（交通运输规划与管理专业论文）基于供应链管理的X公司库存与运输整合优化研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 捅要 随着全球经济一体化的加强，企业之间的竞争愈演愈烈，而供应链管理作为企业 在全球化、网络化时代获得竞争优势的重要管理手段，已经获得越来越多企业的青睐， 竞争的形式也由传统的企业之间的竞争转变为供应链之间的竞争。 从上个世纪9 0 年代起，国外的一些大型钢铁企业即开始实行供应链管理，并取得 了良好的经济效益。作为世界最大的钢铁企业安赛乐米塔尔，拥有广泛的供应链市场， 有6 0 0 0 0 个供应商和承包商，并与他们建立了紧密的合作关系，本着合作共赢的理念， 努力提高合作效率，并积极探索新的客户需求；由于其拥有综合的经营模式，所以这 一钢铁巨头的触角遍布全世界：随着中国钢铁行业的兼并、整合，钢铁企业的供应链 管理能力已经成为企业竞争的关键优势。特别是中国进入w t o 后，随着国内市场国际 化进程的加快，钢铁企业面临的己不再是国内市场的竞争，而是要融入国际钢铁大市 场。钢铁产品和原材料的价格上下波动剧烈，如何构造高效率的供应链，减少流通中 间环节，加强与上、下游企业的合作，对于提高其竞争力意义重大。 x 公司，作为我国西部最大的重要钢铁生产基地，靠近大型矿山，具有获取原料 的优势，而其原材料的运进与产品的输出主要依靠铁路，这与宝钢等主要利用水运和 海运的企业来比，其原料运输成本明显偏高；另外，由于铁路的发展远远赶不上生产 发展的需求，运输瓶颈现象越来越明显，使得在生产过程中原材料供不应求，影响了 产品交货期，同时也影响了x 公司企业的市场形象。 针对以上情况，本文对x 公司整体物流运输系统进行了研究，通过实施供应链一 体化管理，构建库存与运输整合优化模型来优化x 公司的物流网络，从而降低运营成 本。 本文首先介绍了供应链的内涵以及供应链管理的相关理论，并将其与传统管理模 式进行比较。 其次，分析了x 公司实行供应链管理的必要性、可行性以及所面临的问题，同时， 阐述了x 公司的库存与运输管理现状，找出问题并提出相应对策。 最后，对x 公司现有的产成品仓库布局进行优化，并建立基于供应链管理的库存 与运输整合优化模型，并结合x 公司的实际情况，运用上述模型，通过算例验证模型 的可行性和实用性。 关键词：大型钢铁企业；供应链管理；库存与运输整合优化 西南交通大学硕士研究生学位论文第f l 页 a b s t r a c t f a c i n gt h ec h a l l e n g e so fg l o b a l i z a t i o na n dt h ei n t e n s ec o m p e t i t i o na m o n ge n t e r p r i s e s ， s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ( s c m ) h a sb e c o m em o r ea n dm o r ep o p u l a r i tp l a y sa l li m p o r t a n t r o l ei nt h ed e v e l o p m e n to fe n t e r p r i s e sa n dt h ec o m p e t i t i o na m o n ge n t e r p r i s e sh a sb e e n g r a d u a l l yr e p l a c e db yt h ec o m p e t i t i o na m o n gs u p p l yc h a i n s s o m el a r g es t e e lc o m p a n i e sa b r o a dh a v ep u ts c mi n t op r a c t i c es i n c e19 9 0 sa n d a c h i e v e dg r e a ts u c c e s s a r c e l o r m i t t a l ，2 l st h ew o r l d sl e a d i n gi r o n - s t e e lc o m p a n y ，h a sa c o m p l e xs u p p l yc h a i nw i t l lm o r et h a n6 0 0 0s u p p l i e r sa n dc o n t r a c t o r s o nt h eb a s i so f a l l w i ni nc o o p e r a t i o n ，t h e yw o r kh a r dt o g e t h e rs oa st oi m p r o v et h ee f f i c i e n c ya n ds a t i s f y t h ec u s t o m e r s n e e d sb e t t e r a sar e s u l to fi t sc o m p r e h e n s i v eo p e r a t i o nm o d e ，i tm a n a g e st o o b t a i nt h em a r k e ta l lo v e rt h ew o r l d s c mh a sn