（运筹学与控制论专业论文）可回收产品的库存优化模型研究.pdf

可回收严品的厍存优化模型研究 摘要 库存管理始终是企业生产经营过程中不可缺少的重要组成部分，是实现 价值链增值的重要环节，是运筹学的重要分支企业在激烈的竞争和挑战 面前，实施完善的库存管理有助于提升其自身的竞争力然而，目前国内 大多数企业只是把主要精力放在产品的单向利用上，对可回收产品关注不 够。随着社会的发展，人们对环境保护越来越重视，制定了许多措施使废 1 日产品重新利用；另外制造商为了降低生产成本，也需通过可回收产品节 省费用。因此，近年来，有关可回收产品的生产库存问题的研究是管理者 们关注的重要课题之一。 本文对可回收产品的生产库存问题的有关理论进行了详细地分析和研 究，结合生产实际情况，提出三类库存优化模型，并对模型的性质进行了 分析，得到了一些有意义的结果。本文对库存策略进行了有益的探索，拓 宽了库存模型的应用空间，同时也为包含逆向物流的库存决策提供了科学 依据。全文分四个部分，具体的工作概括如下： 第一章简述了库存论的基本内容、关于可回收产品生产库存问题的国 内外研究现状，并介绍了本文所要研究的主要内容。 ，第二章研究了可控提前期的可回收产品的库存模型。针对生产企业提 前期可控问题，假设生产提前期分为n 个相互独立的部分，通过增加赶工 成本来缩短提前期，提前期需求服从正态分布分别采用仉m ) 和( p ，1 ) 两种 策略，建立了优化的库存模型。并给出了确定最优提前期、订购量、再生 产量的简单算法，最后给出了一个数值例子来验证算法的有效性。 第三章研究了可回收产品的价格模型。假设需求率是依赖于价格的，回 收率是需求率的线性函数。再生产品和新产品在性能和外观上一样好，但 销售价格不同考虑用新产品代替再生产品来满足其需求的不足，建立了 使得系统总利润最大的优化模型。并分析了确定最优销售价格的求解方法， 最后用一个数值例子说明了模型的优化过程 第四章研究了非对称信息条件下可回收产品的定价模型。主要是对基于 单一制造商和单一零售商构成的逆向物流系统进行委托代理的基本模型分 析，研究了对称和不对称信息下废旧产品回收的定价策略，并将该结果与 对称信息下相应的结果进行比较分析，得出非对称信息下的总利润大于对 称信息下的总利润 最后，对全文的工作进行了总结，对今后可回收产品的生产库存问题的 研究提出了自己的建议。 关键词：库存可回收产品可控提前期非对称信息价格策略 委托代理理论 t h er e s e a r c ho no p t i m a li n v e n t o r ym o d e l s f o rt h er e u s a b l ep r o d u c t a b s t r a c t i n v e n t o r ym a n a g e m e n tw h i c hc a na c c o m p l i s ha d d i n gt h ev a l u ei s t h e i m p o r t a n tp a r td u r i n gt h ep r o d u c t i o n - s a l e ，a n di sa ni m p o r t a n tb r a n c ho ft h e o p e r a t i o n r e s e a r c h e n t e r p r i s e s c a ne n h a n c em e i r c o m p e t i t i v e n e s sb y i m p l e m e n t a t i o no faw e l l - d e v e l o p e di n v e n t o r ym a n a g e m e n ti nc o n f r o n t a t i o no f h e a t i n gc o m p e t i t i o n s a n dc h a l l e n g e s h o w e v e r , m o s td o m e s t i c e n t e r p r i s e s m e r e l yp u tt h e i rc o n c e n t r a t i o no no n c eu s eo ft h ep r o d u c t ，s p e c i f m a l l yw i t hl e s s o ri n s u f f i c i e n ta t t e n t i o no nr e u s a b l ep r o d u c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs o c i e t y , t h eg r o w t ho fe n v i r o n m e n t a lc o n c e r n sh a sp a i d r e u s e i n c r e a s i n ga t t e n t i o n w a s t er e d u c t i o ne f f o r t sh a v ep r o m o t e dt h ei d e ao fm a t e r i a lc y c l e