（交通运输规划与管理专业论文）供应链多级库存优化模型研究.pdf

摘要 对一个企业来说，库存优化是一个非常重要的商业功能。以更少的库存来运 作企业的生产、分销或者零售能给企业带来更少的作业成本、增加的销售额和更 高的客户满意度等很多利益。最近的一系列调查表明：提高库存周转率的能力是 操作非常成功的企业和操作非常糟糕的企业之间的主要区别。 当企业拥有成千上万种产品，并且，分布于上百个不同地点时，库存管理会 变为一种非常困难的工作。特别是当库存分布于企业分销网络中不同级时，困难 会变得更大。在多级分销网络中，企业的新产品通常是先被储存在地区或中央设 施中。这些地区或中央储存设施为那些直接面对消费者的配送中心( d c ) 提供产 品。对于大部分的零售商、分销商以及生产商来说，这是一个非常普通的分销模 式。 多级分销网络的库存管理与单级分销网络的库存管理相比更加复杂。一是很 难获得真实的网络库存优化，因为应用于单级网络的实施战略没有考虑到对其他 级库存优化的影响。当你仅仅处理一个场所的单级库存时，往往缺少贯穿整个需 求链的从整个网络角度使用库存的方法。另外，那些华而不实的预测对库存补充 的作用也很小。这些缺陷能够产生一些如下的负面影响： 网络中以多余的安全库存的形式存在大量的多余的库存。 当网络中存在大量的库存时，终端客户服务仍然会失败。 各级网络之间的服务不能很好地解决面对客户的服务设旋的缺货问题。 由于外部提供商们不能接到满意的需求信息，表现出相互不信任的行为。 本篇文章从介绍供应链管理模式入手，介绍了供应链环境下多级库存的复杂 性。通过分析传统多级库存方法的不足，引入了供应链网络建模的多级库存管理 方法，并在文章中建立了一个简单的二级供应链分销网络模型。最后，文章对该 模型进行了应用，证明了该模型具有一定的应用价值。 关键词：供应链库存管理多级库存成本优化 a b s t r a c t t h eo p t i m a ld e p l o y m e n to fi n v e n t o r yi sav i t a lb u s i n e s sf u n c t i o nf o ra ne n t e r p r i s e t h ew e l l - d o c u m e n t e db e n e f i t so fr u n n i n gam a n u f a c t u r i n g ，d i s t r i b u t i o no rr e t a i l i n g o p e r a t i o n 、i n ll e a n e ri n v e n t o r yr a n g ef r o map e r m a n e n tr e d u c t i o ni nw o r k i n gc a p i t a lt o i n c r e a s e ds a l e sa n dh i g h e rc u s t o m e rs a t i s f a c t i o n a sf o r r e s t e rr e s e a r c hp o i n t e do u ti n ar e c e n tr e p o r t ，t h ea b i l i t yt oi n c r e a s ei n v e n t o r yt u r n si sak e yd i f f e r e n t i a t o rb e t w e e n h i g h l ys u c c e s s f u la n dm o r ep o o r l yp e r f o r m i n gc o m p a n i e s m a n a g i n gi n v e n t o r yc a nb ead a u n t i n gt a s kf o ra ne n t e r p r i s ew i t ht e n so f t h o u s a n d so fp r o d u c t st h a ta r el o c a t e di nh u n d r e d so fl o c a t i o n s t h ec h a l l e n g ei se v e n g r e a t e rw h e nt h el o c a t i o n sa r es i t u a t e di nd i f f e r e n tt i e r so re c h e l o n so ft h ee n t e r p r i s e s d i s t r i b u t i o nn e t w o r k i ns u c hm u l t i - e c h e l o nn e t w o r k s ，n e wp r o d u c ts h i p m e n t sa r ef i r s t s t o r e da tar e g i o n a lo rc e n t r a lf a c i l i t y t h e s ec e n 仃a lf a c i l i t i e sa r et h ei n t e r n a ls u p p