（机械电子工程专业论文）适应性供应链的建模与绩效分析.pdf

武汉科技大学硕士学位论文第1 页 摘要 目前大多数供应链在设计时仅考虑了正常稳定、非中断情况下的因素，而对其在不安 全状况下的研究则被忽略了。本文通过引入适应性供应链的概念，针对传统供应链向适应 性供应链的转型问题进行了研究。适应性供应链的组建问题归根到底是一个优化问题。本 文通过查阅了大量国内外相关文献，首先阐述了适应性供应链产生的背景，国内外的研究 现状，同时指出目前为止对本问题研究上存在的不足之处，然后在此基础上针对供应物流 网络、制造物流网络和库存管理三个方面对传统供应链进行优化，建立起传统供应链向适 应性供应链迈进的模型。 本文主要进行了以下几个方面的：首先采用运筹学中的数学规划m p ( m a t h e m a t i c p r o g r a m m i n g ) 方法建立起供应物流网络的数学规划模型，并用模糊多目标优化( f u z z y m u l t i - o b j e c t i v eo p t i m i z a t i o n ) 方法实现了对供应链的成本、库存、时间等绩效的多目标优 化。通过该方法寻找到最优的供应链子网；然后将场所视为整个供应链的构造模块，建立 起适应性供应链的制造物流网络解析框架模型，以便对该网络进行绩效分析；最后将联合 库存管理理论应用在适应性供应链中，针对供应链中联合库存的协调控制问题，建立了综 合考虑缺货成本、存储成本和订货成本的库存成本控制模型，并运用遗传算法( g a ) 对该 库存模型进行了全局优化。最后对v a l e o 公司供应物流网络进行了实例验证，验证了该模 型和算法的可行性。 关键词：适应性供应链，物流网络，模糊多目标优化，联合库存管理，g a 遗传算法 第页武汉科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t c u r r e n t l y , m o s to ft h es u p p l yc h a i ni nt h ed e s i g no n l yc o n s i d e r e dt h ef a c t o r su n d e rt h e n o r m a ls t a b l ea n dn o n - i n t e r r u p t i o nc o n d i t i o n s h o w e v e r , t h es t u d yi ni t su n s a f ec o n d i t i o n sw e r e i g n o r e d t h r o u g ht h ei n t r o d u c t i o no fa d a p t a b l es u p p l yc h , a i nc o n c e p t , t h i sp a p e r ss t u d yt h ei s s u e s w h i c ht h et r a d i t i o n a ls u p p l yc h a i nc h a n g et ot h ea d a p t i v es u p p l yc h a i n t h ei s s u eo fa d a p t i v e s u p p l yc h a i no r g a n i z e di sa no p t i m z a t i o np r o b l e m a f t e rf i n a la n a l y s i s t h r o u g ha c c e s st oal a r g e n u m b e ro f d o m e s t i ca n df o r e i g nl i t e r a t u r e ，t h i sp a p e rf i r s te x p o u n d e dt h eb a c k g r o u n do f t h eb i r t h o f t h ea d a p t i v es u p p l yc h a i na n dr e s e a r c hs t a t u sa th o m ea n da b r o a d , t h er e s e a r c ho nt h ei s s u eo f i n a d e q u a t ea n d5 0f a r , t h e n , o nt h i sb a s i s ，o p t i m i z e dt r a d i t i o n a ls u p p l yc h a i na c c o r d i n g t 0t h et h r e e a s p e c t so ft h es u p p l ya n dl o g i s t i c sn e t w o r k ，t h em a n u f a c t u r i n ga n dl o i s t i c sn e t w o r ka n dt h e i n v e n t o r ym e n a g e m e n t , a n de s t a b l i s ht h em