（管理科学与工程专业论文）基于cper的多级库存协调补货模型构建与仿真.pdf

i at h e s i si nm a n a g e m e n ts c i e n c ea n de n g i n e e r i n g c o n s t r u c t i o na n ds i m u l a t i o no fc o o r d i n a t e d o n s t r u c t i o na n 1 r e p l e n i s h m e n tm o d e l o fm u l t i l e v e li n v e n t o r y b a s e do nc p f r b yd o n gy u n l o n g s u p e r v i s o r p r o f e s s o rj is h o u f e n g n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i t y j u l y2 0 0 8 独创性声明 本人声明 所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的 论文中 取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外 不包含其他人己经发表 或撰写过的研究成果 也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确 的说明并表示谢意 学位论文作者签名 蔓云五 日 期 刎 7 盯 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留 使用学 位论文的规定 即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘 允许论文被查阅和借阅 本人同意东北大学可以将学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索 交流 作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后 半年口一年一一年半口两年口 学位论文作者签名 童袁茁 签字日期 删 i r 导师签名 签字日期 1 j 1 于 q l f 东北大学硕士学位论文 摘要 基于c p f r 的多级库存协调补货模型构建与仿真 摘要 进入2 1 世纪以来 随着全球经济一体化和信息技术的迅速发展 供应链管理无论 从理论还是实践正在得到更加广泛的关注 作为一种集成的管理思想和方法 供应链管 理是从由供应商 制造商 分销商 零售商直到最终用户所构成的整个供应链的角度对 传统的企业内部各业务部门间及企业之间的职能进行系统的 战略性的协调 以提高供 应链及各个企业的长期绩效 库存成本是企业成本的重要组成部分 因此库存管理成为 供应链管理中的重要环节 传统的库存管理仅仅是对自身库存物资的数量管理与控制 而供应链环境下的库存管理应当把视野从自身扩大到整个供应链网络上来 相互协调共 同管理库存 实现整个供应链库存的最小化 达到供应链各节点企业的双赢 目前 协 同商务模式下多层次c p f r c o l l a b o r a t i v ep l a n n i n gf o r e c a s t i n ga n dr e p l e n i s h m e n t c p f r 控制与优化研究是供应链库存管理中一个热点问题 如何利用协同计划所获得的实时信 息减少不确定性因素的影响 提升预测的准确性 以降低不必要的库存成本 是企业未 来所追求的目标 本文着重研究了基于c p f r 的供方可选择条件下协调补货问题 在总结既有研究成 果的基础上 以包含供应商 分销商和零售商的补货问题的多级供应链为研究对象 具 体研究内容包括 1 详细阐述了供应链 c p f r 供应链环境下的库存控制三方面的相关理论 为 下文模型的建立提供了充分的理论基础 2 建立零售商订货量和分销商订货量之间的函数关系的基于数量的传统的补货 模型和基于c p f r 的协调补货模型 引进零售商向本区域分销商的订货概率p 以使模 型更加完善 3 模型的求解均以成本最小化为目标 并通过m a t l a b 进行数值仿真计算 然后 对两个模型进行了成本比较 得出在不同范围内哪个模型有使供应链成本更低的优势 本文对协同商务模式下基于c p f r 的协调补货模型进行了有益的探讨 所得到的研 究结果为c p f r 的应用提供了理论基础和实践经验 同时也为企业实施c p f r 策略提供 了新的思路和方法 本文的结论表明 基于c p f r 的供方可选择的协调补货模型与基于 数量的传统的补货模型相比 在p 小于某一经验值时 有使整个供应链成本更低的优势 关键词 c p f r 协调补货 订货概率 仿真 h 0 r 卜 y 匕7 东北大学硕士学位论文 a b s t r a c t c o n s t r u c t i o na n ds i m u l a t i o no fc o o r d i n a t e d r e p l e n i s h m e n t m o d e lo fm u l t i l e v e li n v e n t o r y b a s e do na p f r a