供应链模型的建立与优化

1、一 供应链价值基准二二 供应链模型供应链模型三 供应链诊断四四 供应链优化供应链优化 首先我们需要理解公司内的转化过程首先我们需要理解公司内的转化过程这一过程也以增值过程著称，这一过程也以增值过程著称，支持这一过程供应链和价值链。价值链的概念是由美国企业竞争战略专家、支持这一过程供应链和价值链。价值链的概念是由美国企业竞争战略专家、哈佛大学商学院波特教授（哈佛大学商学院波特教授（Michael E.PorterMichael E.Porter） 在在2020世纪世纪8080年代提出的。年代提出的。波特教授把制造业企业的运营流程分为五个作业阶段，即：入厂物流、加波特教授把制造业企业的运营流程分为

2、五个作业阶段，即：入厂物流、加工制造、出厂物流、市场营销和售后服务；四项支持作业活动，即：分析工制造、出厂物流、市场营销和售后服务；四项支持作业活动，即：分析每一项作业活动或环节与竞争对手相比自己的优劣势，找出企业的成本优每一项作业活动或环节与竞争对手相比自己的优劣势，找出企业的成本优势、找出企业的特色（差异）优势以及找出企业的市场定位优势。势、找出企业的特色（差异）优势以及找出企业的市场定位优势。 企业需求分析中的宏观分析内容之一就是要运用价值链的原理，将企企业需求分析中的宏观分析内容之一就是要运用价值链的原理，将企业及其上下游合作伙伴的各项作业创造的价值与竞争对手进行对比，与行业及其上下游

3、合作伙伴的各项作业创造的价值与竞争对手进行对比，与行业排头兵对比，高标准定位，找出差距和提高整个供应链核心竞争力的措业排头兵对比，高标准定位，找出差距和提高整个供应链核心竞争力的措施。施。 供应链管理体现了精益生产和供应链管理体现了精益生产和JITJIT的增值概念，通过优化，把一系列增的增值概念，通过优化，把一系列增值作业联结到一起，同时尽量消除一切非增值作业（或无效作业），在此值作业联结到一起，同时尽量消除一切非增值作业（或无效作业），在此提出如下问题：提出如下问题：如价值如何定义？什么是增值链？什么是增值作业？如价值如何定义？什么是增值链？什么是增值作业？ 由谁定义企业的价值，我们可以以生

4、产机器为例。用各种原材料加工由谁定义企业的价值，我们可以以生产机器为例。用各种原材料加工成一台机器，机器的价值比原材料高，这是从制造商的角度来理解价值，成一台机器，机器的价值比原材料高，这是从制造商的角度来理解价值，但是，必须在机器出售以后，才能给企业带来价值。表面上看，客户在购但是，必须在机器出售以后，才能给企业带来价值。表面上看，客户在购买机器，实质上客户要购买的是机器买到手以后可以带来效益的价值。他买机器，实质上客户要购买的是机器买到手以后可以带来效益的价值。他要用机器来加工他的产品，通过产品出售创造价值，也就是产品交付以后要用机器来加工他的产品，通过产品出售创造价值，也就是产品交付以后

5、产生的价值。客户不愿意购买耗能大的、返修率高的机器，也不愿意花费产生的价值。客户不愿意购买耗能大的、返修率高的机器，也不愿意花费在制造机器的过程中摊在废品上的费用。在制造机器的过程中摊在废品上的费用。 因此，因此，价值要由客户定义，客户购买的是可以为自己带来价值要由客户定义，客户购买的是可以为自己带来效益的价值，而企业的生存基础正是客户可以接受或认可的价效益的价值，而企业的生存基础正是客户可以接受或认可的价值。值。客户的价值观不仅反映在性能价格上，而且对价值的判断客户的价值观不仅反映在性能价格上，而且对价值的判断还有许多复杂的心理因素。因为客户满意度是衡量价值的标志，还有许多复杂的心理因素。因

6、为客户满意度是衡量价值的标志，作为供应链管理就要及时了解客户的价值标准，按照客户的价作为供应链管理就要及时了解客户的价值标准，按照客户的价值观来组织供应。波特教授的价值链理论是从企业竞争优势对值观来组织供应。波特教授的价值链理论是从企业竞争优势对比的角度来阐述的，是一种检验竞争优势的方法。精益生产和比的角度来阐述的，是一种检验竞争优势的方法。精益生产和JITJIT是从是从“消除一切无效作业与浪费消除一切无效作业与浪费”和和“增值增值”的角度来阐的角度来阐述整个供应链作业成本的控制过程，没有直接涉及特色优势和述整个供应链作业成本的控制过程，没有直接涉及特色优势和定位优势，称为定位优势，称为“增值

7、链增值链”。 在供应链上的各种作业，有些是增加成本的同时增加价值，称在供应链上的各种作业，有些是增加成本的同时增加价值，称为增值作业。尽管这些作业是必要的，但要注意采取优化方案，控制为增值作业。尽管这些作业是必要的，但要注意采取优化方案，控制成本。有些作业是增加成本但是并不增加价值，称为无效作业或非增成本。有些作业是增加成本但是并不增加价值，称为无效作业或非增值作业。要通过分析，采取措施消除一切无效作业。值作业。要通过分析，采取措施消除一切无效作业。 增值链是一种概念模型，把产品开发、供应、生产、营销、市场增值链是一种概念模型，把产品开发、供应、生产、营销、市场一直到服务支持等供应链上一系列的

