[硕士论文精品]关于便利店的二级供应链库存管理模型—1个配送中心和n个门店

摘要摘要随着经济的发展，生活节奏的加快，使得人们对购物的要求越来越趋向便利和快捷。便利店作为一种新型的业态，满足了消费者的这种需求，已成为世界上发展十分迅速，又具有很大市场空间和竞争力的零售业态。有学者认为，未来零售业将演变为两大格局以规模优势为主导的大卖场和以便利性为主导的便利店，即大卖场和便利店一统天下。到目前为止，有许多文章对我国便利店的发展现状及对策、物流配送体系、门店选址以及库存管理等方面做了大量的研究工作，但是其中，库存管理是一个迫切需要研究的重要问题。尽管库存管理问题的研究己经取得了不少进展，但这些扩展性研究成果都是研究者们从不同的角度、或从不同的侧面、或者针对实际中可能出现的具体现象、或者采用不同的处理手段或理解方式对库存系统的内在规律进行分析而得到的，因此每项扩展性研究成果都有其应用的局限性。大多数研究都是通过限定一些特定的条件，利用各种优化方法和一些启发式手段得到该问题的近似最优解。另外，实际的库存控制系统涉及的因素很多，受制约的因素也很多，影响其策略制定的实际现象也层出不穷，这表明目前己有的扩展性研究还远不能满足库存管理工作者的实际需要，实际的库存管理工作中还存在许多的问题有待于进一步的研究。本文根据上海某便利店公司在实际的库存管理工作中存在的许多问题，结合现有的关于库存控制、供应链管理及优化模型等方面的理论知识，研究了适合便利店管理存货的库存管理模型。本文的主要研究内容分为两大部分。第一部分首先为便利店的门店开发应用于自动补货系统中的上下限存货控制模型。在该模型中，通过分析商品在门店的历史日销售数据，再利用经典的预测方法为未来销售做预测，然后建立上下限模型控制门店某时期的存货。第二部分把便利店的库存管理从门店延伸到配送中心，研究了由配送中心与门店组成二级供应链下的库存管理模型。通过探讨1个配送中心和1个门店，两者在局部最优、供应链优化、供应链协调及博弈情况下采取的不同库存策略最后，建立了便利店在由1个配送中心和N个门店组成的二级供应链下的库存管理模型。该模型帮助让便利店在提高其服务水平的同时降低库存成本。关键字便利店、上下限模型、二级供应链、库存管理ABS帅CI，一一一一ABSTRACTFONOWINGTHEDEVEL。钾DECON0MY，THEPACEOFDAILY1IVINGTOMFAST代ALLDTHELEVELOFLIVINGTOMHIGHERNOW，PEOPLEPAYMOREATTENT1ONSTOTHECONVEMENCEANDSPE曰WHEN山EYGOSHOPPI略CONVEM印CESTOREDEVELOPEDINASU印NSEDSPEED，WHICHMETTHECUS勿INER，SPREFERENEEHHASABRIGHTFOIUREINTHERETA111NDUSTRYSOMES曲OLARSPREDICTTHATTHEREWILLBE卜浑ODOMMATORSINTHERETAILINDUSTRYONEISSUP日RMARKET，田LOTHERISCOLLVENLENCESTOREINCUNENT，MANYSCHOL扔DIDRESEARCHESONTHECONVEN1ENCEST0RE，FOREXAMPLE，CUNNTDEVEL0PLLLENTSTATOSANDCOUNTEN刀EASURE，DISTRIBUTIONSYST。从STORELOCATED，INVENTORYMANAGEMENTETCANDTHEINVENTORYPROB1EMISTHEMOSTLMPORTANT，ALSOURGENTALTHONGH，THEREAREA1OTOFADIC1ESGIVINGME1HODSTOMANAGEINVENTORYFORTHEENTEIPRISES，TL1EMETHODSARELIMITEDBYTHEGIVENSUPPOSITIONSINFACT，THEYDON，TOFTENWORKWELLINTHEAC匆ALLYINVENLORYJOBS，BECAUSENEWPROBLEMSALWAYSHAPPENTHISADIDE，ACCORDINGTOTHEACTUALLYSTATUSOFKEDECONVOLLENCESLOREONINVENTORYMANAGEMENT，DESIGNEDAMEDELTOC0NTRO1INVENTORYFORCONVENIENCES1ORE，WLLICHWASBASEDBYTHETHEONESONINVENTORYCONTRO1，SUPPLYCHAINMANAGEMENTAND叩TIMIZATIONMETHODSETCTLLISARTICLEHASTWOMAINPARTST五EFIRSTPARTISTHATITDESIG1EDANUPPERLOWER1IMITMODELTOCONTROLSTOCKFORSTOREBYUSINGTHEMETHODSONDATAANALYZINGFORECAS1INGANDSTOCK一MANAGIN乡INTHENDPART，FIRSTLY，ITDISCUSS比THEDI们免RENT1NVENT0RYSTRATEGIESBOTHDCANDSTORETO0KINDI月贻RELLTGAMES