（计算机应用技术专业论文）基于遗传算法的合作伙伴评价选择研究.pdf

摘要 摘要 本文对供应链管理和供应链集成的理论框架做出详细分析，并详细讨 论了供应链合作伙伴关系管理的业务过程。在分析了已往模型及其存在的 主要问题的基础上提出了基于遗传算法的供应链管理中企业合作伙伴评价 与选择模型，对模型中关键参数的求解算法进行了重点研究。 首先，本文介绍了供应链的概念、结构模型及特征，由此引出了供应 链管理的概念，接着讨论了供应链集成的理论框架。 其次，介绍了供应链合作伙伴关系的定义及其在供应链管理中的重要 意义并从层次结构、支持系统两个方面详细讨论了供应链合作伙伴选择评 价体系。 然后，全面总结了合作伙伴选择的几种方法，分析了各种方法的优缺 点。重点指出了线性权重法中存在的问题，并给出了问题的解决方案。 最后，提出了基于遗传算法的合作伙伴评价与选择模型，引入了遗传 算法和模糊推理模型，提高了评价的准确度和客观性。在该模型中，用确 定的评价值来描述对合作伙伴的评价结果，通过不断地对合作伙伴的行为 进行反馈式地评估，利用基于遗传算法的模糊推理模型调整评价值，使评 价值能客观、准确地反映评价结果，从而达到综合合作伙伴的目的。对模 型中权重向量和自适应特征值等重要参数提出求解算法，并通过仿真算例 给予验证。 关键词供应链；供应链管理；合作伙伴；遗传算法；模糊推理；特征值 燕山人学j 二学硕士学位论文 a b s t r a c t t h i st h e s i sd o e st h el a b o ro ns u p p l yc h a i nm a n a g e m e n ta n ds u p p l yc h a i n i n t e g r a t i o nt h e o r yf r a m e ，a n db a ta r o u n dt h eo p e r a t i o np r o c e s so fs u p p l yc h a i n c o p a r t n e rr e l a t i o nm a n a g e m e n t u n d e ra n a l y z i n gt h eb y p a s tm o d e la n di t sm a i n p r o b l e m s ，p u t t i n gf o r w a r dt h ee n t e r p r i s ec o p a r t n e re v a l u a t i n ga n ds e l e c t i n g m o d e lo f s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n tb a s e do ng e n e t i ca l g o r i t h m , e m p h a s i z i n gt h e r e s e a r c ho ns e e k i n gs o l u t i o na l g o r i t h mo f k e yp a r a m e t e ri nm o d e l f i r s t l y , i ti n t r o d u c e st h ec o n c e p to fs u p p l yc h a i n , s t r u c t u r em o d e la n d c h a r a c t e r , a n db r i n g st h ec o n c e p to fs u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ，t h e nd i s c u s s e s s u p p l yi n t e g r a t i o nt h e o r yf r a m e s e c o n d l y ，i ti n t r o d u c e st h ed e f i n i t i o no fs u p p l yc h a i nc o p a r t n e rr e l a t i o na n d i t ss i g n i f i c a n c ei ns u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t p a r t i c u l a r l yd i s c u s s i n gt h es u p p l y c h a i nc o p a r t n e rs e l e c t i n ga n de v a l u a t i n gs y s t e m 丘o mb o t hl e v e ls t r u c t u r ea n d m a t h sm o d e l t h i r d l y ，r o u n d l ys u m m a r i z es e v e r a lm e t h o d so fc o p a r t n e rs e l e c t i n g ，f u l l y a n a l y z e st h ea d v a n t a g