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摘要 随着世界经济一体化的发展和我国物流水平的逐渐提高，在我国供应链管理研究也 有了很大的发展。在供应链管理中，供应链系统的库存管理一直人们关注的焦点问题， 尤其是随着供应链系统越来越复杂，从整个供应链系统的角度研究如何降低供应链系统 库存费，最终降低整个供应链系统的总费用是具有理论价值和现实意义。 本文对基于j r r 看板管理的供应链系统库存问题进行了研究。首先提出基于j i t 看 板管理的多阶段供应链系统库存问题的数学模型，并利用分支界定法进行求解，通过实 例验证基于j n 看板管理的多阶段供应链系统库存问题的数学模型的准确性。 考虑到现实中供应链系统结构的复杂性，进而提出基于j i r r 看板管理的混合型供应 链系统库存问题的数学模型，由于该数学模型属于混合整数非线性规划( m 玳l p ) 问题， 随着供应链系统中整数变量数量n 的增多，混合型库存问题数学模型复杂性，其理论计 算时间呈n ! 增长，因此本文设计了基于分解技术的算法，采用v i s u a lb a s i c 语言和 l i n g o 软件实现了该算法。通过实例验证，证明了本文设计的基于分解技术算法对于 求解整数变量众多的大规模混合整数非线性规划问题的可行性和适用性。最后，在分析 基于j i t 看板管理的供应链系统运行机制的基础上，提出利用排队论理论优化每个看板 阶段运输车数量的思路。 关键词：看板管理，供应链库存，基于分解技术算法，看板计划 a b s t r a c t w i t ht h ec o n t i n u o u sd e v e l o p m e n to fw o r l de c o n o m yi n t e g r a t i o na n dt h ec o n s t a n t l y i m p r o v e m e n to ft h es p e c i a l i z a t i o nl e v e lo fl o g i s t i c si no u rc o u n t r y , t h es t u d yo fs u p p l yc h a i n m a n a g e m e n th a sd e v e l o p e dq u i c k l y i n v e n t o r ym a n a g e m e n ti so n eo fs e v e r a lk e yp r o b l e m si n s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t b e c a u s et h es u p p l yc h a i ns y s t e mi sm o r ea n dm o r ec o m p l i c a t e d ，i t i so ft h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a ls e n s e st os t u d yh o wt or e d u c et h ei n v e n t o r ym a n a g e m e n ti n s u p p l yc h a i ns y s t e m t h eo b j e c to ft h i sp a p e ri ss t u d yo fi n v e n t o r yi ns u p p l yc h a i ns y s t e mc o n t r o l l e db yk a n b a n s u n d e rj u s t i n - t i m e f i r s t l y , t h i sp a p e rs e t su pm a t h e m a t i cm o d e lo fm u l t i s t a g es u p p l yc h a i n s y s t e mc o n t r o l l e db yk a n b a n su n d e rj u s t i n t i m e ，a n ds o l v ei tb yu s i n gb r a n c h - a n d - b o u n d ( b b ) t e c h n i q u e t h er e s u l to fe x a m p l es h o w st h em a t h e m a t i cm o d e li sa c c u r a t e c o n s i d e r e dt h ec o m p l i c a t i o no fs u p p l yc h a i ns y s t e m ，t h i sp a p e rs e t su pm a t h e m a t i cm o d e l o fa s s e m b l y - t y p es u p p l yc h a i ns y s t e mc o n t r o l l e db yk a n b a n su n d e