（系统工程专业论文）模糊环境下基于电子市场的供应链退货问题模型.pdf

中文摘要 随着网络技术和电子商务的发展，越来越多的人开始了网上购物，电子交易 已经逐渐成为企业经营不可忽视的一个重要因素尤其因为i n t e r n e t 的全球开 放性，在一些地区滞销的产品在全球范围内可能仍然有一定的需求在这种情况 下，将电子市场纳入到供应链管理中来，企业才能在激烈的竞争中胜出网络技 术的发展也为电子市场的广泛应用奠定了良好的群众基础另一方面，很多产品 上市前由于缺乏历史数据而无法得到产品市场需求的概率分布，需要相关专家根 据经验给出主观的判断 本文首先研究了传统的供应链可退货问题，其次研究了电子市场的存在对供 应链退货问题的影响提出了一种利用电子市场快速、有效地处理传统市场剩余 退货的新方式即零售商可以不必将剩余退货返还给制造商而是自行在电子市场 上销售为了解决很多产品上市前由于缺乏历史数据而无法得到产品市场需求的 概率分布的问题，本文利用模糊变量来刻画传统市场和电子市场的需求量，在两 个市场需求均不确定的情况下，对供应链可退货问题，分别建立了供应链利润期 望收益最大模型和供应链效用最大模型，并利用基于模糊模拟和神经网络的粒子 群算法对两个模型进行求解，最后用数值例子验证了所建模型及求解算法的有效 性 关键词：电子市场，供应链，模糊规划，混合智能算法 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e r l to ft h en e t w o r kt e c h n o l o g ya n de l e c t r o n i cc o m m e r c e ， m o r ea n dm o r ep e o p l es t a r t e do n 1 i n es h o p p i n g b m a r k e tg r a d u a l l yb e c o m e s ak e yf a c t o rf o rac o m p a r l ye s p e c i a l l yb e c a u s eo ft h ei n t e r n e t9 1 0 b a lo p e n n e s s ， p r o d u c ts e u i n gp o o r l yi nal i t t l ea r e am a ys t i l lh a v ec e r t a j nn e e de s p e c i a l l yo n ag l o b a ls c a l e i nt h i sc a s e ，i n t e g r a t e st h ee l c c t r o n i cm a r k e tt ot h es u p p l yc h a i n m a n a g e m e n t ，t h ec o m p a n yc a nw i ni nt h ec o m p c t i t i o n o nt h eo t h e rh a n d ，t h ei n f o r m a 土i o no fap r o b a b i l i t yd i s t r i b u t i o no ft h eg o o d s m a r k e td c m a n dc a nn o tb eg o t t e nd u et ol a c ko fh i s t o r i c 出d a t a i ti sr e a s o n a b l e t og i v eas u b j e c t i v ea s s e s s m e n tb ye x p e r tt ot h em a r k e td e m a n d t h i st h e s i sg i v e sas y s t e mf r a m e w o r ka n dm o d e lo fr e t u r n sp o l i c yf o rs u p p l y c h a i nw i t he _ m a r k e t p l a c ei nf u z z ye i l v i r o n m e n t t h i sp a p e rc h a r a c t e r i z e st h e t r a d i t i o n a la n de - m a r k e td e m a n do fg o o d sa sf u z z yv a r i a b l e sp u tf o r w a r db y u n c e r t a i n t yt h e o r y af u z z ye x p e c t e dv a l u em o d e l i sf o r m u l a t e df o rt h i sp r o b l e m t os o l v et h ep r o b l e m ，b ys i m u l a t i n gt h ed e c i s i o np r