b s t r a c t a s e n t e r i n g i n t o2 1 s tc e n t u r y w i t ht h e g l o b a l i z a t i o n o fe c o n o m ya n dr a p i d l y d e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt 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 ti sp a i dm o r ea n dm o r e a t t e n t i o ne i t h e rf r o mt h e o r yo rp r a c t i c e a sa l li n t e g r a t e dm a n a g e m e n ti d e o l o g ya n dm e t h o d s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n ts y s t e m i c a l l y a n ds t r a t e g i c a l l yh a r m o n i z e si n t e r i o rb u s i n e s s d e p a r t m e n t si ne n t e r p r i s ea n df u n c t i o n sb e t w e e ne n t e r p r i s e sf r o mt h ep o i n to fw h o l es u p p l y c h a i nc o m p o s e do fv e n d o lm a n u f a c t u r e r d i s t r i b u t o ra n dr e t a i l e r e v e nf m a lc u s t o m e r t h i s w o u l di m p r o v et h el o n gt e r mp e r f o r m a n c eo fe n t i r es u p p l yc h a i na n da l l e n t e r p r i s e s i n v e n t o r yc o s ti st h em a i np a r to fe n t e r p r i s ec o s t s oi n v e n t o r ym a n a g e m e n tb e c o m e st h e c r i t i c a lp a r ti ns u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t t r a d i t i o n a li n v e n t o r ym a n a g e m e n to n l ym a n a g e s a n dc o n t r o l st h e i ro w ni n v e n t o r ym a t e r i a l s i n v e n t o r ym a n a g e m e n tu n d e rs u p p l yc h a i n c i r c u m s t a n c es h o u l de x p a n ds i g h tf r o mt h e i ro w nt ot h ee n t i r es u p p l yc h a i nn e t w o r k m a n a g e i n v e n t o r yc o o r d i n a t e l y i nt h i sw a y s u p p l yc h a i ni n v e n t o r yc o s ti sm i n i m i z e da n dw i n w i n r e s u l tb e t w e e ne n t e r p r i s e sw o u l db er e a c h e d t o d a y s t u d yo nt h ec o n t r o la n do p t i m i z a t i o nf o r m u l t i p l el e v e l sc p f r c o l l a b o r a t i v ep l a n n i n gf o r e c a s t i n ga n dr e p l e n i s h m e n t c p f r u n d e r c o l l a b o r a t i v ec o l n m e r c em o d e li sa ni m p o r t a n ti s s u eo fs u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t h o wt o m a k eu o ft h er e a l t i m ei n f o r m a t i o nt h r o u g hc o o r d i n a t e dp l a nt or e d u c et h ei m p a c to f u n c e r t a i n t yf a c t