IBM電腦部和其他部門(mén)的供應(yīng)鏈管理

IBM電腦部和其他部門(mén)的供應(yīng)鏈管理

GRACELIN,MARKUSETTLIBMT,J.沃森研究中心約克

STEVEBUCKLEY,SUGATO鎮(zhèn)Heights,紐約10598

BAGCHI

DAVIDD.YAO哥倫比亞大學(xué)

紐約，紐約州10027

BRETL.NACCARATOIBM印刷系統(tǒng)公司

Endicott,紐約13760

ROBALLAN,KERRYKIMIBMPersonal

LISAKOENIG研究三角公園，卡羅萊納州

27709

1994年，IBM開(kāi)始重組它的全球供應(yīng)鏈。它希望以最少

的庫(kù)存達(dá)到對(duì)顧客的快速響應(yīng)。為了支持這一項(xiàng)目，我們開(kāi)

發(fā)了一個(gè)跨企業(yè)供應(yīng)鏈的分析工具，資產(chǎn)管理工具（AMT）。

AMT將圖形化流程建模、解析解的性能優(yōu)化、仿真、基于行

為的成本核算與企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)連通性集成在一個(gè)同意對(duì)跨企

業(yè)供應(yīng)鏈進(jìn)行定量分析的系統(tǒng)中。IBM已經(jīng)使用AMT研究

類似于庫(kù)存預(yù)算、周轉(zhuǎn)目標(biāo)、顧客服務(wù)目標(biāo)與新產(chǎn)品介紹等

問(wèn)題。我們已經(jīng)將它實(shí)施于大量的IBM的商業(yè)單位與渠道合

作伙伴。1998年AMT已經(jīng)在原材料成本與價(jià)格保護(hù)費(fèi)用上

節(jié)約了7.5億多美元。

作為世界上最大的計(jì)算機(jī)硬件、軟件與服務(wù)的提供商，

IBM生產(chǎn)各類不一致的產(chǎn)品，包含半導(dǎo)體、處理器、硬盤(pán)、

個(gè)人電腦、打印機(jī)、工作站與大型機(jī)。它的制造點(diǎn)與世界各

地成千上萬(wàn)的供應(yīng)商與分銷渠道保持著聯(lián)系。一條產(chǎn)品線可

能包含數(shù)以千計(jì)的零件，而這些零件要涉及到多級(jí)原材料清

單、各式各樣的提早期與成本與成百上千的由不一致的運(yùn)輸

模式連接的制造與分銷地點(diǎn)。面對(duì)著日益猛烈的競(jìng)爭(zhēng)，高科

技的迅猛進(jìn)展，持續(xù)的價(jià)格下降的挑戰(zhàn)，公司在1993年開(kāi)

始了一個(gè)內(nèi)部重組項(xiàng)目，理順業(yè)務(wù)流程，以改善物流與信息

流。這一重組項(xiàng)目通過(guò)提高將產(chǎn)品傳遞到市場(chǎng)上的速度、可

靠性與有效性，致力于改進(jìn)顧客滿意度與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

作為整個(gè)重組項(xiàng)目的一部分，1994年，IBM開(kāi)始了一個(gè)

資產(chǎn)管理重組的開(kāi)發(fā)，其目的是定義供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)、確定戰(zhàn)略

庫(kù)存與顧客服務(wù)目標(biāo)，以優(yōu)化庫(kù)存的分配與存放，并在滿足

顧客服務(wù)目標(biāo)的同時(shí)減少企業(yè)的庫(kù)存。公司成立了一個(gè)跨部

門(mén)的團(tuán)隊(duì)，成員是來(lái)自制造、研發(fā)、財(cái)務(wù)、市場(chǎng)、服務(wù)與技

術(shù)部門(mén)的代表。這個(gè)團(tuán)隊(duì)確定了五個(gè)需要建模用于支持決策

的領(lǐng)域：（1）在每一個(gè)商業(yè)單元內(nèi)減少庫(kù)存的方法的設(shè)計(jì);

（2）用于高層管理的為獲得庫(kù)存目標(biāo)的選擇方法的開(kāi)發(fā);

（3）在每個(gè)商業(yè)單元內(nèi)開(kāi)發(fā)與實(shí)施一個(gè)協(xié)調(diào)管理庫(kù)存與顧

客服務(wù)目標(biāo)的流程，包含工具的采納與調(diào)度。（4）在全球供

應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中對(duì)類似于服務(wù)零件、生產(chǎn)原材料與成品這樣的資

產(chǎn)進(jìn)行充分的估價(jià)。（5）對(duì)跨品牌產(chǎn)品與單元協(xié)作進(jìn)行評(píng)價(jià),

以改善庫(kù)存與風(fēng)險(xiǎn)管理。

針對(duì)這些問(wèn)題，我們開(kāi)發(fā)了資產(chǎn)管理工具（AMT）,這是

一個(gè)戰(zhàn)略性的決策支持工具。AMT與其它資產(chǎn)管理重組方法

的整合已經(jīng)使跨企業(yè)的供應(yīng)鏈管理在IBM得到了成功的應(yīng)

用。

資產(chǎn)管理工具（AMT）

跨企業(yè)的供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€(gè)由互有關(guān)聯(lián)的設(shè)施構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，企

業(yè)通過(guò)這些設(shè)施進(jìn)行采購(gòu)、生產(chǎn)、配送，并將產(chǎn)品與服務(wù)傳

遞給它的顧客。由于采購(gòu)、生產(chǎn)與銷售變得越來(lái)越全球化，

大公司的供應(yīng)鏈也愈加復(fù)雜，同時(shí)相互依靠的程度也越來(lái)越

深。今天的跨企業(yè)的供應(yīng)鏈實(shí)際上是由代表了許多公司利益

的多個(gè)供應(yīng)鏈構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，包含供應(yīng)商的供應(yīng)商到顧客的顧

客。由于存在這種相互依靠的關(guān)系，一個(gè)具有擴(kuò)展供應(yīng)鏈的

企業(yè)只有與它的供應(yīng)商與零售商通力合作，才會(huì)取得良好的

業(yè)績(jī)與進(jìn)展。

一個(gè)具有擴(kuò)展供應(yīng)鏈的企業(yè)只有與它的供應(yīng)商與零售

商通力合作，才會(huì)取得良好的業(yè)績(jī)與進(jìn)展。

在高科技產(chǎn)業(yè)中，跨企業(yè)供應(yīng)鏈的管理變得非常重要。

在管理得好的情況下，它能夠使公司運(yùn)作成本很低，而利潤(rùn)

很高。而一個(gè)管理糟糕的供應(yīng)鏈卻恰好相反，利潤(rùn)減少、企

業(yè)失去創(chuàng)新精神，企業(yè)的商業(yè)成長(zhǎng)受到阻礙。在我們最初的

工作中，我們意識(shí)到有兩個(gè)基本的環(huán)節(jié)能夠用來(lái)檢查IBM的

供應(yīng)鏈情況。第一，我們務(wù)必減少與管理不確定性，以促進(jìn)

更精確的預(yù)測(cè)；第二，我們務(wù)必改進(jìn)供應(yīng)鏈的靈活性，促使

其迅速習(xí)慣市場(chǎng)的變化。從一開(kāi)始，我們就致力于研究一條

跨企業(yè)的供應(yīng)鏈潛在固有的相互依存關(guān)系。我們認(rèn)識(shí)到只有

當(dāng)我們的系統(tǒng)反映了我們的供應(yīng)商與渠道使用的策略與流

程，同時(shí)將他們的價(jià)值鏈與我們自己的集成考慮，我們的這

一系統(tǒng)才可能運(yùn)行成功。這一觀點(diǎn)幫助我們形成了這樣的看

法：在跨企業(yè)的供應(yīng)鏈中，務(wù)必使用集成的建模與分析工具。

它將是一種使用新的方法論來(lái)處理需求、提早期、供應(yīng)商可

靠性與其它因素內(nèi)在固有不確定性的工具。它將是可升級(jí)