，FOREXAMPLELOCATIONINVENTORYGAME，ECHELONINVENIO叮GAME，COOPERA石VEECHELONINVENI0RYGAMEAND闪UILIB巧AINVENTORYGANLEETC，WHENITWASSUPPOSEDINTHETWOSLAGESUPP】YCHAINWITHONEDCANDONESTOREFINALLY，ITBUILTANINVENTORYMODELFORCONVENIENEESTOREINTHETWOSLAGESUPPLYCHAINWITHONEDCA盯DNSTORET七AT1NVENTORYMODELWILLHELPINEREASETHESERV1CELEVELWIT卜叨TINCREASINGTHEINVENTORYCOST，ORSIMULTANEOUSLYDECRASETHEINVEN勿RYCOSTKEYWORDSCONV俪ENCESTORE，叩PER1OWERLIMITMODEL，INVELLTORYMANAGEMENTSUPPLYCHAIN，学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。学位论文作者、鲜卿年，”犷日经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。指导教师签名学位论文作者签名年月日年月日同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、己公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。签名冷辛钾年”笋日第一章绪论第一章绪论11研究背景便利店在中国的发展起始于1995年，那一年便利店与超级市场一起被政府列为发展连锁经营的两个主要业态。当时便利店的发展带有较强的政治色彩，便利店也被改名为便民店，意味着“便民、利民”。1995年被政府部门列为发展便民店的商业系统主要是粮食系统，在很短的时间里，全国的粮食系统掀起了一场将粮店改造成便民店的高潮，到1997年年底为止，粮食系统大约改造了便民店2万多家，投入的资金约20亿元。然而，这场便民店连锁经营的发展最终是失利了。失利的原因是多样性的第一，便民店与超级市场的混和性发展。这种混和性发展的最大表现是，除了营业面积外，超级市场和便民店是以同一顾客群为服务对象，商品的结构也是大致相同，便民店没有从超级市场里分离出来，向便利的方向发展。混合性的发展使便民店缺乏从超级市场中分离出来的条件。混合性的发展是超前性的发展，其限制性条件十分明显，主要是缺乏特定的消费群和商品群第二，粮食系统在发展便民店时进入了误区，主要表现在只换招牌不引进连锁机制导致热衷于抢优惠政策、抢贴息贷款只抓统一进货采购缺乏控制不抓统一管理总部和店铺分成两个系统营运、分割式的小规模发展等。1995年发展起来的便民店到现在几乎是全军覆没，河南的阿波罗公司也许是仅存的特例。便利店在中国的第一轮发展是政府推进的，在条件上不够成熟，准备上也不足。但自从进入21世纪以来，短短的几年内，国内便利店取得了惊人的发展。由于便利店的商品具有便利性和购物的快捷性、具有小型店铺经营的优势、投入成本低、抗市场风险能力强、地点和时间上的对消费者的便利性等特征，在上海、深圳、广州等地己经取得了快速的发展，相信便利店将成为最具竞争力的零售业态。新的世纪一开始便利店的发展在中国就显得轰轰烈烈，在上海的几家便利店公司就分别订出了2003年发展200家、400家和500家的宏伟计划，全国的商业企业特别是超市企业对发展便利店表现出极大的兴趣和关注。便利店在中国的发展走过了一条与世界各国完全不同的道路，在中国特有的经济环境下便利店的发展呈现出多种的形式和特点【21。12问题提出虽然便利店在我国的发展前景是明朗的，但综观我国便利店的发展道路，有第一章绪论失败也有成功，即使是最近国内便利店取得了轰轰烈烈的成就，这些成就与我国近几年在经济发展获得的巨大成就离不开，事实上，我国便利店行业在未来的发展道路上存在着许多潜在的待处理问题和障碍。我们先不去讨论中国加入WTO后国内便利店必然会受到国外便利店的竞争，相对于国外便利店的发展历史和实力，国内便利店除了率先抢占了地盘的优势外，没有其它优势可言。在这里，本文主要研究国内便利店自身存在的问题如下门店选址不合理。在便利店行业内，最近比较引人关注的是上海市的首个地区性的行业公约【到，即2O02年N月联华便利、可的便利、良友便利、好德便利、华联罗森、21世纪便利、85818、四海便利、家家乐等上海便利店协会成员所制定的上海便利店首份“选址公约”，根据约定，在一般路段的同侧或相对两侧开设便利店，店与店之间的距离不低于100米交通要道、主要道路的交叉路口或拐角，不低于半径50米坚决做到不隔墙、相邻开店等。从这个公约我们可以从侧面窥探到目前上海市便利店发展的恶性竞争局面，即便利店竞相在某些“市口”好的地方设店，导致便利店分布过密，甚至隔墙开店。门店数量没有规模效应。国内便利店未能像国外便利店那样形成规模优势，比如7一11便利店2003年在中国台湾大概有2000家、日本9060家、美国6777家等ZL而在我国上海便利店总数达到2000多家2005年，其可谓具有一定的规模，但却分为联华快客、可的、好德、罗森等多家便利店公司，故单个便利店公司无法形成规模效益。