l i e r s t ot h ec u s t o m e r - f a c i n gl o c a t i o n s t h i si sac o m m o nd i s t r i b u t i o nm o d e lf o rm a n yr e t a i l c h a i n s 勰w e l la sf o rl a r g ed i s t r i b u t o r sa n dm a n u f a c t u r e r s f o re x a m p l e ，al a r g e p h a r m a c e u t i c a lw h o l e s a l e r sd i s t r i b u t i o nn e t w o r kc o n s i s t so fo n er e g i o n a ld i s t r i b u t i o n c e n t e r ( r d c ) a n dm o r et h a n3 0f o r w a r dd i s t r i b u t i o nc e n t e r s ( d c s ) a n o t h e rn a t i o n a l r e t a i l e ro fa u t o m o t i v ea f t e r m a r k e tp a r t sa n de q u i p m e n tm a n a g e sm o r et h a n2 5m i l l i o n s t o c k - k e e p i n gu n i t s ( s k u s ) t h a ta r es p r e a do u ta c r o s s10d c sa n dm o r et h a n9 0 0 s t o r e s a n df i n a l l y ，ag l o b a lm a n u f a c t u r e r d i s t r i b u t o ro ff u r n i t u r ef i t t i n g sc a r r i e s i n v e n t o r yi ne u r o p e a nd c sl o c a t e dn e a ri t sf a c t o r i e sb e f o r es h i p p i n gt h e f i n i s h e d g o o d st o15l o c a ld e sw o r l d w i d e ；t h e s ed c s s e r v ee n dc u s t o m e r s m a n a g i n gi n v e n t o r yi nam u l t i e c h e l o nn e t w o r kv s as i n g l e - e c h e l o nn e t w o r k p r e s e n t sm a j o rp i t f a l l s o n e i st h ef a i l u r et oa c h i e v et r u en e t w o r ki n v e n t o r y o p t i m i z a t i o n ，b e c a u s er e p l e n i s h m e n ts t r a t e g i e s a r ea p p l i e dt oo n ee c h e l o nw i t h o u t r e g a r dt oi t si m p a c to nt h eo t h e re c h e l o n s an e t w o r kv i e wo fi n v e n t o r yu s a g eu pa n d d o w nt h ed e m a n dc h a i ni sa b s e n tw h e ny o ua r eo n l yd e a l i n g 、析也as i n g l ee c h e l o no f l o c a t i o n s a n o t h e rp i t f a l li st ob a s eu p p e r - e c h e l o nr e p l e n i s h m e n td e c i s i o n so ns p e c i o u s d e m a n df o r e c a s t s t h e s ep i t f a l l sc a nc r e a t es u b s t a n t i a l n e g a t i v ec o n s e q u e n c e s ， i n c l u d i n gt h ef o l l o w i n g ： t h en e t w o r kc a r r i e se x c e s si n v e n t o r yi nt h ef o r mo fr e d u n d a n ts a f e t ys t o c k e n dc u s t o m e rs e