o d e lw h i c hs u p p l yc h a i nc h a n g et ot h ea d a p t i v e s u p p l yc h f l i l ：l t h er e s e a r c ho ft h i s p a p e ri n c l u d e t h e f o l l o w i n ga s p e c t s ：f i r s t , t h e ( m a t h e m a t i c a l p r o g r a m m i n gm e t h o d s ) m po ft a c t i c i a n sw e r eu s e dt o e s t a b l i s ham a t h e m a t i c a lp r o g r a m m i n g m o d e lo ft h es u p p l ya n dl o g i s t i c sn e t w o r k , a n dt h ef u z z ym u l t i - o b j e c t i v eo p t i m i z a t i o nm e t h o d s w e t cu s e dt oa c h i e v et h em u l t i - o b j e c t i v eo p t i m i z a t i o no fs u p p l yc h a i nc o s t s ，i n v e n t o r ya n dt i m e p e r f o r m a n c e n l eo p t i m i z e ds u p p l yc h a i nc h i l dn e t w o r k sw e r ef o u n db yt h i sm e t h o d t h e n , t a k i n g c o n s t r u c i t o nm o d l eo ft h ee n t i r es u p p l yc h a i na sp l a c e s ，t h em a n u f a c t u r i n gl o g i s t i c sn e t w o r k a n a l y t i cf r a m e w o r km o d e lo f t h ea d a p t i v es u p p l yc h a i nw e r ee s t a b l i s h e d s ot h a tt h ep e r f o r m a n c e o fn e t w o r kw e r ea n a l y z e d s e c o n d l y , t h ej o i n ti n v e n t o r ym a n a g e m e n tt h o r yw e r ea p p l i e dt ot h e a d a p t i v es u p p l yc h a i n ；t h ef u l li n v e n t o r yc o s tm o d e lw h i c hi n c l u d es t o c kc o s t ，s t o r a g ec o s ta n d o r d e rc o s tw e r ee s t a b l i s hb ym a t h e m a t i c a lm e t h o d sa c c o r d i n gt ot h ec o o r d i n a t i o nc o n t r o l p r o b l e mo f t h e j o i n ti n v e n t o r yi nt h es u p p l yc h a i n ；t h ei n v e n t o r ym o d e l sw e r eg l o b a l l yo p t i m i z e d b yt h eg e n e t i ca l g o r i t h m ( g a ) f i n a l l y , t h es u p p l yc 1 1 a i l in e t w o r ko f t h ev a l e oc o m p a n yw a st a l c e d a se x a m p l e , v e r i f i n gt h ef e a s i b l eo f t h i sm o d l ea n da l g o r i t h m k e yw o r d s ：a d a p t i v es u p p l yc h a i n , l o g i s t i c sn e t w o r k , f u z z ym u l t i - o b j e c t i v eo p t i m i z a t i o n , j o i n ti n v e n t o r ym a n a g e m e n t , g e n e t i ca l g o r i t h m 武汉科技大学 硕士学位论文第1 页 第一章绪论 1 1 课题研究的背景 物流管理是现代供应链管理思想的起源，同时也是供应链管理的一个重要组成部分【1 1 。 