供應(yīng)鏈的物流研究分析（二等獎(jiǎng)）

北京化工大學(xué)第六屆“萌芽杯”參賽作品作品名稱供應(yīng)鏈的物流研究分析作品類別A類學(xué)院名稱理學(xué)院負(fù)責(zé)人姓名鄭舒尹導(dǎo)師姓名楊豐梅2010年5月25日

供應(yīng)鏈的物流研究分析鄭舒尹1沈越2(1:北京化工大學(xué)理學(xué)院北京1022002：北京化工大學(xué)理學(xué)院北京102200)摘要：基于供應(yīng)鏈的物流研究分析對(duì)于產(chǎn)品的銷售具有很大的意義，而公司的供應(yīng)鏈管理的完善也面臨著較大的難題。本文通過對(duì)某空調(diào)公司的供應(yīng)鏈管理案例的分析，運(yùn)用建立以線性規(guī)劃為基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)模型的方法，解決該公司存在的庫(kù)存和運(yùn)輸問題。經(jīng)過進(jìn)一步的研究思考，歸納總結(jié)出了改善供應(yīng)鏈管理的有效方法。關(guān)鍵詞：供應(yīng)鏈；供應(yīng)鏈管理；物流；成本；線性規(guī)劃。本文的主要內(nèi)容是對(duì)公司的供應(yīng)鏈的物流管理進(jìn)行研究分析。隨著科學(xué)以技術(shù)的快速發(fā)展，企業(yè)的生產(chǎn)力和人民的消費(fèi)水平也在持續(xù)不斷的提高。產(chǎn)品的供應(yīng)、運(yùn)輸和銷售成本也成為企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。為了使各項(xiàng)物流活動(dòng)實(shí)現(xiàn)最佳的協(xié)調(diào)與配合，降低物流成本，提高物流效率和經(jīng)濟(jì)效益，我們對(duì)供應(yīng)鏈管理進(jìn)行分析研究，并引進(jìn)數(shù)學(xué)建模理念來解決問題。通過對(duì)一些物流方面的論文瀏覽查閱，我們挖掘出了很多有用的理論知識(shí)。物流管理方法運(yùn)用廣泛，適用于各行各業(yè)，對(duì)成本的控制有很大的作用。但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)如今對(duì)供應(yīng)鏈的物流研究還存在不足之處。大部分文章都提出一些凌駕于實(shí)際之上的理論分析，很少有文章會(huì)對(duì)具體的問題進(jìn)行闡述，提出能應(yīng)用于公司管理，而數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用更是少見。所以我們的根據(jù)所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)，以線性規(guī)劃的方法為指導(dǎo)思想，對(duì)一個(gè)具體的某空調(diào)公司物流案例進(jìn)行分析和研究，歸納出一些有價(jià)值的結(jié)論。一、實(shí)例分析問題背景介紹Dellmar公司是一家商用空調(diào)系統(tǒng)制造商。公司一年前引進(jìn)的空調(diào)系統(tǒng)CAP非常成功。產(chǎn)品的訂單一直在上升。但是這款產(chǎn)品的成功卻暴露了Dellmar公司物流系統(tǒng)的不足。國(guó)內(nèi)和區(qū)域分發(fā)中心對(duì)CAP進(jìn)出的耽擱使客戶的訂單受到不同程度的延誤。過高的庫(kù)存和運(yùn)輸成本也引起Dellmar公司管理層的關(guān)注。在2月份,庫(kù)存和運(yùn)輸成本超過了140萬美元。公司管理層希望制定能夠?qū)a(chǎn)品迅速交給客戶同時(shí)降低庫(kù)存和運(yùn)輸成本的解決方案。(CAP空調(diào)系統(tǒng)的供應(yīng)鏈)Dellmar公司在NH制造工廠制造CAP系統(tǒng)。這個(gè)工廠每月可以生產(chǎn)5萬部CAP系統(tǒng)。公司正在考慮擴(kuò)大每月10%的生產(chǎn)能力,每月須額外支付財(cái)務(wù)和運(yùn)營(yíng)成本為55,000美元。Dellmar公司將國(guó)內(nèi)銷售區(qū)域劃分為三個(gè)區(qū)域:東部,西部和中西部。每個(gè)區(qū)域由一個(gè)區(qū)域銷售分發(fā)中心提供服務(wù)。Dellmar公司還經(jīng)營(yíng)著兩個(gè)國(guó)內(nèi)分發(fā)中心,一個(gè)位于Ohio(為中西部和西部提供服務(wù)),另一個(gè)位于NJ(為中西部和東部提供服務(wù))。CAP空調(diào)系統(tǒng)首先由NH工廠運(yùn)輸?shù)絻蓚€(gè)國(guó)內(nèi)分發(fā)中心庫(kù)存。然后,再運(yùn)輸?shù)饺齻€(gè)區(qū)域銷售分發(fā)中心。運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間為每月一次。(運(yùn)輸和庫(kù)存成本)CAP空調(diào)系統(tǒng)從工廠運(yùn)輸?shù)揭粋€(gè)國(guó)內(nèi)分發(fā)中心,或者從一個(gè)國(guó)內(nèi)分發(fā)中心運(yùn)輸?shù)饺魏我粋€(gè)區(qū)域分發(fā)中心,單位運(yùn)輸成本是每系統(tǒng)10美元。安排貨運(yùn)的固定運(yùn)輸成本參見表1。在Ohio和NJ國(guó)內(nèi)分發(fā)中心的庫(kù)存成本是每月每件5美元。而在區(qū)域銷售分發(fā)中心的單位庫(kù)存成本是每月每件10美元。表1運(yùn)輸路徑運(yùn)輸起點(diǎn)運(yùn)輸目的地固定運(yùn)輸成本($)NH工廠Ohio國(guó)內(nèi)分發(fā)中心5,000NH工廠NJ國(guó)內(nèi)分發(fā)中心4,000Ohio中心西部4,000Ohio中心中西部3,000NJ中心中西部4,000NJ中心東部5,000CAP空調(diào)系統(tǒng)的需求CAP空調(diào)系統(tǒng)在未來兩個(gè)月的需求情況參見表2。表24月5月的CAP空調(diào)系統(tǒng)的需求預(yù)測(cè)銷售區(qū)域月份需求預(yù)測(cè)(件)西部4月份20,000