的，這樣，它就能夠處理代表某行業(yè)的大量描述產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、

供應(yīng)鏈流程與部件庫(kù)存信息的數(shù)據(jù)。最后，這一新工具在對(duì)

供應(yīng)鏈策略的基本類型及其交互作用的建模中也同樣有效，

由于不一致的企業(yè)可能使用不一致的政策。

我們?cè)O(shè)計(jì)AMT來(lái)解決所有這些問(wèn)題。它是一個(gè)用于戰(zhàn)

略與戰(zhàn)術(shù)供應(yīng)鏈計(jì)劃的建模與分析系統(tǒng)，源自各類各樣IBM

早期的內(nèi)部重組研究［Bagchietal.1998；Buckley1996；

BuckleyandSmity1997；Feiginetal.1996Jo它支持用于多

層次庫(kù)存系統(tǒng)量化分析的先進(jìn)的建模、仿真與優(yōu)化能力，與

類似于企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)連通性與基于Internet的溝通這樣的特點(diǎn)。

AMT基于六個(gè)功能模塊：一個(gè)數(shù)據(jù)建模模塊、一個(gè)圖形用戶

界面、一個(gè)實(shí)驗(yàn)管理器、一個(gè)優(yōu)化引擎、一個(gè)仿真引擎與一

個(gè)報(bào)告生成器。

數(shù)據(jù)建模模塊提供了一個(gè)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)接口，包含產(chǎn)品結(jié)

構(gòu)、提早期、成本、需求預(yù)測(cè)與有關(guān)變量的信息。它內(nèi)置有

原材料清單的發(fā)出與數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)能力、能夠自動(dòng)檢查數(shù)據(jù)的完

整性。通過(guò)數(shù)據(jù)橋(databridges),它同意對(duì)IBM的國(guó)際與

當(dāng)?shù)剡\(yùn)作數(shù)據(jù)庫(kù)的進(jìn)行訪問(wèn)。

圖形用戶界面(GUI)將供應(yīng)鏈建模與基于會(huì)話的供應(yīng)

鏈數(shù)據(jù)輸入結(jié)合起來(lái)。它同意用戶通過(guò)拖放模型組件建立供

應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，比如將制造點(diǎn)、配送中心、運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)置于工作區(qū)上。

實(shí)驗(yàn)管理器用于組織與管理與供應(yīng)鏈實(shí)驗(yàn)有關(guān)的數(shù)據(jù)

集。它同意用戶查看并交互地修改參數(shù)與策略。除此之外，

它提供對(duì)實(shí)驗(yàn)中生成的輸出數(shù)據(jù)的自動(dòng)訪問(wèn)，同時(shí)支持各類

各樣的文件管理操作。

優(yōu)化引擎工具執(zhí)行了AMT的要緊功能，量化地權(quán)衡了

供應(yīng)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的客戶服務(wù)目標(biāo)與庫(kù)存。這一模塊能夠通過(guò)

GUI的下拉菜單訪問(wèn)，或者者由仿真引擎調(diào)用。

仿真引擎模擬了供應(yīng)鏈在不一致參數(shù)、策略與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

下運(yùn)行得到的結(jié)果，包含供應(yīng)商、制造商與配送中心的數(shù)量

與位置；庫(kù)存與制造策略，比如安全庫(kù)存操縱、供貨時(shí)間、

按庫(kù)存生產(chǎn)、按訂單生產(chǎn)，與連續(xù)或者周期性的補(bǔ)充策略等。

仿真引擎包含了一個(gè)動(dòng)畫(huà)模塊，能夠幫助用戶想象供應(yīng)鏈的

運(yùn)作，并在監(jiān)控仿真輸出報(bào)告的同時(shí)改變參數(shù)與策略。

報(bào)告生成器對(duì)所研究的供應(yīng)鏈的性能提供了一個(gè)綜合

的觀察，包含平均周轉(zhuǎn)時(shí)間、顧客服務(wù)水平、出貨情況、訂

單完成率與庫(kù)存。它近能生成財(cái)務(wù)報(bào)告，包含銷售收入、庫(kù)

存占用資金、原材料成本、運(yùn)輸成本與基于活動(dòng)的成本，比

如原材料的處理與制造。

優(yōu)化引擎

優(yōu)化引擎的核心功能，是分析在一條跨企業(yè)的供應(yīng)鏈中

顧客服務(wù)與庫(kù)存投資之間的權(quán)衡。目標(biāo)是確定供應(yīng)鏈中每個(gè)

節(jié)點(diǎn)中的每種產(chǎn)品的安全庫(kù)存，以期最小化在總體庫(kù)存上的

投資。我們把供應(yīng)鏈看作是一個(gè)多層的網(wǎng)絡(luò)，將其中的每個(gè)

庫(kù)存節(jié)點(diǎn)作為一個(gè)排隊(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模。除了通常的排隊(duì)建

模，我們?cè)谀Ｐ椭薪Y(jié)合了一個(gè)庫(kù)存操縱政策：安全庫(kù)存操縱

策略，將安全庫(kù)存水平作為決策變量。為了量化地評(píng)價(jià)這樣

一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，我們開(kāi)發(fā)了一種基于分解算法的方法。其核心思

想是單獨(dú)分析網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)庫(kù)存節(jié)點(diǎn)，并通過(guò)所謂的實(shí)際

提早期，獲取不一致庫(kù)存節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系。

我們將每個(gè)庫(kù)存節(jié)點(diǎn)看成一個(gè)具有復(fù)合泊松到達(dá)、無(wú)限

個(gè)服務(wù)臺(tái)，服務(wù)時(shí)間服從通常分布的隊(duì)列，用排隊(duì)符號(hào)

MX/G/oo表示。為了做到這一點(diǎn)，我們務(wù)必全面說(shuō)明到達(dá)與

服務(wù)過(guò)程。通過(guò)基于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，使用標(biāo)準(zhǔn)的MRP需求生成

技術(shù)，我們?cè)诿總€(gè)節(jié)點(diǎn)獲得到達(dá)過(guò)程。復(fù)合泊松到達(dá)過(guò)程有

三個(gè)要緊參數(shù)：到達(dá)率、批量的均值與方差。因此它能夠包

含多種形式的需求數(shù)據(jù)；比如，某一特定時(shí)期的需求能夠由

它的最大值、最小值、與最可能的值來(lái)描述。服務(wù)時(shí)間是每

個(gè)庫(kù)存節(jié)點(diǎn)的真實(shí)提早期。一個(gè)庫(kù)存節(jié)點(diǎn)的真實(shí)提早期能夠

通過(guò)它的名義提早期（比如制造或者運(yùn)輸時(shí)間）與它的供應(yīng)

商的滿足率來(lái)求得。特別的，當(dāng)一個(gè)供應(yīng)商出現(xiàn)缺貨時(shí)，我

們務(wù)必將由此產(chǎn)生的延遲加到實(shí)際提早期中去。這一延遲是

供應(yīng)商用來(lái)生產(chǎn)滿足訂單的下一個(gè)單位所用的時(shí)間。在我們

的模型中，我們通過(guò)Markov鏈分析得到附加的延遲。

隨著到達(dá)與服務(wù)過(guò)程的確定，我們能夠分析隊(duì)列，并得

到類似庫(kù)存、缺貨、滿足率與顧客服務(wù)水平這樣的性能指標(biāo)。

在對(duì)庫(kù)存節(jié)點(diǎn)i的分析中，關(guān)鍵值是M'/G/8隊(duì)列中的作業(yè)數(shù)