现代物流网络的规模往往涉及多个阶段( 如供应、制造、装配、分销) 、多个成员，多个 运输连接、甚至多个国家和地区，其中任何一个环节的失效或中断都有可能导致某个供应 链的中断、甚至整个物流网络的瘫痪。而当前的大多数供应链在设计时仅仅考虑了正常稳 定、非中断情况下的因素，而对其在不安全状况下( 不确定性、意外中断影响下) 的绩效 和健壮性的研究则被忽略了。这样，在越来越多的公司需要跨越组织界限开展业务，并对 虚拟的业务伙伴网络进行管理的同时，这些公司已经发现，合作伙伴间传统的有序、直线 型信息处理方式已经不合时宜。尤其是进入2 1 世纪以后，随着经济全球化和知识经济时 代的到来，以及全球制造的出现，合作伙伴经常不得不面对不全面或者过时的信息，并且 在交流信息时经常要遇到很多冲突。供应链网络中存在的各种各样的不确定性和意外中断 事件( 如材料到达时间的不确定性、工件加工时间的不确定性、订单的易变性等) 导致企业 生产过程中资源无法合理调配，从而被迫延长交货周期，使企业失去竞争力。 库存控制是物流，供应链管理的核心问题。不必要的库存不仅会引起成本增加，而且会 导致提供给客户的产品的多样性受到限制。但对于单个企业来讲，库存是对付不确定性和 意外中断( 如材料到达时间的不确定性、工件加工时间的不确定性、订单的易变性等) 的一 个常用方法。s h e m 就建议企业应该建立个战略性应急库存( s t r a t e g i ce m e r g e n c ys t o c k ) 来 应对突发事件引起的风险。但是，供应链中多级应急库存水平的确定非常困难，而且与当 今精益生产的目标不符( 其主要目标就是实现零库存) 。随着越来越多的虚拟企业、动态联 盟等企业联合战略的组建，如何以最小的库存成本实现安全生产也成为也成为一个迫需解 决的问题。 另一方面，由于供应链是事件驱动的系统，除了供应链内部的不确定性以外，供应链 还面临着外部不安全环境中其它因素的影响。比如：1 9 9 9 年，日本知名半导体原料供货商 住友化工工厂发生爆炸，严重威胁全球半导体供货；2 0 0 0 年台湾发生大地震，造成全球 计算机配件价格的上涨，进而影响了设在美国的d e l l 计算机装配工厂的生产；2 0 0 0 年3 月美国新墨西哥州飞利浦公司第2 2 号芯片厂车间发生火灾，飞利浦公司需要几星期才能 使工厂恢复生产，而这家工厂是爱立信供应链中的一环，为爱立信公司提供多种重要的零 件芯片。这场火灾导致爱立信失去了4 亿美元的销售额，市场份额也由1 2 降至9 ，最终 导致其将手机业务外包。由此可知产业的供应链是环环相扣的，任何一个环节出问题，都 可能影响供应链的正常运作。因此，供应链风险应该值得企业管理者充分重视。面对不确 定性及外部的意外事件，根据脆弱性来重新设计物流系统己变得日趋紧迫。 为了避免这些问题，有些公司己经开始用适应性供应链网络取代传统的直线型方式。 该网络可通过供应链同步来为合作伙伴提供在需求、供应和运作活动方面的正确信息，以 第2 页武汉科技大学硕士学位论文 便于他们能够携手对出现的变化做出响应，并且更迅速地适应新形势。在过去的几年里， 对成功的制造业和零售业企业的分析显示，在今天高度不确定性的市场环境中，高效的供 应链已经成为企业必要的生存条件之一。高适应性供应链网络正在取代传统的供应链。 所谓适应性供应链是指能够利用现代技术以协同方式对市场环境的变化做出意识反 应，集合供应链上的所有伙伴而建立的商业网络。与今天静态、线型的供应链网络不同， 适应性供应链网络将以网络化多伙伴流程为动力，具备基于事件监控管理和快速反应的机 制。从接到订单开始，首先在复杂的网链中找出一条最适合的子链，确定最合适的伙伴。 适应性供应链要求能通过供应链管理来促进企业间的战略联合，进而提高企业的适应性。 适应性供应链在保持运作和财务效率的前提下，具有高度的灵活性，能在第一时间对外部 环境变化做出准确的反应。这些网络通过企业关键的应用软件将供应、计划、制造、分销 等运作无缝衔接，并在供应网络内部实现实时的可视化运作，这样能够保持不问断的决策 和最佳的运行状态。 1 2 国内外研究现状概述 当前供应链管理的研究己扩展到供应链的各个方面，国内外的有关专家和学者均对相 关研究文献进行了归纳总结。g a n e s h a n 和h a r r i s o n 认为供应链决策按照时间范围可划分为 三个层次，即战略层决策、战术层决策、操作层决策；主要涉及四个决策领域，即位置决策、 生产决策、库存决策、运输决策。以及其他一些相关问题，如：动态联盟及供应链合作伙伴 的选择问题，信息技术对供应链的影响问题，“牛鞭效应”问题，供应链绩效评价与激励 机制问题等伫】【4 】【5 】【2 6 】【2 7 1 。最近几年，关于供应链安全性以及风险处置的研究逐步升温。特 别是对那些拥有较长供应链且面对日益增长的不确定供给与需求的产业来说，有关适应性 供应链构建的课题显得尤为重要p 】。 g a o n k a x 和v i s w a a a d h a m 将物流网络中的风险分为三类：偏差( d e v i a t i o n ) ，如需求 供应链中的波动、生产运输周期的波动等；中断( d i s r u p t i o n ) ，如火灾、事故等；灾难 ( d i s a s t e r ) ，如恐怖袭击等f 6 】【刀。