si n s t e a do fo n e w a y e c o n o m y o nt h e o t h e rh a n dt h e r ea r ee c o n o m i c a l l ym o t i v a t e dr e u s e a c t i v i t i e s t h e r e f o r e ，t h er e s e a r c ho ni n v e n t o r ym o d e bf o rt h er e u s a b l ep r o d u c t i so n eo fi m p o r t a n tp r o g r a mi nm o d e ms o c i e t y i nt h i st h e s i s ，t h ei n v e n t o r ym o d e l sw i t hr e u s a b l ep r o d u c ta r ea n a l y z e da n d s t u d i e d t h r e ei n n o v a t i v eo p t i m a lm o d e l sw i t hm u c hm o r ef e a s i b l eh a v eb e e n d e v e l o p e da n dv e r i f i e dc o n s i d e r i n gt h ea c t u a ls i t u a t i o n n ep r o p e r t i e so ft h e m o d e l sa l ea n a l y z e da n ds i g n i f i c a n tr e s u l t sa r ec o n c l u d e d n es t o c ks t r a t e g i e s a r ee x p l o r e d ，t h ea p p l i c a t i o n so fi n v e n t o r ym o d e l sh a v eb e e nb r o a d e n e da n d t h e o r e t i c a lf o u n d a t i o nh a sb e e np r o v i d e dt oe n t e r p r i s e st h a ti m p l e m e n ti n v e n t o r y c o n t r o li nr e v e r s el o g i s t i c ss t r a t e g y t h ew h o l et h e s i sd i v i d e si n t of o u rp a r t s t h em a i nr e s e a r c hw o r ki sa sf o l l o w s ： i nc h a p t e r1 ，t h eb a s i ca s p e c t so ft h ei n v e n t o r yt h e o r ya r es t a t e d t h e n ，t h e r e c e n tr e s e a r c ho i li n v e n t o r ym o d e l sf o rr e u s a b l ep r o d u c ta l ec o n c l u d e d a n dt h e m a i nr e s e a r c hc o n t e n t sa l ea l s oi n t r o d u t e d i nc h a p t e r2 i n v e m o r ym o d e lw i mc o n t r o l l a b l el e a dt i m ef o rr e u s a b l e p r o d u c ti ss t u d i e d w i t hr e s p e c tt ot h ec o n t r o l l a b l el e a dt i m e ，i ti sa 。s s u m e dt h a t t h ep r o d u c t i o nl e a dt i m eh a snm u t u a li n d e p e n d e n tp a r t s t h el e a dt i m ec a l lb e r e d u c e da ta l la d d e dc o s ta n dt h el e a dt i m ed e m a n dc o m p l i e sw i t hn o r m a l d i s t r i b u t i o n t h eo p t i m a li n v e n t o r ym o d e l sw h i c ha d o p t ( 1 ，m ) a n d ( 只1 ) p o l i c y r e s p e c t i v e l ya r ed e v e l o p e d f i n a l l y ，t h es i m p l ea l g o r i t h m st od e t e r