rj u s t i n t i m e i tb e l o n g st o m i x e d i n t e g e rn o n l i n e a rp r o g r a m m i n g ( m i n l p ) p r o b l e m i fs c a l eo ft h ep r o b l e mi sb i g ，i t s i m p o s s i b l es o l v ei ti na c c e p t e dt i m e s ot h i sp a p e rd e s i g n saa l g o r i t h mb a s e dd e c o m p o s i t i o n t e c h n i q u e i t sp r o v e dt ob ep r a c t i c a b l ea n de f f e c t i v eb yt h er e s u l to fe x a m p l e s a tl a s t ，t h i s p a p e ru s e sq u e u i n gc o n c e p t t od e t e r m i n i n gt h en u m b e ro fc o n t a i n e r k e y w o r d s ：c o n t r o l l e db yk a n b a n s ，i n v e n t o r yo fs u p p l yc h a i n ，a l g o r i t h mb a s e dd e c o m p o s i t i o n t e c h n i q u e ，k a n b a np l a n n i n g 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。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的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：恤 词年 ，月3 0 m 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 概富 l 导师签名：当闷太j f 睾7 d 口 j 弓 月 月 ， 亨 年 年 川7 长安人学硕士学位论文 1 1 问题的提出 第一章绪论 自2 0 世纪7 0 年代以来，世界市场已经由传统的相对稳定的市场逐步演变成动态多 变的市场，企业之间的竞争也由过去的局部竞争演变成全球范围的竞争。同行业之间、 跨行业之间相互渗透、相互竞争日趋激烈。同时，当今企业面临的社会、经济、制造环 境与客户的需求也已经发生了巨大的变化。 2 0 世纪7 0 年代以前，市场竞争主要围绕如何提高生产率，由此诞生了大批大量的 刚性生产线生产。2 0 世纪7 0 年代中后期到8 0 年代，市场竞争主要在全面改善企业内部 的t ( 生产周期) ，q ( 生产批量) ，c ( 产品成本) 和s ( 销售市场) 上。 进入2 0 世纪9 0 年代之后，随着科学技术的进步和经济的发展，全球信息化网络和 全球化市场的形成以及技术变革的加速，企业所面临的全球化市场竞争日趋激烈。全球 化市场中，客户( c u s t o m e r ) 的多样性、市场环境的巨大变化( c h a n g e ) 、企业间竞争 ( c o m p e t i t i o n ) 的多层面( 也就是3 c ) 己经成为企业关注的焦点。力n _ l z 政治、经济和社会环 境的变化，使得需求的不确定性大大加强。处在这样一种环境中，企业所面临的已不在 是传统的相对稳定的市场，而是动态多变的市场。其主要特点是【1 1 ： 信息爆炸的压力。 技术进步加快、应用范围拓宽。 高新技术的使用范围越来越广。 市场和劳务全球化。 产品生命周期缩短、研制难度加大。 产品品种数膨胀，批量减少。 对交货期要求越来越高。 对产品和服务的期望越来越高。 面对动态多变且无法预测的买方市场，企业为了提高竞争力，采取了许多先进的制 造技术和管理方法。 传统上，企业出于管理和控制的目的，采用扩大自身规模、投资控股或兼并供应商 的策略，使这些企业和它保持一定的所属关系，也就是“纵向一体化”管理模式。在企 业处于相对稳定的市场环境中时，这种模式是有效的。但自2 0 世纪9 0 年代以来，高科 第一章绪论 技迅速发展、全球化竞争的加剧以及顾客需求的不断变化的形势下，这种模式逐渐显示 出其无法快速敏捷响应市场需求变化的弊端。 2 0 世纪6 0 年代以前，企业通过确定经济生产批量、安全库存和订货点来保证生产 的稳定性；后来又出现了物料需求计g i j ( m r p ) 、制造资源计划( m r p n ) 、准时制生产( j i t ) 以及精益生产( l p ) 等新的生产方式，这些新的生产方式提高了企业的整体效益和竞争能 力，然而在经济全球化的新的市场环境下，这些生产方式在大多数情况下已不能完全满 足新的竞争形势。