o wb e c o m et h ek e ya d v a n t a g eo fc h i n e s e i r o n s t e e lc o m p a n i e sa st h ec o m b i n a t i o no ft h ew h o l ei r o n - s t e e li n d u s t r y a f t e rs h ee n t e r e d w t o ，c h i n aa c c e l e r a t e di t ss t e po fi n t e r n a t i o n a l i z a t i o n i nt h i sw a y , c h i n e s ei r o n - s t e e l c o m p a n i e sf a c em o r ec o m p e t i t i o n ，n o to n l yf r o mh o m eb u ta l s of r o ma b r o a d a d d i t i o n a l l y , t h ep r i c eo fi r o n - s t e e la n dt h er a wm a t e r i a l sf l u c t u a t eal o t i n c o n s e q u e n c e ，i ts e e m s p a r t i c u l a r l ys i g n i f i c a n tt o b u i l dah i g h e f f i c i e n c y s u p p l y c h a i nc h a r a c t e r i z e d b yl e s s i n t e r m e d i a t ep r o c e d u r e sa n dc l o s ec o o p e r a t i o n 、航t 1 1t h ep a r t n e r su pa n dd o w na st o i m p r o v i n gt h ec o m p e t i t i v ep o w e r e n t e r p r i s ex ，t h el a r g e s ti r o n s t e e lc o m p a n yi nw e s tc h i n a ，l o c a t e sn e a tl a r g e - s c a l e m i n e sa n dh a st h ea d v a n t a g e so fo b t a i n i n gr a wm a t e r i a l s o nt h ec o n t r a r y , r a wm a t e r i a l sa n d s t e e lp r o d u c t sa r e t r a n s p o r t e db yr a i l w a y , w h i c hl e a d s t oh i g h e r t r a n s p o r t a t i o nc o s t c o m p a r i n gw i t l lt h o s et h a tt r a n s p o r tt h ep r o d u c t sb yw a t e r i na d d i t i o n , t h ed e v e l o p m e n to f r a i l w a yf a i l st os a t i s f yt h en e e d so fi t sp r o d u c t i o n ，w h i c hg i v e sb i r t ht ot h es h o r t a g eo fr a w m a t e r i a l s c o n s e q u e n t l y , p r o d u c t sc a n n o tb ed e l i v e r e do nt i m e ，w h i c hh a sab a de f f e c to nt h e e n t e r p r i s ei m a g e a no v e r a l lr e s e a r c hh a sb e e nd o n eo nt h el o g i s t i c st r a n s p o r t a t i o ns y s t e mi no r d e rt o s o l v et h ep r o b l e m sm e n t i o n e da b o v e a ni n t e g r a t e di n v e n t o r ya n dt r a n s p o r t a t i o nm o d e lh a s b e e nb u i l t 、i mt h eo b j e c to fo p t i m i z i n gt h el o g i s t i c sn e ta sw e l la sm i n i m i z i n gt h et o t a l o p e r a t i o nc o s ti n t h es u p p l y c h a i ns y s t e m f i r s to fa l l ，t h es t r