8、环节看成是一个整体，使核心企一直到服务支持等供应链上一系列的环节看成是一个整体，使核心企业从供应链系统的观点出发思考增值过程。业从供应链系统的观点出发思考增值过程。 一方面要根据客户的需求不断增加产品的技术含量和附加值。一方面要根据客户的需求不断增加产品的技术含量和附加值。 另一方面要注意贯彻另一方面要注意贯彻JITJIT的哲理：消除一切无效作业与浪费，不的哲理：消除一切无效作业与浪费，不断消除客户所不愿意支付的一切无效劳动与浪费；使投入市场的产品断消除客户所不愿意支付的一切无效劳动与浪费；使投入市场的产品与竞争对手相比，能为客户带来真正的效益和满意的价值，使客户认与竞争对手相比，能为客户带来

9、真正的效益和满意的价值，使客户认可的价值大大超过总体运营成本，为企业带来应有的利润。可的价值大大超过总体运营成本，为企业带来应有的利润。 增值作业和无效作业经常是有关联的，而且必然超出了一个企业的范围，增值作业和无效作业经常是有关联的，而且必然超出了一个企业的范围，下游出现无效作业，可能要向上游方向追溯才能找出原因，要从供应链管理下游出现无效作业，可能要向上游方向追溯才能找出原因，要从供应链管理的理念出发，分析各个合作伙伴的价值链，进行全面优化和协调，实现合作的理念出发，分析各个合作伙伴的价值链，进行全面优化和协调，实现合作竞争。竞争。供应供应/价值链价值链原材料零部件 B零部件 A基础和成品

10、原材料部件和零件原材料部件、零件劳动力、厂房设备、能源信息内地物流生产操作成品物流支持和维护产品或服务N级供应商2级供应商1级供应商渠道主管者输入 增值过程一个制造产品或服务的公司的典型的供应增值链一个制造产品或服务的公司的典型的供应增值链 一个典型的公司购买大量不同的货物和服务一个典型的公司购买大量不同的货物和服务在图中标志为在图中标志为“输输入入”将它们转化成产品或服务卖给消费者或其它的商业对象。这些输入将它们转化成产品或服务卖给消费者或其它的商业对象。这些输入可以是基本的原材料、零部件、生产设备、装配线上的劳动力、能源、工程可以是基本的原材料、零部件、生产设备、装配线上的劳动力、能源、工

11、程服务和信息。生产系统需要大量不同的输入，然后把它们转变成产品或服务。服务和信息。生产系统需要大量不同的输入，然后把它们转变成产品或服务。 例如，一个航线的输入有飞机、飞行上的工作人员和多种服务（例如，例如，一个航线的输入有飞机、飞行上的工作人员和多种服务（例如，乘客服务），并且在运输生产中用到它们。同样地，一个汽车生产系统的输乘客服务），并且在运输生产中用到它们。同样地，一个汽车生产系统的输入有原材料（例如，钢）、预制的零部件、能源和直接的劳动力，并且在汽入有原材料（例如，钢）、预制的零部件、能源和直接的劳动力，并且在汽车的生产中用到它们。车的生产中用到它们。这两个生产系统的根本差别是产品或

12、服务的保存期限。这两个生产系统的根本差别是产品或服务的保存期限。在航线的例子中，在飞机离开跑道之后，一张没有售出的飞机票变得一文不在航线的例子中，在飞机离开跑道之后，一张没有售出的飞机票变得一文不值。再如目标是独特的时尚或趋势值。再如目标是独特的时尚或趋势例如厚底鞋或喇叭裤例如厚底鞋或喇叭裤往往是有一往往是有一个较短的保存期限。只有在这一独特时尚的趋势持续的时候它们才有需求。个较短的保存期限。只有在这一独特时尚的趋势持续的时候它们才有需求。 一般来说，一般来说，服务根本没有保存期限服务根本没有保存期限，它们不能被提前制造出保存起来在，它们不能被提前制造出保存起来在以后的日子里消费，以后的日子里

13、消费，例如医疗服务，只有在一个人生病的时候才需要。相反例如医疗服务，只有在一个人生病的时候才需要。相反地，一辆未售出的汽车在经销商的停车场可以在很长一段时间内保留价值。地，一辆未售出的汽车在经销商的停车场可以在很长一段时间内保留价值。成品或服务的保存期限是决定供应链正确技术方案的一个重要因素。作为公成品或服务的保存期限是决定供应链正确技术方案的一个重要因素。作为公司的输入，货物或服务的保存期限在决定它是否损耗或损坏、有多少库存成司的输入，货物或服务的保存期限在决定它是否损耗或损坏、有多少库存成本等时担任重要的角色。本等时担任重要的角色。 供应链管理的目标供应链管理的目标是改变原有供应商、制造商

14、、是改变原有供应商、制造商、销售商各自分立的低水平经营模式，借助集成的供应销售商各自分立的低水平经营模式，借助集成的供应链管理体系，积极影响供应链各个环节的管理水平、链管理体系，积极影响供应链各个环节的管理水平、库存水平和服务水平，以及供应成本、生产成本和销库存水平和服务水平，以及供应成本、生产成本和销售成本，最终提高整个供应链的竞争优势。售成本，最终提高整个供应链的竞争优势。 供应链模型供应链模型抽象地反映了现实世界中供应链的运抽象地反映了现实世界中供应链的运营状况、资源约束、流程优化等实际问题，从不同角营状况、资源约束、流程优化等实际问题，从不同角度刻画了供应链管理体系的内在规律和复杂性。