量，以N表示，這個(gè)值能夠從標(biāo)準(zhǔn)的排隊(duì)論的結(jié)論［Liu,

Kashyap,與Templeton1990］中得到。為了減輕大規(guī)模應(yīng)用中

的計(jì)算負(fù)擔(dān)，我們用一個(gè)正態(tài)分布來(lái)近似Ni。這樣，我們只

需要得到N的均值與方差，而這二者都依靠于實(shí)際的提早

期，即排隊(duì)模型的服務(wù)時(shí)間。圖1是一個(gè)庫(kù)存節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變

化的簡(jiǎn)圖。

優(yōu)化模型的目標(biāo)是最小化供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的總期望庫(kù)存資

本。這一總量是所有庫(kù)存節(jié)點(diǎn)的總與，而每個(gè)節(jié)點(diǎn)持有兩種

類型的庫(kù)存：成品（在持）庫(kù)存與在制品（在訂）庫(kù)存。

優(yōu)化模型的約束是要求的顧客服務(wù)目標(biāo)。他們由顧客訂單在

給定期限之前滿足的概率來(lái)表示，比如95或者99%。我們

的公式同意用戶分別為每一類需求流指定顧客服務(wù)目標(biāo)。首

先關(guān)于每種最終產(chǎn)品，我們得到能夠滿足要求的顧客服務(wù)目

標(biāo)的滿足率。這些滿足率通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的材料清單結(jié)構(gòu)與實(shí)際提

早期，與所有上游庫(kù)存節(jié)點(diǎn)的實(shí)際提早期建立聯(lián)系。模型因

此得到了不一致庫(kù)存節(jié)點(diǎn)的相互關(guān)系，特別是安全庫(kù)存水平

與滿足率關(guān)于顧客服務(wù)水平的影響。供應(yīng)鏈與配送網(wǎng)絡(luò)的有

關(guān)模型包含了Lee與Billington[1993]模型,Atntzenet

al,[1995],Cammetal.[1997],Kruger[1997],Graves,Kletter,

與Hetzel[1998]>Andersson,Axsaeter與Marklundf1998]o

Unitsinprocess

(suppliedtoearlierorders)

OO

ooarrivingorders

eefilledorders

圖1：在這個(gè)描述一個(gè)庫(kù)存節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)性能的簡(jiǎn)圖中，安

全庫(kù)存水平是9,當(dāng)有四個(gè)單位庫(kù)存時(shí)，其它的五個(gè)單位已

經(jīng)由早期的訂單所供應(yīng)，同時(shí)已經(jīng)轉(zhuǎn)化為流程中的五個(gè)作

業(yè)。

為了使優(yōu)化能夠快速執(zhí)行，我們得到準(zhǔn)確形式的解析梯

度估計(jì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)梯度搜索算法用來(lái)生成最優(yōu)解。這

一工作的技術(shù)細(xì)節(jié)參見(jiàn)EttletaL[1998]及附錄。除了梯度搜

索，我們還開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于產(chǎn)品聚類的啟發(fā)式優(yōu)化過(guò)程。為

了使解法有效，我們將它與許多搜索方法在解決中等規(guī)模的

測(cè)試問(wèn)題時(shí)進(jìn)行比較。關(guān)于大規(guī)模的，產(chǎn)業(yè)規(guī)模的應(yīng)用，這

一模型也已經(jīng)在IBM的幾個(gè)商業(yè)單元中得到廣泛測(cè)試。

仿真引擎

仿真引擎同意用戶對(duì)不一致的供應(yīng)鏈策略進(jìn)行模擬，特

別的，能夠用來(lái)驗(yàn)證與微調(diào)由優(yōu)化引擎生成的解決方案的性

能。我們基于SimprocessfSwegles1997］建立仿真引擎,

Simprocess［Swegles1997］是一個(gè)用于通用目的的商業(yè)流程模

擬器，由IBM研究中心與CACI產(chǎn)品公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)。仿真引

擎在加入供應(yīng)鏈建模功能的同時(shí),保留了Simprocess的功能。

特別的，它為下面的供應(yīng)鏈流程提供了建模功能：

-顧客流程代表了基于所模擬的顧客需求，向供應(yīng)鏈提交訂

單的外部顧客。它還能對(duì)關(guān)于期望顧客服務(wù)目標(biāo)與顧客優(yōu)

先級(jí)的信息進(jìn)行建模。

-制造流程對(duì)裝配組裝過(guò)程、庫(kù)存策略與補(bǔ)充策略進(jìn)行建

模。它還能被用于對(duì)供應(yīng)商建模。

-配送流程對(duì)配送中心建模同時(shí)能夠用來(lái)對(duì)零售店建模。

-運(yùn)輸流程對(duì)運(yùn)輸時(shí)間、車輛裝載與運(yùn)輸成本進(jìn)行建模。

-預(yù)測(cè)流程代表了產(chǎn)品預(yù)測(cè)，包含將來(lái)階段的促銷與隨機(jī)需

求。

庫(kù)存計(jì)劃流程對(duì)周期性的庫(kù)存目標(biāo)水平設(shè)置進(jìn)行建模。這

個(gè)流程的本質(zhì)是基于要求的顧客服務(wù)目標(biāo)，計(jì)算出供應(yīng)鏈

中各個(gè)庫(kù)存節(jié)點(diǎn)的建議庫(kù)存水平的AMT優(yōu)化引擎。

仿真引擎同意用戶在監(jiān)控輸出報(bào)告的同時(shí)，改變一系列

輸入?yún)?shù)，來(lái)獲得最佳的輸出值。所有的輸入與輸出參數(shù)存

在于AMT模型數(shù)據(jù)庫(kù)中。用戶以隨機(jī)變量的形式，通過(guò)隨

機(jī)分布為仿真提供輸入?yún)?shù)；包含制造提早期，運(yùn)輸時(shí)間，

原材料處理延遲時(shí)間、需求預(yù)測(cè)、原材料清單單上要求的產(chǎn)

品數(shù)量與供應(yīng)商的可靠性。支持的隨機(jī)分布函數(shù)包含P，愛(ài)

爾朗，指數(shù)、八正態(tài)、正態(tài)對(duì)數(shù)、泊松、三角、均勻、韋伯

與用戶定義的分布。

我們?cè)O(shè)計(jì)了仿真引擎來(lái)進(jìn)行基于情景的分析。在這一分

析中，像供應(yīng)商、制造商、配送中心的數(shù)目與位置、庫(kù)存水

平、與制造、補(bǔ)充與運(yùn)輸策略（按計(jì)劃生產(chǎn)、按訂單生產(chǎn)、

按訂單裝配、持續(xù)補(bǔ)充、周期性補(bǔ)充、滿載運(yùn)輸、非滿載運(yùn)

輸?shù)鹊龋┻@樣的供應(yīng)鏈參數(shù)在仿真過(guò)程中不斷變化。關(guān)于每

一次的仿真，用戶都能夠指定一個(gè)計(jì)劃期，重復(fù)情景（樣本

運(yùn)行）的數(shù)量與一個(gè)不用保留統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的預(yù)熱階段。計(jì)劃期