a t e g yo fi n v e n t o r ya n dt r a n s p o r t a t i o nh a sb e e np r e s e n t e da n dt h e i m p o r t a n c eo fi n t e g r a t e di n v e n t o r ya n dt r a n s p o r t a t i o ns t u d yh a sb e e nd i s c u s s e d s e c o n d l y , t h en e c e s s i t ya n df e a s i b i l i t yo fi m p l e m e n t i n gs c mh a sb e e ne x p l a i n e da s w e l la st h ec h a l l e n g e sa h e a d b e s i d e s ，s o m ea d v i c ei s p r o p o s e db a s i n g o nt h ea c t u a l m a n a g e m e n to fi n v e n t o r ya n dt r a n s p o r t a t i o n 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 li 页 a tl a s t ，a ni n t e g r a t e di n v e n t o r ya n dt r a n s p o r t a t i o nm o d e li ss e tu pa f t e rt h el a y o u to f f i n i s h e dg o o d sd e p o t si s o p t i m i z e d s o m ec a l c u l a t i o n sh a v eb e e nd o n eb ym e a n so ft h e m o d e l ，u s i n gt h ed a t ao fe n t e r p r i s ex k e y w o r d s ：l a r g ei r o n - s t e e lc o m p a n y ；s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ，i n t e g r a t e di n v e n t o r y a n dt r a n s p o r t a t i o no p t i m i z a t i o n 西南交通大学硕士学位论文主要工作( 贡献) 声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 本论文主要考虑了x 公司在供应链管理环境下的物流优化方案，建立了有针对性 的库存与运输整合优化模型，为减少整条供应链上的运营成本提供了理论上的支撑。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 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 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名： 辩、 日期：为l o 年y 月珂日 西南交通大学曲南交通大字 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 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 权西南交通大学可以将本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、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密可使用本授权书。 ( 请在以上方框内打v ”) 学位论文作者签名：浮起、 日期：趵 9 年j 月i 日 纠1 建i 叮蜘胁 名三 獬眸 师吖 老力 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 本章主要从4 个方面进行论述，首先简单地介绍本论文的研究背景，提出论文所 要研究的主要问题，进步阐述其研究意义，然后介绍国内外的研究现状，最后初步 提出本论文研究的主要内容。 1 1 研究背景及意义 1 1 1 研究背景 中国加入w t o 后，每个行业都面临着新的机遇和挑战，作为我国传统的支柱型产 业钢铁行业也面临着巨大冲击，它正在以前所未有的速度走入国际市场，参与国 际竞争。据统计：2 0 0 3 年，我国钢铁产量超过2 亿吨，销售价格按照每吨平均3 0 0 0 元计算，销售总额约6 0 0 0 亿元，而其中物流成本达到1 2 0 0 亿元，如果钢铁行业的物流 成本降低到1 5 的水平，将每年节约9 0 亿的物流成本。由此可见，物流业在我国钢铁 行业中有着广阔的市场空间。 物流是供应链的一部分，是供应链上各企业合作的纽带。发达的物流网络为供应 链管理的良好实施提供了平台。现代物流管理早已不局限单个企业，而是对整条供应 链上各种物料( 包括原材料、零部件、产成品) 、服务即信息从起点到终点流动过程的 管理。