（计算机应用技术专业论文）基于工作流的多级库存管理系统研究与设计.pdf

哈尔滨1 ：程人学硕十学位论文 摘要 随着企业规模的不断扩大及企业间竞争压力的增大，如何降低企业运营 成本已经成为企业的第三利润源泉。在企业的运营成本中，物流成本占很大 的比重，而物流成本中的很大一部分表现为库存成本。因此，库存管理系统 的开发与应用近几年逐渐成为热点。 本文主要目的是把工作流技术的有关思想与方法应用到库存管理系统的 开发过程中来。由于工作流技术中基础理论的研究仍不成熟，所以本文侧重 于工作流建模方法的改进，并把改进后的建模方法应用到库存管理系统的建 模中来。工作流建模常用的方法有基于改进的p e t r i 网的工作流网的建模，还 有基于u m l 的建模方式。为了更好地应用工作流建模方法，作者对工作流 建模方法赋予了新的规则，针对其存在的不足提出了改进措施，并在功能上 进行了扩展。 库存管理系统应用的目的是最大限度地降低库存成本，减少库存费用。 由于库存成本在企业生产的总成本中所占比重较大，若能通过有效的库存管 理方法降低很少的百分比，其节省下来的资金也是相当可观的。降低库存成 本的基本途径就是对库存进行优化，本文在固定时间、固定需求的批量订货 库存优化模型基础上，给出了时间随机的二次方策略模型、需求随机的安全 库存配置模型及需求随机的集中型多级库存优化模型，这些数学模型能对多 级库存进行有效的优化。 应用工作流技术的建模方法，为库存管理系统中入库、出库这两个重要 功能模块进行了建模和详细设计。在系统设计过程中，充分考虑了工作流技 术的特点，把握住实现“在适当的时间把适当的信息传给适当的人”的要求。 由于多级库存管理系统的复杂性，本文只给出了部分功能模块的建模及 详细设计。 关键词：库存管理系统；工作流技术；u m l 哈尔滨 - l ：t 1 大学硕十学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ec o n t i n u o u se x p a n s i o no fe n t e r p r i s e - s c a l ea n dt h ei n c r e a s i n g c o m p e t i t i v ep r e s s u r eo fe n t e r p r i s e ，h o wt or e d u c eb u s i n e s so p e r a t i n gc o s t sh a s b e c o m et h et h i r ds o u r c eo fp r o f i te n t e r p r i s e s i nt h ee n t e r p r i s eo p e r a t i n gc o s t s ， l o g i s t i c sc o s t sa c c o u n t sf o ral a r g ep r o p o r t i o na n di n v e n t o r yc o s t sa c c o u n tf o ra s i g n i f i c a n tp o r t i o no fl o g i s t i c sc o s t s s o ，d e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no ft h e i n v e n t o r ym a n a g e m e n ts y s t e mh a sg r a d u a l l yb e c o m e h o tr e c e n ty e a r s t h em a i n p u r p o s eo ft h et h e s i si st oa p p l yt h e i d e a sa n dm e t h o d so fw o r k f l o w t ot h ed e v e l o p m e n tp r o c e s so ft h ei n v e n t o r ym a n a g e m e n ts y s t e m b e c a u s eb a s i c t h e o r e t i c a lr e s e a r c ha b o u tw o r k f l o wt e c h n o l o g yi sn o tm a t u r e ，s ot h i st h e s i s f o c u s e so ni m p r o v i n gw o r k f l o wm e t h o d so fm o d e l i n g ，a n da p p l y i n gt h em o d e l i n g m e t h o dt ot h ei n v e n t o r ym a n a g e m e n ts y s t e m p e t r in e tm o d e l i n ga n du m l - b a s e d m o d e l i n gi st w oc o m m o n l ym e t h o d so fw o r k f l o wm o d e l i n g i no