o c e s sah y b r i da l g o r i t h m b a s e do np a r t i c l es w a r mo p t i m i z e r ( p s o ) ，n e u r a ln e t m r ka n df u z z ys i m u l a t i o n s i sd e v e l o p c da n dn u m e r i c a le x a m p l ei sp r o v 讨e dt oi l l u s t r a t et h ee 仃e c t i v e n e s so f t h ea l g o r i t h m k e y w o r d s ：e m a r k e t p l a c e ，s u p p l yc h a i n ，f h z z yp r o g r a m m i n g ，h y b r i di n t e l - l i g e n ta 1 9 0 r i t h m 1 l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤洼盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位敝作者躲专f 漓姆签字日期 男年 v 学位论文版权使用授权书 毛a 本学位论文作者完全了解苤盗盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤洼盘鲎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，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：专p 蝴 签字日期：厶。岛年月f 日 签字日期：厶o 年乡月日 导师签名： 签字日期： 年月日 1 1 研究背景及意义 第一章绪论 从2 0 世纪8 0 年代后期，信息技术高速发展，全球经济体化，知识经济兴 起，给变革中的制造业带来了全新的挑战，其市场环境和经营特性发生了根本性 的变化；产品的生命周期越来越短，在最短的时间内将最新的产品推向市场，以 最快的速度、最准确的时间将产品和服务送到指定的地点；产品的种类剧增，消 费者需求变化越来越快，厂商为更好的满足消费需求，不断的开发新的产品，产 品的种类增长；企业面临全球挑战；环境的不确定性，需求的快速变化与技术发 展使企业所处的环境极为不问性，企业面临的是动态需求，动态组织和动态管理 更由于网络经济的蓬勃发展和电子商务的大力推广，以及信息技术在企业的广泛 应用，企业所处的商业环境正在迅速发生着根本性的变化，顾客需求瞬息万变、 技术创新不断加速、产品生命周期不断缩短、市场竞争日趋激烈，企业将面对的 是越来越多的竞争对手和越来越难满足的顾客群体 全球化和激烈的市场竞争使企业意识到，哪个企业能在最短的时间内、以最 低的成本、最优质的服务满足顾客的需求，它就会在激烈的市场竞争中脱颖而 出，而追求共同利益则是它们在竞争中生存、制胜的法宝这样企业间的竞争实 质上已经不再是单个企业之间的较量，而变成供应链和供应链之间的竞争供应链 运作才能够满足不断变化的用户需求 电子商务在供应链管理中的应用是企业未来发展的趋势，电子商务弥补了传 统供应链的不足，为企业实施供应链管理提供了强有力的信息技术支持和广阔的 活动舞台，特别是b 2 b 电子商务不仅在供应链上各节点企业之间的信息更易共 享、联系更加紧密电子商务在企业广泛应用后呈现出许多新的特点，使得企业 在重新审视自己的经营机制、业务流程和组织结构等的同时，把与企业业务流程 相关的其他各合作奇特或部门也纳入了自己的考虑和整合范围，由此也就得在考 虑整个供应链环节上各个单位的价值增殖和利益分配，并希望借助电子商务使得 自己在整个供应链上处于一种有利位置 借助电子商务促进供应链管理的发展具有很强的合理性企业运作的实践表 明，一方面电子商务的迅速发展需要完善的物流供应链支持作为基本保障，另一 方面电子商务又为改善传统供应链管理提供了重要活动电子商务可以有效帮助 1 第一章绪论 企业降低产，供、销成本，增加利润 所以，企业要想在竞争中获得优势，最好的办法是好好利用电子市场，依托 电子商务来设计电子化的、网络化的供应链，并结合传统市场，使利润获得最大 本文的研究是建立在一个制造商、一个零售商的基础上的其中零售商除了 在传统的市场上销售商品，未售出的商品还可以在电子市场上用来出售而不必退 回给制造商在这种电子商务背景下，存在两个市场：电子市场和传统意义的市 场，且各个市场的需求均未定的情况下，建立起来合适的数学模型，并进行科学 的计算，从而为管理者做出得出决策服务 1 2 供应链和供应链管理的知识 1 2 1 供应链和供应链管理的涵义 随着市场经济和经济一体化的日趋完善，科技的迅猛发展，人们在2 0 世纪 8 0 年代初提出了供应链的概念，并随着全球化制造的出现在制造业中得到普遍 的应用其从广大的生产概念出发，将企业的生产活动进行了前伸和后延前伸 