供應(yīng)鏈庫存優(yōu)化管理模型研究

1、1概述多少年來,企業(yè)為了在市場競爭中取得主動,以達(dá)到增加企業(yè)在各個(gè)業(yè)務(wù)活動階段的利潤,對為其提供原材料、半成品或零部件的其他企業(yè),一直采取投資自建、投資控股或兼并的“縱向一體化”管理模式。在市場環(huán)境相對穩(wěn)定的條件下,采用此種管理模式是有效的,但是,在高科技迅速發(fā)展、市場競爭日益激烈、顧客需求不斷變化、產(chǎn)品壽命周期縮短、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜的今天,“縱向一體化”管理模式,已逐漸顯示出無法迅速響應(yīng)市場需求的弱點(diǎn)。隨之興起的“橫向一體化”管理模式,即利用企業(yè)外部資源快速響應(yīng)市場需求,得到了廣泛的應(yīng)用?！皺M向一體化”形成了一條從供應(yīng)商到制造商再到分銷商、零售商的,貫穿所有企業(yè)的“鏈”。由于相鄰節(jié)點(diǎn)企業(yè)表

2、現(xiàn)出一種需求與供應(yīng)的關(guān)系,當(dāng)把所有相鄰企業(yè)依次連接起來,便形成了供應(yīng)鏈。這條鏈上的所有企業(yè)必須協(xié)調(diào)運(yùn)行,才能使鏈上的所有企業(yè)受益2。于是便產(chǎn)生了供應(yīng)鏈管理這一運(yùn)營模式。近年來,供應(yīng)鏈管理1作為一種新的管理理念,在國內(nèi)外逐漸受到重視。所謂供應(yīng)鏈管理就是通過前饋的信息流和反饋的物料流及信息流,將供應(yīng)商、制造商、分銷商、零售商、直至最終用戶,連成一個(gè)整體的管理模式。供應(yīng)鏈管理是一種集成的管理方式,它從全局的角度對供應(yīng)鏈上的物流,信息流以及資金流進(jìn)行控制和調(diào)度。而庫存管理則是供應(yīng)鏈管理的重要組成部分,供應(yīng)鏈管理環(huán)境下的庫存控制問題是供應(yīng)鏈管理的重要內(nèi)容之一。由于供應(yīng)鏈的新特征,如何降低庫存成本,提高用

3、戶的滿意度以實(shí)現(xiàn)對庫存的有效管理,成為提高供應(yīng)鏈企業(yè)競爭實(shí)力的重要內(nèi)容。因此,研究供應(yīng)鏈管理,尤其是供應(yīng)鏈管理下的庫存控制優(yōu)化問題,是供應(yīng)鏈研究的重要內(nèi)容。本文在此基礎(chǔ)上研究了在缺貨費(fèi)用很小以至于可忽略的前提下,整個(gè)供應(yīng)鏈的庫存優(yōu)化管理模型。2庫存優(yōu)化模型的提出圖1是一個(gè)有著五個(gè)節(jié)點(diǎn),每個(gè)節(jié)點(diǎn)有著n 個(gè)單位的供應(yīng)鏈模型圖。相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間,是某種供給與需求的關(guān)系。節(jié)點(diǎn)1是市場需求或是顧客的需求,節(jié)點(diǎn)2是零售商,負(fù)責(zé)對顧客提供產(chǎn)品以及向節(jié)點(diǎn)3的分銷商定購產(chǎn)品,同樣節(jié)點(diǎn)3,4也具有與節(jié)點(diǎn)2同樣的中間作用,節(jié)點(diǎn)5是最終原材料的供應(yīng)商,負(fù)責(zé)接受定單以及供應(yīng)原作者簡介:王愛華,博士研究生。劉明剛,碩士研

4、究生。供應(yīng)鏈庫存優(yōu)化管理模型研究The Study on Supply Chain Stock Optimization Management Model王愛華Wang Aihua ;劉明剛Liu Minggang(同濟(jì)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,上海200092;煙臺海軍航空工程學(xué)院,煙臺264001(Economy and management institute in Tongji University ,Shanghai 200092,China ;Yantai navy Aviation engineering institute ,Yantai 264001,China 摘要:供應(yīng)鏈庫存管

5、理是供應(yīng)鏈管理的重要組成部分,如何設(shè)置和維持一個(gè)合理的訂貨量和庫存水平量,以平衡存貨不足帶來的短缺風(fēng)險(xiǎn)和損失,以及庫存過多所增加倉儲成本和資金成本,成為一個(gè)企業(yè)必須回答的問題。本文從供應(yīng)鏈整體角度出發(fā),提出了在缺貨費(fèi)用很小以至于可忽略的前提下,適應(yīng)供應(yīng)鏈模式下,新的庫存控制優(yōu)化模型,并以簡單實(shí)證加以研究。Abstract:The supply chain stock management is the important constituent of the supply chain management,and how to establish and maintain a reasonab

