（管理科学与工程专业论文）可替代易逝品的订货策略研究.pdf

摘要 摘要 随着科学技术和经济的发展，市场上质量或功能相近的产品越来越多，产品 之间的替代性也越来越明显。同时产品生命周期越来越短，具有一定的易逝品特 性。消费者需求也日趋多样化，对单一产品或服务的依赖性和忠诚度也在不断降 低。在面临缺货时，只有很少部分消费者会放弃当此的购买行为而不去寻找其他 替代品，大部分消费者都会选择其他效应类似的产品。在市场需求难以准确预测 和产品更新换代加快的情形下，研究可替代易逝品的订货策略对零售商增加利润 和提高客户满意度都有着非常强的理论价值和实践意义。 本文首先介绍了论文研究的背景和意义，并阐述了国内外关于可替代产品和 易逝品订货的研究现状，提出本文主要研究随机需求下含有价格折扣和替代率的 可替代易逝品的订货策略。 然后介绍了基本的订货模型，建立了随机需求下含有价格折扣和替代率的单 向替代易逝品订货模型，并对模型进行了求解和证明，证明了最优解的存在，证 明了零售商考虑替代进行订货时获得的利润高于不考虑替代时的利润，并分析了 价格折扣和替代率对最优订货量的影响。其次建立了含有价格折扣和替代率的双 向替代易逝品订货模型，对模型进行了求解和证明，证明了使得零售商销售利润 最大的最优解是存在的，证明了零售商考虑替代进行订货时获得的利润高于不考 虑替代时的利润。 最后利用m a t l a b 软件，对随机需求下含有价格折扣和替代率的单向替代易逝 品订货模型进行了数值实验，更加直观的显示出模型中的各个参数对最优订货量 的影响。 关键词：易逝品订货策略单向替代双向替代库存管理 a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h e d e v e l o p m e n to ft e c h n o l o g ya n de c o n o m i c ，t h e r ea r em o r ep r o d u c t s s i m i l a ri nf u n c t i o no rq u a l i t y , s ot h es u b s t i t u t a b i l i t yb e t w e e np r o d u c t sb e c o m ee v i d e n t a tt h es a m et i m et h ep r o d u c tl i f ec y c l e sb e c o m es h o r t e r , 、丽t 1 1c e r t a i nc h a r a c t e r i s t i c so f p e r i s h a b l eg o o d s w i t ht h ec o n s u n l e rd e m a n db e c o m i n gd i v e r s i f i e d , t h ed e p e n d e n c ya n d l o y a l t yo ns i n g l ep r o d u c to rs e r v i c ea r ec o m i n gd o w n i nc a s eo fm o c k - o u t s ，o n l yf e w c o n s u m e r sw i l lg i v eu pb u y i n gt h ep r o d u c t s ，m o s to ft h e mw o u l dc h o o s et h ef u n c t i o n s i m i l a rp r o d u c t s t or e s e a r c ht h eo r d e r i n gp o l i c yf o rs u b s t i t u t a b l ea n dp e r i s h a b l e c o m m o d i t i e s 、析ms t o c h a s t i cd e m a n di so fp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c ea n dt h e o r e t i c a lv a l u ei n i n c r e a s i n gr e t a i l e r sp r o f i t sa n di m p r o v i n gt h ec u s t o m e r ss a t i s f a c t i o n f i r s t , t h es i g n i f i c a n c ea n dt h er e s e a r c hb a c k g r o u n da r ei n t r o d u c e d a c c o r d i n gt o t h ep r e s e n tr e s e a r c hs i t u a t i o no ft h ed o m e s t i ca n df o r e i g ni ns u b s t i t u t a b l ep r o d u c t sa n d p e r i s h a b l eg o o d so r d e r i n gp o l i c i