（控制理论与控制工程专业论文）多级递阶的供应链集成设计模型及相关决策问题研究.pdf

摘要 摘要 本学位论文以系统论的观点，采用协调型和集中型模式相结合的多级递阶控 制结构来设计供应链，建立了多级递阶的供应链集成设计模型，并予以求解。探 讨了集成设计的供应链运作中的各成员利益分配问题和信息共享机制，力求提高 模型的准确性和实用性。 本学位论文共分八章： 1 、阐述了供应链集成模型的研究意义与研究现状，介绍了学位论文的研究方 法与整体结构。 2 、依据系统论的观点，分析了供应链及其成员企业的结构和行为，阐述了供 应链子系统之间相互作用模式，提出了多级递阶的供应链设计思想，并论证了思 想的适用性和可行性，最后给出了多级递阶的供应链设计步骤和各步骤用到的数 学模型。 第三到第六章详细探讨了多阶段多级递阶的供应链集成设计数学模型，其中： 3 、在供应链战略和企业战略二者相匹配指导思想下，阐述了供应链绩效目标 和供应链各级候选企业的投入产出指标，建立了供应链候选各级成员绩效评价模 型及求解方法，最后结合文献资料给出了计算结果。 4 、探讨确定供应链的结构和成员构成的问题，借助供应链拓扑结构分析，以 复杂链状供应链为例，建立了自组织模糊神经网络市场占有率模型用于预测各链 节的需求，最终结合需求、产能和地理位置建立供应链构建模型并求解。 5 、建立了单产品三级供应链的配置部署数学模型，而后对模型进行简化使得 模型得以求解，并结合前章案例进行了仿真计算。 6 、对前述的供应链集成设计模型进行了扩展，主要是针对模型的假设条件， 由三级链状供应链向多级扩展、由一种产品向多种产品扩展、由静态向动态扩展， 并分别建立了模型，从而提高模型的实用性。 第七第八两章探讨集成设计之后供应链运作中利益分配和信息共享问题： 7 、采用合作对策的理论，结合线性规划的方法建立了供应链管理的利益分配 模型，并给出求解方法，为供应链的利益协调问题的解决提供参考。 8 、对供应链集成设计模型的信息共享假设条件进行了探讨，阐述了信息共享 的价值，分析了供应链企业信息不能共享的原因，建立了供应链信息共享激励机 制简单模型，并借助s a pr 3 供应链信息系统以期实现供应链成员间信息共享， 为本文供应链集成设计模型提供坚实的信息技术基础。 最后，在总结全文的基础上，提出了有待进一步研究和探索的一些问题。 华南理工大学博士学位论文 关键谪供应链；集成设计模型；利益分配；信息共享 i l 丝i 三坠坚 a b s t r a c t w i t hs y s t e mv i e w p o i n ta n dh i e r a r c h yc o n t r o ls t n l c t u r ec o m b i n i n gc o o r d i n a t i o n m o d ew i t l lc e n t r a l i z e dm o d e ，a ni n t e g r a t e dd e s i g nm o d e lf o rm u l t i e c h e l o nh i e r a r c h y s u p p l yc h a i ni sp r e s e n t e da n ds o l v e di nt t l i sa c a d e i l l i cd i s s e r t a t i o n h a v i n gp m b e di n t o q u e s t i o n o fd i s t r i b u t i o no f p r o f i t s 0 fe v e r ym e m b e ra n di n f o r m a t i o n s h a r i n g m e c h a n i s mi n s u p p l yc h a i no p e r a t i o nt h a ti sd e s i g n e df o ri n t e g r a t i n g ，w em 址沁e v e r y e f f o nt oi i 叩r o v et h ea c c u r a c y 她dp r a c t i c a b m t yo ft h em o d e l t h i sd i s s e r t a t i o ni sc o r n p o s e do fe i g h tc h a p t e f s ： 1 、e x p a t i a t et h es i g n i f i c a n c e0 fs t u d y i n gs u p p l yc h a i ni n t e g r a t i o na n dt 圭l es t a t u si n q u oo f 也es t u d y t h e nw es h o wm em a i nm 酬吣da n de n t i f es 协l c t u r eo fm i s d i s s e r a t i o n 2 、a c c o r d i n gt ot h es y s t e mv i e w p o i n t ，f i r s t l yw ea n a l y z et h es t n j c t u r eo fs u p p l y c