供应链管理以其敏捷度高、生产成本低、生产周期短等优点受到越来越多企业 的关注与青睐。从上个世纪9 0 年代起，国外的一些大型钢铁企业即开始实行供应链管 理，并取得了良好的经济效益。而我国，作为全球第一大钢铁消费国，用现代物流的 理念进行分析，特别是从供应链的角度分析，无法与发达国家相比，大多数钢铁企业 的运作管理还停留在传统的方式上。随着全球经济一体化、市场竞争的加剧，传统的 管理方式已成为制约我国钢铁企业进一步发展的瓶颈之一。 钢铁工业是能源、水资源、矿产资源消耗的密集型产业，这些宝贵资源的分布具 有一定的区域性，且我国数量有限，因此，为了保证生产的正常进行，必须与国内乃 至国外重要的原材料供应商建立起良好的战略合作伙伴关系，从而降低物流成本，提 高产品的竞争力。上、下游企业通过建立供应链联盟后实现了信息共享，共同管理库 存，传统的各自为政、条块分割的库存管理模式被打破，以集成化、系统化的思想进 行库存管理，从而提高了整个供应链系统的协调性。 在整个供应链系统中，除了采购成本外，运输成本比任何其它物流活动成本所占 的比重都高。运输和库存是供应链系统中两个成本消耗最大的要素，且两者之间存在 着“效益悖反”的关系，即过分地追求大批量运输所带来的批量折扣，会增加整个系 统的库存维持费用。因此将库存控制和运输管理整合优化对于降低整条供应链的运营 成本具有重要意义，近年来已引起了学术界和企业界的广泛兴趣。这种方式是随着现 代企业经营环境和经营方式的变化而出现的。企业之间从过去互相对立的关系向合作 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 伙伴型关系转变，先进的管理管理方法和技术的出现使得供应链上各环节的企业之间 通过信息共享，相互协调物流管理来达到“共赢”。库存和运输整合优化问题正是在各 种商业竞争模式和先进的物流管理技术下产生和发展起来的。 针对运输问题和库存控制这两个问题的研究问西安和专著都极为丰富，但是将两 个问题集成到一起来研究的资料甚少，由于其问题的复杂性，这类问题的研究尚处于 探索阶段，许多方案还需要得到进一步的理论证实。 1 1 2 研究意义 x 公司位于四川省c 市，是在没有城市依托、条件极其艰苦的环境下建设和发展起 来的大型钢铁钒钛生产基地。近年来，随着其生产规模的不断扩大，传统管理模式的 弊端日益显著，物流管理水平低下，物流成本居高不下，这些严重阻碍了企业的发展。 因此，为了满足生产扩大的需求，就必须改变传统的管理模式，借鉴国内外大型钢铁 企业先进的管理思想，构建由供应商、物流商、生产商、经销商以及最终用户组成的 供应链，并且建立上下游一体的战略联盟以争取共赢。实践证明：使用一流供应链管理 解决方案将使钢铁企业减少1 0 5 0 的库存；减少4 0 5 0 的降价和报废产品；提 高1 0 2 0 的资源利用率；提高9 5 9 9 的供货可靠性；缩短1 0 2 0 的生产周期； 降低1 0 1 5 的运输成本n 3 。 x 公司地处偏僻，具有明显的地缘劣势，虽然靠近大型矿山，具有获取部分原材料 的优势，但是其产品外发和原料进厂主要依靠成昆线，而成昆线电气化改造后的运力 已经接近饱和，铁路的发展远远落后于x 公司的发展，导致运输瓶颈现象趋于严重化， 所以直接限制了c 地区规模的扩张。其次是弄弄坪厂区内部运输非常紧张，已经严重 制约了建成的钢铁生产能力的发挥。另外，x 公司的仓储管理水平还比较落后，原材料 的库存周转率过高，仓库自动化水平很低，现有仓储能力还没有得到充分的利用。而 库存和运输作为物流系统中的两个重要环节，要降低物流成本就必须有效地控制库存 和运输成本。因此，将库存控制和运输管理融合在一起进行考虑，从系统的角度出发， 寻找这个联合问题而非其中某一个问题的最优解决方案，这不仅是对理论知识的完善， 而且具有重大的实际意义。该如何制定运输计划和库存控制策略，在平衡这两个“效 益悖反”的功能要求基础上，谋求整体利益最大化，已经成为在供应链环境下，多级 库存管理不可回避的问题。 所以，本文将在供应链管理环境下，综合考虑x 公司原材料和产成品的库存和运输 问题，并对其进行数学分析，提出实用性强的算法，以期为x 公司管理库存与运输、降 低成本、增强竞争力提供方法和依据，同时也对其他钢铁企业具有一定的指导意义。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国内研究现状 随着中国钢铁行业的兼并、整合，钢铁企业纷纷由传统的管理方式向供应链管理 转变。比如，宝钢正在实施未来国际加工配送中心的设想，并且在全球各地建设销售 贸易中心，形成巨大的钢材分销网络体系；莱钢则在物流优化和整合上下功夫，将各 个生产企业的原燃料采购、生产过程的半成品转移及产品销售至用户的全过程进行系 统优化，同时通过物流优化数字模型，来使整个物流达到最优化的程度，从而实现莱 钢物流管理的整体创新。 国内关于供应链中库存管理的研究比较多，从库存管理策略、库存点设置与产品 配送策略、库存管理优化模型的建立等方面进行了研究，提出了动态规划法、遗传算 法、t a b u 搜索法、a g e n t 等在库存管理优化中的应用。但是国内学者对运输调度与库 存控制整合优化研究尚处于介绍国外研究成果或对该问题进行定性研究阶段，目前仅 有少量的研究库存与运输整合优化具体算法的成果出现 王佐瞳1 等建立了以与选址决策、货运决策以及库存决策三个决策层次有关的成本费 用最低为目标的模型，综合考虑了运输方案的选择，并且明确表示了系统所提供的用 户服务水平。 