他们认为供应链需要在战略、战术及操作三个层面上都具 有健壮性。v i s w a n a d h a m 等给出了战略层的偏差及中断管理的解析模型，该模型利用混合 整数规划来选择受偏差及中断影响最小的供应商，而偏差及中断事件的传播则是通过因果 图( c a u s ec o n s e q u e n c ed i a g r a m ) 进行建模隅j 【9 l 【。该模型的不足之处在于只考虑了战略层 而未包括战术层和操作层，没有考虑物流网络的结构也是该研究的应用范围有限的原因之 一。 供应链风险分析是与物流网络健壮性相关的一大类研究领域，大多数研究将传统的企 业风险管理方法应用于供应链的风险管理。r p a i 指出风险分析可分为三大类：脆弱性评价、 后果分析、应对措施分析及实施【1 1 】。n a g u m e y 等建立了包括制造商、分销商、及零售商在 内的三层供应链网络决策模型，该模型将供应风险与需求风险以显式( e x p l i c i t ) 的形式表 达出来【1 2 】。a g r a w a l 和s e s h a d r i 调查了仲裁者( i n t e r m e d i a r y ) 在供应链中零售商所面临的 财政风险所扮演的角色【1 3 】 1 4 1 。z s i d i s i n 等认为供应链中采购组织既能够主动地事先评价供 武汉科技大学硕士学位论文第3 页 应风险，又可以被动的在风险发生之后找出风险原因，他们采用代理理论( a g e n c y t h e o r y ) 来评价采购中的风斛”j ；陈武和杨家本也对企业采购过程中的主要风险因素进行了分析， 并用风险值方法分析其中由价格波动引起的采购风险，为风险决策提供了量化的决策依据 1 1 6 1 。 目前与物流网络健壮性相关的另一大类研究是供应链安全性。s h e f l i 教授认为根据脆 弱性来重新设计物流系统可考虑以下几个方面：评价威胁的可能性；威胁影响的范围；及 公司相应的反应，如重新考虑库存策略、确定多少安全为“足够”等等【1 7 】。l i n d r o t h 和n o r r m a n 提出了一个用于评价及定位供应链安全的框架，该框架从三个角度出发：分析的单位、风 险类型、风险处理方法【埽】。给出了更具一般性的结论：意外中断( d i s r u p t i o n ) 不仅影响单 个公司的风险，沿着整个供应链，它将影响供应链上的各个环节。从更广的视角看：供应 链风险来自不同的起源，并将影响到供应链的各个部分【1 9 1 2 0 1 。 总的来说，目前国内外的研究方向主要侧重于供应链风险管理，亦即对供应链中的风 险以及供应链外部的风险的识别和管理，从整体上减少供应链的弱点【2 l 】。它着眼于识别潜 在风险的区域并采取有效措施控制风险。现有的研究已基本明确了供应链风险管理的研究 范围和方法，基本构架起该领域的研究框架，并引入相关风险管理的思想，建立起一些行 之有效的数学模型 2 2 1 1 2 3 1 1 2 4 2 5 。但不足在于现有研究仅侧重于物流功能，对节点企业的风险 只是从具体来源予以区分，如金融风险、政治风险、道德风险等，而没能结合到所在供应 链中整体分析；没有研究在供应链设计与规划时如何考虑健壮性。有关高适应性供应链构 建的理论与方法还不系统，且存在某些误区。 1 3 本文的研究内容与方法 本文拟针对目前供应链实施中存在的问题，根据供应链的内涵、特征、类别以及供应 链风险的识别、评估和处理作理论探讨，试图在现有供应链体系的基础上，初步建立起可 行的抗打击性强、面向不安全环境下的适应性供应链框架解析模型，并运用库存排队网络 及生产授权卡机制对物流网络各个环节( 包括供应、制造、装配、分销、零售) 的绩效进 行定量分析。本文的主要研究内容如下： 1 ) 在阅读国内外有关文献的基础上，了解供应链和供应链管理的最新进展，并分析 国内外研究的现状，从而针对目前供应链管理中的相关问题，提出了适应性供应链的相关 概念，简述其特点以及与传统供应链的区别。 2 ) 运用组合建模的思想，从供应物流网络、制造物流网络和库存管理三个方面对传 统供应链进行优化，建立起传统供应链向适应性供应链迈进的模型。首先采用运筹学中的 数学规划m p ( m a t h e m a t i cp r o g r a n a n i n g ) 方法建立起供应物流网络的数学规划模型，并用 模糊多目标优化( f u z z ym u l t i - o b j e c t i v eo p t i m i z a t i o n ) 方法实现了对供应链的成本、库存、 时间等绩效的多目标优化，通过该方法寻找到最优的供应链子网；然后将场所视为整个供 应链的构造模块，建立起适应性供应链的制造物流网络解析框架模型，以便对该网络进行 绩效分析；最后将联合库存管理理论应用在适应性供应链中，针对供应链中联合库存的协 第4 页武汉科技大学硕士学位论文 调控制问题，采用数学方法建立包括缺货成本、存储成本和订货成本的全面库存成本模型， 并采用遗传算法( g a ) 对该库存模型进行全局优化。 