6、le order quantity and stock quantity to balance the short risk and the loss caused by insufficient stock quantity,as well as the stock cost and the fund cost increased by excessive stock quantity in a storehouse becomes the question which one enterprise must reply to.This article from the whole supp

7、ly chain proposes new stock control optimization model without considering the lack cost,and studies the model by a simple real example.關(guān)鍵詞:庫存控制;庫存優(yōu)化;供應(yīng)鏈Key words :stock control ;stock optimization ;the supply chain中圖分類號:F274;F270.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(200608-0057-03圖1五個(gè)節(jié)點(diǎn)的供應(yīng)鏈?zhǔn)袌鲂枨罅闶凵?零售商2零售商n分銷商1分銷

8、商2分銷商n制造商1制造商2制造商n供應(yīng)商1供應(yīng)商2供應(yīng)商n節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)2節(jié)點(diǎn)3節(jié)點(diǎn)4節(jié)點(diǎn)5-57-材料。對以上供應(yīng)鏈各個(gè)節(jié)點(diǎn),提出供應(yīng)鏈管理下的庫存優(yōu)化模型。為了分析的方便,假設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)供應(yīng)單位,即是一個(gè)簡單的線形供應(yīng)鏈,有著5個(gè)節(jié)點(diǎn)。如圖2所示。3庫存優(yōu)化模型的建立在不允許缺貨3的前提下,設(shè)市場需求為D ,節(jié)點(diǎn)i 的定貨量為P ,存貨量為S 。假設(shè)節(jié)點(diǎn)2在第n-1周期末觀察到某商品的市場需求(節(jié)點(diǎn)1為D n-1,則他會根據(jù)他的觀察,在第n 期定貨量為P 2n ,并且存貨量為S 2n ;節(jié)點(diǎn)3在收到節(jié)點(diǎn)2的定單P 2n 后,在下一個(gè)周期即n+1期定貨量為P 3n+1,同時(shí)存貨量為P 3

9、n+1;節(jié)點(diǎn)4收到定單P 3n+1后,在下個(gè)周期n+2定貨量為P 4n+2,庫存達(dá)到S 4n+2。如此進(jìn)行下去直到節(jié)點(diǎn)5。下面有幾個(gè)假設(shè)前提:(1設(shè)單位訂購費(fèi),單位存儲費(fèi),以及每周期的折扣因子為C k ,h k ,k 。(2設(shè)t k 表示節(jié)點(diǎn)k 定貨延遲時(shí)間,即在第n 周期節(jié)點(diǎn)k 向節(jié)點(diǎn)k+1發(fā)出定貨單,則在第n+t k 周期獲得定貨之間的時(shí)間間隔。如果t k =1則表示沒有發(fā)生延遲。(3節(jié)點(diǎn)1的定貨量就是市場的需求量,假設(shè)市場需求量D 是有著周期為n 的簡單隨機(jī)分布。D n =m+D n-1+n(1其中m ,為常數(shù),n 是一個(gè)有著波動方差2的正態(tài)分布,即n 服從N (0,2。由于節(jié)點(diǎn)1的定貨

10、量是直接市場需求,因此對于節(jié)點(diǎn)25定貨量也服從上述分布,P nk=m+P k n-1+k nk n:N (0,2的正態(tài)分布(2則可建立起定貨量以及庫存量的定量模型如下:P n k =P k-1n-1+x k (P k-1n-1-P k-1n-1-t k+y k (D n-1-D n-1-t k+z k (S n k -P k-1n-1S nk =a k +x k t ki =1!(P kn-1-P k-1n-1-i +y k t ki =1!(D n-i -D n-1-i P n 0=D nP n k =S n k -S kn-1+P k-1n-1+nk(3則對于節(jié)點(diǎn)k 建立在供應(yīng)鏈管理的環(huán)境

11、下庫存優(yōu)化模型為:E (k/k-1=min n =1!k n-1E (C k P k n +h k S k n (4則對于整個(gè)供應(yīng)鏈來說,庫存優(yōu)化最小費(fèi)用的模型為:E (m =5k =1!E (k/k-1(54模型的求解對于供應(yīng)鏈管理?xiàng)l件下的庫存優(yōu)化模型4式(5及式(4同解。因此只要對該模型求出最優(yōu)解即可,即求:E (k/k-1=min i =1!k n-1E (C k P kn +h k S nk P n k =P k-1n-1+x k (P k-1n-1-P k-1n-1-t k+y k (D n-1-D n-1-t k+z k (S n k -P k-1n-1S nk=a k +x k

12、t ki =1!(P kn-1-P k-1n-1-i +y k t ki =1!(D n-i -D n-1-i P n0=D nP n k =S n k -S kn-1+P k-1n-1+nk(6設(shè)V k =n =1!k n-1C k P k n +h k S k n 所以上式就是求解x k ,y k ,z k ,使得S nk,P n k 最優(yōu),V 最小。由式P n k =m+P k n-1+kn 可以推出:P n k =t k -11-t kmt k -1j =0!(1-n+jj+(1-nt k j =1!P k-11-j +t k -1l =0!1n-1+lj =0!j k-1n-j&qu