袁庆达口1 将物流系统中最重要的两个环节，即库存控制和运输组织融合到一个大问 题中，并从决策的三个层次一一即战略层、战术层和作业层一一分别对随机需求情况 下库存一运输联合优化问题展开了研究。 g y u x i o n g 3 对国内一家钢铁公司的原材料库存管理进行了优化，文中将( s ，s ) 库存管理方法与模糊逻辑理论相结合，建立相应模型进行仿真，从而改善该公司的供 应链管理水平，进而减少原材料的库存费用。 曹桂林哺1 等研究了基于核心企业的三级库存优化控制问题。对供应链中的供应商、 制造商和零售商应从整体上进行考虑综合考虑各级的订购费、存贮费、缺货损失费，并 适当考虑批量运输费用，以总费用最小为目标，建立三级库存优化模型来确定最佳订购 时点和最优订货批量，并用穷举法来调整价格，让需求在适当范围内变动，找出最佳价 格条件下的需求量，使供应链上总的库存费用最低、利润最高。 雷邦军哺1 等研究了模糊条件下两级供应链系统的库存与运输整合优化问题，在供销 双方库存成本、订购成本和销售商的年需求量均为独立模糊变量且均不允许缺货的条 件下，建立了库存与运输整合费用的模糊期望最优化模型。 张荻对生产企业在考虑库存成本的多阶段运输模式选择决策这一问题进行了研 究，并且以成本最小建立库存和运输集成的多阶段运输模式选择决策模型。 罗治洪哺1 等研究了钢铁工业从原料采购到初级产品生产的物流计划问题，包括运 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 输、库存和面向生产的配送以所考虑的相关成本最小化为目标建立了数学规划模型， 并采用列生成的方法求解对o - i 变量的线性松弛采用启发式的分支和深度优先搜索策 略尽可能快地获得好的可行解在分支结点上，通过求解最短路子问题获得限制主问题 所需要的列，分支树上的根结点提供了体现可行解质量的下界。 1 2 2 国外研究现状 国外大型钢铁企业从上个世纪9 0 年代就开始实施了供应链管理。比如，世界最大 钢铁企业安塞乐米塔尔( a r c e l o r m i t t a l ) ，拥有广泛的供应链市场，有6 0 0 0 0 个供应 商和承包商，并与他们建立了紧密的合作关系；新日钢( n i p p o ns t e e lc o r p o r a t i o n ) 是日本最大的钢铁企业，运用i l o g 软件优化了其供应链管理系统，通过客户的订单来 制定生产计划以及库存控制策略，使整个生产系统自动化程度更高，从而更好地满足 了汽车制造商对产品的要求，减少了废钢的数量，库存成本以及其他相关的各项成本。 从国外已发表的关于库存运输联合优化问题的文献来看，多是按照一定的规 则先将客户划分到不同的子集中，然后再对每一个子集进行库存和运输优化最后通过 对所有子集集成来实现系统优化。所用的数学模型有混合整数规则，非线性规划，网 络流等。 最早提出整合运输和库存系统研究的是h a r r i s ( 1 9 1 3 ) 。但在此后的半个多世纪里， 由于整合研究的复杂性及当时供应链中运输和库存两环节的相对独立性，一直受到较 少的关注。事实上，一直到2 0 世纪8 0 年代初，库存问题和运输问题基本上还是分别进 行研究的。进入8 0 年代中期，随着全球市场竞争的加剧，高效率及高效益的配送一体化 战略开始凸显其重要性和必要性，库存问题和运输问题的整合研究开始成为众多学者 研究的重点。到1 9 8 4 年，f e d e r g r u e n 和z i p k i n 首次在同一优化模型中同时讨论了这两 个彼此悖反的问题 k h a f e e z 阳1 等研究了钢铁企业二级供应链的动态系统设计，目的是寻找最佳的库存 控制策略从而降低总成本。 c h e nf n 们等讨论了多层包括订货费用的库存系统，对组合泊松需求的多层配送系 统通过给定的有效的启发式算法给出了近似最优解该算法首先给出了费用函数的上 界和下界，然后使其最小化从而获得一启发式解，即近似最优解，但此算法需较多的计 算时间。 w e n d yw q u 阻13 等讨论了生产企业中原材料的采购问题，研究了库存与运输之间的 相互影响关系，并建立建立了一个库存运输整合模型，运用分解启发式算法寻找 使库存控制策略以及运输线路选择同时达到近似最优的途径，从而使整个系统达到最 优。 m a h o q u e 2 3 等研究了供应商与需求商之间的生产库存系统的优化，只考虑一个 供应商，一个需求上以及一种产品，并假定运输能力有限，通过建立模型确定每次最 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 佳的运量，从而使整个系统的总成本最低。 s c o t tj m a s o n 现等研究了在供应链一体化管理条件下企业能获取的成本节约程 度，并且建立了基于多产品供应链的离散事件仿真模型，从而论证了在供应链环境下 整合库存和运输的潜在利益。 a n d r e wp o t t e r n 町等对英国的一家钢材制造商的产品配送问题进行了研究，使用软 件a r e n a 进行仿真建模，寻找提高了产品配送效率的方法，从而减少库存和运输费用。 u m u tr i f a tt u z k a y an 5 3 等将库存与运输看作是供应链的两个子系统，以整个供应链 的效益最大化为目标建立线性规划模型，并且尽可能使两个子系统的效益最大化。 