究其原因，这些生产方式都是从单个企业的利益出发，都是以某个企 业的资源利用为核心，所考虑的都是本企业制造资源的安排问题，而在当前全球市场竞 争环境下，仅靠单个企业的资源难以使顾客得到满意的服务，企业也无法获得理想的经 济效益。 在这种情况下，出现了“横向一体化”的管理模式。基于扩展企业模式的供应链管理 正是这种新的管理模式的典型代表，它以供应链的整体利益出发，合理管理供应链上的 每个企业。随着这种管理模式被越来越多的企业所接受，未来的市场竞争将是供应链与 供应链之间的竞争。 不少学者研究得出，随着新技术的应用和自动化生产越来越普遍，产品在全生命周 期中库存环节的费用在总成本中所占的比例越来越大，通常库存费用要占库存物品价值 的2 0 0 o 4 0 2 1 。可见，库存成本是影响物流成本的重要因素，物流总成本的大小和库成 本的大小直接相关。据测算，我国物流成本占g d p 的比重高达2 0 ( 超过2 万亿元) ， 发达国家一般只有1 0 左右，物流成本降低1 到2 个百分点，将产生社会效益1 0 0 0 到 2 0 0 0 亿元【3 1 。由于企业组织和管理模式的变化，供应链系统库存管理同传统的库存管理 相比有许多新的特点和要求：供应链系统越来越复杂，客户对产品和服务的质量要求越 来越高。本文以此为出发点，从系统工程理论的角度考虑，将企业j i t 看板管理的思想 应用到供应链系统上，提出了基于j 看板管理的供应链系统库存控制问题的数学模型 和求解方法，并通过排队论求解看板实施计划。 1 2 问题的概述 1 2 1 问题的描述 基于j i t 看板管理的供应链系统库存问题是指从系统工程理论的角度出发，将企业 j i t 生产方式的思想和看板管理方法应用到整个供应链系统中，首先提出了基于j i t 看 板管理的多阶段供应链系统( m s s c s ) 库存问题的数学模型，并以此为基础进一步提出 长安大学硕士学位论文 了基于j i t 看板管理的混合型供应链系统( a t s c s ) 库存问题的数学模型，即以包括供 应链系统整体库存费用、生产费用、运输费用及订货费用在内的总费用最低为目标，求 出最佳生产批量以及每个看板阶段每个生产批量需要的运输次数，使供应链系统获得最 大的经济效益。很显然，基于肌看板管理的供应链系统库存模型是为了从供应链系统 整体上减少库存费用，而不是仅仅从某一个企业考虑的，将库存费用转移给供应商或其 它的企业。 1 2 2 研究意义 基于j 看板管理的混合型供应链系统( a r s c s ) 库存问题研究有着重要的理论意 义和实际意义，混合型供应链系统是现实中供应链系统的简化，比多阶段供应链系统更 复杂，涉及的范围更广，包括了从原材料的采购、零部件的生产、在制品的运输与库存 等环节的成员企业。本文是系统地考虑供应链系统中所有成员企业的生产费用、库存费 用、运输费用及订货费用等，最终目标是实现供应链整体效益最好。多阶段供应链系统 是简单的理想化的供应链系统模型，在现实中是很少见的，但它是最基本的供应链系统， 是研究混合型供应链系统的基础。通常同一个企业在供应链系统中担任不同的角色，它 可以作为下游企业的供应商，同时也是其上游企业的服务商，甚至是同时服务多个供应 商企业。这些关系在混合型供应链系统( a r s c s ) 可以很好地体现出来。本文将企业的 j i t 生产方式和看板管理方法的思想应用到供应链系统库存控制中来，其思想的核心就 是消除浪费，包括人力、物力和财力，最终提高整个供应链系统的经济效益。 供应链系统库存问题在国内外有过研究，比如：a l t i o kt ，r a n j a nr ( 1 9 9 5 年) 研 究了推式多阶段供应链系统的生产和库存问题【4 】；s h a o j u nw a n g ，b h a b ar s a r k e r ( 1 9 9 6 年) 研究了基于j i t 生产思想的多阶段供应链系统库存问题【5 1 。 本文重点在于解决大规模的混合型供应链( a r s c s ) 系统库存问题。鉴于大规模的 混合型供应链( a t s c s ) 系统库存问题的数学模型是由多个混合整型非线性函数 ( m 矾l p ) 问题组成。混合整型非线性函数( m l p ) 问题的复杂度是与整数变量数量 的关系是f = y , n ! ，其中f 表示问题的复杂度，n 表示数学模型中的整数变量的数量。 本文设计基于分解技术的算法，在保证计算精度的情况下，使计算时间大大减少。这对 于当今越来越复杂的大规模供应链系统来说是很必要的，具有很强的实际意义。 3 第一章绪论 1 - 3 国内外研究动态 1 3 1 国内有关供应链系统库存研究动态 因为供应链库存管理在国内是比较新的领域，理论研究相对比较少。 马士华( 2 0 0 0 年) 对供应链中的库存问题，供应商管理库存，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【l 】。 隋明刚，魏巍( 2 0 0 0 年) 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f 6 】o 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【7 1 。 