m i n et h e o p t i m a ll e a dt i m e ，o r d e rq u a n t i t y ，r e m a n u f a c t u r i n gq u a n t i t ya r ep r e s e n t e da n da n u m e r i c a le x a m p l ei sa l s o 百v e n i nc h a p t e r3 ，t h ep r i c em o d e lf o r t h er e u s a b l ep r o d u c ti ss t u d i e d i ti s a s s u m e dt h a td e m a n di sd e p e n d e n to nt h ep r i c e t h er e t u r nr a t ei sl i n e a r f u n c t i o no ft h ed e m a n dr a t e t h er e m a n u f a c t u r e dp r o d u c t sa r ea sg o o da sn e w o n e s ，b u tw i t hd i f f e r e n ts a l ep r i c e w ec o n s i d e rt h a tt h en e wp r o d u c t sc a n s u b s t i t u t et h er e m a n u f a c t u r e dp r o d u c t st om e e tt h ed e m a n da n da v o i dt h e s h o r t a g e ；t h eo p t i m a lm o d e lw h i c hm a x i m i z e st h ep r o f i to ft h es y s t e mi s d e v e l o p e di nt h i sp a p e r f i n a l l y , t h ep r o c e s so ft h es o l u t i o ni sa l s od i s c u s s e dt o d e t e r m i n et h eo p t i m a lp r i c ea n dan u m e r i c a le x a m p l ei su s e dt oi l l u s t r a t et h e o p t i m i z a t i o n + i nc h a p t e r4 ，p r i c ed e c i s i o nm o d e lf o rr e u s a b l ep r o d u c tu n d e ra s y m m e 仃i c i n f o r m a t i o ni ss t u d i e d t h er e v e r s es u p p l yc h a i ns y s t e mi ss t u d i e di nt h i sp a p e r b e t w e e no n em a n u f a c t u r e ra n do u er e t a i l e r t h eb a s i cm o d e li sd e v e l o p e db y u s i n gt h ep r i n c i p l e a g e n tt h e o r y u n d e rs y m m e t r i ca n da s y m m e 仃i ci n f o r m a t i o n ， t h ep r i c ed e c i s i o n so fr e u s a b l ep r o d u c t sa l ea n a l y z e d i ti sc o n c l u d e dt h a tt h e p r o f i to fa s y m m e 舡i ci n f o r m a t i o ni sm o r et h a nt h a to fs y m m e t r i ci n f o r m a t i o n i nt h ee n d ，t h er e s e a r c hw o r ki ss u m m a r i z e d ，a n ds o m es u g g e s t i o n sa b o u t t h er e s e a r c ho np r o d u c t i o ni n v e n t o r yf o rt h er e u s a b l ep r o d u c ta r em a d e k e y w o r d s ：i n v e n t o r y ；r e u s a b l ep r o d u c t s ；c o n t r o l l a b l e l e a dt i m e ； a s y m m e t r i ci n f o r m a t i o n ；p r i c ed e c i s i o n ；p r i n c