物流配送体系不完善国内许多便利店公司还没有自己的配送中心，其物流作业还需外包，利润渠道被分流，除了2005年以来，上海可的率先建立了自己的配送中心后，接着联华快客也建立了配送中心，其它便利店公司还处在配送中心建立的可行性研究阶段。库存控制技术落后。国内有的便利店公司发才捞引入了先进的物流技术，比如POS机，自动补货系统等，但库存控制技术相当落后，大多门店仍然还是仅依靠店长的个人经验去控制门店的存货。X二K一一134就拒绝HO，说明总休X的真实分布函数与月习间存在显著差异否则接受HO，即可以认为两者在水平“下并无显著差异。下面，我们来检验某门店光明牌1909酸牛奶屋形的日销售量的样本数据见表31是否服从正态分布。表31某门店光明牌19飞酸牛奶2004年5月的日销代量数据日期12345678L9101LL2L3L4L5画日销售量2516926L9L9222311121112L92L151117120画日绷L7L8L9202L22112324112526272829301311门日销售量L314112111172515L4192023203L161116L0口由表31中数据，用EXCEL可求得又1832，梦4932，故可作原假设将实轴划分为如下据落在各区间内的频数算见表32。HOXN1832，49326个互不相交的区间。用EXCEL的FREQUENCY函数计算数用NORMDLST函数求出各理论频数NP，统计量了的计表32区间统计量了计算表峨厂一N尸，沁盆14151633850241700181厂一2第三章便利店库存控制模型15，2020，25125，3030，COL471L1187558石5092月43702763038010一31500名5291，8959合计3131以拭幻37037取显著性水平萨025由于原假设HO是我们希望得到的结果，为使检验结论更具说服力，应着重控制犯第二类错误原假设HO不真而接受HO的概率，故。应取得大些。本例中卜6，R趁，KRL3。XZ37037主动积极的管理对在供应链中增加价值的以及成本有关的所有联系体内部的、外部的、直接的、间接的进行积极主动的管理不再把库存看作是供应第四章便利店的二级供应链库存管理模型链中供应与需求不平衡时的首选方案。采取新型的企业与企业关系在企业主动地关注整个供应链及其管理同时，供应链中各成员之间的业务伙伴关系便得到了强化通过仔细地选择业务伙伴，减少供应商数目，变过去企业与企业之间的敌对关系为紧密合作的业务伙伴。这种新型关系主要体现在共同解决问题与信息共享等方面。共同解决问题有多种形式，比如供应商、顾客参与产品设计、质量改进、成果降低等信息共享意味着有关库存水平、零货量、长期计划、进度计划、设计调整等关键数据在供应链中保持透明。“供应商管理的库存”VENDORMANAGEDLNVENIORY，简称VMI策略便是实施信息共享的一个例子。在这种系统中，诸如而1一MART这种的创新性的零售商通过EDI这样的信息系统与诸如P供应链系统中企业的按时交货率提高了巧以上订货一生产的周期缩短了25一35供应链中企业的生产率提高了10以上主导企业的资产增长率为15一20俄以上数据说明，供应链中的组织在不同程度上都取得了发展，其中以“订货一生产的周期缩短”最为明显能取得这样的成果，完全得益于供应链中组织、部门之间的相互合作、相互利用对方资源的经营策略。因此，供应链管理模式吸引了越来越多企业的重视。第四章便利店的二级供应链库存管理模型412供应链管理的几种方法在时间上重新规划企业的供应流程，以充分满足客户的需要。推迟制造POSTPONDM娜FACTURING就是供应链管理中实现客户化的重要形式，其核心的理念就是改变传统的制造流程，将最体现顾客个性化的部分推迟进行。在地理上重新规划企业的供销丁家分布，以充分满足客户需要，并降低经营成本。这里要考虑的是供应和销售厂家的合理布局，因为它对生产体系快速准确地满足顾客的需求、加强企业与供应和销售厂家的沟通与协作、降低运输及储存费用等起着重要的作用。在生产上对所有供应厂家的制造资源进行统一集成和协调，使它们能作为一个整体来运作。企业往往有很多的供应厂家，为了满足某一个具体的用户目标，就必须对所有这些供应厂家的生产资源进行统一集成和协调，使它们能作为一个整体来运作。这是供应链管理中的重要方法。413供应链管理的模型及优化与经典物流理论相比，虽然供应链管理和经典物流理论都包括了物料从供应商到顾客的流动，担供应链管理与之最主要的不同之处就是对整个供应链的商业过程的集成与协调，以及对其中的物流、信息流和资金流的协调管理。供应链管理的模型及优化、控制是针对供应链整体集成与局部协调的分析和研究，是现代物流条件下供应链模型分析工作。1供应链的集成化问题在不断发展的商业里，技术的进步改变了公司运营的方式信息技术不仅增强了公司的通讯能力。同时也扩展了其整个工业供应线。在拥有如此的通讯技术下，制造企业不再因为需求预测而储备大量库存而是使用即时销售来满足客户需求，因此减少了大量库存。虽然信息技术大大的改进了公司之间的联系，但是它并没有消灭库存需求和生产管理。反之，考虑信息，库存和生产监控的自由流动，确保不间断生产变得更加的重要。