是指将供应商的活动视为生产活动的有机部分加以协调和控制，后延是指生产活 动延至产品的销售和服务阶段供应链涉及了产品生产和流通过程中所涉及的原 材料供应商、生产商、批发商、零售商以及最终用户，并由这些成员构成一个供 需网络，包括物料获取，物料加工并将成品送到用户等过程以下是供应链的狭 义和广义的定义l 内j 狭义的供应链是围绕核心企业，在竞争、合作、动态的环境中，由供应商、 制造商、分销商等实体构成的快速响应市场变化的动态供需网络，包括由上游到 下游向前的供应，生产和销售物流，以及从下游到上游后向的需求信息流 广义的供应链是所有参加与初始原材料供应到产成品准确无误地交付最终 消费者过程的成员所构成的网链结构，作为跨越多个企业的多个职能部门活动 的集合，包括所有与产品，原材料和加工，销售相关的双向的物流流动和信息流 动其中向前的物流流向指上游到下游的供应，生产和销售物流，后向物流流动 指废弃物流和回收流；前向的信息流指伴随物流运动的与计划、协调、控制等有 关的信息流，后向的信息流指从下游到上游的需求信息流 一般来说，我们把供应链作如下定义：供应链是围绕核心企业，通过对信息 流、物流或服务流、资金流的控制，从采购原材料开始，制成中间产品以及最终 2 第一章绪论 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、直到最终顾客连成一个整体的功能网链结构模式 供应链和供应链管理( s c m ) 的研究最早是从物流管理开始的，起初人们并 没有把它和企业的整体管理联系起来，而主要是进行供应链的局部问题研究，如 库存控制问题、物资采贿问题、物资配送问题等供应链管理作为平衡有限生产 能力和适应用户需求变化的缓冲手段，通过各种协调手段，寻求把产品迅速、可 靠地送到用户手中所需要的费用及生产、库存管理费用之间的平衡点8 0 年代 中期以后，工业发达国家中有近百分之八十的企业放弃”纵向一体化”模式， 取而代之转向了全球制造和全球供应链管理这一新的经营模式【u 供应链管理 把供应链上的各个企业作为一个不可分割的整体，使供应链上各个企业分担的采 购、生产、分销和销售的职能成为一个协调发展的有机体，供应链管理思想迅速 在全球范围内得到广泛关注，一些著名的国际公司如i b m 、h p 、p g 等都 在实施供应链管理，并取得了较好的效果，也吸引了更多的学者和企业加入供应 链管理的研究与实践中来 1 2 2 供应链的分类 国内外学者从不同的角度，对供应链进行了划分如根据管理模式的不同，供 应链可分为分布式供应链( d e c e n t r a l i z e ds u p p l yc h a i n ) 和集中式供应链( c e n t r a l i z e ds u p p l yc h a i n ) 两种分布式供应链由若干相对独立的实体构成，成员间 的利益目标往往有所不同，与供应链整体利益目标也会有所偏差，系统最优并不 等于每个成员最优，这时供应链中只有一些局部的优化目标，供应链管理只能通 过协调链中成员的决策来完成集中式供应链指链中的所有成员均由一个决策者 来控制，该决策者能够获取链中所有必需的信息，建模时将各成员纳入一个系统 中，所有成员的利益都服从供应链整体的利益瞄捌依据产品特性不同，供应链 又可分为精益供应链和敏捷供应链两种p 冽当产品需求具有较高的可预测性、 需求量大且种类较少时，采用精益供应链是恰当的当产品品种较多、需求较少 且多变时采用敏捷供应链是合适的最近，斯坦福大学的李效良教授指出”世界 级水准的供应链管理应该有三层含义：迅捷( a g i l i t y ) ，灵活( a d a p t a b i l i t y ) 和协 作( a l i g n m e n t ) ，并称之为a a a 供应链市场的不确定性要求迅捷，产品和技 术周期缩短要求灵活，垂直联合和业务外包要求协作，并据此提出了智能供应链 和极速供应链的概念 3 第一章绪论 把供应链作为一个系统来研究，主要的问题是如何协调系统各成员之间的关 系，使得各自在实现利益最大的同时又不损害其他成员的利益最理想的情况自 然是所有成员的利益趋于一致，但显然假设条件太强，不符合现实情况，实际的 供应链往往是由具有不同利益成员组成的系统以前研究具有核心企业的供应链 结构时，往往忽略了结构的层次性和递阶陛，以核心企业的利益作为目标函数近 似代替系统的目标函数，这时可以通过单目标或多目标的数学规划方法求得系统 的全局最优解或是p a r e t o 最优解这种类型供应链称为集中控制型供应链而 从理性人假设出发，供应链成员更多的是首先保证自身利益最大化，之后才关注 整体利益最大化，这种供应链称为分布控制型供应链，它的同层成员和上下层成 员之间存在博弈关系，此时全局最优或是p a r e t o 最优只能是理想状态，这类供 应链的协调就复杂得多，因而分布控制型的供应链研究具有现实意义这时既要 考虑到成员的独立决策同时还要研究两者之间的交互决策在分布控制型的供应 链结构中，成员之间一般存在博弈关系，往往不能保证整体利益实现最大化，在 供应商或者零售商分别占据主导地位的情况下，如何协调成员之间的利益关系， 