的長(zhǎng)度取決于特定的被討論的實(shí)際應(yīng)用，與歷史需求預(yù)測(cè)的

有效性。通常我們?nèi)??12個(gè)月作為計(jì)劃期。

仿真運(yùn)行的結(jié)果以指標(biāo)報(bào)告的形式輸出，這些指標(biāo)包含

周轉(zhuǎn)次數(shù)、顧客服務(wù)、滿足率、缺貨率、出貨、收入、安全

庫(kù)存與在制品庫(kù)存。為了分析財(cái)務(wù)方面的影響，用戶能夠使

用下列條目，其中的所有條目都能夠再仿真中監(jiān)控：原材料

成本；產(chǎn)品銷售收入；基于活動(dòng)的成本，比如原材料處理與

制造成本；庫(kù)存持有成本；運(yùn)輸成本；錯(cuò)誤滿足或者者推遲

向顧客發(fā)送的懲處成本；因被錯(cuò)誤滿足或者者從供應(yīng)商處推

遲發(fā)來(lái)貨物的補(bǔ)償；由顧客返還貨物產(chǎn)生的成本；將貨物返

還給供應(yīng)商的補(bǔ)償。

系統(tǒng)集成與技術(shù)創(chuàng)新

我們將AMT的六個(gè)功能模塊集成在一個(gè)足夠靈活的系統(tǒng)

構(gòu)架中，它能夠滿足用戶不一致的計(jì)算需要。這種構(gòu)架是基

于一個(gè)客戶端一服務(wù)器規(guī)劃模型的，在這個(gè)模型中，能夠利

用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的資源進(jìn)行試驗(yàn)（見(jiàn)圖2）oAMT的客戶端提

供了一系列功能，用于查看用戶圖形界面與對(duì)話框形式的數(shù)

據(jù)錄入。而AMT的服務(wù)器端一一通常處在一臺(tái)功能強(qiáng)大的

工作站或者中型機(jī)上一一提供了完整的建模與分析功能。在

我們?yōu)槭褂霉δ茌^弱的計(jì)算機(jī)（如膝上型電腦）的用戶建立

的構(gòu)架中，AMT客戶端則以獨(dú)立于平臺(tái)的Java應(yīng)用程序形

式存在；聯(lián)網(wǎng)的客戶端則同意用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器訪問(wèn)

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圖2

為了管理供應(yīng)鏈運(yùn)作，AMT需要產(chǎn)品在不一致階段與流

程中的有關(guān)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)能夠通過(guò)一個(gè)有關(guān)模型數(shù)據(jù)庫(kù)

（它經(jīng)由關(guān)聯(lián)界面與服務(wù)器相連接）得到。數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)了與

各類建模情形有關(guān)的信息，包含供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制

造數(shù)據(jù)，與需求預(yù)測(cè)。對(duì)每種最終產(chǎn)品，通過(guò)自上而下的材

料清單，能夠生成它的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。我們所有的產(chǎn)品數(shù)據(jù)都是

從公司數(shù)據(jù)庫(kù)與當(dāng)?shù)卣军c(diǎn)數(shù)據(jù)資源中提取的。

為了方便數(shù)據(jù)提取，我們開(kāi)發(fā)了許多數(shù)據(jù)庫(kù)連通性模塊，

提供對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的自動(dòng)訪問(wèn)，提取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并把它們注入模

型數(shù)據(jù)庫(kù)中。所有的連通性模塊都有內(nèi)置的材料清單生成功

能。為了檢測(cè)因原材料清單信息遺漏或者不完備導(dǎo)致的數(shù)據(jù)

記錄不一致現(xiàn)象，我們加入了數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性檢驗(yàn)，這樣能

夠產(chǎn)生遺漏數(shù)據(jù)報(bào)告，并將數(shù)據(jù)集縮小到能夠被保持一致地

下載到模型數(shù)據(jù)庫(kù)的水平。數(shù)據(jù)收集的過(guò)程同意用戶在有關(guān)

的表格中提供遺漏的數(shù)據(jù)，這些表格可與清單的輸出結(jié)果合

并。為了將原材料采購(gòu)清單的復(fù)雜性操縱在能夠管理的范圍

內(nèi)，我們實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)減少程序，通過(guò)這些程序，我們能夠根

據(jù)零件的價(jià)值等級(jí)或者年需求成本自動(dòng)消除非關(guān)鍵組件。

AMT的圖形用戶界面同意建模者在工作域內(nèi)拖放通用供

應(yīng)鏈組件，來(lái)為多種供應(yīng)鏈建立供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)（見(jiàn)圖3）。復(fù)雜的

算法封裝在組件內(nèi)部。比如，點(diǎn)擊“PSG制造”節(jié)點(diǎn)，就會(huì)

打開(kāi)讓用戶指定參數(shù)與策略的窗口，比如延遲時(shí)間、制造提

早期、原材料清單，與按訂單生產(chǎn)或者按計(jì)劃生產(chǎn)這樣的制

造策略。AMT也支持分級(jí)過(guò)程建模。用戶能夠“下行”來(lái)包

含供應(yīng)鏈的其他層，給建模過(guò)程增加可擴(kuò)展性。顧客節(jié)點(diǎn)捕

獲需求、預(yù)測(cè)與客戶服務(wù)要求。我們置入了動(dòng)畫(huà)，來(lái)幫助用

戶將訂貨、商品與卡車在節(jié)點(diǎn)間的運(yùn)行這些供應(yīng)鏈活動(dòng)可視

化。在仿真運(yùn)行過(guò)程中，用戶能夠查看報(bào)告，比如服務(wù)或者

庫(kù)存報(bào)告，熟悉仿真目前的狀況。除了這些實(shí)時(shí)報(bào)告，AMT

還提供我們前面討論過(guò)的財(cái)務(wù)與性能報(bào)告。

圖3

AMT的一個(gè)重要特征就是優(yōu)化與仿真引擎這些附加功

能。使用優(yōu)化引擎，用戶能夠進(jìn)行迅速而深入的假設(shè)分析，

這是超出任何標(biāo)準(zhǔn)仿真工具能力以外的。使用仿真引擎，用

戶能夠在仿真動(dòng)態(tài)的供應(yīng)鏈流程與策略的同時(shí)，調(diào)用庫(kù)存模

塊進(jìn)行階段性的最優(yōu)廢存水平重算。用戶能夠在優(yōu)化解決方

案的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真，觀察不一致節(jié)點(diǎn)使用的不一致的供應(yīng)

鏈策略是如何影響供應(yīng)鏈的性能的。仿真結(jié)果也能夠用來(lái)調(diào)

整仿真或者者優(yōu)化過(guò)程的參數(shù)。在仿真引擎與優(yōu)化引擎之間

有一個(gè)自動(dòng)接口，同意用戶在仿真運(yùn)行中周期性的調(diào)用優(yōu)化

引擎，比如，根據(jù)最新需求預(yù)測(cè)重算目標(biāo)庫(kù)存水平。用戶還

能夠在推拉混合型環(huán)境中，使用優(yōu)化引擎周期性地產(chǎn)生計(jì)劃

方案一一結(jié)合考慮服務(wù)目標(biāo)與系統(tǒng)不確定性。

總之，AMT包含了制造性的優(yōu)化，性能評(píng)價(jià)與仿確實(shí)結(jié)

合，集成了數(shù)據(jù)連通性與一個(gè)基于因特網(wǎng)的建?？蚣?。這使

得它成為一個(gè)功能強(qiáng)大的通用工具，能夠用于獲取大規(guī)模行

業(yè)供應(yīng)鏈的隨機(jī)動(dòng)態(tài)環(huán)境。我們將跨企業(yè)供應(yīng)鏈作為一個(gè)庫(kù)

存排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模，使用分解算法與排隊(duì)分析來(lái)獲取每個(gè)

庫(kù)存節(jié)點(diǎn)的性能，。我們開(kāi)發(fā)了多層、有約束的庫(kù)存優(yōu)化算

法，使用變化梯度與啟發(fā)式搜索，使其有效地應(yīng)用于大規(guī)模

的問(wèn)題。我們建立了一個(gè)供應(yīng)鏈仿真庫(kù)，其中包含供應(yīng)鏈流

程與策略的廣泛的集合，利用這個(gè)集合，能夠用少量的編程

工作為不一致的供應(yīng)鏈環(huán)境建模。它提供了性能指標(biāo)、財(cái)務(wù)