e s ，t h ek e yc o n t e n to ft h i sp a p e ri sp u tf o r w a r d , t h a ti s o r d e r i n gp o l i c i e sf o rs u b s t i t u t a b l ea n dp e r i s h a b l ec o m m o d i t i e s 、 ，i t l ls t o c h a s t i cd e m a n d c o n t a i n i n gs u b s t i t u t a b l er a t ea n dp r i c ed i s c o u n t t h e nt h eb a s i co r d e r i n gm o d e l sa r ei n t r o d u c e da n dt h eo r d e r i n gm o d e lf o ro n e w a y s u b s t i t u t i o na n dp e r i s h a b l ec o m m o d i t i e su n d e rt h es t o c h a s t i cd e m a n dc o n t a i n i n g s u b s t i t u t a b l er a t ea n dp 五c ed i s c o u n ti se s t a b l i s h e d t h er e t a i l e r so p t i m a lo r d e r i n g p o l i c yi sg o tt h r o u g hm a t h e m a t i c a lc a l c u l a t i o n i ti sp r o v e dt h a tt h er e t a i l e rw i l lg e t m o r ep r o f i tw h e nt h e yc o n s i d e rt h es u b s t i t u t i o nb e t w e e nc o m m o d i t i e st oo r d e r t h e e f f e c t so ft h es u b s t i t u t a b l er a t ea n dp r i c ed i s c o u n to nt h eo p t i m a lo r d e r i n gq u a n t i t ya r e a l s oa n a l y z e d n e x tt h eo r d e r i n gm o d e lf o rt w o - w a ys u b s t i t u t i o na n dp e r i s h a b l eg o o d s u n d e rt h es t o c h a s t i cd e m a n di se s t a b l i s h e dc o n t a i n i n gs u b s t i t u t a b l er a t ea n dp r i c e d i s c o u n t t h er e t a i l e r s o p t i m a lo r d e r i n gq u a n t i t yi sg o tt h r o u g hm a t h e m a t i c a l c a l c u l a t i o n i ti sa l s op r o v e dt h a tt h er e t a i l e rw i l lg e tm o r ep r o f i tw h e nt h e yc o n s i d e rt h e s u b s t i t u t i o nb e t w e e nc o m m o d i t i e st oo r d e r f i n a l l yt h eo r d e r i n gm o d e lf o ro n e - w a ys u b s t i t u t i o na n dp e r i s h a b l ec o m m o d i t i e s u n d e rt h es t o c h a s t i cd e m a n di ss i m u l a t e d 、航mm a t l a b w em a yf i n do u te a c h p a r a m e t e rh o w t oi n f l u e n c et h er e t a i l e r so r d e rq u a n t i t yd i r e c t l yt h r o u g ht h es i m u l a t i o n k e y w o r d s ：p e r i s h a b l ec o m m o d i t i e s t w o - w a ys u b s t i t u t i o n o r d e r i n gp o l i c yo n e - w a ys u b s t i t u t i o n i n v e n t o r ym a n a g e m e n t 西安电子科技大学 学位论文独创性( 或创新性) 声明 秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标 注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果：也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。