5月份20,000中西部4月份15,000

5月份25,000東部4月份25,000

5月份30,000庫(kù)存表3說明了CAP空調(diào)系統(tǒng)在3月底每個(gè)分發(fā)中心的庫(kù)存量。表33月底的CAP空調(diào)系統(tǒng)的庫(kù)存量

分發(fā)中心件數(shù)國(guó)內(nèi)分發(fā)中心Ohio20,000NJ10,000

區(qū)域分發(fā)中心西部2,000中西部1,000東部2,000需解決的問題（1）公司管理層要決定每月制造多少件CAP空調(diào)系統(tǒng),以及每月運(yùn)送多少件系統(tǒng)到分發(fā)中,以便使運(yùn)輸和庫(kù)存的總成本最小化。(2)在2月,運(yùn)輸和庫(kù)存的總成本是140萬美元,而且3月的預(yù)估成本也是140萬美元。Dellmar公司在4月和5月份的平均成本是多少?Dellmar公司的生產(chǎn)和運(yùn)輸調(diào)度計(jì)劃是什么?Dellmar公司在每個(gè)分發(fā)中心應(yīng)該保持多少庫(kù)存量?(3)如果Dellmar公司決定增加10%的生產(chǎn)能力,對(duì)運(yùn)輸和庫(kù)存的總成本的影響是什么?(4)公司正考慮在分發(fā)中心增加最小庫(kù)存量,按每月從0增加到500甚至1,000件CAP空調(diào)系統(tǒng)。假設(shè)當(dāng)前的生產(chǎn)能力是每月50,000件,制定上述政策是可行的嗎?這個(gè)政策的變化對(duì)運(yùn)輸和庫(kù)存的總成本有何種影響?(5)你對(duì)Dellmar公司的庫(kù)存政策,運(yùn)輸計(jì)劃,和產(chǎn)能做出什么樣的調(diào)整。解決方案模型一：線性規(guī)劃。問題分析:由于該公司4、5月份的總產(chǎn)量和3月底各個(gè)分發(fā)中心的庫(kù)存總量之和正好等于4、5兩個(gè)月的總需求量，因此，5月庫(kù)存為0件。為了使該公司的庫(kù)存和運(yùn)輸成本最小的同時(shí)還能滿足各個(gè)分發(fā)中心的需求，設(shè)Xi為每次向分發(fā)中心運(yùn)輸?shù)南到y(tǒng)數(shù)，通過線性規(guī)劃的方法列出約束條件，使總成本最小。符號(hào)說明：x1:4月從NH運(yùn)往Ohio的系統(tǒng)數(shù)；X2:4月從NH運(yùn)往NJ的系統(tǒng)數(shù)；X3:4月從Ohio運(yùn)往西部的系統(tǒng)數(shù)；X4:X6與X7總和；x1:4月從NJ運(yùn)往東部的系統(tǒng)數(shù)；X6:4月從Ohio運(yùn)往中西部的系統(tǒng)數(shù)；X7:4月從NJ運(yùn)往中西部的系統(tǒng)數(shù)；X10-X15:5月每個(gè)分發(fā)中心之間的運(yùn)輸量；約束條件：每個(gè)月生產(chǎn)50000件，4月份的庫(kù)存調(diào)度要能為5月的需求相適應(yīng)。每個(gè)分發(fā)中心的庫(kù)存均大于0為正數(shù)。