r v i c ef a i l u r e so c c u re v e nw h e na d e q u a t ei n v e n t o r ye x i s t si nt h e n e t w o r k c u s t o m e r - f a c i n g l o c a t i o n s e x p e r i e n c e u n d e s i r a b l e s t o c k o u t s ，w h i l es e r v i c e b e t w e e ne c h e l o n si sm o r et h a na c c e p t a b l e e x t e r n a ls u p p l i e r sd e l i v e ru n r e l i a b l ep e r f o r m a n c e ，b e c a u s et h e yh a v er e c e i v e d u n s a t i s f a c t o r yd e m a n dp r o j e c t i o n s s h o r t s i g h t e di n t e r n a la l l o c a t i o nd e c i s i o n sa r em a d ef o rp r o d u c t sw i t hl i m i t e d a v a i l a b i l i t y t h i sp a p e rb e g i n i n gw i t ht h ei n t r o d u c t i o no fs c mi n t r o d u c e st h ec o m p l e x i t yo f m u l t i - e c h e l o ni n v e n t o r ym a n a g e m e n t t h r o u g ha n a l y z i n gt r a d i t i o n a lm u l t i - e c h e l o n i n v e n t o r ym a n a g e m e n t ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h es c m n e t w o r km o d e l i n g k e yw o r d s ：s u p p l yc h a i ni n v e n t o r ym a n a g e m e n to p t i m i z a t i o n m u l t i - e c h e l o ni n v e n t o r yc o s t h i 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成硕士学位论文 “送廛壁垒级廛在垡丝撞型硒型。除论文中已经注明引用 的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标 明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开 发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：研蚺年蝴哆日。丁 j 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连海事大学研究生学位论文提交、 版权使用管理办法 ，同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。 保密函，在三年解密后适用本授权书。 本学位论文属于：保密d 黼撇噼旗新躲扔霄 日期：口岁年朔相 7 第1 章引言 1 1 论文的主题和选题的范围 历史进入2 0 世纪9 0 年代以后，随着科学技术的进步和生产力的发展，顾客消 费水平不断提高；整个市场需求的不确定性大大增加。企业面对一个变化迅速且 很难预测的买方市场，为了提高竞争力，采取了许多先进的制造技术和管理方法。 2 0 世纪6 0 年代以前，盛行的方法是通过确定经济生产批量、安全库存、订货点， 来保证生产的稳定性，但由于没有注意到独立需求和相关需求的区别，采用这些 方法并未取得期望的成果。6 0 年代中期，出现了物料需求计划( m r p ) ，较好的解 决了相关需求管理问题。此后人们就一直探求更好的制造组织和管理模式，出现 了诸如制造资源计划( m r pi i ) 、准时生产制( j i t ) 及精细生产等新的生产方式。 进入2 0 世纪9 0 年代以来，消费者的需求特征发生了前所未有的变化，这些变化 对企业参与竞争的能力提出了更高的要求，原有的管理思想已不能满足新的竞争 形式。过去实行的“纵向一体化”战略，由于市场竞争日益激烈、顾客需求不断 变化，已经无法快速敏捷的响应市场的机会。在这种情况下，出现了“横向一体 化 的思维方式，而供应链管理( s c m ) 则是“横向一体化 管理思想的一个典型 代表。 供应链管理提出的时间虽然不长，但它已引起人们的广泛关注。