ea n dd i s a d v a n t a g eo ft h e s em e t h o d s i n d i c a t i n gt h e p r o b l e m si nc o p a r t n e rs e l e c t i n gm a t h sm o d e l ，t h e nb r i n gf o r w a r dt h es c h e m eo f s o l v i n gp r o b l e m s l a s t ，b r i n g st h ec o p a r t n e re v a l u a t i n ga n ds e l e c t i n gm o d e lb a s e do ng e n e t i c a l g o r i t h m , a d h i b i t sg e n e t i ca l g o r i t h ma n df u z z yr e a s o n i n gm o d e l ，a n di m p r o v e s t h ea c c u r a c ya n do b j e c t i v i t yo ft h ee v a l u a t i o n i nt h i sm o d e ld e s c r i b e st h e e v a l u a t i o nr e s u l tt o c o p a r t n e rw i t ha f f l r m a t o r ye v a l u a t i n gv a l u e ，d o i n gt h e f e e d b a c ke v a l u a t i n gt ot h ec o p a r t n e r sb e h a v i o r , r e g u l a t i n gt h ee v a l u a t i n gv a l u e u s i n gf u z z yr e a s o n i n gm o d e lb a s e do ng e n e t i ca l g o r i t h m ，a n dt h i sm a k e st h e e v a l u a t i n gv a l u er e f l e c tt h ee v a l u a t i n gr e s u l ts u b j e c t i v e l ya n da c c u r a t e l y ，a n d f m a n yr e a c h e st h es y n t h e s i s c o p a r t n e r i n ga i m b r i n g st h es e e k i n gs o l u t i o n a l g o r i t h mo np o w e rw e i g h ta n da c c o m m o d a t i o nc h a r a c t e rv a l u ek e yp a r a m e t e r , a n dp r o v e st h a tt h r o u g hi m i t a t i n ga l g o r i t h me x a m p l e s 摘要 k e yw o r ds u p p l yc h a i n ；s c m ；c o p a r t n e r ；g e n e t i ca l g o r i t h m ；f u z z yr e a s o n i n g e i g e n v a l u e i l l 第i 章绪论 i 1引言 第l 章绪论 随着科学技术的进步和生产力的发展，顾客( c u s t o m e r ) 消费水平不断 提高，企业之间的竞争( c o m p e t i t i o n ) 日益加剧，加上政治、经济、社会环 境的巨大变化( c h a n g e l ，使得整个市场需求的不确定性大大增加。“3 c ” 是用户需求多样性与市场变化不确定性的根源，同时也是促进企业不断提 高自身竞争能力的外在压力。企业面对一个变化迅速且无法预测的买方市 场，为了提高竞争力，采取了许多先进的制造技术和管理方法。 1 2 研究背景 进入9 0 年代以来，消费者的需求性发生了前所未有的变化，整个世 界的经济活动也出现了全球一体化的特征，这些变化对企业参与竞争的能 力提出了更高的要求，原有的思想已经不能完全满足新的竞争形势。以制 造资源计；t l j ( m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c e sp l a n n i n g ，简称m r p i i ) 和准时生产制 f j u s t i n - t i m e ，简称_ n 为例，这两种生产方式都是只考虑企业内部资源 的利用问题，一切优化工作均着眼于本企业资源的最优应用。这种指导思 想在新的市场环境下显得有些不适应。 1 2 ，1供应链管理概念的提出 在变化越来越快的市场环境下，要求企业能够最快速的响应用户的需 求，而要达到这一目的，仅靠一个企业所拥有的资源是远远不够的。 