（运筹学与控制论专业论文）闭环供应链均衡管理的研究.pdf

硕士学位论文 摘要 摘要 随着全球经济一体化和信息技术的高速发展，单个企业的竞争演 进为供应链之间的竞争。并随着环保与可持续发展意识的增强，循环 经济随即出现，闭环供应链管理是顺应经济发展模式转变需要而诞生 的一种全新管理哲理。目前，学术界对闭环供应链的研究还处于初级 阶段，而对于供应链均衡管理还没有系统的研究，这两个课题都是近 十多年来出现的新问题，但不论是实践还是理论研究，都成为现在关 注的热点。针对闭环供应链，现有成果主要集中于定性分析，对于该 课题的定量研究还很少，供应链均衡管理的大多前期研究工作都集中 在供应链的库存、运输以及与供应链供需相关的均衡问题上，而且没 有系统的分析。随着研究的深入，有必要将两个课题结合起来进行研 究，具有重要的实践价值和学术价值。 本文对于闭环供应链均衡管理的问题展开研究。主要包括以下几 部分内容： 第一，对闭环供应链均衡管理理论进行综述。介绍了供应链管理 和闭环供应链管理的相关理论基础以及本文研究问题的相关背景和 研究意义，综述了闭环供应链管理和供应链均衡问题的研究现状。 第二，通过对闭环供应链均衡管理的流程分析以及对闭环供应链 及其均衡管理的经济学解释，从定量化角度揭示了闭环供应链均衡管 理的价值所在，探讨了信息激励在闭环供应链管理中的应用，得到信 息共享对于闭环供应链总体利润的提高有非常显著的效果。 第三，研究了在随机需求条件下闭环供应链的整合优化与渠道选 择问题。就闭环供应链下的三种再制造模式，利用标准报童模型，分 别建立了相应的利润优化模型，并通过数值试验进行了比较，从宏观 的角度对不同的产品回收模式进行了分析比较，为企业选择合适的回 收模式提供了初步的理论依据。 第四，研究了在随机需求下闭环供应链网络均衡模型。立足于闭 环供应链，以循环视点，分析了在随机需求条件下基于两层闭环供应 链网络的均衡模型，与串行的闭环供应链不同，闭环供应链网络模型 是将企业之间的竞争考虑到模型中的一种战略博弈模型，得到整个闭 环网络的不等式均衡条件，最后将不等式均衡条件转化为无约束的非 线性规划问题，并通过运用等步长的拟牛顿算法对模型进行了数值实 验和分析。 硕士学位论文 摘要 关键词：闭环供应链管理；均衡；价值；报童模型；网络均衡模型； 非线性规划 h a bs t r a c t w i t ht h ei n t e r g r a t i o no f g l o b a le c o n o m ya n dh i g hs p e e dg r o w t ho f i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , c o m p e t i t i o nb e t w e e ns i n g l ee n t e r p r i s e sg i v e sw a y t ot h a tb e t w e e nt h es u p p l yc h a i n s c y c l ee c o n o m y a p p e a r sw i t ht h er a i s e o fe n v i r o n m e n t p r o t e c t i o n a n dc o n t i n u a b l e i m p r o v e m e n t c o n s c i o u s n e s s c l o s e d - l o o ps u p p l yc h a i nm a n a g e m e n ti s a c o m p l e t e l y n e wm a n a g e m e n tp h i l o s o p h yw h i c hw a sb o r ni na c c o r d a n c ew i t ht h e n e e d so fc h a n g i n ge c o n o m y - g r o w t hm o d e l n o w , t h ea c a d e m i cf i e l dh a sm a d en os y s t e m i cr e s e a r c hi ns u p p l y c h a i ne q u i l i b r i u mm a n a g e m e n t ，b e c a u s ei t ss t u d yo fc l o s e d l o o ps u p p l y c h a i ni sj u s ta tt h ep r i m a r y p h a s e t h et w os u b j e c t sa r en e wp r o b l e m st h a t a p p e a r e di nr e c e n t10y e a r sa n dm o r e t h e yh a v eb e c o m et h ef o c u so f c o n c e r nb o t hi np r a c t i c ea n dt h e o r e t i cr e s e a r c h m o s tc l o s e d - l o o pc h a i n s r e s e a r c hc o n c e n t r a c t so nq u a l i t a t i v ea n a l y s i sa n dc a s ea n a l y s i s ，s u p p l y c h a i n e q u i l i b r i u mm a n a g e m e n tj u s t f o r c u so n i n v e n t o r y a n d t r a n s p o r t a t i o n ，o r s u p p l y d e m a n d b a l a n c e t h e r ei s n o s y s t e m i c a n a l y s i s a st h er e s e a r c hg o e sd e e p ，i t sn e c e s s a r yt oi n t e r g r a t ei t st w o s u b j e c t sw i t he a c ho t h e ra n ds t u d yt h e m ，a sas p e c i a li s s u e ，w h i c hi s o f i m p o r t a n tp r a c t i c a la n da c a d e m i cv a l u e t h i sp a p e rm a l i e sas t u d yo f c l o s e d - l o o ps u p p l yc h a i ne q u i l i b r i u mm a n a g e m e n ta n di n c l u d e st h e f o l l o w i n g ： f i r s t l y , t h ep a p e r s u m m a r i z e st h e c l o s e d - l o o ps u p p l y c h a i n m a n a g e m e n tt h e o r y , a n di n t r o d u c e st h ec o n c e r n e dt h e o r yo fs u p p l yc h a i n m a n a g e m e n ta n dc l o s e d l o o ps u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t s e c o n d l y t h ep a p e ra n a l y s e st h ef l o wo fc l o s e d l o o ps u p p l yc h a i n m a n a g e m e n t ，e x p l a i n st h ee c o n o m i c so nc l o s e d - l o o ps u p p l yc h a i na n di t s e q u i l i b r i u mm a n a g e m e n t ，r e v e a l st h ev a l u eo ft h ec l o s e d - l o o ps u p p l y c h a i ne q u i l i b r i u mm a n a g e m e n tf r o mt h ea n g l eo fq u a n t i f i c a t i o na n d d i s c u s e st h ea p p l i c a t i o no fi n f o r m a t i o ni n c e n t i v et oc l o s e d - l o o ps u p p l y c h a i nm a n a g e m e n t i ti sg o tt h a tj o i n t s h a r eo fi n f o r m a t i o nh a sav e r y o u t s t a n d i n ge f f e c to nt h ei n c r e a s eo fc l o s e d l o o ps u p p l yc h a i n st o t a l p r o f i ti n c r e a s e 1 l i 硕士学位论文 a b s t r a c t t h i r d l y , t h ep a p e rs t u d i e st h ec o n f o r m i t y , o p t i m i z a t i o na n dc h a n n e l s c h o i c e so ft h ec l o s e d - l o o ps u p p l yc h a i nu n d e rs t o c h a s t i cd e m a n d , t h e r e a r et h r e er e m a n u f a c t u r em o d e l su n d e r c l o s e d l o o ps u p p l y c h a i n m a n a g e m e n t 。