔性；另一种是 多供应商供货的情况，一种产品同时由多个供应商供货，根据供货能力不同分配 给每个供应商不同的订单量，该采购方式能促进供应商之间的竞争，增加了供货 的柔性和降低采购风险，缺点就是供应商的管理更加复杂。 在j i t 采购研究的早期，p a n ，l i a o 【1 1 ( 1 9 8 9 ) 提出了一个简单的应用于j i t 供 货的采购模型，指出了每个订单分n 次送货，体现了j i t 小批量、多频率的送货 特点。r a m a s e s h l 2 1 ( 1 9 9 0 ) 对该模型进行了扩展，在总成本中考虑送货过程中发生 的运输成本。早期这些模型虽然考虑了j i t 送货的小批量特点，但是却仅仅站在 采购商的角度来实现的最优采购策略，而不是考虑两者在合作的基础上建立的采 购策略，而忽略了使供需双方实现基于供应链的总成本最优，这一点正是j i t 采 购所强调的。g o l h a r , s a r k e r i 习( 1 9 9 2 ) 通过计算证明了采用小批量送货的策略在许 多情况下都可以降低生产商和采购商的总成本。a d e r o h u n m u 4 1 ( 19 9 5 ) 研究了供应 商和采购商基于信息完全共享的j i t 联合采购策略。b a n e o e e ，k i m l 5 1 ( 1 9 9 5 ) 从供 应商和采购商总成本最优的角度提出了一种原材料采购的模型。f a z e l 【6 1 ( 1 9 9 7 ) 通过建立数学模型对j i t 采购模型与e o q 模型进行了比较。k e l l e ，m i l l e t ( 1 9 9 8 ) 建立了定量的模型解决j i t 采购中供需双方的协商问题。k e l l e ，a 1 k h a t e e b 1 ( 2 0 0 3 ) 通过比较供应商和采购商各自的最优采购策略与基于供应链的最优策略在节约 成本上的差异，为供需两方制定采购合同提供了定量的模型化方法。 o u y a n g ，c h a n g 叼( 2 0 0 0 ) 研究了提前期需求为随机和允许部分产品延迟交货的情 况下产品质量的提高对再订货点的影响。t r i p a t h y t l 0 1 ( 2 0 0 3 ) 研究了单位产品成本 与需求率成反比的情况下产品具有一定缺陷率的e o q 模型。y a n g ，p a n l l u ( 2 0 0 4 ) 提出了提前期可变和产品质量可以提高的情况下的一种基于供应链的库存控制 模型，o u y a n g , w u 1 1 】对该模型进行了扩展，提前期内产品的需求为随机，并且允 许缺货的发生，对于现实的采购管理更具有借鉴意义。 国内对于单一供应商下的j n 采购的研究大多是基于供应链协同的角度， 牟德一，陈秋双【1 3 1 ( 2 0 0 3 ) 在一个二级系统模型中，考虑需求不确定性，引入安全 库存量保证系统具有良好的服务性能，从而优化库存总成本。杨文胜，马士华，李 莉【1 4 】( 2 0 0 5 ) 从采购双方行为动机的角度出发，以有效的激励机制提高准时交货 概率为目标，建立采购商为主方、供应商为从方的s t a c k e l b e r g 博弈模型，讨论了 准时采购过程中采购商与供应商决策的交互影响关系及两者的最优决策策略。袁 2 il11i j-11 j_1l 第一章绪论 庆达，闫昱【1 5 l ( 2 0 0 6 ) 通过对j i t 采购中物流系统的战术和作业两个决策层面的 问题特性进行了讨论，并结合企业实际运作中的特点给出了优化模型。涂立桥【l 6 】 ( 2 0 0 5 ) 考虑了生产率p 与需求率d 之比和生产提前期两个因素，j i t 生产方式 下单一供方和单一需方如何保持协作来减少总成本的库存模型。周永务【i 。7 】 ( 2 0 0 6 ) 研究了单一供应商和采购商的条件下，供应商如何利用批量折扣机理来 激励零售商合作从而改善供应链协调性问题，提出了一个相应的批量折扣模型， 数字实验结果表明该折扣模型对于改善供应链运作协调是相当有效的。 