15、度刻画了供应链管理体系的内在规律和复杂性。供应供应链模型的优化程度链模型的优化程度综合反映了供应链的核心能力，体综合反映了供应链的核心能力，体现了供应链整合社会资源、创新管理的综合能力。现了供应链整合社会资源、创新管理的综合能力。 q早期的观点认为供应链是制早期的观点认为供应链是制造企业中的一个内部过程，它造企业中的一个内部过程，它是指将采购的原材料和收到的是指将采购的原材料和收到的零部件，通过生产的转换和销零部件，通过生产的转换和销售等过程传递到客户的过程。售等过程传递到客户的过程。q传统的供应链概念局限于企传统的供应链概念局限于企业的内部操作，注重企业自身业的内部操作，注重企业自身的利益目

16、标。供应商和客户难的利益目标。供应商和客户难以建立良好的合作伙伴关系以建立良好的合作伙伴关系。q企业内部门之间企业内部门之间也也缺乏及时缺乏及时沟通沟通，在业务流程中造成不必在业务流程中造成不必要的延迟和成本的上升要的延迟和成本的上升 。 现代的供应链概念注重与其他现代的供应链概念注重与其他企业的联系和供应链的外部环境，企业的联系和供应链的外部环境，倾向于将供应链定义为一个通过倾向于将供应链定义为一个通过链中不同企业的制造、组装、分链中不同企业的制造、组装、分销、零售等过程，将原材料转换销、零售等过程，将原材料转换成产品销售给最终客户，形成了成产品销售给最终客户，形成了一个范围更大、更系统的概

17、念。一个范围更大、更系统的概念。 供应链的概念更加注重围绕核供应链的概念更加注重围绕核心企业的网络关系心企业的网络关系。供应链不仅是一条联接供应商供应链不仅是一条联接供应商到客户的物料链，而且也是一条到客户的物料链，而且也是一条增值链，物料在供应链上因加工、增值链，物料在供应链上因加工、运输等过程而增加其价值。运输等过程而增加其价值。 供应链是由供应、运输和需求三要素组成的物料处理网络。供应链是供应链是由供应、运输和需求三要素组成的物料处理网络。由供应、运输和需求三要素组成的物料处理网络。 在供应链中传播的不确定性有在供应链中传播的不确定性有3 3种：供应者、生产者和客户。供应种：供应者、生产

18、者和客户。供应者的表现好坏直接影响到供应链的性能。生产过程总发生的不确定性和者的表现好坏直接影响到供应链的性能。生产过程总发生的不确定性和异常情况。公众爱好的易变性，会引起不规则的购买倾向，从而产生不异常情况。公众爱好的易变性，会引起不规则的购买倾向，从而产生不确定性。确定性。 不确定性周期由预报过程（以历史上客户行为为基础）开始，物料向不确定性周期由预报过程（以历史上客户行为为基础）开始，物料向供应者购买，由供应者发送，工厂接着生产出成品，早期预报由实际订货供应者购买，由供应者发送，工厂接着生产出成品，早期预报由实际订货实现，产品送至客户，再由实际订货修正下期预报，实现，产品送至客户，再由实

19、际订货修正下期预报，这一周期在供，这一周期在供应链中重复。应链中重复。 从企业与企业之间关系的角度可以分为以下几种供应链的拓扑结构模型：从企业与企业之间关系的角度可以分为以下几种供应链的拓扑结构模型： 产品从自然界到用户经历了供应商、制造商和分销商三级传递，并在传产品从自然界到用户经历了供应商、制造商和分销商三级传递，并在传递过程中完成产品加工、产品装配形成等转换过程。被用户消费掉的最终产递过程中完成产品加工、产品装配形成等转换过程。被用户消费掉的最终产品仍回到自然界，完成物质循环。链状模型只是一个简单的静态模型，表明品仍回到自然界，完成物质循环。链状模型只是一个简单的静态模型，表明供应链的基

20、本组成和轮廓概貌，它把商家都抽象成一个个的点，称为节点，供应链的基本组成和轮廓概貌，它把商家都抽象成一个个的点，称为节点，并用字母或数字表示。节点以一定的方式和顺序联结成一串，构成一条图学并用字母或数字表示。节点以一定的方式和顺序联结成一串，构成一条图学上的供应链。链状模型着力于供应链中间过程的研究。上的供应链。链状模型着力于供应链中间过程的研究。 在网状模型中，在网状模型中，C C的供应商可能不只一家，而是有的供应商可能不只一家，而是有B1B1，B2B2， BnBn等等n n家，分销商也可能有家，分销商也可能有D1D1，D2D2， ，DmDm等等m m家。动态地考虑，家。动态地考虑，C C也

21、可能有也可能有C1C1，C2C2，CkCk等等k k家，这样链状模型就转变为一个网状模型，网状模型家，这样链状模型就转变为一个网状模型，网状模型更能说明现实世界中产品的复杂供应关系。在理论上，网状模型可以涵盖世更能说明现实世界中产品的复杂供应关系。在理论上，网状模型可以涵盖世界上所有厂家，把所有厂家都看做是其上面的一个节点，并认为这些节点存界上所有厂家，把所有厂家都看做是其上面的一个节点，并认为这些节点存在着联系。当然，这些联系有强有弱，而且在不断地变化着。网状模型对供在着联系。当然，这些联系有强有弱，而且在不断地变化着。网状模型对供应关系的描述性很强，适合于对供应关系的宏观把握。应关系的描述