黄芳( 2 0 0 4 年) 对现有的供应链库存管理模式：v m i ( 供应商管理库存) 、j m i ( 联合 库存管理) 、c p f r ( 共同预测、计划与补给) 进行了较深入的分析和评价，然后对多阶段 供应链系统( 即所有企业间是串联的关系) 的库存模型进行了讨论，分别采用基于中心 化的供应链和基于协调的供应链策略，并分别给出了数学模型和求解方法【8 1 。 朱志强等( 2 0 0 5 年) 研究了基于j i ，r 看板管理的单阶段供应链系统的库存问题， 提出了数学模型并给出了求解方法【9 1 。 1 3 2 国外有关供应链系统库存研究动态 1 按内容可分为： ( 1 ) 供应链库存管理的问题 著名的供应链库存管理专家，斯坦福大学教授h a u l e e 于1 9 9 2 年，提出了供应链 库存管理所面临的1 4 种问题【1 0 】。 h a u l e e 在1 9 9 7 年对牛鞭效应的表现、来源、解决方式进行了研究【1 1 】。 ( 2 ) 供应链库存模型 为了减少库存费用和提高客户服务水平，供应链上的成员采用多种方式来进行库存 管理，如中心仓库、分销中心、联合仓储等。 y o s s i a v i v 在1 9 9 8 年对供应商管理库存模式进行了详细研究1 2 】。c e t i n k a y a 等研究 在v m i 系统中如何协调库存和传输决策，建立模型并得出产品的最优补给数量和配送 间隔时期1 13 1 。 4 长安大学硕士学位论文 p a t r i ka l f i e d s s o n 和j o sv e r r i j d t 构造了一个模型来分析横向支取和自接递送供应系 统的性能，证明这种系统能节省大量费用，但是系统性能对运输拖后期敏感。横向支取 和自接递送供应方式能以较低费用获得较高的顾客服务水平。当本地仓库缺货时，横向 支取即从另一处同级仓库处获取商品来满足客户需求，自接递送即自接从上一级供应商 处获取商品来满足客户需求【l4 1 。 在含有多个零售商的系统中，集中式库存可以降低总费用和增加总收益。这一分析 通常将集中式系统的费用和收益作为零售商的单个决策变量。r a v ia n u p i n d i 和y e h u d a b a s s o k 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物理中心化可以降低总成本，增加收益f 1 5 】。 e p p e n 和s c h r a g e 研究了多个零售商的报童问题，其中考虑了固定的提前期和缺货损失 【1 6 】。s c h w a r z 建立了一个模型来评估当供应商的提前期非零时中心仓库的价值，讨论了 中心仓库有益的几种情形，其中假定集中式库存中补货和分配活动需要时间，但是这些 研究都假定系统只有一个决策者【1 7 】。 ( 3 ) 供应链库存的解决方法 h a u l e e ( 1 9 9 9 年) 指出产品的多样性引起库存的投资增加和顾客服务水平的降低， 为了应付这种情况，许多企业投资建立信息系统、决策支持系统以及运输方式，这些投 资有利于提高订单满足周期的效率。另外的一个方法就是进行产品和流程的再设计，获 得库存和服务水提高的关键概念是延迟产品多样性。并在论文中，提出了简单的库存模 型用来支持产品流程的再设计以提高库存和服务的水平【1 8 】。g e r a r dp c a c h o n ( 1 9 9 9 年) 采用博奕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【1 9 】。 ( 4 ) 定价策略与库存策略结合研究 价格是竞争双方有效且常用的竞争手段，越来越多的文章正在结合定价策略或促销 策略，来研究库存策略。当最终顾客需求受零售商的定价或促销手段影响时，供应链成 员的库存决策也将受到影响。n i c h o l a sc 和p e t r u z z i 对报童问题中的定价问题进行了总 结和扩展【2 0 】；j o r g e n s e ns ，k o r tpm 和z a c c o u rg 对生产、库存和定价的结合问题进行了 探讨【2 1 1 ；j a na ，v a nm i e g h e m 和m a q b o o ld a d a 分析了6 种推迟定价策略【2 2 1 。 ( 5 ) 信息与库存管理 系统内部成员对于系统信息的掌握程度可以分为三种【2 3 l ：( 1 ) 每个成员只了解自身 信息；( 2 ) 非对称信息，即一方了解另一方的情况，反之不成立；( 3 ) 对称信息，即各 个成员都拥有相互信息。s r i n a g e s hg a v i m e n i ，r o m a nk a p u s c i n s k i 和s r i d h a rt a y u r ( 1 9 9 9 s 第一章绪论 年) 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【2 3 】。g e r a n dpc a c h o n ( 2 0 0 0 年) 研 究了一个供应商、多个零售商模型下的信息共享作用【2 4 1 。 ( 6 ) 协调与激励 由于供应链成员决策的分散化，造成供应链成员行动的不一致和浪费，并使渠道收 益和顾客服务水平受到极大影响。