胎u t i l i z e n e w s v e n d e rm o d e lt oc o n s t r u c t p r o f i t o p t i m i z a t i o no b j e c t i o nf u n c t i o nf o re a c hm o d e l ，a n dc o m p a r et h e r et h r e e m o d e l st h r o u g hn u m e r i c a le x p e r i m e n ta n ds u p p l yp r i m a r yt h e o r e t i c a l g r o u n d i n g s w i t hw h i c h e n t e r p r i s e s c a nc h o o s es u i t a b l e r e c o v e r y c h a n n e l s f i n a l l y , t h i sp a p e rs t u d i e st h ec l o s e d - l o o ps u p p l yc h a i ne q u i l i b r i u m n e t w o r ku n d e rs t o c h a s t i cd e m a n d t h et w ol e v e l se q u i l i b r i u mm o d e li u s t a sam o d e lt h a tc o n s i d e rt 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 s i t ss t r a t e g i c g a m em o d e l w ec o n s t i t u t et h eo p t i m i z m i o nc o n d i t i o ni n e q u a l i t y i n t o a nu n c o n s t r a i n e dm i n i m i z a t i o np r o b l e m i nt h ee n d ，c o m p u t a t i o n a lr e s u l t s h a v eb e e no b t a i n e db yq u s i - n e w t o na l g o r i t h e mw i t hc o n s t a n ts t e ps i z e k e y w o r d s ：c l o s e d l o o ps u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ；e q u i l i b r i u m ；v a l u e ； n e w s v e n d o rm o d e l ；n e t w o r ke q u i l i b r i u mm o d e l s ；n o n l i n e a rp r o g r a m m i n g i v 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。论文主要是自己的研究所得，除了已注明的 地方外，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 得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作 的同志对本研究所作的贡献已在论文的致谢中作了说明。 名：绰吼单心月型日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位 论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论 文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定，送交学位论文。对以上 规定中的任何一项，本人表示同意，并愿意提供使用。 作者签名：导师签名三4 五垃日期：丝；l 年旦月_ 日 作者签名：导师签名殛l4 公日期：丝 二厶年旦月日 硕士学位论文第一章绪论 1 1 问题提出及研究意义 第一章绪论 2 0 世纪末，无论西方还是东方，“供应链 一词炙手可热【7 l 。供应链顺应了 企业生存发展的要求，是社会化生产的产物。供应链管理的最终目标是增加供应 链成员的利润( 或降低成本) ，提高其运作效率、服务水平和供应链的响应能力。 为成功管理供应链，需要对很多内容和方面进行探讨。近年来，在各类文献中提 到了很多，如供应链协作、采购与供应问题、逆向供应链管理以及供应链物流平 衡问题等等。 当人们在普遍谈论供应链的价值时，逆向供应链策略的潜在价值往往是最容 易忽视的口3 翌l 。正向供应链的目标是实现产品和服务的价值，而逆向供应链是为 了发掘和利用缺陷品和废弃物的潜在价值。