零售业的协同补货库存管理模型研究

零售业的协同补货库存管理模型研究硕士学位论文零售业的协同补货库存管理模型研究RESEARCHONMODELSOFCOLLABORATIVEREPLENISHMENTINRETAILTRADE王梦雅哈尔滨工业大学2011年6月国内图书分类号F2534学校代码10213国际图书分类号6583密级公开管理学硕士学位论文零售业的协同补货库存管理模型研究硕士研究生王梦雅导师吴隽教授申请学位管理学硕士学科企业管理所在单位管理学院答辩日期2011年6月授予学位单位哈尔滨工业大学CLASSIFIEDINDEXF2534U7C6583DISSERTATIONFORTHEMASTERDEGREEINMANAGEMENTRESEARCHONMODELSOFCOLLABORATIVEREPLENISHMENTINRETAILTRADECANDIDATEWANGMENGYASUPERVISORPROFWUJUNACADEMICDEGREEAPPLIEDFORMASTEROFMANAGEMENTENTERPRISEMANAGEMENTSPECIALITYSCHOOLOFMANAGEMENTAFFILIATIONDATEOFDEFENCEJUNE,2011DEGREECONFERRINGINSTITUTIONHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGY哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文摘要在经济和技术不断发展的当今社会，零售企业仅仅依靠自身的能力难以应对日益激烈的市场竞争，因此，零售企业的竞争更多的是整个供应链系统的竞争。库存管理是零售企业管理的重要方面，为了提高竞争优势，供应链节点企业应当进行协作，共享信息，提高需求预测能力，制定最优的库存管理策略。关于库存管理的策略有很多，较为先进的包括供应商管理库存、联合库存管理以及协同式库存管理理论。而本文主要借鉴协同式库存管理理论的基本思想，在协同规划和协同预测的基础之上，对协同补货模型进行研究。本文首先对库存管理的研究现状进行阐述和总结，重点说明了几种库存管理理论的核心理念、运作模式以及它们的优点和不足之处。其中，主要介绍了协同库存管理理论（CPFR）的产生、特点和理论模型等。随后，对零售业库存管理现状进行了概括和总结，包括零售企业库存管理的特点及其对零售企业的重要作用，说明了目前零售企业库存管理存在的普遍问题。其次，以CPFR理论为依据，以协同规划和协同预测为基础，针对协同补货模块，构建协同补货量和协同补货期模型，利用算例初步说明了协同补货模型能够降低供应链库存管理总成本。最后，利用MATLAB软件对模型进行仿真分析，观察协同补货前后供应链总成本的变化情况，进一步验证了模型在节约库存费用方面的作用。本文以CPFR理论为基础，构建协同补货模型，一方面是对于CPFR理论的丰富和完善，对于这一新兴理论的发展具有推动作用；另一方面为供应链内的节点企业提供了一个补货的理论模型，该模型可以有效降低供应链库存成本，从而提高供应链收益。因而，本文不但具有一定的学术意义，也对库存管理实践有一定的指导意义。关键词零售企业；协同式库存管理；协同补货；仿真I哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文ABSTRACTINMODERNSOCIETY,WITHTHEDEVELOPMENTOFECONOMICSANDTECHNOLOGY,RETAILERSCOULDNTCOPEWITHTHEINCREASINGLYFIERCEMARKETCOMPETITIONBYTHEMSELVESSO,INFACT,THECOMPETITIONBETWEENRETAILERSISTHECOMPETITIONBETWEENSUPPLYCHAINSINVENTORYMANAGEMENTISANIMPORTANTPARTFORRETAILERSTHEYSHOULDWORKTOGETHERANDSHAREINFORMATIONTOIMPROVETHEABILITYOFDEMANDFORECASTINGTHENTHEYCANMAKETHEBESTINVENTORYSTRATEGYANDGETMORECOMPETITIVEADVANTAGESTHEREAREMANYTHEORIESABOUTINVENTORYMANAGEMENT,INCLUDINGVENDORMANAGEDINVENTORY,JOINTLYMANAGEDINVENTORYANDCOLLABORATIVEPLANNINGFORECASTINGANDREPLENISHMENTCPFRTHISPAPERTAKESTHEADVANTAGEOFCPFRTOMAKERESEARCHONCOLLABORATIVEREPLENISHMENTBASEDONCOLLABORATIVEPLANNINGANDFORECASTINGATFIRST,THEPAPERSUMMARIZESTHESTATUSOFRESEARCHESONINVENTORYMANAGEMENTANDFOCUSESONTHECORECONCEPT,OPERATIONMODE,ADVANTAGESANDDISADVANTAGESOFTHETHEORIESINTHEINTRODUCTION,THEPAPERPUTSEMPHASISONTHEORIGIN,CHARACTERSANDTHETHEORETICALMODELOFCPFRTHENTHEPAPERSHOWSTHESTATUSOFINVENTORYMANAGEMENTOFRETAILERS,INCLUDINGTHECHARACTERSOFIT,THESIGNIFICANCEOFITANDTHECOMMONDISADVANTAGESOFITSECOND,THISPAPERRELIESONTHECORECONCEPTOFCPFRTODORESEARCHONCOLLABORATIVEREPLENISHMENTITFORMSTHEMODELSOFCOLLABORATIVEQUANTITYOFREPLENISHMENTANDCOLLABORATIVETIMEOFREPLENISHMENTBASEDONCOLLABORATIVEPLANNINGANDFORECASTINGTHENSOMESIMPLEEXAMPLESAREUSEDTOPROVETHEFUNCTIONOFTHEMODELSFINALLY,THEPAPERCARRIESOUTSIMULATIONBYMATLABTOFINDOUTCHANGESOFTHEINVENTORYCOSTOFSUPPLYCHAINBEFOREANDAFTERTHEMODELSBEINGUSEDTHEREFORETHEFUNCTIONOFTHEMODELSTOREDUCETHEINVENTORYCOSTPROVEDTOBERIGHTTHEPAPERDESIGNSMODELSOFCOLLABORATIVEREPLENISHMENTBASEDONTHETHEORYOFCPFRONONEHAND,ITMAKESTHETHEORYMORECOMPREHENSIVEANDPLAYSANIMPORTANTROLEINTHEDEVELOPMENTOFTHETHEORYONTHEOTHERHAND,ITFORMSMODELSOFREPLENISHMENTFORCORPORATIONSINTHESUPPLYCHAINWHICHCANREDUCETHEINVENTORYCOSTANDINCREASETHEREVENUEOFTHESUPPLYCHAININTHISCONDITION,THEPAPERHASBIGSIGNIFICANCEFORBOTHTHEORETICALRESEARCHANDMANAGEMENTPRACTICEKEYWORDSRETAILERS,CPFR,COLLABORATIVEREPLENISHMENT,SIMULATIONII哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文目录摘要IABSTRACTII第1章绪论111研究的背景及其意义1111研究背景1112研究意义212国内外相关研究现状3121国外库存管理理论研究现状3122国内库存管理理论研究现状5123CPFR的研究现状613研究的主要内容和方法7131研究的主要内容7132研究思路8133研究方法8第2章库存管理的相关理论1021传统库存管理方法10211ABC分类法10212经济批量法11213定量订货法11214定期订货法1322供应商管理库存1423联合库存管理1624协同式供应链库存管理17241CPFR基本介绍17242CPFR理论模型1825本章小结19第3章零售业库存管理的现状分析2031零售业概述20311零售业的概念及其特点20312零售业的业态20III哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文32零售业库存管理的现状分析21321零售业库存的重要意义及特点21322零售业库存管理现状2233零售业库存管理方法比较2434本章小结25第4章零售业协同补货库存管理模型的构建2641零售业协同补货量库存管理模型26411模型的前提和假设26412模型参数的定义27413模型的建立28414模型的算例验证3042零售业协同补货期库存管理模型35421模型的前提和假设35422模型参数的含义35423模型的建立36424模型的算例验证3743本章小结38第5章协同补货库存管理模型仿真分析3951模型仿真的基本设定3952协同补货量库存管理模型仿真分析39521需求变动的协同补货量模型仿真分析39522服务水平变动的协同补货量模型仿真分析43523仿真结论分析4753协同补货期库存管理模型仿真分析47531需求变动的协同补货期模型仿真分析47532仿真结论分析5054协同补货库存管理的建议5155本章小结52结论53参考文献55攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果58哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明59致谢60IV哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文第1章绪论11研究的背景及其意义111研究背景零售业在经济发展的过程中，一直占据着非常重要的地位，而在各方面不断发展的当今社会，零售业更是发展迅猛。目前，我国已经加入世贸组织，有许多实力强大的零售企业进入我国市场，因此，中国零售业在不断发展的同时，也面临着一系列挑战。正是由于不断加剧的市场竞争和消费者需求的进一步多变化，再加上先进的信息技术作为支撑，零售企业越来越意识到仅仅依靠单个企业自身的实力来迎接挑战是不足以取胜的，要在市场中获得优势，就必须寻求战略伙伴，互相协作才能抵御竞争。由此，在零售业中，逐渐由单个企业的竞争转变为整条供应链的竞争。