r d e rt og e tb e t t e r a p p l i c a t i o no fm o d e l i n gm e t h o d s ，t h en e wr u l e st o t h ew o r k f l o wm o d e l i n gi s g i v e nb yt h ea u t h o r , p r o p o s ei m p r o v e m e n tm e a s u r e s a n de x p a n s i v et h ef u n c t i o n s t h em a i np u r p o s eo ft h ei n v e n t o r ym a n a g e m e n ts y s t e mi st or e d u c e i n v e n t o r yc o s t s 。a si n v e n t o r yc o s t si s t h el a r g e rp r o p o r t i o ni nt h et o t a lc o s to f p r o d u c t i o ne n t e r p r i s e s ，s ot h r o u g he f f e c t i v ei n v e n t o r ym a n a g e m e n tm e t h o d se v e n r e d u c et h es m a l lp e r c e n t a g eo ft h e i rs a v i n g si nf u n d si sa l s oc o n s i d e r a b l e t h e b a s i cw a yo fr e d u c i n gi n v e n t o r yc o s t si st oo p t i m i z et h ei n v e n t o r y o nt h eb a s i so f a ni n v e n t o r yo p t i m i z a t i o nm o d e l ，i nw h i c hb u l ko r d e r sa r ec o n s i d e r e dt ob ea r i s e n a taf i x e dt i m et o g e t h e rw i t hf i x e dd e m a n d s ，m a n ym o d e l sa r eu t i l i z e di n t h i s t h e s i s ，s u c ha st h es e c o n dt i m et h er a n d o ms t r a t e g ym o d e l ，s e c u r i t yi n v e n t o r y a l l o c a t i o nm o d e la n dc e n t r a l i z e dm u l t i l e v e li n v e n t o r yo p t i m i z a t i o nw i t hr a n d o m d e m a n d s m u l t i l e v e l i n v e n t o r y c a nb e e f f e c t i v e l yo p t i m i z e db y t h e s e m a t h e m a t i c a lm o d e l s o nt h eb a s i so ft h ea p p l i c a t i o no fw o r k f l o wm o d e l i n gt e c h n o l o g y ，t w o c r u c i a lf u n c t i o n s ，g o o d se n t e r i n gt h ew a r e h o u s em a n a g e m e n ta n dg o o d so u to f 哈尔滨1 ：程人学硕十学位论文 w a r e h o u s em a n a g e m e n ，a r ep a r t i c u l a r l ym o d e l e da n dm e t i c u l o u s l yd e s i g n e d i n t h ep r o c e s so fs y s t e md e s i g n i n g ，c h a r a c t e r i s t i c so ft h et e c h n o l o g yw o r k f l o wa r e f u l l yc o n s i d e r e da c c o r d i n gt ot h ep r i n c i p l e ，w h i c hi s ”g i v et h ea p p r o p r i a t e i n f o r m a t i o nt ot h ea p p r o p r i a t ep e r s o na tt h ea p p r o p r i a t et i m e ” b e c a u s eo fm u l t i - l e v e li n v e n t o r ym a n a g e m e n ts y s t e m s c o m p l e x i t y ，o n l y p a r t i a lf u n c t i o n a lm o d u l e si nt h i st h e s i sa r eg i v e nm o d e la n dd e t a i l e dd e s i g n k e y w o r d s ：i n v e n t o r ym a n a g e m e n ts y s t e m ；w o r k f l o wt e c h n o l o g y ；u m l 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由 作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在 文中指出，并与参考文献相对应。除文中己注明引用的内容外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对 本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。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者( 签字) ： 覆绎 日期：绷年多酬e l 哈尔滨l 1 程大学硕t 学位论文 1 1 课题来源与意义 第1 章绪论 随着市场竞争的不断加剧，生产企业建立竞争优势的关键已由节约原材 料的第一源泉，提高劳动生产率的第二源泉，转向高效的物流系统的第三源 泉，即通过有效地控制和降低物流成本来提高企业的经济效益，获得利润l l j 。 据统计，我国产品生产的直接成本只有总成本的1 0 ，而物流成本占产 品总成本的4 0 ，其中库存成本则占物流成本的绝大部分：库存资产占到企 业资产总额的3 0 左右【2 1 。对企业来讲，若能通过库存管理使库存节约即 使很小的百分比，其经济效益也是十分可观的。因此，通过有效的库存管理 方法降低库存水平，对于大幅度提高企业的资金周转率和回报率以及提升企 业竞争力都具有特别重要的意义。 工作流技术是最近十几年新兴的一门计算机技术，基于工作流的信息系 统与传统的信息管理系统的根本区别在于它将信息系统中的功能模块和过程 管理分开，分别进行建模和实行控制。其主要特点是使处理过程自动化，使 人以及各种应用工具相互之间协调工作，以便完成某项工作，其目的是为让 合适的人或软件在恰当的时间执行正确的工作。工作流所关注的问题是处理 过程的自动化，它根据一系列的定义规则，将文档、信息在参与者之间传递， 以达到某种目的1 3 4 】。在库存管理系统开发过程中采用工作流技术有以下的优 势： 、 ( 1 ) 将应用逻辑和过程逻辑分离：可以在不修改具体功能实现方式( 硬 件环境、操作系统、数据库系统、编程语言、应用开发工具、用户界面) ，也 无需修改应用程序的情况下，而只需要修改业务模型来改变系统功能。 ( 2 ) 实现集成管理：实现对全部或部分过程进行集成管理，有效地把人、 信息和应用工具合理地组织在一起，发挥系统的最大效能。 ( 3 ) 提高迭代开发：使得新业务流程很容易部署，当业务过程发生变化 哈尔滨i 稃1 7 大学硕士学位论文 时，能迅速地进行流程修改、重组来满足需求，更加方便地使用迭代的软件 开发方式，使开发更有效、风险更低。 ( 4 ) 更好流程控制：通过标准的工作方法和跟踪审计，提高了业务流程 的管理控带1 j 5 , 6 i 。 从应用上讲，工作流技术可以保证库存管理系统开发中对管理和生产组 织的过程控制以及决策支持，能够实现“在适当的时间把适当的信息传给适 当的人的要求。工作流技术己成为实现管理系统核心技术之一，用以解决 管理系统中相互协作的问题。因此本文偿试应用改进的工作流建模技术对库 存管理系统进行建模，并在此基础上进行库存管理系统的详细设计。 1 2 库存管理研究现状 管理思想和信息技术的结合促成了企业信息化进程的加速进行。库存管 理系统作为企业信息管理系统的重要组成部分，其发展依赖于库存管理理论 的创新和计算机信息技术的进步。 早在1 9 1 5 年，h a r r i s 就建立了第一个库存模型来优化库存；随后由a i t o w 和d v o r e t z k y 等奠定了现代库存理论的基础，并使库存论成为运筹学中的一 个独立分支【7 】。国内外的许多专家和学者对库存问题进行了广泛深入的研究， 提出了许多库存模型，主要有：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 ， v m i ) 、联合库存管理、多级库存优化等。 近二十年来，国内外学者对一个仓库( 或中心仓库) ，多个零售商的情况 进行了广泛研究：ax s a t e r 等人提出了一种估计优化算法；d e k k e r 等人讨论 了“数量分割准则”，采用该准则可降低存储成本：a x s a t e r & z h a n g 假设仓库 采用常规的库存批量订货策略，同质的零售商采用联合补充策略，其成本较 高。