在这种情况下，人们自然会将资源延伸到企业以外的其他地方，借助 其他企业的资源达到快速响应市场需求的目的，于是出现了“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 l ”战略。 全球制造链及由此产生的供应链管理即是“横向一体化”管理思想的 i 燕山大学工学硕士学位论文 一个典型代表。如今人们已经认识到，任何一个企业都不可能在所有业务 上成为世界上最杰出的企业，只有优势互补，彳能共同增强竞争能力。因 此，国际上一些先进企业摒弃了过去那种从设计、制造、生产到销售都亲 自参与的经营模式，转而在全球范围内与供应商和销售商建立最佳合作伙 伴关系，与他们形成一种长期的战略联盟，结成利益共同体，这个群体由 各个环节的优秀企业组成。在体制上，它是一个主体企业的利益共同体： 在运行形式上，构成了一个从供应商、制造商、分销商到最终用户的个 紧密网络。由于这个庞大的网络的相邻结点( 企业) 之间都是一种供应与需 求的关系，因此被称之为供应链( s u p p l yc h a i n ) 。为了使供应链中的所有 企业都受益，并且使各自都有比竞争对手更强的竞争力，就必须加强对供 应链的构成及运作的研究，由此形成了供应链管理( s u p p l yc h a i n m a n a g e m e n t ，简称s c m ) 这_ - - 新的经营与运作模式【j 1 。 1 2 2 合作伙伴关系 供应链管理实质是一个扩展企业的概念，它可以定义为一个概念性的 组织机构和系统，通过企业之间的密切合作来实现最大化的利润分配。这 些企业未必构成整个供应链，但他们是供应链的主要成员之一。扩展企业 的基本原理和思想体现在几个方面： ( 1 ) 核心企业集中体现核心竞争力的商业活动，对非核心业务通过外 包给外部产品合作伙伴和服务合作伙伴。外包能够提高核心企业和合作伙 伴的竞争力，增强相互之间的信赖，实现共同的利益； ( 2 ) 扩展企业的核心企业与合作伙伴和客户建立一种长期、互相信赖 的关系，把他们当作合作伙伴而不是竞争对手； ( 3 ) 为了实现合作伙伴一客户在商业和技术信息上的集成，扩展企业 采用先进的通信技术和运输手段支持跨组织的商业活动。 1 2 3 遗传算法 g a ( g e n e t i ca l g o r i t h m ) 的发展过程可以追溯到上个世纪初，完整地提 出g a 的基本设计思想是在6 0 年代，j o h n h o l l a n d 是第一大功臣，他率先 2 第1 章绪论 开展了这方面的研究工作，其标志性成果是在1 9 7 5 年出版的“a d a p t i o ni n n a t u r a la n d a r t i f i c i a ls y s t e m s ”一书，直到现在，该书仍然是g a 研究者的 必选教材之一。h o l l a n d 提出了相似群( s c h e m a ) s j 概念【2j 。相似群的概念 在g a 算法的研究中占有重要位置，是有关g a 收敛性、动态性能研究的 理论基础。在同一。时期的研究人员还有e a l p e r o v i t s ，u s h a m i r ， k a d e j o n g ，d s h e r r i n g t o n 和s k e k p a t r i c k 等p 。进入8 0 年代后，更多的研究 者注意到g a 算法，代表人物有j e b a k e r ，l b o o k e r ，k d a b 和d e g o l d b e r g 等，主要研究工作集中在对g a 算法特性的数学分析、探讨。同一时期 d ej o n g 提出了利用测试函数法研究改进g a 的性能。这一时期最为有名 的是d e ，g o l d b e r g 在1 9 8 9 年的著作“g e n e t i ca l g o r i t h m si ns e a r c h ， o p t i m i z a t i o na n dm a c h i n el e a r n i n g ”，该书从工程应用角度全面总结、分 析了g a 算法【”，也由此开始了g a 算法在多个应用领域的广泛使用。 自从遗传算法提出以来，人们在应用和研究遗传算法的过程中对它做 了众多改进，但都具有简单遗传算法( s i m p l eg a ，s g a ) 的基本结构。s g a 主要由复制( r e p r o d u c t i o n ) 、杂交( c r o s s o v e r ) 和变异( m u t a t i o n ) = 二个遗传算子 组成。s g a 通过复制、杂交、变异三个算予，很好地体现了g a 的主要 特征。应用遗传算法的基本环节包括：编码：构造初始染色体；设计适应 值定标方法；选定遗传算子；确定遗传算法结构；选择遗传算法参数等。 1 3 国内外研究现状 下面主要从合作伙伴问题和遗传算法两个方面介绍一下课题的研究 现状。 1 3 1 合作伙伴问题的研究现状 企业合作伙伴的选择直接关系到经营的成败，风险很大，因此提供可 靠的决策手段显得非常重要。