保证各成员实现自身利益最大化的前提下，使整个供应链达到均衡，是当前供应 链研究的热点所在 1 3 电子商务相关知识 1 3 1 电子商务的涵义及分类 电子商务( e l e c t r o n i cc o m m e r c e ，简称e c ) 是一种以互联网为基础、交 易双方为主体、银行电子支付和结算为手段、客户数据为依托的全新商务模式 电子商务有狭义和广义两种含义狭义的电子商务是指以网络为平台的商品 买卖活动而广义的电子商务不仅包括直接带来利润的商品买卖活动，而且还包 括所有借助网络技术和信息技术进行的支持利润产生的其他活动，如产品生产、 需求服务、销售支持、业务协调等 电子商务的分类： 电子商务按照其交易对象主要划分为以下几种： 1 ) 企业对消费者电子商务( b u s i n e s s - t o - c o n s u m e r ，b 2 c ) ，是指企业与消费者 之间进行的电子商务活动这类电子商务主要是借助于国际互联网所开展的在线 销售活动它并不要求双方使用统一标准的单据传输就b 2 c 电子商务模式来 4 第一章绪论 讲，其主要就是网上在线商务模式( o n l i n cb u s i n e s sm o d e l s ) 在线式的零售和 支付行为通常只涉及到信用卡或其它电子货币通过企业内部的电子商务，可以 给企业带来如下好处：增加商务活动处理的敏捷性，对市场状况能做出更快的反 应，更好地为客户提供服务 2 ) 企业对企业的电子商务( b u s i n e s s t o _ b u s i n e s s ，b 2 b ) ，是指企业与企业之间 进行的电子商务活动例如，工商企业利用计算机网络向它的供应商进行采购， 或利用计算机网络进行付款等这一类电子商务，特别是企业通过私营的增殖计 算机网络( v a l u ea d d e dn e t 的r k ，v a n ) 采用电子数据交换方式所进行的商务活 动已存在多年从未来的发展看，b 2 b 将是电子商务的主流一方面企业之间 的交易个企业之间的商务合作是商业活动的主要内容另一方面企业目前所面临 的激烈竞争也需要电子商务来改善竞争条件，建立竞争优势目前b 2 b 的电子 商务模型主要有四种：在线商店模式、内联网模式、中介模式、专业服务模式 3 ) 企业内部电子商务，即企业内部之间通过企业内部网的方式处理与交换 商贸信息企业内部网是一种有效的商务工具，企业通过防火墙将自己的内部网 与i n t e r n e t 隔离，它可以用来自动处理商务操作及工作流，增强对重要系统和关 键数据的存取，共享经验，共同解决客户问题，并保持组织间的联系通过企业 内部的电子商务，可以给企业带来相应的好处如：增加商务活动处理的敏捷性、 对市场状况能更快地做出反应、给客户提供更好地服务等 本文假设零售商在传统市场的剩余货品不用退还给制造商而是可以自己在 电子市场上出售，是属于企业对消费者电子商务( b 2 c ) 1 3 2电子商务的发展及应用现状 ( 1 ) 电子商务的发展历程 随着技术的进步与时代的发展，电子商务经过了两个历程 1 9 6 0 年至约1 9 9 0 年，基于e d i ( e 1 e c t r o n i cd a t ai n t e r c h a n g e ) 的电子商 务 e d i 是将业务文件按照一个工人的标准从一台计算机传输到另一台计算机 上去的电子传输方法由于e d i 大大减少了纸张票据，因此人们也形象地称之 为“无纸交易”从技术上讲，e d i 包括硬件与软件两大部分硬件主要是计算 机网络，软件包括计算机软件和e d i 标准从硬件方面讲，9 0 年代之前的大多 数e d i 都是不通过互联网，而是通过租用的电脑线在专用网络上实现，这类专 5 第一章绪论 用的网络被称为v a n ( v ，a l u e a d d l en e t w o r k ，增殖网) ，这样做的目的主要是考虑 到安全问题 1 9 9 0 年以来，基于国际互联网( i n t e r n e t ) 的电子商务 由于使用v a n 的费用很高，仅大型企业才会使用，因此受到了基于e d i 的 电子商务应用范围的扩大但随着i n t e r n e t 安全性的日益提高，作为一个费 用更低，覆盖面更广，服务更好的系统，其已表现出替代v a n 而成为e d i 的硬件 载体的趋势，因此有人把通过t i n t e r n e 实现的e d i 直接叫做i n t e r n e t 2 0 世纪9 0 年代中期后，国际互联网迅速走向普及化，逐步走向企业和家庭，由 此电子商务正逐步在企业间得到广泛的运用 ( 2 ) 电子商务的发展与应用现状 从上世纪8 0 年代到今天，世界i n t e r n e t 的使用人数按曲线增长，到2 0 0 6 年，全球已有1 0 亿多人使用i n t e r n e t ，如此众多的使用者，为电子商务的广 泛应用奠定了良好的群众基础从全球来看，电子商务一诞生就以超常的速度发 展，销售额成倍增长1 9 9 4 年全球电子商务销售额仅为1 2 亿美元，1 9 9 8 年销 售额达5 0 0 亿美元，2 0 0 4 年更是猛增到9 0 0 0 亿多美元，比1 9 9 8 年增长了近2 0 倍。 