（计算机应用技术专业论文）基于vmi的汽车制造商仓库业务管理及安全库存预测研究.pdf

匹南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 随着信息技术和现代管理思想的发展，供应链管理已成为当今管理理论和 实践的热点问题。库存管理是供应链管理的重要组成部分，是企业价值链实现 增值的重要环节。研究供应链上下游节点企业的库存控制策略，对实现供应链 整体的优化具有重要的理论和现实意义。 本文中的h 汽车制造商的仓库管理采用供应商管理库存，供应商管理库存 是供应链管理环境下一种新型的库存管理模式，体现了供应链集成化管理的思 想，是供应链管理环境下库存控制的一项重要策略。本课题结合h 公司供应商 管理库存模式下的仓库管理功能，首先对供应商供货入库和物料出库功能进行 了详细的需求分析，根据具体的需求分析，进一步进行了系统的数据库设计， 并运用n e t 技术，完成了物料仓库的系统功能的实现。 随着信息化管理的进一步实施，系统数据库中积累了大量的业务数据，企 业希望从企业数据管理信息中发现规律( 即知识的发现) 以更好的支持企业决 策。通过简单的查询统计功能只能发现数据信息中的表层知识，无法达到智能 预测的目的和要求。论文根据企业对仓库知识发现的具体需求，使用数据挖掘 技术发现仓库信息中的知识以达到支持企业决策的目的。选择以“v m i 仓库物 料安全库存预测”为主题，首先对v m i 仓库物料安全库存模型进行预测指标 分析，进而选择b p 神经网络算法对其进行算法分析，最后通过n e t 技术完成 了该安全库存预测模型的实现。通过实际验证，运用神经网络模型进行安全库 存的预测值与实际值相差较小，预测精度较高，能够较好地预测未来的安全库 存量，具有可行性，可以为决策支持提供参考，具有很大的现实意义。 关键词：v mi ：仓库业务；安全库存；库存预测；b p 神经网络 西南交通大学硕士研究生学位论文第l i 页 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h em o d e r nm a n a g e m e n ti d e a sa n di n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y ，s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n th a sb e c o m eaf o c u so fm a n a g et h e o r i e sa n d p r a c t i c e i n v e n t o r ym a n a g e m e n ti s a n i m p o r t a n tp a r t o ft h es u p p l yc h a i n m a n a g e m e n t ，w h i c hi s t h ek e yb o t ht oe x e r tc o l l a b o r a t i o na n dt o p e r f o r mt h e i n t e g r a t e dm a n a g e m e n t t h e r e f o r e ，f u r t h e rs t u d i e so nt h ec o l l a b o r a t i v es t r a t e g i e s h a v et h e o r e t i c a la n dr e a l i s t i cs i g n i f i c a n c e t h ew a r e h o u s em a n a g e m e n ti nh c o r pi sv e n d o rm a n a g e di n v e n t o r y v m ii s an e wi n v e n t o r ym a n a g e m e n tm o d e li ns u p p l yc h a i nm a n a g e m e n te n v i r o n m e n t i t r e f l e c t sai n t e g r a t e dm a n a g e m e n tt h i n k i n g b yt a k i n gt h es u p p l i e sp u l ls y s t e mo f s h a n g h a ihc o r pa sab a c k g r o u n d ，t h i sr e s e a r c hs u b je c te l a b o r a t e st h ei n t e g r a l