o r s e n h a n c et h ea c c u r a c yo ff o r e c a s t i n g r e d u c eu n n e c e s s a r yi n v e n t o r yc o s t s i st h ep u r s u i to ff u t u r eb u s i n e s so b j e c t i v e s t h i sp a p e rc o n c e n t r a t e s0 1 1s t u d y i n gt h ep r o b l e mo fc o o r d i n a t e dr e p l e n i s h m e n tw i t h a l t e r n a t i v er e s o n r c 骼b a s e do nt h ec p f r o nt h eb a s e o ff o r m e rr e s e a r c hr e s u l t so f r e p l e n i s h m e n tm o d e li n t h e s u p p l yc h a i n t h i s t e x t m a i n l y s t u d i e st h a tc o o r d i n a t e d r e p l e n i s h m e n ti nm u l t i l e v e ls u p p l yc h a i nw i t hs u p p l i e r d i s t r i b u t o r sa n dr e t a i l e r s t h em a i n r e s e a r c hc o n t e n t si n d u d e 1 e l a b o r a t eo nt h et h r e ea s p e c t so ft h et h e o r yo ft h es u p p l yc h a i n c p f ra n ds u p p l y c h a i ni n v e n t o r yc o n t r 0 1 a l lt h et h e o r i e sp r o v i d et h ef u l lt h e o r e t i c a lb a s i sf o rt h ee s t a b l i s h m e n t 东北大学硕士学位论文a b s t r a c t 2 e s t a b l i s ht h et r a d i t i o n a lr e p l e n i s h m e n tm o d e lb a s e do nt h eq u a n t i t i e sa n dt h e c o o r d i n a t e dr e p l e n i s h m e n tm o d e lb a s e do nc p f ro ff u n c t i o nr e l a t i o nb e t w e e nt h eo r d e r q u a n t i t yo fd i s t r i b u t o ra n dt h eo r d e rq u a n t i t yo fr e t a i l e r i nt h em o d e lo fc o o r d i n a t e d r e p l e n i s h m e n t t h et e x ti n t r o d u c e st h ep r o b a b i l i t yp a r a m e t e ro fo r d e r i n gpt om a k ei tm o r e p e r f e c t m o r ec l o s et or e a l i t y 3 t h ep u r p o s eo fs o l v i n gt h em o d e li sg e t t i n gt h em i n i m u mc o s t a n dt h ep a p e ra d o p t m a t l a bt of i n i s ho u rn u m e r i c a ls i m u l a t i o n t h e nc o m p a r e dt h ec o s to ft w om o d e l s a n dg o tt h e r e s u l t st h a tw h i c h h a dt h ea d v a n t a g eo fl o w e rc o s ti nd i f f e r e n ts c o p e t h i sp a p e rr e s e a r c h e so nt h ec o o r d i n a t e dr e p l e n i s h m e n tm o d e lb a s e do nc p f ru n d e rt h e c o l l a b o r a t i v ec o m m e r c e t h es t u d yr e s u l t sc a np r o v i d et h e o r e t i c a lb a s i sa n dp r a c t i c a l e x p e r i