对于这个问题的研究，目前主要集中在供应 商和客户之间的伙伴关系上，定性的居多。针对供应链中企业合作伙伴选 择的研究还处于起步阶段。 1 燕山人学t 学硕士学位论文 自2 0 世纪9 0 年代中期以来，国内外学者对企业合作伙伴选择问题开 始研究。例如在定性方面，为减少可能的伙伴组合数，采用分阶段法，进 行层层筛选。如t a l l u r i 提出了一种设计经营联盟的定量分析框架，先用 数据包络分析法( d e a ) 初选伙伴，然后用整数目标规划法最终选出伙伴组 合方案，是种两阶段定量框架。 针对虚拟企业的合作伙伴的选择问题，国内学者也做了不少研究。曹 洪医等人将遗传算法应用于合作伙伴的选择过程中，覃正8 等人提出采用 模糊理论进行选择合作伙伴，马鹏举等人也提出采用f - 一a h p ( 模糊层次 分析法) 来解决此问题等等。 大连理工大学c i m s 中心刘晓冰、黄学文等人以人工智能知识为基 础，提出一种动态联盟伙伴企业选择决策方法。 浙江大学机械工程及自动化系钱碧波、潘晓弘、程耀东等人提出了敏 捷虚拟企业伙伴选择的三阶段结构化进程和伙伴选择的评价参考体系，给 出了一种多目标决策数学模型，并基于a h p 法对权重因子的取值进行确 定，提出了采用一种基于基准对比法对关键因素的决策值进行量化计算的 方法。 东北大学信息科学与工程学院王丹、杨晓春、王国仁等人以层次分析 法与模糊数学为基础，提出了一种实现虚拟企业中的盟友选择的模型，将 层次分析法与f u z z y 函数在伙伴选择过程中的结合应用，通过此模型为决 策者提供一种有利的支持，从而为虚拟企业的正常运行提供基本保证。 1 3 2 遗传算法的发展现状 进入9 0 年代后g a 算法发展出了多种变形，在各个领域的应用更为 广泛，如y w c h e n 和z n a k a o 9 l 等将g a 应用于图像处理：l j e s h e r m a n t l o 】 将g a 应用于v l s i 设计；h f u r u t a 【l l 】等将g a 应用于建筑设计等。总而 言之，g a 自从6 0 年代被发明之后，经7 0 8 0 年代不断发展，到目前为止， 已成为一个应用较为广泛的通用优化方法。 遗传算法作为一种实用、高效、鲁棒性强的优化技术，在各种不同领 域( 如机器学习、模式识别、神经网络、控制系统优化及社会科学等) 中得 4 - 第1 章绪论 到广泛应用，引起了许多学者的关注。在最近兴起的人工生命、遗传编程、 进化策略、进化计算等领域中，研究人员将遗传算法与计算机科学相结合， 试图模拟自然界的自适应、自组织和再生能力，设计出具有“生命”的人 工系统。 1 4 课题意义和研究内容 由于合作伙伴选择问题是供应链管理的核心问题之一，所以本课题的 研究有着重要的理论和实际意义，其研究的主要内容是一种基于遗传算法 的供应链中企业合作伙伴的评价与选择模型。 1 4 1 选题的意义 通过对供应链管理发展形成过程的研究，认为供应链管理是指人们在 认识和掌握供应链各个环节内在规律和相互联系的基础上对产品生产和 流通过程中各环节所涉及的物流、信息流、资金流、价值流以及业务流进 行合理调控，以期达到最佳组合，发挥最大的效率。其核心是在生产商、 供应商、分销商、零售商和最终客户之间，通过实现供应链环节中的信息 沟通、数据互换和协同合作，改造和整合企业的内部和外部业务流程，从 而在整体上进行更高效的生产、分销、销售和服务活动。 全球竞争要求企业将自身的业务与合作伙伴的业务集成在一起，站在 整个供应链的观点考虑增值，所以许多成功的企业都将与合作伙伴的附属 关系转向建立联盟或战略合作关系。建立战略性合作关系是供应链战略管 理的重点，也是集成化供应链管理的核心。正确合理的评价和选择企业的 合作伙伴将会大大提高企业的生产效益和竞争能力，是敏捷供应链环境中 企业生存和发展所面对的一个关键问题。 1 4 2 研究内容 该课题的研究主要建立在对供应链管理相关理论进行深入讨论并对 供应链中合作伙伴关系具有较为深刻的理解的基础上，同时也要对当前较 燕山大学工学硕士学位论文 为广泛应用于解决非线性规划问题的遗传算法的理论和操作有着比较深 入的了解和认识。本文在以下几个方面进行了详细的讨论和研究： f 1 ) 对供应链管理的概念进行了研究，并指出供应链管理的主要内容， 接着讨论了供应链集成的理论框架，最后对供应链模型的发展和供应链的 研究方向进行了深入的讨论。 ( 2 ) 通过对供应链管理、合作伙伴关系以及遗传算法的研究建立了合 作伙伴评价与选择模型。引入遗传算法和模糊推理模型来提高评价的准确 度和客观性。用确定的评价值来描述对合作伙伴的评价结果，通过不断地 对合作伙伴的行为进行反馈式地评估，利用基于遗传算法的模糊推理模型 调整评价值，使评价值能客观、准确地反映评价结果。 ( 3 ) 对模型中直接影响其性能的权重向量、自适应特征值等参数提出 相关求解算法，以提高模型评价的精度。 1 5 论文结构 具体的内容和章节安排如下： 第l 章为绪论，主要介绍课题背景、国内外合作伙伴问题研究的现状、 课题的研究的主要内容、提出课题的研究意义，并在最后对论文的总体结 构作以说明。 第2 章简要介绍了供应链的概念、结构模型及特征，并由此引出了 供应链管理的概念，接下来对供应链管理中的一些理论进行了较为深入的 讨论和分析。 