我国电子商务正处在不断普及和发展时期，自上世纪9 0 年代初电子商务概 念在我国开始传播，据不完全统计，到2 0 0 5 年我国电子商务交易额达到7 4 0 0 亿 元，比上年增长5 0 0 6 年我国上网用户总数超过1 3 亿人，上网计算机近5 0 0 0 万 台，全国网站超过7 0 万个，电子商务的网络基础更加坚实目前，我国具有一 定影响力的b 2 c 购物网站已经得到了很大发展，销售的商品也几乎涉及人们生 活的各个方面 1 3 3 电子商务对供应链管理的影响 传统市场的本质特征，是生产者和消费者之间，存在一个物理空间上的中间 第三方一商场( 或其他卖场) ；而电子市场则不需要这么一个空间，可以直接利 用信息技术、互联网进行各种活动 电子商务的运用对供应链管理的影响有： 一是电子商务为供应链管理开辟了一个崭新的世界，它全面采用电脑和网络 支持企业及其客户之间的交易活动，包括产品销售、服务、支持等等 二是电子商务帮助企业拓展市场，拉近企业与客户之间的距离 6 第一章绪论 三是电子商务促进企业合作，建立企业与客户之间的业务流程的无缝集成 最终达到生产、采购、库存、销售以及财务和人力资源管理的全面集成，使物流、 信息流、资金流发挥最大效能，把理想的供应链动作变为现实 1 4 国内外研究现状及本文主要工作和创新点 1 4 1 供应链研究的领域 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，围绕供 应者和需求者之间的物流和资金流进行信息共享和经营协调，从而实现稳定、高 效、柔性的供求关系近年来，供应链管理问题引起了国内外学者的广泛关注， 对供应链的研究主要集中在供应链的建模、设计、分析、协调、管理、优化和重 组等方面供应链的协调主要包括供应商和制造商之间的协调，制造商和销售商 之间的协调以及供应商、制造商和销售商内部各种活动之间的协调，如制造企业 中的生产与库存的协调等供应链的优化主要包括：生产成本、服务水平、适应 性的权衡；决定工厂和仓库的数量、分布、能力等；供应商的选择，运输渠道和 方式的选择；决定原材料采购量、产量及运输安排；生产技术、生产方式等的选 择；库存管理等。总的来说对供应链的研究主要集中在以下8 个领域： 第一，集成化供应链【嘣 i 缁 为了成功地实施供应链管理，使其真正成为 有竞争力的武器，就应将企业内部以及供应链各节点企业之间的各种业务看作一 个整体功能过程，形成集成化供应链管理体系供应链的发展过程是一个不断集 成的过程，该集成过程一般要经过四个阶段；初始阶段，职能集成阶段，内部集 成阶段，外部集成阶段在完成以上四个阶段的集成以后，构成了一个网络化的 企业结构，从而实现对企业内外的动态控制和各种资源的集成和优化，力求达到 整个供应链全局的动态最优目标 第二，敏捷供应链i7 2 】1 8 l 】1 6 u 】2 0 世纪8 0 年代后期，美国提出了敏捷制造 的概念，强调基于互联网的信息开发，共享和集成。敏捷制造和供应链管理的概 念都是把企业资源的范畴从单个企业扩大到整个社会，使企业之间为了共同的市 场利益而结成战略联盟，借助敏捷制造的战略实施，供应链管理也得到越来越多 人的重视，成为当代国际上最有影响力的一种企业运作模式 第三， 绿色供应链【o l 】【内】新的环境时代对全球范围内制造的生产型企业 提出了一个新的挑战，即如何使工业生产和环境保护能够共同协调发展由于公 7 第一章绪论 众，法规及环境标准的压力，企业必须重新调整供应链流程，把环境问题融于整 个供应链的过程。绿色供应链管理是企业有效的环境管理方法，为了实现绿色供 应链管理的概念，把绿色管理作为企业文化，渗透到企业的各个环节，同时在企 业的产品设计，材料选择中加强绿色管理，既减少成本，又达到环境标准，实现 可持续发展 第四，供应链的设计【o 川b 设计和运行一个有效的供应链对于每个企业 都是至关重要的，f i s h e r 认为供应链的设计要以产品为中心，必须设计出与产 品特征一致的供应链，及产品的供应链设计策略不同的产品类型对供应链设计 有不同的要求，有效性供应链流程设计适应于低边际利润，有稳定需求的功能型 产品；反映性供应链流程设计使用于边际利润高，需求不稳定的革新型产品 第五，供应链伙伴选择【叱】l 似】供应链管理是通过供应链上成员之间的合 作和能力的协同来有效地实现各种资源的集成与优化利用合作伙伴关系是供应 链管理研究中的一个重要部分，供应链的伙伴选择涉及到诸多因素如产品质量价 格、交货提前期、加工能力、运输距离、企业信誉、批量柔性、技术实力、资金 状况等大多数关于供应商选择的研究在本质上是定性的或实证的，考虑经济上 的重要性，定量分析就非常适用目前，供应商选择的方法主要分成三类：线性 加权方法、数学规划方法、概率统计方法 第六，供应链库存【2 8 1 【2 1 【1 3 1 【14 1 供应链库存管理技术主要包括v m i 供应 商管理库存，j