（运筹学与控制论专业论文）易变质产品的定价库存决策模型.pdf

原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：i 互邀 日 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或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；本人授权山东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、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：童曼丝导师签名：论文作者签名：珥曼丝导师签名： 山东大学硕士学位论文 易变质产品的定价库存决策模型 杨波 ( 山东大学数学院系统科学学院，济南，2 5 0 1 0 0 ) 摘要 进入2 l 世纪，随着信息化技术的迅速发展，全球化市场的逐步形成，企业面 临着在全球范围内竞争资源与市场，旧的管理模式己经不能适应这种新的需要。 在全球经济一体化的大环境下，竞争更加激烈，并且已经由单一企业之间的竞争 发展为供应链之间的竞争。供应链管理在这种背景下应运而生，并逐渐变成企业 发展的方向。随着供应链管理思想的提出，传统的库存控制理论面临着挑战。供 应链环境下的库存问题和传统的库存问题有许多不同点，这些不同点正体现了供 应链管理思想对库存管理的影响。库存管理是生产管理中一个古老的课题，也是 供应链管理研究中的一个非常重要领域，很多新系统、新概念的出现都产生于对 库存这一基本概念的深入研究基础之上。在供应链管理模式下，库存管理是供应 链管理的重要内容，库存量的高低不仅影响着单一企业的综合成本，而且也制约 着整条供应链的性能。 本文在分析国内外对易变质产品的研究历史、现状和发展的基础上，结合作 者近几年的学习体会，重点研究了易变质产品的定价和库存决策问题。 本文第一部分概括论述了供应链管理及库存管理的相关理论，对国内外关于库 存尤其是易变质产品的库存管理策略研究进行了总结。对本文所作的主要工作做了 简要的叙述。 本文第二部分通过引入质量指标这一概念来描述一类具有固定生命周期、整 体质量衰退的易变质产品的变质特性，在假设常数需求率、允许缺货且部分短缺 量拖后条件下，建立了供应商和订货商的库存模型，从联合决策和各自单独决策 两种情况、以平均总成本最小为目标分析了双方的的最优订货策略，得到了最优 解，通过数值算例对联合决策和单独决策的双方策略进行了比较，说明联合决策 山东大学硕七学位论文 可以节约整个供应链的成本。 第三部分在假设价格影响需求率、订货商的产品售价受供应商提供的批发价 格影响、不允许缺货条件下，从供应商与货商单独决策和联合决策两个方面分析 了生产、定价、库存策略。算例说明买卖双方联合决策能降低供应链整体的成本， 显示出比单独决策的优越性。通过成本转移，使得买卖双方的平均总成本都得到 适当的降低，从而激励双方参与到联合决策中。 关键词：供应链管理，库存管理，易变质产品，质量指标，价格影响需求率率 2 山东大学硕士学位论文 am o d e lo fp r i c i n g - i n v e n t o r yp o l i c yf o rd e t e r i o r a t i n gi t e m s y a n g b o ( s c h o o lo fm a t h e m a t i c sa n ds y s t e ms c i e n c e , s h a n d o n gu n i v e r s i t y , j i n a n , 2 5 0 1 0 0 ) i n2 1 s t c e n t u r y ，w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h ei n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , t h e t a k i n gs h a p eg r a d u a l l yo fg l o h a l i z a t i o nm a r k e t ，e n t e r p d s e s f a c ec o m p e t i n gf o rt h e 脚u r c ea n dm a r k e ti nt h ew o d d ，t h eo l dm a n a g e m e n tm o d ec a n ta l r e a d ym e e ts u c h n e wn c c d u n d e rt h eb a c k g r o u n do f e c o n o m yg l o h a l i z a t i o n ，m a r k e tc o m p e t i t i o ni sm o r e v e h e m e n t ，t h ec o m p e t i t i o nb e t w e e ne n t e r p r i s e sh a st o mi n t oc o m p e t i t i o nb e t w e e