e n c ea n dan e ww a yo ft h i n k i n ga n dm e t h o d sf o ri m p l e m e n tc p f r t h i sp a p e rs h o w s t h a ti nm o s to ft h et i m e i e pl e s st h a nac e r t a i nv a l u eo fe x p e r i e n c e t h ec o o r d i n a t e d r e p l e n i s h m e n tm o d e lw i t ha l t e r n a t i v es u p p l ys o u r c e sb a s e do nc p f rh a st h ea d v a n t a g e so f l o w e rc o s to ft h et o t a ls u p p l yc h a i n c o m p a r e dt ot h et r a d i t i o n a lr e p l e n i s h m e n tm o d e lb a s e d o nt h eq u a n t i t i e s k e yw o r d s c p f r c o o r d i n a t e dr e p l e n i s h m e n t p r o b a b i l i t yo fo r d e r i n g s i m u l a t i o n 一 p 东北大学硕士学位论文 目录 目三罩 目冰 独创性声明 i 学位论文版权使用授权书 l 摘要 i i a b s t r a c t i i i 第1 章绪论 1 1 1 研究背景与意义 1 1 1 1 研究背景 1 1 1 2 研究意义 2 1 2 国内外文献研究现状 2 1 2 1 国外文献研究现状 2 1 2 2 国内文献研究现状 4 1 2 3 当前文献研究存在的不足 5 1 3 论文内容 研究方法和结构 6 1 3 1 论文内容 6 1 3 2 研究方法 6 1 3 3 论文结构 7 1 4 本章小结 8 第2 章相关基础理论综述 9 2 1 供应链相关理论概述 9 2 1 1 供应链的概念及模型 9 2 1 2 供应链管理 1 1 2 1 3 供应链协调 1 3 2 2 供应链库存管理模式c p f r 1 6 2 2 1c p f r 的简介 1 6 2 2 2c p f r 的实施步骤及实施中的关键因素 1 9 2 2 3c p f r 的业务模型 2 3 2 2 4c p f r 的相关研究 2 4 2 3 供应链环境下的库存控制协调机制研究 2 6 2 3 1 库存控制的概念及作用 2 6 v 东北大学硕士学位论文目录 2 3 2 供应链库存控制策略 2 7 2 3 3 供应链库存控制模式 3 0 2 3 4 各种库存控制模式比较 3 6 2 4 本章小结 3 7 第3 章基于数量的传统补货模型构建与仿真 3 8 3 1 问题描述与符号说明 3 8 3 1 1 问题描述 3 8 3 1 2 符号说明 3 8 3 2 模型的建立与求解 3 9 3 3 算例与仿真分析 4 1 3 3 1 参数设定 4 1 3 3 2 算例与仿真分析 4 1 3 4 本章小结 4 3 第4 章基于c p f r 的供方可选择的协调补货模型构建与仿真 4 4 4 1 问题描述与符号说明 4 4 4 1 1 问题描述 4 4 4 1 2 符号说明 4 5 4 2 模型建立与求解 4 s 4 3 算例与仿真分析 4 7 4 3 1 参数设定 4 7 4 3 2 算例计算及分析 4 8 4 4 传统补货模型与协调补货模型的有效性比较 5 0 4 5 本章小结 5 1 第5 章结束语 5 2 5 1 本文结论 5 2 5 2 主要贡献 5 3 5 3 进一步研究方向 5 3 参考文献 5 4 j g l 谢 5 9 攻读硕士学位期间发表论文 科研情况 6 0 附录 6 1 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 研究背景与意义 1 1 1 研究背景 在经济全球化的背景下 市场竞争越来越激烈 且随着产品生命周期缩短的趋势 以及消费者对个性化产品 服务需求的不断增加 都使得有效的供应链管理变得异常艰 难 在今后的一段时间里 如何继续优化信息流 物流和资金流在全球供应链中的流动 实现同步化的供应链管理必将成为企业管理者和管理科学研究者的重要课题 协同计划 预测补货策略c p f r 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 dr e p l e n i s h m e n t c p f r 正越来 越明显的影响着企业运营管理的基本模式 并不断地向人们证明c p f r 是当今企业供应 链管理的主导趋势和骨干框架 其作为一种被认为是成功实施同步化供应链管理的重要 管理技术也必将引起人们的注意 但是 目前在实施协同计划预测补给策略c p f r 的过 程中还有许多问题需要解决 2 0 0 0 年i 扫s y n c r as y s t e m 和i n d u s t r yd i r e c t i o n 联合进行了一项针对全球制造商 零售 商 分销商 物流提供商和其他经营者 