为了减少产品的成本，研究者和管理者在研发新技术和模型来更好控制库存和牛产系统上作了大量的工作。供应链管理的工作可以分为两类信息和运营功能。前者关心供应链网络中成员之间共享信息的质量和可获得性后者主要包括三个方面生产计划，库存控制和产品分发LEL。因此供应链集成化模型的工作主要集中在信息集成和运营集成两个方面。供应链管理中的信息集成问题就是要对在供应链中各商业单位之间流转的信息第四章便利店的二级供应链库存管理模型进行收集、集成和分析。信息集成主要用于减少市场需求的不确定性和模糊性对供应链整体效力的影响。衡量信息集成优劣的一个重要指标就是牛鞭效应牛鞭效应是供应链中的需求信息从供应链的一端到另一端被扭曲失真放大的现象。1997年，LEE首先提出牛鞭效应的概念，认为是订单形式传送的信息会被扭曲，误导上游成员生产和库存决策，会导致过多的库存和劣质的客户服务18。在供应链中，大部分产品在送达到最终顾客之前，通常需要通过三个主要的商业运营层次供应商，生产者和零售商。供应链运营集成化问题的实质是供应、制造、销售一体化系统最优化。对于供应生产、生产分销、库存分销等的研究己经进行。这些研究大多还是关注于供应、生产、销售等系统中的局部或某个部分，如采购、生产、运输和计划等供应链管理注意到每个节点的供应商、顾客、产品、库存管理方法、采购和渠道分配等问题。因此，运作层到战略层的模型集成和优化成为局部生产运作到整体供应链管理过程中重要的阶段和方法。运作层到战略层模型集成优化问题已经引起人们很大关注。文91研究了供应链中几个独立阶段即供应商、工一、分销中心、顾客的模型。在运作层考虑了不确定性，如研究需求、生产提前期、供应提前期等条件在战略层考虑了供应链节点资源配置和物流的优化。运作层和战略层的联接则是多目标方式来解决的。2供应链的协调问题供应链管理是对企业内部和企业之间如销售商、制造商、装配厂和分销中心物质和信息流动的管理。在供应链中有3个传统阶段采购、生产和分销。其中每两个相邻节点的企业之间表现出一种需求与供应的关系。供应链链上的各节点企业必须达到同步、协调运行，才有可能使链上的所有企业都能受益。因此，在供应链管理的理论中，供应商、生产商和销售商之间长期关系的重要性己经受到了重视。这种关系的实质是在一条供应链中参与者的协调为了维持这种关系，必须能保证通过协调获取的整体利润必须超出不协调时各自收益总和同时，至少在长期时间里，供应链协调中的参与者必须知道他所分到的利润比没有这种协调时所获取的利润多。这种关系的本质是考虑合作的参与者之间的协调。作为一种理论研究，协调机制的研究并不是新提出的，CLARK和SCARF对于联合梯队库存/分销系统的研究于1960年己经开始，从那时起，许多研究人员已经对协调机制开展了大量的研究对于供应链协调机制的研究卞要集中以下几个方面第四章便利店的二级供应链库存管理模型L以库存、计划、运输等物流问题为核心在此类问题的研究中，主要考虑了三种类型的协调，买方与销售商的协调、生产与分销的协调、库存与分销的【6。2以契约中信息与决策问题为核心供应链中任意一对相邻节点中供应商与购买商之间的相互关系，必须由合同或契约来约束管理，这就是供应链的契约问题供应链契约问题的实质是对于不同需求模式，确定相应的优化订货策略，设计优化合同策略，克服供应和需求的不确定性，使供需双方利润最大化。供应链管理是解决购买商、制造商、零售商和客户组合的物流、资金流和信息流的问题。对供应链网络中这些流的管理是一个重要问题，这是由供应链网络的复杂性决定的。对于供应链网络中每对节点都可视为一对供应商和购买商之间的关系。因此，研究契约问题是供应链管4中协调问题的重要基础关于供应链契约的一般性问题探讨见文131。在供应链契约的制定过程中，如果一切决策都是由一个决策者在掌握全部有价值信息的情况下做出的，那么就可以增加预期的供应链整体利润到最大值，或者降低预期的供应链整体成本到最低，这种情况称之为最优情况。但一般情况下，供应商和购买商都不可能完全控制整条供应链，供应链中的信息是不对称的，他们各自掌握不同的信息结构，并持有不同的商业目的和目标，这种情况称之为局部分散控制，供应链整体的效率是次优的。委托代理问题和卞从对策问题分别属于这种分散控制问题。供应链的委托代理问题委托代理PRINC币比AGELLL问题是供应链协调问题中的一个卞要研究方向。委托代理模型是由美国哥伦比亚大学的JOSEPHESTIGHTZ斯蒂格利茨教授、加利福尼亚大学伯克利分校的GEORG。AAKERLOF阿克尔洛夫教授和退休教授AMICHAELSPENCE斯彭斯创立的信息不对称理论的基本模型，逆向选择ADY饥ESELECTION和道德风险MORALHAZARD是其最重要的两个概念，此理论在2001年获得了诺贝尔经济学奖。在对称信息条件下，供应链管理的决策是容易的。而非对称信息条件一下供应链管理决策则是很困难的。在解决信息不对称问题时，一般建立信息不对称条件下的委托一代理模型，在这个模型中，其中具有信息优势的一方是代理人不具有信息优势，而具有决策权力的另一方是委托人，委托人和代理人之间存在某种合同关系。在这个信息不对称问题中，委托人和代理人各有自己的目标函数。