为了赢得竞争，零售企业要提高自身各方面的经营水平，而其中库存管理就是一项相当重要但又困难的管理技术。在理想的情况下，若是零售企业自身能够对市场上的产品需求做出较为准确的预测和判断，同时能够找到能够按时高质量供货的供应商企业，那么该企业就可以仅仅储存少量产品，甚至是不储存产品以大大降低库存成本。但是实际情况并没有这么理想。首先，产品的需求受到各种因素的影响，多变并且十分复杂，难以对其做出精确的评估和预测，所以若企业要满足顾客需求，提高服务水平，必须保有一定数量的产品。并且对需求的预测偏差越大，要储备的产品就越多。其次，企业很难找到真正可靠的上游供应企业，双方利益点不同，难以真正的相互信任，共同合作。因而若是企业有需要时却无法及时获得供货，无疑就需要进一步提高库存水平。由于上述两方面因素的影响，会给库存管理带来两方面的压力当零售企业对需求的预测大于市场上产品的实际需求时，会造成库存的积压；而当产品的需求大于企业的预测时，则会产生库存的短缺。一方面，当产生存货的积压时，会给企业带来各方面的损失，比如存储费用的增加，库存产品的变质损失以及多余产品的处置损失等等。另一方面，当产生存货的短缺时，就会造成供不应求、无法满足顾客要求的情形，使企业的服务水平大打折扣，给企业同时带来有形和无形损失。可以看出，是否能合理的管理库存，会给零售业企业的效益及其发展产生巨大的影响。对于库存的管理，一方面针对需求预测的不准确性，为了防止产品的短缺，1哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文企业需要备有一定的安全库存来保证能够及时地满足顾客的需求，从而使企业的销售环节能够不间断地开展，提高服务水平。另一方面，为了降低库存管理的成本，包括降低存货占用的资金以及产品的储存费用和维护费用等，企业所持有的库存水平要尽可能的合理化。因而，库存管理无非是要完成两方面的目标，一是要能够满足市场的需求，二是要努力降低库存管理的成本。因此，良好的库存管理即是要在满足市场需求和降低库存管理成本之间需求一个最佳平衡点。由于不断加剧的市场竞争，对需求预测的不准确性以及供应链节点企业间的利益冲突等因素，仅依靠单个企业的能力是难以实现库存管理的目标的。因此，零售企业逐渐改变战略，在供应链中寻求合作伙伴，建立一个能够充分信任、协作发展的合作机制，共同对库存管理策略进行规划和执行，致力于满足顾客需求的同时又使供应链库存成本最小。在理论发展方面，这些年来，新的库存管理理论层出不穷并不断发展和完善。近年来采用的比较多、应用的比较广泛的主要是供应商管理库存与联合管理库存两种理论方法。而在总结了这两种理论的优缺点后，上世纪末，由沃尔玛首先推动了CFAR（COLLABORATIVEFORECASTANDREPLENISHMENT）理论的应用，它是一个不断补货的库存管理系统，其利用网络技术使供应链上游和下游企业间互相合作，对产品的需求进行协同预测并协同补货。后来，这一理论又逐步发展为CPFR协同式库存管理理论，目前较为先进的库存管理理论即是CPFR理论，并且仍在不断研究和发展中。零售业的库存管理是有着鲜明的特点的。零售业经营的产品数量多，品种杂，产品的需求量大，补货频繁。在国外，特别是经济较为发达的国家，零售业发展的较为完善，因而相对的其库存管理也有采用较为先进的理论和手段。而在中国，相对来说零售业并不算发达，库存管理也相对落后，更多的是采用较为传统的方法。根据自己所掌握的信息，对市场做出大致判断，从而确定补货的时间和数量，并且无论时间和数量都是不确定的。因此，面对零售业越来越激烈的竞争环境，中国的零售企业需要借鉴先进的库存管理理论和方法，结合自身的具体情况，提高库存管理水平。本文主要借鉴CPFR的管理思想和方法，结合国内零售业的特点，将协同计划和协同预测作为基础，建立协同补货的模型并对其进行论证，以期能够运在实践中发挥作用，从而使国内零售业库存管理水平能够有所提高，并逐步提升零售业企业的竞争力。112研究意义本文主要借鉴CPFR的思想，基于供应链节点企业间互相合作，协同规划2哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文和预测，建立协同补货模型，并对其进行仿真分析，进一步论证模型作用，本文对零售业库存管理有着一定的意义。（1）对CPFR这一理论的研究和发展有着一定的意义。CPFR作为一种较新的库存管理理论方法，其主要思想是供应链企业建立合作机制，以信息技术为支撑，共同对库存管理进行规划和补货，以期能够合理控制库存。目前，这一理论仍在不断发展和实践的过程中，本文针对协同补货这一模块建立模型，并通过仿真对其进行分析验证，对这一理论的发展有一定的促进作用。（2）构建补货的理论模型。库存管理对于零售企业至关重要同时也具有很大的难度，如何克服需求预测的不准确性以及节点企业之间的利益冲突，以最优方式管理库存是零售企业面临的考验之一。而本文以如何使各节点企业能够协同管理库存为目标，根据CPFR的核心思想就补货这一库存管理过程，构建协同补货量和协同补货期模型，并采用MATLAB软件进行仿真以对模型进行进一步的论证，以期能够在实践中进行应用。（3）通过对借鉴CPFR思想，建立协同补货模型，可以使节点企业合理的管理自身的库存水平，降低供应链库存管理成本，提高企业服务水平，提升企业市场竞争力。越来越多的零售企业正在致力于降低成本，而降低库存管理成本就是控制成本中的重要一项。本文建立的协同补货模型能够使节点企业保持合理的库存水平，既能够满足产品的市场需求，又能够降低供应链的库存管理成本，增加收益。12国内外相关研究现状121国外库存管理理论研究现状对于库存管理理论，国外的研究起步较早，也比较深入。