報(bào)告，與深入到每個(gè)庫(kù)存持有單元的基于活動(dòng)的成本。它還

為用戶提供了使供應(yīng)鏈參數(shù)生效與基于分析結(jié)果微調(diào)參數(shù)

的方法。

IBM個(gè)人系統(tǒng)組中跨企業(yè)的供應(yīng)鏈管理

IMB個(gè)人系統(tǒng)組（PSG）負(fù)責(zé)個(gè)人電腦的研發(fā)、制造、銷

售與服務(wù)（比如，商用型臺(tái)式電腦，消費(fèi)型臺(tái)式電腦，移動(dòng)

產(chǎn)品，工作站，PC服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)PC,與有關(guān)外圍設(shè)備）。

PSG在全世界雇用了18500以上的工人。銷售及營(yíng)銷隊(duì)伍分

布在大城市，而制造工廠位于美國(guó)、拉丁美洲、歐洲與亞洲,I。

1998年，PSG賣出了大約7,700,000臺(tái)計(jì)算機(jī)，這些計(jì)算機(jī)

使用類似于IBMPC、Aptiva、ThinkPad、InteliStation、

Netfinity、與網(wǎng)絡(luò)工作站這樣的品牌。

來(lái)自戴爾與Gateway這樣的PC制造商的競(jìng)爭(zhēng)日益增強(qiáng),

它們使用直銷的、按訂單生產(chǎn)的商業(yè)模式。這促使PSG在

1997年重新評(píng)價(jià)自己的業(yè)務(wù)表現(xiàn)與與其供應(yīng)鏈合作伙伴的

關(guān)系。目標(biāo)是設(shè)計(jì)實(shí)施一種綜合的商業(yè)模式，結(jié)合直銷模式

（按訂單生產(chǎn)，根據(jù)客戶要求配置，庫(kù)存最小化）與非直銷

模式（固定配置，高質(zhì)量顧客服務(wù)與技術(shù)支持）的優(yōu)點(diǎn)，通

過(guò)多種渠道進(jìn)行銷售。

在1997年四月，PSG成立了一個(gè)跨功能單位的團(tuán)隊(duì)，

其任務(wù)是在現(xiàn)有的商業(yè)模式與其他不一致的方案中，量化顧

客服務(wù)與擴(kuò)展供應(yīng)鏈中庫(kù)存之間的關(guān)系。我們利用PSG的商

用臺(tái)式機(jī)產(chǎn)品的一個(gè)子集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，建立了AMT中的基

礎(chǔ)供應(yīng)鏈模型。該模型是由最終用戶的需求、零售商定購(gòu)行

為、IBM制造與庫(kù)存策略、供應(yīng)商性能與提早期可變性觸發(fā)

的。我們從22個(gè)零售商那里收集了五個(gè)月的實(shí)際最終用戶

銷售數(shù)據(jù)。零售商定購(gòu)行為是被許多因素影響的，比如計(jì)策

策略、市場(chǎng)激勵(lì)、對(duì)供應(yīng)商可靠性的信心，與為滿足大客戶

采購(gòu)的庫(kù)存儲(chǔ)備。對(duì)每一個(gè)因素進(jìn)行建模未免太過(guò)復(fù)雜了。

我們的模型通過(guò)使用替代性的定購(gòu)政策，獲得每個(gè)PSG零售

商的總定購(gòu)量，來(lái)代表現(xiàn)有渠道的銷售能力水平。比如，假

如某個(gè)零售商平均持有60天的庫(kù)存量，模型就為它建立一

個(gè)相當(dāng)于60天渠道庫(kù)存的目標(biāo)安全庫(kù)存水平。為了觀測(cè)當(dāng)

零售商改變它們訂貨策略時(shí)的情況，我們?cè)贏MT模型中改

變渠道庫(kù)存水平，并進(jìn)行不一致情況下假設(shè)分析。關(guān)于每種

定貨策略，我們假定一個(gè)零售商將按照給定供應(yīng)天數(shù)的水平

來(lái)保持產(chǎn)品庫(kù)存。

在正常商業(yè)流程中，PSG根據(jù)13周滾動(dòng)水平來(lái)預(yù)測(cè)它

的制造能力。當(dāng)前一周的預(yù)測(cè)作為生產(chǎn)計(jì)劃，然后此計(jì)劃推

動(dòng)PSG的制造地生產(chǎn)的產(chǎn)品流向分銷倉(cāng)庫(kù)，然后它們存儲(chǔ)在

那里，直至被零售商定購(gòu)，或者者說(shuō)拉動(dòng)。這種補(bǔ)充庫(kù)存策

略抓住了PSG的結(jié)合推拉式制造與定購(gòu)系統(tǒng)的特征一一PSG

按照預(yù)測(cè)制造產(chǎn)品，將它們作為成品存在倉(cāng)庫(kù)中，直到從零

售商那里得到訂單為止。這個(gè)系統(tǒng)并非真正的拉式系統(tǒng)，由

于產(chǎn)品的可獲得性會(huì)影響零售商的定購(gòu)。同樣，它也并非真

正的推式系統(tǒng)，由于零售商的定購(gòu)也會(huì)影響PSG制造點(diǎn)的日

程安排。為了有效的把握由于部件短缺、能力約束與最小訂

貨批量要求所造成的多變性，我們分析了對(duì)未來(lái)13周的預(yù)

測(cè)。

PSG制定了一個(gè)在95%的可能內(nèi)三日內(nèi)送貨給顧客的

目標(biāo)，這個(gè)目標(biāo)直接轉(zhuǎn)化成AMT的優(yōu)化引擎所需要的顧客

服務(wù)約束。結(jié)合仿真引擎與優(yōu)化引擎，模型根據(jù)最新的可得

到的需求預(yù)測(cè)，每周計(jì)算安全庫(kù)存，使顧客訂單中的95%在

3天內(nèi)滿足。這個(gè)供應(yīng)策略形成了PSG供應(yīng)商定購(gòu)部件與組

件，并進(jìn)行后續(xù)制造活動(dòng)的基礎(chǔ)。在項(xiàng)目的第一階段，我們

使用簡(jiǎn)化的數(shù)據(jù)集來(lái)建立一個(gè)PSG供應(yīng)鏈的簡(jiǎn)化原型來(lái)檢

驗(yàn)假設(shè)，研究各類建模算法，更好的熟悉AMT應(yīng)用中可能

的局限。

在項(xiàng)目的第二階段，我們開(kāi)發(fā)了更全面的建模方案，能

夠改變渠道庫(kù)存，并結(jié)合零售商處的渠道裝配策略。PSG給

他的零售商們提供了兩種類型的產(chǎn)品：（1）標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型模型

（MTMs）：已完成并經(jīng)檢測(cè)合格的計(jì)算機(jī)；（2）開(kāi)放式機(jī)型:

沒(méi)有功能，只包含計(jì)算機(jī)最基本的部分，沒(méi)有內(nèi)存，硬盤(pán)文

件與CD-ROM,這些開(kāi)放式的機(jī)型同意零售商根據(jù)顧客的特

殊需求進(jìn)行組裝。我們發(fā)現(xiàn)有的零售商把這些開(kāi)放式機(jī)型在

需要的時(shí)候組裝成標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型，賣給顧客，這是一個(gè)表達(dá)出靈

活性的例子，由于零售商能夠用當(dāng)前的開(kāi)放式機(jī)型庫(kù)存滿足

對(duì)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型的訂單，而不僅僅是儲(chǔ)存這些庫(kù)存去滿足非標(biāo)準(zhǔn)

