硕士论文-信息共享对供应链库存管理的价值分析.pdf

北京交通大学 硕士学位论文 信息共享对供应链库存管理的价值分析 姓名：崔俊 申请学位级别：硕士 专业：管理科学与工程 指导教师：丁静之 20061201 北京交通人学硕十论文中文摘要 中文摘要 在发达的网络新经济时代供应链管理作为一种崭新的管理模式迅速发展，已 经逐步成为企业改善整体效益，提高整体竞争优势的主要战略内容。但在实施供 应链管理的过程中，由于信息不能及时、正确传递，导致供应链运作不协调，增 加成本等问题。供应链成员企业间的信息共享是解决这些问题的有效途径，因此， 它成为国内外学者研究的热点。这些研究大致分为两类：一是如何实现信息共享； 二是信息共享的价值分析。本文致力于供应链管理中信息共享的价值分析。 文章首先分析了供应链管理中信息共享的作用。在供应链管理中，由于信息 传递不畅导致企业间信息不对称，信息被严重扭曲等现象。分析表明信息共享可 以有效缓解这些问题，从而降低供应链渠道中的库存，减少供应链运作成本。文 章还介绍了几种供应链库存管理模式，并对他们的主要思想，优缺点做了比较。 其中，重点分析了V M I ( V c 田d o r M a I l a g e dI n v e n t o r y ) 库存管理模式。 本文的重点是量化分析信息共享在传统库存模式及v M I 模式中的价值，主要 从三个方面予以分析：一是订货策略；二是平均库存；三是期望费用( 包括库存 持有费用和缺货损失费用) 。L e e 等人在2 0 0 0 年研究表明在传统库存模式下信息共 享可以降低供应商的平均库存和期望费用，本文在此基础上进一步研究实施V M I 模式对供应商订货策略、平均库存及期望费用的影响。本文研究表明：在传统库 存模式下无信息共享、信息共享及实施V M I 模式三种情况下，无信息共享时供应 商的平均库存和期望费用最高，传统库存模式下有信息共享时可以有效降低供应 商的平均库存和期望费用，而实施v M I 模式时供应商的平均库存和期望费用最低； 此外，本文还通过m a t l a b 软件分析发现，随着p ( 需求相关系数) 、c r 2 ( 需求波动 程度) 、L ( 提I i i 期) 的增大，信息共享越能节约供应商的平均库存和期望费用。 因此，在当今供应链管理环境高度不确定的情形下，信息共享有着重大的意义。 关键词：供应链管理信息共享V M I 管理模式 分类号： 北京交通大学硕十论文英文摘要 A B S T R A C T I nd e v e l o p c dn e tn e we c o n o m ye 盯，s I 聊l yc h i nm 锄g e m e n tm a k e sam p i d p m g r e s s 嬲an c wa d m i I l i 删o nm o d e 。nb e c o m e sm a i ns 呦g 锄i ni m p m v i n gb e n e n t a n d e l e V a t i l l gc o m p e t i t i o no f e n t e r p r i s e s 。H 0 w e V e r ，d l m gm ep r o c c s so f i m p l e m e n t i n g s u p p l yc h a i nm 锄g e m 踮t ( S C M ) ，i n f o 咖蕊o nc 孤tb ct r a 懈f e l 丽n gi nt i m e 趾d c o 玎e c t l y ，w r h i c hc 甜s e so p e m t i o n a lc o s ti ns u p p l yc t I a j l lt oi I l c r e j 韬宅锄dl e a di I l e 任硎v e c o o p e r a t i o nb e t 、V e e ns u p p l yc h a i l lI n 锄b e 船。I I I f o n n a t i o ns 嘶n g i sa ne 仃b c t i V em e t l l o d r e s o l V i I l gt l l 韶ep f o b l e m s 。T h e r e f o r e ，i l l f b 咖a t i o ns h 撕n gb e c o m et l l ei m p o r b mf i e l d m 觚ys c h o l a r sf 璐。T h e s es t I l d i e sc 锄b cd i v i d e di n t ot w ok i n d s ：h o wt 0 l i 瑟 i I l f o n n a t i o ns I l a ：r i n g ：t l l eV a l u eo fi I l 】陆眦a t i O ns k I r i n g 。