在1915年出现了最早的一个有标志性意义的研究，是哈利斯针对库存管理开展了探讨，构建了定量的数学模型，为随后的模型研究奠定了基础。哈利斯通过构建模型而后求解订货批量的最优值，形成了经济订货批量模型ECONOMICORDERQUANTITY,1EOQ。但是这一模型的约束条件比较多，随后学者们逐渐放松约束条件对模型进行研究。特别是针对需求这一约束条件，DONALDSON在需求是线性的前提下，对经济批量模型进行优化；而WEISS致力于建立一个随时间变化的需求函数，从而得出最优的补货规划。上世纪末，一些学者又以经济批量模型为基础，构建了一些有针对性的模型，比如JAMAL和SARKER针对容易发生贬值的存货构建管理模型，RAMASESH以生产系统为对象，建立了最优补货量以及最优生产量的模型等。但是，这些早3哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文期的模型都是以企业相互独立的进行库存控制为前提，缺乏协作。然而在提出了供应链思想后，对模型的研究开始加入一定的协同思想，开始以多级库存管理为目标进行库存的控制。比如GRAY提出了供应商和客户最优补货批量之间的关系模型，GOYAL根据供需双方是否联合决策建立相应的模型等。然而这些模型中仍然缺乏对节点企业之间的协调，协作很有限。随着对供应链研究的进一步深化，近年来出现了很多以供应链协同为核心思想的先进库存管理理论。VMI供应商管理库存VENDORMANAGEDINVENTORY是供应商在取得客户信任的条件下，对库存的储存量和补货策略进行决策的管理模式。它的主要思想是把以最小的成本获得所需要的商品作为优化目标，由客户和供应商进行协作，建立合作机制，由供应商对自身和客户的库存进行管理，并根据这一目标2和机制建立一个能够不断优化的管理系统。这一方法是符合激烈市场竞争的，在不断激化的竞争中，要获得竞争优势就需要强强联合。这个策略使供应链企业联合起来，相互合作，优势互补，能更好的发挥节点企业的优势，满足市场需求，实现共同发展。JMI联合管理库存JOINTMANAGEDINVENTORY以满足顾客需求作为目标，3由供应链中的每个企业都参与进来，建立互相信任的战略关系。它主要强调根据实际情况以及相互之间合作的协调性，协同制定库存管理规划。由于在供应链中，从下游到上游，对需求的预测存在着逐渐放大的效应，而共同预测和决策可以最大程度使得各企业对产品的需求一致化，避免这种需求逐渐放大的效应。可以看出不管是VMI还是JMI都不是从单个企业的角度出发进行库存管理，都是从供应链内部的合作而执行的管理方法，多级库存优化也是从全面的角度进行管理的方法。其是相对于单级库存控制而言的，具体有两种方式，一种是在信息充分共享的情况下各个节点自行决定策略，而信息充分共享难以实现，因此很难达到最优化的目标；另一种是建立一个中心，由中心收集各方面信息，做出统一的决策来执行库存管理，但调配的难度会有所增加。多级库存4控制有多种方式如并行和串行配置等等。JIT准时制JUSTINTIME是从日本企业发展而来的，是一种最大程度消除库存积压的管理模式。上世纪后半期，市场需求多变且复杂，为了既满足顾客需求又减少存货积压，准时制应运而生。它是一种以较短的生产周期和较小的生产批量生产多种产品的策略，具体是根据产品的需求，生产正确数量和品5种的产品，在正确的时间和地点将产品送达的方法。它最大程度的解决了积压的问题，提高了库存控制的效率，降低了各种资源的浪费。4哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文CPFR协同式供应链库存管理（COLLABORATIVEPLANNINGFORECASTINGANDREPLENISHMENT）是由联合计划、联合预测和联合补货三大具体的模块组成，包括九个业务流程，它能够克服前期理论中不足之处，是一个在不断发展和完善中的新兴理论。它能够应对突发问题、应对突然的需求变异，能够针对促销这类销售手段协调库存，能够使节点企业在生产、采购等计划方面加强协作，同6时能够通过共同规划和信息共享做出一致的需求预测。122国内库存管理理论研究现状对于库存控制的理论而言，与国外相比，我国国内的研究起步的比较晚，研究的内容并不广泛，所涉及的深度也不够深入。总的来说，包括系统集成、节点企业间的协作、多级系统库存管理以及简单的二级系统库存管理等等。牟德一和陈秋双于2003年在系统工程中发表文章针对二级系统提出了库存控制的方法。他们针对这一系统，以整个供应链系统库存管理成本最小为7优化目标，构建了数学模型并通过数学计算求得最优解。郜振廷对国内库存管理理论的研究有着巨大的贡献，随着研究的深入，他提出了许多新思想，比如塘坝效应理论等，并且他敢于对资深专家的理论提出质疑，比如其对需求放大效应提出反定律，说明在一定情况下也会存在需求缩小效应。同时，他针对海尔公司的物流发展，于2003年出版了关于海尔物流模式的书籍，对海尔公司8的物流和库存做了各种分析和归纳。上世纪末，黄培清和揭晖在文章供应链库存管理的几项措施中，针对库存控制提出了一些策略。他们为了应对需求的多变性所带来的问题，为库存管理提供了一系列手段，以加强供应链系统中的信息共享，增加各种激励机制和措施，协调组织间的配合，提高库存管理9效率。我国著名供应链专家马士华在其2000年出版的专著供应链管理中，除了介绍供应链管理中的基本问题，也对库存控制问题进行了阐述和分析，同时对当今先进的库存管理方法，如VMI和JMI等进行了对比分析。