第3 章介绍了供应链合作伙伴关系的定义，然后详细分析了供应链 合作伙伴关系管理的业务过程，并从层次结构、支持系统两个方面详细讨 论了供应链合作伙伴选择评价体系。 第4 章主要对合作伙伴选择的方法进行了概括，并对各种方法的优缺 点进行了分析评述。着重对于线性权重法中存在的问题进行了分析，并给 出了改进的方案。 第5 章通过对前面几章总结、分析及研究设计，建立了一种基于遗传 6 第1 章绪论 算法和模糊推理模型的合作伙伴评价与选择模型，并对模型设计中的具体 问题进行了深入细致的研究。 最后是本文的结论，总结了自己所做的工作，分析模型的不足，提出 完善模型所需的工作，并对将来的发展提出了展望。 燕山人学工学硕士学位论文 第2 章供应链管理相关理论 2 1 供应链概念 供应链目前尚未形成统一的定义，许多学者从不同角度出发给出了许 多不同的定义。随着供应链概念的发展，现在的供应链概念更加注重围绕 核心企业的网链关系，如核心企业与供应商、供应商的供应商以及一切前 向的关系，与用户、用户的用户以及一切后向的关系。此时对供应链的认 识形成了一个网链的概念，并同时强调供应链合作伙伴关系问题，并认为 通过建立合作伙伴关系，可与重要的供应商和用户更有效的开展工作1 1 “。 2 1 1 供应链定义 在研究分析的基础之上，给出一个较全面的供应链定义：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， 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，给所有的节点企业都带来效益。 2 1 2 供应链结构模型 根据上节供应链的定义，它的结构可以归纳为如图2 - 1 所示的模型。 从图2 - 1 可以看出，供应链是由很多加盟的节点企业组成，其中一般有 个核心企业，节点企业在需求信息的驱动下，通过供应链的职能分工与合 作，以资金流、物流为媒介实现整个供应链的不断增值【”1 。当然供应链 是一条动态的“链”，供应商、用户都是一个动态的相对性概念。 第2 章供应链管理相关理论 供应供应商卜制造卜装配卜 分销卜零售- 卜需求_ l j 户 iiiif 需求拉动销售信息 供应商的供应商核一t l , 企业用户的用j 、 物流 资金流 图2 - 1 供应链网链结构模型 f i g 2 - 1t h en e tc h a i ns t r u c t u r em o d e lo fs u p p l yc h a i n 一个节点企业相对于不同的对象可以分别被称为供应商或是用户，每 个节点企业都可能是其它供应链中的节点企业，每个节点企业都可能是核 心企业，这样这些企业就构成了网络状的结构如图2 2 所示。 图2 - 2 供应链网状结构 f i g 2 - 2t h en e ts t r u c t u r eo f s u p p l yc h a i n 图2 2 中箭头表示供应链的方向，小圆圈表示节点企业，节点企业之 9 燕山大学工学硕士学位论文 间存在着物流、资金流和信息流等联系 1 ”。 2 1 3 供应链的特征 从供应链的结构模型可以看出，供应链是一个网链结构，由围绕核心 企业的供应商、供应商的供应商和用户、用户的用户组成。链上的每个企 业都是一个节点，节点和节点之间是一种需求与供应的关系。供应链主要 具有以下一些特征： ( 1 ) 复杂性因为供应链上的节点企业类型不一，大小不一，体制不 一，一条供应链往往由多个、多类型甚至多国别企业构成，所以供应链结 构模式比一般单个企业的结构模式更为复杂。 ( 2 ) 动态性由于市场瞬息万变，供应链会因企业战略和适应市场需 求变化的需要而动态更新节点企业，这就使得供应链具有明显的动态性。 ( 3 ) 以用户需求为中心供应链的形成、存在、重构，都是基于一定 的市场需求而发生，而且在供应链的整个运作过程中，用户的需求是拉动 供应链中信息流、资金流、服务流的驱动源。 ( 4 ) 交叉性节点企业可以是这个供应链的成员，同时可能又是另一 个供应链的成员，众多的供应链形成交叉网状结构，增加了协调的难度。 2 2 供应链管理的概念及内容 随着供应链概念的提出，对供应链中各个方面和环节的研究工作也在 不断深入。 2 2 1 供应链管理的提出 实际上，人们很早就注意到了外部竞争的变化对管理模式的影响问 题，并从技术和组织的角度采取了许多措施，提出了许多适应竞争环境变 化的有效方法。例如，已经在企业中得到较为广泛应用的产品设计 c a d c a m 、柔性制造系统( f m s ) 、计算机集成制造系统( c i m s ) 、制造资 源计划( m r p i i ) 、企业资源计划( e r p ) 、准时生产f l i l ( j i t ) 、精细生产等，都 第2 章供应链管理相关理论 可以认为是为了提高企业对用户需求的有效响应而采取的措施。归纳起 来，管理模式的变化分为两个大的阶段： 2 2 1 ，1 基于单个企业的管理模式所谓基于单个企业的管理模式，是指 管理模式的设计以某一个企业的资源利用为核心，资源的概念仅局限于单 个企业。