（管理科学与工程专业论文）随机需求下供应商选择与采购量分配问题研究.pdf

摘要 供应链管理可以有效地提高企业的整体竞争力，使其能够面对巨大的挑战。在企 业实际运作中，单个供应商往往不能满足企业所需要的所有产品数量以及种类，尤 其在现代运营系统中，传统单一供应商准时化采购模式对市场剧变的响应己显得越 来越迟缓和被动。为了保证企业正常运作，选择向多个供应商采购是不可避免的。 同时有统计结果表明，大多数企业产品的成本结构中，采购成本占其总成本的7 0 以 上。由此可见，科学合理地选择供应商和分配采购量，对企业具有极为重要的现实意 义。 本文以供应商的评价选择和采购额度的优化分配问题为研究对象。研究工作从 相关文献的综述开始，主要研究工作如下： ( 1 ) 研究有关供应商选择的一些主要模型和方法，并指出其应用环境、评价准 则、理论与方法、求解方法等，指出其优缺点并归纳总结。 ( 2 ) 研究随机需求下的单阶段与多阶段供应商选择与采购量分配问题，分别建 立了一个模糊多目标规划模型。 ( 3 ) 研究求解多目标规划模型的几种方法并利用相关软件对算例进行求解。 ( 4 ) 通过对有关参数进行灵敏度分析说明算法的有效性。 关键词：供应商选择：多阶段：模糊理论：目标规划 a b s t r a c t s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n tc a ni m p r o v et h ec o m p e t i t i v e n e s so fa ne n t e r p r i s e e f f e c t i v e l ya n de n a b l ei tt of a c et h ee n o r m o u sc h a l l e n g e s i nt h ea c t u a lo p e r a t i o no fa n e n t e r p r i s e , as i n g l ev e n d o ri su s u a l l yu n a b l et om e e tt h en e e d so fa l lt y p e sa n dn u m b e r so f p r o d u c t so fe n t e r p r i s e s e s p e c i a l l yi nt h em o d e mo p e r a t i n gs y s t e m , t h et r a d i t i o n a l s i n g l e - s u p p l i e ra n d 】np r o c u r e m e n tm o d e lr e s p o n s et ot h ed r a s t i cc h a n g e si nt h em a r k e t h a sb e c o m ei n c r e a s i n g l ys l o wa n dp a s s i v e i no r d e rt oe n s u r et h en o r m a lo p e r a t i o no f e n t e r p r i s e s ，i ti si n e v i t a b l et op u r c h a s ef z o mm u l t i p l ev e n d o r s i ta l s os h o w st h a t p r o c u r e m e n tc o s t sp e r c e n tm o r et h a n7 0 o ft h et o t a lc o s ti nm o s te n t e r p r i s e s s o c h o o s i n gt h es u p p l i e ra n dd i s t r i b u t et h eo r d e rq u a n t i t ya l l o c a t i o ns c i e n t i f i c a l l ya n d r a t i o n a l l yp l a y sa ne x t r e m e l yi m p o r t a n tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e m sp a p e rs t u d i e st h ee v a l u a t i o no fv e n d o rs e l e c t i o na n dp r o c u r e m e n t q u o t a a l l o c a t i o na n dt h er e s e a r c hw o r kb e g i n sf r o mt h er e l e v a n tl i t e r a t u r e t h em a i nr e s e a r c hw o r k sa r ea sf 0 1 l o w s ： ( 1 ) r e s e a r c ho nt h em a j o rm o d e l sa n dm e t h o d sc o n c e r n e dw i t hv e n d o rs e l e c t i o n , i n d i c a t e i t sa p p l i c a t i o ne n v i r o n m e n t , e v a l u a t i o nc r i t e r i a , t h e o r ya n d m e t h o d s ，s o l v i n gm e t h o d sa n d s oo n , p o i n to u ti t ss t r e n g t h sa n dw e a k n e s s e sa n dt h es u m m a i 了 ( 2 ) r e s e a r c ho nv e n d e rs e l e c