主要集中于消费品领域 的c p f r 调研 以了解 这些企业为什么 如何实施c p f r 以及c p f r 廖i 产生的绩效情况 从这份调研反映出来 的情况看 c p f r 全球实施和发展过程中主要体现的规律有 1 早期c p f r 的推动者证实了巨大收益 但是c p f r 面临着进一步推广和教育的问 题 2 目前企业的经营绩效说明现行的企业管理面临极大的挑战 首先 在s y n c r a s y s t e m 和i n d u s t r yd i r e c t i o n 的预测精度调研中 发现牛鞭效应在供应链中普遍存在 具 体表现为一方面在没有实施c p f r 的制造企业中预测精度要远远小于没有实施c p f r 的 零售企业 另一方面小企业的预测精度要明显好于大企业 其次 对于预测不足所产生 的影响 大多数企业都非常了解预测精度不足会对他们的业务产生较大的影响 这种影 响主要表现在对企业的市场的响应力 市场份额 边际利润 销售额以及顾客服务水准 上 再次 在顾客服务水准方面 预测精度影响企业经营的一个重要领域就是客户服务 在所有被调查的样本中 1 0 的企业不知道他们的顾客服务水平 这说明对于这些企业 而言 需要加强内部教育 以明确客户服务水平对于供应链成功的关键性 以上三个方 面的调研中可以看出 目前的企业经营绩效说明现行的企业管理面临着极大的挑战 它 迫切地需要企业必须站在供应链的角度来整合企业的内外资源 不仅如此 建立在协同 预测 计划和补货基础上的c p f r 将成为供应链成功管理的关键 1 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 1 1 2 研究意义 目前 基于协同商务模式下多层次c p f r 库存控制与优化的理论与方法 可以说是 c p f r 库存控制与优化研究方面的国内外最新发展的一个动向和具有挑战性的研究课 题 这方面文献或研究成果所见甚少 所以在协同商务模式下实施多级 多点 多放管 理库存的策略 对提高供应链环境下的库存管理水平 降低制造成本有着重要的理论意 义和现实意义 1 理论意义 通过定性分析提出基于协同商务新模式c p f r 的协调补货 探讨我国企业应用协调 补货的途径和为协同商务各方带来的效益 通过定量分析 建立协同商务新模式c p f r 的协调补货模型 初步探讨通过c p f r 协同技术来优化库存补充策略的科学实用性 2 现实意义 c p f r 应用一系列的流程处理方法和技术模型 提供覆盖整个供应链的合作模式 通过共同管理业务过程和共享信息来改善供应商 制造商 分销商和零售商的伙伴关系 最终达到提高供应链效率 减少库存和提高消费者满意程度的目的 1 2 国内外文献研究现状 1 2 1 国外文献研究现状 2 0 世纪9 0 年代以来 国内外学者对供应链管理 特别是供应链管理下的库存问题给 予了特别的关注 基于此有关供应链管理下的库存控制的理论 优化方法及模型研究不 断发展 追溯其发展演变历程 认为有两大研究特点 一是供应链的基础理论研究 二 是供应链管理方法研究 国外研究表明 供应链管理是一种集成的管理方式 它是从全 局的角度对供应链上的商流 物流 信息流以及资金流进行控制与协调 而库存控制是 供应链上各节点企业实现合作以及实现供应链集成管理的关键 所以库存控制技术也就 成了供应链管理方法的重要研究领域 供应链中库存控制问题的研究源于当今企业运作与管理存在着诸多不确定因素 如 订货提前期 物流状况 原材料质量 生产过程时间 运输时间和需求变化等 这些不 确定因素会导致 牛鞭效应 的发生 b e n j a a f a r 等人 2 0 0 4 研究了多级多产品多设备库存系统的需求分配问题 建立了在 由不同生产能力的设备生产产品的情况下的需求分配和库存控制决策模型 还特别提出 了与成本 库存积压 库存分配及需求变化等影响因素相关的八大准则 1 a v i v 2 0 0 4 研究了协调预测计划的潜在利润 提出协调预测计划的利益取决于供应反应时间 供应 链各方协同能力和内部服务效率 2 1 d u d e k 2 0 0 5 研究了供应链合作伙伴间基于协商的 2 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 合作计划 提出了一种基于协商的合作计划方法 并采用数学规划模型求出最佳的合作 计划量1 3 l c h e n 2 0 0 5 把多级生产与补货和多产品整合在一起 研究了联合补货和渠道 协作下的供应链伙伴间的合作优化问题 并在合作伙伴问实现了帕累托改进1 4 j y a o 和 c h o u 2 0 0 4 利用启发式算法重点对一个供应商对应多个购买商情形下的补货发货进行 了研究 5 1 l e e 和c h e w 2 0 0 5 研究了关系需求下的动态联合补货策略 在需求是自相关 但彼此独立的情形下 提出了一种动态更新的联合补货策略 并采用启发式算法对目标 库存水平和库存盘点周期进行更新 6 l c h a n d r a 和g r a b i s 2 0 0 5 把回归模型与多级需求预 测方法相结合来研究如何抑制牛鞭效应 从而有效改善库存的问题 7 1 h i l l 和 j o h a n s e n 2 0 0 6 使用一种反复策略在有补货批量限制的条件下 研究了允许失销的库存 模型的最优控制策略 8 p a n