n s u p p l yc h a i n s t h es u p p l yc h a i nm a n a g e m a n t ( s c m ) a r i s e sr a p i d l ya n dg r a d u a l l yt u r n i n t ot h en e wd i r e c t i o no fe n t e r p r i s em a n a g e m e n tu n d e rt h i sk i n do fb a c k g r o u n d w i t h t h ed e v e l o p m e n to fs u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t , t h et r a d i t i o n a li n v e n t o r yc o n t r o lt h e o r y f a c e st h ec h a l l e n g e ，t h e r ei sag r e a tg a pb e t w e e ns u p p l yc h a i ni n v e n t o r ya n dt r a d i t i o n a l i n v e n t o r yt h e o r y i n v e n t o r ym a n a g e m e n ti so n e o f t h eo l d e s tt o p i c s h o w e v e r ，i t so l d d o e s n tm e a na ni g n o r a n c eb ye n t r e p r e n e u r sa l ls c h o l a r s i n s t e a d ，w i t ht h es c h o o lo f m a n a g e m e n ts c i e n c ea n dw i d e l ya p p l i c a t i o no f c o m p u t e r ，e s p e c i a l l yt h ea p p e a r a n c eo f s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ，t h i sa n c i e n tf i e l dh a sa l w a y sb e e nt h ef r o n t i e ri np r o d u c t i o n m a n a g e m e n tr e s e a r c h e s t h ef o r m i n go fm a n yn e ws y s t e m sa n dn e wc o n c e p t sa r e b a s e do nt h et h o r o u g hs t u d i e sa n dt h o u g h t so nt h eb a s i cc o n c e p to fi n v e n t o r y n o w ， i n v e n t o r ym a n a g e m e n ti sav e r yi m p o r t a n tp a r to fs u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ( s c m ) b a s eo nb o t hd o m e s t i ca n df o r e i g na n a l y s i so ft h eh i s t o r y ，c u r r e n ts i t u a t i o na n d f u t u r ed e v e l o po f i n v e n t o r yo f d e t e r i o r a t i n gi t e m s t h et h e s i sg i v e sas t u d yo ni n v e n t o r y a n dp r i c i n gp o l i c yf o rd e t e r i o r a t i n gi t e m s i nt h es e c o n dp a r to ft h i sa r t i c l e , t h r o u g hu s i n gan e 婀, - c o n c e p t - q u a l i t yc o n d i t i o n t od e s c r i b et h ed e t e r i o r a t i o nc h a r a c t e r i s t i co fak i n do fd e t e r i o r a t i n gi t e m sw h i c hh a v e t h ef i x e dl i f ec y c l ea n di t sq u a l i t yo v e r a l ld e t e r i o r a t e u n d e rt h ea s s u m p t i o no f c o n s t a n t 3 