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做了明确的说 明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。 本人签名：盔础量 日期五f ! ：三：埠一 西安电子科技大学 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保 留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内 容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后 结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。 ( 保密的论文在解密后遵守此规定) 本人签名： 导师签名： 日期上毕 日期 = ： 第一章绪论 第一章绪论 1 1 论文选题的目的和意义 在目前的消费市场中有一个非常明显的特征，那就是存在着大量功能和质量 相同或相近的不同品牌产品。随着科学技术和经济的快速发展，消费者需求也趋 向于个性化和多样化，对单一产品或服务的依赖性和忠诚度也在不断降低，并且 对产品或服务提供的时间的要求越来越高。相关调查研究表明，在面临缺货时， 只有很少部分消费者会放弃当此的购买行为而不去寻找其他替代品，大部分消费 者都会选择购买其他效应类似的产品n 1 。产品的可替代性使消费者在面临缺货时 可以选择功能相近的产品作为代替，从而既减少了零售商的缺货损失，同时也提 高了顾客的满意度。有研究表明顾客满意是提高企业竞争力的重要措施，在客户 满意度方面5 的提高将使企业的利润加倍；一个非常满意的客户其购买意愿将6 倍于一个满意的客户；2 3 的客户离开其供应商是因为客户关怀不够乜1 。因此大多 数零售商都同时销售多种可相互替代的产品。这样供应链成员在预测产品的需求 以及决策最优的库存量时，必须要考虑同类产品在满足需求上的替代性。近年来 可替代产品库存方面的研究己经引起了国内外众多专家学者的注意，逐渐成为供 应链库存管理研究方面的一个热点。 产品多样化对供应链中的各成员的订货策略和库存管理提出了更高的要求。 库存管理的好坏对企业的影响是巨大的，它不仅影响着供应链的综合成本，而且 也影响着客户服务水平，对供应链整体性能具有重要的影响，进而决定着供应链 的整体竞争力。科学合理的库存管理有利于降低企业运作成本，利于保证企业生 产经营系统的正常运作。在库存控制理论研究中，存在着一个非常值得注意的现 象就是可替代，即考虑库存控制中产品的可替代现象。产品替代指顾客原准备购 买一种产品，但由于商家促销、产品缺货等原因购买另外一种产品。大多数的生 产与库存理论研究都假定：在存在多个产品时，它们之间是不能被替代的。但是 在我们的实际生活当中，不同产品之间存在可替代性的现象已经非常显然，而且 是必须考虑的，这类产品在质量或者功能等方面有些差别，当其中一种产品缺货 时，部分没有得到满足的顾客选择购买另一种产品作为替代。这种替代现象引发 了一些学者的研究兴趣。 随着社会生产力和生活水平的提高，市场早己由卖方市场转向买方市场，顾 客的选择范围不断扩大，对产品的期望值大为提高，消费习惯也发生了很大变化。 现在，顾客不再只满足于合理的价格和良好的质量，而且追求产品的个性化和产 品服务的一流化。市场上大量的可替代产品使得任何一家企业都无法垄断市场， 2 可替代易逝品的订货策略研究 市场竞争越来越激烈，产品寿命周期不断缩短，市场变化迅速。因此，企业如果 不能在其供应的产品上提供一流的服务，顾客就会很容易转向其他企业，从而导 致企业遭受损失。在库存管理中，替代时一种常用而且非常有效的方法，在实践 中已经被广泛的应用。通过替代作用，一方面可以提高对顾客的服务水平；另一 方面会通过库存短缺风险的分担效应而降低产品的库存水平。s m i t ha n da g r a w a l 通过大量研究发现在任何给定的品种水平上，不进行替代的模型的最佳利润总是 低于替代模型的，因此忽略替代作用可能产生利益的损失b 3 。替代产品库存是近 几年有关库存问题研究的一个热点。 易逝性产品( p e r i s h a b l ec o m m o d i t i e s ) 也称易变质产品、时效品、时令品、时尚 品或季节性产品等，是指由于产品本身的特性或目标消费群的偏好等，使该类产 品具有生产提前期长、销售周期短、期末未售出的产品残值低、需求不确定性大 等明显特征。易逝品的例子很多，如图书报纸杂志、待飞班机上的舱位、医院的 病床、球赛的门票、易腐物品( 如牛奶、面包、月饼、生鲜产品和鲜花等) 、时装、 元旦贺卡、圣诞礼物、玩具、高科技产品( 半导体和数码通信等消费类电子产品) 以及顾客化定制的特殊零部件( 如模具) 等。