比如：成组技术( g t ) 、柔性制造系统( f m s ) 、计算机集成制造系 统( c i m s ) 等。这些方法的共同特点，首先是以一个企业的资源为主，所 考虑的都是单个企业制造资源的安排问题。正如我们曾讨论过的，在当前 市场竞争环境下，仅靠一个企业的资源难以使市场上的用户得到满意的服 务，企业自身也难以获得理想的效益。其次，由于只站在单个企业的角度 考虑问题，对企业间的合作没有提高到战略高度来认识，有时甚至把企业 间的协作看作是不得已的办法。 2 2 1 2 基于扩展企业的管理模式所谓基于扩展企业的管理模式就是 把企业资源的范畴从过去单个企业扩大到整个社会，企业之间为了共同的 利益而结成企业战略联盟，变企业之间你死我活的竞争关系为既有竞争、 又有合作的共赢关系。根据这种需要提出了虚拟企业( v i r t u a le n t e r p r i s e ， v e ) 或动态联盟的概念【1 5 】。虚拟企业是一种新的指导思想，如何具体付诸 实施则还没有确定的模式，而供应链管理模式从这个方面满足了实现虚拟 企业所寻找的具体途径的要求。 总体来讲，基于单个企业的传统管理与运作模式已不能很好的适应当 今世界的这种横向的管理模式，即强调企业间的分工、合作的关系。主要 存在以下几个方面问题： ( 1 ) 供、产、销系统没有形成“链”，基本上是各自为政，相互脱节。 ( 2 ) 信息系统落后，数据处理技术落后，导致信息处理不准确、不及 时，不同地域的数据没有集成起来。 ( 3 ) 系统协调性差。企业和各供应商之间没有协调一致的计划，影响 整体利益。 ( 4 ) 与供应商和经销商都缺乏合作的战略伙伴关系。 ( 5 ) 对市场需求反应迟钝。 由于以上这些问题的存在，使企业在竞争中处于被动地位。所以，现 燕山大学工学硕士学位论文 在行业的领头企业在靖趸的认识剑保行长也领先地位的优势和亘晏性的 同时，也意识到竞争优势的关键在于战略伙伴关系的建立。毫无疑问，实 现供应链管理是进入2 1 世纪后企业在全球竞争中保持优势的一种有效途 径。从传统生产管理模式到供应链管理模式产生的过程见图2 - 3 。 ee 臣 、 造资源计划( m r p m f 1 ) 推动式系统 f 2 ) 物料订货以可分 需求为基础 0 1 消除安全库存和 期库存 h ) 依赖于相关订货 划和可靠的预测 f 5 ) 通过变动对供应 需求实现柔性 准时生产$ l j ( j i t l ( 1 ) 拉动式系统 ( 2 ) 来自最终用户篚 同定需求量 r 3 1 生产能力与需球 匹配 r 4 、固定的生产协作 单位 f 5 ) 柔性的制造系统 ( 国相似产品范围 目 小 ( 7 ) 经济生产，批量 很小 细生产和精细供应 ( 1 ) 消除浪费 ( 2 、库存和在制品一 州最小 ( 3 ) 成本在供应链 透明 ( 4 ) 多技能员工减4 工件排队 ( 5 ) 调整、转换时m 很短 f 6 1 多品种、小批耋 生产 供应链 ( 1 ) 快速反应 ( 2 ) 供应具有柔性厨 客制定生产 ( 3 ) 与最终需求同步 生产 ( 4 ) 受控的供应链过 程 ( 5 ) 台作伙伴间的能 力是集成的 ( 6 ) 全面应用电子商 务 图2 - 3 从传统生产管理模式到供应链管理模式产生 f i g 2 - 3f r o mt r a d i t i o n a lm a n u f a c t u r em a n a g e m e n tm o d e lt o s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n tm o d e l 2 2 2 供应链管理的概念 供应链是一个非常复杂的系统，要想取得良好的应用效果，必须找到 有效的协调管理方法，供应链管理就是这样应运而生的。 供应链的概念和传统的销售链是有很大区别的，因为它已经跨越了企 业界限，从建立合作伙伴关系出发，从全局和整体的角度考虑产品的竞争 力，使供应链从一种运作性的竞争工具上升为一种管理性的方法体系，这 就是供应链管理提出的实际背景。 供应链管理是一种集成的管理思想和方法，它执行供应链中从供应商 篁! 兰堡壁篁篁翌垫叁翌堕 一 4 # ，# j _ 一一 到最终用户的物流计划和控制等职能。由此可定义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管理模式1 “。供应链管理将在供应链上的 各个企、世看作为一个不可分割的部分，使整个供应链成为一个协调发展的 有机整体。 2 2 3 供应链管理涉及的内容 供应链管理不仅包括企业本身资源的管理，还包括了对供应链合作伙 伴关系的管理，这也是本文要讨论的主要内容。供应链管理主要涉及内容 如图2 - 4 所示。 图2 - 4 供应链涉及的内容 f i g 2 4t h e c o n t e n to f s u p p l yc h a i n 从上图可以看出，供应链管理以各种技术为支持，以i n t e r n e t i n t r a n e t 为依托，围绕合作伙伴选择与评价、供应、需求、能力资源、生产运作、 库存控制来实施的。供应链管理的目标在于提高用户服务水平和降低总的 燕山人学丁学硕士学位沦文 交易成本，并且对两个目标的实现进行权衡。 