22、性很强，适合于对供应关系的宏观把握。 供应链的供应链的网络流模型主要网络流模型主要在在研究供应链中成员的选择、布局以及供应链研究供应链中成员的选择、布局以及供应链的协调问题的协调问题上提出的上提出的。一般，用混合整数规划来描述这种网络流模型，目标。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中成员的选择等，是使各种成本费用的总和最小，而用整数变量表示供应链中成员的选择等，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衡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衡关系和供需关系等。用网络流模型研究供应链的

23、协调，主要是决定供应链中关系和供需关系等。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。 1996 年，年，Rosenfield 建立了在不确定情况下的供应链协调模型，确定供应链建立了在不确定情况下的供应链协调模型，确定供应链中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。其目标中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。其目标函数为函数为：minC=NijijMjjDYDCCDCYF1i1211,min)()(市场 其中，其中，M

24、 表示供应链中成员的数量，表示供应链中成员的数量，N 表示市场数量，表示市场数量，C表示生产和表示生产和销售成本，销售成本，Yj表示第表示第j 个成员的产量，个成员的产量，F 是成本函数，是成本函数，Cl 表示在同一个市表示在同一个市场中的运输和销售成本，场中的运输和销售成本，C2 表示在不同市场中的运输和销售成本，表示在不同市场中的运输和销售成本，Di表表示第示第 i 个市场的需求量，个市场的需求量，D 表示总需求。表示总需求。 供应链供应链策略评价模型策略评价模型是是在供应链不确定情况下的在供应链不确定情况下的管理和协调问题管理和协调问题上提出的上提出的。对跨国企业而言，经常会。对跨国企业

25、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作出反应，技术的发明等。企业会采取各种策略对此作出反应，如调整供应链中成员的数量、采用不同的生产技术等。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，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。目标是使各个时期的期望费用总和最小或总收益最大。 Slack N于于1987

26、年首次提出了供应链柔性的概念。年首次提出了供应链柔性的概念。他认为，供应链柔性指供应链指对顾客需求做出反映他认为，供应链柔性指供应链指对顾客需求做出反映的能力。的能力。Sabri等指出，供应链柔性主要包括生产柔性等指出，供应链柔性主要包括生产柔性和分销柔性，生产柔性用生产能力和生产能力利用之和分销柔性，生产柔性用生产能力和生产能力利用之差衡量，分销柔性用现实的分销量和顾客需求之差衡差衡量，分销柔性用现实的分销量和顾客需求之差衡量。量。Voudouris认为供应链柔性可以用作业资源的能力认为供应链柔性可以用作业资源的能力富余来反映。富余来反映。 由供应商、工厂、分销中心和顾客组成的供应链，由供应

27、商、工厂、分销中心和顾客组成的供应链，建立包括足够柔性的供应链总成本模型，目标是确定建立包括足够柔性的供应链总成本模型，目标是确定不同柔性下供应链的最优成本以及供应链结构和生产不同柔性下供应链的最优成本以及供应链结构和生产批量。批量。 首先，考虑供应链总成本模型，即首先，考虑供应链总成本模型，即 Z=jijijijjjrvjrvjrvrvjXUqfAa222 +kikmijkijkijkkmimikkkCcyDUqf333ikmkmimikmyDd 供应链总成本包括四部分，一是从供应商到工厂供应链总成本包括四部分，一是从供应商到工厂的原材料采购成本和运输成本；二是工厂生产的固定的原材料采购成本

28、和运输成本；二是工厂生产的固定成本和变动成本；三是分销中心搬运和库存产品的变成本和变动成本；三是分销中心搬运和库存产品的变动成本和从工厂到分销中心的运输成本；四是从分销动成本和从工厂到分销中心的运输成本；四是从分销中心到顾客区的运输成本。中心到顾客区的运输成本。 其次，考虑供应链的柔性。其次，考虑供应链的柔性。供应链柔性在这里主要考供应链柔性在这里主要考虑为生产能力柔性和分销能力柔性，其中工厂的生产虑为生产能力柔性和分销能力柔性，其中工厂的生产柔性用生产能力和生产能力利用之差描述，分销柔性柔性用生产能力和生产能力利用之差描述，分销柔性用现实的分销量和顾客需求之差描述。供应链柔性模用现实的分销量

29、和顾客需求之差描述。供应链柔性模型为：型为：kkkwkimkmimikkkjjjwjiijijjjqYDqqXWq33322232 其中，其中，2ij为为工厂单位产品工厂单位产品i相当的标准产量；相当的标准产量；分销中心分销中心k的最大分销量；的最大分销量；w2，w3为能力利用的权为能力利用的权重，取值范围为重，取值范围为0 1 约束条件如下：约束条件如下： （1 1）原材料供应限制）原材料供应限制 rvjrvjA vr, 其中其中 rv 为供应商为供应商 v 生产原材料生产原材料 r 的能力；的能力； （2）原材料运输限制）原材料运输限制 vrvjiijriAX jr, 其中其中ri ri

30、为单位产品为单位产品 i i 对每种原材料对每种原材料 r r 的利用率的利用率 （3 3）生产约束）生产约束 iijijX2j jq q2j2j j （4 4）工厂的生产数量控制工厂的生产数量控制 ijijjijijjqXq22 ji, 其中其中 ijij和和 ijij 分别为工厂分别为工厂 j j 产品产品 i i 的最小和最大生产规模的最小和最大生产规模 （5 5）保证分销中心的分销数量在最大分销规模与最小分销规模之间）保证分销中心的分销数量在最大分销规模与最小分销规模之间 imkkkmimikkkqyDq333 k 其中其中 k k 和和 k k分别为分别为分销中心分销中心 k k 的