T h em e s i e sr e a r c ht h ev d u eo f s h a r i n gd e m a n di 耐o r m a t i o ni ns u p p l yc I l a i n T h ep a p e r t i f s t l ya 舱l y z et l l ei I l f o 咖a t i o np r o b l e I ni ns u p p l yc h a i nm a l l a g e m e n t 。 I n f o 玎n a t i o nc 觚tb e 仃a l l s f c 玎e ds m o o t h l y ，w I l i c hb r i n gm e 嬲y m m e 仃i ci l l | b m a t i o n b e t 、】I ，e e nm ee m e r p r i s 锄dl e a dt l l ei n J 0 肌a t i o nt ob ed i s t o r t e d 。T h es m d ys h o wt I I a t i I l f o m l a t i o ns h a r i n gc 觚e 侬圮t i V e l ys o l v ct l l e p r o b l 嘲觚d d u c et 量l e 叩e m t i o I l a lc o s t i I ls u p p l yc h a i n 。T h ep a p e ra l s oi n 仃o d u c c m es u p p l yc h a i ni n V e m O r ym a n a g e l I I c n t m o d e I 锄dc o m p a r et l l e i ra d v a I l t a g e 锄dd e f b c tr e s p e c t i v e l y 。 T h ee m p h 嬲e so ft h i sp a p e ri st l 诅tt 量砖t l l e s i e sq u a m i 母t h eV a l u eo fi n f - o m m t i o n s h 撕n gi I I 位l d i t i o n a li n v e n t o r y 锄dV M Im o d c I 。W a I l a l y z et l l ev a l u e 舳mt 1 1 1 优 鼬p e c t s ：o r d e r i n gs t r a t e g y ，a v e r a g ei n v e n 由o r y 锄de x p e c t e dc o s t ( i n c l u d i n g 姗咖r y h o l d i n g 锄ds h o n a g ec o s t ) 。L e e s 他s e a c hs h o wt l l a ti n f o 咖a t i o ns h a r i n gi l l 订a d m o I l a l i n v c m o r ) ，m o d e lc 觚r e d u c es u p p l i e r sa v e m g ei n V e n t o r y 卸dc x p c c t c dc o s t 。B 船e d L e e sr e s e a r c h ，t l l i sp a p c r 触h e ra I l a l y z et t l ei m p a c to fs u p p l i e r so r d e r i n gs 呲g y ， a V e m g ei n V e m o r ya n de x p e c t e dc o s tb yi m p l e m c n t i n gV M I 。T h e s u l ts h o wt l l a t s 蜥n gd a I 瑚di o n a t i o ni n 仃a d i t i o 啮li n v e n t o r ym o d e lc a ne 行醯d V e l y r c d u c e s u p p l i e r sa v e m g ei n 、，c m o r y 觚dc o s t ，t l l er e s u hf b t I l e rs h o wt l l a ti m p l e m e m i I l gV M l i s m o r ee 丘t i v cm s h a r i n gd e m 觚d 施加a t i i nn 们i t i o n a li n v e n t o r ym o d e l 。 