供应链管理关心的并不仅仅是物料实体在供应链中的流动，除了企业 内部与企业之间的运输问题和实物分销以外，供应链管理还包括以下一些 内容旧： ( 1 ) 供应链的设计( 全球节点企业、资源、设备等的评价、选择和定位) 。 ( 2 ) 供应链产品需求预测和制订计划。 ( 3 ) 基于供应链管理的产品设计与制造管理、生产集成化计划、跟踪 和控制。 ( 4 ) 基于i m e m e 们m 埘1 e t 的供应链交互信息管理等。 总之，供应链管理注重降低总的物流成本和提高用户服务水平，这样 就需要将各部门职能有机的结合起来，最大的发挥各节点企业的作用，使 整个供应链上的企业共同获益。 2 2 4 供应链管理的特点 比起传统管理模式来，供应链管理其有阱下一些特点： ( 1 ) 供应链管理将供应链上的所有节点企业看作一个整体，从供应源 到需求源的整个过程都是供应链管理的范围。 ( 2 ) 快捷的响应需求。其内涵不仅包括对当前需求的快速响应能力， 并且包括对未来需求的快速适应能力。 ( 3 ) 采用集成的思想和方法，不仅包括对企业内部资源的集成，而且 强调通过网络流程重组，对企业外部网络实现再设计，实现外部资源的集 成。 ( 4 ) 供应链管理的目标不是为了完成一定的市场目标，而是通过控制 库存和合作伙伴关系来提供更高水平的服务。 2 3 供应链管理的集成 供应链管理的思想就是将供应链上的所有节点企业看作一个整体，所 以要成功的实施供应链管理就要摒弃传统的管理思想，形成集成化供应链 4 第2 章供应链管理相关理论 管理体系。通过现代管理技术、强大的信息技术和先进的制造技术，将企 业内部的供应和企业之间的供应链有机的集成起来进行管理，进而达到全 局的最优目标。 2 3 1供应链管理集成的理论模型 供应链管理集成的核心是由顾客化需求集成化计划一业务流程重 组一面向对象过程控制组成第一个控制回路( 作业回路) ；由顾客化策略一 信息共享一适应性调整一创造性团队组成第二个回路( 策略回路) ；在作业 回路中的每个作业形成各自相应的作业性能评价与提高回路( 性能评价回 路) 。根据集成化的思想，供应链管理集成的理论模型如图2 5 所示。 图2 - 5 集成化供应链管理理论模型 f i g 2 - 5i n t e g r a t i o n a ls u p p l yc h a i nm a n a g e m e n tt h e o r ym o d e l 图中，适应性调整一业务重组回路中主要涉及到战略伙伴关系、供应 燕山大学工学硕士学位论文 链精细化策略等问题。面向对象过程控制一创造性团队回路中主要涉及面 向对象的集成化生产计划与控制策略、基于价值增值的多级库存控制理 论、资源约束理论的应用、质量保证体系、群体决策理论等问题。顾客化 需求一顾客化策略回路中主要涉及用户满意评价理论、面向顾客化的产品 决策理论研究、供应链的柔性敏捷化策略等。信息共享集成化计划回路 中主要涉及的内容有：j i t 供销一体化策略、供应链的信息组织与集成、 并行化策略等。 2 - 3 2 供应链管理的信息集成 上一节主要介绍了供应链集成的理论模型框架，但我们更关心的是供 应链管理的信息集成。在这里我们从两方面入手，首先是企业内部供应链 的集成，然后才是企业外部的供应链集成。 首先我们来讨论企业内部的供应链集成，它的目的是要实现企业直 接控制的领域的集成。企业内部供应链集成框架如图2 6 所示。 系 基 销库物生 采 质 生 统础售存料 牟 购量问 信 数管管需计管管 作 息据理 理 求划 理理 业 维维管管管 护护理理理 d b m s ( 如：s q ls e r v e r 、o r a c l e 等) 企业l m r a n e t 图2 - 6 企业内部供应链集成框架 f i g 2 - 6s u p p l yc h a i ni n t e g r a t i o nf r a m ew i t h i nt h ee n t e r p r i s e 从图2 - 6 可以看出，通过企业内部的局域网和数据库达到了企业内部 第2 章供应链管理相关理论 数据的共享，以用户需求和预测驱动整个流程的运转。但r z j 部供应链的集 成只考虑了本体企业的资源，没有将视野拓宽到其他企业，所以我们的更 高的目标是实现企业之间的供应链的集成，集成框架如图2 7 所示。 合作合作 本体企业内 伙伴伙伴 伙伴企业j j ! 部集成管理 关系 关系 部集成管理 管理 管理 本体企业d b m s伙伴企业d b m s 本体企业操作系统伙伴企业操作系统 基于i n t e r n e “1 1 1 t r a l l e t 的信息网络 图2 7 合作伙伴之间的供应链集成框架 f i g 2 - 7s u p p l yc h a i ni n t e g r a t i o nf r a m eb e t w e e nc o p a r t n e r s 图2 7 指出，由于不同企业的分布性，必然要利用i n t e r n e t 技术来实 现信息交流，并且各企业的情况千差万别，所以必须要考虑企业操作系统 平台的异构性，建立在不同操作系统平台之上的才是企业数据库和企业内 部管理系统，企业之间通过合作伙伴关系管理这个“接口”来进行交互 1 8 。 