一般情况下，第四章便利店的二级供应链库存管理模型以委托人的目标函数为目标函数，把代理人的目标函数进行一阶求导后作为激励相容性约束条件，同时约束条件中还包括代理人的个体相容性条件。供应链中存在大量的委托代理问题。供应链中的这种委托代理问题模型的建立和优化经常导致一个最优控制问题，其目标函数是委托人的效用函数。状态空间方程是代理人的一阶条件山，。文L1研究了不对称信息条件下供应链中的最优数量折扣问题，其中购买商的库存持有成本为隐匿信息。文15研究了不对称信息条件下供应链的批量问题。另外，供应链中非对称信息的激励优化问题，是目前供应链问题中的一个重要理论课题，也是直接影响经济活动中委托人和代理人经济利益的实际问题。供应链主从对策问题主从对策问题也是供应链协调问题中的一个主要研究方向。德国经济学家HDNRICHVONSLACKELBERG最初于1952年在研究市场经济问题时提出了具有主从递阶结构的决策问题，也称STACKELBERG问题”们。在卞从对策问题中，存在两种类型的决策者主方和从方。信息结构是偏差的，卞方知道双方成本函数，首先行动给出其策略从方仅知道自身成本函数，响应卞方策略，给出其响应策略。供应链主从对策问题的实质是考虑供应链从方优化决策的供应链优化，此类研究是从多方分散决策的角度研究供应链，决策者是各自独立的，采用分散优化决策模型，给出决策策略组合。相对于供应链集成化模型的最优解而言，供应链主从对策问题得出的策略是次优的。传统物流和供应链管理的卞要目的都是把前端的客户价值以较低的成本传送到整个供应链。但与传统的物流不同，供应链管理涉及对各独立管理的公司之间的协调，而这些公司追求自身利润最大化。尽管供应链的整体绩效取决于所有公司的联合行为，但运行过程中他们的目标可能会冲突从而导致整个链条的低效率。因此，供应链管理的关键问题之一是找到合适的机制来协调由不同独立公司控制的物流过程以取得整体成本最低。此外，这个机制必须保证在现有的供应链关系中，每个独立的公司所获得的利润将不低于运用机制前的情况下取得的利润。供应链卞从对策问题提供的分散协调机制可以实现有效的供应链协调。3以财务等资金流问题为核心供应链中财务问题，应该说是以物流为载体的资金流问题财务供应链与物流供应链是同时发生的，不过前者表现为资金流，后者表现为物料流动。财务应该涉及在公司控制下的有关资本投资、借款、利润、成本管理等方面的决策。人们研究第四章便利店的二级供应链库存管理模型了公司财务计划优化模型、资产负债优化模型、跨国公司财务规划模型、金融流量模型、成本管理模型等等。供应链中金融财务、成本优化模型的研究也是目前研究热点问题。42问题假设本文研究的对象为由1个配送中心DCDISTRIBUTIONCENTER和N个便利店门店C5CONV而ENCESTORE所组成的某种商品的库存管理系统，其实就是由配送中心DC和便利店门店CS构成的二级供应链系统图41所示。1供应商1图41便利店一1级供应链系统的结构系统中的配送中心和便利店都采用连续盘点的检查方法来监控自己的库存水平，为了方便做到实时检测，系统应用了自动补货技术来进行库存盘点和自动发送订单作业。在模型建立之前，我们先对其做以下假设1供应链的下游零售商为了确保自己不丧失销售机会，而上游的供应商也不希望自己的商品出现脱销现象，故在理想的供应链中便利店要求外部供应商可以无限地对配送中心进行供货，并及时对配送中心发出的订单做出回应。假设配送中心的前置时间为L，且是固定的。配送中心采用定期订货，并每次订货使自己的库存水平保持在最大库存水平5。2便利店门店每次订货是由自动补货系统自动生成订单，向配送中心订货，而配送中心收到订单后，立即做出反应，及时处理订单需求，其处理订单过程中没有发生延时现象，并且设货物在配送中心与便利店门店之间的流动时间第四章便利店的二级供应链库存管理模型是固定的。另外，我们认为便利店门店由自动补货系统生成的订单是随机变化的，且在某个时期内生成的订单数量服从离散的泊松PNISSON分布模型。3假设系统固定订货成本忽略不计，仅考虑各阶段因拥有存货而发生的持有成本和由缺货而丧失销售造成的损失成本作为系统的库存总成本。对于系统的缺货成本或缺货损失成本，在许多文章的模型中都有各自的定义，此处也一样给出系统的缺货损失成本的计算方法。我们认为如果消费者在便利店购买物品时，货架上没有消费者所需要的商品，即发生缺货，消费者不会等到下次再购买，便利店门店则直接丧失销售，而失去销售商品所得利润。因便利店的各个门店的相同商品的利润率一般是固定相同的，故假设当便利店的某个门店发生缺货时，系统以每单位商品的利润P作为损失成本，其损失成本由配送中心和便利店按不同比例共同分担，如系统发生缺货时，便利店承担的损失成本为AP其中。瓦应该很小，故近似地第四章便利店的二级供应链库存管理模型有E歹一“E毛一口凤，因此可以得到衅、合阮一、十Q、一喇H。、传。、一动、，另外，设门店缺货损失成本持有函数LC，LL讨一尸，扮、，则有一瓦FYDY综上可得到配送中心的成本函数咒洽TC户优若LC，LH、份。、一、尸孙一瓦F、为了求出便利店门店的局部最优解，我们则可以通过求解TC户二人”户瓦私得到可行最优解可满足以下条件约束FZ二PHL其中FX表示门店在LL时期内销售量的累积概率函数。此时，便利店门店采取的YL，乌库存策略就是它的局部成本最优库存策略。