制造企业越来越重视废旧e o l ( e n d - o f - l i f e ) 产品的回收再造，这种行为不仅仅是由于政府的介入，更多的 是由于逆向供应链策略为企业赢得环保声誉的同时，还可以从中获取利润，提高 整个供应链的性能【2 引。随着研究的深入，人们逐渐把逆向供应链与传统的正向 供应链整合起来，从而形成了闭环供应链，闭环供应链管理是顺应经济发展模式 转变需要而诞生的一种全新管理哲理f 3 6 】。 另外，针对供应链中物流的均衡管理，国内外还没有系统的研究【8 】。在以卖 方为主导的卖方市场，供需平衡主要通过价格调整抑制需求来实现，不平衡的结 果是市场处于饥饿状态，社会的损失是存在的；在以买方为主导的买方市场，仅 仅通过价格来调节平衡是不够的，买方更关心产品和服务，不平衡的结果是市场 处于饱和状态f s 】。而且，由于市场的不完全竞争性和信息的不对称性的存在，使 得供需的随机性增强，供需平衡管理的难度更大。 随着研究的深入，有必要将这些管理新理念如绿色供应链、闭环供应链、供 应链均衡管理结合起来进行探讨。目前的研究成果尚未很好的解决供应链研究过 程中的各种新的问题的切合实际的优化决策模型，有效的求解算法仍然是未来供 应链发展必不可少的有力工具。 综上所述，立足于闭环供应链，以循环视点在充分考虑实际情况条件下，分 散决策，从定量的角度分析如何建立最优的利润分享模型，为企业选择较优的闭 环供应链模式提供有力的理论依据是摆在供应链研究面前的新课题，本课题的研 究弥补了在随机需求条件下闭环供应链均衡管理研究中的空白。因此，闭环供应 链均衡管理的研究具有重要的学术价值和实际意义。 硕士学位论文第一章绪论 1 2 本课题研究现状综述 闭环供应链和供应链均衡都是近十几年来出现的新问题，也是现今研究和实 践应用中的热点问题。相关文献主要出现在三类期刊中。第一类是运筹学、经济 管理类期刊，第二类是研究物流、运输类期刊，第三类是与环境相关的期刊。因 为课题整合了两个新问题，现在还没有系统的研究，因此，同时研究两个问题的 文献不是很多。本文的综述将本课题的综述分成闭环供应链管理的综述和供应链 均衡管理的综述两大部分。 1 2 1 闭环供应链管理的研究现状 随着工业全球化，人们开始把重心转向企业之间的网络结构的竞争，在工业 系统的影响下，环境与自然资源问题已经成为全人类共同关注的全球性问题，供 应链在环境问题上已经成为重要的有竞争力的组织【l7 1 。随着人类生产力水平的 不断提高，原材料和能源消耗剧增，环境问题愈来愈严重，自然资源日益紧张。 自然环境恶化非常严重，地球生态系统已经难以持续生存，环境问题是社会问 题，同时也是经济机会，因此，有了循环经济的概念，它是与传统的直线型经 济相对立的 2 1 1 。循环经济是一种按照生态规律利用自然资源和环境容量，要求 经济活动以“3 r 为准则，即减量化( r e d u c e ) 、再利用( r e u s e ) 、再循环 ( r e c y c l e ) 4 0 l 。管理者们不得不在减少物流费用和通过革新以保持良好的环境之 间权衡。绿色供应链管理( g s c m ) 成为平衡这种富有竞争力的需求的有力方法1 1 8 i 。 绿色供应链管理的成果促使管理者们对闭的供应链的研究 1 9 , 2 0 1 。 一般认为，闭环供应链起源于逆向物流和逆向供应链，而逆向供应链的产生 最初源于法律的驱动，美国和德国分别于1 9 7 6 年和1 9 8 6 年较早颁布了有关相关 产品回收处理的强制措施。尽管闭环供应链对于环保有着非常意义的激励，但实 际上，在工业系统中适应竞争和经济压力同样扮演着举足轻重的角色 2 2 , 2 3 l 。因此， 工业企业重视闭环供应链的管理和研究表现为有利于环保和提高企业利润两个 方面。文献 3 3 和文献 4 0 ，通过对闭环供应链的内涵和流程分析，揭示了闭环 供应链的价值所在，尤建新等人i 综合运用循环经济学、环境经济学、资源经 济学、交易费用经济学等经济理论阐述了闭环供应链产生和发展的经济学解释。 d i m i t r i o s 等人【1 6 i 充分考虑了在政府立法下企业的经济效益，应用能力计划策略 应对闭环供应链复杂变化的逆向物流，使得闭环供应链成员获得利润。 闭环供应链( c l s c ) 是近年来企业界和学术界普遍关注的焦点。闭环供应链 是一个新颖的概念，国外的研究仅仅十余年的时间【3 3 1i 国内的研究更晚，范围 2 硕士学位论文第一章绪论 主要限于闭环供应链的定性分析，更多的是从管理和技术的角度，即如何提高闭 环供应链的管理效率和运作效率的角度研究闭环供应链。比如，潘意志等人m l 着 重探讨了闭环供应链的由来和相关概念，姚卫新【7 l l 、孙明贵等人【3 8 l 提出了电子 商务下闭环供应链的概念，z h u 等人【1 7 】将绿色供应链和闭环供应链进行了比较， 尤建新等人【3 4 1 分析了循环经济和闭环供应链的联系等等。对于闭环供应链结构 问题的研究，文献 2 9 中，姚卫新在传统供应链的基础上，从环境、管理、经济 性、应对不确定性、物流网络与回收方法的匹配、提高回收质量和再循环能力等 角度研究了闭环供应链的设计原则。周垂日【6 3 l 的博士论文对逆向物流的网络设 计的相关文献进行了综述，邱若臻、黄小原 3 7 j 对闭环供应链研究的现状及进展 进行了综述，并分析了一般供应链结构的构建原则及未来发展方向。 