1 3 本文研究的主要目标、内容和方法 1 3 1 研究目标 库存与运输系统集成优化问题强调库存控制与运输调度之间的合作性，这也是本 文研究的主要问题。综观前人的研究成果，再对比实际问题，不难发现，对于库存与 运输系统集成优化问题的研究大多处于理论阶段，实用性很差。本论文旨在分析x 公 司在供应链管理环境下，通过建立适当的库存与运输整合模型，平衡供应链上各级企 业的库存费用和运输费用，并以此为依据确定其库存策略和运输方案，从而达到整个 供应链的利润最大。总的来说，论文主要解决以下两个方面的内容： 1 ) 库存控制策略在给定了的库存控制策略( 月，p ) 的情况下，即当库存水平下降到 r 时则开始订货，每次固定订货量为q ，通过数学建模来确定最佳订货点和订货批量。 2 ) 运输费用x 公司的地理位置决定铁路运输为其原材料及产成品的输入和输出 的主要方式。前面的文献所考虑的运输方式多为公路运输，这也为本文的一大创新点。 铁路运输较公路运输复杂，其费用与货物种类和运输距离有关，同时整车运输和零担 运输的费用也有差异；另外，铁路运输的限制条件较多，比如线路通过能力、车皮数 量等等。因此，只有采取有效的运输组织方式，才能按计划实现原材料和产成品的运 输。 1 3 2 研究内容 本文以x 公司为研究对象，分析x 公司目前的物流状况，提出实行供应链管理的必 要性和可行性，并且建立起以x 公司为核心企业的供应链上原材料和产成品的库存与 运输整合优化模型，平衡供应链上各级企业的库存费用和运输费用，并以此为依据确 定其库存策略和运输方案，从而达到整个供应链的利润最大化。 第一章：绪论。阐述选题的背景、意义以及论文的主要研究内容。 第二章：供应链中的库存与运输相关分析。简单地介绍了供应链管理这一思想， 并阐述了供应链中库存和运输管理的基本原理和方法，最后对供应链中对库存和运输 进行整合优化的重要性和作用进行了讨论。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 第三章：x 公司实行供应链管理的相关研究。对x 公司目前的库存现状和运输需求 进行分析，并分析x 公司实行供应链管理的可行性以及所面临的问题。 第四章：x 公司库存与运输整合优化的具体对策研究。在上述分析的基础上，对x 公司目前的物流结点布局进行了优化，并建立了x 公司基于供应链管理的库存与运输 整合优化模型，将采购和分销两个为生产服务的领域统一在一起，通过降低库存水平， 优化运输组织结构，从而达到降低供应链上总成本的目的。最后，对模型的适应性进 行了相应的分析。 1 3 3 研究方法和技术路线 以供应链管理的基本原理为理论基础，理论分析、数学建模等多种方法相结合，在 总结借鉴国内外库存和运输整合优化相关研究成果的基础上，分析x 公司的库存和运输 状况，建立该公司在供应链环境下的库存与运输整合优化模型。 在论文研究过程中，拟采用的研究方法主要有：理论分析，定量分析，实证分析等。 本文拟采取的技术路线如图1 - 1 ： 图卜1 论文结构图 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 第2 章供应链中的库存与运输相关分析 随着市场竞争的日益激烈化，用户需求的目益多样化、个性化，企业经营的环境日 渐复杂，如何适应新的环境，如何在同行业中脱颖而出，已成为广大企业家和管理者 所关注的焦点。当今世界各种技术和管理问题日益复杂和多维化，促使人们认识和解 决问题的思维方式也逐渐从点、线性空间的思考向面和多维空间的思考转化，与此同 时，管理思想也由纵向朝着横向发展。 “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和供应的关系，当把所有相邻企业依此连接起来，便 形成了供应链。这条链上的节点企业必须达到同步、协调运转，才能使链上所有企业 都能受益，于是便产生了供应链管理。 供应链管理的基本思想是：任何一个企业都不可能在所有业务上成为世界上最杰出 的企业，只有优势互补，才能共同增强竞争实力。这就摒弃了过去那种“小而全”的经 营模式，转而在全球范围内与相关企业建立最佳的合作伙伴关系，形成一种长期的战 略联盟，结成利益共同体，最终使自己成为世界上最具竞争力的企业。 2 1 供应链中的库存管理研究 在供应链管理环境下，库存不仅仅是存在于传统意义上的单个企业中，而且存在 于整个供应链上所有企业中。库存不再作为维持生产和销售的措施，而是作为一种供 应链的平衡机制，通过简化供应链和经济控制论等方法解除供应链上的薄弱环节从而 达到总体平衡，库存的功能将是战略层次上的。 也就是说，供应链环境下库存的基本功能是使供应链上各节点处的企业很好地连 接，减少由于预测需求和实际需求的差异以及由于供应链上各种不确定因素所带来的 供应链效率的降低。 2 1 1 库存的概念及作用 库存是指一个组织机构为了满足生产或销售的需要而持有的所有物品和材料( 包 括原材料、半成品、成品等不同形态) 。一般情况下，企业设置库存是为了防止短缺， 用以保持生产过程的连续性，从而快速满足客户订货的需求。当客户要求收到货物的 时间间隔( 订货提前期) 小于企业从采购原材料、生产加工到运送货物的时间时，就 必须预先储存一定数量的该商品，也即产生了库存。