除了理论分析外，他还与徐贤浩根据多级系统的库存控制理论，构建了关于供应链网络的理论模型，并通过EOQ（经济批量）模型的基本原理求得了订货批量及其周期1011的最优解。由于要达到良好的库存管理水平，需要多方面的共同配合，才能够以最快的速度满足客户多样化的需求，同时降低供应链库存管理的费用。通过上述国内外研究现状的归纳和总结，虽然在库存控制方面有很多先进的理论和相关模型，但是在实践中的应用还存在着一些障碍。5哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文123CPFR的研究现状对于CPFR，最早是由国外提出，因而国外对这一理论的研究和应用也较多。最早这一理论称为CFAR，由沃尔玛（WALMART）开始实施，取得了较好的成果。后来，在1995年，以WALMART为首的五家大型零售公司共同成立RSDC（零售业供需链）工作组，提出了协同式库存管理的概念，即CPFR，并对其进行初步的探索和实施。最初的目标是要加强节点企业间的协作，共同进行需求预12测，提高准确性。在经过一系列努力和措施后，这一理论取得了初步的效果，成为一个值得投入和研究的新兴理论。随后，成立该理论的理事会，与VICSAVOLUNTARYINTERINDUSTRYCOMMERCESTANDARDSASSOCIATION美国工商业标准协会共同对这一理论进行更深一步的探索，并开展信息系统开发和标准制13定等支持性工作，扩大理论的应用范围。作为一种库存管理的新兴理论，CPFR近年来一直受到各方的关注，对其进行研究和应用已经成为领域中的焦点问题。JULIAMIRAOKA和WARRENHHAUSMAN于2008年在制造和服务业运营与管理中，发表文章，他们找出了会对需求预测准确性产生关键性影响的因素，14同时提出了一个探讨预测能力问题的博弈模型。约西阿维是库存管理研究的著名学者，在其文章联合预测和补货带来的效益一文中，假设在简单的二级供应链系统中，供应商和零售商存在相互合作的关系，然后利用数学方法，阐述了节点企业协同预测和协同补货所能带来的收益，进一步的，约西阿维对协同需求预测建立了相应的数学模型，以定量的方式说明了协同预测和决策能15够带来的实际效益。查克拉瓦蒂和马丁在2003年发表的学术文章中，提出了他们的研究成果。他们主要对库存管理中的补货问题进行研究，基于CPFR的采购组合方式，在产品随机需求的条件下，研究了如何实现最优化的采购方16式。CPFR的理论模型于2002年提出，这个模型是CPFR理事会在其他协会的帮助下，对这一理论的思想进行探讨交流，总结其实施的经验，修正其自身17存在的不足，不断吸收各种经营经验来对该理论进行完善而得出。早期模型提出后，CPFR理论还在不断发展和实践中，在2004年，该理论的委员会又针对两年来的发展，提出了第二代的理论模型，这一模型对原有模型进行了修正18和补充。在模型中，协同预测是非常重要的环节，是协同补货的依据。BOZARTH等人在2007年针对预测这个模块从事了具体的探讨，对其业务流程步骤进行了19改进和完善。CPFR理论经过十几年的不断发展和实践，较之提出之初，已经有了较大的提高和完善。CHARLEYANDREW经过多年的研究，在2009年提出，CPFR的核心思想是供应链企业之间建立合作关系，共享信息，协同对库存进20行控制和管理，从而达到降低供应链库存管理费用的目的。相对于国外的焦点研究，国内对于CPFR的研究起步晚，并且研究的内容6哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文也不多，更没有投入实践中进行运用。目前，国内学者主要根据国外的研究成果，结合自身的分析，提出相应的观点。但斌和张旭梅等学者在2000年，在总结国外研究的基础上，对这一理论做了初步的定义。他们提出，CPFR不仅是一个理论模型，也是一个技术流程模型，通过整条供应链系统内的企业间相互协作，形成战略关系，共享信息，协同预测以提高预测水平，及时满足顾客需2122求的同时，降低供应链成本，提高供应链的运作效率。卢舜年于2003年在其出版的著作中说明，CPFR的核心想是节点企业间的相互信任，实现充分23的信息共享以达到增强供应链协作能力的目的。同在2003年，宋华提出，CPFR作为一个库存控制的新型系统，在给节点企业自身提供恰当的库存管理24策略的同时，也为供应链系统提供了基于信息共享的库存管理策略。13研究的主要内容和方法131研究的主要内容本文主要通过借鉴协同式库存管理思想，构建协同补货的理论模型，并对其进行仿真分析，研究其在库存管理中的应用，研究内容分为5章，具体如下第1章绪论部分。主要是阐述研究的背景及其意义，从而引出所要研究的问题，界定研究的行业，并对国内外的相关理论和研究进行分析及评述，然后阐明研究的思路和方法，理清文章的结构和章节安排。第2章相关理论的阐述。本章中主要介绍库存管理的相关理论的内容和发展情况。主要包括传统的理论方法，如经济批量法和定量、定期订货法等；供应商管理库存（VMI）理论；联合管理库存（JMI）理论。最后，介绍本文所依据的主要理论方法，即协同式供应链库存管理（CPFR）的内容和流程等。第3章介绍零售业库存管理的现状。针对零售业库存管理的具体情况，分析零售业库存管理的特点、库存管理的现状，并且对不同库存管理方法的不同之处进行比较。第4章协同补货模型的构建。通过借鉴CPFR的思想，以协同规划和预测为基础，设定假设条件，针对二级供应链构建协同补货量和协同补货期两个模型，并对模型进行简单的算例验证。第5章对构建的模型进行仿真和分析。将构建的协同补货模型进行仿真和分析，说明在不同情况下，协同补货量模型和协同补货期模型对供应链库存管理成本的降低作用，同时对节点企业进行协同补货提出一定的建议。7哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文132研究思路本文基于CPFR的库存管理思想，在协同规划和协同预测的基础上，研究协同补货量和协同补货期模型的构建和应用，并对模型进行仿真分析和验证，希望能对提高供应链库存管理水平和节约供应链库存管理成本有所帮助。本文的研究思路如图11所示。研究背景和意义国内外研究现状研究内容和方法库存管理理论传统库存理论VMICPFRJMI零售业库存管理现状协同补货库存管理模型协同补货量库存管理模型协同补货期库存管理模型的构建和算例验证的构建和算例验证协同补货模型仿真分析协同补货量模型的仿真分析协同补货期模型的仿真分析结论图11本文研究思路133研究方法为了使论文的研究更加完善和有效，论文在研究过程中，综合采用了多种方法。8哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文（1）文献搜集与整理对国内外相关的理论和文献进行搜集，然后进行仔细地阅读和研究，通过分析和归纳，深入了解所研究领域的理论知识以及这些理论的发展和应用情况。在充足的理论知识作为支撑的条件下，进行深入研究，构建协同补货的理论模型。（2）数学模型法通过对理论知识的研究，建立协同补货的数学模型，以定量的方式说明通过运用协同补货量或者协同补货期模型进行库存管理能够为供应链带来降低成本，提高收益的作用。（3）数值分析法针对构建的协同补货量和协同补货期模型，运用数值算例，对模型进行初步的验证，验证其是否能够起到降低供应链库存管理成本的作用。（4）仿真分析法利用仿真软件MATLAB，对模型进行仿真分析，验证模型在不同情况下的应用状况，进一步论证模型确实能够达到降低供应链库存管理费用的作用。9哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文第2章库存管理的相关理论21传统库存管理方法关于库存管理的理论很多，相对于新兴的VMI、JMI、CPFR等理论，有些早期的理论，主要包括了ABC管理法、经济批量模型以及定期和定量订货方法25等等。在早期的库存管理中，都是企业独立管理自己的库存，以自身成本的最小化为目标确定库存管理策略，明确再订货点、订货周期以及数量等等。211ABC分类法ABC分类管理法是一种非常传统的库存管理方法，因为大多数企业库存品种很多，包括商品、原材料以及其他消耗品等，这些存货不仅在用途上有所不同，在价值和数量也不相同。因此对这些库存的管理应当有着重点，根据它们的重要性给予不同的关注，将各种资源按重要性进行分配，ABC分类管理法由此而产生。就如它的名字，是将库存按照重要性的大小划分为A类、B类和C类，然后将资金以及人力和物力按照重要性分类分配给库存。对于分类标准有一个总体的指导原则，即是每一年这一存货所使用的资金数量，一般用其使用量与该存货的价格相乘。但是具体的金额标准并没有一个统一的标准，企业在该总体指导原则的基础之上，根据企业的实际情况和经营目标来制定具体的分类标准。根据ABC管理法的实施经验总结，可以得到一个参考的分类标准，如表21所示。表21ABC分类法的消耗额参考标准等级消耗额种类数A60801020B15402030C5155070由上表可以看出，最重要的A类库存的种类相对最少，但是其所用的资金量比重很大。次重要的B类存货的种类数和所使用的资金量都处在中间水平。最不重要的C类库存种类很多，但是其所用资金量非常少。由此根据重要程度，企业在进行库存管理时，显然应当将重点和大部分资源投入到A类存货的管理10哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文中去。具体来说，对于A类库存应该作为重点进行管理，对B类库存应按照常规管理手段进行管理，而对C类产品只需投入一般的关注即可。ABC管理这一科学方法的核心理念是在上世纪中期，由美国的DICK首先提出，并投入到实践中去的。它符合了资源优化配置的要求，将资源合理的分配到库存管理中去，26从而达到有效利用资源和降低成本的效果。212经济批量法经济批量模型是以成本最小化为目标，在需求已知的情况下，求得订货批量的最优值。在库存管理成本中，包括了订货费用和储存费用，二者都与批量有关。如果批量较小，那么在需求一定的条件下，进货次数就会增加，因而订货费用就会上升，但是同时批量较小则库存水平就会较低，从而使得储存费用下降。因此，这个模型是在这相互矛盾的二者中寻求一个最佳的平衡点，将库27存成本最小化，而这一理论的具体模型可以表示为如下形式。2DSQ21C式中Q经济批量；C储存费用/单位产品。213定量订货法定量订货法借鉴了经济批量模型，在库存水平减少到一定的程度时，就按照一定的数量订货，而每次进货的数量是相等的。其库存管理思想可以用图形21表示。在确定了订货批量后，当库存水平减少到R（再订货点）时，就按照经济批量Q进货，在一定的时间LT（即交货周期）内，库存量会继续减少，在交货周期结束后，库存水平仅维持在S（即安全库存）的水平上，而此时，所订货物已经到达，库存水平提高。可以看出，在这一方法中，R和Q是重点要确定的库存管理决策。一般来说，R可能会受到交货周期和需求这两方面的影响，而Q主要是根据经济批量模型进行确定。因此，采取定量订货方式的企业，订货流程如图22所示。