d e k k e r 等人讨论了“数量分割准则”，其中大量订货由仓库来满足，销 量订货则由最近的零售商来满足，该准则可降低存储成本。在需求满足不同 的联合p o i s s o n 分布的情况下，p e r e i r a 研究了多个仓库的分布式库存系统， 采用定下界和启发式相结合的方法求解【8 - 1 0 1 。 我国学者也在库存管理理论方面做了大量的工作。如清华大学的柴跃廷、 任守榘、李芳芸等人提出了基于协调中心的敏捷供应链系统，研究了敏捷供 哈尔滨1 ：秤大学硕十学位论文 应链中的准时采购计划问题。北方交通大学的潘风风等提出了一种基于混沌 预测的库存控制算法。华中科技大学的李玉良、邵斯宇等人详细介绍了c p f r 模型及其步骤流程图，指出了c p f r 能有效地处理合作伙伴间的预测异常的 特点，并预测说c p f r 是库存管理技术发展的新方向。华中科技大学的马士 华，林勇研究了连续多级供应链库存问题中的随机提前期变化等问题，提出 了基于随机提前期的( q r ) 库存控制模型。此外，上海大学的林财兴、秦 爱华等人提出了供应链管理环境下进口零部件采购策略和库存量控制的方 法。上海交通大学的黄培清、揭晖等人研究了供应链企业间存在的错综复杂 的工序关系和不确定性。清华大学的刘利民、柴跃廷研究了一个由若干仓库 组成的基于协调中心的分布式库存系统，并提出了系统优化控制的遗传算法。 华中科技大学的马士华、陈志祥等研究了供应链上多级库存控制问题i l 卜r 丌。一 在实际应用中也有很多成熟的库存管理产品。o r a c l ew a r e h o u s e m a n a g e m e n t ( o r a c l e w m s ) 是o r a c l e 的e b u s i n e s s 集成套件中完全集成的 组成部分。它支持仓储资源管理和配置、任务调配、灵活的提货方法高级材 料处理和控制( 包括托盘编号管理) 、材料状态、高级批次和系列管理，以及 对高度白动化的材料处理环境的支持。a m a z o n c o r n ，i n s i g h t c o r n 集成的v m i 库存模型增加了供应链的可见性，可以快速地响应市场的变化。v i k i n g 公司 在供应链管理中利用e d i ，x m l 和r o s e t t a 网技术与客户的数据系统进行文件 交换，将其伙伴企业的库存能力统一管理起来。全程物流( 深圳) 有限公司 是一家提供现代物流综合服务的高科技企业。它的产品t o t a l o g i s t i c s t a r 采用 了模块化技术，可以根据企业的业务需求提供度身制造、个性化的技术解决 方案。同时它建立了标准的通用接口，能方便的和e r p , c r m 等供应链管理 软件进行整合。 1 3 库存管理系统业务流程与功能分析 企业的库存管理工作主要由企业仓库部门完成，其主要业务就是对企业 物料收货，存货，发货，以及分析并提供库存管理所需的各种数据报表等管 理工作。库存管理的业务流程如图1 1 所示。 哈尔演t 程大学硕十学位论文 销 售 货 款 图1 1 库存管理业务流程图 在上图中，主要表现的是基于制造商的一级库存管理业务流程图。事实 上，本级库存的入库管理是与上一级库存的出库管理紧密联系的，上一级库 存的出库就是本级库存入库的前期，而本级库存的出库则是下一级库存的入 库的前期。在多级库存管理系统中，处于中间层的某一级的库存管理实际上 是可以被其它级别套用的，即在出库和入库的环节上，各级库存管理间有相 同的操作程序。但在在多级库存管理过程中，并不是所有层级都包括入库管 理和出库管理，处于项层的供应商就没有入库管理。 根据对企业业务流程图的分析，可以确定库存管理系统的基本功能包括 如下项目，如图1 2 所示。 哈尔滨- 1 稗人学硕十学何论文 1 4 论文的主要工作 图1 2 库存管理系统功能模块图 对库存管理理论和工作流技术进行了综合介绍，指出了与本文相关的关 键知识点。 基于工作流建模思想，利用新规则定义的u m l 建模方法对库存管理系 统中的入库、出库管理等分别建立例图、活动图和顺序图。对库存管理系统 中的出、入库管理子系统进行详细模块设计。另外针对u m l 在过程建模中 存在的不足利用一种扩展的u m l 过程建模方法对库存管理进行补充建模。 根据库存控制的基本理论以及定量库存控制和定期库存控制的基本思 想，给出了三种时、日j 和需求随机的多级库存优化模型，以图解决多级库存管 理总费用最小化的问题。 哈尔滨t 程大学硕士学位论文 以工作流技术和库存管理理论为基础，对多级库存管理系统的整体功能 进行了详细设计，在整体功能和详细功能设计过程中，使用了前期建模过程 中的关键技术，并从实际出发提出了部分具有较强实际应用价值的库存管理 系统开发思路。 论文主要是探讨工作流技术在库存管理系统开发过程中的应用，侧重于 利用工作流改进的建模方法对库存管理系统进行过程建模，把工作流在信息 管理系统开发中的思想引入到库存管理系统的开发过程中来，即研究如何应 用工作流的技术方法进行库存管理系统的设计。 1 4 论文结构 本文共分为以下五个部分： 第1 章绪论。 第2 章介绍库存管理相关知识，a b c 库存管理理论、供应链库存管理理 论及多级库存管理理论。 第3 章介绍工作流的相关知识，重点介绍了工作流基本理论和研究内容。 