i p l e - a g e n tt h e o r y m a i nr e s e a r c hc o n t e n t sa r ea l s oi n t r o d u c e d i nc h a p t e r2 i n v e n t o r ym o d e lw i t hc o n t r o l l a b l el e a dt i m ef o rr e u s a b l e p r o d u c ti ss t u d i e d w i t hr e s p e c tt ot h ec o n t r o l l a b l el e a dt i m e ，i ti sa s s u m e dt h a t t h ep r o d u c t i o nl e a dt i m eh a snm u t u a li n d e p e n d e n tp a r t s t h el e a dt i m ec a l lb e r e d u c e da ta na d d e dc o s ta n dt h el e a dt i m ed e m a n dc o m p l i e sw i t hn o r m a l d i s t r i b u t i o n t h eo p t i m a li n v e n t o r ym o d e l sw h i c ha d o p t 0 ，m ) a n d ( ，1 ) p o l i c y r e s p e c t i v e l ya r ed e v e l o p e d f i n a l l y ，t h es i m p l ea l g o r i t h m st od e t e r m i n et h e o p t i m a ll e a dt i m e ，o r d e rq u a n t i t y ，r e m a n u f a c t u r i n gq u a n t i t ya l ep r e s e n t e da n da n u m e r i c a le x a m p l ei sa l s og i v e n 一 i nc h a p t e r3 ，t h ep r i c em o d e lf o r t h er e u s a b l ep r o d u c ti ss t u d i e d i ti s a s s u m e dt h a td e m a n di s d e p e n d e n to nt h ep r i c e t h er e t u r nr a t e i sl i n e a r f u n c t i o no ft h ed e m a n dr a t e 。t h er e m a n u f a c t u r e dp r o d u c t sa l ea sg o o da sn e w o n e s ，b u tw i t hd i f f e r e n ts a l ep r i c e w ec o n s i d e r t h a tt h en e wp r o d u c t sc a l l s u b s t i t u t et h er e m a n u f a c t u r e dp r o d u c t st om e e tt h ed e m a n da n da v o i dt h e s h o r t a g e ；t h eo p t i m a lm o d e lw h i c hm a x i m i z e st h ep r o f i to ft h es y s t e mi s d e v e l o p e di nt h i sp a p e r f i n a l l y , t h ep r o c e s so ft h es o l u t i o ni sa l s od i s c u s s e dt o d e t e r m i n et h eo p t i m a lp r i c ea n dan u m e r i c a le x a m p l ei su s e dt oi l l u s t r a t et h e o p t i m i z a t i o n 。 