s o l u t i o no ft h es u p p l i e sp u l ls y s t e ma n di n t r o d u c e st h ea p p l i c a t i o np a t t e r n sa n d s t r u c t u r ed e s i g no ft h es y s t e mr o u g h l y w i t ht h ed e m a n do fs u p p l i e sw a r e h o u s e s y s t e m ，t h i st h e s i sa n a l y z e st h eb u s i n e s sa n db u s i n e s sp r o c e s so ft h es u p p l i e s w a r e h o u s es y s t e m ，d e s i g n st h ea r c h i t e c t u r em o d e lo ft h es u p p l i e sw a r e h o u s e f u n c t i o np a r t ，s e q u e n c eb a n sf u n c t i o np a r ta n ds oo n a c c o r d i n gt ot h ef u n c t i o n ，i t d e s i g n st h ed a t a b a s ec o n c e p t u a lm o d e la n dl o g i s t i cm o d e l ；f u r t h e r m o r e ，ad e t a i l e d d e s c r i p t i o no ft h er e a l i z a t i o ni nd e t a i lf o rt h em a i nf u n c t i o nm o d u l e ，r e a l i z et h e f u n c t i o no ft h es u p p l i e sw a r e h o u s es y s t e m w i t ht h ef u r t h e ri m p l e m e n t a t i o no ft h es u p p l i e sp u l ls y s t e m ，t os u p p o r tt h e e n t e r p r i s ed e c i s i o n ，t h ee n t e r p r i s ew a n t st of i n daw a yt ow i nt h ek n o w l e d g e b e h i n dt h ei n v a l i dp a r t si n f o r m a t i o n u s i n gt h em e t h o d so fs t a t i s t i ca n dq u e r yc a n o n l yp r o v i d et h ek n o w l e d g eo fs u r f a c e w i t ht h ed e m a n do fe n t e r p r i s e ，t os u p p o r t t h ee n t e r p r i s ed e c i s i o n ，t h i sd i s s e r t a t i o nu s e st h ed a t am i n i n gt e c h n o l o g yt ow i n t h ek n o w l e d g e u s i n gb pn e u r a ln e t w o r k sa l g o r i t h m ，t h i sr e s e a r c h s u b je c t a n a l y s e st h ef a c t o r so fs a f es t o c kp r e d i c t i o ni ns u p p l i e sf i r s t ，a n dr e a l i z e st h e s t o c k p r e d i c t i o ns y s t e mw i t h n e tt e c h n o l o g yl a s t w i t hv a l i d a t e d ，t h eu s eo f n e u r a ln e t w o r km o d e lc a np r e d i c tt h es a f es t o c ka c c u r a t e l y s ot h i sm o d e lh a