第4 章主要探讨工作流建模技术，对基于u m l 的建模方法赋予新的规 则，同时针对其存在的缺点进行了功能扩展。在对过程建模进行研究后，对 工作流的组织模型也进行了设计。为了对多级库存进行优化，在本章中给出 了几个多级库存的优化模型。 第5 章是基于工作流的库存管理系统部分功能模块的详细设计，重点是 入库管理系统的详细设计。 其中第4 、第5 章是本文重点。 最后是结论、参考文献、作者攻读硕士学位期间发表的论文与技术成果、 致谢部分和个人简介。 6 哈尔滨i ：程大学硕士学仲论文 第2 章库存管理概述 2 1 库存管理的作用 库存( i n v e n t o r y ) 是指为满足未来需要而暂时处于储存状态下的、流速 为零的物品或商品。在财务报表中表现为企业的可支配的有形资产；在生产 管理中表现为可查询的物资储备清单，是为保证生产和销售供应的的各种原 材料和产品。 对于企业而言，库存主要有以下作用： ( 1 ) 调节供求差异，保证生产、经营活动的正常需求。 ( 2 ) 稳定生产、经营的规模，获取规模经济效益。 ( 3 ) 缩短订货提前期，加快市场反应速度。 ( 4 ) 缓冲不确定因素的影响。 维持适当的库存，对于调节工序，保证生产经营活动正常而有效地进行， 并获得良好的经济效益，都是十分必要的。 2 2 库存管理理论介绍 在2 0 世纪初，哈里斯( h a r r i s ) 发展了著名的威尔逊公式( w i l s o n e q u a t i o n ) ，这是库存论发展的起点。2 0 世纪6 0 年代，美国出现了m r p ( 物 料需求计划) ，一种新的库存管理方法，也是企业编制生产计划和进行作业控 制的新方法。2 0 世纪7 0 年代末，闭环m r p 发展为m r p i i ，实现了管理职能 的集成。2 0 世纪9 0 年代后，在补充的m r p i 的基础上，出现了企业资源计 划( e r p ) 。2 0 世纪5 0 年代初，同本丰田公司探索并采用一种能更灵活适应 市场变化的作业计划和控制方法。经过2 0 多年探索，形成了通过看板管理实 现准时化生产的丰田生产方式( t p s ) 。美国在总结t p s 的基础上提出了精益 生产方式( t p ) ，其实质是消除生产经营活动中各个环节的浪费。2 0 世纪8 0 年代中期，美国又提出了敏捷制造( a g i l em a n u f a c t u r i n g ) 的概念，其目的是 使制造业能对市场变化做出快速、准确地反应，高质量、低成本的提供产品 哈尔滨l ：程大学硕i ：学位论文 服务1 1 8 j 。 前面已经提到，库存管理的目前就是在满足顾客要求、保证生产运营的 前提下，通过对企业的库存水平进行控制，保证服务水平，力求尽可能降低 库存数量，提高物流系统的效率，以增强企业的竞争力。以下是几种重要的 库存控制理论1 1 8 - 2 0 1 。 2 2 1a b c 分类库存管理理论 a b c 分类法库存管理理论形成于上个世纪，主要目的是对企业的库存进 行分类及重点管理，同时确定订货的时间以及订货数量，使该企业的库存总 成本最少。 a b c 分类法是经济学中帕累托原理在库存管理上的一种应用，它将企业 库存产品按照重要程度分为a b c 三类：重要的库存( a 类库存) ，一般的库 存( b 类库存) 和次要的库存( c 类库存) ，对于不同类的产品采用不同的管 理和控制方法。传统的a b c 分类方法主要包括两个步骤，即如何进行分类 和如何进行管理。 对库存产品分类过程具体为： ( 1 ) 收集数据。按分析对象和分析内容和目的，收集有关数据。 ( 2 ) 处理数据。对收集来的数据资料进行整理，按要求计算和汇总。 ( 3 ) 制a b c 分析表。a b c 分析表栏目共有九栏，依次为：产品名称、 产品目数累计、产品目数累计百分数、产品单价、平均库存、产品平均资金 占用额、平均资金占用额累计、平均资金占用额累计百分数、分类结果。 ( 4 ) 根据a b c 分析表确定分类。其中：a 类为累计品目百分数为5 1 5 ， 而平均资金占用额累计百分数为6 0 8 0 左右的前几个物品；b 类为累计品 目百分数为2 0 3 0 ，而平均资金占用额累计百分数也为2 0 3 0 的物品；除以 上两类外其余为c 类。c 类情况正和a 类相反，其品目累计百分数为6 0 8 0 ， 而平均资会占用额累计百分数仅为5 1 5 。 ( 5 ) 绘a b c 分析图。以累计品目百分数为横坐标，以累计资金占用额 百分数为纵坐标，按a b c 分析表中品目数累计百分数和平均资金占用额累 计百分数的数据，在坐标图上取点，并联结各点曲线，绘制a b c 曲线。 按a b c 分析结果，再权衡管理力量与经济效果，对三类库存产品进行 8 哈尔滨1 u 火学硕十学位论文 有区别的管理： ( 1 ) 对于a 类产品，可实行连续性检查策略，每天检查库存情况，随 时掌握准确的库存信息，进行严格的控制，在满足客户需要的前提下维持尽 可能低的经常量和保证安全库存量。 ( 2 ) 对于b 类产品的库存管理，可采用周期性检查策略。如每个月检 查库存并订货一次，目标是每月检查时应有以后两个月的销售数量在库里( 其 中一个月的用量视为安全库存) ，另外在途还有一个月的预测量。