m i 联合库存管理以及j p f r 协同规划，预测和补给v m i 是以 供应链上的合作伙伴获得最低成本为目的，在一个共同的协议下，由供应商设立 库存，确定库存水平和补给策略，拥有库存控制权，该方法体现了供应链的集成 化管理思想j m i 是一种基于协调中心，共同制定库存计划，可消除供应链上 的需求变异和放大现象j p f r 是一种协同式的供应链库存管理技术，它能同时 降低销售商的存货量，增加供应商的销售量，其最大优势是能及时准确地预测由 各项促销措施或异常变化带来的销售高峰和波动，从而使销售商和供应商都能做 好充分的准备，赢得主动 第七，供应链信息技术 7 】【4 l 】【48 1 信息共享是实现供应链管理的基础，有 效的供应链管理离不开信息技术系统提供有效的支持信息技术在供应链管理中 的应用主要包括：基于e d i 、基于i n t e r n e t 、基于电子商务的供应链管理信息 技术支持体系信息技术的应用可以有效的推动供应链管理的发展，它可以节省 时间，提高企业信息交换的准确性，减少了工作中人为的错误，从而提高了供应 8 第一章绪论 链管理的运行效率 第八，供应链建模【心】研究供应链建模技术，建立相应的供应链模型对于 供应链管理中的各项分析和决策活动是非常必要的目前供应链建模技术主要包 括：网络设计法，近似设计法，基于仿真的方法网络设计方法一般使用整数规 划或混合整数规划来描述和求解问题模型，建立的模型可以覆盖供应链管理中的 所有决策领域，但对于规模较大的模型存在着求解困难的问题，另外模型考虑随 机因素的能力也非常有限近似方法主要应用于供应链多级问题，研究在考虑多 级情况下建立库存控制策略及确定控制参数，该方法在降低库存，提高用户水平 等方面相当重要，但它忽略了非平稳随机因素的存在，忽视了生产和运输问题， 基于仿真的方法可用于分析全面的供应链模型，由于不存在数学求解上的问题， 因此建立的模型可以考虑各种复杂因素，包括结构上和参数上的随机性，比较适 于评价现有的策略 在国外m a n a g e m e n ts c i e n c e ，i i en a n s a c t i o n s 等杂志已专门开辟了供应链 管理的研究专栏，美国管理学家s t e v e n s f 】在1 9 8 9 年提出供应链管理是一种集 成的思想，包括企业内部集成和企业外部集成也有人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管理模式p h i l i p 4 u 】提出供应链中战略伙伴关系是非 常重要的，通过建立战略伙伴关系，可以与重要的供应商和用户更有效的开展工 作这种合作伙伴关系强调与尽可能少的供应商合作，对合作伙伴的选择是分步 骤、考虑多种因素的综合评价过程，并保证合作的有效性x u p 到结合博弈论 和决策论提出供应链中多伙伴竞争时，分析决策者合理行为的一般框架，再用该 框架对两伙伴竞争的合理行为建模，并给出合作供应链合作程度的概念，考察典 型决策情况下合作程度与供应链决策者主观因素的关系 供应链管理的概念引入国内已有近十年的时间1 9 9 8 年后在有关物流、计 算机集成制造及工业工程与管理的会议上对供应链管理的研讨逐渐增多清华大 学、浙江大学、上海交通大学、华中科技大学都把供应链管理纳入了8 6 3 c i m s 的研究主题中进行研究国内关于供应链管理的著作有：马士华等人的供应链 管理、宋远方的供应链管理与信息技术、盛宇华等人的供应链管理及虚 拟产业链等都比较系统的介绍了供应链和供应链管理概论此外关于供应链企 业关系的研究论文也很多国内的系统工程学报，管理科学学报等也刊 登了很多供应链管理方面的文章1 5 ，5 】挪】 9 第一章绪论 1 4 2 基于电子商务的供应链可退货问题研究 近年来，随着电子商务的迅猛发展，电子市场交易已经逐渐成为企业经营不 可忽视的一个重要因素在允许退货的条件下，供应商向零售商提供适当的回购 价格，可以有效地鼓励零售商采用激进的库存和销售价格，从而达到”双赢”目 的尤其是在电子市场环境下，由于i n t e 姐e t 的全球开放性，一些区域性滞销的 产品在全球的范围内仍有一定的需求，因此，电子市场可以更好的解决供应链渠 道中的退货问题【”】 国内外学者对供应链渠道协调中退货问题作了广泛的研究 p a s t e r n a c k 引】 第一个利用退货策略对渠道协调进行定量分析，假定市场需求是不确定的且零售 价格是由市场决定的，研究了单一阶段、单一制造商和单一零售商的供应链报童 问题，提出了有效的批发价格和退货价格e m m o n s 等f 】考虑了价格与需求 不确定性之间的相互作用，研究了退货策略对制造商和零售商的渠道定价和库存 决策所起的重要作用s h i 等【们 从供应链渠道协调的角度，结合数量折扣模 型考虑了退货策略对零售商和制造商收益的影响t s a n 等【4 oj 研究了在线市场 条件下的退货策略，并模拟实验研究在线市场对供应链的影响同时，国内的许 多学者也对退货策略进行了研究姚忠【弱 从制造商的角度探讨了退货策略问 