山东大学硕十学位论文 r a t eo fd e m a n d ，s h o r t a g e s b a c k l o g g i n gp a r t i a lw i t hb u y e r , i n v e n t o r ym o d e lo fs u p p l i e r a n db u y e ri sd e v e l o p e d ，a n dd e v e l o p st h ei n t e g r a t e ds u p p l i e r - b u y e rs t r a t e g ym o d e la t c o s tm i n i m i z a t i o n an u m e r i c a le x a m p l ea r ep r e s e n t e dt oi l l u s t r a t ei n t e g r a t e ds t r a t e g y i sb e t t e rt h a ne i t h e rt h es u p p l i e ro rb u y e rd e c i d ei n d e p e n d e n t l y u n d e rt h ea s s u m p t i o no fp r i c e d e p e n d e n td e m a n dr a t e ，t h ew h o l e s a l e p r i c o - d e p e n d e n ts e l l i n gp r i c e ，a n dw i t h o u ts h o r t a g e ，i ts t u d i e s t h e p r o d u c t - p r i c i n g - i n v e n t o r ym o d e lo ft h es u p p l i e ra n db u y e r , a n dd e v e l o p st h ei n t e g r a t e ds t r a t e g yo f s u p p l i e ra n db u y e r an u m e r i c a le x a m p l ei sp r e s e n tt oi l l u s t r a t e t h es u p c d o d t yo f c o o p e r a t i v ep o l i c e 。a n dt h et o t a lc o s to f s u p p l yc h a i ni sd e c l i n e d t h r o u g hs u p p l i e rs h a r i n gt h es a v e s w i t ht h eb u y e r , t h ec o o p e r a t i o nb e t w e e ns u p p l i e ra n db u y e r b er e a l i z e d k e y w o r d s ：s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t , i n v e n t o r ym a n a g e m e n t , d e t e r i o r a t i n gi t e m s , q u a n t i t yc o n d i t i o n ，p r i c e - s e n s i t i v ed e m a n dr a t e 山东大学硕士学位论文 第一章供应链管理及库存管理概述 1 1 供应链及供应链管理概述 1 1 1 供应链及供应链管理的产生 j a yf o r e s t e r 在二十世纪六十年代提出的生产分配系统可以被认为是研究供应 链的开始。2 0 世纪8 0 年代，全球经济一体化的浪潮以及计算机与通信技术的发展， 使企业面i 笛新的机遇和挑战，企业面临着不断急剧变化的市场需求及缩短交货期、 提高质量、降低成本和改进服务的巨大压力。在这一背景下，供应链的概念应运 而生，并得到了广泛的应用，逐步成为一种新的管理模式一供应链管理( s u p p l y c h a i nm a n a g e m e n t ，s c m ) 。通讯与运输技术的不断发展( 如移动通讯、互联网、 隔夜送达) ，促使供应链及管理技术也不断发展。 进入2 0 世纪9 0 年代以来，供应链管理已经成为现代企业的主要管理模式。 供应链管理思想的运用，使企业不仅能够面对激烈的国际市场的竞争压力，而且 能够承受市场不确定性和技术迅速革新等因素的影响，充分挖掘自身潜力，增强 企业的核心竞争力。 1 1 2 供应链及供应链管理的定义 供应链目前尚未形成统一的定义，许多学者从不同的角度出发给出了许多不 同的定义。 h a n d f i e l d 和w e s t b r o o k 这样定义供应链和供应链管理：“供应链包含产品从原 材料阶段到到达最终用户的过程中与产品流动和转换相关的所有活动，以及相关 的信息流。物资和信息都是沿着供应链自上而下地流动。供应链管理通过更加完 善地供应链关系将这些活动整合起来，从而获得持续的优势。”