另外，因为j i t 供货的小批量、高频率特点，聂兰顺，徐晓飞，战德斟1 8 】( 2 0 0 7 ) 以供应商和采购商组成总成本最优为目的，建立了考虑运输成本的j i t 采购批量 分割决策模型。针对运输成本是运输重量不规则函数的事实，应用费率模拟函数 估算运输成本，分别导出了面向整车运输和零担运输的决策模型。彭作和，田澎 将传统采购中的数量折扣同j i t 采购结合起来，建立了一个基于数量折扣的综合模 型，分别研究了全单位数量折扣和累进制数量折扣两种情况下的j i t 采购，给出了 模型的算法和算例，明显节省了采购成本。蔡培，王睿从采购总成本的角度建立 了基于数量折扣的j i t 采购模式，在采购批量带来的价格折扣和库存成本的增加 之间实现了一定的平衡。何佑梅，曾金平【1 9 1 ( 2 0 0 7 ) 通过制定一个合理的价格 折扣范围，提出一种改进的订货策略一n 阶段订货策略，使供应链整体利润最大 化，同时使供需双方达到双赢。 供应商的选择与评价一直都是供应链管理的一个重点内容，国外的研究始 于2 0 世纪6 0 年代，此类问题的研究最常用的方法就是数学规划法、多目标决策 法、基于成本最优的方法、概率统计方法等。数学规划方法主要有线性规划法 ( p a n t 2 0 1 ，1 9 8 9 ) 、( t u r n e r t 2 1 1 ，1 9 8 8 ) ，混合整数规划( n a r a s i m h a n t 2 2 1 ，1 9 9 2 ) 、 ( r o s n t t h a l ，z y d i a k t 2 3 1 ，1 9 9 5 ) 、( s a r k i s ，s e m p l e 2 4 1 ，1 9 9 9 ) 、( c r a m a ，p a s c u a l 2 5 1 ，2 0 0 4 ) ，多 目标规划( w 曲c l 】n 蜘【2 6 1 ，1 9 9 3 ) 、( w e b e r , d e s a i t 2 7 1 ，1 9 9 6 ) 、( w e b e r , c u r r e n t l 2 8 1 ，2 0 0 0 ) ， 层次燃( b a r b a r o s o g l u t 2 9 1 ，1 9 9 7 ) 、( t a m ，t u m m a l a 3 0 】，2 0 0 1 ) ，另外许多学者将其 中几种方法结合起来解决供应商选择与评价问题，比a h p 与线性规划的结合、 a h p 与混合整数规划的结合、a n p 与多目标规划的结合等等。 有关供应商选择的理论研究较为成熟，但是将供应商选择评价与订单的分 配结合到一起进行研究的文献较少，h a m m a m i t 圳( 2 0 0 3 ) 从供应链网络角度采用 a h p 法提出了供应商选择和订单分配的数学模型。h a z r a 3 2 1 ( 2 0 0 4 ) 分析了将采购 商的需求合理分配到多个供应商使得总的成本最低。t a l l u r r , n a r a s i m h a n t 3 3 1 ( 2 0 0 4 ) 采用数据包络分析( e d a ) 和统计学方法对供应商的选择与订单分配进行了研究， c h o i ，c h a n g 3 4 1 ( 2 0 0 6 ) 提出了两阶段的语义最优化模型用于解决电子采购问题。 d e m i r t a s ，u s t u n 3 5 1 ( 2 0 0 8 ) 采用网络分析法( a n p ) 和多目标混合整数规划相结合 3 ll 青岛人学硕l ：学位论文 的方法选择最优的供应商以及分配给他们最合适的供货量。 国内关于订单分配的研究较少，并且多集中在近期，张翠华，朱宏，马林【3 6 】 ( 2 0 0 6 ) 针对多供应商环境下j i t 采购的订单分配问题，提出了一个在满足一定 送货及时率及采购策略条件下生产商的采购总成本最小化模型，并用遗传算法实 现求解。