2配送中心成本分析配送中心的库存成本也包括两部分，其中一部分是它的存货持有成本，而另一部分是支付给便利店门店的补偿成本当配送中心持有少量存货Y时，在外部供应商还未把货物补充过来之前，无法满足门店的订单，势必造成门店缺货而丧失潜在销售机会，导致门店的损失成本增加。配送中心主要补偿因其持有少量库存而导致门店该部分成本的增加。设配送中心的成本函数为叽气则在LOL时期内有XTNT9X与NL。乌瞬一、多，瓦一汽尸、乡。X、一风。气巩同理可以通过求解第四章便利店的二级供应链库存管理模型咒尝MIN瞬瓦得到可行最优解G0，同样需满足F叉卜PHO其中FX表示门店在几时期内对配送中心的需求服从泊松分布时的累积概率函数。此时，配送中心采取持有库存水平为又的策略，就是它在考虑自身的利益情况下，所采取的使自己成本达到最优的库存策略。412供应链的库存优化模型传统库存优化策略即局部最优的库存策略缺乏企业间的协调与合作，决策及运作相互冲突，库存成本下降幅厦十分有限。随着市场竞争日趋激烈，供应链的合作与集成以及供应链的整体实力成为影响企业生存和发展的关键因素。市场竞争已由企业之间的竞争转向供应链之间的竞争。因此，库存策略必须实现从企业局部优化向供应链整体优化的转变。在研究过局部最优的库存模型后，我们可以看到便利店门店和配送中心在仅考虑各自成本情况下，得到了自己的最优库存策略。但他们所采用的库存策略很显然不能使整个供应链达到库存成本达到最优即最低，这在许多文献中有过科学的理论分析，很多研究过库存管理的前辈与学者做过仔细的分析。在此小节，我们将研究便利店门店和配送中心在考虑整个供应链的背景下，建立一个使二级供应链库存成本最优的库存模型。这里，同样地，系统中的便利店门店采用连续盘点的J，乌库存策略配送中心采用连续盘点持有库存水平为瓦的库存策略。为了叙述方便，本小节对以下各种数学符号及其涵义作如下说明兄门店生成的订单数服从参数为兄的泊松分布气门店在L。时间内生成的订单数服从参数为气的泊松分布矛在供应链系统中门店自动生成订单时的库存水平风在供应链系统中配送中心的最高库存水平。月C才在供应链系统中配送中心的存货持有成本函数砚厂在供应链系统中便利店门店的存货持有成本函数LC供应链的缺货成本函数TC供应链的总成本函数便利店门店对配送中心的需求是以向配送中心订购批量9的方式发生，这就可能出现配送中心所持有的存货数量不能满足批量订货9当出现这种现象的时候，第四章便利店的二级供应链库存管理模型我们要求配送中心改以自己所持有的实际存货数量发给便利店门店。则在LO十1时期内有衅一“卜、一产。玩，T0一勺时12XH0则配送中心存货持有成本函数优才另有供应链的缺货成本函数“一尸抓一，F。咖、十尸孙、一瓦一、FY、DJ，、综上可以得到整个二级供应链的总成本函数TC优丁优矛LC一HX叶。、一产、告氏T0一勺。P孙一，FY、咖十PIY、一风一矛，F人DY、元禹坑供应链的库存优化模型就是为了求出在供应链的仿，瓦库存策略下，使供应链的总成本达到最小，即2CETCE矛，瓦得到可行最优解仿二，文，其就是整个二级供应链达到最优时的库存策略。4J3供应链的协调供应链管理的关键是链上各企业的协调与合作，而库存协调是供应链的协调与合作的重要组成部分。传统的库存决策是基于单个企业绩效的局部优化，造成链上企业之间运作相互抵触，物流不畅，供应链的库存成本增加，服务水平下降S1如何通过库存协调确定一个面向供应链的整体优化库存策略是供应链管理的重要课题，由于市场竞争日趋激烈，市场的复杂性及多变性明显加大，不确定性环境的库存协调引起了众多学者的关注。著名管理学家LEE认为，提高库存管理绩效应着重关注以下三个方面企业之间的决策协调，供应与需求的不确定性，供应链绩效的评价。LEE把库存决策协调作为降低库存成本的关键。众多企业从供应链协调与合作中获得了丰厚的回报，如惠普HEWLETTPACKARD公司通过供应链库存的协调与合作使库存水平下降了2岛。作为一种理论研究，协调机制的研究并不是新提出的，CLA政和SCARF对于联合第四章便利店的二级供应链库存管理模型梯队库存/分销系统的研究于1960年己经开始，从那时起，许多研究人员己经对协调机制开展了大量的研究。供应链的协调机制的研究囊括了许多方面，其中在以库存、计划、运输等物流问题为核心的研究中，主要考虑了三种类型的协调，买方与销售商的协调、生产与分销的协调、库存与分销的协调。这里，我们将要研究的是库存与分销的协调即配送中心与便利店门店的协调，在该问题上国内的许多学者做过细致的研究，比如国内著名学者马士华在研究如何确保仓库和零售商愿意采取供应链库存优化策略时，提出为了促使仓库采取整体优化的库存策略，供需双方必须建立成本共担机制，即以合约的形式对供应链库存成本重新分摊，使供需双方的利益与供应链库存成本直接关联，并确保双方都从整体优化中受益。成本共担机制有多种模式，如供应链库存成本按比例分摊，供应链库存成本节约共享，供应商管理库存VMD等。最后，他假定成本共担机制采取库存成本按比例分摊模式，分摊比例由供需双方协商确定，建立了供应链库存优化的协调机制。然而，如果把该机制运用到我们即将研究的配送中心与便利店门店的协调中来，感觉好像把问题复杂化了。对于，处在同一便利店公司的两个不同部门一一配送中心与便利店门店，完全可以通过宏观调控，制定合理的绩效考核标准促使两者以整个供应链最优。