h a i na n db e h a v i o ro fm e m b e r _ se n t e r p 矗s e sd e e p l y ，a f b rt h a w ee x p l a i nt h ei n t e r a c t i o n m o d eb e t w e e nm e s u p p l yc h a i ns u b s y s t e m s ，t l i e np r o p o s e t h ep h i l o s o p h yo f i n t e g r a t i o n f o rm u l t i - e c h e l o nh i e r a f c h ys u p p l yc h a i n ，p r o v es u i t a b i l i t y 觚df e a s i b i i i t yo ft h o u g h t f i n a l l yw ei n t r o d u c et l l em t h e m a t i c sm o d e l su s e d “r i n gi n t e g r a t e dm o d e i i n g t h em a t t l e m a t i c sm o d e l sd u r i n gm u l t i p h a s ef o r 肌l l t i e c h e l o nh i e r a r c h ys u p p l y c h a i ni n t e g r a t i o na r ed i s c u s s e di nc h a p t e r3 6 s o m ec o n s t a n t sa r ei n c l u d e d ： 3 、u n d e r l eg u i 撼o ff i 协e s so fs u p p l yc h a i ns t r a t c g ya n de n t e f p r i s es t r a t e g y ，w e e x p l a i nt h ep e r f o r m a n c eg o a lo fs u p p l yc h a i na n di n p u ta n do u t p u ti n d e x e so f c a n d i d a t ee n t c r p r i s e sa ta l le c h e l o n so ft h es u p p l yc h a i n t h e na na p p r a i s em o d e lf o r e l e c t i o nm e m b e r sp e o r m a n c e sa ta l le c h e l o n so fs u p p l yc h a i ni ss e tu pa n dt h e m e m o do fs o l v i n gi sg i v e n f i n a l l yac a s es i m u l a t i o nf r o md o c u m e n t sa i l dr e s u l to f c a l c u l a t i o na r ep r o v i d e d 4 、w ep r o b ei n t os t n l c t u r ea n di s s u eo fm e 1 _ b e rf o r mo fs u p p l yc h a i nt oc o n f i r m ， 山r o u g ht o p o l o g i c a l s t n l c t u r eo f s u p p l yc h a i na n a l y s e s r e g a r ds u p p l y c h a i no f c o m p l i c a t e dc h a i nf o r ma st h ee x a m p l e ，w es e tu pam a r k e ts h a r es i 咖l a t i o nm o d e l b a s e do ns e l f - o r g a n i z i n gf u z z yn e u r a ln e t w o r k st op r e d i c tt h ed e i n a n do fa n ye c h e l o n o fs u p p l yc h a i n a c c o r dw i t hc l c m a i l d 、c a p a c i t ya n dg e o g r a p h i c a ll o c a t i o n ，as u p p l y c h a i ns t r u c t u r em o d e l i sb u i l da n ds 0 1 v e d f i n a l l y 5 、ac o s t t i r n em i i l i m i z i n gm o d e lf o rm u l t i e c h e l o nh i e r a r c h ys u p p l yc h a i ni s p r o p