l o 和h s i a o 2 0 0 4 研究了有可变提前期和延期交货价格折扣 的最优再订货点库存模型 并提出在需求呈正态分布和一般分布两种情况时的订货批 量 提前期及再订货点优化模型9 l l e e 2 0 0 5 研究了提前期需求呈混合分布 且有可控 的延期交货率条件下的连续性盘点的库存模型 并设计了一种算法程序来找到了最优的 订货批量和最优的提前期 1 0 1 m a i t i 等人 2 0 0 6 研究了在不确定的外部环境下 有两个中 心仓库系统的多产品库存模型 并用多目标规划的方法和基于多目标规划的遗传算法对 模型进行了求解 1 1 c h a n g 等人 2 0 0 6 研究了在可控的提前期和订货成本条件下交易双 方相互合作的库存模型 并采用迭代算法求出了供应商和买主之间关于订货批量 再订 货点 提前期等的最优解l l z l 多级库存问题是供应链管理中的一个重要研究课题 其中包括离散时间多阶段多场 所 集中 分散式分布 随机需求和马尔柯夫转变等多级库存问题 其实质是在满足一定 的客户服务水平和库存运输成本最小化条件下的优化策略 多级库存系统的一个重要特 殊模型即系统中每一层级只有一个节点企业 称之为连续系统 b o d t 和g r a v c s 1 9 8 5 研究了计算连续系统的一般步梨1 3 l c h c n 和z h c n g 1 9 9 4 年 提出 准确计算服从泊松分布的连续系统的方法 1 4 1 b l a n c h i n i 等人 1 9 9 7 将多级库存系统看作 是一个动态的网络系统模型 并且将需求和供应都设为不确定性变量 并指出通过历史 数据的推断或者是决策者经验可得到产量和需求量的上下范围限制 1 5 1 k a l c h s c h m i d t 和 z o t t e r i 2 0 0 3 从两个方面研究了多级供应链的库存管理问题 一是讨论了供应链管理中 一些前人未研究过的问题 如级数可变 多形态的可变需求以及具有模糊的销售渠道等 的问题 二是讨论了对于不确定和可变需求下供应链库存问题的解决方法 1 6 1 j a l b a r 和 s i c i l i a 2 0 0 5 研究了整数率策略下的由一中心仓库和n 个零售商组成的多级分销系统与 生产系统 并提出了采用基于启发式算法的整数率策略 该策略适用于订货时间不确定的 3 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 订货方式中f 1 7 s e f c f l i s 和g i a n n e l o s 2 0 0 4 研究了多级多产品供应链网络的最优控制策 略 并讨论了运输时间 需求预测模型等对控制系统的影州1 8 l 以上是针对企业内部的生产与库存网络的优化 如今对不同企业的生产与库存协调 问题的研究也越来越多 文献中针对多级库存问题提出了两种库存决策策略 中心化 库存策略和分散化库存策略 其中 中心化库存策略是指上游成员的库存决策是综合考 虑自己及所有下游成员的现有库存而做出的 而分散化库存策略是指每个成员的库存决 策都是依据个人的库存水平做出的 c h e r t 等人 2 0 0 5 对两种库存策略进行了详细的比较后认为在优化成本方面中心化 的补货策略要明显优于分散化策略 尤其是在生产准备成本较高时 1 9 l k o c h e l 和 n i e l a n d e r 2 0 0 5 研究了多级库存的仿真优化 在模型中的约束条件下可以对模型进行仿 真 还提出了一个结合最优化工具的仿真优化方法 并通过算例分析验证了这种方法的 实用性 冽 m o i n z a d e h 和z h o u 2 0 0 7 研究了在库存 分销系统中补货对供应链总成本的影 响 分析了包含一个外部供应商 一个中心仓库和多个零售商的多级供应链 提出混合 订购策略 并将之与传统的固定补货间隔期策略等进行了比较 2 1 1 1 2 2 国内文献研究现状 从1 9 9 8 年开始 我国将 供应链技术与系统 列入8 6 3 计划c i m s 主题的研究与开发 内容之一 在应用技术研究 重大关键技术攻关等不同层次取得了一定的研究成果与效 益 库存问题已成为供应链管理中的首要问题 齐二石等 2 0 0 2 指出库存问题是制约我 国企业发展的瓶颈之一 它涉及企业供应链上各个环节 需要全面综合研究1 2 2 1 建立一 条具有竞争力的供应链已经成为企业成败兴衰的重要因素 而供应链的竞争优势在于在 保持一定服务水平的基础上 尽量减小库存水平和成本 从而降低供应链成本 从物流 运作的角度来看 库存决策的特点是风险大 影响也大 库存决策不仅影响到服务水平 和顾客满意度 库存计划的制定对制造部门也至关重要 原材料的短缺会削减产品品种 或改变生产计划 并因此引起费用增加 还有可能造成产品短缺 正如缺货会扰乱正常 的营销活动和制造作业一样 积压同样也会产生种种成本问题 它会由于增加仓储 流 动资金需求 磨损 保险 税收和陈旧等原因而增加成本和减少盈利 近年来 国内学者也进行了供应链库存模型与优化分析工作 反映了国内这一领域 理论分析应用的状况 陈剑等 2 0 0 5 研究了协调供应链系统的数量折扣契约问题 以供应商的视角研究了 连续型数量折扣实现系统完美协调的问题1 2 3 l 马士华等 2 0 0 4 研究了在需求和供应都不 4 