同样的，如文前所述，配送中心与便利店门店在考虑自己的存货持有成本时，另外，也应该共同按一定比例承担供应链的缺货成本。L模型建立假设系统中的便利店门店采用连续盘点的仿，Q库存策略配送中心采用连续盘点持有库存水平为云。的库存策略另外，为了叙述方便，本小节对以下各种数学符号及其涵义作如下说明A供应链缺货成本的比例分担系数，其中0A1矛，在供应链系统中门店自动生成订单时的库存水平风在供应链系统中配送中心的最高库存水平。LC浮配送中心分担的缺货成本函数LC卜便利店门店分担的缺货成本函数兀才配送中心的总成本函数TC产便利店门店的总成本函数设便利店门店分担的缺货成本比例系数为A，则L砰一。PJR、一，IRY咖。十。P孙、51凡月一50一凡F妙动咖L得到便利店门店的总成本函数第四章便利店的二级供应链库存管理模型兀产二优产十L砰一H，恰。、一仆。尸孤一、。PJR、一风一F帆冲、凡十毛设配送中心分担的缺货成本比例系数为1一A，则L心一。一APJ，。一矛FYDY、十L一A尸孙、一风一子FY、气SO9L得到配送中心的总成本函数咒J一万CJL砰民G0一气。，卜A，尸玉，、于FY、方1一2XH0一L一API少、一50一矛F人咖凡元综合以上公式可以得到供应链的总成本函数TC君瞬十TC产一优F十L叮万C产十LC产一二告。、一产P矛一，F。，“，孙、一风一，F人气凡元十L一“PJ。一矛，FY、咖。、告ITO十T0一勺。1L一A尸IY、一5。一矛，F夕DY与凡，L同样，我们可以通过求解2ETCE窟，风得到一个可行最优解任二，文，该库存策略就是便利店公司在考虑整个二级供应链成本最优的情况下，要求配送中心和便利店门店分别采取盯，9、文的库存策略。第四章便利店的二级供应链库存管理模型2协调机制很显然，我们可以通过目标函数TCE求出整个二级供应链的最优库存策略，这对于整个供应链来说是很有益的。但供应链最优不是一个均衡解，不能使配送中心和便利店门店在运行是一直保持该库存策略试，文。因为盯沂其实是在牺牲配送中心的基础上使整个供应链的成本下降，即以配送中心的高持有成本来换取便利店门店缺货成本的下降因此在没有经过均衡考虑的绩效标准对二者进行考核的情况下，或者说便利店公司的高层管理者没有对系统的缺货损失成本合理地进行分摊的话，配送中心趋向于脱离库存策略盯，文，而转向库存策略叉便利店门店由于受到配送中心的影响也会慢慢放弃对自己有利的供应链策略盯沂，转向采取局部最优库存策略可，Q。为了消除这样的隐患发生，要求我们合理地确定缺货损失成本的比例分担系数，以确保配送中心和便利店门店乐于参与供应链管理中来。在本小节的开始部分，我们引入了供应链缺货成本的比例分担系数“，这里要做的工作是如何求得最优的A，以确保配送中心和便利店门店采取库存策略试，文。很显然，要想二者放弃局部最优的库存策略可，90，转而采用盯，亏J，就必然要让他们知道在采取库存策略仿，文后，各自的库存成本比在采取局部最优的库存策略ZI，又时的库存成本有较大的降低，假设配送中心和便利店门店的降低幅度分别为10、八其中10，1，0，而且二者的心理底线都为C其中。为常数且C0，则有LO兀J幼一瞬叉川又TC产兀才又，A0咒丁文一双括叉咒孟又TC爪式一TC户ZC双丫可C二一一矛场了勺0己51在求解该数学模型时，我们不一定要追求求出该模型的最优解，可以运用启发式方法找到一个启发解，比如，假设A0，01，02，03，04，05，06，07，05，09，1，A的取值区间可以做不同的定义，只要方便找到启发解，此时把A的取值代入模型进行筛选，通过筛选得到的可行解就是启发解犷。也就是说，便利店公司的高层管理者把供应链缺货成本的比例分担系数设定为了时，配送中心和便利店门店很大程度上趋向采用库存策略鱿，亏二。414供应链的库存博弈我们在做理论研究时，要求做到借鉴已有的理论知识和思想成果，不仅仅是本领域的或者是本学科的，还好考虑是否能借鉴其它领域的或者其它本学科的这就要求我们注重学科之间的交叉，而往往学科间的交叉会点燃新的想法，进而产生新的思想概念，最终发展成新的成熟的理论。所以说学科间的交叉也是一种重要的理论研究方法。在20世纪70年代和和80年代，博弈论逐渐成为经济学的重要组成部分，博弈论的思想和方法在产业组织理论、宏观经济政策分析等方面得到了广泛的应用。正是由于博弈论的快速发展和广泛应用，才被研究供应链库存管理活动的学者所运用。在供应链库存管理活动中，配送中心和便利店门店选择何种库存策略，或是出于自身考虑而选择局部最优的库存策略可，叉，或是出于整个供应链的考虑而选择库存策略仿，文，二者最终的抉择都是出于某种利益的权衡。广大学者在研究库存管理中，越来越觉得该活动过程类似于一个两人博弈的活动过程。最近，大量的学者开始研究供应链中的库存博弈，并取得许多理论成果，本文也将对该领域的局部进行探索。L博弈论理论概述博弈【侧可分为合作博弈C加PCRALIVEGAME和非合作博弈，1994年诺贝尔经济学第四章便利店的二级供应链库存管理模型奖获得者纳什伽韶H、泽尔腾SCLTEN和海萨尼HARSAN”在非合作博弈方面作出了重大贡献。合作博弈与非合作博弈之间的区别主要在与人们的行为相互作用时，当事人能否达成一个具有约束力的协议，如果有，就是合作博弈，反之，则是非合作博弈。