o s e dj no r d e r 幻rd e p l o yr e s o u r c e so fs u p p l yc h a i n a f h 玎b es i m p l i f i e d ，t h es 0 1 v i n g i 华南理工夫学博士学位论文 o ft h e 腻sg i v e na i i dt h ec a s eo ft h ec h a p t e ri sc a r r i e do ne m u i a t i o nt oc a l c u l a t e 6 、e x t e n s i o na n dd i s c u s s i o no ft h ea f o r e s a i ds u p p l yc h a i nm o d e la r ep r o p o s e d ， m a i n l ya g a i n s t a s s u m e dc o n d i t i o n s ，i n c l u d i n g e x t e n s i o nf r o mt h r e e e c h e l o nt o m u l t i e c h e l o n 、f r o mo n e p r o d u c tt om u l t i p r o d u c ta n df r o ms t 砒i cs t a t et od y n a m i c s t a t e t h em o d e l sa r es e tu ps e p a r a t e l y ，t h u si m p m v et h ep r a c t i c a b i l i t yo ft h em o d e l ( 阻e s t i o no fd i s m b u t i o n o fp r o f i t so fe v e r ym e m b e ra n di n f o r m a t i o ns h 砌n g i m c h a n i s mi nt h es u p p l yc h 缸n0 p e r a t i o na f ed i s c u s di nc h 叩t e r7 8 7 、f i r s t l yw ep r e s e n tag 蛐et t l e o r yb a s e dm o d e l t od e a lw i t l lt h em a t t e ro fp r o f i t d i s t r i b u t i o n al i n e a rp r o g r a m 肺n ga p p a c hi st h e n 印p i i e dt os 0 1 v et h ea b o v em o d e l l a s t l yt l l ed i s c u s s i o no ft l l em o d e li sg i v e n 8 、h a v l n ga s s u m e di n f o 咖a t i o ns h 撕n gc o n d i t i o n sw i m i ni n t e g r a t e dd e s i g nm o d e l w ec a 仃) ， o nt h e d i s c u s s i o ni ns u p p l yc h a i nj o i n t l y a f t e re x p l a i n i n gv a l u eo f i n f o f m a t 主o ns 谢n ga n da n a l y z i 诗gr e a s o n so fe n t e 重p f i s e si n f o f m a t i o nn o t 幽a r i n g ，w e s e tu pas i m p km o d e lf o ri n f i m m a t i o ns h a r i n gi n c e n t i v ei n e c h a i i i s mi ns u p p l yc h a i n f i n a l l yas u p p l y c h a 主nm 粗a g e m e n ti n f 研m a t i o ns y s t e mo fs a pr 3t or e a l i z e i n f o r m a t i o ns h 8 r i n ga sa ne x a m p l ei se x p l o r e d ，o f 诧r i n g s o l i di n f o r m a t i o nt e c h n d l o g y f o u n d a i o nf o r 啦es u p p l yc h a i ni n t e g r a e dd e s i g nm o d e li nt h i sp a p e r a tl 懿t ，a f t e rm es u m m a 眄o f 也ed i s s e r t a t i o n ，s o l n ep r o b l e r i l sa r ep f o p o s e df o r f h r t h e rr e s e a r c