因此，渠道协调问题正在引起供应链研究者的注意。 h a ul e e ，s e u n g j i nw h a u g 讨论了一种激励机制，以促进供应链成员的合作，并为供应链 系统的整体目标合作【2 5 1 。 传统的供应链协作问题主要研究库存决策问题，即多层库存的协作和优化问题，因 为供应链中各种活动可通过库存模型来描述并给出决策方案。文献1 2 6 - - 2 9 1 q b 介绍的主 要协调机制有：订购数量合同，退货折扣合同，时间折扣合同，供应链信息共享等。 ( 7 ) 多阶段供应链库存研究 最早关于供应链库存研究，始于多阶段库存。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。阶段库存的含义是 一个库存节点的库存持有量加上运往下游节点的在途库存和下游节点的持有库存量减 去下游节点的延迟库存。 根据研究中的库存模型结构可以分为两种： 1 ) 一般的发散式多阶段库存系统。 从c l a r k 和s c a r f 从1 9 6 0 年开始，有许多文章研究这种系统，e p p e n 和s c h r a g e 在 1 9 8 1 年分析了分散的两阶段系统，系统中有一个配送中心、多个零售商。零售商的提前 期是相同的，配送中心没有库存，可以从供应商处得到足够多的产品来满足零售商的需 求，这是较早的关于配送的论文【3 0 】。f e d e r g r u e n 和z i p k i n 在1 9 8 4 年修改了上述模型， 设定零售商具有不同的持有成本和缺货成本，并且用一种动态方法对模型求解【3 1 1 。d e k o k 和l a g o d i m o s 在1 9 9 2 年对多阶段发散库存系统的服务水平作了研究，通过设定不 同零售商的目标服务水平，求出最优的系统成本【3 2 1 。l a n g e n h o f f 在1 9 9 2 年给出了两阶 段集中式库存系统，两阶段发散式库存系统，和两阶段多周期系统的分解最优结果【3 3 】。 2 ) 一对一补货策略下的一个配送中心、多个零售商库存系统。 这是种最为常见的库存系统，大量的论文研究了这种系统，所谓一对一策略是指下游 库存节点只能从上游的某一个节点订货，文献 3 仁3 9 分别研究t ( q ，r ) 策略下的上述系 6 长安大学硕士学位论文 统。在这种策略下，对上游企业的订货只和自身的库存水平有关，因此所作的决策都是 分散的决策。文献 4 0 - - 4 3 】研究了这一系统下的批量采购策略。s c h w a r z 在1 9 7 3 年研究 了需求和成本不随时间变化的情况，设定当某个零售商地库存为零时，进行配送，并且 所有零售商的配送批量都是相同的，提出了一般的解决方法【删。 1 4 本文的主要研究内容 本文研究的问题是供应链系统库存问题，将j i t 看板管理的思想引入供应链系统库 存控制问题中，系统地考虑了订货费用、运输费用、生产费用和库存费用，提出了相应 的数学模型及求解算法对其进行求解，并运用排队论求解实施计划。 本文的第一章阐述了在供应链系统中降低库存费用的必要性和重要性，由此引出供 应链系统库存的问题的重要性及其迫切性，并分析了在目前物流发展状况下，研究供应 链系统库存问题的重要意义。此外，还介绍了国内外相关问题的研究现状。 论文的第二章论述了基于j i t 看板管理的供应链系统库存问题的理论基础与研究 方法。介绍了供应链、供应链管理、库存、j i t 生产方式与看板管理、系统工程、多阶 段供应链库存控制和排队论等方面的相关理论与方法。 论文的第三章分析并建立了基于j i t 看板管理的多阶段供应链系统库存问题的数学 模型，提出运用分支界定法求解，并用l i n g o 软件编程实现了求解该问题的算法，给 出了实例验证了基于j i t 看板管理的多阶段供应链系统库存问题的数学模型的正确性。 论文的第四章分析供应链系统结构复杂性，并建立了基于j r r 看板管理的混合型供 应链系统库存问题的数学模型，设计了基于分解技术的算法，用v b 语言和l i n g o 软 件编程实现的了该算法，给出了实例进行了验证，并与用分支界定法求解该问题的结果 进行了比较，证明了基于分解技术的算法在计算速度和计算精度方面的优势。最后通过 分析了基于看板管理的供应链系统运行机制，提出运用排队论的方法优化每个看板阶段 的运输车数量的思路。 论文的结论总结本文的主要工作和研究结论，并对需要进一步研究的问题进行简要 说明。 7 第二章供应链系统库存研究的理论基础 2 1 概念 第二章供应链系统库存研究的理论基础 2 1 1 供应链 1 供应链的定义 目前，供应链尚未形成统一的定义，许多学者从不同的角度出发给出了许多不同的 定义。 美国学者f 哈里森( f h a r r i s o n ) 认为：“供应链是执行采购原材料，将它们转换为 中间产品和成品，并将成品销售到客户的功能网。” 全球供应链论坛( g l o b a ls u p p l yc h a i nf o r u m ) 认为：“供应链是为消费者带来有价 值的产品、服务以及信息，从源头供应商到最终消费者的集成业务流程。” 