同时，随着人民生活水平的提高，消 费者需求愈加突出个性化和多样化，以及科学技术迅猛发展，促使传统产品的更 新换代越来越快，产品生命周期越来越短，具有一定的易逝品特性。在更新过程 中，随着新产品的进入，老产品衰退加快，其使用价值虽在，但顾客认知价值迅 速递减。对于存在一定销售期限、超过该期限产品的价值将变为零的产品，易逝 性特征更为明显。如飞机上的座位一旦飞机起飞，而飞机上仍旧存在未卖出的座 位，则这些空余座位创造的价值为零。 虽然易逝品都具有易逝性的特点，但不同类型的易逝品表现的易逝性并不相 同。根据易逝性不同的特征，易逝性可以分为两类：一类是产品固有的易逝性， 由于产品的不可储存或者不易被储存，导致产品到了某个时间点就不能再产生价 值。因此，这种易逝性伴随着产品的存在而存在，它是产品本身内在的特性，如 水果蔬菜、血库用血、服务性产品等等。另一类是外生的易逝性，产品本身可以 被储存，只要有市场需求就可以一直提供该产品。但是，由于产品的更新加快、 生命周期缩短，产品的竞争异常激烈。与此同时，消费者的需求越来越细分化， 技术的发展等因素的共同作用，不断有新的产品进入而淘汰老产品，使得产品在 市场上的供应时间缩短，表现出易逝性的特征，如高新技术产品、时装等h 1 。 在如今快速变化的市场环中，企业对库存积压风险和缺货风险的关注甚过于 对价格的关注。因此，加强易逝品的库存管理有着比较强的现实意义。产品的易 逝性特征使得企业的决策者应在产品价值下降之前将尽可能多的产品销售出去。 但是，如果过多的商品以较低的价格出售出去，企业的收入又会受到极大影响。 易逝品零售商面对的市场需求不确定性较大，在销售期之前，零售商必须决定易 第一章绪论 逝品的订购量。由于易逝品生产提前期较长，在销售期内，经销商一般没有机会 再次订货、补充库存。易逝品经销商为了获得最大利益，必须确定最优的订购量。 最优的订购量要求经销商在库存过量和库存短缺之间平衡，获得最大利益。 1 2 国内外研究现状 对于可替代产品和易逝品订货策略的研究，国内外已经有很多文献对此进行 了论述，本节将从可替代产品订货和易逝品订货两方面分别做一下回顾。 1 2 1 关于可替代产品订货的研究 按照替代的相互性，替代可分为单向替代和双向替代。单向替代通常是指产 品在质量和性能上分成几个等级，高档的产品可以用来代替低档的产品，性能强 的产品可以用来代替性能较弱的产品等等，但反之则不行。双向替代是指零售商 同时销售两种或者多种产品，当其中一种产品缺货而另一种产品有存货时，面临 缺货的顾客部分会自愿转而购买有存货的产品作为代替以满足需求。按照替代的 性质，替代一般分为两种形式：价格驱动的替代( p r i c e d r i v e ns u b s t i t u t i o n ) 和库存驱 动的替代( i n v e n t o r y d r i v e ns u b s t i t u t i o n ) 。前者表现为：一种产品的价格变动时，会 影响到另一种产品的需求。如某种产品b 的价格提高，那么此时人们就会选择购 买用途相近的a 来代替，从而a 的需求量就增加了。如猪肉涨价就会增加对牛肉 的需求量。后者表现为：当某一种产品( 产品a ) 缺货，另一种相关产品( 产品b ) 有剩 余时，顾客对产品a 的需求由产品b 代替。库存驱动的替代又分为：顾客驱动 ( c u s t o m e r d r i v e n ) 和供应商( s u p p l i e r - d r i v e n ) 驱动。顾客驱动型产品替代是指 产品替换的决定是由顾客做出的。例如，一个顾客到某粮油店买5 0 斤大米，而恰 恰此时店里只剩3 0 斤大米了。此时，大多数顾客都可能愿意先只买3 0 斤，也就 是说，顾客用3 0 斤大米替代了5 0 斤大米的购买。此时的库存驱动是顾客驱动的。 供应商驱动型产品替代是指替换产品替换的决定是由供应商做出的。例如，在销 售诸如钢铁等生产制造型产品以及电子产品过程中，当高档产品过剩、低档产品 缺货时，销售商可以采用替代策略将过剩的高档产品弥补未得到满足的低档产品 的需求，此时的库存驱动就是供应商驱动的。而在销售有固定生命周期的易逝品 时，销售商就很少采用这种替代策略，而是被动地接受消费者的选择。此时的库存 驱动就是顾客驱动的埔1 。 二十世纪7 0 年代末，人们开始关注可替代产品库存问题。经过二十几年的发 展，该领域的研究引起越来越多的研究人员的关注，相继出现了一系列的经典文 章。最早引起人们关注和研究的单向替代。单向替代的产品( 如汽油、集成电路等) 在质量或功能等方面可分成几个等级，高档的产品可以替代低档的产品。这类产 4 可替代易逝品的订货策略研究 品在计算机制造业非常普遍，如容量高、功能强的存储芯片替代低容量、功能弱 的存储器芯片等：在钢铁行业，也存在不少可替代的产品，如硬度高的钢铁制品 可以替代硬度低的p i 类产品。对于这类产品，当低档产品缺货时，可以用高档产 品来替代，因此有助于提高整体服务水平。但是随着经济的发展，产品种类越来 越丰富，很多产品在功能质量上都具有互补性和各异性，双向替代的现象变得越 来越普遍。同时，随着单向替代库存问题的成熟，人们也开始关注双向替代的情 况。