h a r l a n d 、s c o t t 与 w e s t b r o o k 等也给出了他们对供应链和供应链管理的定义。b a a t z 进一步将供应链 管理扩展到物资的再生或再利用过程。 2 0 0 1 年我国发布实施的物流术语国家标准( g b t 1 8 3 4 5 - 2 0 0 1 ) 对供应链 的定义是：“生产及流通过程中，涉及将产品更新换代或服务提供给最终客户的上 游或下游企业，所形成的网络结构。”对供应链管理的定义是：利用计算机网络 技术全面规划供应链中的商流、物流、资金流等，并进行计划、组织、协调与控 山东大学硕士学位论文 制等。” 总部设在美国俄亥俄州立大学的全球供应链论坛( g l o b a ls u p p l yc h a i n f o r u m ，g s c f ) 将供应链定义为：“为消费者带来有价值的产品、服务以及信息的、 从源头供应商到最终消费者的集成业务流程。” 1 1 3 供应链管理的特点 从对供应链的界定中不难看出，供应链管理始终以客户为中心，强调供应链 上伙伴间的合作与“双赢”，它表现为以下特点： ( 1 ) 以客户为中心。供应链管理的本质是满足客户的需求，供应链上的每个 成员以最低的成本和费用持续可靠的满足客户的需求。 ( 2 ) 跨企业的贸易伙伴之间密切合作、利益共享、风险共担。 ( 3 ) 强调体化的精细管理。供应链上的核心企业，除了核心业务外，其余 的业务都是来自于外部，即按照市场规则将内部业务社会化，按照核心企业需求， 将具有不同核心能力的企业及资源整合起来，使得组织边界变得更加模糊，供应 链管理则成了一项高度互动而复杂的系统工程。 ( 4 ) 注重信息技术的集成应用信息技术是提升整个供应链运作效率的重要保 障之一。信息技术的支撑降低了伙伴间的交易成本，可使合作伙伴及时获取有效 信息，快速反应，来满足客户的需求。 ( 5 ) 注重供应链的动态优化管理。 1 1 4 供应链管理的目标 供应链管理的目标在于追求效率和整个系统的费用有效性，使系统总费用达 到最小。因此，供应链管理的重点不在予简单的使运输成本最小或降低库存，而 在于采用系统的方法来进行供应链管理。具体表现在：根据市场需求的扩大，提 供完整的产品组合：根据市场需求的多样化，缩短从生产到消费的周期：根据市场需 求的不确定性，缩短供给市场和需求市场的距离；根据物流在整个供应链体系中的 重要性，企业要克服各种损益，从而降低整个物流成本以及物流费用水平，使得 整个供应链中鲍摩存下降，并且通过供应链中的各项资源( 人力，市场、仓储、生 产设备等) 运作效率的提升，赋予经营者更大的能力来适应市场的变化并做出及时 的反应，从而做到物尽其用、货畅其流。 1 1 5 供应链管理的主要内容及方法 6 山东大学硕士学位论文 供应链管理主要涉及到四个方面：供应( s u p p l y ) 、生产计划( s c h e d u l ep l a n ) ，物 流( l o g i s t i c s ) ，需求( d e m a n d ) 。供应链管理是以同步化、集成化生产计划为指导， 以各种技术为支持，围绕供应、生产作业、物流、满足需求来实施的。供应链管 理主要包括计划、合作、控制从供应商到用户的物料和信息。供应链管理的目标 在于提高用户服务水平和降低总的交易成本，并且寻求两个目标之间的平衡。 在这四个方面的基础上，可以将供应链管理细分成职能领域和辅助领域。职 能领域主要包括产品工程、产品技术保证、采购、生产控制、库存控制、仓储管 理、分销管理等。辅助领域主要包括客户服务、制造、设计工程、会计核算、人 力资源、市场营销等。 供应链管理研究中所使用的方法包括：( 1 ) 线性规划和非线性规划，此方法 适用于确定性需求情形下的单阶段库存控制问题研究；( 2 ) 动态规划和马尔可夫 决策模型，适用于时间可分为多个周期的情形；( 3 ) 对策理论，适用于系统中存 在多个成员竞争的对策问题；( 4 ) 图论，适用于多节点之间的库存配置、运输问 题和区域划分问题等方面；( 5 ) 启发式算法和计算机仿真，是用于比较复杂模型 的近似最优解的求解问题和性能的分析评估 1 2 库存管理概述 供应链管理的发展是建立在一定的理论基础上的，库存理论、采购理论，物 流理论和客户关系管理理论己经逐步成为支撑供应链管理发展的理论基础，库存 管理始终是企业生产经营过程中不可缺少的重要组成部分，是实现价值链增值的 重要环节。在供应链管理模式下，库存管理是供应链管理的重要内容，库存量的 高低不仅影响着单一企业的综合成本，而且也制约着整条供应链的性能。 1 2 1 库存的定义 库存具有狭义与广义两种定义：狭义的观点认为，库存仅仅指在仓库中处于 暂时停滞状态的物资。从广义的观点来看，库存表示用于将来目的、暂时处于闲 置状态的物资。这里需要明确两点：第一，资源停滞的位置可以是仓库、生产线、 或者车间里，也可以是非仓库的任何位置( 如车站、机场、码头等流通节点) ，甚 至可以是在运输途中g 第二，资源的闲置的原因大致有：主动的各种形态的储备， 被动的各种原因的超量存储、完全的积压等。 山东大学硕士学位论文 1 2 2 库存的作用与弊端 “库存是一个必要的恶魔”。也就是说，库存的存在有利有弊。