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 确定条件下的供应链库存协调与优化模型1 2 4 l 刘鲁等 2 0 0 4 研究了两级供应链成员之间 的市场需求信息不对称问题 建立了非对称信息下的博弈模型 并给出了信息不对称情 况下供应链的协调机制 2 5 l 田澎等 2 0 0 5 建立了一个考虑累进制数量折扣且具有空间约 束的多商品订货非线性规划模型 得到了零售商的最佳订货和定价策略陋1 朱道立等 2 0 0 4 研究了供应商供应量分配的问题 考虑多阶段多产品 多种折扣方式的供应量分 配 建立大规模的混合整数规划 并提出有效实用的启发式算法 得出最经济的分配量 以有利于购买者 2 7 l 马士华等 2 0 0 5 研究了大量定制环境下基于延迟制造的多级供应控 制模型 针对大量定制环境下延迟制造活动的特点 提出将客户订单分离点 c o d p 前 移到供应商流程内部实现供应延迟 给出了基于延迟制造的多级供应控制生产计划模型 2 8 1 孙林岩等 2 0 0 4 研究了基于合作需求预测的多级库存优化模型 提出了采用合作需 求预测确定订购临界点 并建立了由供应网络 核心企业 分销网络组成的多级库存系 统优化模型 2 9 l 杨德礼等 2 0 0 5 研究了在具有两个不同销售周期的销售市场情形下 当 需求率 生产率和折损率为常数时的折损产品供应链库存系统问题闭l 协同商务环境下的多级库存问题成为供应链中库存理论中的一大研究热点和难点 在供应链环境下 产品在到达最终客户手中之前往往要经历多个阶段 将经历了两个阶 段或两个阶段以上的分销系统称为 多级分销系统 此外 供应链的某一阶段上可能 还包含多个库存的存储点 如零售商阶段由n 个零售商组成 这些零售商可能在成本结 构和库存策略方面是完全相同的 也可能是完全不同的 而且可能多个零售商处的需求 具有一定的相关性 所有这些供应链结构的复杂性都大大增加了库存控制的难度 正因 为如此 越来越多的学者将研究对准协同商务多级库存问题 达庆利等 2 0 0 3 提出在不对称信息情况下如何提高供应链的绩效 减轻牛鞭效应也 是供应链管理的研究方向 3 l 仲伟俊等 2 0 0 5 建立了制造商与销售商合作与共享信息的 一般模型 解析分析了信息共享的价值 3 2 汪定伟等 2 0 0 1 提出了在多工厂 多产品 多客户环境下 考虑需求分配的二级分销网络优化设计模型根据制造企业各分厂的生产 能力和各客户区 需求地 对不同产品的需求情况 合理的将对产品的需求分配到各个分 厂 制定相应的生产计划 以降低生产和分销环节的总费用1 3 3 j 唐立新等 2 0 0 5 通过钢 铁工业来研究三级供应链的生产和协调问题州 1 2 3 当前文献研究存在的不足 综上所述 当前文献对供应链库存控制与优化的研究存在着如下的不足 1 未能充分考虑到信息对供应链库存 订货政策 库存政策 客户需求等均成为 公共信息 由此很难确定供应链最优库存成本 随着因特网飞速发展和电子数据交换的 5 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 引入 信息共享将逐步变为现实 因而 将信息融入库存优化建模中势在必行 2 在协调补货方面 很少研究考虑到供方可选择条件下的供应链协调 已有的研 究只是通过算例分析得到协调补货下的供应链成本在某些条件下要低于传统补货下的 供应链成本 并没有给出具体的协调补货模型及模型的求解 3 未能将协同商务的理念 多级库存优化与控制技术等与c p f r 技术有效地融合 到供应链库存控制与优化模型中 4 复杂的多品种 多级和其它的库存控制模型尚未完善或建立 很多实际库存问 题只能通过仿真分析 1 3 论文内容 研究方法和结构 1 3 1 论文内容 针对上述的研究背景 研究意义的分析 可以看出基于c p f r 的协调补货模型的研 究不仅会在理论上丰富供应链管理方面的内容 也会在供应链补货模型的实际应用方面 具有一定的指导作用 1 本文系统总结分析了供应链相关理论 c p f r 以及库存控制三个方面的相关 理论 重点包涵了 供应链 供应链管理 供应链协调的基本概念 模型 分类 c p f r 的基本概念 实施步骤等 库存控制的定义和作用 供应链库存控制的策略 控制模式 并对其相关意义做了全面的阐述 为下文进一步研究奠定了理论环境基础 2 本文在总结既有的对供应链补货模型的研究成果的基础上 以包含供应商 分 销商和零售商的补货问题的多级供应链为研究对象 分别构建零售商订货量q 和分销商 订货量幺之间函数关系的基于数量的传统情形下的补货模型和基于c p f r 的供方可选 择条件下的协调补货模型 在协调补货模型中 引进零售商向本区域分销商的订货概率 参数 以使模型更加完善 更贴近实际 3 两个模型的求解均以成本最小化为解决目标 给出了零售商订货量q 和分销商 订货量幺的最优解组合 4 通过m a t l a b 进行数值仿真计算 通过图形实验探讨了补货模型参数变化对供 应链总成本及分销商 零售商成本的影响 结论表明 基于c p f r 的供方可选择的协调 补货模型与基于数量的传统的补货模型相比 在p 小于某一经验值时 有使整个供应链 成本更低的优势 1 3 2 研究方法 1 逻辑分析的方法 6 东北大学硕士学位论文第1 章绪论 供应链的研究领域广阔无边 因此论文的选题遵守了能与供应链实践密切结合的原 则 且在每一部分的研究中都坚持定性分析和定量分析相结合 