双向可替代产品库存问题首先由m cg i l l i v r a y 和s i l v e r 提出，研究了在经 济订货批量背景下产品的可替代性对于库存控制策略的影响，并且给出了求解控 制参数的启发式算法哺1 。 近年来越来越多的学者开始关注可替代产品的订货及库存管理。b a l a k r i s h n a n 和g e u n e s 考虑了产品对零部件的需求具有不确定性，且零部件之间具有 可替代性，建立了一种生产库存模型口1 。z h e n g 建立了产品具有可替代性情况下多 产品多阶段的库存模型，解决了如何利用现有的库存量满足已经确定的顾客需求， 还证明了目标函数是凹的和子模的，但是并没有给出最优订货量的求解过程或具 体方法嘲。文献 9 研究了具有固定订货成本时两个销售商博弈的可替代产品库存 控制模型。k h o 吗a 等人考虑残值和缺货惩罚，建立了两产品可以相互替代的单周 期模型，但是不能证明零售商的期望利润函数的凹性，研究了最优订货量的上限 和下限，并用蒙特卡罗模拟法进行了验证n 训。e m s t d 等人利用报童模型从销售商 的角度研究了可替代产品的库存模型，但是产品之间是一种间接替代关系，即两 种产品共同组成一种产品组合，在产品组合中各产品在数量可以替代n 。p e n t i c o 最先考虑产品间的单向库存驱动替代，用动态规划方法得到多产品的最优库存策 略u 羽。c h a n d 等一般化p e n t i c o 的购买价格函数，并且假设需求是固定的、零件 间存在单向替代，利用动态规划方法求出最优的零件库存组合n 羽。b i r g e 等考虑了 对新老产品的价格和订购量的联合决策，该文假设新产品的订购量和老产品的价 格给定，对新产品的价格和老产品的订购量进行了决策n 钔。p a r l a r m 利用博弈方法 讨论当两个独立决策者在其产品缺货时彼此间的相互替代效果，并找出了纳什均 衡解，同时还研究了易腐产品的可替代库存控制问题，运用马氏决策过程来求解可 替代产品的最优订货策略n 纠盯。s e r g u e in e t e s s i n ea n dn i l sr u d i 考虑了顾客驱动下 的可替代性的库存问题，并得出了总收益和需求的关系n 刀。b a s s o k 等人考虑替代 成本提出了单周期、向下替代的多产品的库存模型，以求得单周期利润最大的最 优订货策略，但是没有给出最优订货量的求解过程或具体方法n 射。k a r l i n d e r f u t t h 从制造商的角度研究了替代因素对最优策略的影响n 9 】。v e r n o nn i n g h s u 考虑单向替代情况下的多产品动态库存问题，提出了一套动态规划方法，并能 在多项式时间内解出最优解啪1 。b a y i n d i rz p e l i n 等人对制造业库存问题进行了研 究，考虑了可替代因素和资源限制因素，并对这些因素所造成的最优策略的影响 第一章绪论 进行了分析m 】。s h a hj a n a t 等人对于零售商需求可取消和替代的多周期多产品库 存问题进行了研究，建立了数学模型，并给出了解决此问题的启发式算法瞄1 。 随着可替代产品库存理论的发展，国内也有很多学者对可替代产品的订货策 略进行了研究。蔡连侨等人假定市场需求是随机的且发生替代时高档产品以低档 产品的价格出售，从销售商的角度出发对模型进行求解，给出了最优订货量应该 满足的条件和一些基本性质，并且证明了替代策略可以提高销售商的收益和服务 水平嘣1 。陈旭以获得最大期望利润为目标，给出了随机需求环境两种双向替代 易逝品的零售商最优订货策略，并讨论了替代系数、产品的边际利润和产品的零售 价格对零售商订货量的影响喳1 。李小申考虑单周期零售商同时销售两种产品，当 某种产品缺货时，可用另一种产品替代，也可以重新进货以满足顾客的需求，建 立了利润最大化模型，证明了问题的解的存在性，讨论了求解的方法和各参数对 库存的影响。通过对几种特殊情况的讨论和比较，证明了替代和再订货可以提高 利润并且可减少库存总量。刘天亮等人研究了弹性需求下可替代产品的库存问 题，结果发现销售商采取替代策略不一定能提高收益，这与低档产品的单位批发 价格和单位净残值的取值有很大关系，只有当单位批发价格相对较大和单位净残 值相对较小时，采取替代策略才有可能提高销售商的收益1 。张小洪针对需求向 下替代这种情形，主要从库存系统的联合订货，单、多周期库存系统替代策略的 制定以及在考虑需求替代条件下单、多周期库存系统库存策略的制定三方面研究 了可替代库存系统的最优管理策略阅例。曹鱿鹏和刘文才以获得最大期望利润为 目标，讨论了调剂策略下，具有双向替代易逝品的零售商订货策略，通过计算得 到了零售商的最优订货策略，并讨论了替代因子、调剂价格对订货量的影响。 李金铠研究了双向替代产品的最优库存问题，建立了利润最大化前提下的双向替 代品的库存模型，证明了该问题解的存在性，并给出了求解最优订货量的方法步 骤啪】。苏兵等人针对可替代产品库存管理问题，对单周期二人博弈可替代产品库 存模型进行了实际算例分析和仿真，比较了决策者不同行为模式下的订货策略， 为决策者制定有效的订货策略提供了依据口。黄河、但斌等人考虑了不同“年龄 的易变质产品之间存在需求替代特性的销售背景，应用等量订货的库存策略找到 了单周期和多周期下零售商的最优订货量嘲。