s g r e a tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e k e y w o r d s ：v e n d o rm a n a g e di n v e n t o r y ；w a r e h o u s eb u s i n e s s ；s a f es t o c k ；s t o c k p r e d i c t i o n ；b a c kp r o p a g a t i o nn e u r a ln e t w o r k s 西南交通大学 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 不保密彤使用本授权书。 学位论文作者签名：丫1 呵狐戽 指导老师签名： 勉砂响 日期：加，p 夕歹 日期：w 【d ，7 - y 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： 1 分析了国内外对仓库安全库存预测问题的研究现状； 2 分析了物料拉动系统解决方案的应用模式和结构设计； 3 结合h 汽车制造商仓库相关业务的具体需求，建立了v m i 仓库物料业 务系统功能模型；根据具体的仓库业务功能需求，进行了详细的业务需求分析， 并根据业务需求分析，进一步建立了系统的数据库概念模型和物理模型，完成 了v m i 仓库系统的系统设计和功能实现； 4 运用数据挖掘技术，选择以“物料安全库存预测 为主题，运用b p 神 经网络算法对仓库安全库存模型进行预测指标分析，并通过n e t 技术完成了 安全库存预测模型的设计开发实现。 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，均己在 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： b 觏：驴1 7 s 懈 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 课题研究背景和意义 从2 0 世纪9 0 年代起，因特网技术在全世界引起了一场经济革命，它涉及 到企业、政府和社会上的各个方面。在现在信息化时代的背景下，随着现代商 业技术的发展，企业信息化的程度和效果已经成为决定企业能否在激烈的市场 竞争中胜出的关键因素。因此，许多企业纷纷建立自己的信息化系统以提高自 身的生产效率和商业运作能力。企业资源计划( e n t e r p r i s er e s o u r c e p l a n n i n g ，e r p ) 、供应链管理( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ，s c m ) 、客户关系管理 ( c u s t o m e rr e l a t i o n s h i pm a n a g e m e n t ，c r m ) 就是在这种环境下应运而生的企业 管理理念。这些管理理念倡导以现代化的信息技术作为支撑手段，重组并优化 企业内部和企业间的信息流和业务流，提高企业的生产效率并增强企业对市场 的把握能力，从而提高企业的竞争力【l 儿2 | 。 供应链管理涉及各节点企业的从供应、生产、到销售的过程，它覆盖面广、 行业跨度大，而且要求各节点企业之间数据传送以及响应速度快。在供应链环 节上企业的日常经营中，企业物料库存起到了蓄水池的调节功能，为物料提供 必不可少的储备。现代企业的发展要求企业的存储管理不仅仅是实现仓库的存 储查询功能，更要求企业根据外界对库存的要求和企业订购的特点，预测、计 划和执行一种补库存的行为【3 】，制定过低的安全库存将错过送货、失去销售额 使顾客不满、产生生产瓶颈等；制定过高的安全库存，必然提高物料仓库成本， 同时带来运输成本、保管成本的进一步增加，造成目标企业资金资本的浪费。 一般情况下，库存费用占企业总费用的2 0 到4 0 ，而对于制造业而言，库存 费所占的比例则更高，其中，原材料库存所占用的资金往往占到总库存的7 0 左右【4 】，原材料库存管理对于制造企业意义重大。库存管理模块对占企业总资 产的2 0 3 0 被称作“第三利润源泉”的库存进行全面的管理和监控。通过对 安全库存的预测控制，可以有效节约企业成本，已经成为企业管理人士共识岭j 。 在目前许多企业实施供应链管理的条件下，传统库存控制方法的弊病显的 非常突出，各节点企业为了应付需求的突发性变化和保护自己的利益，往往扩 大库存水平以备不时之需，这本无可厚非，但却由此增加了供应链的总体库存 成本，结果增加了供应链的运作成本，降低了其整体竞争优势。这在企业之间 的竞争日益转变为供应链之间的竞争的情况下，无疑不利于供应链中的企业在 竞争中取得主导优势地位。