这种库存管理方法有其优点和缺点，其优点在于由于要确定是否到达再订货点，因此就需要对库存状况进行监控，有利于库存的实时管理，而其缺点在于要采用这一方法必须针对每个类别的产品独立进行订货管理，会耗费较多的11哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文人力和财力。由于这个缺点，这一方法并不适用于种类繁多的C类库存，而适28用于种类较少的A类存货。库存水平QRS时间LTLT图21定量订货现有库存需要数量提取库存量计算库存量库存量现有库存量提取数量在途库存量延期购买量否库存量订购量是发出订货单图22定量订货管理的运作程序12哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文214定期订货法定期订货法主要与定量订货相对，它是提前确定一个订货周期，每相隔这一周期就进行订货作业，但每次的订货的批量一般不同。这个订货周期可以是企业根据对需求的预测和评估进行的科学计算，也可以是根据以往的管理经验所综合评估而得出的。其基本的思想可以用图23表示，每隔一个周期T，就进行订货，订货数量Q根据实际情况而变化，并且T中已经涵盖了LT。库存水平12Q1Q2LTLT时间T图23定期订货管理方式这个方法与定量订货方法相对，定量方法从数量上对库存进行控制，而定期订货从时间上对库存进行管理。如果订货周期能够比较恰当，能够达到即满足市场需求又降低库存成本的目标，其具体的操作流程如下图24所示。这一方法的优缺点恰好与定量订货方法相对，由于是按照周期进货，不存在再订货点的问题，所以也不需要对存货的情况进行实时监控，这样不利于对存货的及时管理，但是可以在一定程度上节约管理费用；而另一方面由于订货时间确定，大部分物资是可以同时订货的，这样可以节约订货成本。由于这一方法可以同时进行多种类物资的订货，而又不对库存进行实时监控，因而它不29适用于重要的A类物资管理，而更适用于相对不重要的B和C类物资。13哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文现有库存量否是否达到订货需要数量是提取库存量库存量订购量是否延期购买或销售机会损失计算库存量库存量现有库存在途库存延期购买量计算订货量订货量最大库存量库存量发出订单图24定期订货管理22供应商管理库存VMI供应商管理库存，它克服了节点企业独立管理库存的缺点，要求企业之间相互合作，供应商在获得下游企业的信息和允许后，对系统库存进行管理，根据更为准确的需求预测，做出更为优化的库存决策。而要实现这一管理方法，就要求成员企业间建立合作关系，共享信息从而获得更为准确全面的30需求信息，更好的实现库存管理目标。它的核心思想就是供应商拥有库存决策权，在获得下游企业的许可后制定出最优策略，据此，其实施方式可以由图25所体现。14哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文供应商制造商分销商零售商最终客户信息流物流图25VMI管理模式供应商库存管理方法是对传统方法进行总结归纳而提出的，但其又与传统方法有着明显不同。根据图25可以看出，消费者将相关信息同时提供给了与其直接交易的零售商和相对上游的企业。此时，上游企业就可以根据所获得的31信息，直接进行分析和预测，然后直接向其更上游的供应链企业进行订货。这样，可以大幅度降低需求放大效应所带来的预测不准确性，做出更优的决策。在这个过程中，不难发现下游企业实际上已经将库存决策的权利交付给了其上游的企业，由上游的供应企业根据所收集的信息，对库存进行联合管理，由其决定向更上游企业进行订货，同时也由其向下游的销售企业提供补货。需要指出的是图25只是VMI的基本模式图，该管理模式还有更广泛的形式，不单单是最终消费者向分销商提供信息，由分销商作为上游企业对库存进行管理，也可以是由制造商作为上游企业进行库存管理等方式。较传统库存管理方法而言，供应商库存管理方法有着明显的优点，它体现了供应链系统中成员企业的相互合作，共享信息，可以有效的减少供应链系统中需求放大效应所带来的需求预测不准确的问题，从而更好的满足顾客需求，降低库存成本。并且以长久的眼光看，这一管理模式为库存管理提供了一个重要的管理思想，那就是加强节点企业之间的合作，上游和下游企业建立长久的32合作关系，协同对库存进行管理，站在整个系统的角度上提高库存管理效率。虽然VMI是库存管理的重大进步，但其仍不可避免的存在着一些缺点和不足之处。首先，虽然要求供应链企业间的相互协作，但这种合作仍然是局部的，没有实现整个系统的联合。其次，由一方对库存进行控制，需要对上游企业有高度的信任，但是这种高度信任通常难以达到。最后，由供应企业对库存直接进行管理，很容易出现缺乏沟通的现象，这样会给上游供应企业进行库存管理带33来一定的风险。15哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文23联合库存管理JMI联合库存管理较VMI管理模式有了进一步的发展，它提高了供应链的协同程度。它要求节点企业共同参与库存控制，建立更广泛的合作关系，共同承担责任和风险，进行信息共享，共同进行预测并制定相应的生产和销售规划，从而避免需求放大效应带来的不利影响，提高需求预测能力，使库存管34理策略达到最优。在供应链系统中，由于成员企业都是从相邻的下游企业处获得相关的信息，据此进行库存管理，这就使最初的市场需求随着信息的传递产生逐步放大的效应，因此，上游企业通常会比下游企业准备更多的库存存量。而JMI也是基于这一点，增强系统集成合作，消除由于节点企业各自为政进行库存管理而产生35的需求放大效应。JMI更加注重整个供应链的协同合作，共同努力，发挥各自优势以提高供应链库存管理效率，在其思想管理下的供应链运作模式如下图26所示。