美国供应链协会( s u p p l yc h a i nc o u n c i l ，s c c ) 对供应链的概念给出了权威性的解 释：“供应链，目前国际上广泛使用的一个术语，它囊括了涉及生产与交付最终产品和 服务的一切努力，从供应商的供应商到客户的客户。供应链管理包括管理供应与需求， 原材料、备品备件的采购、制造与装配，物件的存放及库存查询，订单的录入与管理， 渠道分销及最终交付用户。” 我国学者马士华认为：“供应链是围绕核心企业，通过对信息流、物流、资金流的 控制，从采购原材料开始，到制成中间产品以及最终产品，最后由销售网络把产品送到 消费者手中的将供应商、制造商、分销商、零售商直至最终用户连成一个整体的功能网 链结构模式。它是一个范围更广的企业结构模式，它包含所有加盟的节点企业，从原材 料的供应开始，经过链中不同企业的制造、加工、组装、分销等过程直到最终用户。它 不仅是一条连接供应商到用户的物料链、信息链、资金链，而且是一条增值链，物料在 供应链上因加工、包装、运输等过程而增加其价值，给相关企业都带来收益。” 清华大学现代管理研究中心认为：“供应链是相互间通过提供原材料、零部件、产 品、服务的厂家、供应商、零售商等组成的网络。” 我国国家标准物流术语对供应链的定义是：“供应链是生产及流通过程中，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。” 尽管上述各种定义不尽相同，表述也不尽一致，但还是能够从中理解供应链的基本 内容和实质。实际上，供应链的范围比物流要宽，不仅将物流系统包含其中，还涵盖了 长安人学硕士学位论文 生产、流通和消费，从广义上涉及企业的生产、流通，并连接到批发、零售和最终用户， 既是一个社会再生产的过程，又是一个社会再流通的过程。狭义地讲，供应链是企业从 原材料采购开始，经过生产、制造，到销售直至终端客户的全过程。这些过程的设计、 管理、协调、调整、组合、优化是供应链的主体；通过信息和网络手段使其整体化、协 调化和最优化是供应链的内涵；运用供应链管理实现生产、流通、消费的最低成本、最 高效率和最大效益是供应链的目标。供应链是由各种实体构成的网络，网络上流动着物 流、资金流和信息流。这些实体包括一些子公司、制造商、仓库、供应商、运输公司、 配送中心、零售商和用户。一个完整的供应链始于原材料的供应商，止于终端用户，如 图2 1 所示。 需求信息流 厂 几习厂 厂 _ ：z 弋 ；r 弋念：z 弋 o兰o 竺o 兰 供应商 产品制造商批发商零售商终端用户 i丁i丁l丁i， 供应信息流 图2 1 供应链中的物流、资金流和信息流 图2 1 表明，物流向终端用户方向流动而资金流则向相反方向流动。信息的流动在 这里要求是双向流通的。需求信息流自下而上流动，而供应信息流则自上而下流动。订 单是从客户向供应商移动，而供货单、货运通知和发票则是以相反的方向流动。 综上所述，比较认可我国学者马士华的供应链概念，即供应链是围绕核心企业，通 过对信息流、物流、资金流的控制，从采购原材料开始，到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中的将供应商、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。 2 供应链的类型及结构 ( 1 ) 供应链系统的类型 根据不同的划分标准，可以将供应链系统分为以下几种类型。 1 ) 稳定的供应链系统和动态的供应链系统 根据供应链系统运行的稳定性，可以将供应链系统划分为稳定的和动态的供应链系 9 第二章供应链系统库存研究的理论基础 统。基于相对稳定、单一的市场需求而组成的供应链系统稳定性较强，而基于相对频繁 变化、复杂的需求而组成的供应链系统动态性较高。在实际管理运作中i 需要根据不断 变化的需求，相应地改变供应链系统的组成。 2 ) 平衡的供应链系统和倾斜的供应链系统 根据供应链系统容量与用户需求的关系，可以将供应链划分为平衡的供应链系统和 倾斜的供应链系统。供应链系统具有一定的、相对稳定的设备容量和生产能力，但用户 需求处于不断变化的过程中。当供应链系统的容量能满足用户需求时，供应链系统处于 平衡状态，而当市场变化加剧，造成供应链系统成本增加、库存增加、浪费增加等现象 时，即企业不是在最优状态下运作，则此时的供应链系统处于倾斜状态。 3 ) 有效性供应链系统和反应性供应链系统 根据供应链系统的功能模式( 物理功能和市场中介功能) ，可以把供应链系统划分 为两种：有效性供应链系统( e f f i c i e n ts u p p l yc h a i n ) 和反应性供应链系统( r e s p o n s i v e s u p p l yc h a i n ) 。有效性供应链系统主要体现供应链的物理功能，即以最低的成本将原材 料转化成零部件、半成品、产品，以及在供应链中的运输等；反应性供应链系统主要体 现供应链的市场中介的功能，即把产品分配到满足用户需求的市场，对未预知的需求做 出快速反应等。 4 ) 以客户需求为核心构筑的供应链系统、以销售为核心构筑的供应链系统和以产 品为核心构筑的供应链系统 根据供应链系统的构筑核心，可以把供应链划分为三种：以客户需求为核心构筑的 供应链系统，以销售为核心构筑的供应链系统和以产品为核心构筑的供应链系统。 