機(jī)型的訂單。有的零售商庫(kù)存大量開(kāi)放式機(jī)型，一旦有了標(biāo)

準(zhǔn)機(jī)型的訂單，他們向廠家訂貨，而不是利用現(xiàn)有的零部件

組裝，這就是不夠靈活的表現(xiàn)。兩種方法都會(huì)影響庫(kù)存與顧

客服務(wù)。由于零售商的靈活性不能夠精確地定義，我們?cè)O(shè)計(jì)

了不一致仿真試驗(yàn)集，在100%靈活與100%不靈活兩種極端

的情況下，界定或者構(gòu)造渠道裝配策略的實(shí)際影響。

通過(guò)將仿真結(jié)果與PSG歷史數(shù)據(jù)的比較，我們來(lái)驗(yàn)證

AMT模型的準(zhǔn)確性。我們根據(jù)需要調(diào)整我們的消費(fèi)模型與參

數(shù)，在不一致的參數(shù)與策略下進(jìn)行多次仿真。這項(xiàng)研究的要

緊結(jié)果是如下幾個(gè)方面：

-基于PSG現(xiàn)有的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、小批量的市場(chǎng)環(huán)境、與現(xiàn)有

的供應(yīng)鏈策略，使用渠道裝配幾乎沒(méi)有減少其庫(kù)存。（不

靈活的零售商渠道行為）

-同意零售商用他們庫(kù)存的部件組裝成任何標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型，能夠

改善服務(wù)2%,減少12%的庫(kù)存。（靈活的零售商渠道行

為）

-把22個(gè)裝配點(diǎn)的需求集中成3種大的類別,能夠改善6%

的服務(wù)水平且減少5%的庫(kù)存。

-在現(xiàn)有的推一拉式的供應(yīng)鏈策略基礎(chǔ)上，PSG可在不影響

顧客服務(wù)水平的基礎(chǔ)上，減少50%的庫(kù)存。目前，整個(gè)

供應(yīng)鏈上的庫(kù)存水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于保持PSG服務(wù)目標(biāo)所需要

的最優(yōu)庫(kù)存。

這個(gè)項(xiàng)目及隨后的項(xiàng)目集中了4個(gè)功能團(tuán)體一一市場(chǎng)與

銷售，生產(chǎn)，配送，開(kāi)發(fā)一一尋求公司范圍內(nèi)對(duì)PSG戰(zhàn)略方

向及隨后行動(dòng)的一致。我們的研究關(guān)于PSG的先進(jìn)的訂單滿

足創(chuàng)新（AFI）直接起到了奉獻(xiàn)作用，AFI致力于通過(guò)改進(jìn)

PSG產(chǎn)品的通用性，提高零售商渠道的靈活性

[Narisettil998]o同樣，PSG的管理層也認(rèn)可了減少組裝地點(diǎn)

的數(shù)量，這是由于價(jià)格保護(hù)渠道的環(huán)境發(fā)生變化的結(jié)果。特

定的條件與環(huán)境要緊決定于AMT模型的輸出結(jié)果，在對(duì)后

勤流程進(jìn)行了一系列加強(qiáng)改善后，于1997年11月實(shí)施這個(gè)

項(xiàng)目。

PSG已經(jīng)基于ATM的分析結(jié)果，關(guān)于如何分配項(xiàng)目?jī)?yōu)先

權(quán)與庫(kù)存管理渠道庫(kù)存方面，作出了許多決策。盡管1997

年就作出了PSG初始商業(yè)轉(zhuǎn)型的分析，但是是在1998年產(chǎn)

生了實(shí)際的商業(yè)效益。

一個(gè)零售商預(yù)測(cè)的越準(zhǔn)確，服務(wù)的水平就越高。

從1997年底到1998年底PSG削減了超過(guò)50%的庫(kù)存。

這次削減庫(kù)存的直接結(jié)果就是PSG銷售渠道的貼補(bǔ)費(fèi)用比

1997年減少了1億美元。貼補(bǔ)費(fèi)用是指支付給分銷商與商業(yè)

合作伙伴的費(fèi)用，這些費(fèi)用是為了補(bǔ)償價(jià)格變化而對(duì)他們的

庫(kù)存產(chǎn)品所產(chǎn)生的影響。另外，由于產(chǎn)品的銷售實(shí)際與部件

制造時(shí)間又縮短了4—6周，使得PSG節(jié)約了另外5%—7%

的生產(chǎn)成本。這相當(dāng)于每年節(jié)約6.5億美元。

在最初評(píng)估后的幾個(gè)月內(nèi)，我們進(jìn)行了進(jìn)一步的供應(yīng)鏈研

究，包含分析（1）將供應(yīng)鏈上的合作者結(jié)合進(jìn)來(lái)；（2）在

建模中考慮地理分布情況；（3）評(píng)價(jià)將總裝延遲至銷售商的

配送點(diǎn)這一做法對(duì)庫(kù)存與消費(fèi)者服務(wù)影響；（4）估計(jì)削減生

產(chǎn)周期對(duì)庫(kù)存的影響。這些研究已經(jīng)幫助PSG的商業(yè)合作伙

伴制定更及時(shí)的關(guān)于供應(yīng)鏈策略的決策。特別的，這些研究

已經(jīng)使得IBM與他的要緊合作伙伴建立了一個(gè)合作場(chǎng)所政

策。在合作場(chǎng)所政策中，合作伙伴將它的配送點(diǎn)置于IBM內(nèi)

部，消除了在不一致地點(diǎn)之間昂貴的周轉(zhuǎn)費(fèi)用。最后，由于

我們發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)的精確程度在很大程度上影響著庫(kù)存與消費(fèi)

者服務(wù)水平，PSG用AMT來(lái)決定向商業(yè)合作伙伴承諾的服

務(wù)水平，而這種承諾要緊基于他們提供精確預(yù)測(cè)的能力。零

售商預(yù)測(cè)地越準(zhǔn)確，PSG提供給零售商的服務(wù)水平就越高。

這種政策在行業(yè)中是史無(wú)先例的，受到了PSG的商業(yè)合作伙

伴的歡迎?？偠灾琍SG相信AMT在開(kāi)發(fā)與應(yīng)用世界水

平的供應(yīng)鏈管理策略上，已經(jīng)成了一個(gè)無(wú)價(jià)的資產(chǎn)。

IBM中其他的AMT應(yīng)用

AMT同樣應(yīng)用在IBM的其他制造部門(mén)中，包含印刷系

統(tǒng)部門(mén)（PSC）,中型機(jī)部門(mén)（AS/400）,辦公室工作站部門(mén)

(RS/6000),存儲(chǔ)系統(tǒng)部門(mén)(SSD),大型機(jī)部門(mén)(S/390)

與PSG的歐洲市場(chǎng)。PSG的一些商業(yè)合作伙伴也已經(jīng)使用了

AMT,包含Pinacor,GECapital與BestBuyoIBM的行業(yè)解

決方案單位對(duì)外使用這個(gè)工具來(lái)進(jìn)行咨詢應(yīng)用。下面是AMT

最新的三個(gè)應(yīng)用的概述：

IBM的印刷系統(tǒng)公司(PSC)是提供企業(yè)打印機(jī)解決方

案的要緊供應(yīng)商。產(chǎn)品線包含辦公室打印機(jī)與大量的生產(chǎn)印

刷。這個(gè)公司雇用了大約4,550個(gè)員工，1998年擁有19.5

億的毛利潤(rùn)。1996年，PSC用5個(gè)月的時(shí)間對(duì)AMT進(jìn)行了

大量的測(cè)試過(guò)程。在評(píng)估報(bào)告中，檢驗(yàn)小組認(rèn)為AMT產(chǎn)生

了精確的結(jié)果，與現(xiàn)有的供應(yīng)鏈管理與庫(kù)存工具相比，能夠

提高生產(chǎn)力，同時(shí)改善了PSG在確認(rèn)與生成庫(kù)存預(yù)算與周轉(zhuǎn)