因此，企业有必要改革传统的库存控制方法，寻求 新的库存控制模式来降低库存成本。而供应商管理用户库存，则能很好的解决 这一管理上的难题，而且它代表了库存控制最新的珲论发展方向【6 j 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 供应商管理库存( v e n d o rm a n a g e di n v e n t o r y 简称v m i ) 以供应链“双赢” 的基本思想为出发点，以供应商和用户都获得最低成本为目标，由供需双方共 同建立v m i 执行协议框架和运作规程，供应商据此为准则管理用户库存，并 在实践中不断修正和发展该协议框架，从而建立起更为合理有效的v m i 模式 和方法。它和零售商和分销商管理库存，在形式上有了很大的不同。同传统库 存管理的各自为政、非合作与博弈相比，v m i 体现的是一种合作博弈，是在供 应链管理出现以后适应市场变化的需要而出现的一种库存管理方法，它继承了 供应链管理战略合作思想的精华，以供需双方实现“双赢”为目标，致力于提 高整体竞争优势【7 j 。 v m i 仓库下的物料安全库存业务是物流中的重要内容，是企业仓储管理的 核心，它是指以支持生产，维护、操作和客户服务为目的而存储各种物资，包 括原材料、在制品、维修件、生产消耗品、成品和备件等。安全库存的存在为 维持物资的生产、平衡企业物流起着积极的作用，但同时安全库存也存在一定 的弊端，如占用大量的企业资金，增加物资成本和管理成本i s 】。 本课题以汽车制造商h 公司基于v m i 的仓库管理业务为背景，h 公司是 一家拥有国家整车生产目录，现年产能力近10 万辆的自主品牌、研发的中型 轿车生产企业。其v m i 仓库管理业务是基于全面的物料拉动平台而设计的， 平台主要是针对h 汽车有限公司的业务需求，对供应链的全面管理平台，面向 供应链的无缝集成，针对生产和市场的变化，敏捷应对，随需而动，为具有h 公司特点的拉动式生产和供应链体系提供有力的支撑。本文重点分析了v m i 仓库的业务需求，在分析其仓库管理、物料入库、出库等功能的基础上，进行 了仓库业务系统的设计与实现。在设计与开发的过程中，作者发现在安全库存 控制上，目标公司的管理人员仅仅是根据一些经验来进行供应商的安全库存量 的制定。作者根据其影响该汽车制造商物料安全库存的具体影响因素，利用运 行在该系统下保存的历史数据，利用数据挖掘( d a t am i n i n g ，d m ) 这一理念和技 术进行“安全库存预测”为主题的模块设计与开发。其目的是让目标企业从搜 索、分析信息等耗时费力的工作中解脱出来，关注决策本身，从而能够帮助目 标企业整理数据，提取信息，创造知识，以利于做出更好的决策。通过本课题 开发的安全库存预测模块，实现了目标企业对安全库存量设置的科学性和时效 性，为目标企业的管理人员提供了更好的决策支持。 1 2 国内外发展现状 v m i 作为一种库存模式，在理论与实践上逐渐得到完善。在国外，许多学 者对v m i 模式下的库存控制作了较为深入的研究。美国供应链管理专家斯坦 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 福大学教授h a u l l e e 就需求放大现象进行了深入的研究，把其产生的原因归 纳为4 个方面：需求预测修正、订货批量决策、价格波动、短缺博弈，从而造 成了企业的库存过高。h a ul l e e 还在数学理论上进一步证实了供应商管理库 存( v m i ) 的巨大作用，证明了供应商管理库存( v m i ) 这一方式是从根本上减少库 存波动影响的最有效措施。c a e h o n ，g r a v e s 和g a l l e n g o 考虑多级库存模式， 在不考虑固定的定购成本和需求符合泊松分布的情况下，所有库存由上游供应 商监控的情况，得到的结论是大多数的安全库存应由需求方决定，而非供应商 决定。c e t i n k a y a 考虑二阶供应链中的最优策略问题，假设来自需求方的需求 服从泊松分布，且供应商以固定周期联合补货给地理位置和需求近似的需求 方，目标函数包括补货成本，单位采购成本，库存持有成本，固定配送成本， 单位运输成本，顾客等待成本，在允许缺货的情况下，以长期期望补货总成本 最小为目标，计算最优的配送周期和需求方的库存上限，并利用泊松分布的性 质简化非线性模式，求得最近似的最佳解。l i m e t a l 证明当需求方面对固定需 求且订购成本与供应商提供的服务无关时，应用联合补货系统并选择适当的库 存管理策略，两个供应商的条件下将容易得到误差2 以内的近似库存补货成 本的最佳解。