我们先来介绍非合作博弈，下面所说的博弈均指非合作博弈。一个博弈至少需要包括以下要素1参与者参与人博弈中选择行动以最大化自己效用的决策主体，可能是个人，也可能是团体，如国家、企业，甚至若干国家组成的团体如OPEC、北约等。2行动与策略策略指的是参与人选择行动的规则。3进行博弈的次序多个参与人进行博弈时，这些参与人有时需要同时做出选择，有时则有先后之分。“收益函数或效用函数参与人从博弈中得到的效用水平，它是所有参与人策略或行动的函数，收益最大化是博弈参与人行动的目标。5均衡是所有参与人的最优策略的组合。简单地说，均衡便是所有参与人都不想改变策略的状态，博弈的均衡又称博弈的解。按照参与人的行动是否有先后顺序，博弈可划分为静态博弈STATICGAME和动态博弈DYNAMICGAME。静态博弈指的是在博弈中参与人同时选择行动，或虽非同时但后行动者并不知道先行动者采取了什么具休行动。在静态博弈中，由于每个参与人都是在不知道其他参与人行动的情况下选择自己的行动，因此，在这种情况下，策略与行动实际上是一回事。动态博弈指的是参与人的行动有先后顺序。在动态博弈中，如果所有后行动者能确切知道先行动者选择了什么行动，则该动态博弈称为“完美信息的动态博弈”，反之，则称为“不完美信息的动态博弈”。没有完美的关于博弈进程的信息意味着参与人的决策带有一定的盲目性。按照参与人对有关其他参与人的了解程度，博弈可以划分为完全信息博弈和不完全信息博弈。完全信息博弈是指每一个参与人对所有其他参与人的特征、策略及收益函数有准确的了解也既完全了解各种博弈情形下的收益否则就是不完全信息博弈。2完全信息博弈理论在完全信息静态博弈中，参与人的最佳策略是什么呢也即均衡是什么呢某一参与人的最佳策略，实际上就是在其他参与人的最优策略没有改变的情况下，这个参与人获得最大收益的策略。严格的叙述如下定义纳什均衡在博弈G仁，况，汽中，如果策略组合55中参与人1的策略劣，均是其余参与人的最优策略组合保持不变时的最优策略，即凡S，S，。，S，成，成第四章便利店的二级供应链库存管理模型之凡S，S，L，又，S，5VS，11，2，N则称S为G的纳什均衡。注意，如果收益函数是连续可微的，那么上述条件等价于鲤二0112。，毖I有时可将上述各个方程分别改写为下面的等价于5，H盯，赚，嵘，成其中11，2，N这些方程称为“反应函数”，含义很明显，函数S，二HS，嵘，S，一，义描述的是第1个参与人针对所有其他参与人所采取的策略或行动的最佳反应。上述所有方程反应函数联立，即得均衡解。方程联立表示参与人地位相等，不分前后，同时行动。这一模型说明个人理性与集休理性往往存在着一定的冲突，集体利益最优并不意味着个人利益是最优的，从而个人采取的行动往往危及集体利益。一卜特尔就是一例，企业组成联盟垄断市场对整个联盟是最优的，但其中的某些企业获得的利润也许不如结盟前，这就导致某些企业背离卡特尔，因而，卜特尔经常是不稳定的。下文中，我们将探索配送中心与便利店门店，二者虽然从整体上看是属于便利店公司的利益体系，但部门的绩效考核迫使二者为了自身的利益去博弈，他们在博弈过程中，如何使双方趋向稳定，达到均衡，找到满足二者各自利益的库存策略是接下来我们要解决的。3非合作情况下的库存博弈本节我们要讨论的库存博弈包括供应链库存管理博弈和局部最优库存管理博弈，在博弈过程中其选择的库存策略分别为可，又、，文。假设5，5。的取值约束为5，5。二10，51其中5为无限约束。另有，我们设H，S，50为博弈参与者1即为配送中心与便利店门店在每期库存博弈活动过程中的库存成本函数。在供应链库存管理博弈活动过程中，配送中心与便利店门店的反应函数分别表示如下函数RO窟R，瓦一厦矛。“IHO仿。，5。一瞥H。痊一X，S0“川H，50瞥H，X，50，则通过求解第四章便利店的二级供应链库存管理模型竺巡鱼丛0韶。胡，矛，5。厉，0得到配送中心与便利店门店的纯纳什均衡库存策略为盯沂二，该策略是相对以下其他均衡策略不考虑混合策略而言的，二。亏言亏二二RO矛。另外，在局部最优库存管理博弈活动过程中，配送中心与便利店门店的反应函数如下RO瓦RL5。仇。IH。瓦，5。SOEOIH瓦，50臀H。瓦，XMINHX，SO则通过求解00一一A日。阮，5。韶。刁子了，瓦，50成得到配送中心与便利店门店的纯纳什均衡库存策略为可，G0，该策略是相对以下其他均衡策略不考虑混合策略而言的可二叉90RO试。注明HO窟。，5氏十T0一勺。RL一尸乒Y、一F夕。咖、12X凡1一。P争夕一5。一，F入DYH任，5一H，X卧瓦一仆。一矛Y一51FY动DY、十APJY、一50一矛FY动办与凡元HO瓦，5二玩，T0一气。卜尸孙、一瓦一KF气气5云12X凡H。氏瓦，朴卜瓦一仆尸孙一瓦F川机第四章便利店的二级供应链库存管理模型44N1的库存模型在前面小节中，我们着重探讨了当N1时的二级供应链的库存模型，即1个配送中心和1个便利店门店的二级供应链的库存模型，然而所有的工作是为了接下来能更好地建立关于1个配送中心和N个便利店门店的二级供应链的库存模型。L问题假设在这里，虽然研究的对象便利店门店的数量从1个扩展到了N个，但系统仍然是一个二级供应链系统因此，在上面小节中，我们对二级供应链系统所做的假设，在这里仍然适用。在