官振中讨论了随机需求环境下完全 向下替代的两代易逝品订货策略，并对模型的最优条件和性质进行了证明口。周 江涛针对销售两种可双向替代的产品的库存问题建立模型，给出了零售商期望利 润函数是凹函数和子模函数的充分条件，并给出最优订货量应该满足的条件嘲1 。 冉翠玲讨论了随机需求环境下，两个零售商出售可以互相替代的同质产品的博弈 模型。通过计算得到了两个零售商的最优订购量，并研究了替代系数对最优订购 量的影响，证明采用替代策略可以同时提高两个零售商期望利润。 6 可替代易逝品的订货策略研究 1 2 2 关于易逝品订货的研究 报童模型是关于易逝品研究的最典型的模型。传统报童模型由s i l v e r 和 p e t e r s o n 在1 9 7 9 年提出，它解决了随机需求环境下，面向随机顾客需求的单品种 产品单周期订货问题侧。后来，许多学者纷纷对于报童模型进行扩展，提出了许 多相关的研究。一些学者将单周期的报童模型扩展成多周期，如g e n u e s 在运作参 数随机以及不平稳的情况下建立了多周期的报童模型，提出了一个简单的、易于 理解和实施的启发式策略，并且证明了该策略的柔性。赵泉午等针对由单个供 应商和多个零售商构成的易逝品两级供应链，建立了基于数量折扣策略且能最大 化供应商期望利润的信息甄别模型，分析了模型解的性质，给出了求解方法汹3 。 黄允成针对时效性产品在有效期限内的需求为概率性需求且有数量折扣的条件 下，探讨两阶段订价报童模式，决定最优订货量与最优订价，以期达到总期望利 润最大化的目标口朝。李君灵等人针对易逝品的新老系列，建立与产品价格线性相 关的随机需求模型，分别给出了仅存在价格驱动以及价格驱动和库存驱动共存的 需求替代下新产品的最优订购量和老产品的最优价格嘞。陈旭分别讨论了需求信 息及批发价格更新情况下易逝品的订货策略和批量订货策略，得到了在两次订货 条件下零售商应该采取的最优的订货与调整策略4 州3 。陈六新等人研究了易逝品 需求信息更新同时批发价格有变动的情况下，零售商的最优订货策略h 羽。但斌等 人研究了分销商面向折拐的需求价格曲线，采用呈等差数列下降的多级折扣价格 销售产品，以期望利润最大为目标，给出了求解最优折扣次数的算法，进而得到 相应的分销商最优订货量1 。熊中楷以需求受价格和广告投入影响的报童问题为 研究对象，需求函数采用混合形式，建立了需求受价格和广告投入影响的报童问 题的数学模型，求解得出最优定价、广告投入和订货量m 1 。姚泽有研究了零售商 有两次订货机会但两次批发价格不同、需求的预测也不同的易逝品的订货策略， 研究了零售商在开始时刻以及在第二阶段的最优行动策略m 3 。曹细玉研究了制造 商给定零售商两次订货机会，两次订货批发价格不同且第二阶段零售商可以订货 或退货的情况下，零售商在开始时刻以及在第二阶段的行动策略h 刀。陈军提出了 调剂价格的特殊约束条件并建立了联盟期望利润模型，最后进行了数值仿真。研 究表明：联合采购使联盟总体利润得到改善，但不能使联盟成员的利润都得到改 善。 1 3 本文的主要研究内容及结构 从上述的研究背景和国内外研究现状可以看出，对可替代易逝品的订货研究 具有具有一定的必要性和实用性。对于可替代产品的研究，大都是基于经典的单 周期报童模型及其扩展展开的，多是基于不同的成本与需求假设的，并且围绕最 第一章绪论 终产品、零件和再制造产品可能出现的替代情况，建立模型和求解论证的。这些 研究多数都是假设替代价格是不变的，很少考虑到替代价格变化对替代策略影响。 但是有时企业不得不考虑价格的变化，比如价格战、产品不同生命周期中的定价 策略等等。本文所进行的研究是将替代价格和替代率作为厂商的决策变量，采用 理论分析与实证分析相结合的方法，对现实中的问题进行基本假设、建模、求解 和论证。本文在上述研究的基础上，从零售商的角度出发，以零售商的期望利润 最大化为目标，研究了随机需求下发生单向和双向替代时，存在替代率和价格折 扣率的零售商最优订货策略，证明了最优订货量的存在，证明了零售商考虑产品 间的替代因素进行订货时所获得的利润比不考虑替代时的利润大，并且用m a t l a b 仿真分析了模型中各个参数变化对于两种产品最优订货量的影响。 本文的章节安排如下： 第一章介绍了论文选题的目的和意义，并阐述了国内外关于可替代产品和易 逝品的订货的研究现状。 第二章首先对库存及库存的分类和库存管理做了简单的介绍，其次分析研究 了确定需求和随机需求的订货策略。在确定需求的订货策略中，分别介绍了定期 订货模型和定量订货模型，在随机需求的订货策略中，分别介绍了需求是随机离 散和随机连续的两种订货模型。 第三章考虑随机需求下一个零售同时经营两种可单向替代的易逝性产品，且 当高级产品对低级产品进行替代时存在价格折扣和替代率，建立了单向替代易逝 品的订货模型，并对模型进行了求解和论证，证明了最优订货量的存在，对考虑 替代和不考虑替代时的最优订货量和零售商期望利润进行了比较，最后论证了价 格折扣率和替代率对最优订货量的影响。 第四章将问题延伸到随机需求下一个零售商同时经营两种可双向替代的易逝 性产品，且两种产品在相互进行替代时都存在价格折扣和替代率，建立了双向替 代易逝品的订货模型，并对模型进行了求解，证明了最优订货量的存在，对考虑 替代和不考虑替代时的零售商期望利润进行了比较。 