这样就实现了不同企业的信息共享，增进了合作伙伴之间的联系和解。 2 4 供应链管理研究 供应链管理的研究主要包括供应链模型的发展和供应链的研究方向 两个方面。 2 4 1 供应链模型的发展 2 4 1 1 供应链模型的分类按供应链设计的区域不同分类，供应链模型 可以分为国家模型和国际( 全球) 模型。国家模型是指考虑的供应链涉及的 供应商、制造商和销售商都集中在一个国家里；全球供应链模型考虑了供 应商、制造商或销售商分布在多个国家，与国家模型相比，全球模型复杂 的多，需要考虑更多的因素，如：关税、汇率、贸易壁垒、汇兑成本、进 燕山大学上学硕士学位论文 出口退税等。 按分析和研究的方法不同分类，供应链优化模型可以分为排队论模型 f q u e u i n gt h e o r e t i cm o d e l s ) 、对策论模型( g a m et h e o r e t i cm o d e l s ) 、网络流 模型( n e t w o r kf l o wm o d e l s ) 和策略评价模型( o p t i o nv a l u a t i o nm o d e l s ) 等。 排队论模型主要用于研究生产企业在平稳生产状态下的情况，如各个 设备或车间的输出率等，并对资源分配进行优化，如合理安排各个设备的 加工任务等，以达到提高生产效率的目标，例如k a r m a r k a r 等人( 1 9 8 3 年) 、 z i p k i n ( 1 9 8 6 年) 和k a r m a r k a r ( 1 9 8 7 年) 等分别利用m g 1 排队系统研究了 生产批量和生产准备时间的关系。 对策论模型主要是用于研究供应商与制造商之间、制造商与销售商之 间的相互协调，如研究制造商和销售商之间的协调，确定制造商和销售商 各自的对策，确定产品价格、订货时间等，使他们都能获得比原来更好的 效益。 网络流模型主要用于研究供应链中成员的选择、布局以及供应链的协 调问题。网络提供了一种描述供应链结构的方法，用网络模型来表示一个 供应链有其独特的优点，它能很方便的表示供应链中各种活动的先后次 序。 有许多人利用网络流模型研究供应链中成员的选择问题。如h o d d e r 和j u c k e r ( 1 9 8 2 ，1 9 8 5 ) 利用网络流模型研究全球供应链成员的选择问题。 v e r t e r 和d i n c e r f l 9 9 2 ，1 9 9 5 ) 对研究布局的网络流模型进行了回顾和总结。 一般，用混合整数规划来描述这种网络流模型，目标是使各种成本费用的 总和最小，而用整数变量表示供应链成员的选择等，用连续变量表示供应 链中各成员的能力等，用约束表示供应链中的物流平德关系和供需关系 等。 因为合理的供应链协调能降低生产和销售成本，提高效益，所以企业 很重视供应链的协调。用网络流模型研究供应链的协调，主要是决定供应 链中成员的产量以及各种运输渠道的运量等，优化供应链的物流，从而降 低成本。r o s e n f i e l d 在1 9 9 6 年建立了不确定情况下的供应链协调模型，确 定供应链成员的数量和相应的产量、销量，目标是使生产和销售成本最小。 第2 章供应链管理相关理论 其目标函数是： r a i n c o s t = f ( 一) + c i d + ( c ：一c 1 ) ( d r a i n ( 一，d ，) ) ( 2 1 ) ，= l ，1 1 ，i ， 式中，m 表示供应链中成员的数量：n 表示市场数量；c o s t 表示生产和 销售成本；y 表示第i 个成员的产量；f 是成本函数；cl 表示同一个市场 中的运输和销售成本；c 2 表示在不同市场中的运输和销售成本；d 表示 在第i 个市场的需求量；d 表示总需求。 策略评价模型主要用于研究供应链在不确定情况下的管理和协调问 题。对跨国企业而言，经常会有不确定事件发生，如汇率波动、政府政策 改变或新技术的发明等。企业会采取各种策略对此做出反应，如调整供应 链中成员的数量、采用不同的生产技术等。策略评价模型提供了一种对采 取的措施和策略进行评价的方法。策略评价模型一般是随机动态规划模 型，目标是使各个时期的期望费用总和最小或总收益最大。 网络流模型和策略评价模型有各自的优缺点，两者可以结合起来。如 企业处理各种可能的不确定性，提出相应的策略，利用策略评价模型对各 种策略进行评价，在对策略进行评价时可以利用网络流模型。1 9 9 6 年， h u c h z e r m e i e r 和c o h e n 建立了一种集成了网络流和策略评价方法的供应 链模型。模型的目标是使跨国企业的各个时期总的期望税后利润最大，并 采用一种分层的方法进行求解。首先采用汇率模型求出汇率转移概率；然 后提出供应链的各种可能的策略选择，即提出方案；利用混合整数规划方 法对每个时期的各个策略进行评价；最后在这些评价的基础上，利用随机 动态规划方法求出各个策略总的期望税后利润。但是，这只是一个概念性 模型，许多细节并未交待。 2 4 1 2 混合整数规划( m i p ) 模型许多供应链模型都表示成混合整数