目前已存在一些对闭环供应链的定量分析的研究文献。姚卫新眇1 和陆忠平 1 3 5 分别对不同形势下的闭环供应链定价及利润分享进行了建模分析，将回收率、 回收价格作为外生变量。姚卫新1 2 4 】和s a v a s k a n l 7 2 1 从回收率的角度，研究了三种 回收渠道对闭环供应链成员定价及利润的影响。葛静燕、黄培清在文献 2 8 中， 对分散决策时零售商销售渠道下的不同回收模式的闭环供应链进行了博弈分析， 得到了闭环供应链成员的最优定价策略和最终利润，以及制造商渠道选择与回收 成本临界关系，并设计了一个收入分享合同协调分散决策下的闭环供应链。薛顺 利等人f 2 l 】探讨了在再制造环境下，三种不同回收模式物流结构的整合优化，得 到靠近消费者的零售商回收，对供应链成员有利。文献 4 1 - 4 2 对联合定价模型 进行了研究，其中文献 4 1 利用s h a p l y 值进行利润分配。这些文献不足的是大都 在确定性需求条件下建立的利润模型，数值分析相对简单。因此对于闭环供应链 的定量化研究有必要提出一种随机规划模型下，考虑外界因素影响的渠道选择模 型，以及将串行式供应链模式的研究改进为供应链的网络模式的研究。 1 2 2 供应链均衡问题的研究现状 针对供应链均衡问题的研究，国内外可查到的文献很少，这些文献大都没有 对供应链均衡的问题进行系统的研究。供应链均衡的问题大都集中在两个方面： 一是供应链物流供需平衡问题；二是供应链成员利润分享均衡问题。 虽然研究起步较晚，但是不管是实践还是研究，供应链均衡问题的研究都成 为热点关注的问题。大多前期的研究工作集中在供应链的库存、运输以及与供应 链供需相关的均衡问题上，但没有系统的分析。l e e 和b i l l i n g t o n f 7 4 l 指出发展 一般形式的网络结构的d e c e n t r a l i z e d 供应链的重要性。l e d e r e r 和l i1 7 5 分析 了用户对延迟供货时间非常敏感下的企业之间的竞争模式。c t n g 等人例对于 有变化供应源的两级供应链的协作补给进行了研究，钟磊钢 4 4 1 和孙会君1 4 8 1 等人 硕士学位论文第一章绪论 从供应链集成的角度出发，以整体利益最大化为原则，引入产品需求价格的弹性 因素，运用双层规划对二级分销网络模型进行优化，该模型在生产实践中更具有 实际意义。王瑛、孙林岩在文献 8 中，提到了供应链物流供需平衡的三维结构 体系，系统地分析了供需不平衡的原因以及实现供应链供需平衡的对策。 对于供应链的利润分享均衡问题大多依从在定价策略上，顾巧论【4 9 】和张涛 【强1 等人构造了一个二级逆向供应链系统，运用博弈理论得到了斯坦克尔伯格均 衡和纳什均衡两个非合作博弈的均衡解，以及一个合作博弈的均衡解。文献 5 7 对市场均衡条件下供应链的两种协作模式( 核心企业协作模式和对等协作模式) 进行了比较，得到对等模式下供应链整体具有更好的激励作用。o v i d i ui 删设计 了般的供应一回收网路随机模型，d o u g h s 等人【7 0 1 综述了供应链协作的三个基本 模式。b o w o n l 7 3 1 建立了连续市场需求以及给定价格的供应商一制造商的利润模型， 并讨论了价格相依的情况下供应链各方的利润模型，通过供应商的激励找到一个 合适的协作策略可以被供应链各方成员接受，从而使供应链网络实现平衡。在此 基础上，葛静燕、黄培清f 2 s 】以闭环供应链为出发点，对分散决策时闭环供应链 的渠道选择进行了研究。 其他的相关文献有z k e v i nw e n g j 利用报童模型找到各方的协作订货量以 达到各方所获利润最大的研究，n a g u r n e ya 嘲1 等人分析了一个竞争的供应链网 络模型，分析了供应链各方均衡的条件，最终得到了供应链均衡的条件，在 n a g u r n e ya 等人的基础上，d a v i dh a m m o n d 等人 2 7 1 进行了闭环供应链网络的均 衡问题的研究，得到了闭环供应链网络均衡解成立的条件并进行了数值分析。 综上，对于供应链均衡的的研究还只是开始，n a g u r n e ya 等人与d a v i d h a m m o n d 等人的成就在于充分考虑了节点企业之间的竞争关系，先进行分散决策， 后得到集中决策的最有条件，与很多研究中的串行链式供应链结构更具有实际意 义，但是欠缺的是考虑的均衡条件都是在确定性需求条件下建立的，d o n gj 等 人( 2 0 0 4 ) 4 7 1 第一次提出了在随机需求下的供应链均衡模型，本文在此基础上 进步建立随机需求条件下的闭环供应链的网络均衡模型，我想是具有非常大的 意义的。 1 3 本文主要的研究内容 本文研究了在闭环供应链环境下供应链均衡管理问题。 第一章为绪论部分，主要介绍了闭环供应链均衡管理研究的学术价值和实际 意义、本课题相关研究现状的综述及本文的研究思路。 第二章简要叙述了供应链、供应链管理、闭环供应链和供应链均衡四个方面 4 硕士学位论文第一章绪论 的相关概念及理论。 