i nc h a p t e r4 ，p r i c ed e c i s i o nm o d e lf o rr e u s a b l ep r o d u c tu n d e ra s y m m e t r i c h l f o m l a n o ni ss t u d i e d t h er e v e r s es u p p l yc h a i ns y s t e mi ss t u d i e di nt h i sp a p e r b e t w e e no n em a n u f a c t u r e ra n do n er e t a i l e r t h eb a s i cm o d e li sd e v e l o p e db y u s i n gt h ep r i n c i p l e - a g e n tt h e o r y u n d e rs y m m e t r i ca n da s y m m e t r i ci n f o r m a t i o n ， t h ep r i c ed e c i s i o n so fr e u s a b l ep r o d u c t sa l ea n a l y z e d i ti sc o n c l u d e dt h a tt h e p r o f i to fa s y m m e t r i ci n f o r m a t i o ni sm o r et h a nt h a to fs y m m e t r i ci n f o r m a t i o n i nt h ee n d ，t h er e s e a r c hw o r ki ss u m m a r i z e d ，a n ds o m es u g g e s t i o n sa b o u t t h er e s e a r c ho np r o d u c t i o ni n v e n t o r yf o rt h er e u s a b l ep r o d u c ta r em a d e 1 e a dt i m e ； a s y m m e t r i ci n t o r m a t a o n ；p n e ed e c l s l o n ；p r m c l p l e a g e n tt h e o r y 广西大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得的成果和相 关知识产权属广西大学所有，本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文 的研究内容。除己注明酃分外，论文中不包含其他人已经发表过的研究成果，也不包含 本人为获得其它学位而使用过的内容对本文的研究工作提供过重要帮助的个人和集 体，均已在论文中明确说明并致谢。 论文作者签名： 务娟研年彤五日 学位论文使用授权说明 本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本： 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 请选择发布时间： d e p 时发布 。口解密后发布 ( 保密论文需注明，并在解密后遵守此规定) 糍：鸯锅名：黼婶占月l 胡 广西大掌硕士学位截演可回收产晶的曩0 薛瑚h 匕模型研究 第一章绪论 人类社会进入2 l 世纪，科学技术高度发达，日新月异，经济快速发展，人们创造 了以往任何时期所无法比拟的生产力但同时，对环境造成的破坏也威胁到人类生存。 现在许多国家立法保护环境，如一些欧洲国家制订了法律，要求生产厂家对产品的全生 命周期负责，回收废旧产品，使之再利用或环保处理。我国也已对产品的回收进行再生 产引起重视。可回收利用的产品不仅可以最大限度的节约资源，而且是适应现代消费需 求的新型产品。所谓“可回收产品”是遵循可持续发展原则，利用可再生资源，按照特 定方式设计生产，安全、卫生、无公害、优质，通过可循环、再利用或再制造的产品， 它是更有利于消费者利益、环境保护和社会公平的产品【l 】例如，价格贵重的电子产品 的零件、汽车配件、医疗设备、复印机等，有利于环保的包装材料、旧电池等等，这些 都属于可回收产品的范畴。本文主要是针对可回收产品库存优化问题进行一些研究。 1 1 选题的背景和意义 环境、资源、人口是当今人类社会面临的三大主要问题。2 0 世纪全球经济高速发展， 与此同时，对自然资源的任意开发和对环境的无偿利用造成全球的生态破坏、资源浪费、 资源短缺和环境污染等重大问题。首先，随着环境的恶化，人们的环保意识不断加强， 世界上许多国家相继出台各种环境保护法律，对企业的生产及其对环境的影响都进行了 相应的规定，结合自身的实际情况提出了可持续发展策略。其次，人类的生存环境面临 日益增长的威胁，专家指出，最有效地利用资源和最低限度地产生废弃物，是解决环境 和资源问题的治本之道。据统计，机电产品制造业是最大的资源使用者，也是最大的环 境污染源之一。造成全球环境污染的7 0 9 6 以上的排放物来自制造业，每年约产生5 5 亿吨 无害废物和7 亿吨有害废物。整个人类的生存环境面临日益增长的机电产品废弃物的压 力，以及资源目益缺乏的问题。1 9 9 9 年全球有2 4 0 0 万辆汽车报废，2 0 0 0 年全球有2 0 0 万 台计算机被淘汰，面对处理大量失效、报废产品这一严峻问题，可回收利用便应运而生 最后，很多企业发现，再制造可回收利用的旧产品可以减少成本，得到额外的利润。所 以，产品回收再利用工程是解决资源浪费、环境污染和废旧装备翻新的最佳方法和途径， 是企业获取额外利润的一种手段，是符合国家可持续发展战略的一项绿色系统工程。随 着世界各国对可回收产品的重视，回收再利用工程是2 1 世纪先进制造技术发展的一个重 要组成部分和发展方向“j 可回收产品已经引起广泛的关注，特别是在高价值的工业产品中比较普遍，如复印 机、计算机、医疗设备等。