王贤斌，周宝刚【3 7 】( 2 0 0 7 ) 考虑了多目标性和模糊性，为供应商选择 和采购量的分配提出了一个集成的决策模型，并采用最大满意度法求解。关志民， 周宝刚( 2 0 0 8 ) 建立了模糊需求和价格折扣并存的条件下采购量分配问题的模糊 多目标混合整数规划模型，并借助于两阶段法求解。 1 3 主要的研究内容和采用的主要方法 本文拟研究内容主要集中在以下几点： ( 1 ) 常用的订货系统和j i t 订货系统的区别与联系，描述a n p 基本原理和订 单分配方法。 ( 2 ) 在j i t 小批量、多频率供货的条件下，比较单独采用供应商或采购商成 本最优策略的情况和采用基于供应链总成本最低的最优策略，从有利于节约成本 和加强合作的角度指出基于供应链的j i t 采购的优越性。 ( 4 ) 将a n p 和订单分配相结合，并加入多品种物料或产品的采购这一条件， 更贴近当今企业准时化采购管理的实际情况，这也是本文研究的重点与难点。 本文解决问题拟采取的方法： ( 1 ) 在单源供货的情况，建立基于供应链的使供需双方总成本达到最优的模 型，计算出供应商最优生产批量珐、采购商最优订货批量绋和每单采购量的最 佳送货次数n 。并用m a t l a b 软件计算各个变量之间的关系，绘出变量关系图， 以便于更加直观地进行分析。 ( 2 ) 采用a n p 与线性规划相结合的方法，建立供应商的a n p 评价体系，综合 考虑了众多定性的、定量的和相互之间存在关联影响的评价因素，将a n p 的求解 方法和线性规划方法相结合，扩展单源供货模型，并采用实例进行求解。 ( 3 ) 在多品种采购的情况下，首先采用整数规划法进行多供应商的选择，并 写出详细的求解步骤；选择出需要供货的供应商之后，进行订单的分配计算，同 样采取线性规划方法建立模型，并用实例进行计算验证。 4 1jl1-11，1 11j1 第_ 二章一般订货模型和甚于a n p 的订单分配问题 第二章一般订货模型和基于a n p 的订单分配问题 2 1 非准时化送货模式下的订货系统 2 1 1 固定订货量系统 固定订货量系统要求规定一个特定的点r ( 订货点) ，当库存水平达到这一 点的时候就应该进行订购，每次订购批量均为一个固定的值q ( 该订货量使得系 统总库存成本最低) 。最常见的就是e o q 模型和基于e o q 模型扩展而来的经济 订货批量模型。 计算经济订货批量的目的是为了平衡订货成本和存储成本之问的关系，使得 库存总成本最小。最简单的e o q 模型为了求解方便，作了如下假设： ( 1 ) 需求稳定，单位时间内的系统需求恒定，设年需求量为d ( 2 ) 订货提前期l 不变 ( 3 ) 每次订货批量q 一定 ( 4 ) 每批订货一次入库，入库过程假设在极短时间内完成 ( 5 ) 订货成本c ，单价p 和单件物品储存成本( 以单价p 乘以费率h 来 计算) 固定不变 ( 6 ) 不允许出现缺货现象 库存总成本用订货成本和存储成本之和来表示： t c ：c x d + p h 垒 对q 求导，然后解得： e o q = 藤 5 i i - r lf，ilriir l l 青岛人学硕i ：学位论文 库 存 量 q r 图2 1 经济订货批量库存控制模型 如图2 1 所示，固定订货量库存控制系统下，每次订购的货物数量都为q ， 每当仓库中上次订购的货物恰好消耗完毕时，下批货物正好送到；订货点r 恰 好为提自仃期l 内的需求量。 在实际的生产活动中，市场需求和供应商送货所需的时间往往是不确定的， 一旦当提前期内市场需求变大或者供应商送货时间延迟的时候，订货点的货物已 经无法满足生产的需要，那么就发生缺货现象，缺货将会使生产型企业被迫停产 和发生脱销，对于销售利润和企业的形象都会造成较严重的损失。所以为了预防 供给和需求过程中发生的不确定性因素，企业在采购的时候往往会比预期需求量 多采购些，这些存货量称之为安全库存。