国际上一些著 名的企业如惠普公司、i b m 公司、d e l l 公司等都在供应链实践中取得了不凡的成 就。相反的是，我国传统制造业企业实行的供应链管理模式还处于一个起步阶段， 很多传统的供应链管理方法使企业在同国外的竞争对手竞争过程中处于下风。而 多级库存在供应链管理中的重要地位说明，要想加强企业的供应链管理能力，必 须从加强供应链环境下的多级库存管理能力入手。本人通过分析传统的供应链多 级库存管理方法发现，这些传统的供应链多级库存管理方法都没有从供应链网络 角度对供应链库存战略进行有效的管理。因此，本人选择了“供应链环境下多级 库存管理研究作为研究生毕业论文的研究主题，并希望能够通过对传统供应链 多级库存管理方法的分析，找出更好的供应链多级库存管理方法。 1 1 2 相关研究介绍 1 2 1 国内对供应链库存的研究现状 国内对供应链中的库存管理研究基本上处于起步阶段。其中大部分的研究都局 限于以下几点： 1 没有从供应链整体的角度对供应链网络进行优化研究，仍然局限于供应链 系统下的局部系统； 2 对最佳订货批量和订货周期研究的较多，而这样的研究不能从战略上对供 应链多级库存进行有效的管理； 3 对一些多级库存管理方法进行了阐述，但主要以国外已有案例介绍为主。 国内对供应链中的库存管理研究主要代表为： 隋明刚，魏巍( 2 0 0 0 ) 对供应链库存成本研究的发展、现状及其发展趋势进行了 总结，将供应链库存成本系统分为生产库存系统，库存配送系统，生产库存 配送系统，并对各个系统的研究方法进行了总结。 徐贤浩、马士华提出了供应链网络结构模型，引入供应率和需求率两个变量， 建立了供应链网络结构模型的供应链多级库存控制模型，根据经济批量原理，求 出了最佳订货批量和最佳订货批量周期。 马士华( 2 0 0 0 ) 对供应链中的库存问题，供应链管理库存，联合库存管理进行了 详细阐述，但基本以介绍国外的研究为主，未作分析。 黄培清( 2 0 0 2 ) 年提出了供应链中供需双方合作的批量订货模型，并分析了这种 模型对供需双方的好处，以及对供应链整体的优点。 1 2 2 国外在供应链库存管理方面的研究现状 国外在供应链库存管理方面的研究已经有了一段时间。国外供应链库存的研 究，始于多阶段库存研究，c l a r k 和s c a r f 在1 9 6 0 年对多阶段的库存管理进行了研 究，揭开了国外学者研究多阶段库存研究的序幕，供应链的概念出现了之后，供 应链库存管理一直是国外学者的研究重点。其中，主要研究集中于信息在库存管 2 理中的作用，特别是牛鞭效应的影响。一些代表性的研究如下： 著名的供应链库存管理专家，斯坦福大学教授李豪( h a o l e e ) 1 9 9 2 年，提出供 应链库存管理所面临的1 4 种问题，但是对问题缺乏系统化的分析。 李豪( 1 9 9 7 ) 对牛鞭效应加以数量化，研究发现牛鞭效应无法完全消除。 c h a r l e sj c o r b e t t 贝u 对牛鞭效应加以数量化，研究发现牛鞭效应无法完全消 除。 g o c h e nk r a u t t e r ( 2 0 0 0 ) 提出要从流程的角度来看待库存问题，要从公司的角 度来看库存问题。 r a v ia n v p i n d i y e h u d ab a s s o k ( 1 9 9 9 ) 研究了一个制造商、两个零售商的模型， 并对零售商单独持有存货和有一个中心存货进行了对比，得出多个零售商的库存 中心化可以降低总成本，增加收益。 g e r a r dp c a c h o n ( 1 9 9 9 ) 采用博弈论的方法对一个两级供应链的合作和竞争政 策进行了分析。 e d w a r df e i t i n g e r 介绍了惠普公司在延时制造方面的做法。 s r i n a g e s hg a v i r n e n i ，r o m a nk a p u s e i n s k i ，s r i d h a rt a y u r ( 1 9 9 9 ) 对三个条 件下的库存模型进行了对比：供应商除了过去的数据，再没有其他信息；供应商知 道零售商的( s ，s ) 策略以及最终产品的需求分布：供应商有关于零售商的全部状态 的信息。得出信息共享对供应链效益的提高作用很大。 李豪( 2 0 0 0 ) 建立了一个包括零售商、制造商的两级供应链，然后分析了供应链 信息共享的收益，分析得出信息共享可以大量减少库存，降低费用。其次，分析 和数字表明，需求流量和提前期对信息共享的相关成本降低有重大的影响。 g e r a n dp c a c h o n ( 2 0 0 1 ) 研究了一个供应商、多个零售商模型下的信息共享作 用。 1 3 本文所要解决的问题 本文采用了理论和实践相结合的方法进行了供应链环境下多级库存管理研究。 本文主要从介绍供应链管理模式入手，着重分析了供应链环境下多级库存管理的 重要性。但传统的多级库存管理方法并没有从供应链网络角度对多级库存进行有 效的管理。因此，文章中引入了供应链网络建模的理论，并列举了供应链网络建 模能够解决的多级库存管理问题。 文章的重点是建立了一个二级供应链分销网络模型，并通过模型应用，验证了 模型的有效性。证明供应链网络建模完全可以用来解决供应链的多级库存管理问 题。 