从生产过程的角度看，库存分为 原材料、零部件库存，在制品库存和成品库存这三大类；而从经营过程的角度看，库 存又分为经常库存( 又称周转库存) ，安全库存( 又称缓冲库存) ，生产加工和运输过 程的库存，预期库存，投机库存和积压库存这六大类。 一直以来，库存被认为是资源的储备或暂时性的闲置，但是近年来，深层次的研 究发现，库存是一种组织行为问题，对库存的新的理解是：库存是企业之间或部门之间 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 没有实现无缝连接的结果。 另外，库存在供应链中的作用可以概括成以下几点： 1 ) 供应链中存在库存是因为供给和需求的不平衡。供给和需求的缓冲作用是通过 调节库存储备来实现的，库存管理最根本的目的就是要保证供给和需求的平衡。也就 是说，库存在供应链中的一个重要作用就是及时满足顾客的需求，不因缺货而造成损 失。 2 ) 供应链中存在库存是为了满足计划或期限的需求，这时需要建立预期库存。 3 ) 供应链中存在库存是为了有效地开发市场，这时需要建立投资库存。在某些情 况下，限制产品的供应可以提高该产品的市场价格，通过延迟产品生产和投放市场来 实现。 4 ) 供应链中存在库存与生产和劳动力的稳定性以及资本设备的有效使用密切相 关。近年来制造技术有了很大的发展，可以成为减少缓冲库存的理由。但是仍有一些 需要库存的情况存在，比如某些产品的季节性需求特征非常明显，如啤酒、空调设备 等，这些产品可能在某个时间段的需求量特别大，为了满足这种需求，企业需要全年 安排这些产品的生产并存储起来。这种方式对于那种生产技术比较昂贵，需要全年加 以利用的情形尤为重要。 5 ) 供应链中存在库存还可以通过利用生产和销售过程中的经济规模来减少成本。 库存除了上述作用外，它对供应链中的物流时间也有显著影响，物流时间是指物 料进入供应链到物料流出供应链所花费的时间。同时，库存对供应链产出，即产品销 售给终端客户的速率，也有显著影响。在供应链中，库存和物流时间可以是同义的， 而减少供应链物流时间能产生很大效益，因此，应当采取措施，在不增加成本或不降 低服务水平的同时，减少必要的库存。 2 1 2 库存管理的基本方法探讨 由于库存发生在供应链上所有加盟企业中，库存管理水平的高低直接影响着整条供 应链的运营效率和运营目标的实现，因此，制定合理的库存管理计划对于供应链的可 持续发展具有重要意义。同时，库存又是一个重要的供应链驱动，优化库存控制策略 能够减少供应链的响应时间，提高供应链的柔性。 供应链中的库存管理与传统的库存管理相比，它更具有动态性，即强调的是整个 过程的控制。基于过程控制的库存管理是全面质量管理、业务流程再造、工作流技术 和物流技术的集成。这种新的库存管理思想对企业的组织结构产生重要的影响，组织 结构将更面向过程。供应链是多个组织机构的联合，通过有效的过程管理可以减少乃 至消除库存。 库存管理的最终目的是要解决以下三个问题：确定库存检查周期、确定订货量、确 定订货点( 何时订货) 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 在众多库存控制策略中，订货点控制策略最为常见，其中最基本的策略有以下四种： 1 ) 连续性检查的固定订货量、固定订货点策略，即( p ，月) 策略：对产品库存进行 连续性检查，当库存降低到再订货点水平r 时，则发出一个订货，每次的订货量都为 固定值q 。该策略适用于需求量大、缺货费用较高、需求波动性很大的情形。其策略 示意图1 6 1 如下： 平 图2 - 1 连续性检查( q ，r ) 策略 2 ) 连续性检查的固定订货点、最大库存策略，即( 尺，s ) 策略：随时检查产品的库 存量，当库存降低到再订货点水平时，开始订货，订货后使最大库存保持不变，为常 量s ，如果发出订单时库存量为，则此次的订货量即为( s 一，) 。 3 ) 周期性检查策略，即( f ，s ) 策略：每隔一定时期检查一次库存，并发出一次订 货，把现有库存补充到最大库存水平s ，如果检查时的库存量为，则订货量为s 一，。 该策略不设固定的再订货点，只设定固定检查周期和最大库存量，且订货提前期不固 定，可以为随机变量，适应于一些不很重要的、或使用量不大的物资。其策略示意图们 如下： 库存量 l 最大庠1 手s 、7 s 1 2 j 。 二、 。 1 2 i l 严一l t 一l t - j 时间 图2 - 2 ( f ，s ) 策略 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 4 ) 综合库存策略，即o ，尺，s ) 策略，该策略是策略( f ，s ) 和策略( 兄s ) 的综合，它有 一个固定的检查周期r 、最大库存量s 以及固定再订货点水平r 。每经过一段时间f 即 对现有库存进行检查，若库存低于再订货点水平，则发出订货，否则，不订货。每次 订货量的大小等于最大库存量减去检查时的库存量。其策略示意图n 6 1 如下： 库存量 图2 3 ( f ，r ，s ) 策略 其中，q 为每次订货量，r 为再订货点水平。 2 1 3 供应链中库存管理模式分析 相关资料表明，供应链中的库存管理成本占供应链运营总成本的3 0 以上，因此， 有效地管理供应链中各节点企业的库存对于降低总成本具有重要意义。