t i o na n do r d e rq u a n t i t ya l l o c a t i o np r o b l e mu n d e rs t o c h a s t i e d e m a n di nb o t hs i n g l ea n dm u l t ip e r i o d s ，am u l t i o b j e c t i v em i x e d - i n t e g e rs t o c h a s t i c p r o g r a m m i n gm o d e lw a sc o n s t r u c t e d ( 3 ) r e s e a r c hs o m em e t h o d sf o rs o l v i n gt h em u l t i o b j e c t i v em i x e d - i n t e g e rs t o c h a s t i c p r o g r a m m i n gm o d e la n dg a v es o m e 。a p p l i c a t i o ne x a m p l e st ot e s t i f yt h ef e a s i b i l i t ya n d e f f e c t i v e n e s so ft h ep r o p o s e dm e t h o d sb yr e l e v a n ts o f t w a r e ( 4 ) s h o wt h ee f f e e t i v e n e s so ft h ea l g o r i t h mt h r o u g ht h es e n s i t i v i t ya n a l y s i so fs o m e p a r a m e t e r s k e y w o r d s ：v e n d o r s e l e c t i o n ；m u l t i p e r i o d s ；f u z z yt h e o r y ；t a r g e tp r o g r a m m i n g 青岛大学硕士学位论文 学位论文独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果。文中 依法引用他人的成果，均己做出明确标注或得到许可。论文内容未包含法律意义上 已属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成 果。 本人如违反上述声明，愿意承担由此引发的一切责任和后果。 论文作者签名： 李胡 & 戴：2 - li 辱只| 5 日 学位论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。 学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校 后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为 青岛大学。 本学位论文属于： 保密 不保 年解密后适用于本声明。 ( 请在以上方框内打“4 ) 论文作者签名：圭胡 日期：l 一。孑年月乡日 第章绪论 1 1 选题背景和研究意义 第一章绪论 随着全球经济一体化和信息技术的发展，企业面临着更加激烈的市场竞争。在 顾客需求日益呈现出多样化、新颖化和个性化以及技术进步明显加快的双重作用下， 产品寿命周期不断缩短，企业面临着缩短交货期、提高产品质量、降低成本和改进 服务的压力，此时，客观上，要求企业对不断变化的市场做出快速反应，源源不断 地开发满足用户需求的、定制的“个性化产品 去占领市场以赢得竞争，市场竞争 也主要围绕新产品的竞争而展开。这些使得企业面临的市场环境发生了巨大变化， 由过去生产商主导的稳定的卖方市场环境演变为由顾客主导的动态的买方市场环 境。在这种新的市场环境和竞争形势下，企业意识到仅仅依靠自身内部管理的完善 和资源的优化配置己经难以取得竞争优势。供应链管理作为一种新的适应全球制造、 顾客需求多样化的管理模式，在企业中得到了广泛的应用。近年来，国内外一些企 业在开创性地实施供应链管理实践的过程中，取得了巨大成绩，使得人们更加坚信 供应链管理是21 世纪企业适应全球化竞争的一种有效途径。 供应商是整个供应链的重要节点，它的选择是供应链运行的基础，在交货、产 品质量、提前期、库存水平、产品设计、采购成本等方面都影响着制造商。长期以 来，由于受计划经济物资流通的影响，我国至今没有建立规范的供应商选择评价方 法体系。企业面对成百上千的供应商，往往只侧重于成本，在众多供应商参与竞标 的情况下，最终选择报价最低的供应商。这种只重成本的短期行为必然会引起供需 双方的敌对关系，从而导致产品质量的下降和交货期限的拖延。现代管理强调从战 略的高度选择合适的供应商，并与之建立起长期的合作伙伴关系。因此，在庞杂的 供应协作体系中，采用现代管理思想和方法建立一套能全面、科学地评价供应商的 方法体系，进行决策有着十分重要的现实意义 2 0 世纪9 0 年代以来，随着科学技术的不断进步和经济的不断发展、全球化信息 网络和全球化市场的形成及技术变革的日益加速，市场竞争呈现出了一些新的特点， 表现在：产品生命周期越来越短；产品品种多样化趋势明显；对交货期的要求越 来越短；对产品和服务的要求越来越高。在上述背景下，企业需要专注于自身核心 能力的培养和加强，非核心生产资源则直接由外部的供应商处获取。正确的采购决 策特别是供应商选择对于企业来说就越来越重要了。这种重要性主要具体体现在以 下几个方面：可以有效降低企业生产成本和增加利润；可以保证企业产品的质量；可 青岛大学硕士学位论文 以保障企业生产的顺利进行；可以提高企业的产品开发水平。因此，在供应链环境 下如何对供应商进行选择及采购，对提高整个供应链的效率有重要意义。供应商选 择是采购决策的一项重要内容，合理的选择供应商直接影响到企业降低成本、增强 柔性和提高核心竞争力。