以客户需求为核心构筑的供应链系统 以客户需求为核心构筑的供应链系统是根据客户的需求和标准，以达到客户满意为 目标来设计和组合的供应链。这种类型的供应链系统一要考虑该企业的实际需要、现有 条件；二要考虑该企业的外围条件和环境：三要考虑该企业的可操作性。 以销售为核心构筑的供应链系统 在市场饱和及买方市场的条件下，销售是生产企业的主要矛盾。以销售为核心构筑 的供应链系统往往是众多生产企业的客观需求，而且这方面的需求在不断增加。以销售 为核心构筑的供应链系统，重点在于销售的数量、时间、成本和服务水平。 以产品为核心构筑的供应链系统 以产品为核心构筑的供应链系统，其重点是提高各供应链企业的产品质量和各供应 1 0 长安大学硕上学位论文 链企业的服务水平。在提高产品质量和服务的同时，还要达到降低成本、增加效益的目 的。构筑这种类型的供应链系统往往要包含从最初的原材料开始，到制造、包装、运输、 批发、零售为止的全过程。 5 ) 单阶段供应链系统、多阶段供应链系统和混合型供应链系统 根据供应链系统成员企业的数量和成员企业之间的关系可以将供应联系统分成三 类：单阶段供应链系统、多阶段供应链系统和混合型供应链系统。相邻两个企业之间的 物料流和信息流的流动构成一个看板阶段。若一个供应链系统只有两个企业成员，这种 供应链被称为单阶段供应链系统( s i n g l e s t a g es u p p l yc h a i ns y s t e m ，简称s s s c s ) ；若 一个供应链系统的企业成员超过两个，而且它们的关系是串联的，这种供应链系统被称 为多阶段供应链系统( m u l t i s t a g es u p p l yc h a i ns y s t e m ，简称m s s c s ) ；若一个供应链 系统的企业成员超过两个，而且它们之间的关系是树状的，则称为混合型供应链系统 ( a s s e m b l yt y p es u p p l y c h a i ns y s t e m ，简称a t s c s ) 4 5 】。 ( 2 ) 供应链系统的结构 1 ) 单阶段供应链系统 单阶段供应链系统如图2 2 所示，供应链系统由两个成员企业构成。供应商在企业1 处补充原材料，半成品通过带看板的运输车运到企业2 。 险卜卜卜i 原材料 库存 图2 2 单阶段看板供应链系统示意图 在这个看板阶段，首先当前面企业过来运输车内的半成品用完时，将运输车上的看 板取下来，放到看板箱( k a n b a np o s t ，简称w k ) 里；第二，定期或者不定期的将看板箱 里收回的看板通过运输车送回到前面的企业，这些收回的看板表明了需要在运输车内装 的半成品的数量，上游和下游的企业就这样由半成品和看板定期收集等联系在一起。收 回的看板被附到上游企业的产品定购看板的收集处( p l a c eo f t h ep r o d u c t i o no r d e r i n g 1 l 1 品卅黼 少一 少| |；_ z 回 固圈 r r 一 阶吵张 固日 甲呱 一 ，| ， 菌，一 ， 田， 甲 第二章供应链系统库存研究的理论基础 k a n b a n ，简称p k ) ，上游企业根据产品定购产品看板生产下游企业所需要产品数量；也 就是说，由产品定购看板来启动上游企业的生产活动，装载的半成品和收回的看板一起 由运输车辆送到下游企业。这个看板循环在上游企业和下游企业之间运行平稳、准时， 而且没有浪费的物料流。 2 ) 多阶段供应链系统 一个有n 个看板阶段的供应链系统的运行过程如图2 3 所示，当需求在最后的企业n 发生时，产品定购看板从看板箱( p k ) 里取出并送到这个企业前面的看板箱( w k ) 里， 这时收回的看板变为产品定购看板而附在等待在那的运输车，产品定购看板启动了这个 企业的生产活动。这些活动推动生产活动从第n 个企业到第1 个企业整个生产系统。 厂l 、 ：妇旺蛔n ：涸矽 甲甲甲甲甲甲 w k ( i ) p k ( i ) w k ( i + i ) p k ( i + i ) w k ( n ) p k ( n ) 图2 3 基于看板管理多阶段的供应链系统示意图 产品定购看板在企业内部控制这个企业的生产活动，一个企业收回的看板控制两个 企业问的运输车辆的运行。如果没有上游企业收回的看板，运输车辆是不允许将产品运 送到下游企业的。 3 ) 混合型供应链系统 典型的混合型供应链系统如图2 4 所示，其中点划线表示看板信息流，实线表示物料 流。从很多实例可以看出，在许多工业生产中，都要处理多条物料流。比如说，在一个 生产六缸汽车发动机的企业内，发动机体是主要的生产线，转动曲轴、汽缸、阀门、机 轴等是在分支生产线上生产的，这些生产线可能在相同或者不同的地方。当组装汽车发 动机时，除了发动机体，还需要6 个转动曲轴，1 2 个阀门，1 个机轴。还有规模更大的实 例，比如说，在汽车生产企业，发动机在城市a 生产，车身在城市b 生产，车轮在城市c 生产等。 在图2 4 所示的供应链系统由主供应链和2 条分支供应链组成，总共1 2 家企业。其中 节点代表企业，分支的交汇处代表组装点。 