每月订货时， 再根据当时剩余的实际库存数量，决定需订货的数量。这样就会使b 类产品 的库存周转率低于a 类。 ( 3 ) 对于c 类产品，可采用定量订货的方法。根据历史销售数据，得 到产品的半年销售量，为该种产品的最高库存量，并将其两个月的销售量作 为最低库存。一旦库存达到最低库存时，就订货，将其补齐到最高库存量。 a b c 分析法是库存管理中常用的分析方法，也是经济工作中一种基本工 作和认识方法。a b c 分析的应用，在库存管理中比较容易地取得以下成效： 第一，压缩了总库存量；第二，解放了被占压的资金；第三，使库存结构合 理化；第四，节约了管理力量。 2 2 2 供应链库存管理理论 基于供应链的库存管理是目前国际国内比较重要的一种库存管理模式 和管理方法。供应链是通过对信息流、物流、资金流的控制，从采购原材料 开始，到生产出中间产品及最终产品，再由销售部门( 商) 把产品销售到用 户手中，将原材料供应商、制造商、分销商、零售商，直到最终用用户联成 一个整体的功能网链结构模式。 随着人们对供应链认识的提高，对供应链库存的研究也逐渐由简单向复 杂、由分散化供应链向集成化供应链发展。越来越多的企业开始重视供应链 成员企业问的协调与合作问题。 ( 1 ) 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 ，v m i ) v m i 有时也称为“供应商补充库存系统 ，是指供应商在用户的允许下， 管理用户的库存，由供应商决定每种产品的库存水平和维护这些库存水平 的策略。v m i 根据下游伙伴的库存水平和历史销售资料进行需求预测，经统 9 哈尔滨。1 i 程大学硕十学位论文 计分析需求预测提出建议定购量，库存管理系统根据建议订单发出补货通知 单由一下游伙伴进行确认：生产制造系统根据订单安排生产，库存管理发补 货计划给下游伙伴并根据实际情况进行发货。 ( 2 ) 联合库存管理( j o i n t l ym a n a g e di n v e n t o r y - j m i ) j m i 是一种风险分担的库存管理模式。要求双方都参与到库存的计划和 管理中去，建立一个商品的联合库存中心，同时也是需求信息的交流与传递 的枢纽。联合库存管理的提出是为了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，体现了战略供应商联盟的新型企 业合作关系。j m i 可以看作是v m i 的进一步发展与深化，通过共享库存信息 联合制定统一的计划，加强相互问的信息交换与协调，有利于改善供应链的 运作效率，增强企业间的合作关系。 ( 3 ) 协同规划、预测和补给( c o l l a b o r a t i v ep l a n n i n g ，f o r e c a s t i n ga n d r e p l e n i s h m e n t ，c p f r ) 通常认为，协同规划、预测与补给是一种管理哲理，它通过共同管理业 务过程和共享信息来改善伙伴关系、提高预测的准确程度，力求达到提高供 应链效率、减少库存和提高消费者满意度的目标。其基本原则是： ( 1 ) 合作伙伴框架结构和动作过程以消费者为中心，面向供应链进行动 作。 ( 2 ) 合作伙伴共同开发单一、共享的消费者需求预测系统，该系统驱动 整个供应链计划。 ( 3 ) 合作伙伴均承诺共享预测，并在消除供应过程约束方面共担风险。 2 2 3 多级库存管理理论 要对库存管理系统进行全局的优化与控制，必须采用多级库存优化与控 制方法。最早开始多级库存研究的学者是c l a r k 和s c a r f ( 1 9 6 0 ) 1 2 1 1 ，他们提 出了“级库存”的概念：供应链的级库存等于某一库存节点现有的库存加上 转移到或j 下在转移给后续节点的库存。多级库存的优化与控制方法是在单级 库存控制系统之上建立的，多级库存系统与单级库存系统既有联系又有区别。 单级库存系统是构成多级库存系统的基础，许多对单级库存系统的分析方法 也可用于多级系统，然而多级系统还具有单级系统不具备的问题。 1 0 哈尔滨丁程大学硕士学位论文 多级库存控制模型优化的目的是使总的库存成本达到最小。多级库存系 统的库存成本结构包括： ( 1 ) 存储成本：在多级库存系统的各个库存点都维持一定水平的库存量， 以保证整个供应链环节的生产、供应的连续性。这些费用包括资金成本、仓 库及设备的折旧费、税收、保险费等。存储费用的大小与库存价值、库存量 的大小和存放时间成正比。 ( 2 ) 补货成本：补货成本包括补货固定起动费用和与购进货物的数量和 单价成正比的购货成本。在货物单价一定和库存点地理位置一定的情况下， 购货成本对库存系统无影响，可不予考虑。 ( 3 ) 缺货费用：当库存水平不能满足需求时，就会造成市场机会损失和 用户要求赔款。因此，多级库存系统控制的目标就是要在保证生产和供应连 续的前提下，确定库存控制的有关参数，如库存检查周期、最佳订货批量、 最佳订货周期等，最终实现多级库存系统总的库存成本最低的目标。 多级库存控制实际上就是在供应链管理理论基础上，通过对物流、资金 流、信息流的控制，将供应商、制造商、分销商、零售商、直到最终用户连 成一个整体的网络结构链。通过研究和紧密跟踪物流、资金流和信息流，使 得在所有结点问形成高效的企业动作状态。 