题，假定随机需求采用乘法形式的价格依赖模型，建立了制造商和零售商以各自 利润最大化为目的的s t a c k e l b e r g 对策模型黄祖庆等【0 4 l 假定退回物品经过处 理后仍可以以原价卖出，提出了一个最优定货模型和求解算法，并用数值算例讨 论分析了不同退货率、库存成本和缺货损失对销售商的最优定货量和期望收益的 影响鲁其辉等【儿1 研究了补偿策略在快速反应的供应链系统中的影响，并对系 统p a r e t o 最优提高进行了灵敏度分析 在电子商务和供应链结合的方面，杨玉林、黄小原等【础 概括了电子市场的 定义和电子商务的优势，阐述了基于电子商务的供应链管理与传统的供应链管理 的关系及其优势，总结了电子市场在供应链管理中的作用晏妮娜等 驯 提出了 一种基于电子市场的供应链退货问题的系统框架和模型黄小原、管曙荣、晏妮 娜等| b 翻分析了在线市场的协调策略和供应链合同策略问题，如回购退货协调、 远期和现货合同协调等问题 1 4 3 模糊环境下的供应链管理 在供应链管理领域中存在着各种不确定性，在产品生产周期越来越短，新产 1 0 第一章绪论 品层出不穷，需求波动越来越大的今天，通过专家经验的判断，高级管理人才的 直觉来对企业进行管理，对供给和需求进行预测，对成本进行估计更加的合理以 及有效 模糊理论在解决不确定性上起着重要的作用近年来模糊理论已经得到了长 足进展，几乎渗透到现实生活的各个领域l i u 【“】给出了完善模糊理论的公理 体系，即可信性理论所提到的期望值模型和机会约束模型在解决带有模糊变量 的优化问题时起着重要的作用g a o 和l i u 【均】同时把此类模型推广到带有模糊 参数的双层规划问题近年来，用模糊理论分析供应链的各种问题已成为研究的 热点领域p e t r o v i c 【甜胪切较早的提出了供应链上决策的模糊问题，运用模糊理 论对供应链进行建模和对模型进行模拟，解决了供应链上最优库存、最佳定购、 最佳整体绩效评价等问题 i l a r i ag i a n n o c c a r o 1 b 用模糊理论研究多级供应链 的库存模型，其中市场需求和库存成本被看作模糊数k u m a r 【趵la m i di l 】运用 模糊规划解决供应链上供应方选择的多目标问题l i n 【列】用模糊决策解决供应 链上最优战略联盟的问题、v a n g 【4 切运用模糊决策理论解决供应链上的不确定 性问题，并且提出了相应的库存策略x i ep 上】在模糊需求的环境下，提出利用 启发式方法解决双层供应链的控制问题，以达到供应链整体的最优运作w a n g f 川 将可能性理论运用到新产品供应链的设计问题，并基于模型对供应链进行整 体绩效评价 1 4 4 本文主要工作和创新点 本文主要利用模糊理论，供应链管理和电子商务等知识对存在电子市场条件 下的供应链可退货问题进行了研究提出了一个新的应用电子市场解决供应链 渠道中的退货问题的分析框架和模型，即制造商可以委托零售商直接在电子市场 ( 二级市场) 上出售传统区域性市场尚未出售的剩余退货特别值得提出的是，本 文假设的基点是，电子市场和传统市场的需求量都是模糊变量，而不是通常研究 所认为的随机变量结构安排如下： 第一章，给出了问题研究的背景和意义，介绍了供应链管理、电子商务等相 关基础知识，并且分析了国内外现阶段相关领域的研究情况 第二章，主要介绍了本文所用到的模糊变量的基本理论知识，包括模糊变量 定义，其期望值的定义和方差的定义等等 第三章，给出了文章后面求解模型时所用到的相关算法基础知识，包括神经 第一章绪论 网络和粒子群算法等 第四章，结合传统市场的情况，分析了存在电子市场下的供应链可退货问 题，研究了传统市场和电子市场需求均是模糊变量时的供应链可退货问题，分别 建立了模糊环境下基于电子市场的供应链可退货问题期望值最大模型和效用值 最大模型，并且利用混合智能算法进行求解 本文的创新点主要有以下两点： ( 1 ) 本文不仅在成本收入中考虑了缺货损失，更重要的是提出了一种新的利 用电子市场处理传统市场的剩余退货的方法，即制造商允许零售商直接在电子市 场上头出售剩余退货，而不必退还给制造商后再由制造商在线销售这种新的电 子市场环境下允许退货的供应链结构框架，不仅能更好的把握市场商机，大大降 低时间成本和再加工费用，还能减少不必要的运输成本和商品在退货、运输过程 中的各项损失，该方式对制造商和零售商均有利 ( 2 ) 传统研究通常把需求量假设为随机变量，和通常的研究不同的是，本论 文假设传统市场和电子市场的需求都是模糊变量，在这种假设下建立模型并用算 法求解模型 1 2 第二章模糊变量和模糊模拟技术 2 1 模糊变量及其期望值 2 1 1 模糊变量 在经典集合论中，论域u 上的一个普通集合a 定义为u 中某些元素z 组 成的群体每个元素或者属于集合a ，或者不属于集合a 然而在很多情形下这 种隶属关系并不是明确的例如， “强壮”、 “著名”、“年轻”等等，这些概念 所表达的含义并不是具体、明确的在这种情况下，经典集合论并不适用为了 处理这类问题，首先引入模糊集的概念 定义2 1 ( z a d e hf 5 5 1 ) 