1 2 、曰 哭 唧 厂回 誊材裒 甲；甲 w 【 p叼f 刖 甲 长安大学硕十学位论文 圃= ：母 匮b 牺 匝匝陋i ，圈了土亩j 图2 4 基于看板管理的混合型供应链系统示意图 巨悃 图2 4 所示的混合型供应链系统的主干供应链是多阶段供应链，它是由企业s 1 、s 2 、 s 3 、s 4 、s 5 、s 6 组成；一个分支供应链是单阶段供应链，由企业s 7 和s 8 组成，在企业 s 2 处与主干供应链相交汇( 即节点1 ) ；同理，另外一个分支供应链是个两阶段供应链 系统，它由企业s 9 、$ 1 0 和s 1 1 组成，在企业s 3 处与主干供应链相交汇( 即节点2 ) 。在 企业s 6 处有企业$ 1 2 在企业s 6 与主干供应链相交汇。以这种结构，1 2 家企业组成了如图 2 4 所示的混合型供应链系统。 2 1 2 供应链管理 1 供应链管理的定义 供应链管理是一种集成的管理思想和方法，它执行供应链系统中从供应商到最终用 户的物流的计划和控制等职能。e v e n s 认为- 供应链管理是将供应商、制造商、分销商、 零售商、最终用户连成一个整体的管理模式”。p h i l l i p 贝1 认为供应链管理是一种新的管理 策略，它把不同企业集成起来以增加整个供应链的效率，注重企业之间的合作。因此， 供应链管理把供应链上的各个企业作为一个不可分割的整体，进行整体优化，使供应链 上各企业分担的采购、生产、分销和销售的职能成为一个协调发展的有机体。 供应链系统运作的表象是物流、信息流、资金流，但是供应链的成长过程实质包含 两方面的含义：一是通过产品( 技术、服务) 的扩散机制来满足社会的需求；二是通过市 场的竞争机制来发展壮大企业的实力。因此，供应链管理实际上是一种基于“竞争一合 作协调”机制的、以分布企业集成和分布作业协调为保证的新的企业运作模式。 2 供应链管理的思想 ( 1 ) 系统观念 1 3 第_ 二章供虑链系统库存研究的理论基础 供应链管理不再封闭孤立地看待企业的采购、生产和销售等经营活动和过程，而是 突破企业界限束缚，将企业的产、供、销与其它市场经济实体及其活动建立外部联系， 将供应商、生产商、分销商以及消费者视作一个有机联系的整体，通过集体目标统一协 调所有成员的信息流、物流和资金流，取得企业之间超越组织界限的集成和整合。 这样，消费者、生产商、分销商和供应商等经济主体之间以供应链的整体形式，超 越组织界限，通过相互连接、依存、渗透和互动，形成合作式的网络系统，在跨组织的 整体运作中实现所有成员共赢的共同目标。 ( 2 ) 合作观念 供应链管理在本质上是建立在合作和共赢的信念上的。它认为，建立在相互信任、 互利及长期发展基础上的信息共享和合作行动，将最终消费者的需求转化为所有参与者 的集体行动。每一个经济主体都从事产品制造和提供过程所必须的一部分活动，不但可 以在相互支持，配合和协调中实现整体利益最大化，也会使每一个参与者从中获益。因 此在供应链系统中，经济主体之间合作化的伙伴关系替代了传统的你死我活，以邻为壑 的竞争性关系，参与各经济主体的决策偏好和行动目标不是完全集中在价格等短期目 标，而是集中在行动协调一致，提高整体效率和产品质量，维系灵活性和整体竞争力等 方面的团结合作与共同利益因素，把更好地响应和服务于消费者需求作为行动指南，致 力于共赢前景的真正实现。 ( 3 ) 集优性观念 供应链管理是具有一定专长和市场竞争力的企业之间的一种合作性安排，是一种集 优高效的价值共同创造活动。供应链系统的各个节点选择是遵循强强联合的原则，集聚 最具市场竞争力的经济资源，通过相辅相成，和谐共融的企业资源和能力的整合，发挥 整体效能，将单一企业的核心竞争力融合为整体竞争力，极大地提升了市场竞争优势。 3 供应链管理研究的内容和方法 供应链管理研究的内容主要涉及到四个主要领域：供应( s u p p l y ) 、生产计划 ( s c h e d u l ep l a n ) 、物流( l o g i s t i c s ) 、需求( d e m a n d ) 。供应链管理是以同步化、集成化 生产为指导，以各种技术为支持，尤其以i n t e m e t i n t r a n e t 为依托，围绕供应、生产作业、 物流( 主要指制造过程) ，满足需求来实施的。供应链管理主要包括计划、合作、控制 从供应商到用户的物料( 零部件和成品等) 和信息。供应链管理的目标在于提高用户服 务水平和降低总的交易成本，并且寻求两个目标之间的平衡( 这两个目标往往有冲突) 。 在以上四个领域的基础上，将供应链管理细分为职能领域和辅助领域。职能领域主要包 1 4 长安人学硕十学位论文 括产品流程、产品技术保证、采购、生产控制、库存控制、仓储管理、分销管理。而辅 助领域主要包括客户服务、制造、设计流程、会计核算、人力资源、市场营销。 供应链管理研究中所使用的方法包括：( 1 ) 线性规划和非线性规划，此方法适用于 确定性需求情形下的单阶段库存控制问题研究：( 2 ) 动态规划和马尔代夫决策模型，适 用于产品周期分为多个周期的情形；( 3 ) 对策理论，适用于系统中存在多个成员竞争的 对策问题；( 4 ) 图论，适用于多节点之问的库存配置、运输问题和区域划分