据报道，福特汽车公司正在建立一个旧部件交流中心，从环 保出发，充分利用回收的部件，一年将实现1 0 亿美元的营业额。2 0 0 2 年初，欧盟委员会 广西击崩嘲士掌位性丈可回收产品的库存俄，f 匕模型研究 通过了一项有利环境保护的新规定，未来所有欧盟的汽车用户将享受免费旧车回收。从 2 0 0 0 年起，废旧汽车的可再生利用率达到8 5 ，到2 0 1 5 年将达到9 5 。在我国回收再利用 技术的研究匣用尚处于起步阶段，很多有识之士积极倡导和宣传建立回收再利用技术学 科，并受到政府有关部门的高度重视。目前，一些企业已瞄准了电冰箱、摩托车的回收 再制造。中国工程院2 0 0 0 年设立咨询项日绿色再制造工程及其在我国应用的前景 参加研究的有机械与运载工程学部的1 2 位院士和1 2 位专家，经过近一年的调查研究、收 集资料及召开研讨会后，于2 0 0 2 年1 月初呈报国务院，受到国务院有关领导的重视。绿 色再制造工程及其在我国应用的前景咨询报告的主要内容是：当前美国、日本和欧洲 等国对回收再制造高度重视。他们把回收再制造与国家的可持续发展联系在一起，提出 各自的发展战略和实施目标。在有关院士和专家的积极倡导下，产品回收和再制造受到 了政府有关部门的重视，并被列入“十五”期间优先发展领域、关键技术项目及建立了 再制造技术国防科技重点实验室【l l 。 1 9 9 2 年，s t o c k 给美国物流管理协会( c l m ) 的一份研究报告中最早指出：逆向物流 是一种包含了产品退回、物料替代、物品再利用、废弃处理、再处理、维修与再制造等 流程的物流活动。根据此报告，我们看出可回收产品的再利用问题的研究是逆向物流的 重要内容嘲。 可回收产品的再利用问题涉及制造与再制造共存的生产系统，而在管理系统中，库 存管理占有重要的地位。库存投资是企业最重要的一项支出，人类进入工业社会后，良 好的库存对企业的运营有重要的作用。合理的库存管理能使企业提高服务水平，同时降 低生产经营成本。由于库存在企业运营中所起的作用，企业总会持有一定的库存量，但 是过多的库存会严重影响竞争力。众所周知，过量的库存不仅不能增值，有可能还会贬 值，同时消耗大量的存贮费，占用企业的周转资金，降低企业的资金周转率。所以从库 存控制的角度来看，可回收产品的再利用问题涉及制造与再制造共存的生产系统，它联 系了正向物流和逆向物流系统，这种生产系统的库存比较难于管理。如何制定制造与再 制造的最优协调策略，使得企业的总库存成本最小或者获得的净利润最大，这是库存管 理所要解决的问题。可回收产品的库存管理研究，不仅可以丰富库存论的内容，还可以 为库存管理提供更多的优化策略。 伴随着库存理论研究的发展，如何更好地使库存理论接近实际生产逐渐成为学者们 追求的茸标。将可回收产品的库存管理与通常的物流系统结合则是一种新的研究视角。 从理论层面上看，本课题旨在对可回收产品的库存管理模型进行系统归纳和合理改进： 从实践价值审视，本课题属于经济管理和环境效益的研究。通过建立改进的可回收产品 的库存模型，为生产和再生产提供最优决策建议，形成更加完善的库存管理渠道是本课 题最有价值的现实意义。 2 , f - 西大摩h 氟士掌位论文可圈收产品的库存馈匕模型研究 1 2 库存论的研究内容 1 2 1 库存论简介 储备一批物品( 或商品) 以供未来销售或使用，这在政治、经济、军事等领域都是 普遍存在的现象例如，零售商为满足客户需求，要有足够的库存商品；银行为正常营 业，需要一定的货币余额进行周转；工厂为了能够连续生产，需存贮一定的原材料或半 成品等。人们对库存的研究首先在制造业中发展起来，= 战以后，人们才致力于库存的 风险性和不确定性方面的研究，在理论上库存问题是一个获得完善发展的领域。 库存对企业来说，主要表现在对资源的平衡利用上：客户资源平衡、生产资源平衡、 运输资源平衡。库存的存在，有利于平衡这三种资源，减少资源震荡带来的危险嘲。 1 2 1 1 库存的分类和作用 根据对物品需求的重复次数，可将物品分为单周期需求和多周期需求。单周期需求 是指只存储一次的物料，这些物料消耗完了之后不再重新补充。单周期需求是对偶尔发 生的对某种物品的需求或经常发生的对某种生命周期短的物品的不定量需求，如容易腐 烂的商品，其它生命周期短的商品和容易过时的商品。多周期需求是多次储存的物料， 即前一批货物用完之后，还需把存货重新建立起来的物料。存货的数量和补充时问，可 以根据对需求的响应水平而变动。多周期存货所保存的大多是产成品和它们的零件，因 而远比单周期存货普遍。 根据在生产过程和配送过程中所处的状态，库存可分为原材料库存、在制品库存和 完成品库存。 根据库存的作用，库存可分为周转库存、安全库存、调节库存和在途库存四种。 根据用户对库存的需求特性，库存可分为独立需求库存与相关需求库存。独立需求 库存是指用户对某种库存物品的需求与其它种类的库存无关，表现出对这种库存需求的 独立性。从库存管理的角度来说，独立需求库存是指那些随机的、企业自身不能控制而 是由市场所决定的需求，这种需求与企业对其它库存产品所作的生产决策没有关系，如 用户对企业最终完成品、维修备件等的需求独立需求库存无论在数量上还是时间上都 有很大的不确定性，但可以通过预测方法粗略地估算。