目前，供应链 中的库存管理模式主要有以下三种： 1 ) v m i ( 供应商管理库存) 长期以来，传统供应链中的库存管理都是各自为政，供应商、批发商、零售商都 有各自的库存，各个供应链环节都根据需求制定相应的库存控制策略。这种库存管理 模式无法快速响应顾客的需求，同时也会不可避免地产生需求的扭曲现象。近年来， 在国外，出现了一种新的供应链库存管理方法供应商管理库存，这种库存管理策 略突破了传统的条块分割的库存管理模式，以系统的、集成的管理思想进行库存管理， 从而能够更好地满足市场的需求。 关于v m i 的定义，国外有学者认为：“v m i 是一种在客户和供应商之间的合作性策 略，以对双方来说都是最低的成本优化产品的可获性，在一个相互同意的目标框架下， 由供应商来管理库存，这样的目标框架被经常性监督和修正，以产生一种连续改进的 环境”。 库存状态的透明性是实施供应商管理库存的关键。供应商能够随时跟踪和检查销 售商的库存状态，从而快速响应市场的需求变化，对企业的生产状态做出相应的调整。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 1 页 为此需要建立一种能够使供应商和用户的库存信息系统透明连接的方法。 供应商管理库存的策略可分为以下几个步骤： 首先，建立顾客情报信息系统。通过建立顾客的信息库，供应商能够掌握需求变 化的有关情况，把由批发商( 分销商) 进行的需求预测与分析功能集成到供应商的系统 中来。 其次，建立销售网络管理系统。供应商要很好的管理库存，必须建立起完善的销售 网络管理系统，保证自己的产品需求信息流和物流畅通。 然后，建立分销商与供应商的合作框架协议。供应商和销售商一起通过协商，确 定处理订单的业务流程以及控制库存的有关参数、库存的信息传递方式等。 最后，组织机构的变革。这一点也很重要，因为，v m i 改变了供应商的组织模式。 过去一般由会计经理处理与用户有关的事情，引入v i i 策略后，在订货部门产生了一 个新的只能负责用户库存的控制，库存补给和服务水平的组织。 供应商管理库存在本质上是将多级供应链问题变成单级库存管理问题，从而获得 管理简单的效益。 2 ) j m i ( 联合管理库存) v i i 是一种供应链集成化运作的决策代理模式，它把用户的库存决策权代理给供应 商，由供应商代理分销商或批发商行使库存决策的权利。联合库存管理则是一种风险 分担的库存管理模式，体现了战略供应商联盟的新型企业合作关系。 联合库存管理是解决供应链系统中由于各节点企业的相互独立库存运作模式导致 的需求放大现象，提高供应链的同步化程度的一种有效方法。联合库存管理和供应商 管理库存不同，它强调双方同时参与，共同制定库存计划，使供应链过程中的每个库 存管理者都从相互之间的协调性考虑，保持供应链相邻各节点之间的库存管理者对需 求的预期保持一致，从而消除了需求变异放大现象。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作过程，而是工序连接的纽带 和协调中心。 联合库存管理系统把供应链系统管理进一步集成为上游和下游两个协调管理中 心，从而部分消除了由于供应链环节的不确定性和需求信息扭曲现象导致的供应链的 库存波动。通过协调管理中心，供需双方共享需求信息，因而起到了提高供应链的运 作稳定性的作用。 为了更好地实现联合管理库存，供应链上各节点企业应从以下几个方面努力： 首先，建立供需协调管理机制； 其次，发挥两种计划系统的作用m r p i i 和d r p ( 分销资源计划) ； 最后，建立快速响应系统。 联合管理库存能够增强贸易合作伙伴之间的信任程度，减少供应链中的需求扭曲 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 现象，为实现零库存管理、准时采购以及精细化管理创造了条件，进一步体现了供应 链管理的资源共享和风险分担的原则，但是由于其协调成本过高，在现实过程中双方 很难建立一个协调中心，即使建立了也很难运作。 3 ) c p f r ( 共同预测、计划与补给) c p f r ( 计划、预测和补给) 是一种哲理，它应用一系列的处理和技术模型，提供 覆盖整个供应链的合作过程，通过共同管理业务过程和共享信息来改善零售商和供应 商的伙伴关系、提高预测的准确度，最终达到提高供应链效率、减少库存和提高消费 者满意度的目标。 c p f r 有3 条指导性原则：首先，合作伙伴框架结构和运作过程以消费者为中心，面 向价值链；其次，合作伙伴共同负责开发单一、共享的消费者需求预测系统，这个系 统驱动整个价值链计划；最后，合作伙伴均承诺共享预测并在消除供应过程约束上共 担风险。 c p f r 针对合作伙伴的战略和投资能力不同、市场信息来源不同的特点，建成一个 方案组。方案组通过确认合作伙伴从事关键业务的能力来决定哪家公司主持核心业务 活动，合作伙伴可选用多种方案实现其业务过程。零售商和制造商从不同的角度收集 不同层次的数据，通过反复交换数据和业务情报改善制定需求计划的能力，最后得到 基于p o s 的消费者需求的单一共享预测。这个单一共享需求计划可以作为零售商可以 作为零售商和制造商的与产品有关的所有内部计划活动的基础，换句话说，它能使价 值链集成得以实现。以单一共享需求计划为基础能够发现和利用许多商业机会，优化 供应链库存和改善客户服务，最终为供应链伙伴带来丰厚的收益。其实施策略如图2 - 8 所示 1 6 1 。 c p f r 建立在供应商管理库存和联