基于顾客个性化需求的mo深邃型供应链整体设计决策模型

基于顾客个性化需求的mo深邃型供应链整体设计决策模型

0制定生产合作战略随着供应链概念的提出，供应链管理已成为许多科学家的研究主题。在这些方面已建立了许多供应链优化决策模型,具体分析现有优化决策模型的评价指标可见其多以传统的:降低整体生产成本、提高反映敏捷度、保证产品质量作为目标来制定生产合作战略。随着新的设备、材料和生产工艺技术在企业广泛应用,使企业之间的产品质量差异已不大,同时通过节能降耗、提高内部物流效率来降低成本的空间已经很小。这样传统供应链的优势就逐渐减少,只有生产出更能满足顾客自身个性化需求的产品,才能避免企业整体市场占有率的下降。本文提出了一种考虑顾客个性化需求的供应链整体设计决策模型,通过该模型供应链联盟的决策层可保证在一定的顾客个性化需求满足程度的基础上,根据供应链成员企业的自身特点合理的安排供应链整体生产流程使供应链整体的收益达到最大化。1需求-属性矩阵基于顾客对产品的个性化需求,制造企业看待产品的角度更偏向于从产品的不同属性来对产品进行分解在属性上对产品进行细分,这样能够更好地满足用户的个性化需求。本文讨论的产品属性直接从企业的商业订单而来,通过利用MRPⅡ中模块化BOM可将商业订单转化成为具体的企业技术性生产计划。这样就可以讲顾客对产品的个性化需求细化为供应链中每层企业生产过程中每个部件的具体输出指标。定义1:设有m个顾客对某个产品提出个性化需求,同时这个产品具有n个属性,这就构成m×n的需求-属性矩阵X,xij(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n);在矩阵X中表示第i个顾客对产品第j个属性的需求值。矩阵中各元素值。利用BOM工具将产品属性按照供应链生产阶段加以分类,细化到每个层次企业的生产计划上。设从原料提供商到最终的客户供应链有K层,将产品属性分别归类到每层企业之上表示为:xkijkij,∀xkijkij∩xk′ijk′ij=〉,k≠k′,其中i=1,2,…,m;j=1,2,…,n;k,k′=1,2,…,K-1。ˉxi=x1ij∪x2ij∪⋯∪xk-1ijx¯i=x1ij∪x2ij∪⋯∪xk−1ij表示需求-属性矩阵中第i个顾客的个性化需求向量;定义2:某个顾客的个性化需求满足程度为Si,i=1,2,…,m;j=1,2,…,n;:Si=1-n∑j=1wijhk∑lk=1hk+1∑lk+1=1qkijlklk+1Dijlk/n∑j=1hk∑lk=1hk+1∑lk+1=1qkijlklk+1n∑j=1wijRij;Dij=√(xkij-yklj)2表示顾客i对于产品某属性j的个性化需求量与相对应的供应链内部第k(k=1,2,…,K)层中的第1个企业的该部件属性实际输出的差距;Rij为顾客i对这个“偏差”应该有一个最大承受底限;Dij≤Rij,i=1,2,…,m;j=1,2,…,n;wij代表顾客i对产品属性j的偏好程度:0≤wij≤1,n∑j=1wij=1,i=1,2,⋯,m。供应链企业的最大个性化需求满意度S,表示在供应链企业现有生产水平下所实现的最高满足度。2mto生产策略与供应链自身运作x:顾客的对产品的个性化需求变量;y:供应链企业的实际输出量;l:供应链企业索引标识;h:供应链某层企业的总数;k:供应链层数索引标识,k=1,2,……,K;q:企业的实际产出量;Ψ:企业生产能力上限;ukj:第k层供应链企业产品转换率:wp:单位原料或配件意愿支付;tc:单位产品生产总成本;cs:单位原材料采购固定成本;cp:单位产品生产固定成本;ch:单位库存成本;msp:单位制成品市场售价;dklk:顾客对某类产品定购量。根据MTO生产策略与供应链自身运作的特点本文采用了如下假设:本文研究的供应链属于联盟型供应链,即存在某一企业成员在供应链中占有主导地位,对其它成员具有很强的辐射和影响能力;按照MTO生产策略,供应链企业根据订单进行生产;在订单签订时就考虑到自身工艺水平是否可以满足顾客的需求;每个企业的生产能力,生产成本和库存成本在决策期间可近似认为无变动。企业单位生产成本:tckjlk=∑j′⊂xk-1hk-1∑lk-1=1(uklk×cskj′lk-1lk+cpkjlk+chkjlk)(1)3供应链优化设计问题的分析设从原料提供商到最终顾客供应链共有K层:N1,N2,…,NK,nk=|Nk|,k=1,2,…,K代表每层上企业数量。由于按照产品生产阶段划分供应链层次故可近似的认为每个层上的企业集合是不相交的。