31、最小和最大分销量的最小和最大分销量 （6 6）保证每个顾客区都分布有唯一一个分销中心）保证每个顾客区都分布有唯一一个分销中心 kkmy1 m （7 7）保证从工厂运输的产品数量与工厂的生产数量相等）保证从工厂运输的产品数量与工厂的生产数量相等 kijkijCX ji, （8 8）保证所有的需求都得到满足）保证所有的需求都得到满足 jkmimijkDC i （9 9）保证每个顾客区的需求得到满足）保证每个顾客区的需求得到满足 jmimkmijkDyC ki, 0,rvjijkijACX kjvi, 10,32或kmkjyqq mkj, 供应链模型设计步骤：了解真正客户的实际需求；充分收集相关数据

32、作供应链模型设计步骤：了解真正客户的实际需求；充分收集相关数据作为模型设计的基础；找出达成目标的关键因素；在收集数据的基础上实行周为模型设计的基础；找出达成目标的关键因素；在收集数据的基础上实行周边环境仿真；确定最佳点，进行可行性分析；选择供应链模型，开始试运行。边环境仿真；确定最佳点，进行可行性分析；选择供应链模型，开始试运行。 供应链是包括供应商、制造商、销售商在内，涉及物流、资金流、信息供应链是包括供应商、制造商、销售商在内，涉及物流、资金流、信息流的企业网络系统。供应链中的供应、制造、销售可以集成化成为一个系统，流的企业网络系统。供应链中的供应、制造、销售可以集成化成为一个系统，它由供

33、应、制造和销售阶段的三部分模型组成。它由供应、制造和销售阶段的三部分模型组成。 供应阶段的动态模型供应阶段的动态模型，即供应商库存状态方程，即供应商库存状态方程 x x1,k+11,k+1=x=x1,k1,k+u+u1,k1,k-v-v1,k 1,k （12-112-1） 式（式（12-112-1）中）中 x x1,k1,k 是供应商在是供应商在k k时刻的库存量，时刻的库存量，n n1 1维状态向量；维状态向量；u u1,k1,k是是k k时时刻的供应量，刻的供应量，n n1 1维控制变量；维控制变量；v v1,k1,k是是k k时刻的供应商提供给制造商的物料量，时刻的供应商提供给制造商的物

34、料量，n n1 1维控制变量。维控制变量。 制造阶段的动态模型制造阶段的动态模型由两个方程组成，由两个方程组成，第一个模型第一个模型即生产过即生产过程的神经网络方程：程的神经网络方程： p pk+1k+1= =f(pf(pk k, v, v1,k1,k) (12-2a) (12-2a) 式（式（12-2a12-2a）中）中p pk+1k+1=f()=f()是神经网络的输出方程，是神经网络的输出方程，n n2 2维状态变维状态变量；量；p pk k是是p pk+1k+1的一阶滞后，作为系统的广义输入；的一阶滞后，作为系统的广义输入；v v1,k1,k是式（是式（12-12-1 1）中所述控制变量

35、，是神经网络的输入。制造阶段的生产过程）中所述控制变量，是神经网络的输入。制造阶段的生产过程是一个复杂非线性系统，假设这种未知的非线性生产系统可以是一个复杂非线性系统，假设这种未知的非线性生产系统可以采用神经网络来逼近。采用神经网络来逼近。 制造阶段的制造阶段的另一个模型另一个模型，即生产库存状态方程，即生产库存状态方程 x x2,k+12,k+1=x=x2,k2,k+p+pk k-v-v2,k 2,k (12-2b)(12-2b) 式（式（12-2b12-2b）中）中x x2,k2,k是制造商在是制造商在k k时刻的库存量，时刻的库存量，n n2 2维状态变维状态变量；量；p pk k是式（

36、是式（12-2a12-2a）中生产过程中的生产产出；中生产过程中的生产产出；v v2,k2,k是制造商是制造商提供给销售商的目标产品，提供给销售商的目标产品，n n2 2维控制变量。维控制变量。 销售阶段的动态模型销售阶段的动态模型，即销售商库存状态方程，即销售商库存状态方程 x x3,k+13,k+1= x= x3,k3,k+ v+ v2,k 2,k dd3,k 3,k (12-3)(12-3) 式（式（12-312-3）中，）中，x x3,k3,k是销售商库存量，是销售商库存量，n n3 3=n=n2 2维状态向量；维状态向量；v v2,k2,k是式（是式（12-12-2b2b）中制造商提

37、供给销售商的物品量，中制造商提供给销售商的物品量， n n3 3=n=n2 2维控制变量；维控制变量；d d3,k3,k是销售商销是销售商销售的产品量，售的产品量， n n3 3=n=n2 2维外生变量。维外生变量。 对于供应链系统的目标函数，考虑如对于供应链系统的目标函数，考虑如下下子目标函数和约束条件子目标函数和约束条件。 供应链系统的库存成本目标函数，即供应链系统的库存成本目标函数，即 (12-4) , 3 13 , 2 12 , 1 11 0 1 k T k T k T N k x q x q x q Z 库存成本目标函数（库存成本目标函数（4 4）中，）中，q q1111， q q1

38、212, q, q13 13 0 0，q q1111， q q1212, q, q1313 分别是分别是供应、制造、销售库存系统中单位储存货物的成本相应维数的列向量。库供应、制造、销售库存系统中单位储存货物的成本相应维数的列向量。库存目标函数存目标函数J J1 1反映对于供应链中供应、制造、销售库存成本的要求。反映对于供应链中供应、制造、销售库存成本的要求。 供应链系统的供应和运输成本目标函数，即供应链系统的供应和运输成本目标函数，即 (12-5) , 2 13 , 1 12 , 1 11 0 2 k T k T k T N k v r v r u r Z 供应链管理问题中，供应阶段的供应量供