K e yW o r d s ：S u p p l yC h a i nM 锄a g e m e n t I n f b m a t i O nS h 撕n gV M I C I a s s n o ： 北京交通人学硕十论文符号表 符号表 序号符号说明 1n 第t 周期开始时，零售商面l 临的市场需求 2H 供应商每周期的单位存货持有费 3P 供应商每周期的单位缺货损失费 4 S ： 零售商在第f 周期的最高目标库存罩 5 K零售商在第r 周期末的订货鼍 6，批 零售商提前期内需求总鼍的期望值 7 I 盯2 零售商提前期内需求总量的方差 8 S ： 传统库存模式下无信息共享时供麻商在第f 周期的最高目标库存量 9 E 传统库存模式下供应商在其订货提前期内总需求量 1 0 S ：t 传统库存模式F 信息共享时供应商在第，周期的最高目标库存量 1 1 s ： V M l 模式下供戍商在第t 周期的最高目标库存鼍 1 2 耳V M I 模式下供应商在其订货提前期内总需求量 1 3M 传统库存模式F 无信息共享时供应商在其订货提前期内总需求鼍的期望值 1 4矿盯2 传统库存模式下无信息共享时供应商在其订货提前期内总需求鼍的方差 1 5 M f 传统库存模式F 信息共享时供应商在其订货提前期内总需求量的期望值 1 6 矿盯2 传统库存模式下信息共享时供应商在其订货提前期内总需求量的方差 1 7 M V M I 模式下供应商在其订货提前期内总需求鼍的期望值 1 8 矿。盯2V M I 模式下供应商在其订货提前期内总需求量的方差 1 9 i传统库存模式F 无信息共享时供应商平均库存量 2 0 l t传统库存模式下信息共享时供应商平均库存量 2 1 I V M l 模式下供应商的平均库存量 2 2 C 传统库存模式下无信息共享时发生的库存持有费用和缺货损失费 2 3 C ： 传统库存模式下信息共享时发生的库存持有费用和缺货损失费 2 4 C v M I 模式下发生的库存持有费用和缺货损失费 致谢 本论文的工作是在我的导师丁静之教授的悉心指导下完成的，丁静之教授严 谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。此外，丁老师在生活 上也给予了我很大的关怀，在此衷心感谢两年多来丁静之老师对我的关心和指导。 我的师妹康坛、贾静，师弟刘万强对于我的科研工作和论文都提出了许多的 宝贵意见，在此表示衷心的感谢。 在撰写论文期间，阎君、王强等同学对我论文中的研究工作给予了热情帮助， 在此向他们表达我的感激之情。 另外，我要特别感谢我的父亲母亲，感谢他们含辛茹苦把我养育成人，感谢 他们对我的理解和支持，使我能够在学校专心完成我的学业。 北京交通大学硕十论文 1 1 研究背景及研究意义 l 绪论 随着经济全球化和知识经济时代的到来，企业管理理论发生了相当大的变化。 自二十世纪初，从最早的泰勒科学管理方法到物料需求计划( M a 蜘a lR c q u i 他m e n ：I s P l 籼i n g ，简称M R P ) 、制造资源计划( M 姐u f a c 衄i n gR e s o u r c 鹤P l 锄i n g ，简称 M R P I I ) 、准时制生产( J u s t i n - T i m e ，简称J I T ) 及精良生产( k 锄P r o d u c t i o n ，简称 L P ) 等新的生产方式。然而，这时期的管理理论大都着眼于企业系统内部，研究的 是企业内部的优化问题，即通过组织、计划、指挥、协调和控制来优化企业的性 能，达到以最小的投入获得最大利润的目的。 但是，经济全球化和信息化已改变了传统的竞争方式，完全依靠企业自身的 力量创立竞争优势变得越来越难。在这种情况下，供应链管理( s u p p l yc h a i n M 黝g c I I l e r I t ) 的思想应运而生。实施供应链管理是将供应链上所有节点企业的所有 业务环节都联系起来进行优化，实现物流、信息流和资金流的合理流动，使生产 资料以最快的速度通过优化的供应链变成增值的产品来满足顾客的需求。供应链 管理作为一种“横向一体化( H o r i z o n t a lI n t e g r a t i o n ) ”管理思想的典型代表，它的出 现将促使企业重新审视并放弃旧的经营模式，通过战略思想的提升和经营模式的 转变，为企业的竞争和发展战略赋予新的内涵。 尽管实施供应链管理模式提高了企业绩效，但是，在其实践操作中，由于供 应链各环节之间缺乏有效的信息沟通导致供应或需求预测不准，削弱了供应链企 业及时发货、有效运用资金以及合理管理库存的能力：信息扭曲、失真以及“牛 长鞭效应”( B u l l w m pe f E 亭c t ) 也是其难以克服的问题。通过信息共享供应链成员企 业可以准确的把握上下游企业的各种物流信息，提高自己的预测精度，合理安排 自己的生产，从而减少了供应链渠道中的库存，降低了供应链的操作成本。与此 同时，一类技术如广泛运用于供应链管理中的信息技术( I n f b 彻撕o nT e c l l l l o I o g y ， 简称I T ) 、电子数据交换技术( E l e c 仃0 l l i cD a t aI n t c r c h 锄g e ，简称E D I ) 技术和其他通 信技术使信息共享从技术上得以实现。另一方面，一些国内外学者也开始关注供 应链管理中的信息共享问题，特别是供应链管理中信息共享价值的研究。 