具有安全库存的订货模型如图2 2 所示： 库 存 丑 里 q r b 图2 2 具有安全库存的固定订货量模型 6 时间 1jij1l】1l-1，】1 第_ 二章一般订货模型和基于a n p 的t j 单分配问题 b 即为安全库存量，安全库存量的大小也要合理，多了虽然能有效规避缺货 风险，但是使得企业平均库存水平增加，给企业带来较大的库存压力；如果安全 库存量较小，则起不到降低缺货风险的作用。一般来说，用满足用户需求的能力 ( 服务水平) 来计算合适量的安全库存，前提是要知道需求满足的概率分布情况。 假设需求满足标准正态分布的时候，安全库存量b 的计算公式如下： b = z 盯( 其中z 为需求量标准正太偏差，盯为标准差) 此时订货点r ： r = e ( m ) + z 宰盯( e ( m ) 为提前期内期望需求肇) 2 2 2 固定间隔期系统 在定期订货系统中，库存只在特定的时间进行盘点，例如每周一次或每月一 次，当供应商走访客户并与其签订合同或某些顾客为了节约运输费用而将他们的 订单合在一起的情况下，必须定期进行盘点和订购，另外一些企业实施定期订货 系统是为了促进库存盘点。例如，销售商a 每两周打来一次电话，则员工就明 白所有销售商a 的产品都应该进行盘点了。经济间隔期就是在定期订货系统中 使总库存成本最低的订货间隔期，经济订货间隔期决定某项或数项物品应在何时 一起发出订单和订多少的问题( 即物品的订货都是按照固定的时间周期进行的) 。 固定间隔期系统( 每个订货周期内需求速度发生变化时的情况) 如图2 3 所 示，设定一个检查库存的间隔期t 和最高库存量e ，每当检查库存的时候，根据 最大库存量e 和现有存货量的差额作为下批货物采购的数量。 7 -li irlr、il， 青岛人学硕i j 学位论义 存 货 量 e 时间 图2 3 固定同隔捌系统模型 固定间隔期系统的基本i 口- j 题是确定订货间隔期t 和最高库存数量e 。对于基 本订货间隔期模型而言，其假设和基本经济订货量模型的假设相同。年库存总成 本t c 如下表示： t c ：，竹c + d p h 其中所= ；，为年订货或检查次数； 旦：丝，为平均库存量； 2 m2 丁：上，为订货间隔期，以年计； 其他字母含义同前。 令总成本函数对订货间隔期t 的一阶导数等于零，得出最佳订货间隔期： 瓦= 焉 最优年检查次数： 耻去= 謦 ，ll】，1l11 1 第一二章一般订货模型和基于a n p 的订单分配问题 另外，在确定性需求的情况下，订货提前期内物品消耗设为i ，订货间隔期 t 内物品消耗量为q ，故最高库存数量e 由下式给出： e = d ( t + ) 2 2 3 一次性订货量系统 一次性订货量系统研究在一个时期内仅仅采购一次或仅能安排一次批量生 产的物品的库存控制问题。它适用于下列两类物品的库存控制：一类是偶尔发生 需求的某种物品；另一类是经常发生不确定性需求的某种市场寿命非常短促的物 品。 由于在一定时期内不能进行重复订购，如果订货量大于需求量，积压部分就 要在引起某种损失的情况下进行处理；如果订货量小于需求量，就会造成销售利 润的损失。 由于一次性订货量系统较长时间内只发生一次性的需求，也称作单周期库存 问题，所以在对这类问题进行处理的时候考虑的两个最主要的因素就是提前期的 长短和需求量的多少。当提前期和需求都为确定量的时候，只需在提前期订购需 求量大小的物资就会恰好保证需求期内物资的需求；当两者之间有一个量为不确 定的情况下，就需要对不确定的变量做出合理的预期，以使做出的采购决策使得 库存成本最低：当两者都为不确定的时候，库存问题的处理会变得更加复杂。 这里只简要介绍两变量之中一个为不确定的时候的库存控制方法t ( 1 ) 已知需求量与可变提前期情况下的决策方法 当需求量已知时，一次性订货量就等于需求量。假如不允许缺货，那么订单 应该在尽可能长的提前期之前发出( 从历史提前期选出最长的作为下次订货的提 前期) ；如果允许缺货发生，那么可以根据允许的缺货概率或服务水平来确定提 前期的长短，当然前提是要知道提前期的概率分布情况。 ( 2 ) 已知提前期与可变需求量情况下的决策方法 常见的主要有两种方法，期望值法和边际分析法： 期望值法，是根据需求量的概率分布，计算每种采购情况下将会获得的期望 利润或者消耗的期望成本，通过对比( 常用益损表来计算) 找出使得期望利润最 大或期望成本最小的订货批量，此订货批量即作为采购决策的参考值。 边际分析法原理就是只要当期望边际利润加期望边际缺货成本的节约额大 于期望边际损失，就应该增加该单位的订货。应将现有订货量增加一单位的条件 9 青岛人学硕i ：学位论文 是： p 边际损失( 边际利润+ 边际损失+ 边际缺货成本节约额) 其中p 为该单位能销售出去的概率( 只要该单位能够销售出去的概率不小 于p ，就应该增加该单位的订货) 。 2 2jlt 准时订货系统 准时生产方式( i u s t i n t i m e ，简称j i t ) 的基本思想最初由同本丰田汽车制 造公司提出，在2 0 世纪7 0 年代初期开始实施，旨在满足顾客对产品种类、颜色 和型号的不同需求，并力图达到及时供货的要求。2 0 世纪7 0 年代后期，j i t 在 同本企业中得到迅速推广，并自2 0 世纪8 0 年代初以来，作为一种先进的生产运 作管理方式，在西方许多国家和一些亚洲国家中得到了愈来愈广泛的重视和应 用。j i t 的出现顺应了时代要求和市场变化的特点，经过几十年的实践，已成为 具有一套包括从企业经营理念：管理原则到生产组织、计划与控制以及作业管理、 人力资源管理等在内的较完整的理论和方法体系。其生产过程控制和库存管理的 基本思想一反传统生产运作管理中的历来的观念与方法，在生产管理史上具有重 要而独特的意义，对丰富和发展现代生产运作管理理论具有重大的影响。 2 2 1jit 库存管理基本目标 j r r 是一种以消除所有浪费为基础的生产方式，通过生产经营体系本省的不 断完善，才能持续提高生产率，提高效益。它包含了生产最终产品所需的所有生 产活动的成功执行，从技术设计到交货，也包含了原材料转化的所有阶段。 j i t 库存管理的主要目标如下： ( 1 ) 只在需要时才存在库存 ( 2 ) 改进质量，实现零缺陷 ( 3 ) 通过减少准备时间、等候时间和批量来缩短交货时间 ( 4 )消除浪费 ( 5 ) 以最小成本完成任务 j i t 生产方式认为。库存是一种浪费，是隐藏生产经营过程中各类弊端与缺 陷的温床，是生产系统设计不合理、生产过程不协调、生产操作不良的体现。库 存的存在掩盖了生产中存在的许多问题，如机器故障、质量缺陷、过长的操作准 备时间和作业更换时间、较大的生产批量、作业计划不当、工序之间缺乏协调和 1 0 第_ 二章一般订货模型和皋于a n p 的订单分配问题 非均衡生产等。 j i t 生产方式主张从根本上解决这些问题，来达到降低库存的目的。当库存 水平降低时这些问题就会逐渐暴露出来，这时就必须解决这些问题，否则就会影 响生产的顺利进行，当问题解决后，通过各种方法再进一步降低库存，进一步暴 露潜在的问题并解决之，这样生产系统就会不断得到改进，企业产品的生产能力 和质量水平都会得到提高，从而降低经营成本和提高竞争力水平。 2 2 2jit 供货模型 为了实现j i t 生产准时供应，按需供货的要求，j i t 供货采取小批量、多频 次的送货方式，满足“在恰当的时问、以恰当的数量、以合格的质量送到恰当的 地点”，消除了在供应环节的浪费。 