39、应链管理问题中，供应阶段的供应量u u1,k1,k是控制变量，但是受到是控制变量，但是受到供应商供应商若干条件的限制若干条件的限制，即，即 u u1 11,k1,k u u1,k 1,k u u2 21,k1,k (12-6) (12-6) 销售阶段的销售量销售阶段的销售量d d3,k3,k是外生不受控制变量，它是顾客的市场行为，这是是外生不受控制变量，它是顾客的市场行为，这是假设存在如下的情况，即假设存在如下的情况，即 d d3,k3,k=D=D3,k3,k (12-7a) (12-7a) d d3,k3,k=D=D3,k3,k+k k (12-7b) (12-7b) 式（式（12-7a12

40、-7a）中）中D D3,k3,k是确定性函数，式（是确定性函数，式（12-7b12-7b）中）中k k是噪声函数，可以是噪声函数，可以是白色噪声，也可以是有色噪声，它反映了是白色噪声，也可以是有色噪声，它反映了顾客的市场不确定性行为顾客的市场不确定性行为。 供应和运输成本目标函数供应和运输成本目标函数(12-5)(12-5)中，中， r r1111，r r1212，r r13130,0, r r1111，r r1212，r r1313分别分别是供应、制造、销售过程中单位货物供应和运输成本相应维数的列向量。是供应、制造、销售过程中单位货物供应和运输成本相应维数的列向量。 供应链模型供应链模型(1

41、2-1)(12-1)、(12-2)(12-2)、(12-3)(12-3)在供应阶段的供应量可以推动整在供应阶段的供应量可以推动整个供应链，在销售阶段的销售量外生作用下也可以拉动整个供应链。本文只个供应链，在销售阶段的销售量外生作用下也可以拉动整个供应链。本文只考虑确定性系统的供应链模型。考虑确定性系统的供应链模型。 供应链系统供应链系统库存安全的约束条件库存安全的约束条件，即，即 x x1,k1,k x x1 10 0, x, x2,k2,k x x2 20 0, x, x3,k3,k x x3 30 0 (12-8) (12-8) 库存安全的约束条件（库存安全的约束条件（12-812-8）中

42、，）中，x x1 10 0 ，x x2 20 0 ，x x3 30 0 分别是供应、制造、分别是供应、制造、销售过程中的库存安全货物量相应维数的列向量。销售过程中的库存安全货物量相应维数的列向量。 供应链系统供应链系统制造阶段中生产水平的约束条件制造阶段中生产水平的约束条件，即，即 p pk k p p0 0 (12-9) (12-9) 制造阶段中的约束条件式（制造阶段中的约束条件式（12-912-9）表明制造阶段中生产应按照计划水平不）表明制造阶段中生产应按照计划水平不低于低于p p0 0进行，进行，p p0 0 是相应维数的列向量。是相应维数的列向量。 供应链集成化模型的目标函数归纳如下，

43、即供应链集成化模型的目标函数归纳如下，即 Z=ZZ=Z1 1+Z+Z2 2 (12-10) (12-10) 于是，供应链管理问题可以表述为于是，供应链管理问题可以表述为在目标函数在目标函数(12-10)(12-10)的要求之下，具的要求之下，具有有动态系统动态系统(12-1)(12-2)(12-3)(12-1)(12-2)(12-3)、一类供应销售条件一类供应销售条件(12-6)(12-6)、(12-7)(12-7)和和约约束条件束条件(12-8)(12-8)、(12-9)(12-9)的优化问题。的优化问题。 如何设计供应链、如何选择节点，是供应链建模的基础，成本优化算法来如何设计供应链、如何

44、选择节点，是供应链建模的基础，成本优化算法来进行供应链建模。为了便于分析供应链成本，对有关供应链成本核算作如下进行供应链建模。为了便于分析供应链成本，对有关供应链成本核算作如下假定：假定： 假定假定1：节点企业以：节点企业以i=1,2,3,.n表示（其中供应链层次以表示（其中供应链层次以a=1,2,3,.,A表示，表示，一个层次上节点企业的序号以一个层次上节点企业的序号以b=1,2,3,.,B表示，所以一个节点表示，所以一个节点i可以表示为可以表示为A*B）。）。 假定假定2：物料单位成本随着累积单位产量的增加和经验曲线的作用而降低。：物料单位成本随着累积单位产量的增加和经验曲线的作用而降低。

45、成品、零部件、产品设计、质量工程的改善都可能导致单位物料成本的降低。成品、零部件、产品设计、质量工程的改善都可能导致单位物料成本的降低。 假定假定3：假定从一个节点企业到另一个节点企业的生产转化时间在下一个：假定从一个节点企业到另一个节点企业的生产转化时间在下一个节点企业的年初。节点企业的年初。 假定假定4：当一个节点企业在年初开始生产时，上一节点企业的工时和原材：当一个节点企业在年初开始生产时，上一节点企业的工时和原材料成本根据一定的技术指数转化为此节点企业的初值。料成本根据一定的技术指数转化为此节点企业的初值。 假定假定5：全球供应链管理中，围绕核心企业核算成本，汇率、通货膨胀率：全球供应