2 0 世纪8 0 年代，美国经济学家l b o b a i d i 把模糊数学这一现代数 学工具引入产品的库存管理中，从多个方面、多种因素对货物的隶属等级状况 进行综合评判。确定模糊评判因素集，给出评判因素等级集，进行单因素评判， 建立模糊关系矩阵，并把它引入进行a b c 分类法进行分类和物资质量的模糊 评判。v i s w a n n t h a n 研究和分析了基于共同补给和时间周期策略的协调供应链 库存管理效益，研究模型由一个供应商和多个分销商组成，且其中为单一产品。 在这种策略下，供应商确定了零售商的共同补给周期，并提供了一个价格折扣 来诱使其零售商只有在这些时间周期内才能提出订货。供应商通过提供这种最 优补给周期和价格折扣，建立数学模型，获得了供需双方结盟库存博弈的解决 方法，并举例分析了建议的协调策略。c r o w s t o n 等用动态规划的方法对装配型 生产和库存问题进行了研究。s c h w a r t z 采用的则是边界条件法，对库存管理进 行了研究。a f e n t a k i s 和g a v i s h 采用的则是拉格朗日边界条件放松法来研究。 l a b o d i m o s 研究了m r p 下安全库存的最优定位问题，得出结论是最优政策是 将所有安全库存置于最终存货点。d e k k e r 等分析了数量分割准则对库存成本的 影响。公司的混合结构模型；p a r t o v i f y 等于2 0 0 2 年利用b p 人工神经网络对 库存的a b c 分类法进行了研究；b a n s a l k 等于19 9 8 年使用基于神经网络的d m 和k d d 技术解决一个大医药分销公司的库存问题，他们通过对比传统的统计 技术以决定应选用的最好的神经网络模型一卜【l 3 1 。 在国内，随着供应链的普及，许多企业开始试着在企业内使用现代化的库 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 存管理方法对企业的库存管理进行改造，国内学者也纷纷加入到供应链方式下 的库存管理的研究中来。北京交通大学的丁伟东博士后从“技术支撑”、“契约 支撑 以及“理念支撑”三个方面对v m i 的支撑体系进行研究。文献15 从 v m i 与传统库存管理的区别出发，认为v m i 是一种在客户和供应商之间的库 存合作策略，在双方签订的协议下，由供应商来管理库存，制订库存策略和计 划，对库存进行维护和补充。为了建立一种持续改进的运行环境，这一协议需 要不断监督和修正。文献1 6 强调了信息管理技术在v m i 实施中的重要作用， 并指出与之相关的支撑技术，如“库存业务处理系统”、“电子商务技术 、“i d 代码条形码技术 、“扫描与识别技术 等。文献17 提出了一种v m i 体系结构 下专用的共享式数据模式的信息共享算法。朱宏等建立了供应商管理库存的利 润模型，通过对模型的分析，得出结论：供应商管理库存减少了整个供应链的 总的库存相关成本，增加了供应链的协调性，提高了整个供应链的竞争力；短 期激励下供应商管理库存增加供应商的库存相关成本，所以在实施供应商管理 库存的起始阶段，应该首先考虑供应商和买方库存系统之间严重不匹配的商 品，以增加它对双方的吸引力。很多学者把人工智能引入库存管理的数据挖掘 当中，帮助制定采购计划、预测和推算库存量和安全库存，其中比较突出的是 模糊数学和神经网络在库存管理中的应用。轩超亭等于2 0 0 0 年系统地总结了 神经网络技术在供应链管理中的应用，并用b p 网对市场自行车的需求量进行 了预测；桂卫华等于2 0 0 1 年将遗传算法与神经网络结合，建立了一个有色冶 炼企业原料库存优化模型；王东旭等于2 0 0 1 年用b p 神经网络模型预测了e r p 的安全供货库存，取得了优于传统方法的预测结果；张新红和郑丕谔在建立管 理信息系统综合评价指标体系的基础上，提出了一种基于b p 网络的管理信息 系统综合评价方法，该方法不仅能够模拟专家对管理信息系统进行综合评价， 而且避免了评价过程中的人为失误；孙波和马正元提出了在管理信息系统( m i s ) 中集成基于b p 人工神经网络的专家系统，用以解决复杂的非线性预测问题和 提高m i s 智能化水平，并以电力生产成本预测的实际问题为例，讨论了系统 构成、网络选型、参数确定和相应的算法及算法改进等问题；把神经网络术应 用于库存管理实践中，武汉大学计算机学院院长何炎样教授使用神经网络技术 实现了供应商制造商中满足库存量的两条相互对立原则的解决，这两条原则 分别为最小化库存总量原则和使库存水平达到制造商生产线满意的最高水平 原则。何炎祥认为，企业并没有给出库存的数字化定量，这类信息是很难收集 和确定，所以可能会导致在库存预测上无法实现【1 4 卜【2 3 1 。