1 2 国内外研究现状 国内外对信息共享的研究很多，大致可分为两个方面：一是研究如何实现信 北京交通人学硕十论文 息共享，二是有关信息共享价值的分析。对于如何实现信息共享大量文献从技术 应用、运作模式、激励机制和契约设计等不同的角度进行了分析。 从技术运用的角度主要研究如何运用先进的信息技术，诸如P O s ( p o i n to fs a l e s ) 技术，基于I n t e m e t 的E D I ( e l e c t r o I l i cd a t ai m 眦h 柚g e ) 技术，条形码技术等来加强信 息共享，主要的模型有信息传输模型( i n f o n n “o n 仃a n s f hm o d e l ) ，信息中介模型 ( t h i r dp a n ym o d c l ) 和信息交换中心模型( i n f o n n a t i o nh u bm o d c l ) 等。信息技术的飞 速发展使信息在企业间的传递更为流畅，极大地降低了订单的处理时间和成本， 提高了供应链管理的效率。 从运作模式的角度主要研究如何改变传统的供应链运作模式，建立新的运作 模式，如V M I ( V e n d o rm 锄【g e dm e n t o r y ) ，C R P ( c o n t i n u o l l sr e p l e l l i s l l I I l e n tp r o 啪s ) ， c F A R ( c o l l a b o r a t i v ef o r e c a s t i n g 鼬dr e p l e n i s h m e n t ) 等，以形成供应链企业之间紧密 的合作伙伴关系，从而加强企业之间的信任度，为企业之间共享信息创造一个良 好的环境。 从激励机制的角度主要研究如何通过激励机制激励供应链成员企业进行信息 共享方面的投资，提高信息共享的努力水平等。国内马新安等利用委托一代理理 论研究了供应链中的信息共享激励问题l “。 从契约设计的角度主要研究如何设计适当的契约使得供应链企业在契约的约 束下自动选择信息共享的行为。主要有数量折扣契约、退货契约、滞销补贴契约、 质量担保契约、备货契约、数量柔性契约、考虑期权的数量柔性契约、最低购买 数量契约、时间柔性契约、定量供应契约等。 信息共享价值的研究是信息共享研究的另一热点，在大部分研究里，对信息 共享价值的衡量基本集中在信息共享如何影响供应链企业的库存和费用。具体来 说就是假设在某个供应链类型中市场需求服从某一特定函数，在这种条件下量化 分析信息共享对供应链企业的平均库存和费用的影响。下面详细来说明国内外的 各项研究对比。具体见表l 。 国内钟麦英在2 0 0 2 年等研究了供应商和分销商共享信息对供应商库存水平的 影响。文章假设供应链由一个供应商和多个分销商组成，运用库存理论，研究了 当需求是连续随机变量，分销商的库存策略为( s ，s ) 时，由于采用了E D I 技术 共享库存信息，使供应商及时掌握分销商的销售情况，合理进行需求预测，有效 降低了库存水平，从而使总成本降低【2 】。 张钦、达庆利等在2 0 0 1 年考虑包含一个供应商和一个零售商的两阶段供应链， 运用自回归联合平均模型( A R I M A ) 方法，研究在需求模型喇M A ( O ，l ，1 ) 下“长鞭效应”的量化和信息共享的价值，比较了信息共享之前和之后的差异， 其研究结果表明：信息共享减轻了“长鞭效应”负面影响、减少了供应商的平均 北京交通人学硕士论文 库存水平、降低了库存成本p 】。 石小法等在2 0 0 2 年研究信息共享对“牛鞭效应”和供应商库存水平的影响。 文章假设供应链由一个供应商和一个销售商组成，运用指数平滑法，研究在需求 模型服从一阶指数平滑法下信息共享对供应链的影响。研究表明，信息共享可以 减少牛鞭效应的影响，降低供应商的安全库存，减少供应链中的资源浪费，提高 供应链管理水平1 4 】。 在国外，c a c h o n 等在2 0 0 0 年量化研究一个供应商和N 个零售商在随机顾客 需求下共享数据的价值。文章比较了信息共享前后供应链费用( 库存持有费和缺 货损失费) 的情况，研究表明供应商能从共享零售商的库存信息中获利，模拟结 果显示信息共享平均节省费用2 2 ，最大能节省1 2 1 【5 】。 c h u 在1 9 9 7 年研究了包含单一供应商和单一零售商的供应链模型。假设市场需 求为线性需求函数q = a b p ，p 为零售价，b 是需求函数的斜率，b 的分布函数F 是共 同知识。文章分析了共享市场需求信息对供应链成员和系统利润的影响嘲。 G a v i m e I I i 等在1 9 9 9 年分析了包含一个供应商和一个零售商的二级供应链的信 息共享问题。文章考虑了三种情况：( 1 ) 无信息共享，供应商根据以前的销售数 据预测市场需求；( 2 ) 供应商知道零售商的库存( s ，S ) 策略和最终顾客需求；( 3 ) 供应商知道零售商的所有信息，包括每天的库存情况。