46、链管理中，围绕核心企业核算成本，汇率、通货膨胀率等转换为核心企业所在国家的标准。等转换为核心企业所在国家的标准。 供应链成本主要包括：物料成本、劳动成本、运输成本、设备成本和其供应链成本主要包括：物料成本、劳动成本、运输成本、设备成本和其他变动成本等。其成本函数分别构造如下：他变动成本等。其成本函数分别构造如下： 物料成本函数物料成本函数(Materials Cost Function)(Materials Cost Function) 从假定从假定2可知，物料成本随累积产量的增加而降低，供应链的总物料成可知，物料成本随累积产量的增加而降低，供应链的总物料成本为：本为：ntfiitiitdnn

47、immM0式中，Mit-i节点企业在t年生产nt产品的总物料成本（时间转化为当地时间）；mi-i节点企业的第一个部件的物料成本（时间坐标轴的开始点）；imit-i节点企业t年的物料成本的通货膨胀率；nt-第t年内的累计产量；fi= lg(Fi)/lg(2)；Fi-物料成本经验曲线指数，0Fi1；n-累计单位产量，n=1,2,3, ，nt。 劳动力成本函数劳动力成本函数(Labor Cost Function)(Labor Cost Function) 供应链的节点企业可能分布在本国的不同地方，也可能分布在世界各地，供应链的节点企业可能分布在本国的不同地方，也可能分布在世界各地，各地的劳动力价值

48、、成本无法统一衡量，这里直接以工时为基础计算供应链各地的劳动力价值、成本无法统一衡量，这里直接以工时为基础计算供应链的劳动力成本。的劳动力成本。 ntgiitiitdnnillL0式中，Lit-i节点企业在第t年（时间转化为当地时间）生产nt产品的总劳动成本；li-i节点企业的单位时间劳动成本；ilit-i节点企业t年的单位工时的通货膨胀率；nt-第t年内的累计产量；gi= lg(Gi)/lg(2)；Gi-劳动力学习经验曲线指数，0Gi1；n-累计单位产量，n = 1,2,3, ，nt。 运输成本函数运输成本函数(Transportation Cost Function)(Transporta

49、tion Cost Function) 运输成本是影响供应链总成本的重要因素之一，交货频率和经济运输运输成本是影响供应链总成本的重要因素之一，交货频率和经济运输批量都决定着运输成本的大小。假定从节点批量都决定着运输成本的大小。假定从节点i到节点到节点m的单位成本为的单位成本为t，sit为为i节点企业节点企业t年运输的通货膨胀率，年运输的通货膨胀率，m节点在第节点在第t年的累计需求为年的累计需求为dmt，所以供所以供应链的总运输成本为应链的总运输成本为Tit。 MmitititdmtissT1设备和其他变动成本函数设备和其他变动成本函数(Utilities and other Variable

50、Cost Function) 假定假定ui、vi分别代表分别代表i节点企业的一个单位的设备和其他变动成本节点企业的一个单位的设备和其他变动成本(如管理费如管理费用等用等)，其通货膨胀率指数分别为，其通货膨胀率指数分别为iuit和和ivit，在，在t年年i节点企业生产节点企业生产nt单位产品单位产品的总的设备和变动成本为：的总的设备和变动成本为：titiitiitnivviuuU)(供应链的总成本函数供应链的总成本函数(Total Cost Function)(Total Cost Function) 以上成本都是针对一定时间轴上可能的以上成本都是针对一定时间轴上可能的i节点企业的组合，在时间节

51、点企业的组合，在时间T内相内相关的节点关的节点i组成一个节点组合序列，用组成一个节点组合序列，用k表示，所有可能的节点组合序列用表示，所有可能的节点组合序列用K表示，对于每一个节点组合序列表示，对于每一个节点组合序列k，供应链的总成本供应链的总成本TC(k)表示为：表示为： TikiititititititpveUTLMkTC1)()(式中，eit为汇率（i节点企业对核心企业的汇率）； pvit为i节点企业在t年的现值折扣率； k为个节点组合序列。 从节点组合序列中可以选出多个节点企业组合，比如：分布在从节点组合序列中可以选出多个节点企业组合，比如：分布在4个层次个层次（A=4）的各的各2个（

52、个（B=2）工厂，在工厂，在5年（年（T=5）的时间轴上，总共有的时间轴上，总共有k=(2*4)5个节点组合序列。我们可以通过对供应链总成本的优化核算来找出最优的节个节点组合序列。我们可以通过对供应链总成本的优化核算来找出最优的节点企业组合，设计低成本的供应链。供应链的设计要评估所有可能的组合序点企业组合，设计低成本的供应链。供应链的设计要评估所有可能的组合序列，以达到最优化的设计。列，以达到最优化的设计。 具体的方法是将多时段问题转化为网络设计，网络设计层次定义为具体的方法是将多时段问题转化为网络设计，网络设计层次定义为t=1,2,3，,T，在第在第t层次，可能的组合序列是层次，可能的组合序

53、列是i=(A*B)t，在每一个层次在每一个层次t，每个节点企业的总累积成本表示为每个节点企业的总累积成本表示为Cit，其中，其中，i=1,2,3, ,(A*B)t，t=1,2,3, , T 此公式表示了从第此公式表示了从第1年到第年到第t年（包括第年（包括第t年）的节点年）的节点i的总累积成本。的总累积成本。 在输入初始数据以后，计算第在输入初始数据以后，计算第1年第年第i个节点的成本，当累加成本的节点个节点的成本，当累加成本的节点数不超过数不超过(A*B)T，程序要判断是否达到时间段的末年，如果程序要判断是否达到时间段的末年，如果t=T，那只有最那只有最后一个节点的成本要计算。当所有的节点第