多级库存控制的方法有两种：一种是分散性策略。它是指各个库存点独 立地采取各自的库存策略，其库存订货点的确定完全按照单点库存的订货策 略进行。另一种是信息集中型策略。集中型库存优化控制的目的是使多级库 存系统总库存成本最小。它将控制中心放在核心企业上，由核心企业对系统 的库存进行控制，协调下游和上游企业的库存活动。这样核心企业也就成了 系统的信息中心，起到了信息的集成、协调功能。 集中型库存优化控制的目标是使供应链上总的库存成本最低，通常采用 供应一生产一销售这样的三层模型。如图2 1 1 2 2 1 。 各个零售商的需求d “是独立的，根据需求的变化做出的订货量为q i l ， 各个零售商总的订货汇总到分销中心，分销中心产生一个订货单给制造商， 制造商根据产品决定生产计划，同时对上游供应商产生物料需求。事个供应 链在制造商、分销商、零售商三个地方存在三个库存。这就是三级库存。需 求率d i 与提前期l t t 为同一分布的随机变量，同时销售同一产品，即为单一 哈尔滨上程人学硕十学位论文 产品供应链。这样的一个三级库存控制系统是一个串行与并行相结合的混合 型供应链模型。制造商的库存成本用c m f g 表示，分销商的库存成本用c c d 来 表示，零售商的库存成本用c r d 来表示，则库存系统优化的目标即是： m i n c m f g + c c d + c , d 在模型最底层，n 个零售商面对的是独立同分布的随机需求过程，每周 期期初检查库存，根据相应的库存控制策略进行订货，并假定固定提前期， 缺货等待。所有销售商都由一个分销中心供货，分销中心每周期期初检查库 存，根据自己的库存控制策略向制造商发出订单。由于零售商之间没有联系， 因此可以将n 个零售商的问题分解，得出每个零售商的最优库存策略1 2 引。 。、图2 1 一个三级库存模型 2 3 研究方向及未来发展趋势 一级库存 二级库存 三级库存 管理思想和信息技术的结合促成了企业信息化进程的加速进行。库存管 理系统作为企业信息管理系统的重要组成部分，其发展依赖于库存管理理论 的创新和计算机信息技术的进步。 目前库存管理系统主要有以下几个重要的研究方向： ( 1 ) 随着供应链管理作为增强企业2 1 世纪经济竞争的有效途径，目前 全世界供应链系统的研究和应用已成国内外的热点之一。国内在供应链研究 上比较有重要成果的是华中理工大学和清华大学课题组主持的8 6 3 c i m s 项 目。国外虽起步较早，但也没有形成完整的统一的体系结构。 哈尔滨r ：稃大学硕 学位论文 ( 2 ) 基于工作流的库存管理系统。工作流管理系统( w o r kf l o w m a n a g e m e n t ) 就是应用工作流技术，通过对业务过程的建模，对现实过程的 仿真，实现对工作过程的安全控制。 ( 3 ) 基于e r p 系统下的库存管理是库存管理技术目前一个重要的发展 方向。随着计算技术功能越来越强大，将会为库存管理系统提供越来越灵活 与强大功能的软硬件平台，尤其是j 2 e e 技术、面向对象技术、决策支持技 术、数据挖掘技术与i n t e r n e t 的迅速发展，将会使库存管理的功能与性能迅 速提高。 总体来说，库存管理系统的发展趋势有以下几点： ( 1 ) 信息流共享程度高，流通速度快，库存信息能够及时准确的传送到 每个不同层次的信息接收人员。 ( 2 ) 分析决策功能完善，能够有效分析预测供应链中的不确定性因素： 通过利用现在的、历史的信息数据，及时有效的引导库存物料的合理流动。 ( 3 ) 体现供应链管理理论思想，应用供应链管理的实施方法和供应链管 理过程中的一些关键技术来管理库存。 ( 4 ) 结构灵活，功能模块化，易于集成；可扩展性强。 ( 5 ) 人机界面友好，容易使用。 2 4 本章小结 本章介绍了库存的定义、库存管理的作用，对目前国际、国内的主要库 存研究理论进行了阐述，尤其是a b c 分类库存管理理论、基于供应链的库 存管理理论和多级库存管理理论。在多级库存管理理论中给出了常用的多级 库存的控制方法。在本章的最后，指出了库存管理理论的研究方向和未来发 展趋势。 哈尔滨： 稃人学硕十学伉论文 第3 章工作流技术理论基础 工作流是从英文单词w o r k f l o w 翻译得来的，w o r k 表示工作或任务，f l o w 则表示流动、流程或者流量。用活动及活动之间变化的过程表示的业务流程 就是工作流。 1 9 9 3 年工作流管理联盟( w o r k f l o wm a n a g e m e n tc o a l i t i o n ，w f m c ) 的成 立标志着工作流技术开始进入了相对成熟的阶段。文件管理系统、数据库、 电子邮件、移动式计算、i n t e r n c t 服务等都已被容纳到工作流管理系统之中【2 4 1 。 3 1 工作流基础知识 3 1 1 工作流的定义 十几年来，不同的研究者从不同的角度给出了工作流的定义。下面列举 了一些有代表性的定义，有助于对工作流的一些基本特征加强理解。 f o r r c s t e rr e p o r t 的定义：日常的业务处理或协同工作能按预先定义好的 规则和过程进行流动，并且这一流动过程能被跟踪和监控。 