3 ) 运用库存排队网络及生产授权卡机制对前面建立的制造物流网络解析框架模型进 行绩效分析。 4 ) 以湖北法雷奥( v a l e o ) 车灯有限公司生产汽车雾灯的供应链为对象进行实例分析。 武汉科技大学 硕士学位论文第5 页 第二章适应性供应链概述 2 1 供应链概述 2 1 1 供应链的产生及概念 现代许多有关供应链的设计原则都可以在s a yf o r r e s t e r 的生产分配系统中找到原型， 因此，他也被认为是供应链设计之父 2 8 1 。这种早期的观点认为供应链是制造企业中的一个 内部过程，它是指将采购的原材料和收到的零部件，通过生产的转换和销售等过程传递到 企业用户的一个过程。传统的供应链概念局限于企业的内部操作，注重企业的自身利益目 标【3 0 】。 随着企业经营的进步发展，供应链的概念范围扩大到了与其它企业的联系，注意了供 应链的外部环境，偏向于定义它为一个通过链中不同企业的制造、组装、分销、零售等过 程将原材料转换成产品到最终用户的转换过程，它是更大范围、更为系统的概念。例如美 国的史迪文斯( s t e v e n s ) 认为：“通过增值过程和分销渠道控制从供应商的供应商到用户 的用户的流就是供应链。它开始于供应的源点，结束于消费的终点”f 3 ”。伊文斯( e v e n s ) 认为：“供应链管理是通过前馈的信息流和反馈的物料流及信息流，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结构模式”。这些定义都注意了供应链的完 整性，考虑了供应链中所有成员操作的一致性。 最近供应链的概念更加注重围绕核心企业的网链关系。如核心企业与供应商、供应商 的供应商乃至与一切前向的关系，与用户、用户的用户及一切后向的关系。此时的供应链 的概念形成为一个网链的概念。像丰田( t o y o t a ) 、耐克( n i k e ) 、尼桑( n i s s a n ) 、麦当劳 ( m c d o n a l d s ) 、和苹果等公司的供应链管理都从网链的角度来实施。哈理森( h a r r i s o n ) 定义为“供应链是执行采购原材料，将它们转换为中间产品和成品，并且将成品销售到用 户的功能网链”。这些概念同时强调供应链的战略伙伴关系问题。 随着供应链研究的深入，供应链的概念更加注重围绕核心企业的网链关系，此时对供 应链的认识形成了一个网链的概念。 供应链虽没有形成统一的定义，但可以肯定的是供应链不仅是一条联接供应商到用户 的物料链，而且是一条增值链。物料在供应链上因加工运输等过程而增加其价值，而且这 样的一条链在9 0 年代全球制造、全球竞争加剧的环境下，它应该是一个围绕核心企业的 网链，而不仅仅是一条简单的从供应商到用户的链。 但通过对上述概念的分析，本文给出供应链的定义：供应链是为了满足顾客需求，从 原材料的供应开始，到把产品和服务提供给最终用户为止，对此过程中的信息流、物流、 资金流进行管理的网链结构模式。 从以上的定义可知，供应链的含义包括以下几个方面： ( 1 ) 从组成看，包含所有加盟的节点企业，一般要有一个核心企业和若干其他企业和用 户，并形成网链结构模式； 第6 页武汉科技大学硕士学位论文 ( 2 ) 从内容看，主要涉及参与供应链各方之间的信息流、物流、资金流的控制问题； ( 3 ) 从实施过程看，开始于供应的源点，结束于消费的终点； ( 4 ) 从服务对象看，不仅为产品或服务的最终用户，也包括链中的节点企业； ( 5 ) 从目标看，满足一定的顾客需求。 2 0 ! 2 供应链的结构模型 2 1 2 1 供应链的网链结构模型 从以上供应链的定义，可得到如图2 1 所示网链结构模型： (；)差兰三茎三至：三三三三一(i) 自 然 界 供 应 商 制 造 商 分 销 商 图2 - 2 供应链的链状拓扑结构模型i 用 户 结合供应链的定义和结构模型不难得出这样一个简单的供应链模型如图2 - 2 所示，我们 称其为模型i ，模型i 清楚地表明产品的最初来源是自然界，如矿山、油田、橡胶园等， 最终去向是用户。产品因用户需求而生产，最终被用户所消费。产品从自然界到用户经历 武汉科技大学硕士学位论文第7 页 了供应商、制造商和分销商三级传递，并在传递过程中完成产品加工、产品装配等转换过 程。被用户消费掉的最终产品仍回到自然界完成物质循环( 如图2 2 中的虚线) 。 供应链的链状模型i i ： abcde 图2 - 3 供应链的链状拓扑结构模型 模型1 只是一个简单的静态模型，表明供应链的基本组成和轮廓概貌。进一步地可以 将其简化成链状模型i f ( 如图2 3 ) 。模型是对模型i 的进一步抽象。它把商家都抽象成 一个个的点，称为节点，并用字母或数字表示。节点以一定的方式和顺序联结成一串，构 成一条图像上的供应链。在模型中若假定c 为制造商，则b 为供应商，d 为分销商；同 样地若假定b 为制造商，则a 为供应商，c 为分销商。在模型中，产品的最初来源( 自 然界) 、最终去向( 用户) 以及产品的物质循环过程都被隐含抽象掉了。从供应链研究便 利的角度来讲，把自然界和用户放在模型中没有太大的作用，模型i i 着力于供应链中间过 程的研究。 ( 1 ) 供应链的方向 在供应链上除了流动着物流产品流和信息流外，还存在着资金流。物流的方向一般都 是从供应商流向制造商，再流向分销商。在特殊情况下( 如产品退货) ，产品在供应链上 的流向与上述方向相反。我们依照物流的方向来定义供应链的方向，以确定供应商、制造 商和分销商之间的顺序关系。模型i i 中的箭头方向即表示供应链的物流方向 ( 2 ) 供应链的级 在模型中定义c 为制造商时，可以相应地认为b 为一级供应商，a 为二级供应商， 而且还可递归地定义三级供应商、四级供应商；同样地可以认为d 为一级分销商，e 为二 级分销商，并递归地定义三级分销商、四级分销商。一般地讲，一个企业应尽可能考虑多 级供应商或分销商，这样有利于从整体上了解供应链的运行状态。 供应链的网状模型： 第8 页武汉科技大学 硕士学位论文 b l 图2 4 供应链的网状拓扑结构模型 事实上在模型中，c 的供应商可能不只一家而是有b 1 ，b 2 ，b n 等n 家，分销商也 可能有d 1 ，d 2 ，d m 等m 家。动态地考虑，c 也可能有c 1 ，c 2 ，c k 等k 家。这样模 型i i 就转变为一个网状模型，即供应链的网状拓扑结构模型( 如图2 - 4 ) 。网状模型更能说 明现实世界中产品的复杂供应关系。 2 1 2 3 供应链的层次结构模型 图2 5 供应链的层次结构模型 用户 零销商( 第n 层) 分销商( 第n i 层) 核心企业( 第n - 2 层) 供应商( 第n 3 层) 供应商( 第n - 4 层) 供应商( 第n - 5 层) 武汉科技大学硕士学位论文第9 页 如果结合供应链的定义，同时为了更好地在供应链模型中划分出供应链中的工作流和 增值流，按照用户、零售商、分销商、供应商在供应链中相对于核心企业的层次结构，我 们可以得到体现供应链层次结构的供应链层次结构模型( 如图2 5 ) 。 反映供应链上下游节点企业之间的绩效评价体系是以层次结构模型为基础的，根据供 应链层次结构模型，对供应链每层供应商的绩效进行评价，从而发现问题，解决问题，优 化整个供应链的管理。 2 1 3 供应链管理模式的发展 供应链管理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 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、集成化生产计划为指导，以各种技术 为支持的，尤其以h l 衄口酣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。 在过去几十年里，企业组织结构和内部职能划分都发生了巨大的转变，供应链管理也 从分散式发展到集中式当前供应链发展的趋势在朝着更具弹性和适应性的模式发展。供应 链发展过程中，主要经历了如下三个阶段： ( 1 ) 职能部门化阶段 本阶段是供应链管理的初级阶段，执行决策是由各独立业务部门的核心管理人员制定 的，很少考虑与其他部门的相互影响。这些决策是被动反应式的，仅仅依据该决策将涉及 的特定职能部门的需求而制定。 ( 2 ) 集成供应链阶段 随着高级计划排程( a p s ) 系统、企业资源规划( e r p ) 系统的迅速传播和广泛采用，以及 后来与业务流程重组( b p r ) 的相结合，供应链管理逐步发展到集中式阶段。本阶段中，需 求预测、供应链计划和生产调度被作为一个集成的流程来看待。采购、制造、物流、客服 等各个跨职能部门团队以定期开会的方式，相互协调，制定最佳的销售和运营计划行动方 案。从而实现产品总体生产成本的最小化。 ( 3 ) 适应性供应链阶段 伴随着i i l m 锄e t 的出现，产生了一个对供应链具有深远影响的强有力手段协同工 作。越来越多的企业以虚拟企业、动态网络联盟等形式来组织生产，此时的供应链管理模 式不仅要实现企业内部各职能部门间的集成，更要通过生产经营过程的物流、管理过程的 信息流和决策过程的决策流进行有效的控制和协调，将企业内部的供应链与企业外部的供 应链有机地集成起来进行管理，达到全局动态最优目标，以适应不确定环境下市场对生产 和管理提出的高质量、高速度和低成本的要求。 表2 1 反映了这三个阶段的区别： 第1 0 页武汉科技大学硕士学位论文 表2 - 1 供应链管理的发展阶段 职能部门化阶段集成供应链阶段 适应性供应链阶段 集成单位企业内部部门企业扩展 企业网络 绩效考核标准成本成本和服务 收益和利润 响应时间 几周、几个月 几天、几周 实时 关注业务流程变 在各独立职能部门革： 协同计划； 内进行供应链计划；由于企业内信息的 把企业计划流程扩展 信息缺乏横跨企业标准化，供应链效率 供应链计划到企业之外，包括签约 的标准，可视性有得以提高； 制造商、主要客户和供 限，供应链计划的效集成的供应链计 应商。 率低下。划、需求预测、计划 与调度。 基于独立部门的供 应链执行，通常是被集成的跨部门决 决策由企业内最适当 动反应；策，仍主要属于被动的管理层制定； 供应链实施 决策通常由部门经反应模式；更高比例的协作、预 理及其主要助手制有限的协作。见性决策。 定。 2 1 4 目前供应链中存在的问题 随着科学技术的进步和生产力的发展，顾客的消费水平不断提高，企业间的竞争日益 加剧，加上政治、经济、社会环境的巨大变化，使得企业逐步置身于一个变化迅速且又无 法预测的买方市场。