相关需求的需求量和需求时间与 其他变量存在一定的相互关系，可以通过一定的数学关系推算得出【3 】。 库存的积极作用主要在于能有效地缓解供需矛盾，使生产尽可能均匀，主要表现为 改善服务质量、节省订货费用、节省作业交换费用。但是，库存本身也会影响企业的生 产经营过程。主要表现在： ( 1 ) 占用大量资金。 ( 2 ) 发生库存成本，库存成本是企业为持有库存所花费的成本。 ( 3 ) 掩盖企业生产经营中存在的问题。 广西大掌硕士掌位论文 可哪收产晶的库存优化掇型研究 例如，掩盖经常性的产品或零部件的制造质量问题。当废品率和返修率很高时，一 种很自然的做法就是加大生产批量和在制品、完成品库存；掩盖工人的缺勤、技能训练 差、劳动纪律松弛和现场管理混乱问题；掩盖供应商的供应质量、交货不及时问题；掩 盖企业计划安排不当、生产控制不健全问题等等总之，生产经营中的诸多问题，都有 可能用高库存掩盖。正因为如此，在j i t 生产方式中，把库存当作“万恶之源”，尽量 通过减少库存来暴露生产经营中潜藏着的问题m 。 1 2 1 2 库存问题的描述 库存优化系统是物流大系统中重要的子系统，是物流研究的一个重要领域。库存就 是在企业生产和物流渠道中堆积的原材料、供给品、零部件、半成品和成品。库存频繁 出现在仓库、商店库房、运输设备和零售商店的货架上，持有库存每年的成本约占相关 产品价值的2 0 y r 4 0 。因此，研究库存优化是很有经济意义，把库存量控制到最佳数量， 用适当的人力、物力、财力把库存管理好，是很多企业、学者追求的目标。 库存问题有供一存一销三个环节，通过订货( 或安排生产) ，到货后的库存，最后由销 售来满足顾客的需求。在库存系统中，决策者通过制订合适的订货间隔和订货量来调节 系统的运行，使得在某种准则下库存系统的性能达到最优。库存决策的重点在于确定如 何订货，订购多少，何时订货。个库存系统有如下的几个要素： 需求：需求是库存系统的输出。在一定时间内的需求可以通过对历史数据的统计处 理获得，或通过对市场销售量的调查与分析得到。需求量可以是常量，或是非平稳的， 也可以是随机的。由于需求常受到很多因素的影响，在建立模型时通常会把需求表示成 这些影响因素的函数，我们归纳为如下几类需求函数： ( d 线性函数：d ( f ) = a + b t ，4 ，b 都为参数，f 是时间参数。 ( 2 ) 需求依赖于库存水平，可以表示为下列三种函数： d = 吖( f ) 4 ，口 0 , 0 声 1 ，j ( f ) 为库存量； d ：j ，a os 工 ，其中x 为库存量，饯；g ：q ，d 为常数； 【喁，q s 工 训) - ：鬣：嚣嚣，其，町是徽此函数意思是需求在某段时间是依 赖于库存量的，当库存量小于品后，需求便是一个常数了。 ( 3 ) 需求依赖于产品的销售价格和库存量：d ( ，( f ) ，p ) = 口( ，) + p 1 ( t ) ，其中，( f ) 为库 存量，p 表示价格且需求函数是价格的减函数，即矾p ) 0 ( 4 ) 如果有多种产品同时销售，物品的需求率与物品摆放在货架的位置和库存量有 关，表示成函数为 其中4 是产品i 的需求函数的参数，反是产品i 和产品k 4 q 、j 几o x 。n 蛸 ，l x 珥 = 2 广西大掌硕士掌位论：可回收产品的库存优喇触翌研究 的交叉弹性，嚷= x 口哆x ，x ，= x 口，m 是货架总数，是产品的数目，层是第 = l，卢l i 种产品的空间弹性系数，x ，是第i 种产品的总数。 此外，需求还会受至0 广告影响，这种影响是在新产品刚上市时候，广告作用比较明 显，但当需求趋于饱和时，广告对需求的影响作用就会变小，也就是说需求有一个上界 订货策略：订货是使库存系统能运行下去的输入，系统的订货和进货之间一般有一 个时间滞后，称为提前期，提前期可考虑为常数，或为非负随机变量。为了满足一定的 服务水平，通常会设置一定的安全库存，即：，= z l + k a , 2 ，其中r 是再订货点，是 单位时间的平均需求量，t 是安全库存因子，艿是单位时间需求的标准差，l 是订货提 前期。在独立需求下的订货策略，包括以下四种基本策略 2 j 5 1 ： ( 1 ) ( q ，r ) 控制策略 每当库存量降到r 时，就订购批量为q 的货物。 ( 2 ) ( r ，s ) 控制策略 ( rs ) 控制策略同前面的( q ，r ) 控制策略类似，差别在于每当库存量降到r 时，就订购 货物( 原料) ，保证库存量为最大的库存量s 。 ( 3 ) 化s ) 控制策略 每隔周期性时间t 订购一次货物( 原料) ，保证库存量为最大的库存量s 。这种策略控 制下每次的订货量不相等，根据当时的实际库存量而定。 ( 4 ) 化r , s ) 控制策略 该策略是也s ) 策略和o 乙s ) 策略的综合，每经过一定的周期t 检查库存量，着库存低于 订货点r ，则订货且保证库存量为最大的库存量s ；否则，不订货。 缺货处理：由于需求或供货滞后时间可能具有随机性，因此缺货总是可能发生的。 可采取如下两种方式处理：缺货在订货到达后立即补上；或者，缺货损失掉，即不再补 充供应。 。 盘点方式：通常由连续盘点和周期盘点方式。