一方面，企业内 持有库存主要有一下几方面的积极作用：( 1 ) 使企业获得规模经济。即可以利用 数量折扣的好处。( 2 ) 平衡供求方面的关系。( 3 ) 有助于物流系统的优化。( 4 ) 预防需求和订货周期的不确定性，提高客户服务水平。( 5 ) 在某些领域起到缓冲、 调节的作用，增强生产计划的柔性。( 6 ) 防止通货膨胀和价格波动。 另一方面，库存也会给企业带来不利的影响，主要体现在一下几个方面：( 1 ) 占用大量资金。( 2 ) 产生库存成本。( 3 ) 掩盖企业在生产经营中存在的各种问题。 1 2 3 库存的分类 考虑问题的出发点不同，意味着库存分类方法的不同，从不同的角度可以对 库存进行不同的分类。 按库存在生产中的作用分类，库存可以分为：主要原材料库存、辅助材料库 存、燃料和动力库存、修理备用件库存。 按库存物资所处的状态分类，库存可以分为：原材料库存、产成品库存、部 件库存、备件库存，在制品库存。 按库存的用途( 目的) 分类，库存可以分为：经常性库存、安全库存、季节 性库存。 根据资源需求的重复程度分类，库存可以分为：单周期库存、多周期库存。 多周期库存又分为独立需求库存和相关需求库存两种类型。 1 2 4 库存控制决策 库存管理的目标是以最合理的成本使提供的服务达到客户所期望的服务水 平。在进行库存管理时应改侧重完成以下任务：保障生产供应、控制生产系统的 工作状态、降低生产成本。 在库存控制决策中，通常要考虑以下几个因素： ( 1 ) 需求特性因素。需求分为确定性需求和非确定性需求，还可分为规律变 化需求和随机变化需求，对不同类型的需求进行库存控制的复杂程度是不同的。 ( 2 ) 订货提前期。订货提前期是指从发出生产或订货指令到订购物资进入仓 库所需要的时间间隔。 ( 3 ) 自制与外购。通常企业在选择物资来源时可以采取外购，也可以考虑自 8 山东大学硕士学位论文 制。这两种方式各有利弊，企业可以根据自身情况选择。 ( 4 ) 服务水平。服务水平是指满足用户需求的百分比。高服务水平对应的是 高成本支出，因此以合理的成本提供一个客户可接受的服务是企业的目标。 ( 5 ) 库存成本。库存控制的一个重要目标就是对生产成本进行控制，因此 库存成本是库存控制决策对应主要考虑的因素。库存成本主要包含以下几个方面： 订货成本。指企业为补充库存而进行订货时发生的各种费用的总和。订货成本 与订货次数有关，而与订购批量没有直接的联系。库存持有成本。指物资在库 存过程中发生的成本。主要包括物资在库存过程中发生交质、损坏、丢失等自然 损失费用。库存物资占用资金的成本以及仓库运营中的人工费、税金等支出。库 存持有成本的多少主要取决于物资的库存量与库存时间的长短。产品购买成本。 指购买产品的费用。缺货成本。指不能满足用户需求而产生的损失。缺货成本 由两部分组成，一是生产系统为处理延期任务而付出的额外费用。二是延期交货 对企业收入的影响，如延期交货的罚款等。如果缺货会引起需求流失即产生丢单 现象，还要考虑丢单引起的机会成本。 库存控制的目的，是实现对企业整体经营进行有效的监控和管理，以维持客 户服务水平和库存成本的的最佳平衡，以尽可能小的库存投资保持较高的客户服 务水平。库存控制要解决的两个重要问题是需求预测和订货批量的计算。传统库 存控制方法有： ( 1 ) 6 0 天订货法则。即每次重新订货时，订足够数量的产品，使得现有库 存与已订购产品的数量之和等于过去6 0 天的销售量。 ( 2 ) a b c 分类法。企业库存物资经常存在着这种规律：少数库存占用着大 部分的库存资金，而大多数的库存物资仅占全部库存资金的极小部分，即所谓的 2 0 - 8 0 原则。利用库存与资金占用之间的这种规律，并据此进行库存分类，便是库 存管理中的“a b c 分类法”。a b c 分类法正是在2 0 8 0 原则的指导下对物料进行分 类，以找出占用大量资金的少数物料，并加强对它们的控制与管理；对那些占用 少量资金的大多数物料，则施以较松的控制和管理。一般地，人们将占用了6 5 - 8 0 的价值的1 5 - 2 0 的物品划为a 类；将占用了1 5 - 2 0 的价值的3 0 - 4 0 的物 品划为b 类；将占用了5 1 5 的价值的4 0 - 5 5 的物品划为c 类。 对物品实施a b c 分类的目的就是要对不周种类的物品进行轻重有别的管理。 9 山东人学硕士学位论文 一般地说，对于低价值的c 类物品，应维持较高的库存以避免缺货，对于高价值的 a 类物品，则应利用省下来的资源( 时间和资金) ，集中力量进行分析与控制以减少 库存。具体地说，对于a 、b 、c 类物品，在确定控制的松紧程度、赋予优先权、 订购和登记存量记录等方面都应区别对待。 ( 3 ) 订货点法。这一方法是建立在客户需求不确定从而导致预测不准确但又 必须保证服务水平这一要求下的确定订货时间的方法，是指当现有库存量降到预 定的水平即订货点就开始订货的方法。该方法适用于具有相对连续的、需求稳定 的存货，并且可以使用经济批量或固定批量来计算订货批量。 ( 4 ) 经济订货批量( e o q ) 法。经济订货批量( e o q ) 的标准公式是： e o q ；2 c o d 、fl 。u 其中，e o q 是经济订货批量，c 0 是每次订货的固定费用，c f 是每年库存成 本，d 是年需求量，u 是每年单位成本。 