目標(biāo)函數(shù)為運(yùn)輸成本與庫(kù)存成本之和。用lingo將上述條件編入（見附錄），對(duì)Xi進(jìn)行求解，使目標(biāo)函數(shù)最小。下面為結(jié)果：兩個(gè)月的總成本為2475000元，平均成本為1237500元/月。方案：4月從NH運(yùn)12000至Ohio，運(yùn)38000至NJ；從Ohio運(yùn)18000至西部，運(yùn)14000至中西部；NJ運(yùn)23000至東部。庫(kù)存：僅NJ有25000件。5月從NH運(yùn)45000至Ohio，運(yùn)5000至NJ；從Ohio運(yùn)20000至西部，運(yùn)25000至中西部；從NJ運(yùn)30000至東部。模型改進(jìn)：由于該公司要增加生產(chǎn)力，這使得運(yùn)輸成本和庫(kù)存成本均會(huì)增加，但這可以規(guī)避供小于求的風(fēng)險(xiǎn)。若要分發(fā)中心增加庫(kù)存量則當(dāng)前的生產(chǎn)力無法滿足，所以必須要增加生產(chǎn)力。改進(jìn)方法：方法同上，增加約束條件：每月生產(chǎn)55000件，5月每個(gè)分發(fā)中心的庫(kù)存大于0小于5000件。改進(jìn)方案：4月從NH運(yùn)12000至Ohio，運(yùn)43000至NJ；從Ohio運(yùn)18000至西部，運(yùn)14000至中西部；NJ運(yùn)23000至東部。庫(kù)存：僅NJ有30000件。5月從NH運(yùn)50000至Ohio，運(yùn)5000至NJ；從Ohio運(yùn)20000至西部，運(yùn)25000至中西部；NJ運(yùn)30000至東部。庫(kù)存：僅NJ有5000件。兩個(gè)月的總成本為2760000元，平均成本為1380000元/月。（6）模型評(píng)價(jià)：該模型利用了線性規(guī)劃的方法，原理簡(jiǎn)單，但卻能做出理想的運(yùn)輸庫(kù)存方案，但該方法卻仍沒有給出更一般的方法，使用的范圍具有局限性。二、結(jié)論經(jīng)過上述實(shí)例的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，無論生產(chǎn)力增加多少，在中西部，東部，西部三個(gè)分發(fā)中心的庫(kù)存始終為0。因?yàn)檫@三個(gè)分發(fā)中心的庫(kù)存成本遠(yuǎn)大于由于中間過程的運(yùn)輸費(fèi)用。這說明大部分物流問題若要從費(fèi)用極小化的方面（或者其他單方面）考慮，所得到的結(jié)果往往會(huì)比較極端化，雖然有些方案會(huì)滿足一些公司的要求，但卻無法其他因素如庫(kù)存地的合理利用，顧客得到商品的時(shí)間等。如上述實(shí)例中只考慮到了最小的運(yùn)輸成本，卻使離顧客最近的銷售中心的庫(kù)存為0，這在顧客發(fā)出訂單的第一時(shí)間內(nèi)勢(shì)必會(huì)造成不滿。因此在現(xiàn)代的物流問題中，人的意識(shí)越來越強(qiáng)，費(fèi)用的因素并不能覺得一個(gè)理想的解決方案，公司在制定方案的