ba n de x d l o r e k e yw o r d s s u p p 王yc h a i n ；h t c g r a 6 e dd e s i g nm o d e l ；p r o f i td i s t r i b u c i o n ；i n f o m l a t i o n s h a r e i n g 华南理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立 进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内 容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成 果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文 中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人 承担。 ，1 ，“ 作者签名：形勿列日期：汐年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的 规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工大学 可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位 论文。 保密口在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密囱。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者虢确 导师签名： 物z 日期：沙万年月7 日 日期：珂年g 月r 目 第一章绪论 第一章绪论 1 1 供应链与供应链管理的基本内容 2 0 世纪6 0 年代以前，盛行的企业管理方法一般是通过确定生产批量、安全库 存和订货点来保证生产的稳定性，但由于这些方法仅仅完成对企业资源的近似优化 和控制，在实践中并没有达到理想的效果。 6 0 年代以后出现了制造资源计划( m i 冲i i ) ，准时生产制t ) 以及精细生产等 新的生产管理方式，它们着眼于对企业内部资源进行优化配置，提高了企业整体效 益，增强了在市场上的竞争力。 历史进入2 0 世纪9 0 年代以后，随着科技进步和生产力的发展，客户消费水 平不断提高，企业之间的竞争日益加剧，加上政治、经济、社会环境的巨大变化， 市场的不确定程度大大增加，整个世界的经济活动呈现出前所未有的一体化趋势。 这些变化对企业参与竞争的能力提出了更高的要求，迫使企业不但要完成自身企业 范围内的运作优化，同时也要关心上游的原材料供应和下游的产成品分销渠道的控 制和优化问题。在这种情况下，导致了“供应链管理f s u p p l yc 姒i n m a n a g e m e n ts c 蛐”思想的诞生。 对于供应链( s u p p l y c h a i ns c ) ，目前还没有一个公认的定义，比较常见的观 点是指从原材料到半成品到最终产品，再到最终消费者手中所经过的一系列企业的 总称。它围绕核心企业，通过信息流、物流、资金流等，将供应商、制造商、分销 商到最终用户连成一个网链状的结构模式，基本的结构模型可用图1 1 表示。 供应商的供应商 供应商核心企业用户 用户的用户 黝琶竺茎二型= 兰兰二里户t 土 图1 1 供应链基本结构模式图 f i 9 1 1 b a s i cs 订u t u r eo f s u p p l yc h a i n 华南理工大学博士学位论文 如制造行业的供应链是由供应商、生产商、制造商、组装商、分销中心、零售 商等组成的集成网络，目螅是：( 1 ) 获得原材料一供给：( 2 ) 将原材料生产成产品 制造：( 3 ) 将产成品分销到零售商一分销。文献【l 】从物流的角度，将供应链分为 内部物流和外部物流， 内部物流局限在单个企业内部，强调企业内部市场、销售、 计埘、制造和采购等部门之间的协调；外部物流由供应商、制造商、批发商、零售 商和客户等茅b 益相互独立的企业实体构成，本文将主要讨论这种外部供应链的设计 优化和相关决策协调问题，见图1 2 。供应链除了前向物流外，还包含着伴随物流 厨时产生的后向信息流。 内部物流外部物流 图卜2 常见的制造行业供应链网络图 f i 9 1 2s t r u t u r eo fs u p p l yc h a i ni nm a n u f a c t u r eb u s i n e s s 供应链管理的概念： 早期的观点认为，供应链管理是制造企业中的一个内部过程，是指管理将采购到的 原材料和零部件通过生产的转换和销售等过程传递到制造企业的用户的一个过程。后来 供应链管理的概念注意了与其它企业的联系，偏向于定义它为一个通过链中不同企业的 制造、组装、分销、零售等过程，将原材料转换成产品到最终用户的管理过程。在本文 中，我们采用如下定义： 供应链管理就是用系统的观点来管理始于原材料供应商，经由工厂和仓库，止于最 终客户的信息流、物流和服务流，通过加强供应链中各活动和实体间的信息交流和协调， 使得其中的物流和资金流保持畅通，实现供需平衡，以最小的成本最大限度地满足客户 2 第一章绪论 的需求，获得整体竞争优势的提高。