第五章通过m a t l a b 对含有价格折扣和替代率的单向替代易逝品订货模型进 行了仿真实验，进一步动态直观地显示出当一个零售商同时销售两种单向替代的 产品时各参数变化对两种产品最优订货量的具体影响，分别分析了替代率、价格 折扣率、单位销售价格和批发价格对最优订货量的影响，并从中总结出一些有益 的管理启示。 最后，总结本文的工作，并指出研究工作中的不足和进一步研究方向。 第二章库存理论及基本订货策略 9 2 1 1 库存 第二章库存理论及基本订货策略 、 2 1 库存及库存管理 库存是指在生产经营以及销售过程中处于储存状态的产品，具体形态包括原 材料、在制品、半成品、成品等。库存是企业生产经营中出现的普遍现象，无论 是在生产企业还是流通企业，库存无处不在。一般情况下，人们设置库存的目的 是防止物品短缺，整合需求和供给，分摊订货费用，维持各项活动顺畅进行等。 保持适当的库存可以改善企业的客户服务水平，降低成本。但同时保持一定的库 存会产生订购成本、购入成本、储存成本和缺货成本。持有这些库存每年耗费的 成本约合其价值的2 0 一叫0 。库存是一种闲置资源，不仅不会在生产经营中创造 价值，反而还会掩盖企业管理中的各种内外矛盾，麻痹各级管理人员思想。但是 在现实的生产经营过程中，库存又是不可避免的，有时还是十分必要的。库存管 理的核心内容就是如何在满足需要的前提下，保持合理的库存水平呻1 。 自从有了生产，就有了库存物品的存在。库存对市场的发展、企业的正常运 作与发展起了非常重要的作用。持有一定的库存，对于一个企业的正常运转是非 常必要的。库存的作用主要体现在以下五个方面： 一、使企业获得规模经济。企业只有按照适当的数量组织产品生产和货物供 应，才能够利用规模经济效应，获取良好的经济效益。一方面，在采购过程中， 批量采购可以分摊订货费用；另一方面，在生产过程中，采取批量加工的方式， 可以分摊调整准备费用。 二、保持企业生产经营活动的连续性和稳定性。库存可以使企业在生产和运 输时问波动时，维持正常的生产经营不受中断。同时遇到突发事件时，企业保有 库存可以对企业起到一种保护的作用。 三、应对不确定性的、随机的需求变动。企业持有一定的库存可以使得企业 在市场需求波动较大或订货周期不稳定时，保持稳定的运行。 四、降低制造成本，提高作业率。通过保持一定的制成品库存，可以使得企 业原本顺序相关的工序相互独立，从而提高企业的作业效率。 五、平衡供给和需求。对于某些具有明显季节性或原材料供给波动较大的产 品，企业保有适当的库存可以保持生产的连续性，避开不利的价格变动。 1 0 可替代易逝品的订货策略研究 2 i 2 库存的分类 库存的分类方法有多种，以下从几种角度来看库存的分类。 一、按库存物品的形成原因或者用处划分，可分为安全库存、储备库存、在 途库存和正常周转库存。 安全库存是为了防止与减少由于不确定性因素可能造成的负面影响而准备的 缓冲库存，这是由于销售与生产的数量与时机不能被准确地预测而持有的库存。 据有关统计，安全库存在零售业总库存中所占比例高达三分之一。 储备库存一般是企业用于应付季节性市场采购与销售情况，如采购困难、材 料涨价、销售旺季等。 在途库存是由于材料和产品运输而产生的库存量，一般是指处于运输以及停 放在相邻两个工作地点或相邻两个组织之间的库存。在途库存的大小取决于运输 时间及该期间内的平均需求。 正常周转库存是指一般用于生产等企业经营需要而产生的库存，如按生产计 划采购的物资等。企业为了降低物流成本或生产成本，需要进行批量采购、批量 运输和批量生产，这样就形成了周期性的周转库存。周转库存随着企业每天的消 耗而减少，当减少到一定水平时就需要补充库存。 二、按物品需求的相关性可分为独立需求库存与相关需求库存。 独立需求库存是指某一物品的库存需求与其它物品没有直接关系，库存量是 独立的。消耗品、维修零部件和最终产品的库存都属于独立需求库存。 相关需求库存是指某一物品的库存与有些物品有关系，存在一定的量与时间 的对应关系，可以通过一定的数学关系推算得出。 三、按库存在生产过程和配送过程中所处的状态进行分类，库存可分为原材 料库存、在制品库存和产成品库存。 原材料库存是指用来制造成品中组件的钢铁、木料、面粉、布料或其他物料， 包括原材料、零件和部件。这部分库存可能是符合生产者自己标准的特殊商品。 在制品库存是指工厂中正在被加工或等待与作业之间的物料和组件，包括在 产品生产不同阶段的半成品。 产成品库存是指工厂中已经制造完成并等待装运，可以对外进行销售的制成 产品的库存。 2 i 3 库存管理 库存管理通常讲是按照一定的目标和程序，对构成社会实际的一定的人力和 其他各种物质资源及其相互结合后的运动过程进行的规划安排、优化控制、监督 指挥和组织调节活动，以实现既定的目标，根据库存的特性及其运作规律，对库 第二章库存理论及基本订货策略 存活动进行计划、组织、指挥、监督和调节，最大限度满足客户需求的前提下降 低库存量，加快库存物流，提升企业库存效益唧1 。 库存与库存管理一直以来都是现代企业生产管理与经营管理中的一个重要环 节。库存是整个供应链上各个成员之间联系的纽带，而库存管理是整个供应链管 理的重要组成部分。减少库存，降低库存成本，追求零库存是库存管理乃至物流 管理的核心理念，也是企业追求“第三个利润 的重点所在。