率目標(biāo)時(shí)的精確性。此后，PSC使用AMT來(lái)研究預(yù)測(cè)準(zhǔn)確

度、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、建造一個(gè)新的配送中心、與其他商業(yè)活動(dòng)對(duì)

不一致產(chǎn)品族的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)性能的影響。據(jù)報(bào)告，僅在一個(gè)例

子中，就節(jié)約了160萬(wàn)的庫(kù)存成本，占總庫(kù)存持有成本的

30%o

1998年P(guān)SG成本節(jié)約超過(guò)7億5000萬(wàn)

IBM的AS/400公司制造中等規(guī)模的商用計(jì)算機(jī)與服務(wù)

器，提供150多種型號(hào)與達(dá)到1000個(gè)之多的性能方面的升

級(jí)。組裝這些系統(tǒng)需要幾千個(gè)獨(dú)一無(wú)二的零部件，大約1000

個(gè)左右要在裝配的最后階段一一就在全部完成一個(gè)系統(tǒng)之

前一一用到。假如給客戶提供靈活性，讓他們能夠選擇功能

特性來(lái)定制個(gè)性化的產(chǎn)品，那么無(wú)疑就會(huì)對(duì)生產(chǎn)的復(fù)雜性與

效率帶來(lái)挑戰(zhàn)。公司使用AMT來(lái)分析與量化諸如減少功能

部件、功能部件替代、部件通用性、延遲個(gè)性化等一系列方

案關(guān)于庫(kù)存與準(zhǔn)時(shí)運(yùn)送的影響。結(jié)果說(shuō)明，消除小批量的零

件可使庫(kù)存周轉(zhuǎn)率提高15%,替代與延遲最后的總裝能夠使

庫(kù)存周轉(zhuǎn)率提高大約30%o從1998年開(kāi)始，AS/400削減了

大約30%的功能部件數(shù)量，其總銷售額穩(wěn)固增長(zhǎng)。

1995年，IBM建立了一套快速反應(yīng)服務(wù)項(xiàng)目，為購(gòu)買中

等規(guī)模數(shù)量的計(jì)算機(jī)內(nèi)存、外存與功能部件的顧客提供快速

運(yùn)送服務(wù)。1998年9月，IBM開(kāi)始將快速反應(yīng)項(xiàng)目作為一種

前沿實(shí)驗(yàn)對(duì)象8,為要緊商業(yè)合作伙伴提供真正的電子商務(wù)。

IBM用AMT來(lái)分析權(quán)衡服務(wù)與庫(kù)存之間的關(guān)系，從而找到

了一個(gè)最優(yōu)性能的結(jié)合點(diǎn)，此后還用它來(lái)分析快速反應(yīng)項(xiàng)目

關(guān)于生產(chǎn)與配送中心之間庫(kù)存分配的影響。這些結(jié)論幫助

IBM實(shí)現(xiàn)了商業(yè)效率的最大化，同時(shí)使由快速反應(yīng)產(chǎn)生的收

入增長(zhǎng)在1998年翻了一番。

結(jié)論

AMT使用了先進(jìn)的運(yùn)籌學(xué)技術(shù),將技術(shù)創(chuàng)新與有用的戰(zhàn)

略性的應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，在業(yè)界產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。IBM已經(jīng)

使用AMT來(lái)處理廣泛領(lǐng)域內(nèi)的商業(yè)問(wèn)題，包含庫(kù)存管理，

供應(yīng)鏈配置，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，補(bǔ)充策略等等。AMT已經(jīng)在許多

IBM的業(yè)務(wù)單位及他們的商業(yè)伙伴中得到了實(shí)施。實(shí)施AMT

后僅1998年就帶給PSG7億5000多萬(wàn)的成本節(jié)約。此外，

AMT還幫助IBM的商業(yè)伙伴能夠以低得多的庫(kù)存水平滿足

客戶需要，同時(shí)與很多商業(yè)伙伴達(dá)成了合作場(chǎng)所政策。AMT

已經(jīng)成為許多供應(yīng)鏈重組創(chuàng)新方法的基礎(chǔ)，幾個(gè)IBM的商業(yè)

伙伴把AMT分析看作是同IBM合作優(yōu)化跨企業(yè)供應(yīng)鏈的關(guān)

鍵里程碑。

致謝

我們對(duì)下述人員所提供的辛勤勞作與鼎力支持表示衷

心的感謝，他們是:ChaeAn,RayBessette,RickBloyd,Harold

Blake,RichardBreitwieser,J.P.Briant,BobChen,FengCheng,

ArthurCiccolo,DanielConnors,IanCrawford,AnthonyCyplik,

JohnEagen,BrianEck,GerryFeigin,AngelaGisonni,John

Konopka,TomLeiser,TonyLevas,NikornLimcharoen,Joe

Magliula,BarbaraMartin,LarryMcLaughlin,BobMoffat,

GerryMurnin,NitinNayak,JimNugent,LynnOdean,Krystal

Reynolds,RichardShore,MukundanSrinivasan,Jayashankar

Swaminathan,DavidThomas,BillTulskie,BurnieWalling,

Wen-LiWang,JamesYeh。

附錄

基于安全庫(kù)存操縱策略的多層供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

這里我們簡(jiǎn)單的回顧一下優(yōu)化引擎中數(shù)學(xué)模型的關(guān)鍵

點(diǎn)。Ettl,Feigin,Lin與Yao[1998]給出了全部細(xì)節(jié),包含一

些這里沒(méi)有涉及的問(wèn)題，比如非平穩(wěn)需求的處理，有關(guān)的滾

動(dòng)計(jì)劃的實(shí)施，梯度的求法與許多實(shí)施前后的步驟。

我們用產(chǎn)品的物料清單結(jié)構(gòu)來(lái)制定供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的配置。網(wǎng)

絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)要么是一個(gè)工廠，要么是一個(gè)配送中心。同

每個(gè)節(jié)點(diǎn)與該節(jié)點(diǎn)中處理的每一種產(chǎn)品有關(guān)聯(lián)的，是一個(gè)多

層的物料清單。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有存儲(chǔ)區(qū)域，我們把它看作庫(kù)存

點(diǎn)，存儲(chǔ)出現(xiàn)在物料清單中的部件與最終產(chǎn)品，分別對(duì)應(yīng)于

輸入庫(kù)存點(diǎn)與輸出庫(kù)存點(diǎn)。下標(biāo)i與/表示庫(kù)存點(diǎn)，S表示整

個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所有庫(kù)存點(diǎn)的集合。我們假設(shè)使用一個(gè)分布式的庫(kù)

存操縱體系，每個(gè)庫(kù)存點(diǎn)都遵循安全庫(kù)存操縱策略管理庫(kù)

存。該策略描述如下：當(dāng)庫(kù)存點(diǎn)i的庫(kù)存位置（現(xiàn)有庫(kù)存加

上在訂庫(kù)存減去缺貨）降至某個(gè)事先給定的安全庫(kù)存水平凡

下列時(shí)，該庫(kù)存點(diǎn)即去訂貨。在我們的模型里，均是一個(gè)決

策變量。

每個(gè)庫(kù)存點(diǎn)i都有一個(gè)給定分布的名義提早期L/,該名

義提早期是指，當(dāng)任何上游庫(kù)存點(diǎn)沒(méi)有由于缺貨而發(fā)生延遲

交貨的情況時(shí)，這個(gè)庫(kù)存點(diǎn)所在節(jié)點(diǎn)的生產(chǎn)時(shí)間或者是運(yùn)輸

時(shí)間。而實(shí)際提早期乙則考慮了由于缺貨可能造成的延遲，

4是給定的數(shù)據(jù)，而工,則是推導(dǎo)出來(lái)的性能指標(biāo)。

為了分析每個(gè)庫(kù)存點(diǎn)i的性能，我們使用一個(gè)庫(kù)存排隊(duì)