特别是进入2 0 世纪9 0 年代以来，新经济的发展使得市场的变异性增 强，买方市场上顾客购买欲望呈现个性化和多样化的特征。整个世界的经济活动也出现了 以前未曾有过的全球一体化的特征。由于技术变革速度加快，产品生命周期缩短，新产品 层出不穷，从而导致企业竞争加剧，市场竞争焦点由成本竞争转向产品性能、服务质量乃 至新产品的开发速度的竞争。企业面临着缩短交货期、提高产品质量、降低成本和改进服 务的压力，经受着瞬息万变、个性化需求的市场挑战。综合而言，企业的生存环境有了以 下几方面的变化： ( 1 ) 信息过载； ( 2 ) 技术进步日新月异； ( 3 ) 高新技术的应用范围日趋广泛； ( 4 ) 市场和劳务竞争全球化； ( 5 ) 新产品研发的难度越来越大； ( 6 ) 可持续发展的要求； f 7 ) 全球性技术支持和售后服务； ( 8 ) 用户的要求越来越苛刻。 武汉科技大学硕士学位论文第1 1 页 与严峻的市场环境相呼应，市场竞争的特点也在不断变化，影响企业获取竞争优势的 主要因素也随之不断进行调整。产品的生命周期越来越短，品种数飞速膨胀，对交货期的 要求越来越苛刻，对产品和服务的期望越来越高。企业外部环境的不确定性，增加了供应 链管理的复杂性，对供应链管理模式提出了更高的要求，主要表现在： ( j 大量的不确定因素。企业面临的环境，无论是外部环境，还是内部环境，均存在 许多事先难以预测的不确定因素。单一品种的大批量生产，一般说是一种平稳的随机过程； 而面对多品种、小批量的市场需求，则是非平稳过程和单件类型等的突发事件【2 6 】【2 刀圆。 o 大维数的离散事件动态过程。顾客( c u s t o m e r ) 消费水平不断提高，企业间竞争 ( c o m p e t i t i o n ) e t 趋加剧，加之政治、经济、社会环境的巨大变化( c h a n g e ) ，导致需求日益多 样化。“3 c ”使得加工装配企业的生产过程处于大维数的离散状态。这种离散过程在 生产组织上遇到了计算上的复杂性困难，难以通过数学模型得到优化结果。 口大量的非线性与非结构化问题。在现代制造业的生产管理过程中，除了可以用现 有理论和数学方法描述的结构化问题成分外，还有目前尚不能或只能部分描述的非结构化 的成分。对于结构化部分，也有许多过程呈现非线性关系。 这说明人们对生产管理中的许多规律还没有掌握，只能靠管理人员的经营甚至是直觉 来把握。因此说，企业要想在这种严竣的竞争环境下生存下去，必须具有较强的处理由环 境及其变化引起的不确定性问题的能力。应对不确定性对企业带来的各种挑战，对未来供 应链网络提出了如下要求： ( 1 ) 快速反应能力 试图预测易变市场中的客户需求未来一年甚至只是一个月的需求，都很容易导致 库存大量积压，更坏的情况是库存短缺。在使互联网解决方案适应客户特殊需要的过程中， 供应链成员也需要变得再灵活一些。这意味着必须能够迅速捕捉市场变化并立即高效地做 出调整，并运用互联网技术与供应商进行及时的沟通，以了解实时的市场需求数据。 ( 2 ) 定制化服务( c u s t o m i z e ds e r v i c e ) 顾客需求正向多批次、小批量和个性化方向发展。现在的企业必须具有根据每一个顾 客的特别要求定制产品或服务的能力，即“一对一( 0 n et oo n e ) ”的定制化服务( c u s t o m i z e d s e r v i c e ) 。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，采取措施从批 量生产( m a s sp r o d u c 曲1 1 ) 转向定制化生产( m a s sc u s t o m i z a t i o n ) 。但是，虽然个性化定制生产 能高质量、低成本地快速响应客户要求，但是对企业的运作模式提出了更高的要求。 ( 3 ) 可视性 可视性就是要能够在正确的时间里识别顾客需求和供需能力的变化。提高供应链可视 性是实现供应链管理有效性的切实方法。供应链的可视性包括两部分：第一，它可提供一 个容易的数据整合方法，将分散的数据源如e r p 系统、a p s 系统、制造商和供应商、分销 商、零售商的数据进行整合。第二，它要使得供应链在出现变化和问题产生的同时就能被 发现。 f 钔管理可变性 第1 2 页武汉科技大学 硕士学位论文 日益增强的不确定性需求，使得长期预测、批量订货等传统供应链管理技术逐渐失去 有效性。同时，垂直整合的过程使得各部门集中于自己的和核心竞争力，供应网络中的各 个节点通过信息共享和信息订制，实现跨部门、跨地域的协同工作。大规模定制、按订单 制造、按订单装配和生产延迟等技术在企业中广泛采用。更高的可视性和更易于访问的实 时信息，以及与事件监控和管理系统的结合，将大大提高供应链执行决策的预见性，最大 程度地减少计划外情形所造成的不良影响。除了对大量信息做迅速的分配，还要把供应链 信息的管理范围扩大到他们的供应网络伙伴上。提高供应链协同效率。实现信息共享和信 息定制，实现跨地域、跨部门的工作协同。 