第三章通过对闭环供应链均衡管理的流程分析，揭示了闭环供应链均衡管理 的价值所在，从定性和定量的角度分析了本课题研究的经济学意义，在该部分， 探讨了信息激励在闭环供应链管理中的应用，得到信息共享对于闭环供应链总体 利润的提高有非常显著的效果。 第四章研究了随机需求和回收下闭环供应链的运作和渠道选择问题。分别考 虑三种回收模式，利用报童模型建立各方最大化目标函数，通过比较得到各方可 以选择的比较合理的闭环结构或渠道，最后进行了分析和数值实验。 第五章是在第四章的基础上进行的，与现有大多数研究供应链网络均衡的假 设不同，本章的研究闭环供应链各层次的企业成员是有相互竞争的，在随机需求 条件下，基于分散决策得到闭环供应链各层次满足的最优条件，最后分析得到整 个闭环供应链网络的均衡条件并通过拟牛顿算法进行算法设计和数值分析。 第六章对全文进行了总结，并就有待于进一步研究的问题进行了简要阐述。 1 4 本章小结 本章在现实面临的背景下，提出所要研究的闭环供应链均衡管理问题，并对 有关本课题的研究进行了综述，最后介绍了本文的研究内容及结构。 硕士学位论文第二章闭环供应链均衡管理研究概述 第二章闭环供应链均衡管理研究概述 2 1 供应链与供应链管理 2 1 1 供应链的概念及网络结构模型 “供应链( s u p p l yc h a i n ，s c ) 的概念在2 0 世纪8 0 年代被提出，并随着全 球化制造的出现在制造业中得到普遍的应用。2 0 世纪9 0 年代以来，随着经济全球 化和科学技术的迅速发展，经济竞争日益激烈，产品的生命周期越来越短，产品的 种类和数量越来越多，客户对服务的要求也越来越高，如何满足客户的需求，提升 对市场的反应能力和降低运作成本，使企业在激烈的竞争中立于不败之地，成为 许多企业家面临的最大难题。在这种背景下，供应链管理理念应运而生，企业开始 关注自身的核心竞争力，加强与相关企业的横向合作，致力于与其它企业建立联 盟关系0 - s l 。 一对于供应链( s u p p l yc h a i n ，s c ) ，目前尚未形成一个统一的定义【1 。8 i 。最早 使用供应链一词的是h o u l i h a n ，两年后s t e v e n s 于1 9 8 9 年介绍了集成供应链的概念 0 1 1 ，给出最早关于供应链的定义。早期的观点认为供应链是制造企业内部的运 作过程，随着经济的飞速发展，企业与上下游企业联系愈发紧密，这使得传统的 供应链概念暴露出局限性，新的供应链概念应该将企业的上下游企业联系起来。 我国标准物流术语【1 2 】将供应链定义为生产与流通过程中涉及将产品或服务 提供给最终用户活动的上游与下游企业所形成的网链结构。丁立言等人睁1 认为 “供应链是指由原材料的供应商、制造商、分销商、零售商、顾客等成员，通过 上下游成员的连接组成的链状结构或网络结构。 随着供应链应用的发展，供应链的概念更加注重于围绕核心企业的网链关 系。一般认为供应链是围绕核心企业，通过对物流、信息流和资金流的控制，从 采购原材料开始，制成中间产品以及最终产品，最后由销售网络把产品送到消费 者手里的将供应商、制造商、分销商、零售商直到最终用户连成一个整体的功能 网链结构模式。本文采用文献 8 】给出的供应链的定义，供应链是围绕核心企业， 在竞争、合作、动态的环境中，有供应商、制造商、分销商等实体构成的快速反 应市场变化的动态供需网络，包括所有与产品、原材料的加工、销售相关的双向 物料流和信息活动。其中前向的物料流指上游到下游的供应、生产和销售物流， 后向的物料流指废物流和回收流。 根据以上供应链的定义，其结构可以简单的归纳为如图2 1 【引，2 - 2 4 1 所示的 6 硕士学位论文第二章闭环供应链均衡管理研究概述 两个模型。 物流 图2 - 1 供应链的网链结构 图2 2 作为供应链核心元素的三流 从图2 - 1 供应链的结构模型可以看出，供应链是一个网状结构，由围绕核心企 业的供应商、供应商的供应商和用户、用户的用户组成一个企业是一个节点， 节点企业和节点企业之间是一种需求与供应关系。图2 2 中显示了供应链的核心 元素物流、资金流和信息流三流流向的常见方向，然而在退货退款或回收的情况 下会形成不同的方向。从两个模型图中可以看出，在供应链的固定一点，我们可 以关注于“上游”( 即供应商) 或“下游 ( 即客户) 。因此，供应链不仅针对供 应方，也针对需求方。根据与所在企业的“距离 ，我们将供应商分为一级供应 商、二级供应商直至第n 级。 2 1 2 供应链管理 供应链管理( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ，s c m ) 一词最早由一些管理者在2 0 世纪8 0 年代初期提出，大多数人认为供应链管理是由物流管理演化而来。最初， 人们把供应链管理的重点放在管理库存上，把它作为平衡有限的生产能力和适应 用户需求变化的缓冲手段【5 】，通过各种协调手段，寻求迅速可靠地把产品送到用 户手中所需要的费用与生产库存管理费用之间的平衡，从而确定最佳的库存投资 额，其主要的工作是管理库存和运输。现代的供应链管理要对供应商、制造商、 分销商、零售商以及用户所构成的网络中的物流、资金流、信息流进行管理。供 应链管理追求在企业之间形成一种紧密地合作关系。 