先从定性方面做出解释 然后在定量方面做出具体的分析与求解 使得这些分析能够应用于实践 服务于实践 最后指导实践 使理论研究与实践更好地结合起来 2 数理分析的方法 将数学模型用于描述相关的补货模型中 并用数学方法进行了库存控制模型和库存 管理方法的改进 3 仿真分析的方法 大量应用可靠的现实数据 图表来说明相关补货模型结论的理论意义和现实意义 以及模型的有效性和可行性 4 比较分析的方法 将多种库存管理方法加以比较说明 1 3 3 论文结构 文章结构图如图1 1 所示 按照以下思路 本文主要由五个部分组成 第1 章 主要针对研究背景 意义 相关的文献综述 论文内容 结构 研究方法 等做简要说明 第2 章 理论基础部分分别介绍了供应链 供应链管理 供应链协调的相关理论 供应链库存管理模式c p f r 的基本概念 特点 实施步骤和业务模型等 供应链环境下 的库存控制问题 阐述了库存定义 作用 接下来详细分析了供应链库存控制的几种策 略以及控制模式 对其相关意义 历史研究情况都做了比较全面的阐述 为下文补货模型 的建立提供了理论依据 第3 4 章 本论文的核心部分 以包含供应商 分销商和零售商的补货问题的多 级供应链为研究对象 在前面所有理论阐述的基础上通过合理的基本假设 构建了基于 数量的传统情形下的补货模型和基于c p f r 的供方可选择情形下的协调补货模型 并以 使供应链总成本最小化为目标分别对模型进行求解以及算例分析 最后把两个模型进行 比较 得出在具体参数设定下 当p 在不同范围内 哪个模型在降低整个供应链成本方 面更为有效 第5 章 结论部分对本文的研究内容和结论进行总结性阐述 7 东北大学硕士学位论文 第1 章绪论 第1 章 绪论 研究背景与意义 国内外文献研究现 状 论文内容 研究方法 和结构 库存控制 数学模型 上 协同商务下基于c p f r 的多级 库存协调补货模型构建与仿真 i 9 第3 章 基于数量的传统补货模 型构建与仿真 歉搿 女 模型建市与求解 算例与仿真分析 1r 全文总结 1 4 本章小结 模 算 两 库存控制 数学模型 第4 章 基于c p f r 的供方可选 择的协调补货模型构建 二 与仿真 建立与求解 i 与仿真分析 模型的比较 1r 第5 章 结束语 工作展望 图1 1 文章结构图 f i g 1 1t h ef r a m e w o r ko ft h ed i s s e r t a t i o n 本章阐述了论文的研究背景和研究意义 确定了论文的研究对象及其特性 并对国 东北大学硕士学位论文 第2 章相关基础理论综述 第2 章相关基础理论综述 2 1 供应链相关理论概述 2 1 1 供应链的概念及模型 1 供应链的概念 供应链目前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 早期的观点认为供应链是制造企业中的一个内部过程 它是指把从企业外部采购的 原材料和零部件 通过生产转换和销售等活动 再传递到零售商和用户的一个过程 传 统的供应链概念局限于企业的内部操作层上 注重企业自身的资源利用 有些学者把供应链的概念与采购 供应管理相关联 用来表示与供应商之间的关系 这种观点得到了研究合作关系 j i t 关系 精细供应 供应商行为评估和用户满意度等 问题的学者的重视 但这样一种关系也仅仅局限在企业与供应商之间 而且供应链中的 各企业独立运作 忽略了与外部供应链成员企业的联系 往往造成企业间的目标冲突 后来供应链的概念注意了与其他企业的联系 注意了供应链的外部环境 认为它应 是一个 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 再 到最终用户的转换过程 这是更大范围 更为系统的概念 例如 美国的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之间的流动就是供应 链 它开始于供应的源点 结束于消费的终点一 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 链中成员的关系 而到了最近 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 此时对供应链的认识形成了一个网链的概念 像丰田 耐克 尼桑 麦当劳和苹果等公 司的供应链管理都从网链的角度来实施 h a r r i s o n 进而将供应链定义为 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 这些 概念同时强调供应链的战略伙伴关系问题 在研究分析的基础上 我们给出一个供应链的定义 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 它不仅是一条联接供应商到用户的物料链 信息链 资金链 而 9 东北大学硕士学位论文第2 章相关基础理论综述 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 2 供应链的结构模型 从供应链的拓扑结构来看 它是一个网络 有其中心 即处于供应链上的核心企业 有其服务对象 即产品或服务的最终用户 有其层级之分 比如二级供应链 三级供应 链 甚至三级以上的供应链 图2 1 给出了供应链系统的网络结构模型 供应 供应 制造 装配 分销 零售 需求 用