54、后一个节点的成本要计算。当所有的节点第t年的累积成本计算完以后，程年的累积成本计算完以后，程序需重新设置序需重新设置i和计算第和计算第t+1年的累积成本。当年的累积成本。当t=T时，最后对节点组合的累时，最后对节点组合的累积成本进行排序，优化的供应链节点组合序列就是排序后的选择。积成本进行排序，优化的供应链节点组合序列就是排序后的选择。 在供应链管理过程中，约束理论在供应链管理过程中，约束理论(Theory of Constraints, TOC)对供对供应链管理提供了巨大的帮助。美国生产及库存管理协会应链管理提供了巨大的帮助。美国生产及库存管理协会(APICS)称它为称它为约束管理约束管理(

55、Constraint Management),它可以应用到生产、分销、供应链和它可以应用到生产、分销、供应链和项目管理等领域。项目管理等领域。 TOC理论认为任何一个由多个阶段构成的生产系统理论认为任何一个由多个阶段构成的生产系统,如果其中一个阶如果其中一个阶段的产出取决于前面一个或几个阶段产出的话段的产出取决于前面一个或几个阶段产出的话,那么那么,那个产出率最低的阶那个产出率最低的阶段决定着整个系统的产出能力。在整个企业的经营流程中段决定着整个系统的产出能力。在整个企业的经营流程中,任何一个阻碍任何一个阻碍企业有效扩大产出能力、降低库存和运行成本的环节企业有效扩大产出能力、降低库存和运行成本

56、的环节,就是一个就是一个“约束约束”。“约束约束”是一个广义的概念是一个广义的概念,通常也称作通常也称作“瓶颈瓶颈”,约束主要由来自企业内约束主要由来自企业内部的部的“内部约束内部约束”和来自市场或外在环境的和来自市场或外在环境的“外部约束外部约束”构成。任何系构成。任何系统至少存在着一个约束统至少存在着一个约束,否则它就可能获得无限的产出能力。否则它就可能获得无限的产出能力。努力使企业努力使企业生产能力的平衡是为了使生产能力的平衡是为了使企业的生产能力得到企业的生产能力得到最佳最佳利用。利用。企业物流企业物流波动是绝对的波动是绝对的, 它随它随市场变化市场变化而发而发生波动生波动,而企业的而

57、企业的生产能力相对稳定的生产能力相对稳定的，企业的决策层应尽力使企业的物流，企业的决策层应尽力使企业的物流达到平衡，以使企业的生产能力达到平衡。达到平衡，以使企业的生产能力达到平衡。系统的产出是由所能经过瓶颈系统的产出是由所能经过瓶颈的量决定的的量决定的。瓶颈限制了瓶颈限制了企业的生产和销售总量，企业的生产和销售总量，而非瓶颈资源的充分利用而非瓶颈资源的充分利用不仅不能提高产销量不仅不能提高产销量,而且会使库存和运行成本增加。而且会使库存和运行成本增加。企业的企业的生产时生产时间包括加工时间和调整准备时间。在瓶颈上中断一个小时间包括加工时间和调整准备时间。在瓶颈上中断一个小时,没有附加的生产没

58、有附加的生产能力能力进行进行补充。如果在瓶颈资源上节省一个小时的调整准备时间补充。如果在瓶颈资源上节省一个小时的调整准备时间,将能增加将能增加一个小时的加工时间一个小时的加工时间，可以使企业的供应链系统，可以使企业的供应链系统增加了一个小时的产出增加了一个小时的产出，对对企业物流企业物流瓶颈采取特别的保护措施瓶颈采取特别的保护措施,使其使其保证企业的正常生产进行保证企业的正常生产进行。产销率指的是单位时间内生产销率指的是单位时间内生产出来并销售出去的量产出来并销售出去的量,它受到企业或供应链产能和市场需求量的制约。它受到企业或供应链产能和市场需求量的制约。 TOC引导供应链管理者寻找关键企业链

59、上的最薄弱环节。只有解决供应引导供应链管理者寻找关键企业链上的最薄弱环节。只有解决供应链的物流约束问题链的物流约束问题,才能真正改进供应链的绩效才能真正改进供应链的绩效,获得竞争优势。获得竞争优势。 供应链基准确定是指把企业的物流操作绩效水平和其它不同行业中的绩供应链基准确定是指把企业的物流操作绩效水平和其它不同行业中的绩效领导者的水平相比较效领导者的水平相比较，这可以帮助企业发展技能和知识以提高生产率水平这可以帮助企业发展技能和知识以提高生产率水平,成为成本最低供应商或独特市场领导者，进而取得建立在这一基础上的竞争成为成本最低供应商或独特市场领导者，进而取得建立在这一基础上的竞争优势。优势。

60、阶段1 基线 阶段2 基准 阶段3 最佳应用发展 建立组织物流策略、系统和操作绩效水平的目前状态。 规划物理分销网络和网络中供应、生产和销售点之间的材料流。 规划物理分销网络中事务处理的信息系统和信息流。 侧面描述管理应用（例如，承运人/供应商的管理）。 与直接的行业竞争对手或外部行业的一流组织比较组织的策略、系统和绩效水平。定义出目前组织的策略/系统/操作绩效水平和目前最佳应用之间的差距。评估最佳应用中的趋势曲线并预测变化以制定出相关供应链设计指导方针和运作绩效要求。分析物流决策，决定最有效率和效果的实施方法来缩短先前确定的差距，从而满足未来的要求。重新安置内部资产，使用新的方法和技术以达到