1 。 随着全球经济一体化的发展，企业与企业之间的竞争不再是个体与个体的竞争，而 发展成为供应链与供应链的竞争。 1 2 课题的提出、目的和意义 过去的一段时间里，制造企业将精力投入到如何在一个组织内部实旌有关供应链的 有效决策，包括安装、存储、分销等决策。这些决策均建立在各自的职能或个体地理区 域基础上，因而导致需要大量库存作为缓冲。这样因为单个职能、单个设施都独自决策， 不考虑自己的决策对它或整体有何后果，所以决策显然较简单。但毫无疑问会导致成本 的上升。信息技术的长足进展为制造工业迎接挑战提供了有力手段及广泛可能性。以计 算机( c ) 为核心，以制造系统( m ) 为对象的c i m s 将让位给以网络为核心，以整个供应链 为对象的优化集成系统“1 。这应该是思考的基点。为了适应国际化、动态化市场的激烈 竞争，集成供应链管理( i n t e g r a t e d s u p p l y c h a i n m a n a g e m e n t ，简称i s c m ) 应运而生。i scm 力求克服原有的采购、生产、分销和销售之间的障碍，摒弃了传统管理思想中的 弊端，把企业内部和相关企业共同的产、购、销、人、财、物管理看作是供应链的整体 功能，从而将企业内的供应链和企业外的供应链集成起来，力求达到整个供应链全局的 动态最优目标。 一般认为，供应链的管理通过对物流、信息流的整体规划、协调、控制，可以有效 地使制造企业低成本、高服务水平地提供产品给顾客。对于制造业而言，供应链管理的 实现需要企业多方面的转变。其中，综合集成管理是研究的重点。在企业内部，如何构 建集成化管理的系统已经有了较深入的探索。在企业之间，如在企业与供应商、与销售 商之间，如何实现业务集成，构建供应链管理集成系统，虽然受到人们的注意，但存在 很多模糊认识，具有探讨的价值。 实际上大多数供应链系统是外部供应链模式，供应链中不存在中央权威，各供应链 成员是相互独立、平等的企业实体，他们之间仅仅存在合作性契约关系。一方面各个成 员有自治性利益要求，他们之间存在利益的冲突和竞争；另一方面，为了提高各自的竞 争力，成员之间通过建立供应链关系形成一种“合作型”联盟。在这样的外部合作型供 应链中，成员之间的竞争和合作关系是并存的。集中优化模型如何考虑到这种复杂的关 系，必须探讨能够协调各个合作的供应链成员之间信息传递和共享以及利益分配关系。 华南理t 大学博士学位论文 本文将以系统论的观点，采取集中设计和分散决策的思想建立多级递阶的供应链设 计模型，并予以求解；集中设计之后供应链各成员利益分配问题结合合作博弈论思想给 予一个较简洁的解决思路，对模型中的予以忽略的信息传递与共享方法单独讨论，力求 建立一种供应链成员问的信息传递与共享机制。 1 3 相关文献综述 供应链的集成模型研究因研究者的角度，研究的问题对象，研究的范围，使用的工 具的不同使得这方蘅的文章大量呈现，为了叙述的方便，本文有必要对供应链集成模型 进行了分类。笔者认为，供应链的模型的集成可以主要按三个维度进行归类，分别为： ( 1 ) 按供应链管理决策层次维可分为战略集成、战术集成及运作集成；( 2 ) 按供应链的 主要过程或职能，可珏将供应链划分为三大传统职能：供给( p r o c u r e m e n t ) 、制造 ( p r o d u c t i o n ) 和分销( d i s t r i b u t i o n ) 。相应的模型归类为各个职能内的集成及两两之 间( 供给一制造、制造一分销、分销一库存) 以及三大职能的综合集成模型。( 3 ) 技 术维一一供应链集成模型使用到的技术工具和管理方法。按制造行业的管理思方法和制 造技术可以有基于企业业务重组( b p r ) 、基于计算机集成制造( c i m s ) 、敏捷制造、 精益生产、虚拟企业、同步生产等供应链集成模型；基于i t 技术的发展的数据驱动、 数据挖掘的供应链集成模型，见图l 一3 供应链模型也有其它的一些分类维度，如按数学工具可以将模型归为确定型、随机 型和混合型等模型“；按变量的数值选取范围可分为离散型模型和连续型模型等；以 下就按以上三维归类方法一一阐述。 先进制 i t 技术 技术维供给制造分销 决策 运作控制 职能维 图l 一3 供应链三维集成模型图 f i gl 一3t h r e e d i m e n t i o n a li n t e g r a t e dm o d e lo fs u p p l yc h a n 4 第一章绪论 1 3 1 纵向决策层次维集成 供应链管理决策层次按c h i o p r a 和m e i n d l 的观点从上至下可分为三级：( 1 ) 战略 决策； ( 2 ) 战术规划；( 3 ) 日常运作。在战略决策层上供应链遇到的问题包括选址配 置、需求计划、分销渠道规划、战略联盟、新产品开发、外包装选择、信息技术选择、 定价和网络重建等。尽管大部分供应链的决策在性质上都带有战略决策的性质，我们认 为一样存在战术决策的问题，这包括库存控制、订单装运、联合装运、物料处理、设 备选择、停产决策。属于日常运作的问题包括运输路线决定、生产排程、劳力排程、记 录更新、包装等。