因为j i t 供货采取一次采购、多次小批量的送货方式，所以在j i t 供货系统 中需要将运输费用考虑在内，生产加工型企业的j i t 库存模型如图2 4 所示( 每次 送货量为q ，送货间隔期为q d ) ： 图2 4 生产加工型企业的d 1 1 库存模型 参数符号说明： c 采购商每单货物订购固定成本 d 采购商年需求速率 c b 采购货物的单价 r b 采购商单位货物年库存持有费率 1 1 每采购一单货物运送的次数 q 采购商采购批量 问 lrl， 青岛人学硕f ：学位论文 q 每次送货的数量 f 每次运货花费的成本 ， 经典的采购模型将采购商的费用分为三个部分：订货费用、库存费用、接货 费用，公式如下： t r c 矗( g ，刀) = c d ( n q ) + r a c 口q 2 - i - f d q 分析以上公式可以得知每批采购量越大，每批送货次数越多，则采购商总成 本越低，但是伴随着采购量的增大，采购方选择其他供应商的机会就会丧失，生 产柔性就相对降低，故引入b ，得到新的采购商成本表达式： t r c 口( g ，n ) = c 占d ( n q ) + r b c 8 q 2 + f d q + l 口c 口( n q ) 2 简化成：t r c s ( g ，刀) ：趔+ q y b ( 刀) g 其中卅。( 却嗍：t r b c b + l b c s n 对( 1 0 ) 式求导，得最优的每次送货批量： 将g ：伽) 代入( 1 0 ) 式，得采购商最低成本的表达式： ( 1 1 ) 式代入( 1 2 ) 式，然后对n 求导，得最优的送货次数n 卡： 刀2 综上，采购商最优的订货量：a ：= 拧q ： 1 2 jjllll j1j1lj1 第一二章一般订货模型和堆十a n p 的订。单分配问题 2 3a n p 与订单分配 a n p 为供应商的选择评价提供了一种广泛适用的方法，主要分为两步：( 1 ) 首先是面对较多数量供应商进行的预筛选；( 2 ) 其次是利用a n p 方法对预选来 的供应商按照评价标准进行数学运算，得出其优先权重。 当今残酷的市场竞争环境中，平均利润越来越微薄，顾客对产品质量和供货 准时性的要求越来越严格，企业不得不利用物流中的每一坏节来充分实现管理过 程的最优化。为了实现这一目标，学者和企业家们得出了同样的结论：要使企业 保持持续的竞争力，它必须和供应链上其他企业精诚合作并且不断提高供应链的 整体竞争力。 在供应链的上游，供应商的好坏及相应的管理直接关系着整个供应链的效率 和服务水平，供应商的选择是对整个供应链能力起着最基本影响的制约因素之一 ( e k l e e ，2 0 0 1 ) ： ( 1 ) 在许多企业，企业购买原料或服务的成本占到产品销售收入的6 0 以 上： ( 2 ) 超过5 0 的产品质量问题最终都追溯到原料采购环节。 不仅原料采购成本花费大量资金，不慎的采购管理环节直接影响着产品质 量，而且在追求高效的当代竞争环境中，供应商过程对客户需求的响应时问也正 成为企业评价供应商能力的重要衡量标准，企业的采购环节对企业的生存发展乃 至供应链的整体运作水平都起着至关重要的作用，从而按照严格合理的标准选择 合适的供应商也就成为采购部分最重要的任务，它能实现降低采购成本、提高协 同竞争力等作用。 在一套完善的评价体系面前，任何供应商都难以到达符合完美要求的状态。 比如说，某个供应商的产品质量非常好，但是其价格却较高；某些商家产品价格 低，质量讲究，但是送货效率却难以令人满意等等，所以在选择评价的过程中要 系统全面科学的对每个供应商进行公正仔细的评价，只有这样才会使结果更为理 想，决策才会更有利企业的发展。 有关“选择”的方法有很多，在绪论中已经做了列举和说明，比如d e a ( d a t a e n v e l o p m e n ta n a l y s i s ) 、l p ( l i n e a rp r o g r a m m i n g ) 、m a u t ( m u l t i - a t t r i b u t eu t i l i t y t h e o r y ) ，m o p ( m u l t i o b j e c t i v ep r o g r a m m i n g ) ，a h p ( a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ) ， a n p ( a n a l y t i c a ln e t w o r kp r o c e s s ) 等。 