库存管理工作是每 个组织面临的共同问题，不仅存在于生产厂商、批发商、零售商以及物流企业， 还存在于一些社会团体和非盈利性机构，如大学、医院、监狱等。随着科学技术 的发展，全球经济的一体化推进，库存管理的发展趋势呈现计算机、网络化、整 合化及零库存方向发展。库存管理的目的就是在满足顾客服务要求的前提下通过 对企业的库存水平进行控制，提早把握库存状况，节约库存费用，尽可能降低库 存水平，以最小的库存量进行销售活动，从而提高物流系统的效率，强化企业的 竞争力拍。把库存量控制到最佳数量，用适当的人力、物力、财力把库存管理好， 不但是很多企业、学者追求的目标，也是企业在激烈的市场竞争中获取竞争优势 的重要一环。企业为了能够及时地满足顾客需求，避免发生缺货或者延期交货的 现象，需要有一定的库存。库存管理就是要在保持较高的顾客服务水平前提下， 对企业的库存水平进行控制，尽可能地降低库存水平，提高企业的市场竞争力。 供应链各成员之间以前是一种单纯的交易关系，不习惯于相互协调进行库存管理， 更不用说在整个供应链水平上共同协调进行库存管理，这样就会形成大量不必要 的库存。因此，供应链的各个成员之间应该相互交流、共享信息，协调进行库存 管理，可以极大程度降低库存水平，提高顾客服务水平。也正是这个原因，库存 管理在整个供应链管理中占据了极其重要的地位，也一直是研究人员的一个研究 热点。 有人曾这样描述库存：“库存是一个必要的恶魔 喳羽。 也就是说，库存的存 在是有利有弊的。由于库存有利有弊，在企业经营运作管理中，就必须对库存加 以控制，防止缺货、避免库存不足，使其在为企业经营者有效利用的同时，又不 会因为库存过量导致大量不必要的库存费用，为企业带来太多的负面影响。库存 控制就是根据外界对库存的要求，企业订购的特点，预测、计划和执行一种补充 库存的行为，并对这种行为进行控制，重点在于确定如何订货，订购多少，何时 订货。合理的库存控制策略不但可以降低企业的库存水平，减少成本，还可以提 高提高顾客满意度，企业的顾客服务水平，提高对市场变化的快速响应能力，从 而增强企业的市场竞争能力。 库存管理对于企业回避风险具有非常重要的作用。随着科学技术的快速发展， 产品的种类越来越多样，产品的更新速度也越来越快，同时消费者的需求也越来 越个性化和多样化，对产品的挑剔程度也在增大。这给库存管理带来了一定的难 1 2 可替代易逝品的订货策略研究 度，同时也增加了企业库存的风险。当消费者的需求发生变化时，过多的库存就 会使企业陷入经营困境。因此在多品种小批量的商品流通时代，运用现代库存管 理技术科学的管理企业库存显得尤为重要。库存管理对于提高客户满意度也非常 重要。对于一个企业来说，它不仅要提供优质的产品，同时还要提供优质的物流 服务，这就需要企业保持一定的库存量。再优质的产品如果不能及时有效的供应 到顾客手中，也会使企业的服务水平降低。过多的产品库存给企业增加了成本， 而这些成本最终将会反应在销售给顾客的产品价格上，从而降低了顾客满意度。 合理高效的库存管理不仅可以降低企业的库存水平，减少资金占用和库存维持成 本，而且还可以提高企业的服务水平。 在日益激烈的市场竞争中，企业必须为顾客提供更好的服务，才能获得更多 的市场份额进而获得更多的利润。企业要想提高服务质量，必须加强与供应链中 的上、下游成员之间的联系，相互配合，更高效快捷地进行运作。因此也可以这 样说，现在的竞争已经由企业间的竞争转向供应链之间的竞争。库存是联结供应 链上各个成员的重要纽带。企业在满足顾客服务要求的同时，尽可能降低库存水 平，可以使得供应链的运作效率提高，从而提高各成员的经济效益及增强其竞争 力。因此，库存管理是其中重要的一个环节，也正是由于这个原因，关于库存管 理的研究经久不衰。 2 2 确定需求的产品订货策略 根据需求情况和进货方式的不同，确定型库存模型可分为不同的类型。这里 确定性是指物品的需求量为确定的数据或需求速度不随时间变化，这类库存物品 的控制主要是确定订货点( 何时订货) 、订货量( 订货多少) 、订货周期等。独立需求 库存控制采用的是订货点( 订货量) 控制策略，相关策略很多，最基本的库存策略 有4 种：连续性检查的固定订货量、固定订货点策略，即( q ，r ) 策略；连续 性检查的固定订货点、最大库存策略，即( r ，s ) 策略；周期性检查策略，且i j ( t ，s ) 策略；综合库存策略，即( 丁，r ，s ) 策略。下面分别就定期库存控制模型和定量 库存控制模型作一介绍。 定期订货策略是只在特定的时间进行采购( 如每周或每月一次) ，每期的订购 量可以相同也可以不同，订购量的大小取决于各期的库存使用量，它对安全库存 有很高的要求；定量订货策略是以库存余量为基础，当库存余量降低到预先的设 定水平时，库存控制系统便开始订货。其特点是每次的订货量相同，订货点相同， 订货提前期固定不变，对库存的需求率不变。 第二章库存理论及基本订货策略 2 2 1 定期订货模型 定期库存控制是按定的周期检查库存，并随时进行库存补充，使之达到规 定的库存。这种库存控制方法不存在固定的订货点，但有固定的订货周期，每次 订货也没有个的固定的订货数量，而是根据当前库存量，与规定的库存量比较， 进行订购补充的。但由于订货存在提前期，所以还必须加上订货提前期的消耗量。 在定期订货系统中，不同时期的订购量不一定相同，订购量大小主要取决于