必须强调的是以上的归类方法并不绝对，因为很多问题可能覆盖了多 个决策层次，引发了不同决策层的供应链管理的综合集成问题。以下本文就按战略决策 层和战术决策层来叙述( 因为日常运作和战术规划有时很难区分) 。 1 3 1 1 供应链战略模型 文献 6 回顾了有关供应链战略计划及战术计划的集成模型。有关战略层次的集成 模型，必须指出的是供应链战略层次的模型包含的丰富的管理学思想的运用，如哈默的 核心竞争力、波特的竞争战略以及价值链理论和企业业务重组( b p r ) 等。我们从不否 认这些管理思想对供应链战略决策建模的指导性，这里我们只重点探讨供应链的模型的 结构和集成优化的机理，对其蕴含的管理思想暂不讨论。文献 1 认为供应链战略层次 的集成模型大致有两类，一类是建立在混合整数规划的定量数学模型，另一类为定性讨 论模型，如案例研究等。文中介绍了合适的相关文献。g e o f f i r o n 和g r a v e s ”1 是最早 ( 1 9 7 4 ) 采用整数规划模型研究了多商品分销系统的设计，从多个可选地点中选择了分 销中心( d i s t r i b u t ec e n t e rd c ) 子集，并设定了各自的市场需求的最大最小值，这样 采用混合0 一l 整数规划解决了各个分销中心实际售出商品的数量与成本的非线性；模型 的约束条件包括分销中心的建设成本，相互之间的商品物流约束和分销区的需求满足 等；目标函数是使总的建设成本和运输成本最小。求解过程中采用b e n d e r 解耦原理将 整个规划问题分解成多个简单的线性规划问题进行求解。其后，g e o f f i r o n 和p o w e r s 4 1 又对这类模型进行了发展，强调了合作、i t 技术的发展和客户服务精神等因素的影响 是原有模型没有估计到的，这些因素比以上的模型的因素更影响分销网络的设计，但他 们没有给出有关的定量模型。 c o h e n 和l e e s 。“”( 1 9 8 8 ，1 9 8 9 ) 提出了一个基于全球化战略的供应链资源配置模 型。该模型也是采用混合整数规划，在设定分销市场的基础上如何配置生产设备及生产 厂家，目标函数是税后理论最大化。该模型在实践中经常用于评估和辅助供应链战略决 策，使用该模型要求公司已存在全球化的物流网络，这样可以得到较准确的成本参数等 华南理工大学博士学位论文 输入数据；同时大量的决策的变量的求解也要求模型能分层求解和优化。 b r o w ne t a l “”提出了一个多商品带口造分销的网络设计的混合整数规划模型，该模型 比上述模型多考虑了工厂的关闭、设备的分配、以及多种产品直接从厂家销售到顾客 等情形。这一类的模型后来被v a n r o y 、a r n t z e ne t a l 、m a r t i ne t a l 等人在石化电子设 备等跨国企业使用，这些作者结合实践对模型提出了一些改进。 以上这类的模型都属于离散化的模型，及将变动的市场需求划分在各个分销区内 并设以一定的数值进行简化。这类离散模型虽然给出了最优解，但是当模型更接近实际 时对数据和计算的要求就急尉加大，同时数据的可信度和模型的精确度都会降低。近年 有学者就提出了采用连续性模型来有效解决以上的问题，如文献 1 2 中给出了一个连续 分布型的制造分销系统设计( p d s d ) 模型和d 8 9 a n z o “3 1 的连续性物流模型。这类模型 一方面更接近实际情况，另一方面它对数据的要求更少。在连续性的模型中各类函数演 化成盼连续性的函数更适合运算。 战略决策中有关战略决策的模型，随着合作制造( 虚拟制造) 与战略伙伴选择问题 的提出，有关的研究也已逐步展开。因该方面牵涉更多的技术工具和管理思想方法的运 用将在后述部分进行论述。 1 3 1 2 供应链战术运作层模型 属于供应链战术决策的模型主要是关于库存控制、运输模式、联合装运、设施选择 等方面。库存、运输和设施阃题作为供应链战术决策中的三个核心要素一直是供应链战 术层面的关注对象。有关这方面的研究文献相当多，包括大量的综述类文献，如文献 1 ， 5 ，6 等。从总体上看，这类的战术集成模型有以下几个趋势： ( 1 ) 从单个要素内的 优化向要素两两之闻以及多个要素之间的联合优化问题演化，从独立的库存问题、运输 阃题、设施问题发展至4 研究两两之间的相互影响及优化以至综合考虑设施、运输和存储 的集成优化。如文献 1 4 ，1 5 等。( 2 ) 集成模型的优化目标从单一的低成本或高利润 向供应链的经济性、时间及顾客服务水平的快速反应性以及考虑到可持续发展的环保性 要素等综合指标转化，女口文献 1 4 。( 3 ) 集成模型的研究对象从单个企业内部经过简 单供应链( 单产品、两级、局域内分布) 阿多产品、多级、全球广域分布的深化。( 4 ) 为了提高模型的实用性，模型考虑的现实因素增多，如考虑由于全球化带来的投资政策、 贸易关税等政策因素。 1 3 1 3 战略战术运作综合集成模型 有关战略和战术运作计划的纵向影响的重要性也被学者充分认识到，因为战略指导 战术的实施，同时战术的执行结果反过来影响战略的制定，因此有必要研究供应链在战 6 第一章绪论 略战术上的纵向集成问题。 张翠华，黄小原“”研究了供应链的集成化模型优化问题，在s a b r i 的模型基础上进 行了改进，以供应链成本为目标函数建立了供应链战略层模型和作业层模型，把供应链 的战略层和作业层进行集成优化。