,

模型，#JEBuzacottShanthikumars[1993]o特別的，我們

將安全庫(kù)存操縱策略與MX/G/X）排隊(duì)模型結(jié)合在一起，在

MX/G/OO排隊(duì)模型中，到達(dá)服從到底率為左的泊松分布，每次

到達(dá)包含X?個(gè)單位或者訂單。復(fù)合泊松過(guò)程很好地均衡了通

常性與可操作性。需要特別注意的是，它提供了至少3個(gè)參

數(shù)來(lái)為需求數(shù)據(jù)建模：到達(dá)率與到達(dá)批量的一階矩與二階矩

（而簡(jiǎn)單泊松到達(dá)過(guò)程只有一個(gè)參數(shù)）。

為了得到每個(gè)庫(kù)存點(diǎn)i的性能指標(biāo)，我們首先要為

MX/G/OO隊(duì)列產(chǎn)生一個(gè)輸入進(jìn)程。為了做到這一點(diǎn)，通過(guò)層層

分析物料清單的結(jié)構(gòu)，在每一層根據(jù)提早期調(diào)整時(shí)間參數(shù)，

就能夠把每一類有關(guān)的需求流（不管是預(yù)測(cè)的還是真實(shí)的）

分解為每個(gè)庫(kù)存點(diǎn)的需求過(guò)程。這個(gè)過(guò)程與標(biāo)準(zhǔn)MRP分析

中的生成與偏移步驟非常相似。隊(duì)列所需的第二組數(shù)據(jù)是服

務(wù)時(shí)間，這里我們以實(shí)際提早期來(lái)模擬。

令乂表示平衡狀態(tài)下"X/G/to隊(duì)列中工作的總數(shù)，根據(jù)

標(biāo)準(zhǔn)排隊(duì)結(jié)論[Liu,Kashyap,Templeton1990],我們能夠得到

2?的均值與方差，分別記做心與⑦2。然后我們將乂近似成

一個(gè)正態(tài)分布：

、=%+oZ（1）

其中Z服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。從而我們將安全庫(kù)存水平表示如

下：

R,=〃,+3（2）

其中七?被稱作安全系數(shù)。R?與a通過(guò)上式互有關(guān)聯(lián)，二者任

取其一可為決策變量。令，?表示庫(kù)存點(diǎn)i持有庫(kù)存水平，Bi

表示缺貨量，它們與M與凡有如下關(guān)系：

1m+,Bm(3)

其中㈤+=max(x,0),得到如下期望：

￡[1.]=5"化),E1BJ=%G(Q(4)

其中

產(chǎn)產(chǎn)(5)

H(占)=\-z)/z)dz,G(kj=1(z-kj(p(z)dz

0(z)=exp(-z2/2)/在是Z的密度函數(shù)。另外，記中")=j>(z)dz為

Z的分布函數(shù)，不⑴句一①⑴，我們得到庫(kù)存點(diǎn)，發(fā)生缺貨的

概率Q與滿足率加

Pi=吊(&),工=1一6。(匕)/M-不(占)(6)

所有上述的性能指標(biāo)都涉及到庫(kù)存點(diǎn)i的實(shí)際提早期，

我們將其表示為：

(7)

Lt=Li+max(町)

其中S>,表示所有為庫(kù)存點(diǎn)，生產(chǎn)供應(yīng)部件的庫(kù)存點(diǎn)的集合,

可表示在屬于集合S>j的庫(kù)存點(diǎn)/處產(chǎn)生的額外延遲。由于通

常弓很難計(jì)算，根據(jù)排隊(duì)論分析，我們能夠作如下近似:

(8)

5=z/其中夕：=

Pj(Rj+l)

直觀上看，灰砌價(jià)就是/點(diǎn)在有缺貨發(fā)生的條件下的平均缺

貨量，每次這樣的缺貨需要工/依+D的平均時(shí)間去滿足，也

就是說(shuō)，平均來(lái)講，在缺貨發(fā)生時(shí)，平均有（為+1）個(gè)已發(fā)出

的訂單正在處理。

用戶需求是由最終產(chǎn)品庫(kù)存點(diǎn)的集合，網(wǎng)絡(luò)中的邊界庫(kù)存

點(diǎn)So來(lái)滿足的?？紤]一個(gè)特殊的客戶群，其需求由一個(gè)末端

庫(kù)存點(diǎn)，滿足，汴So。令死表示接收一個(gè)訂單的等待時(shí)間，

則所要求的客戶服務(wù)目標(biāo)可表示為：

P[Wl</3i]>ai（9）

其中因與4?是給定的數(shù)據(jù)。假如需求只是由現(xiàn)有庫(kù)存來(lái)滿足,

則延遲僅僅是將產(chǎn)成品運(yùn)至顧客手中的運(yùn)輸時(shí)間7},這個(gè)時(shí)

間也是給定的；否則，就有一個(gè)額外延遲。因此

-=工%W⑷+（1-￡.）—+rf.<用

為了使上式不小于如我們務(wù)必設(shè)定滿足率力為

%-PlTLl（10）

根據(jù)公式（8）,上式右邊的有可表示為豈=〃。由于n

與Bi,R有關(guān),而后兩者都是公的函數(shù)，則/也是k?的函數(shù),

這里我們需要求解一個(gè)由（8）式定義的不動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題以得到

力（或者然而在優(yōu)化過(guò)程的循環(huán)中，假如我們簡(jiǎn)單地以

上一個(gè)循環(huán)中方的結(jié)果做為下一個(gè)循環(huán)中方的初始值，則這

個(gè)問(wèn)題就能夠避免。一旦我們得到了力（或者k）,就能夠通

過(guò)式（2）與式（6）得到安全庫(kù)存水平與缺貨概率。

我們的優(yōu)化模型的目標(biāo)是在滿足要求的顧客服務(wù)水平

前提下，使供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中總的期望庫(kù)存資金最小化。每個(gè)庫(kù)存

點(diǎn)都有兩種庫(kù)存：在持庫(kù)存與在制品庫(kù)存（WIP）（WIP包含

正在運(yùn)輸途中的庫(kù)存），從上邊的討論中我們能夠看到，庫(kù)

存點(diǎn)i的期望持有庫(kù)存為E[Ii]=6H（k?,WIP的期望為E[M]

二內(nèi)。因此，目標(biāo)函數(shù)具有如下形式：

c（k）=2匕'從+qq”伏]J11

IGS

其中Q與a分別表示在持庫(kù)存與在制品庫(kù)存的單位庫(kù)存資

本，假設(shè)。給定，"能夠根據(jù)BOM由。求出。我們的目標(biāo)

是在對(duì)所有的終端庫(kù)存點(diǎn)：Z8S08S,在滿足（10）式中的

滿足率要求下，使C（k）最小化。這是一個(gè)有約束的非線性優(yōu)

化問(wèn)題，通過(guò)上述導(dǎo)出的關(guān)系，得到偏導(dǎo)。/前C（k）。將這些

結(jié)論用于共加梯度的搜索規(guī)則，見(jiàn)PressetaL[1994]。由于目

標(biāo)函數(shù)值變化很大，為了避免出現(xiàn)局部最優(yōu)，我們還用到了

幾種啟發(fā)式搜索。比如，評(píng)價(jià)一系列隨機(jī)生成的初始值而后

選取一個(gè)最好的開(kāi)始梯度搜索。

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