13、ot;#$%(7由于供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)k 第一周期最佳的定貨量和存儲量,對以后各周期有著重要影響,所以推導(dǎo)第一周期各個(gè)節(jié)點(diǎn)的定貨量和存儲量。S 1k=m t k -11-t kt k -1j =0!t k i =1!1j (1-i+j+x k t k j =1!P k j-1+y k t kj =1!D j-1P 1k =S 0k-1+S 1kP 0k=D 0k=1L5(8由拉格朗日求得結(jié)果為:x k =t k -1(1-n1-t kt kj =1!m(1-k i(1-y k =t k -1(1-1-t kt k -1l =0!1ln-1+lj =0!j (h k -C kmh k z k =1m+1

14、t k -1l =0!1l n-1+lj =0!j t k(1-(1-t kC k j-1k(9代入表達(dá)式S n k ,P n k ,由此求得最優(yōu)S n k ,P n k ,&P k n =P k-1n-1+x k (P k-1n-1-P k-1n-1-t k+y k (D n-1-D n-1-t k+z k (&S kn -P k-1n-1&S kn =a k +x k t k i =1!(P k n-i -P k-1n-1-i +y k t ki =1!(D n-i -D n-1-i P 0n =D n(10則庫存最優(yōu)模型最小費(fèi)用為&Vk =n =1!kn-

15、1C k &P k n +h k &S kn (115模型的應(yīng)用假設(shè)一個(gè)有著五個(gè)節(jié)點(diǎn)的供應(yīng)鏈,滿足以下條件,市場需求零售商分銷商制造商供應(yīng)商節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)2節(jié)點(diǎn)3節(jié)點(diǎn)4節(jié)點(diǎn)5圖2單一五個(gè)節(jié)點(diǎn)的供應(yīng)鏈-58-供應(yīng)鏈?zhǔn)墙y(tǒng)一的計(jì)劃組織資源、協(xié)調(diào)企業(yè)關(guān)系以及優(yōu)化整體業(yè)務(wù)流程管理的系統(tǒng)。隨著理論算法研究的日趨深入,計(jì)算機(jī)運(yùn)算處理能力的日益增強(qiáng),運(yùn)用軟件信息系統(tǒng),來解決供應(yīng)鏈管理中的各種復(fù)雜問題,逐漸提上了企業(yè)的信息化日程。因此體現(xiàn)出供應(yīng)鏈APS 的重要性。APS (Advanced Planning System ,高級計(jì)劃系統(tǒng)是供應(yīng)鏈管理軟件中的一種優(yōu)化決策輔助系統(tǒng)。它是基嵌入ERP 的供

16、應(yīng)鏈APS 系統(tǒng)The Supply Chain APS System Imbedded Into ERP謝冰冰Xie Bingbing(東北財(cái)經(jīng)大學(xué),大連116023(Dongbei University of Finance and Ecnomics ,Dalian 116023,China 摘要:高級計(jì)劃排程系統(tǒng),是供應(yīng)鏈管理中的一種決策優(yōu)化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。APS 通過復(fù)雜而有效的算法,可快速生成跨越整個(gè)供應(yīng)鏈的,最優(yōu)或近似最優(yōu)計(jì)劃。本文介紹APS 的基礎(chǔ),搭建了供應(yīng)鏈APS 的基本思路,并提出新一代APS 集成系統(tǒng)的模型。APS 的很多理論和模型對企業(yè)帶來的預(yù)期利潤將不可估量。Abstr

17、act:Advanced planning system is a computer system of supply chain management which decision is optimized.Through the complicated and effective algorithm,APS can generate the feasible optimum or approximate optimum plan fast which could cross over the whole supply chain.Through this thesis about the

18、foundation of APS,we can put up the flat of the basic idea of supply chain APS and propose the new generation integrating system model of APS.Plenty of theories and models of APS are at its growth stage,it will be inestimable that APS bring to the enterprises the anticipated profit.關(guān)鍵詞:高級計(jì)劃排程APS ;供應(yīng)

19、鏈管理;供應(yīng)鏈APS ;代理;EAIKey words :advanced planning system ;supply chain management ;supply chain APS ;agent ;EAI中圖分類號:F274;F270.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(200608-0059-03D n =2+0.5D n-1+n ,h k =C k =k =0.1,k=1L5,n=2,D 0=15,D 1=25,t k =1k=1,2,32k=4,!5由此運(yùn)用上面公式來求此供應(yīng)鏈最優(yōu)庫存控制,即最小庫存費(fèi)用。由公式(9可求x k =1.1k=1,2,31.8k=4,!5,y k =0.89k=1,2,31.9