供应商分销商客户制造商分销供应商成品联合库存原材料联合库存图26联合库存管理根据对模式图的分析可以得出，在供应链中，分别设有原材料和成本两个联合库存，原材料联合库存是在供应商和制造商的协作下运行的，而成品联合库存是在销售商和制造商的协作下进行管理的。JMI在具体运作时，会建立相应的协调中心，如图中的原材料和成品的联合库存，将协调中心作为节点企业之间合作的衔接点，交换信息，协作规划，提高需求预测能力，提高供应链运作效率。而当出现一些突发事件时，由于是各个企业间进行合作，也可以分散风险，也就提高了节点企业抵御风险的能力，这也是JMI管理方法中的重要原36则。JMI管理模式较VMI管理方法有了进一步的改进，它强调了更广泛的合作，要求供应链内的所有企业都参与到合作中来，共同分享拥有的资源和信息，最大程度的发挥自身优势，并分担经营风险，更大程度的实现了整个系统的协作。16哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文通过广泛的合作，以避免供应链需求放大效应的影响，提高对需求预测的准确性，制定更好的库存管理策略，提高服务水平的同时降低库存管理费用。但是不可避免的，JMI也存在着一些缺陷，首先，仍然没有实现整个系统的集成，还没有达到整个供应链内信息的共享，协作水平依然有限，无法从最全面的角37度优化供应链的运作。其次，真正将这种方法进行实施存在着许多困难，建立协调中心的难度和成本都比较高，其运行起来也较为复杂，并且需要对协调中心进行高度的监控。此外，节点企业之间的信任度不够，难以真正建立伙伴关系。24协同式供应链库存管理241CPFR基本介绍2411CPFR的来源如前文所述，VMI和JMI管理模式虽然是库存管理理论的重大突破，二者都提出了协同合作、共享信息以提高供应链运作效率的思想，但二者仍没有实现整个系统的全面协同，而且还存在着其他的缺点，比如对特殊事件的应对能力不足，节点企业间信任度不够等等。而二者在实践中的运行结果也逐渐暴露出缺点，在这种情况下，迫切需要一种新的库存管理理论，以解决二者所暴露的缺点，进一步提高库存管理水平。上世纪末，一种新的库存管理理论，即CFAR（COLLABORATIVEFORECASTANDREPLENISHMENT）协同预测与补货，在零售企业沃尔玛（WALMART）中实施。随后该理论的实施获得了一定的成果，沃尔玛将其推广至供应链中，与其他节点企业共同合作实行，取得了不俗的成果，从而成为各界关注的焦点。随着不断深入的实践，CFAR逐渐向CPFR理论发展。随后，成立了CPFR理事会，与VICSAVOLUNTARYINTERINDUSTRYCOMMERCESTANDARDSASSOCIATION美国工商业标准协会共同对这一理论进行更深一步的探索，并开展信息系统开发和标准制定等支持性工作，扩大理论的应用范围。作为一种库存管理的新兴理论，CPFR近年来一直受到各方的关注，对其进行研究和应用已经成为领域中的焦点问题。2412CPFR的基本概念及其特点协同式库存管理，即CPFRCOLLABORATIVEPLANNINGFORECASTINGANDREPLENISHMENT,合作计划、预测、补给继承了以前理论的优点，并针对它们的缺点进行了总结和改进。它要求实现整个供应链系统的集成，要求节点企业间的合作关系能够覆盖整条供应链，以最广泛的信任和合作关系为基础，最大程度的实现信息共享，成员企业共同对库存管理制定规划，对产品需求进行预测17哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文并提出相应的补货策略，从而实现提高服务水平、降低成本和提高供应链系统运作效率的最终目标。CPFR理论相对其他库存管理理论有着自身的一些特点，包括广泛的协同思想，全面的库存管理计划，准确的需求预测和最优的补货策38略等。39此外，CPFR理论的实施还有一些指导原则。首先，供应链的库存管理要以顾客的需求为基础，从而建立成员企业之间的合作关系。其次，企业要共享需求信息，并且有信息系统作为共享平台，以保证整个CPFR流程的顺利进行。最后，企业间的合作要以互相信任为基础，提供所有相关信息，在共同提高收益的同时，共同承担责任和风险。242CPFR理论模型CPFR理论经过了十几年的发展，既有对于理论的深入研究，也有根据实践经验进行的总结，并在发展中不断改进和完善。它不仅注重节点企业间的协作，也要求将这种协同合作运用到各个企业中的具体作业流程中。如今，CPFR40理论已经形成了一个理论上的实施模型，如下图27所示。零售企前置的业务拟定收集各销售建立商品的需下达补货及协作计划、销售商的信息及求预测和促销所需的采业合作协议计划POS数据计划购订单CPFR协同计划协同预测协同补货前置的业务建立商品商品生产根据生产根据订制造企业及写作计划、生产和营预测预测进行单交货合作协议销计划生产图27CPFR理论模型CPFR理论不是一个独立的管理手段，而是一个流程管理方法，根据模型图可以看出，它一共包括三大模块，即协同规划、协同预测和协同补货。首先，是协同规划，它为整个流程的运行提供基础性支持，主要是要对供18哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文应链的整个库存管理做一个整体的规划，需要确定协同合作的具体内容、合作的具体流程以及对意外事件的应对方法等等。其次，协同预测是以共享的信息为基础，对销售和订单进行预测。通过广泛的收集信息并进行归纳和总结，提高预测能力，使得各节点企业能够就需求预测的准确性达到一致