希望本文的研究能够对我国的供应链多级库存管理提供一定的借鉴意义。 4 第2 章供应链管理模式 进入2 0 世纪9 0 年代以来，由于科学技术的不断进步和经济的不断发展、信 息网络全球化以及市场全球化的形成，企业的竞争环境发生了很大的改变。例如， 顾客需求的多样化和技术的进步使得产品生命周期不断缩短等。竞争环境的改变 就意味着企业必须改变自身的管理方式，就是在这样的背景下，供应链管理被众 多企业所重视。 2 1 企业竞争环境的变化 2 0 世纪9 0 年代以来，企业竞争环境的变化主要有以下几方面： 1 行业全球化 科学技术的不断进步、信息技术的不断发展，特别是互联网的普及使得以前一 个城市、一个地区的市场逐渐变为全球的市场。在以前，一个商店里陈列的也就 是当地的几家生产商生产的商品：但是现在，来自世界各地的产品几乎到处可见。 行业的全球化使得企业面临更多的竞争对手，自身的管理也更复杂，加剧了企业 之间的竞争程度。当然，全球化也为企业带来了更多的发展机会。 2 产品生命周期越来越短 消费者需求向多样化发展，企业产品开发能力也在不断提高。目前，国外新产 品的研制周期大大缩短。例如，a t & t 公司新电话的开发时间从过去2 年缩短为 1 年：惠普公司新打印机的开发时间从过去的4 5 年缩短为2 2 个月，而且这一趋 势还在不断加强。与此相应的是产品的生命周期缩短，革新换代速度加快。由于 产品在市场上存留时间大大缩短了，企业在产品开发和上市时间的活动余地也越 来越小，给企业造成巨大压力。例如当今的计算机，几乎是一上市就快要过时了， 就连消费者都应接不暇。虽然在企业中流行着“销售一代、生产一代、研究一代、 构思一代”的说法，然而这毕竟需要企业投入大量的资源，一般的中小企业在此 等环境面前显得力不从心。 3 产品品种数量不断增多 5 由于消费者需求多样化越来越明显，生产商为了更好地满足消费者的要求，便 不断推出新的品种，从而引起了一轮又一轮的产品开发竞争，结果是产品的品种 数成倍增长。( 找个最近的例子) 以日用百货为例，据有关资料统计，从1 9 7 5 年 到1 9 9 1 年，品种数已从2 0 0 0 种左右增加到2 0 0 0 0 种左右。尽管产品数已非常丰 富，但消费者在购买商品时仍然感到难以称心如意。为了吸引用户，许多厂家不 得不绞尽脑汁不断增加花色品种。但是，按照传统的思路，每一种产品都生产一 批以备用户选择的话，那么制造商和销售商都要背上沉重的库存负担。库存占用 了大量的资金，严重影响了企业的资金周转速度，进而影响企业的竞争力。 4 时间压缩 市场竞争的不断加剧使得经济活动的节奏越来越快。其结果是每个企业都感到 用户对时间方面的要求越来越高。这一变化的直接反映就是竞争主要内容的变化。 2 0 世纪6 0 年代的企业间竞争的主要内容是成本，到7 0 年代时竞争的主要内容转 变为质量，进入8 0 年代以后竞争的主要内容转变为时间。这里所说的时间要素主 要是指交货期和响应周期。用户不但要求生产商要按期交货，而且要求的交货期 越来越短。所说的企业要有很强的产品开发能力，不仅指产品品种，更重要的是 指产品上市时间，即尽可能提高对客户需求的响应速度。对于现在的生产商来说， 市场机会几乎是稍纵即逝，留给企业思考和决策的时间极为有限。如果一个企业 对用户要求的反应稍微慢一点，很快就会被竞争对手抢占先机。 5 消费者的期望越来越高 进入2 0 世纪9 0 年代的消费者对产品质量、服务质量的要求越来越高。消费者 已不满足于从市场上买到标准化生产的产品，他们希望得到按照自己要求定制的 产品或服务。这些变化导致产品生产方式革命性的变化。传统的标准化生产方式 是“一对多的关系，即企业开发出一种产品，然后组织规模化大批量生产，用 一种标准产品满足不同消费者的需求。然而，这种模式已不再能够使企业继续获 得效益。现在的企业必须具有根据每一个客户的特别要求定制产品或服务的能力， 即所谓的“一对一”的定制化服务。企业为了能在新的环境下继续保持发展，纷 纷转变生产管理模式，采取措施从大量生产转向定制化大量生产。 6 2 2 供应链管理模式的引入 2 2 1 传统管理模式的弊端 从管理模式上看，企业出于对制造资源的占有要求和对生产过程的直接控制的 需求，传统上常采用的策略是，或扩大自身规模，或参股到供应商企业，与为其 提供原材料、半成品或零部件的企业是一种所有关系。这就是人们所说的“纵向 一体化( v e r t i c a li n t e g r a t i o n ) ”管理模式。我国企业( 特别是过去的国有企业) 一贯采取“大而全力、“小而全的经营方式，可以认为是“纵向一体化 的一种 表现形式。例如，许多企业拥有从铸造、毛坯准备、零件加工、装配、包装、运 输等一整套设备、设施及组织机构，但其构成比例却又是畸形的：受长期计划经 济的影响，其产品开发能力和市场营销能力都非常弱，但拥有庞大的加工体系。 在产品开发、加工、市场营销三个基本环节上呈现出中间大、两头小的“腰鼓型”。 “腰鼓型”企业适合于计划经济体制，而在市场经济环境下无法快速响应用户需 求。“纵向一体化”的模式暴露的问题如下： 1 增加企业投资负担 不管是投资建新的工厂，还是用于其它公司的控股，都需要企业自己筹集必要 的资金。