供应链联盟的一支供应链生产指派是一个m元组:l1,l2,…,lK,其中l1∈N1,l2∈N2,…,lK∈NK。供应链上下游企业合作的每层的单位产品利润定义为:∀k=1,⋯‚Κ-2,hk∑lk=1bkjlklk+1=hk∑lk=1(wpk+1jlklk+1-tckjlklk+1);k=Κ-1,hk∑lk=1bkjlklk+1=hk∑lk=1mspj-tckjlklk+1根据前面的描述,供应链优化设计问题可以用下面的线性规划模型求解:maxm∑i=1∑j⊂x1h1∑l1=1h2∑l2=1q1ijl1l2b1l1l2+m∑i=1∑j⊂x2h2∑l2=1h3∑l3=1q2ijl2l3b2il2l3+⋯+m∑i=1∑j⊂xΚ-1hΚ-1∑lΚ-1=1hΚ∑lΚ=1qΚ-1ijlΚ-1lΚbΚ-1lΚ-1lΚ(2)s.t.m∑i=1∑j⊂xkhk+1∑lk+1=1qkijlklk+1≤Ψkjlk;(3)m∑i=1∑j⊂xkukjhk∑lk=1qkijlklk+1≤m∑i=1∑j⊂xk+1Ψk+1jlk+1;(4)m∑i=1∑j∈xΚ-1hΚ∑lΚ=1qΚ-1ijlΚ-1lΚ=∑j∈xΚ-1djlΚ(5)m∑i=1∑j∈xkukjhk∑lk=1qkijlkk+1=m∑i=1∑j⊂xk+1hk+2∑lk+2=1qk+1ijlk+1lk+2(6)S≥Si≥ε,S∈;qkijlklk+1≥0;(7)模型说明:目标函数中qkijlklk+1代表供应链的第k层企业lk向第k+1层企业lk+1提供原料或组件的量,其类型为j,j∈xkij;nk-1∑i=1nk∑j=1hk-1∑lk=1qk-1ijlk-1bkijlk-1,∀k∈{1,⋯,Κ-1}代表供应链中每层总利润;约束(3)保证了供应链内某层上某种类型的原料或者组件,上下游企业之间有对应的生产和购买关系;约束(6)保证了产品生产过程的延续性,只有从上游有原料和配件输入的企业才可以加工生产继续向下游企业或者用户提供产品或者配件;求解上模型得到在给定顾客的个性化需求订单后最优的指派生产合作关系、和产量计划。4产品生产计划安排这里考察一个四层供应链联盟:原料供应商M提供原料;组件生产商C1,C2;生产三类组件:底座包括,底座6041a、底座6041b,这两种底座的生产与原料使用具有相关性,由不同数量的座架组成:6041a产品用两个座架,6041b用一个座架:座部6042和靠背6043有一种类型来选择;装配商A生产两种型号的椅子:604a、604b;顾客包括顾客1和顾客2。顾客对产品的个性化需求分别为,顾客1:座架a—5,座架b—2,底座—4,靠背—5;顾客2:座架a—5,座架b—10,底座—5,靠背—3。订货量分别为:顾客1:604a—500件、604b—500件;顾客2:604a—250件、604b—250件。顾客的容忍度相同Rij=8;顾客个性化满足程度ε=0.7;顾客对产品属性的偏好程度相同wij=wij′;j,j′=1,2,…,n。设定msp-604a=180,msp-604b=132;各类产品的生产能力约束均分别为:ΨM=6000;ΨC16041a=500;ΨC16041b=500;ΨC16042=1000;ΨC16043=1000;ΨC26041a=500;ΨC26041b=500;ΨC26042=1000;ΨC26043=1000;ΨA604=2000。其它具体数据如下:wp,C16041a=24,C16041b=14,C16042=13,C16043=10,C26041a=22,C26041b=11,C26042=12,C26043=15,A6041a=50,A6041b=40,A6042=30,A6043=35;tc,M=10,C16041a=44,C16041b=20,C16042=25,C16043=26,C26041a=40,C26041b=25,C26042=28,C26043=30,A604a=165,A604b=150;y,C16041a=10,C16041b=7,C16042=8,C16043=2,C26041a=8,C26041b=5,C26042=2,6043=7。利用上述数据,当个性化满足程度要求大于0.7时。可得到供应链生产计划产量安排,及其各层企业生产指派关系:M—C1—A—客户1;M—C2—A—客户2。产量安排:M产量5250;C1产量6041a=250,6041b=500,6042=1000,6043=500;C1产量6041a=500,6041b=250,6042=500,6043=1000;在这样的生产计划安排下,供应链联盟得到的最大收益为:97750。此时