该公式虽然简单易懂，也非常容易计算和分析，但其假设条件过于苛求，与 库存系统的现实情况离得太远，因此很难直接推广和应用。在实际应用中，必须 进行调整。 ( 5 ) 离散订货批量。分为批量对批量、定期订货批量、时间序列批量。 传统的库存管理仅仅是对自身库存物资的数量管理与控制，它们往往只是着 眼于自身库存成本的最小化，而把库存物资往其上游或下游厂商进行转移。供应 链管理中的库存问题与企业中的传统库存问题有所不同，它充分体现了供应链管理 思想对库存的影响。传统的库存主要是用来应付不确定性的，企业库存管理主要侧 重于优化单一的库存成本，从存储成本和订货成本出发来确定经济订货批量和订货 点，而在供应链管理环境下，供需双方可以通过战略合作和信息共享寻求使双方共 同获益的库存策略。供应链管理的理论和实践表明。增加供应链节点企业之间的联 系与协作，提高信息共享程度，用覆盖整个供应链的决策系统代替缺乏柔性和集成 度差的决策体系，使供应链各个节点企业都能清晰地观察到物流、资金流和信息流， 以达到更好地协调各个节点企业，降低供应链成本，减少各个环节的延迟时间，消除 信息扭曲的“牛鞭效应”的目的，已经成为实施供应链管理的关键。为此，供应链管理 环境下可以采取以下几种库存管理策略： 山东犬学硕七学位论文 ( 1 ) 供应商管理库存 供应商管理库存( v e n d o rm a n a g e m e n ti n v e n t o r y , 简称v m i ) 系统，是指供应商在用 户( 例如零售商) 的允许下，管理用户的库存，由供应商决定每一种产品的库存水平 和维持这些库存水平的策略。v m i 是建立在供需双方战略伙伴关系基础上的供应 链库存管理方法，它突破了传统的“库存是由库存拥有者管理”的模式，其特点是： 一方面信息共享，用户帮助供应商更有效地做出计划。供应商从用户处获得销售点 数据并使用该数据来协调其生产、库存活动与及用户的实际销售活动；另一方面， 供应商完全管理和拥有库存，直到用户将其售出为止，但用户对库存有看管义务 并对库存物品的损伤或损坏负责。实施v m i 的优点在于，首先供应商拥有库存， 对于用户来说，可以过程中不必要的控制步骤，使库存成本更低，服务水平更高； 其次，供应商拥有库存，供应商会对库存考虑更多，并尽可能进行更为有效的管 理，通过协调对多个用户的生产与配送，进一步降低总成本；第三，供应商能按 照销售时点的数据，对需求做出预测，能更准确地确定订货批量，减少预测的不 确定性，从而减少安全库存量，降低供货成本，同时，供应商能更快响应用户需求， 使得用户的库存水平也会降低。因此，实施v m i 不仅可以降低整个供应链的库存 水平、降低成本，还能为用户提供更高水平的服务，加速资金和物资周转，使供需 双方能共享利益，实现双赢。供应商管理库存模型如图i i 所示。 供应商用户 图i - 1 供应商管理库存模型 ( 2 ) 联合库存管理 联合库存管理是建立在经销商一体化基础之上的一种风险分担的库存管理模 式。联合库存管理借助现代信息系统技术。通过建立经销商一体化的战略联盟，把 各个经销商的库存联合在一起，实现联合优化的库存管理模式。联合库存管理强调 供应链节点企业同时参与，共同制定库存控制计划，使库存管理成为供需双方连接 蕲； 事o 山东人学硕士学位论文 的桥梁和纽带，实现供需双方的相互协调。供应链管理过程中的每个库存管理者都 能够从相互之间的协调性来考虑问题，保证供应链相邻的节点企业对市场需求的 预测水平保持一致，从而消除需求变异放大现象。任何相邻节点需求的确定都是 供需双方协调的结果，库存管理不再是各自为政的独立运营过程，而是供需连接 的纽带和协调中心。j m i 的适用于企业之闻的经济实力相当的供应链，不仅适用 于供应链上不同环节节点企业之间的合作，还适用于供应链上同一环节的企业之 间的合作。联合库存模型如图1 2 所示。 图1 2 联合库存管理模型 ( 3 ) 协同规划、预测与补给( c p f r ) 。这是一种协同式的供应链库存管理技术， 能同时降低销售商的存货量，增加供应商的销售量，其最大优势是能及时准确的 预测由各种促销措施或异常变化带来的需求率波动，从两使供应商和销售商都能 有充足的准备赢得主动。c p f r 的适用于节点企业之间形成紧密的战略合作伙伴 关系，分工协作性好，信息平台衔接好的供应链。随着企业间联盟的进一步形成， c p f r 将成为未来库存管理技术的发展方向。其模型可由图l t 3 表示。 图1 3c p f r 的供应链模型 山东丈学硕士学位论文 1 3 文献综述 1 3 1 库存问题的研究概况 库存在供应链管理中扮演着重要的角色，它直接关系着供应链成本的高低和服 务质量的好坏。供应链管理环境下库存问题的研究更多的集中在企业外部供应链 的库存控制方面，也就是通过企业与企业之间的库存协调来实现局部或整体供应链 的利益最大化。高峻竣、王迎军等( 2 0 0 5 ) 总结了供应链管理模型的分类和研究 进展，对库存问题的研究进展总结为下面表1 4 和表1 5 。 