并应用进化规则算法对一家农机公司供应链进行了优 化仿真。结果表明，供应链战略层和作业层的集成优化，更能够综合反映供应链的运作 效率和效果，将有助于设计出具有一定柔性的供应链系统。而且，对于数据量庞大的混 合整数线性模型求解，进化规划方法是适用的 文献 1 7 给出了一种多目标战略运作计划模拟设计方法，采用费用、客户服务水平 和柔性等指标组成供应链的绩效矢量来指导经济、有效、柔性的供应链设计和供应链网 络的竞争力评价。 如何有效的集成战略规划与战术运作? 文献【1 8 给出了一个框架，该框架可分为四 个步骤。步骤一，供应链组织内部的流程经济性优化，包括低成本、高质量、提前期的 缩短；步骤二，用集成的方法按供需匹配的原则，对供应链的供应、制造、分销、过程 进行选择设计，从而达到供应链的有效性( 通过生产柔性和分销的柔性来快速适应顾客 的需求变化，提高顾客服务水平) ；步骤三，在步骤一和步骤二可反复交叉进行直至完 成供应链的设计后，应作为一种相对稳定的供应链结构维持下来，可一年或几年评估一 次，看是否需要重新设计。这样就大大地降低了计算的要求；步骤四，对供应链的日常 运作层进行优化，包括外加工、采购、网络的运输安排处置等问题的优化控制。因为是 短期内的需求变化才能约束变化，需要经常进行类似的处理和控制，因此将此部分独立 考虑可以大大降低成本和简化计算。 1 3 2 横向环节集成 制造行业的供应链有供应商( s u p p l i e r ) 、制造商( m a l i u f a c t u r e r ) 、组装商( a s s e m b l e r ) 、 分销中心( d c ) 、零售商( r c t a i l c r ) 构成，按传统定义可划分为三个阶段或职能：供给、 制造和分销。制造供应链可由图l 一2 显示。大量的模型可以按此三方面进行归类，有关 供给、制造、分销内部的集成模型，本文不再赘述，本文重点回顾两两之间的集成模型 以及三者的综合集成模型。可以将两两集成模型归为供应商一购买者模型、制造一分销 模型、分销商一顾客模型三类。 1 3 2 1 供应商一购买商集成 供应链的起始环节就是从供应商或二级供应商处获得原材料半成品等。据粗略统 计，制造行业的原材料的成本经常会超过销售额的5 0 。供应商一购买商的集成模型 主要是控制交易批量和交易价格达到供应商和购买商的成本最小。文献 6 】综述了这方 7 华南理工大学博士学位论文 面的研究成果：包括l e e 和r o s e n b l a n 的单产品、单购买商的利润最大化的定价折扣模 型l l ”，m o t l l i a l l 赠买商任意购买数量边际利润最小化模型【2 0 l ，b a l l e l j e e 供应商有限生产 率单产品购买者联合批量模型【2 1 】以及k o 蛐和p a r k 考虑了运输成本的供应商一购买商 的联合批量模型i 研。以上模型忽略了集成优化的两个机会，( 1 ) 供给政策的变化可能会 提高集成优化的效果，可以通过供应商和购买商的订货策略的改变降低总成本。如文献 【2 3 】提出了在一个供应商和多个购买商的协助供给策略：供应商规定购买商只能在一个 公共补充期( c q m m o nr 印l e n i 幽i r l e me p o c l l s ) 补充物品，这样会显著降低双方的库存成 本，并给出了政策的实施办法。如给予遵守协议的购买商更多的折扣优惠与补偿购买商 由于定期订货的损失。至于通过集成后，使得总成本降低，如何协调供应商和购买商的 利润分配是模型需要考虑的一个重要方面。现在也有一些关于协调关于二者利益分配的 文献，主要是采用博弈论等经济学原理，如c 哳唧和u 舭4 j 、c a c h o n 和z i p k i n 瞄硼等， 这些模型是否正确有待进一步发展。( 2 ) 可以通过信息技术的发展来提高库存的管理水 平如提高信息共享的电子交换技术( e d l ) 等。近年来供应商和购买商已经开始合作管 理库存控制要求二者共享需求信息，同时对供应链的绩效标准达成一致认识。文献 2 6 】 给出了一个辅助供应商决策的供应商管理库存( v e n d e r m 眦g e r l n v e n t o r yv m i ) 系统， 认为通过供应商准确的需求预澍和更有效的分销网络支持下，可以既提高顾客服务水平 又能使库存周转加快。 1 3 2 2 制造一分销集成模型 在供应链中制造和分销的连接可以有多种形式，产品可以制造后送往分销中心、零 售商或顾客厂家。有关制造计划控制的模型以及分销计划控制模型的文献是相当多的， 但是同时将二者的问题结合起来的模型不多，可能有以下几个原因：( 1 ) 制造分销的很 多阿题本身就很复杂，比如制造的排程，运输路线的安排等问题都属于这一类；( 2 ) 制 造和分销这两个环节经常通过库存的缓冲作用来解耦；( 3 ) 这两个环节是属于不同的职 能部门来完成，造成人为的集成困难。 有关制造一分销集成模型的建立方法可以有以下几种：( 1 ) w i l l i a m s 、 m u c k s t a d t 等建立的制造一分销的动态规划模型，用来求解最小的制造和分销总成本。 