这一工作给企业带来许多不利之处。 2 承担丧失市场时机的风险 因为投资的范围大，因此，对于某些新建项目来说，其项目建设周期会非常长， 往往出现项目建成之日，也就是项目下马之时的现象。 3 迫使企业从事不擅长的业务活动 “纵向一体化 管理模式的企业实际上是“大而全”、“小而全”的翻版，这种 企业把产品设计、计划、财务、会计、生产、人事、管理信息、设备维修等工作 看作本企业必不可少的业务工作，许多管理人员往往花费过多的时间、精力和资 源去从事辅助性的管理工作，没有将精力放在其专长的、关键性的业务之上，使 企业无法发挥出核心能力。 4 在每一个业务领域都面临众多竞争对手 使用“纵向一体化”管理模式企业的另一个问题是，它必须在不同业务领域直 7 接与不同的竞争对手进行竞争。 5 增大企业的行业风险 如果整个行业不景气，采用纵向一体化模式的企业不仅会在最终用户市场遭受 损失，而且会在各个纵向发展的市场遭受损失。 2 2 2 供应链管理模式的产生 有鉴于“纵向一体化 管理模式的种种弊端，从8 0 年代后期开始，国际上越 来越多的企业放弃了这种经营模式，随之的是“横向一体化( h o r i z o n t a l i n t e g r a t i o n ) 乃思想的兴起，即利用企业外部资源快速响应市场需求，本企业只 抓最核心的东西；产品方向和市场。例如，福特汽车公司的f e s t i v a 车就是由美 国人设计，在日本的马自达生产发动机，由韩国的制造厂生产其它零件和装配， 最后再在美国市场上销售。制造商把零部件生产和整车装配都放在了企业外部， 这样做的目的是利用其它企业的资源促使产品快速上马，避免自己投资带来的基 建周期长等问题，赢得产品在低成本、高质量、早上市等方面的竞争优势。“横向 一体化”形成了一条从供应商到制造商再到分销商的贯穿所有企业的“链 。由于 相邻节点企业表现出一种需求与供应的关系，当把所有相邻企业依次连接起来， 便形成了供应链( s u p p l yc h a i n ) 。这条链上的节点企业必须达到同步、协调运行， 才有可能使链上的所有企业都能受益。于是便产生了供应链管理( s u p p l yc h a i n m a n a g e m e n t ，简称s c m ) 这一新的经营与运作模式。 2 3 供应链管理的含义 在一条典型的供应链中，厂商先进行原材料的采购，然后在一家或多家工厂进 行产品的生产，把产成品运往仓库作暂时储存，最后把产品运往零售商或顾客。 为了降低成本和提高服务水平，有效的供应链战略必须考虑供应链各环节的相互 作用。供应链，也称为物流网络，包括供应商、制造中心、仓库、配送中心和零 售点，以及在各机构之间流动的原材料、在制品库存和产成品。典型的供应链网 络图见图2 - 1 。 8 服务 图2 1 典型供应链网络示恿图 供应链管理的含义就是指在满足服务水平需要的同时，为了使得系统成本最小 或相应的其它目的而采用的把供应商、制造商、仓库和商店有效地结合成一体来 生产商品，并把正确数量的商品在正确的时间配送到正确的地点的一套方法。 供应链包括了一个产品从最原始形态( 原材料) 到生产再到送达最终客户手中 的每一个环节。其目的是追求整个系统的效率和费用的有效性。 2 4 供应链管理的关键问题 供应链管理是一个复杂的过程。不仅仅是他内部复杂，外部市场的变化、客户 需求的变化等都增加了供应链管理的复杂程度。而供应链的复杂性也为我们提供 了很多可供研究的关键问题： 1 供应链网络构造 哪些地方应该设置工厂，哪些地方设置分销中心，这些工厂和分销中心都服务 哪些地区，等等。我们要考虑的不仅是成本问题，还有客户服务水平、运输条件 危盘 奇o 2 库存控制 随着时间的变化，顾客的需求会相应的改变。因为顾客需求的不确定性，零售 商必须保留库存。零售商如何减少顾客需求的不确定性给其带来的风险? 零售商 订货的量应该多大才合理? 零售商的库存应该维持在多大的周转率? 不同的行业 9 其库存周转率相同吗? 这些都是库存控制需要面临的问题。 3 配送战略 在配送战略的选择上，一个企业是将产品直接运送到顾客手中? 还是在企业和 顾客之间设置仓库，进行一定量产品的库存然后再配送? 还是直接将产品运送到 商店里面? 正确的配送战略选择将直接决定客户服务水平和供应链成本的节约。 4 供应链集成和战略伙伴 供应链内部的不同机构和不同伙伴之间都有着相互冲突的目标。因此，成功的 集成供应链、选择正确的伙伴合作关系将是供应链成功的关键。 5 产品设计 整个供应链中都存在着产品( 不论是原材料的形态还是成品的形态) 的流通。 一个产品的设计将对整个供应链的设计起到决定的作用。例如：产品的规格是否 标准化? 是否有利于缩短制造提前期? 对库存和运输有哪些要求等等。 6 信息技术 信息技术是整个供应链能够正常运行的支持，没有信息技术就谈不上供应链的 运行。同时，信息技术的不断革新也可以推动供应链的革新。 7 顾客价值 整个供应链系统的形成，其目的就是以最小或最合理的代价来满足顾客的需 求，也就是实现顾客的价值。如果抛开顾客价值，供应链管理也就不存在任何意 义了。 l o 第3 章供应链多级库存及其复杂性 3 1 库存的重要性 1 9 9 3 年，当戴尔计算机公司预测到亏损时，其股票价格急骤下降。