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 1 3 本文研究内容 本文依托于四川省制造业信息化研究院主持的国家8 6 3 计划课题“集团企 业业务协同服务支持集成平台开发与应用( 课题编号：2 0 0 7 a a 0 4 2 18 8 ) 。首先 介绍本文的项目背景和v m i 仓库的相关知识，结合h 汽车制造商仓库管理系 统中具体的v m i 仓库业务的具体需求，进行了系统的基础数据管理、仓库物 料入库业务、物料出库业务的需求分析，并根据业务需求分析，进一步建立了 系统的数据库概念模型和物理模型，实现了v m i 仓库物料出入库业务系统设 计和功能实现。并运用数据挖掘技术，选择以“v m i 仓库环境下物料安全库存 预测”为主题，选择b p 神经网络算法对v m i 仓库安全库存模型进行预测指标 分析，最后通过n e t 工具完成了该安全库存预测模型的设计和实现，为目标 企业完成供应商安全库存的设定提供了科学依据。 期望通过此研究，能够对h 汽车制造商的物流业务实现制造商内部和外部 的双重提升，在集成公司内部物流的基础上，提升“大物流”内涵，发展面向 供应链的物流增值服务，并通过安全库存预测，为企业决策提供科学的预测数 据，进一步节约资源成本，成为目标公司及其物料供应商新的利润来源。 主要工作包括： 分析了v m i 发展及国内外对仓库安全库存预测问题的研究现状； 分析了v m i 的相关知识和项目背景解决方案的应用模式和结构设 计； 结合h 制造商仓库业务的具体需求，进行了详细的业务需求分析， 并根据业务需求分析，进一步建立了系统的数据库概念模型和物理模型，实现 了仓库业务系统的设计和功能实现； 运用数据挖掘技术，选择以“物料安全库存预测 为主题，运用b p 神经网络算法对v m i 环境下物料安全库存模型进行预测指标分析，并通 过n e t 技术完成了物料安全库存预测模型的设计开发实现； 1 4 本文组织结构 本文组织结构如下： 第1 章为本文绪论，首先阐述了本文的研究背景及意义，对当前国内外的 安全库存预测的发展现状进行了简单分析，接着提出了本文的研究内容，最后 对本文的组织结构进行了说明。 第2 章介绍了v m i 下相关知识和项目背景物料拉动系统的相关业务和设 计。 第3 章介绍v m i 环境下仓库业务需求分析，通过对v m i 环境下仓库物料 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 的出入库业务进行需求分析，详细介绍了物料入库和出库的两个业务过程，并 进行了数据库概念设计和物理模型设计，最后是系统的功能实现。 第4 章是论文的主体部分，运用数据挖掘中的b p 神经网络对v m i 环境下 仓库的安全库存进行预测。首先是v m i 环境下安全库存预测需求的问题的提 出和解决，并通过对安全库存指标分析，结合安全库存业务的具体实际，选用 b p 神经网络进行预测分析，并运用n e t 技术完成了安全库存预测模型的设计 与实现。 最后是总结全文和展望。 文章的结构示意图如图1 1 所示。 1 5 本章小结 首先阐述了研究v m i 环境下仓库业务系统的业务分析和库存控制问题的 意义，对当前国内外的安全库存预测现状进行了简单分析，接着提出了本文的 研究内容，最后对本文的组织结构进行了说明。 论文研究的背景和意义 l i 1 弋夕 仓库业务需求分 析 l 项目背景业务分析 用例建模 一一一一一一一一一一1：!圈一一一一一一一一一一一 实现 数据库设计功能实现 一 、 彳卜 。 系统囊成 2 2 仓库运行模式 图2 - 1 物料拉动系统功能需求 h 汽车制造商中物料仓库采用的是供应商管理库存( v e n d o rm a n a g e d i n v e n t o r y 简称v m i ) 运行模式。供应商管理库存是利用先进的信息传递技术， 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 快速准确的传客户信息，供应商对这些信息进行处理，得到正确的生产配送决 策，准确及时对客户补货的同时降低了成本。 v m i 模式以供应链“双赢”的基本思想为出发点，以供应商和用户都获得 最低成本为目标，由供需双方共同建立v m i 执行协议框架和运作规程，供应 商据此为准则管理用户库存，并在实践中不断修正和发展该协议框架，从而建 立起更为合理有效的v m i 模式和方法。同传统库存管理的各自为政、非合作 与博弈相比，v m i 体现的是一种合作博弈，是在供应链管理出现以后适应市场 变化的需要而出现的一种库存管理方法，它继承了供应链管理战略合作思想的 精华，以供需双方实现“双赢”为目标，致力于提高整体竞争优势【2 5 1 。 