用动态规划方法建立伟q 造一分销集成模型可以有两个好处，一是相比其他方法可能只求 得出次优解，动态规划方法一般都能求出最优解；二是各个阶段的回收函数即阶段成本 函数可以不一样，可以有不耐的参数或可以为非线性的，这样更接近实际情况。动态规 划方法的缺点是需求设定为确定的，同时制造和分销的提前期均为确定的，这样限制了 模型的使甩。( 2 ) h a qe ta 1 ”3 提出了一个混合整数方法用来决定制造和分销的批量以 达到多阶段的制造一库存一分销的总成本的最小。b e n j 鲫i n ”也采用这种整数规划方法 研究了运输模式的选择闻题。这类模型都考虑了单件制造成本、工厂固定成本、单件存 8 第一章绪论 储成本、单件运输成本，但都假设这些成本要么是固定不变的，要么是与产量线性相关 的，这却大大限制了模型实用性。( 3 ) p y k e 和c o h e n 。o 用马尔可夫链的方法研究了单产 品一个工厂一个仓库一个销售商的问题，其后又发展为多产品模型并给出了次优算法。 c h i e n 从追求最大利润的角度提出了分销按已知的概率密度分布的制造一分销模型，并 给出了次优算法o “。这一类的模型区别于前一类的确定性模型考察了制造分销环节的不 确定性，但只给出了次优算法。( 4 ) 周金宏、汪定伟描述了考虑多运输方式的分布式多 工厂、多分销商的供应链生产计划，以实现最小化提前拖期惩罚费用、生产成本、产 品运输费用三者的总额以及最小化供应链的活动时间为目标建立了多目标优化模型，通 过模型转换和利用加权和法求解多目标规划得到了其生产计划调度方案”( 5 ) 赵晓煜、 汪定伟。”提出了供应链中二级分销网络优化设计的模糊机会约束规划模型模型中将各 个需求地对产品的需求量以及各分厂的生产能力等难于确定的参数看成是模糊参数，并 进一步讨论了如何将模型中的机会约束清晰化随后采用启发式算法同分枝定界法相结 合以提高问题的求解速度( 6 ) c h a n d r a 和f i s h e r 哺1 分合作和不合作两种情形，给出了 单产品生产计划与运输线路模型，并认为合作模型比不合作模型能降低制造的产能的约 束性使计划期加长和降低库存成本。 1 3 2 3 分销一库存集成 分销商将商品经济高效地送达顾客并使顾客价值最大化，是供应链的最后一个环 节。随着顾客需求的不断提高，该环节的管理愈发重要，该环节的核心问题是多级库存 控制与产品分销，所以也有人将此环节称为库存一分销集成。国内徐贤浩、马士华 3 6 研究了基于供应链网络状结构模型中的多级库存控制问题，引入供应率和需求率两个参 量，提出了供应链上各节点企业在保证生产、供应连续进行的条件下的最佳订货批量和 最佳订货周期的确定方法，使得供应链总的库存费用最低。彭禄斌、赵林度 3 7 在此基 础上，提出了该模型的多级库存控制问题引入前置时间和订单执行率等参量，分析了 供应链上各节点企业发生的订货费、存贮费和运输费在假定需求函数和前置时间函数 是随机分布的前提下，研究了在保证供应链上各企业一定订单执行率的条件下，确定最 佳订货批量和订货临界点的方法，使供应链上总的库存费用最低；并以三级库存模型为 例，给出了一种验证模型的方法该模型能完整地表示多级库存系统中各实体之间的活 动和相互关系，有效降低供应链上的库存成本，增强供应链的协调性 文献 6 给出了该集成模型研究的相关文献。库存一分销集成与供应链库存、运输 问题密切相关，大量文献可以查阅，其研究趋势是从单个企业内部经过简单供应链( 单 产品、两梯队) 向多产品、多级、全球广域分布的深化，并开始注意到顾客需求的不确 定性( 不同时期需求的相关性，不同地点需求的相关性) 、产品的替代性，在各级销售 的合作问题。 9 华南理工大学博士学位论文 1 3 2 4 供应一 4 遗一分销综合集成 用系统论的观点，将供应链供应、制造以及分销三个职能环节视作一个整体，克服 原有的供应、制造以及分销之间的障碍，追求供应链整体优化，是供应链集成优化的 一个基本方向，现阶段对解决我国企业国内的供应链成本过高、库存水平过高、产品寿 命周期过长和开发能力不高等问题具有重要的实践意义。国内已有学者进行这方面的探 索，主要是在运作层面的供应、制造以及分销的集成研究。 文献 3 8 建立了一个包括供应商、制造商、销售商在内的集成化动态模型，这一模 型含有线性状态方程帮神经网络非线性模型，提出了库存成本、供应成本、生产水平等 在内的供应链目标函数，对于供应链集成化模型推导了神经网络控制方案并进行了初 步条件的仿真工作卢震、黄小原、栗东生 3 9 基于供应和销售在供应链管理中的初端 推动作用和末端拉动作用的动态行为，建立了一个供应量具有约束条件、销售量具有不 确定条件的供应链系统模型，并以实际案例背景分析了不同条件下的供应链系统，且采 甩遗传进化规划方法进行了优化仿真。 集成供应链将企业内的供应链和企业外的供应链集成起来，力求达到整个供应链全 局的动态最优目标。文献f 4 0 1 认为实现综合职能的供应链集成，可分为4 个步骤：基础建 设、职能集成管理、内部集成化供应链管理和外部集成化供应链管理。 1 3 3 基于技术工具的供应链集成 制造行业的先进管理思方法和制造技术与供应链管理思想集合，建立更适宜制造业 的供应链集成模型，是当前供应链集成研究的热点。因为企业管理方法与供应链的集成 研究更傩重于供应链概念和思想方面，毫无疑问