戴尔承认公 司实际需求远远低于预测需求，导致库存资产账面价值的降低。 1 9 9 3 年，由于实际库存高于期望库存，李滋克莱伯恩公司( l i zc l a i b o r n e ) 的收人出人意料地大幅度下降。 1 9 9 4 年，由于无效的库存管理，i b m 面临了t h i n k p a d 生产线短缺的混乱局面。 上面的案例说明了库存管理的产生和发展，主要源于库存管理的不善。库存太 多、太少都会给企业造成不必要的损失。主要原因如下： 1 库存存在的必要性 库存可以创造“时间效用”，例如，调节由于季节产生的需求不平衡，生产 不均衡，消费者需求的不确定性，价格的不确定性等。这样能够保证企业 按时、快速交货，避免或减少由于缺货或供货延迟带来的损失以及保证生 产的连续性等。 库存是降低成本的一个重要源泉，一方面可以减少采购成本和缺货成本， 另一方面大量的库存可以实现运输的规模性，根据企业战略需要，库存还 可以直接增加企业的销售收益等。 2 过多库存的害处 占用大量的资金。在大多数企业里，资源都是有限的，特别是资金这种资 源。大量库存所占用的大量资金束缚了企业对这部分资金的有效利用，比 如：产品研发的投入、设备的改进等。 库存成本的产生。大量的库存需要一定的存储空间、储存设备、管理人员 等相应方面的投入，产生了大量的库存成本。 掩盖企业经营管理中存在的问题。在人们的头脑中，往往大量的产品或库 存就预示着企业运行良好，从而容易使人们忽视企业里面已经存在着的种 种问题。 库存存在于企业的生产、销售之中是必然的，然而，过多或过少的库存都会给 企业带来不必要的麻烦。因此，库存管理对于企业来说就交得非常重要。 3 2 牛鞭效应对供应链多级库存的影响 3 2 1 牛鞭效应的基本概念及原理 在供应链中存在着一种非常普遍的现象，即供应链中的每一级在向其供应商订 货时，订货量的波动程度( 方差) 会大于从其顾客处来的订单的波动程度( 方差) ， 而且这种波动程度沿着供应链向上游不断扩大。形象的说，如果把整个供应链看 作一根长长的鞭子，而鞭子的一端握在“市场 的手中，则当这只看不见的手轻 轻颤动一下时，整个鞭子会摆动起来，等到了这条鞭子的另一头时，波动已经变 得非常大了。也就是说，最终市场的需求信息在沿供应链向上传递时，发生了严 重的信息扭曲现象。现代管理科学家形象地将这种现象称为牛鞭效应( b u l l w h i p e f f e c t ) 。 实际上这种现象由来已久，最早明确提出b u l l w h i pe f f e c t 这个概念的是宝洁 ( p g ) 。宝洁公司( p g ) 在研究p a m p e r 牌尿布的市场需求时发现，该产品的零 售数量相当稳定，波动性并不大。但在考察分销中心的订货情况时，却吃惊地发 现其订单的变动程度比零售数量的波动要大得多，而分销中心是将销售商的订货 需求量汇总后进行订货的。通过进一步研究后发现，零售商往往根据对历史和现 实销售情况的预测，确定一个较客观的订货量，但为了能够应付客户需求增加的 变化，他们通常会将预测订货量进行一定的放大后向批发商订货，而批发商也处 于同样的考虑，会在其订货量的基础上再进行一定的放大后向销售中心订货。这 样，虽然顾客需求量并没有大的波动，但经过零售商和批发商的订货放大后，订 货量就一级一级地被放大了。 1 2 数量逃衄证 帅囤一 i 供应商i i 批量i i 制造商i 1 分销商f l 零售商i i 消费者f i 批量ll 订货ii 订货ii 需求i 图3 1 牛鞭效应效果图 与终端客户距离越远，这种现象的影响就越大，其产生的本质原因是企业之间 存在着一定程度的不信任，不能保证有效地实现信息的共享，这种信息扭曲如果 和企业制造过程中的不确定因素叠加在一起，将会导致巨大经济损失。 3 2 2 牛鞭效应产生的原因及其影响 牛鞭效应这种信息扭曲现象的存在，使得处于供应链中上游的企业无法准确把 握市场需求信息，从而难以准确制定公司的能力需求计划和生产计划。一般来说， 缺货更容易降低供应链的用户满意度，对企业的影响更大，因此在供应链中一般 倾向于储备较高的生产能力，而这将在供应链中造成严重的后果，包括过剩的库 存投入、低质量的客户服务、受损的收益、低效的运输成本或未完成的生产计划 丘窒 寸0 通过八十年代s t e r m a n 的“啤酒游戏”以及近年来以l e e 为代表的众多管理科 学家的研究，牛鞭效应产生的原因可归纳为四个主要方面： 需求预测的多重处理过程。当供应链中的某一级收到来自其下家的订单 时，会根据这些订单对未来的需求进行预测，并根据自己的库存控制策略 向其上一级发出订单：而其上一级也采用相同的处理方式。由于每一级所 采用的预测方法或预测参数的不同，使得需求信息不断被调整，造成了信 息的扭曲。 批量订货造成的订货集中。考虑到运输的经济性以及价格折扣等因素，供 应链中的每一级并不是当需求一发生，库存减少时就立即订货，而要将需 求信息进行累积以后再发出订单。 1 3 促销策略带来的价格波动。供应链中的制造商往往会因为各种原因而推出 各种促销措施，使得价格会有较大的波动，而此时客户倾向于超前超量购 买，这样人为地造成了需求的波动。 预计到缺货时的缺货博弈。