设u 为论域五为u 的一个子集，对任意元素z c 厂， 函数 心：u _ o ，1 指定了一个值p a ( z ) o ，1 与之对应弘五( z ) 在元素z 处的值反映了元素z 属 于a 的程度称集合a 为模糊子集，而p 五( z ) 称为a 的隶属函数 按如上定义， p 五( z ) 的值越大，元素z 属于a 的程度也就越高 当前，模糊集理论发展很快，模糊技术几乎渗透到了所有领域自k a u f m a n n 【鹊】 首先提出了模糊变量的概念之后，1 9 7 8 年，z a d e hp 0 1 提出可能性测度由于 可能性测度不具备自对偶性，而在理论上和实际应用中我们更需要一个满足自对 偶性的测度，于是，2 0 0 2 年，l i u 和l i u 【甜 提出了一个满足自对偶性的测度 一可信性测度 令e 是一非空集合，p ( e ) 是e 的幂集p ( e ) 中的每一个元素都称作为 一个事件为了给出可信性测度的公理性定义，我们需要给出每个事件a 一个数 值c r a ) 来表示a 将要发生的可信性为了使c r a - 具有特定的数学性质， l i 和l i up 剑给出了下列五个公理； 公理1c r e ) = 1 ； 公理2c r 是一个递增函数，当acb 时，有c r a 】c r b ) ； 公理3c r 具有自对僭l 生，即对任意a p ( e ) ，有c r a ) + c r a 。) = 1 ； 1 3 第二章 模糊变量和模糊模拟技术 公理4 对任意a ，若c r a o 5 ，则c r u a ) 八o 5 = s 叩l c r a ) ； 公理5 如果e k 是非空集合，其上定义的c r 七 ) ，七= 1 ，2 ，凡，满足前四条公 理，并且e = e 1 e 2 e 。，则对于任意( 目l ，如，如) e ，有： c r ( p 1 ，如，钆) ) = c r l p 1 】八c r 2 p 2 ) 八八c r 。 靠) 定义2 1 ( l i ua n dl i u 【3 3 】) 集合的函数c r 如果满足公理1 4 ，则称为可信性测 度 定义2 2 设是定义在从可信性空间( e ，p ( e ) ，c r ) 到实数集的函数，那么称 是模糊变量 例2 1 令e = p l ，如) c r 口1 ) = c r ( 口2 ) = o 5 那么( e ，p ( e ) ，c r ) 是一个可信 性空间，函数定义如下： 卯，= 兰 则是一个模糊变量 2 1 2 模糊变量的隶属函数 定义2 2 令是定义在可信性空间( e ，p ( e ) ，c r ) 上的一个模糊变量，那么从它 的可信性测度得到的函数 p ( z ) = ( 2 c r = 。) 八1 ，z r 称为的隶属函数 一些特殊的模糊变量及其隶属函数： 区间 口，6 上的等可能性模糊变量，其隶属函数为： ， 础，= r 嘉9 1 4 第二章模糊变量和模糊模拟技术 数为 三角模糊变量由清晰数构成一个三元组( o ，6 ，c ) ，o 6 c 表示，其隶属函 p ( z ) = # 竺，若o 茁 6 了一，佃u ：山u o n = ，若6 z c d c l o ，其它 推论2 1 令是一个模糊变量，其隶属度函数为p ，则对任意实数集合b ，有 c 咏b ) = 三( 骝出) + 1 一恶出) ) 由上面定理可得，模糊事件 z ) 和 z ) 的可信性分别为： c r z ) = 去( s u p p ( 可) 十1 一s u p p ( 可) ) ，v z r c r z ) = 妄( s u p p ( ) + 1 一s u p p ( y ) ) ，比r 例2 2 三角模糊变量由清晰数构成一个三元组( n ，6 ，c ) ，o 6 c 表示，其隶属 函数为 f 篙，若。z 6 p ( z ) = 由可信性定义，我们容易推出 c r z ) = ，若b zsc 其它， o ，若z o z 一0 2 ( 6 一o ) o 一2 b + c 2 ( c 一6 ) 若n z 6 若6 z c 1 ，若z c 2 1 3 模糊变量的期望 期望值在概率论中具有十分重要的作用对于模糊变量来说，有很多方式来定 义其期望如d u b o i s 和p r a d e f 8 ，h e i l p e r n f 2 1 1 ，c a m p o s 和g o n z a l e z 4 】) g o n z a l e z 【1 7 】 1 5 c c 二一 z 一6 仉 第二章模糊变量和模糊模拟技术 和y a g e r 【5 3 1 【54 1 关于模糊变量的期望值，最一般和广泛的定义由l i u 和l i u f 3 3 】 提出这个定义不仅适用于连续型模糊变量而且适用于离散型模糊变量 关于模糊变量的期望值， l i u 和l i u l 3 3 】定义为一个纯量值 定义2 3 ( l i u 和l i u f 3 3 ) 设为定义在可信性空间( e ，p ( e ) ，c r ) 上的模糊变 量称 ，+ o 。，0 e 翻= c r 7 d r 一 c r r ) d 7 为模糊