表1 4 供应链中库存问题的外部环境分析 需 产 成本结构库目 建 研 求品 提 存标模究 类类 前生产采购库存订货缺赞其它 策函方类 期 型型成本成本成本成本成本成本略 数 法 型 c d ld m c d 2s paac t a + + g p 0 t c d 3 s p d b 1b d 咿 0 a u d l b - u d 2m p b 2a b s p u d 3 p d 注：需求一栏中c d i 表示需求是具有价格弹性的，c d 2 表示需求是库存水平的函 数，c d 3 表示需求是时间的函数；u d i 表示需求分布已知，u d 2 表示需求分布未知u d 3 表示 需求函数中含有随机变量：产品一栏中s p d 表示单一的易变质的产品，m p 表示多产品；， 提前期一栏中a 表示提前期为零或为常晕，b 表示提前期为随机变量；库存策略一栏中a 表示连续检杏库存策略，b 表示周期检查库存策略，b 1 表示在周期检查策略下研究的是单周 期库存问题，b 2 表示在周期检查策略下研究的是多周期库存问题；目标函数一栏中，a 表示 利润最大化函数，b 表示成本最小化函数：建模方法一栏中，d m 表示动态规划。c t 表示控制 论，g p 表示几何规划，m p 表示数学规划模型，s p 表示模硝中用到了随机过程方法。p d 表示模型 中用到了概率类方法；研究类型一栏中，o t 表示理论研究，o a 表示应用研究；符号+ 表 示考虑该成本因素 “一”表示不考虑该成本因素。 1 3 2 关于易变质产品的库存策略的研究历史与现状 2 0 世纪6 0 年代以来，易变质产品库存管理受到了研究者的广泛重视。1 9 9 7 年，w e e 和y u 给出了变质的定义：变质是指腐烂，受损坏，利用价值降低以及边 际价值损失等使物品的固有价值降低的现象。易变质产品( d e t e r i o r a t i n g i t e m s ) 是 指在存储过程中会发生腐烂、性能衰退和分解的变质类物质。在实际生活中，水 果和蔬菜的腐烂、汽油的挥发和放射性物质的衰减等都是属于典型的变质现象。 由于这些物品所表现的普遍性和与众不同的特征，使得如何制定合理的易变质产 山东大学硕士学位论文 表1 5 供应链中库存问题的研究进展 问题分类研究方向具体研究内容常用建模方法 易变质产品需求模式下随机过程和微分方程 复杂需求模随机需求模式下 概率论 式下的建模模糊需求模式下模糊数学 不中稳需求模式下 慨率论和时间序列分析 复杂目标函成本或收益的描述日益复杂和全面非线性规划和模糊规划 供应链环 数下的库存实现目标利润或成本的概率最大化 随机规划 境下的库 建模多目标库存建模多目标规划 多设施环境需求的相关性u j 题研究慨率论 存建模 下的建模集成库存模型数学规划 多产品环境多产品的联合补给问题慨率论和数学规划 下的建模 具有替代性的多产品库存问题 数值方法和优化方法 多周期环境 价格或其他成本因素的动态性动态规划 资金具有时日j 价值下的库存建模技术经济学 下的建模 产品具有同定或随机生命周期概率论 供应的不确定性( 随机提前期) 研究 多元概率分布 供应一库存确定向多个供应商订货的再订货点数学规划 决策和订- 货量最优化方法 以及最佳的供应商数目 多阶段生产库存系统的经济生产批 概率论 生产一库存量数学规划 决策生产装配系统中的库存决策随机过程 生产中的不确定性研究 库存问题 分销系统成本的精确或近似计算数值方法 与其他问 开发与供应链系统相适应的新型订概率论 题的联合分销一库存 货策略数学规划 多阶段分销系统的库存分配策略设- 最优化方法 决策决镱 计 仿真分析或敏感性分析 多阶段分销系统的集中化与分散化 库存控制的比较 运输成本的改进 非线性函数 评估运输中的某项参数对供应链绩仿真分析或敏感性分析 库存一运输效的影响 概率论 决策复杂运输环境( 加急运输或紧急订货)数学规划 下的库存决策 数值方法与最优化方法 运价折扣问题的研究 品的生产库存策略成了管理者暖待解决的问题，吸引了众多研究人员对进入这 一领域，进行了深入广泛的研究。 w i t h i n ( 1 9 5 7 ) 第一个研究了时尚产品在一个指定的时期末发生过时的情况。其 后，g h a r e 和s c h r a d e r 发展了易变质产品的库存模型，通过下面的微分方程来描述 1 4 山东大学硕士学位论文 产品的变质过程，建立了一个库存模型，所用微分方程为； ! 丛竺：埘，( f ) 一d ( f 1 出 。 其中，是口常数变质率，i ( 0 表示时刻的库存量，踯) 表示时刻的需求。这一模型 现在广泛应用于易变质产品的研究中。随后众多的研究人员投入到这一领域，产生 了大量的研究成果。具体的发展状况可以参考n a h m i a s ( 1 9 8 2 ) 和r a a f a t ( 1 9 9 1 ) 的回顾论文，1 9 9 0 年以后的发展情况具体可以参考g o y a l 和g i r l ( 2 0 0 1 ) 的文章。 根据产品的生命周期特性，易变质产品的库存模型可以分为如下两类：具有 固定生命周期产品的库存模型和具有随机生命周期产品的库存模型。相关的研究 有：n a n d a k u m a r 和m o r t o n ( 1 9 9 3 ) 推导出订货数量的界限并以此来评价启发式算 法的有效性：l i u 和l i a n ( 1 9 9 9 ) 讨论了一个采用( s ，s ) 策略的连续盘点的易变 质产品库存系统，考虑了需求更新和连续补货；p e r r y ( 1 9 9 7 ) 研究了产品到货时 间和顾客需求都是随机的且产品具有常数生命周期的易变质产品库存模型。 