连续盘点是指每一时刻的库存量都是 已知的，而周期盘点是指在某些固定时刻才知道库存量。 存贮策略：存贮策略是指何时补充库存，补充多少的一个策略。 费用：是库存管理的重点之一，同时也是库存决策的起点。库存成本通常包括：订 购成本、库存维持成本和缺货损失成本。， 目标函数：库存系统的目标函数是选择最优策略的准则。常用的目标函数有平均费 用最优利润及折扣费用最优；策略的选择应使费用最小或者利润最大 可回收系统的库存问题与传统的库存问题的区别在于，可回收系统除从外部订货 ( 或安排生产新产品) 外，还对回收产品进入回收库存，经处理、再生产、检测合格后， 可以进入服务库存满足需求，而产品的回收量往往是随机的，给库存带来了很大的不确 定性，影响了库存的性能优化。所以，可回收产品的库存系统比纯粹的单向生产的库存 g - 西大掌司眭掌位论文可圈收产品的库存优啊纠蛾研究 系统更复杂、更难于管理。下面就分析可回收产品库存的特点。 1 2 2 可回收产品的库存分析及文献综述 1 2 2 ，1 可回收产品的库存分析 可回收产品的库存管理的目和就是如何尽快地减少回收产品的库存，将回收产品库 存恢复成可再次使用的产品。一是为了减少回收产品库存占用的资金，二是为了尽快从 回收产品中获得产品价值，创造更大的利润。因为回收的产品往往是旧的、已损坏的产 品，其状况本身就不好，而如果这些产品不能得到及时处理，随着时间的增加，这些产 品的状况会进一步恶化。减少回收产品的库存成本，最大限度地恢复回收产品库存的价 值，是逆向物流库存管理的主要目标。与传统的库存系统相比，可回收产品库存中因为 有了回收产品的存在而变得更加复杂，在库存管理上有很大的差异：回收产品的需求通 常很难来控制，同时因为有产品返回回来了，在以往的盘点库存和补充库存的做法下， 库存往往会上升。因为产品的回收是随机的，事先不能确定，所以逆向物流的库存控制 是一种随机性库存控制【6 j 。 可回收产品的库存控制与传统库存控制最大的区别在于前者有回流产品，由此产生 了两个后果：库存费用除了传统库存豹订货费、库存持有费及缺货费之外，还多一项 回流费用一主要由回收产品的运输、保管、修理、再售等费用构成；除了订货可以补 充服务仓库的库存外，回收产品也可补充库存，会使库存水平持续增加 要控制库存的数量和费用，首先回收产品的数量是解决此问题的关键。库存费用是 与回收产品的数量相关的，回收用于再售的产品数量也影响到库存水平，因此首先得确 定回收产品的数量。其次，不同的生产( 或订购) 策略、不同的生产提前期等也是控制 库存费用的关键因素。此外，回收系统要想获得较大利润，除了要控制库存费用，还要 选择合适的销售价格，制订恰当的回收价格。 1 2 2 2 可回收产品库存优化研究的相关文献综述 由于回收的产品成本低，逆向物流和再制造的实施往往可以带来可观的经济效益， 更重要的是，它带来了巨大的社会效益和环境效益。近年来，可回收产品的库存管理受 到越来越多学者的关注。， 2 0 世纪6 0 年代，s c h r a d y 川首次研究了可维修产品的库存管理问题。他假定需求和回 收率都是常量，生产率和再生产率都是无限大。制造( 或外部订购) 和再制造都具有固定 的提前期，考虑的费用结构如下：订购费和产品恢复费都是固定起动费，服务库存费用 和回收库存费用都是线性的。s c h r a d y 提出了一个策略，对恢复产品具有固定的尽可能 大的批量服务需求，采用生产和再生产交替的仅r ) 策略( 即采用一次生产和r i 欠再生产 交替进行) ，得出最优订购量、最优回收产品批量的表达式同经典的e o q 公式的求取相似。 6 f - 西大学习e 士掌位能i 丈可圄收，晶地咽i 存优化模量乏研究 r u u dt e u n t e r l 8 】进一步扩充了此模型，归纳了( 1 ，r ) 和( 户，1 ) 两种策略下的库存模型，生 产率和再生产率可以是有限的、也可以是无限的，但仍然假定需求率和回收率都是确定 的，以生产量和再生产量为决策变量，以单位时间的平均总费用最小为目标函数。文【9 】 仍采用( 1 ，r ) 和( p ，1 ) 两种策略，考虑在有限时阗内，需求和回收都是确定的，以生产量 和再生产量为决策交量，以有限时间内的总费用最小为目标函数。而在文【1 0 1 中，提出 了生产和再生产交替的( m ，r ) 策略，同时用图表证明了只有在m = 1 或者足= 1 时是接近 最优的生产策略，即( 1 ，r ) 或者( p 1 ) 总是接近最优的策略；并且还在需求和回收都是确 定情况下得出一对扩展的e o q 公式以上这些文献都是假定生产和荐生产的提前期为 零，需求和回收都是确定的。事实上，实际的生产过程中提前期往往是一个不可忽视的 阿题，非零提前期或者可控的提前期，甚至随机的提前期都应该是我们所要考虑到的问 题。 i n d e r f u r t h ，d ek o k 和f l a p p e r 1 t l 将s c h r a d y 的模型推广为多产品的情况，考虑 回收的产品可以有多种再利用方式他假设回收率和对这多种产品的需求都是不确定 的，在回收量不足的情况下如何分配这些回收产品，将其进行多种再制造，建立了一个 动态的随机优化模型，并给出了优化策略。k i e s