a n p 方法在多标准“评价选择”问题中的诸多优点以及求解工具的方便，本 1 3 童些叁兰丝! ：堂竺堡苎 论文研究供应商的评价选择也采取了a n p 建模的方法。 a n p 是t h o m a sl s a t t y l 9 9 6 年由a h p 改进而来，a h p 是一种广泛应用于多 标准决策问题的方法，然而a h p 一个重要的前提就是假设各个标准之间和各个 子标准之间是相互独立的、互不影响的，而现实世界中这几乎是不可能的，各个 标准之间或多或少都是相互制约、相互影响的，比如与成本相关的标准和质量相 关的标准之间就存在着联系，质量越好的原料或零件往往采购花费的成本要高一 些，还有送货时间往往和成本也存在必然联系等等。a n p 与a h p 结构上的区别 如图2 1 所示： ( a ) g o a l ( b ) 图2 1( a ) a h p 结构示意图( b ) a n p 结构示意图 a n p 正解决了这种矛盾，它允许各个标准之间不是独立的，而是相互影响的， 因此其应用更为广泛，在能源规划、产品设计、设施配置等方面都有较为成熟的 应用。与a h p 相比，a n p 提供了一种更为实用的模型来解决各个层次标准之间 和层次内标准与标准之间不相互独立情况下的决策问题。 网络图中结点表示评价体系中各个层次的标准，箭头表示它们之间的影响及 联系，为了能准确真实的反映实际的决策问题，各个标准之间所有的影响都必须 被考虑在内。比如在图1 中x y 就表示y 标准( 组) 取决于x 标准( 组) ( 或 者说x 决定y ) 。 订单分配问题常与供应商评价相结合，根据供应商优劣的权重做出订单分 配的比例。有关供应商选择的理论研究较为成熟，但是将供应商选择评价与订单 的分配结合的研究较少，从供应链网络角度采用a h p 法提出了供应商选择和订 1 4 j j，1l_1，j11_-11 第一二章一般订货模型和雄十a n p 的订单分配问题 单分配的数学模型，或者采用数据包络分析( d e a ) 和统计学方法对供应商的选 择与订单分配进行了研究，有的用两阶段的语义最优化模型来解决多品种采购问 题。本文采用网络分析法( a n p ) 和最大效用值的线型规划相结合的方法选择最 优的供应商以及分配给他们最合适的供货量。 1 5 lir-l， lif-lir i i - i 青岛人学硕i ? 学位论文 第三章基于供应链的j it 单源供货策略 要建立基于供应链的j i t 供货模型，必须将供应商和采购商的成本统筹考虑， 计算出使得供需双方总成本最小的采购批量、送货量和送货周期。为了研究多源 供货的情况，首先研究单一供应商单一采购商，不允许缺货的准时化供货策略， 采取一次采购多次送货的方式，那么基于供应链的供需双方总成本最小的采购模 型建立如下： 3 1 参数符号说明 a 采购商每单货物订购固定成本 k 供应商组织一次生产花费的固定成本 d 采购商年需求速率 h b 采购商单位货物年库存持有费用 h s 供应商单位货物年库存持有费用 n 每采购一单货物运送的次数 p 供应商年生产速率 q 采购商采购批量 q 每次送货的数量 f 每次运货花费的成本 l 每次送货的时间间隔 1 6 ，111，1，jj-1、1j1 第三章皋十供应链的j i t 单源供货策略 缈甲 送掣搏j +，化二 ， 1t 菇， v 采购商的库存变化曲线 降卜r 卜卜 时h j 图3 1j i t 采购库存量变化示意图 3 2 模型说明及建立 对于采购商来说，因为需求速率恒定，我们假设下次送货之时，仓库内的货 物正好消耗完毕；另外此模型中我们假设由采购商负责组织货物运输( 可以减轻 供应商因为库存费用产生的压力，从而促进合作) 。采购商的费用c b 主要由采购 的固定成本、库存成本、运货成本三部分组成，表达式如下： c