m o o r t h y 等( 1 9 9 2 ) 建立了一个产品生命周期服从e r l a n g 分布的模型，其中假设 产品变质从上架开始且只有当现有产品售出或者过期以后新产品才上架；j a i n 和 s l i v e r ( 1 9 9 4 ) 建立了一个随机动态规划模型，得到了具有随机生命周期的易变质 产品的最优订货策略；k a l p a k a m 和s a l m a ( 1 9 9 4 ) 对需求服从泊松分布、订货提 前期服从指数分布的情况进行了研究。， 在建立易变质产品库存模型时，通常考虑以下假设：需求假设、是否允许缺 货、补货次数有限还是无限、计划周期是有限还是无限、缺货量是完全拖后补足 还是部分拖后补足、变质率是常数还是变量、提前期( 无提前期、常数、已知分 布、未知分布) 、库存系统是单阶段还是多阶段等。 由于需求在易变质产品的库存模型中扮演着一个主要的角色，因此模型中关 于需求的假设非常重要，概括起来主要有以下几种：确定性需求和随机性需求。 其中确定性需求又有固定的需求、基于时间变化的需求、基于库存变化的需求以 及基于价格变化的需求等；随机性需求又分已知概率分布和未知概率分布两种。 相关的研究有：o 常数需求。在开始的研究中这种假设的文章很多，古典模型中都 假设需求率是固定不变的。相关的研究有r a a f a t 等( 1 9 9 9 ) 建立了一个常数需求 率、有限补货次数的库存模型；h e n g 等( 1 9 9 1 ) 、g o h 等( 1 9 9 3 ) 、w e e 和s h u m ( 1 9 9 9 ) 等对常数需求的情况都有所研究。o 基于时间变化的需求。在该假设下， 山东大学硕士学位论文 两种时变需求形式被广泛的应用：需求随时间线性增 ( 减) ( d ( f ) = a - b t ，a o b o ) ：需求随时间指数增( 减) d ( f ) = a e “似 0 ，窿 o ) 。 第一个需求随时间线性变化的分析模型是m c d o n a l d ( 1 9 7 9 ) 建立的。h a i p i n g 和w a n g ( 1 9 9 0 ) 建立了需求与时间成比例的经济批量模型，得到了最有订货批量的近似 解：g o s w a m i 和c h a u d h u r i ( 1 9 9 1 ) 研究了在固定计划周期、常数变质率、线性时 变需求、允许缺货、等周期订货的最优订货策略问题；h o l l i e r 和m a k ( 1 9 8 3 ) 第 一个研究了需求是随时阐指数减少的情况，得到了固定订货周期和变化的订货周 期的最优策略；h a f i g a 和b e n k h e r o u f ( 1 9 9 4 ) 将该模型推广到需求指数增加的情 况，此外，t e n g 等( 1 9 9 9 ) 、b a l k i ( 1 9 9 8 ) 等也对此类问题进行了研究。最近， s k m a n n a 和k s c h a u d h u f i ( 2 0 0 6 ) 建立了需求率为关于时间的阶梯斜坡型函数 的易变质产品的e o q 模型得到了最优生产和订货策略。西基于库存变化的需求。 g u p t a 和v r a t ( 1 9 8 6 ) 首先研究了销售环境下使成本最小化的库存模型，并假定存 货影响销售宰是初始库存水平的函数：p a d m a n a b h a n 和v r a t ( 1 9 8 8 ) 年定义了存 货影响销售率是任意时刻库存水平的函数，并研究了非销售环境条件下的库存模 型，1 9 9 5 年，两人建立存货影响销售率模型，假设销售率是当前库存水平的函数、 变质率是常数、瞬时补货条件下，提出了无短缺量拖后、短缺量完全拖后和部分 短缺量拖后时的三种库存模型；2 0 0 0 年，k u n - j e nc h u n g ，p e t e rc h u 和s h a w p i n g l a n 则在此基础上研究了无短缺量拖后和短缺量完全拖后时单位时间利润函数唯 一最优解存在的充分和必要条件。审基于价格变化的需求。k i m 等( 1 9 9 5 ) 分别 在常数变质率和可变变质率条件下研究了易变质产品的定价和批量订货的联合策 略ia b a d ( 1 9 9 6 ) 考虑了在部分短缺量拖后条件下动态定价和批量订货问题。6 随 机需求。相关研究有d a v e ( 1 9 9 1 ) 、s h a h ( 1 9 9 8 ) 、s h a h 和s h a h ( 1 9 9 8 ) 、a g g o u m ( 2 0 0 0 ) 等。 在需求率之外，研究人员还将更多的现实条件和约束添加到模型中来考虑， 据此可以将易变质产品库存模型分为：允许延期支付的模型、带价格折扣的模型、 考虑通货膨胀和资金时值的模型、两仓库模型等。h a l e y 和h i g g i n s ( 1 9 7 3 ) 第一 个研究了在允许延期支付条件下e o q 模型，随后j a g