2 2 适应性供应链 2 2 1 适应性供应链的概念 适应性供应链( t h ea d a p t i v es u p p l yc h a i n ) 是指集合供应链上的所有伙伴，能够利用现 代技术以协同方式对市场环境的变化做出意识反应，保持持续的柔性和对环境的快速 响应能力，能够将供应、计划、生产和分销过程实现无缝衔接，从而做出迅速决策的供应 网络。适应性供应链是供应链发展到一定阶段的产物，是不确定性环境的必然要求，它将 适应性技术融入到供应链管理系统和企业业务流程中，使企业适应市场环境的快速变化。 从接到订单开始，在最短的响应时间内找出供应链网链中最优秀的子链，并通过引入联合 库存管理的概念，建立起产销联合库存模型，以最小的库存成本满足生产的目的。本质上 来讲，适应性供应链只是一种优化过后的供应链模型，但在虚拟企业、动态联盟等生产方 式大行其道的今天，这种供应链有着更成熟的特性。供应链的适应性涉及众多因素，除了 技术标准外，还有人力资源、系统运营、融资、内部管理等诸多方面，在适应性供应链系 统内，必须使上述因素统一协调，从整体上把握供应链系统的适应性。 如图2 - 6 所示，在适应性供应链中，多个企业都在一个整体的管理下实现协作经营和 协调运作。同时，每个企业的信息和资源都通过信息技术实现共享，从而大大增强了供应 链在不确定环境下的整体优势。适应性供应链由顾客需求驱动，供应链上的企业实时感知 顾客需求的变动并引起相关协作者的行动。 武汉科技大学硕士学位论文第1 3 页 原材料 供应者 簇嚣| 物 原材料 供应者 顾客需求信息流 厂 厂 零部件加工， 标准件供应商 零部件加工， 标准件供应商 最终产品制y 物 造商h 。 产品批发及 分销商 产品批发及 分销商 产品 零售商 最终用户及 消费者 别熟超 产品 零售商 最终用户及 消费者 图2 - 6 适应性供应链网络状结构图 适应性供应链中，资金流由客户流向供应商，物流流向相反。而信息流是双向的。适 应性供应链要求能通过供应链管理来促进企业间的战略联合，进而提高企业的适应性。节 点企业两两之间对信息流准确性、及时性的协调机制是适应性供应链的特征之一。它使适 应性供应链在保持运作和财务效率的前提下，具有高度的灵活性，能在第一时间对外部环 境变化做出准确的反应。这些信息网络通过应用软件将供应、计划、制造、分销等运作无 缝衔接，并在供应网络内部实现实时的可视化运作，这样能够保持不问断的决策和最佳的 运行状态。也即是说，适应性供应链需具备意识一反应能力。 2 2 - 2 适应性供应链与传统供应链的区别 与今天静态、线型的供应链网络不同，适应性供应链网络将以网络化多伙伴流程为动 力。适应性供应链网络与传统供应链网络的区别如下表所示： 表2 - 2 适应性供应链网络与传统供应链网络的区别 特征 传统供应链 适应性供应链 生产模式预测驱动需求驱动 系统模式可预测输入输出的确定系统带有非线性行为的c a s 信息传播串行的，缓慢的并行的，动态的 计划范围以日或周为单位来制定以小时或天为单位来制定 计划特征基于预期的长期计划 现行条件下的即时决策 响应周期以日或周为单位以小时或天为单位 供应商特征成本交货网络能力 控制方式集中式控制 分散式控制 突发事件管理集中的、手工的分布的、自动的 第1 4 页武汉科技大学硕士学位论文 系统标准私有的开放的 接受订单的准则可供货承诺可盈利承诺 战略目标质量、价格对个性化需求的响应速度 资源观念局限于企业内部 集合企业内外资源 供应链驱动方式 生产推动型订单驱动型 组织机构实体组织、垂直金字塔状虚拟组织、动态网络联盟 与供应商的关系利益博弈对手战略合作伙伴 与顾客的关系消费者、服务对象 能创造价值的资源 2 3 适应性供应链网络的构建思路 供应链转变成强大的适应性供应链网络，对企业的战略和运营的挑战是巨大的，需要 思维方式和战略的转变。一方面，企业必须在战略层面转型为由顾客需求驱动，供应链上 的企业实时感知顾客需求的变动并引起相关协作者的行动。另一方面，必须在运营层面， 企业或多企业组成的动态联盟必须努力提高整个供应链中物流及相关信息流通的通畅性 及快速适应性以使所有与企业经营相关的过程、人、信息有效地集成。 通常，有两种方法可用于降低供应链风险的战略性管理：( 1 ) 、缩短供应链，以达到缩 短供应链周转时间、避免供应链的“间断”风险。( 2 ) 、优化供应链( 资源和选址) 的组合， 以通过多样化来获取灵活性。第一种方法可以行之有效的解决一段时间内可能出现的问 题，但对于企业的经营战略和长远运作来讲，这是一种短视的行为。另一方面，由于许多 企业不断地挖掘和进入各种新兴的市场，第二种战略方法将可能为他们提供前所未有的优 势。优化企业资源、组装定点、以及配送网点等组合的思想源自于金融投资组合理论，它 为评估风险回报提供了重要的分析架构。这种优化方法旨在通过应用建模方法来制定一种 最适合企业经营需要的供应链战略。在建模的过程中，决策者可以清晰地看到不同的资源 获取方案所带来不同的收益和风险。通过组合建模，企业能够组合和匹配不同的方案，以 追求最佳的资源组合，从而使供应链的功能最大化，并为企业的具体战略提供支持。 适应性供应链网络的构建必须遵循动态性原则。不确定性在供应链中随处可见，许多 学者在研究供应链运作效率时都提到了不确定性问题。事实上，在供应链中传播的不确定 性有三种：供应者、生产者