文章研究了供应商的库存 和信息共享之间的关系，并模拟了信息共享对供应商库存和成本( 库存持有费用 和缺货损失费用) 的影响，模拟结果表明，信息共享降低了供应商的成本和库存 水平【7 】o L e e 等在2 0 0 0 年研究了由一个供应商和一个零售商组成的两级供应链中，信 息不共享和信息共享对供应商平均库存和期望费用以及订单决策的影响。研究表 明当需求为一阶自回归过程A R ( 1 ) 时，共享需求信息能改善供应商的目标库存 量，从而降低供应商和平均库存和期望费用嗍。 G a u r 等人于2 0 0 5 年在L 的基础上研究了需求模型为舢A ( 1 ，1 ) 时信 息共享给供应商库存水平和期望费用带来的变化。但与L c c 的研究有所不同的是， 文章认为当需求模型为A R M A ( 1 ，1 ) 时，顾客的需求信息在一定条件下可以由 零售商的订单推算出来，在这种情况下，供应商就没有必要从零售商那获得需求 信息【9 】。 北京交通大学硕士论文 绪论 表1 国内外信息共享价值研究现状 1 曲i e lR e 删l 彻涮u eo f j n f o 衄a l i o ns h a n ga th o m c 卸da b r o a d 必 供J 节链需求函数库存信息共享信息共享价值衡量 类犁类型策略内容 指标 一个供应 钟麦英等 商，N 个分 服从正态分布 ( J ，S ) 需求信息供应商的库存量 销商 一个供戍 “牛鞭效麻”：供应 张钦、达庆 商和一个 彳R n 纠( 0 ，l ，1 )( r ，S ) 需求信息 商的平均库存：供应 利 零售商 商的成本 一个零售 制造商的安全库存 右小法等 商和一个 指数平滑法 ( nS ) 需求信息 量；“牛鞭效应” 制造商 一个供应供应商的库存费用 C a c h o n 商和N 个 正态分布 异，固) 需求信息 ( 包括缺货损失和 零售商库存持有费用) 一个供应 C h u 商和一个 需求模型为线性 零售商 函数 ( j ，S ) 需求信息系统利润 一个供虑需求信息 供应商的平均库存； G a v i m e n i 商和一个 正态分布 ( j ，S ) 和库存信 供应商的成本 零售商息 一个供戍 供府商的订货策略； L e e 等 商和一个 4 R ( 1 )( r ，S ) 需求信息 供应商的平均库存： 零售商供应商的成本 一个供应 供麻商的订货策略； G 卸r 等 商和一个 爿胄 纠( 1 。1 )( r ，S )需求信息 供应商的平均库存； 零售商供应商的成本 1 3 本文研究的主要内容及框架 L 等人在2 0 0 0 年研究了传统库存模式下信息共享对供应商目标库存量、平 均库存及期望费用的影响。本文在L c e 等人研究的基础上进一步分析了实施V M I 模式对供应商目标库存量、平均库存和期望费用的影响，并比较了传统库存模式 下信息共享和实施v M I 模式对供应商平均库存及期望费用的影响。 本文结构安排如下： 第二章为相关概念与理论。介绍了供应链管理相关知识，并说明了供应链管 理中信息不共享所带来的问题、信息共享对企业库存和费用的价值及其实现途径 等。 第三章为供应链库存管理模式及订货策略的介绍。对比分析了供应链的几种 4 北京交通人学硕十论文 典型库存管理模式，并对常用的几种库存策略做了简单介绍。 第四章为信息共享的价值分析。具体来说，分析了传统库存模式下信息共享 及采用v M I 管理模式对供应商目标库存量、平均库存量和期望费用的影响，并比 较了这两种情况下供应商平均库存量和期望费用的大小。 第五章主要就信息共享的价值用m a t l a b 软件进行了算例分析。 第六章是全文总结。总结了本论文的主要研究工作，并在此基础上提出该领 域未来的研究方向。 北京交通人学硕十论文 相芙概念与理论 2 相关概念与理论 2 1 供应链管理内涵与难点 二十一世纪的竞争不再是企业与企业之间的竞争，而是供应链与供应链之间 的竞争。供应链管理已经越来越受到企业管理者的重视。 在实际运作中，国际上一些知名的企业如惠普公司、I B M 公司和戴尔公司等在 实施供应链管理中都取得了惊人的业绩。1 9 9 8 年3 月，著名的国际信息咨询公司 P i m 西l oR a b i nT o d d 并且随着信息共享规模的扩大,零售商与制造商的总体效益也逐渐增大. 9.学位论文 徐文琴 供应链上信息共享与业务集成的电子商务研究 2005 21世纪的竞争已经演化成供应链的竞争。传统供应链管理理论已相当丰富，涵盖了几乎所有管理理论，并在不断发展，如VMI，QR，JMI，CPFR等理 论的提出与实践。牛鞭效应、信息共享、供应链集成等问题成为了学者和企业界人士关注的热点。20世纪90年代中后期，供应链理论的研究达到了一个 高峰。然而，当时的电子商务还处于发展的初级阶段，随着企业对电子商务的认识逐渐理性化和电子商务应用的日益广泛，供应链与供应链管理必将呈 现新的发展态势。把电子商务融入供应链管理理论体系，还有大量的工作要做。 该文在电子商务的背景下研究