7 硕士学位论文 第二章闭环供应链均衡管理研究概述 供应链管理主要涉及四大领域：供应( s u p p l y ) 、生产( p r o d u c t i o n ) 、物流 ( l o g i s t i c s ) 、需求( d e m a n d ) 3 1 。供应链管理是用系统的观点对供应链中的信 息流、物流进行设计、规划和控制，对资金流进行分解与控制，并使得供应链各 成员获得相应利益的一种管理概念。c o o p e r 等人【l5 】认为：“在供应链上所有关键 业务的集成称之为供应链管理。 1 9 9 8 年，供应链协会修改了物流的定义，以确 定物流管理只是供应链管理的一个子集，“供应链是指为满足客户需求，从最初 供应点到最终消费点之间计划、实施及控制物料、服务和信息的有效流动的过程， 物流为其有机构成部分。一2 0 0 1 年，我国发布的国家标准物流术语 ( g b t 1 8 3 5 4 2 0 0 1 ) 将供应链管理定义为：“用计算机网络技术全面规划供应链中的 商流、物流、信息流、资金流等，并进行计划、组织、协调与控制的过程 。 不论哪种定义都表明，以前各企业独自生产产品，而现在可能只是组装产品， 供应链各企业间不仅仅是商品交易的买卖关系，企业之间的竞争实际上已转化为 供应链之间的竞争，各节点企业应该相互携手来结成一种全新的信息共享、成本 共降、风险共担、利润共得的战略合作伙伴关系。 供应链管理跨越了企业的围墙，内部集成不够，还应该包括外部集成【5 1 ，以此 来追求和分享市场机会。缺乏信任是造成供应链管理的概念的实施远远落后于其 理论发展和咨询顾问提出的设想的主要原因1 4 1 。所以供应管理还应该考虑企业之 间的信息共享和相互合作成功的条件，这是供应链管理效率化的关键。 2 2 闭环供应链管理 2 2 1 闭环供应链的概念及其产生原因 自2 0 世纪9 0 年代以来逆向物流研究成为热点问题，供应链管理研究的深入， 逆向供应链管理成为其中的一个重要分支。逆向供应链管理是相对于传统的供应 链管理提出来的，提出的时间比较短，起源于逆向物流，目前还没有统一的定义。 d i m i t r i o s 等人【1 6 i 认为逆向供应链更加复杂，因为回流的物品包括产品、半成品 以及原材料，而且这些物资随时都有可能进入前向供应链( 即指传统的供应链流 程) 中。笔者将逆向供应链管理理解为有利于环保和一种新的赢利策略，其目的 是通过回收、废弃物处理，有效地管理回收渠道，从而达到环保和获得利润的双 重效果。可以看到逆向供应链管理和传统的供应链管理存在着明显的差异：一是 目的不同；二是供应链核心元素的物流、信息流、资金流流向不同。现在的逆向 供应链管理的研究大都将传统的供应链管理整合起来，从而形成了一种全新的模 式一闭环供应链( c l o s e dl o o ps u p p l yc h a i n ，c l s c ) 。 硕士学位论文第二章闭环供应链均衡管理研究概述 在定义闭环供应链时，学者们常常和绿色供应链、循环经济的概念联系在一 起，他们之间确实有很大的关联性。孙明贵等人【3 8 1 提出了e 一绿色闭环供应链的 概念，z h u 等人【1 7 】将绿色供应链和闭环供应链进行了比较，尤建新等人分析 了循环经济和闭环供应链的联系。普遍的定义认为闭环供应链是指将产品从生产 地流通到消费者，又将消费者退回的物品运送到生产地，因而形成的封闭的供需 链状结构。 笔者认为闭环供应链不是逆向供应链和传统供应链的简单集成，实际上，供 应链中的双向流动并非相互独立，呈现出“从源到汇，由汇到源 的闭环特征。 综合各类文献，闭环供应链管理的产生和迅速发展主要有以下几方面原因： 第一，立法，环境立法迫使企业必须对可能造成环境污染的产品及包装的整 个生命周期负责； 第二，企业责任和义务，消费者被赋予了更多的权利将不符合需求的产品退 回卖家； ， 第三，经济因素，企业已经认识到构建合理的闭环供应链系统能够增加收入、 开拓新的市场。 ，闭环供应链的研究虽然刚刚起步，但很快成为供应链研究领域热点特别是 各个国家对构建节约型、环境友好型社会政策倡导，为闭环供应链的发展提供了 广阔的空间。 2 2 2 闭环供应链的网络结构及特征 有关闭环供应链的文献，大都将闭环供应链理解为前向供应链和逆向供应链 整合在一起的供应链系统，如图2 - 3 。 图2 - 3 闭环供应链网络结构 9 硕士学位论文 第二章闭环供应链均衡管理研究概述 由于涵盖了正逆向两种物流，使得闭环供应链具有以下几种显著特征。 第一，高度复杂性及不确定性1 1 6 , 3 7 , 6 3 】。不确定性主要体现在回收时间、地点、 质量和数量具有不确定性，这同时也反映了产品寿命的不确定本质，对需求管理、 库存控制和管理具有显著的影响闭环供应链中的这种不确定性还涉及再加工 过程的不确定性如回收的相同两件物品可能需要不同的诸如拆卸、维修等再加 工过程，从而增加了协调生产计划和控制的复杂性。 第二，供需不平衡性。信息不共享，加之对再制品需求的随机性，使得回流 渠道供需不均衡，不平衡的结果是对市场的反应能力差，供应难以与市场需求相 匹配，造成资源浪费。 第三，目标的多样性。