在v m i 系统中，核心企业既可以在供应链的上游，也可以在供应链的下 游，而当在下游时它又即可以是供应链的中间环节，也可以在供应链的末端。 根据v m i 的运作模式的不同，可以有三种情况：( 1 ) 供应商制造商模式，这种 模式下制造商为核心企业：( 2 ) 供应商一零售商模式，核心企业为零售商；( 3 ) 制 造商一分销商( 或零售商) 模式，核心企业为制造商【2 6 1 。 h 汽车制造商中物料仓库的v m i 模式采用的是供应商制造商模式。位于 供应链上游的供应商库存由供应商自己管理，制造商共享库存状态信息及物料 的需求信息，供应商随时检查和跟踪自己产品在v m i 仓库中的库存变化信息， 并根据制造商给自己制定补货计划( 即自己公司需要提供物料的上下限) ，以保 证制造企业中的物料生产的连续性。其示意图如图2 2 所示： 供货商 h 公司 供货商1 供货商2 卜 s h 公 7 _ 司 l 供货商nr 笺 生 声 ， 线 图2 - 2h 公司7 mi 运行模式 制造商h 公司在供应商的物料需求中设置最高最低库存( 需求上下限) ，h 公司根据自己的生成的实际需要随时从仓库中提取物料，送至生产线。物料被 送到生产线使用后，h 公司开始向供应商计算应付款，如此周而复始。 此处涉及的物料仓库合格品库和不合格品库：( 1 ) 合格品库：h 公司为供应 商提供的合格品物料代管库。主要存放质量检验合格的物料，这些物料可以直 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 接作为生产物料运送到h 公司生产线。( 2 ) 不合格品库：当供应商的物料检验 为不合格时，则存于不合格品库，以便退回给供应商。 通过供应商制造商v m i 库存运行模式，使h 制造商和其供应商都获得最 低成本，他们共同建立v m i 执行协议框架和运作规程，供应商据此为准则管 理用户库存，并在实践中不断修正和发展该协议框架，从而建立起更为合理有 效的v m i 模式和方法，实现了“双赢的目标。 2 3 仓库业务分析 h 公司的仓库业务即为图2 1 中所示的h 汽车制造厂的仓库业务相关的业 务部分，其流程主要包括主材料从收货到检验、入库，再到生产配送出库的过 程。其仓库模式采用v m i 模式，其业务主要分为物料初始化、实时库存查询、 物料入库功能、入库库位管理、物料出库出库管理等几大功能，其业务功能结 构如图2 3 所示： 物料仓库业务 物 料 数 据 初 始 化 库 存 实 时 查 询 仓 库 入 库 功 能 入 库 库 位 管 理 物 料 出 库 功 能 物 料 信 息 统 计 图2 - 3 仓库业务的功能结构 安 全 库 存 预 测 2 3 1 基本功能 基于v m i 模式的物料仓库的基本功能就是物料的实时数据查询功能。实 时库存查询功能就是指操作人员( 包括h 公司操作员和供应商操作员) 可以随时 查询库中的物料情况。库存数据必须首先初始化，即实现库存初始化的过程。 其流程是系统管理员( 物流部长) 导入实际库存的e x c e l 表中的数据到系统中的 过程，此业务由系统管理员人工确认完成。 另外，入库的库位管理实现库位、容器的管理及供应商收费等功能。首先， 仓库管理要能够识别库区、物料、供应商、容器、数量、批次的关系。做到入 库时能够智能判断可用库位，出库时智能判断物料的位置，可查询库位使用情 况，有图形显示，按库位、供应商即可查询库房的使用情况以及查询每个时间 段的库位使用情况。 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 2 3 2 物料入库功能 v m i 仓库物料入库功能是仓库功能最常见的功能之一。h 公司向供应商发 布物流仓库的实时库存信息，并规定相应物料的库存上限和下限。供应商根据 库存信息，将物料从自己的物料仓库送至h 公司物料仓库。其业务涉及部门为 供应商、h 公司物流管理部、h 公司质量保证部外检科。其物料入库业务流程 如图2 4 所示： s t e p1 供应商根据h 制造商提供的补货信息，在系统中创建主材料供 货单。主材料供货单包含供应商编码、供应商名称、送货日期、计划到达 时间、是否缺件、物料编码、物料名称、单位、送货数量、实收数量、合格入 库数量、批次号、送货人等信息； s t e p2 供应商准备好物料，提交主材料供货单，主材料供货单随 物料一同发出； s t e p3 货物到达h 公司物料仓库，仓库保管员根据主材料供货单清 点实物数量入库，并录入实际接收数量； s t e p4 检验员进入系统。查看待检物料，根据物料状态缺件与否，系统 录入检验记录，提交检验结果。检验员在系统中填写检验结果；物料流转到检 验系统，即检验员只能看到属于本人范围的待检物料。 