当制造商收到的订单大于其库存量或生产能力 时，制造商往往会采用依据订单的大小按比例分配的策略。当供应链中的 下家们预计到可能会出现缺货时，为保证能得到实际需要数目的货物，而 人为地加大订单上的订货量，从而使得短期内制造商收到的订单剧增。此 时，制造商将无法知道订货量的增加有多少是真正市场需求，有多少是这 种博弈造成的结果。 针对以上四种原因，l e e 等管理科学家也分别给出了相应的应对策略：通过在 供应链中加强信息共享或采用单方控制库存策略，如供应商管理库存( v e n d o r m a n a g e di n v e n t o r y ，v m i ) 或持续补充供货方案( c r p ) 等来应对需求预测；通 过频繁订货及改变运输集成方式，如采用第三方物流来对付批量订货；通过取消 一切促销行为并实行每日低价策略来应对价格波动；通过在缺货时采用按历史纪 录或市场分额分配货物来应对分销商和零售商的缺货博弈。但是，无可否认的事 实是牛鞭效应对供应链多级库存管理的影响很大，从一定程度上增加了供应链多 级库存管理的难度。 3 3 供应链多级库存的复杂性 库存管理对于企业的物流管理和供应链管理非常重要，而供应链环境则增加了 多级库存管理的难度。 1 牛鞭效应的影响 供应链中的信息逐级扩大现象，即牛鞭效应，使供应链中必然存在过多的库存。 如何有效的降低该部分库存，同时，不增加供应链的缺货率，满足客户的需求是 供应链多级库存管理中的一个主要问题。 2 供应链实体的复杂性 如图2 1 所示，一个典型的供应链会包括众多的供应商、制造工厂、地区分销 中心( r d c ) 、配送中心( d c ) 以及成百上千对的路线组合。在这样的网络中进 1 4 行库存管理将要考虑的将不在是简单的单仓库或单企业的库存水平和服务水平问 题，要考虑的是整个供应链众多实体的库存水平和服务水平问题，而且，应该站 在整个供应链最优的高度上考虑。因此，为了整体最优的目标，有些供应链中的 局部将不会达到最优。 3 供应链是一个动态的系统 随着时间和地区而变化，顾客的需求和供应商的能力会相应的发生变化，供应 链成员之间的关系也会随时间的变化而变化。随着全球化经济的不断发展，全球 供应链管理中还要面临着不同地区、不同文化背景下供应链管理方法的不同。并 且，随着时间的变化，供应链合作伙伴会减少或增加，因此，供应链的网络也会 进行相应的变动。不同的供应链网络需要不同的库存管理策略，因此，这也增加 了供应链环境下的多级库存管理的难度。 第4 章供应链网络建模与供应链多级库存 4 1 供应链网络建模 如图2 - i 所示，供应链就是一个由许多结点以及路线组成的网络。这些结点主 要为供应商、分销商的工厂、配送中心以及港口、机场等转运点。这些路线主要 为货物运输的公路、铁路、水路等。 供应链网络建模就是通过建立供应链网络模型从供应链战略的角度对供应链 的成本和服务进行综合的平衡取舍，从而使供应链网络达到整体优化的一个战略 决策方法。 供应链网络建模是从供应链系统的角度解决供应链战略问题。例如，一个低成 本的分销网络设计可能需要关闭多个小型的仓库，把产品汇总到几个大型、高效 率的配送中心( d c ) 。这样的设计可以通过降低库存成本，同时适当提高运输成 本来降低整个分销网络的成本。 供应链网络建模主要解决的供应链战略问题主要包括：市场战略问题、采购战 略问题、运输战略问题和分销战略问题。 4 2 供应链网络建模对多级库存的作用 4 2 1 传统的多级库存解决方法 传统的供应链多级库存管理方法主要为顺序排列法和分销需求计划方法 ( d r p ) 。 1 顺序排列法 在一个典型的二级供应链网络中，应用顺序排列方法的企业将在单级库存管理 中已经建立起来的方法应用两次一次是基于配送中心( d c ) 库存驱动向配送 中心( d c ) 进行补货，另外一次是基于地区分销中心( r d c ) 库存驱动，向地区分 销中心( r d c ) 进行补货。在该方法中，配送中心( d c ) 要使用终端客户的需求以 1 6 及地区分销中心( r d c ) 到配送中心( d c ) 之间的提前期。很明显，地区分销中心 ( r d c ) 的提前期就是简单的从地区分销中心( r d c ) 到供应商之间的提前期。在 这种情况下，建立地区分销中心( 1 犹) 的需求预测系统有两种常用方法。一个方 法是将需求预测建立在来自配送中心( d c ) 需求的历史数据上。另一种方法是终 端客户的需求跳过配送中心( d c ) ，直接作为地区分销中心( r d c ) 的需求。见图 4 - 1 。 供应商 - 一 i 一一- l 提前掏 穹濑 囊+ ：r d c ； t 1 ， u 库存驱动一 s 乏 i 提前； ，螭 ，6 ：? d c 。：，：4 迂缓茎多 i 需求 土 顾客 r d c 补货 优化 d c 补货 优化 图4 i 顺序排列方法 顺序排列方法在供应链多级库存管理中存在着众多的不足之处，主要的问题如 配送中心( d c ) 除了来自地区分销中心( r d c ) 的提前期外，忽略了任何 其它的提前期。同时，配送中心( d c ) 假设地区分销中心( r d c ) 每一次 都能够完全满足它的补货订单。 缺少沿需求链向下的可视性。当地区分销中心( r d c ) 进行补货