经济系统往往是多目标的，闭环供应链管理也不例外， 由于回收过程的高度不确定性使得这种逆向供应链运作决策极为复杂，管理者不 仅要在环保以及经济利益之间权衡，而且回收过程本身的复杂性也决定了其多阶 段、多目标的特性。 第四，交叉性。节点企业可以是这个供应链的成员，也可以是另一个供应链 的成员，众多的供应链形成交叉结构，增加了协调管理的难度。 第五，增值性。这是闭环供应链管理受企业推崇的重要特征，通过有效地管 理逆向供应链，供应链成员各方从回收活动中获得利益，从而激励各方投入到闭 环供应链管理中，使得经济良性循环。 第六，掀应商”多“客户”少。逆向供应洲原材料 是使用过的废旧 产品，与正向供应链不同的是，虽然有很多的“原材料”来源，而且废旧产品是 以很小的成本或几乎没有成本进入逆向供应链，但由于废旧产品只有很低的价 值，使得对此业务有兴趣的企业客户很少。 闭环供应链的结构特性决定了其不同于一般供应链的显著特征，深刻理解这 些特征是构建高效闭环供应链系统的基本前提。 2 3 供应链均衡 供应链一般包括原材料供应商、制造商、分销商、零售商和消费者构成的网 络，是一条从供应商的供应商到用户的用户的物流链，又是一条增值链，因为各 种物料在供应链上移动，是一个不断增加其市场价值的增值过程。不管是竞争还 是协作，每一个供应链成员关心的首先是自身利益的最大化，这种行为的结果是 供应链网络均衡的形成旧j 。目前，不管是实践还是研究，供应链均衡问题的研 究都成为热点关注的问题。 i 0 硕士学位论文第二章闭环供应链均衡管理研究概述 2 3 1 一般多级供应链库存与运输均衡模型 将多级供应链系统分解为供应网络和需求网络，为进一步简化研究，本节只 考虑基于供应的第k 层家企业与基于需求的第k + l 层m k + 1 个企业的供需网络 模型( 如图2 4 ) 。 第k 层 第k + l 层 图2 4 多级供应链系统的供需网络 按照成本产生的原因，将供应网络管理的成本归纳为交易成本、运输费、保 管费，供应网络采取连续检查的库存控制方法。当第七层节点企业口的物资库存 水平高于运输的临界点碰m 芦时，向第七+ l 层节点企业进行运输，发送批量为 劣励。用他- f 表示第七一，层节点企业的节点数，+ 。表示七年1 层节点企业个数。 则基于供应网络一年的总费用运输费用e 、保管费用g 、交易成本e 分别为， g = 印脚g 脚c 峨所， ( 2 1 ) a = lp = l cs ：兰掣，防2 ， 口= l ，= l c p ：兰芝雩掣 3 ) a = l = lx 七 其中，留；，表示第k 层节点企业口对于第七+ l 层节点企业的年输出量， 砰扔表示第k 层节点企业口对于第七+ 1 层节点企业的总运输路程，c ：毛刃是第 七层节点企业口对于第七+ l 层节点企业的单位产品、单位路程的运价，砰) 表 示第k 层节点企业口对于第七+ 1 层节点企业的单位产品的库存费用，砭口) 表 示第七层节点企业口对于第七+ 1 层节点企业的单次的交易费用。 需求网络采用( s ，s ) 库存控制策略，当第七+ 1 层节点企业的物资库存水 平低于订购临界点+ ，时，向第七层节点企业口进行订货，使库存达到理想库存 水平+ l 订货批量为磁峨内，碰7 表示第k + l 层节点企业对于第七层节点企 业口的单位产品的库存费用，耽表示第七+ l 层节点企业对于第七层节点企 业口的单次的交易费用。则基于需求网络一年的总订购费用、总保管费用为， 硕士学位论文 第二章闭环供应链均衡管理研究概述 。掣g 硝 q = 荟丢铲，口= l = ly 七 = 兰芝掣 a = lb = l 厶 ( 2 - 4 ) ( 2 5 ) 多级供应链的供应网络子系统的总费用为t c ，= c + g + e ，需求网络子系 统的总费用为t c d = + q ，其中各总费用也包括基于分销网络的费用、基于核 心企业和物流网络的费用，是一种混合物流策略。由此建立的基于混合订购策略 的供需网络均衡模型( 供应链总成本最小化) 为， m i n t c = t c , + 码8 1 ( 2 6 ) 2 3 2 利润分享的供应链网络均衡 在这一节中，为了研究方便，我们将供应链简化成制造商、零售商、用户构 成的网络，其平衡网络结构如图2 5 所示，在图中考虑1 1 1 个制造商，n 个零售商， t 个消费者，供应链的简单均衡模型。 图2 - 5 均衡的供应链结构 制造商 零售商 用户( 市场) 假设1 - 各级成员之间是非合作的竞争关系。 假设2 ：所有零售商对制造商i 的需求量正好等于制造商i 的生产批量q ，( 制 造商没有库存) 。零售商j 对制造商i 的需求为吼，则： g f = q ， ( 2 7 ) 1 2 硕士学位笙奎 箜三皇塑堑堡窒壁塑鱼笪垄堕窒塑堕 _ _ _ _ _ - - _ _ - - _ _ _ - _ _ _ - _ - i _ _ - _ _ _ _ i _ _ _ - _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ 一一 制造商i 的生产成本为z ，且生产成本是关于生产批量级的函数， t = 弋q i 、v i 制造商i 和零售商j 之间的运输费用为白， 勺= c u ( q 盯) ，v i ， ( 2 - 8 ) ( 2 9 ) 制造商i 对零售商j 的出货价格为，则此时，