s t e p5 如果检验合格，仓库保管员打印相关物料主材料入库单，仓库 保管员存放物料，并在系统中系统更新库存数量； 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 2 3 3 领料出库功能 图2 - 4 物料入库业务流程 h 公司的物料出库主要是由物料需求部f - j ( 通常为生产线) 向仓库部门提交 所需要的物料，然后仓库部门发料出库至目标需求部门生产线的过程。其具体 业务流程如下： s t e p1 物料领用部门在系统中创建领料单。 s t e p2 部门领导审核领料单，审核通过，单据流转至财务部门，审核 不通过则结束此流程。 s t e p3 财务部门审核领料单，审核通过，单据流转至仓库保管员；审 核不通过则单据退回至领用部门。 s t e p4 审批通过后的领料单，由物流记账员按库区打印领料单。 仓库保管员根据实际发料情况填写实发数量。 s t e p5 领料单交给记账员，然后记账员在系统中作帐。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 3 页 具体的业务流程表述如图2 5 所示： 2 4 系统用例建模 图2 - 5 物料出库业务流程图 需求分析的结果可以用一个用例模型来表达。用例图( u s ec a s ed i a g r a m ) 是 从用户的角度出发描述系统的功能、需求，展示系统外部的各类活动者与系统 内部的各种用例之间的关系；主要元素是用例和活动者，从本质上讲，一个用 例是用户与计算机之间的一次典型交互作用，活动者是指用户在系统中所扮演 的角色【27 1 。用例图用于需求分析阶段，它的建立是系统开发者和用户反复讨论 的结果，表明了开发者和用户对需求规格达成的共识。用例模型优化的目的是 通过引入用例间的包含关系和扩展关系，使用例模型更简洁、清晰【28 1 。h 公司 仓库业务此处涉及的执行者有：供应商、系统管理员、检验员、仓库保管员等。 通过对系统业务的分析和优化，形成如图2 6 所示的用例图。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 2 5 其他考虑的问题 图2 - 6 仓库物料系统用例 1 配件供应商用户形式多样，其计算机水平、应用能力参差不齐，应该 开发相对容易操作的系统。 2 供应商遍布全国各地，有些甚至在十分偏远的地方，用户较多且很分 散，应该采用便于部署的系统。 3 很多物料信息如前轮、后轮基本相同，宜采用同一种供货单提交界面， 而车厢与轮胎有较大差异，所以采用另一种供货单提交界面。 4 供货单包含了大量涉及商业秘密的敏感数据，供货单提交时有必要对 提交者的身份加以有效验证，以保证供货单的安全性和不可抵赖性。 西南交通大学硕士研究生学位论文第15 页 第3 章仓库业务设计与实现 3 1 数据库设计 3 1 1 概念模型设计 数据库概念设计是指在一个给定的应用环境下，确定一个最优数据模型和 处理模式，构成一个既能满足用户的数据需求，又能被某个数据库管理系统 ( d b m s ) 所接受，能够安全、有效、可靠地存取数据。数据库设计是管理信息 系统设计中一项十分重要而复杂的工作，它的设计质量直接影响到管理信息系 统的运行效率和用户对数据使用的满意度。 仓库业务主要有物料入库和出库两个业务，下面分别对这两个业务进行数 据概念设计。 ( 1 ) 物料入库数据库概念模型设计 物料入库管理中的实体有供应商、物料、供货单、质检员、仓库保管员等。 供货商与供货单存在创建的关系，供货单与物料存在包含关系，仓库保管员与 物料存在保管的关系、检验员员与物料存在审核的关系。其关系如表3 1 所示， 其转化为e r 图为3 1 所示： 表3 - 1 物料入库管理对应的实体关系的多样性约束 实体关系 多样性实体 供应商创建 1 n 供货单 供货单包含 1 n 物料 检验员检验1 n物料 储位存储n 1 物料 仓库保管员管理 1 n 物料 图3 - 1 物料入库模块e r 模型 西南交通大学硕士研究生学位论文第16 页 ( 2 ) 物料出库数据库概念模型设计 物料出库主要是有物料需求部门( 通常为生产线) 向仓库部门提交所需要的 物料，然后仓库部门发料出库至目标需求部门的过程。其主要参与人员为生产 线人员、部门领导、财务人员、仓库管理员，其业务关系分别为：物料需求人 员制定“领料单”，部门领导允许后，财务人员审核，审核通过，则到仓库管 理员处领料出库。其实体关系如表3 2 所示，e r 模型为图3 2 所示： 表：3 - 2 物料出库管理对应的实体关系的多样性约束 实体关系多样性实体 物料需求人员制定 1 1 3 领料单 领料单包含 1 n 物料 部门领导审核 l n 领料单 财务人员审核 1 n 领料单 仓库保管员管理1