g i g ag r o u p 的定义：工作流是经营过程中可运转的部分，包括任务的顺 序及由谁来执行它，支持任务的信息流、评价与控制任务的跟踪、报告机制。 i b ma l m a d e nr e s e a r c hc e n t e r 的定义：工作流是经营过程中的一种计算 机化的表示模型，定义了完成整个过程所需用的各种参数。这些参数包括对 过程中每一个单独步骤的定义、步骤间的执行顺序、条件以及数据流的建立、 每一步骤由谁负责以及每个活动所需要的应用程序。 a m i ts h e t h 的定义：工作流是涉及到多任务协调执行的活动，这些任务 分别由不同的处理实体完成。一项任务定义了需要做的某些工作，它可以以 各种形式来进行定义，包括在文件或电子邮件中的文本描述、张表格、一 条信息以及一个计算机程序。用来执行任务的处理实体可以是人，也可以是 计算机系统( 如：邮递员、一个应用程序、一个数据库管理系统) 1 2 5 - 2 7 。 1 9 9 3 年成立的工作流技术的标准化组织工作流管理联盟( w o r k f l o w 哈尔滨工稗大学硕十学位论文 m a n a n g e m e n tc o a l i t i o n 简称：w f m c ) 对工作流的定义为：工作流是一类能 够完全或者部分自动执行的经营过程，它根据一系列过程规则，使得文档、 信息或任务能够在不同的执行者之间进行传递与执行【2 引。 3 1 2 工作流的相关术语 图3 1 说明了与工作流有关的一些术语及其之间的相互关系1 2 9 1 。 图3 1 工作流基本概念之间的关系 业务过程( b u s i n e s sp r o c e s s ) ：是指为了实现某个目标，在部分或者全部 组织机构和人员的参与下，在参与者和组织机构之间进行文档、信息、任务 的传递或处理而进行的一系列相互关联的活动。 过程定义( p r o c e s sd e f i n i t i o n ) ：过程定义即过程建模。业务过程的计算 机形式表示，它定义的是过程运行中涉及到的各种参数，如业务过程的开始 和终止条件、各个工作环节及相互之间的控制流动与数据流动关系等。 工作流管理系统( w f m s ) ：一种能定义、创建和管理工作流执行的系统。 活动( a c t i v i t y ) ：是组成过程的一个逻辑步骤，也称为工作流的一个环 节。根据是否需要人工提供数据或完成某些任务，活动可以分为人工活动和 自动活动两类。 人工活动( m a n u a la c t i v i t y ) ：在业务过程的执行过程中无需借助计算机 就能实现的活动。 自动活动( a u t oa c t i v i t y ) ：在业务过程的执行过程中必须借助计算机才 能实现的活动。 过程实例活动实例( p r o c e s si n s t a n c e s a c t i v i t yi n s t a n c e s ) ：实际运行中的 1 5 哈尔滨t 程大学硕七学位论文 一个过程活动。每个实例代表一个能独立控制执行，具有内部状态的线程， 可被外界通过标识进行存取访问。 工作项( w o r ki t e m ) ：在过程实例中等待参与者处理的活动实例。 调用的应用( i n v o k e a p p l i c a t i o n ) ：活动实例执行过程中被调用的计算机 工具或应用。 3 1 3 工作流技术研究的主要内容 在初期工作流技术主要由工作流产品供应商推动其发展。随着工作流产 品在实际应用中不断取得良好的效果而得到了人们日益的重视，并且到了迅 速发展。相对于工作流产品的繁荣，工作流相关理论研究则显得滞后。目前 在工作流设计方法学，工作流概念模型等方面还没有形成一套比较成熟的理 论和方法。在工作流理论与实施技术方面，研究的主要内容包括： ( 1 ) 工作流管理系统体系结构； ( 2 ) 工作流模型与工作流定义语言； ( 3 ) 工作流的事务特性：研究如何实现高级事务处理技术与工作流管理 技术的结合，用定义良好的模型语义与恢复机制来提高工作流系统的正确性 与可靠性，从而能够更好的支持复杂的业务过程； ( 4 ) 工作流实现技术：包括面向对象技术、异构分布式计算技术、图形 化用户界面、消息通信、数据库、w e b 等在内的与工作流系统的设计实现有 关的各项技术及方法； ( 5 ) 工作流的仿真与分析方法； ( 6 ) 基于工作流的应用集成与互操作技术：研究异构应用系统的集成以 及不同工作流系统之间的互操作问题； ( 7 ) 工作流与经营过程的重组：研究如何通过工作流系统的实施支持快 速的实现经营过程重组： ( 8 ) 工作流技术的其他应用：研究如何将工作流技术在不同的领域进行 运用，包括在c i m s 中的应用【3 0 l 。 上述主要研究课题可以归纳为三个方面：第一方面是工作流的理论基础， 包括工作流管理系统的体系、模型与定义语言( 工作流的建模方法、工作流 模型的形式化表示、工作流定义语占) 等的研究。这一部分工作目前相对来 1 6 哈尔滨t 稃人学硕七学位论文 说比较薄弱，还有许多问题需要进一步研究。第二方面是工作流的实现技术， 包括工作流的事务特性、各种先进软件技术的应用、工作流仿真。这方面研 究工作的目标是提高工作流管理系统的性能，尤其是提高工作流管理系统可 靠性及其在处理大规模