采购是企业生产经营顺利进行的前提条件，随着市场竞争 的全球化和剧烈化，产品的生命周期越来越短，强调质量、交货可靠性、价格、提 前期增加了供应商选择的复杂性和选择范围。因此，科学合理地选择供应商和分配 采购量对企业来说具有极为重要的现实意义。 1 2 供应商选择指标体系的研究现状 1 2 1 国外供应商选择指标体系的研究现状 追溯供应商评价与选择问题的研究历史，其中两位学者的工作显得尤为重要， 一位是d i c k s o ng w ，另一位是w e b e rc a ，迄今为止的绝大多数研究都是在此基础 上展开的。1 9 6 6 年d i c k s o n 凹1 最早开始系统地研究供应商评价问题，他向美国采购经 理协会的2 7 3 位采购经理与采购代理进行了问卷调查，收到1 7 0 位被调查人员的有效 回复，占总调查样本的6 2 3 ，从中整理出2 3 项评价供应商的准则同时根据调查结 果，对2 3 项评价供应商准则的重要性进行了排序。1 9 9 1 年，w e b e r 啪在对研究文献统 计的基础上，对评价准则进行了系统分析，他选择了从1 9 6 7 年至t 1 9 9 0 年的研究文献 7 4 篇，经过统计，w e b e r 对这2 3 项准则的重要性进行了重新排序。详见表1 1 。 表1 1i ) i c k s o n 与w e b e r 的供应商选择准则及其排序 供应商评价准她d i c k s o n w e b e r 重要性排序重要性描述文献篇数文献百分比( ) 价格 6 相当重要 ， 6 18 0 交货 2 相当重要 4 4 5 8 质量1 非常重要 4 05 3 装备与能力 5相当重要2 33 0 地理位置 2 0 重要 1 62 l 技术能力 7 相当重要 1 52 0 管理与组织1 3重要 1 01 3 声誉与地位 1 l 重要 8 l1 财务状况 8 相当重要 7 9 历史业绩 3 相当重要 79 维修服务 1 5 重要 79 态度 1 6 重要 68 2 第一章绪论 包装能力 1 8 重要 34 运作控制 1 4 重要 34 培训帮助 2 2 重要 23 遵循报价程序 9 相当重要 23 劳工关系记录 1 9 重要 23 沟通系统 1 0 相当重要 23 互惠安排 2 3 不太重要 2 3 形象 1 7 重要， 2 3 交易的迫切性 1 2 重要 1l 以往业务量 2 1重要 1l 担保与赔偿 4 相当重要 0 0 通过比较可以看出，在他们的排序中采购成本、交货、质量都排在了最前面， 但其它因素却有较大不同。究其原因，可能主要有两点：一是由于两者的研究方法不 同，d i c k s o n 采用实际调查的方法，其结果反映了采购经理的偏好，w e b e r 的研究建 立在文献统计分析的基础上，从学术的角度进行排序。二是d i c k s o n 和w e b e r 的研究 的时间相差很大，在这期间，世界的制造业发生了巨大变化，许多先进的制造方式 如准时生产制( j i t ) 等的出现及发展在一定程度上影响了供应商的评价准则的排序。 自d i c k s o n 之后，大量的学者对供应商的选择准则问题进行了广泛、深入的研究。 w i l s o n h l 在借鉴前入研究成果的基础上，结合所研究问题的特点，确定由质量、价 格、服务、技术能力、财务能力、地理位置、美誉度和“互惠安排”等内容构成的 供应商评价指标体系。y a h y a 并i k i n g s m a n 阳1 运用层次分析法，通过对1 6 位富有经验的 经理和主管的调查，得到了供应商评价体系及相应的权重。m u r a l i d h a r a n c 和 a n a n t h a r a m a n n 3 等人为了研究供应链条件下供应商的选择与评价问题，给出了质 量、准时交货和技术设施3 项评价指标。l i n 和c h e n 盯针对供应链合作伙伴选择的需 要，提出了一组评价指标，其具体构成为：财务状况、人力资源管理，行业特点、营 销规划的制定与实施能力、营销能力、组织的竞争能力、产品开发生产与物流管理 能力、配送网络业绩、订货提前期、关系构建与协作。m u m m a l a n e n i ，v ：与 d u b a s ，i cm 1 等三位学者，通过实证研究，得出中国采购经理人员在选择供应商 时喜欢使用的评价指标为：及时交货、质量、价格成本、销售人员的专业技能、顾 客需求的反应能力、与供应商关系的质量。p e t r o n i ，a ，和b r a g l i a ，m 旧。两位学 者在借鉴现有研究成果的基础上，给出了供应商评价和选择的指标体系，其指标构 成为：管理能力、生产设施和能力、技术能力、价格、质量、准时交货。w a n g ，g 和h u a n g ，s h n 町等三位学者给出了供应商评价与选择的指标体系，该体系包括的指 青岛大学硕士学位论文 标是：交货业绩、补货比率、订货实现提前期、完美的订货实现、供应链反应时间、 生产柔性、总物流管理成本、增值生产率、保证成本或退货处理成本、变现周期时 间、存货天数、资产周转。d u i m i n ，& 和m i n i n n o ，v u 1 1 针对选择供应商的需要，提 出了由产品结构设计时间、产品原型构造时间、设计修改时间、质量系统、合作设 计、技术水平等6 项指标构成的评价体系。e l l r a m ，l m u 副指出，企业做供应商选择 决策时，除了要考虑如成本、品质、交货期等普通的量化准则之外，也应该考虑诸 如管理相容性、目标一致性以及战略相似性等一些定性指标。 1 2 2 国内供应商选择指标体系的研究现状 在我国华中理工大学管理学院c i k s - - s c m 课题组n 3 1 在调查研究的基础上，依据一 定的原则，将选择准则归纳为4 大类，分别是企业业绩、业务结构与生产能力、质量 系统和企业环境，并以此建立了一套评价体系。霍佳震n 盯针对供应链生命周期内的 三个不同阶段，即组建期、运行期和解体期分别建立了与各时期绩效测评重点要求 相适应的评价指标体系。朱建军n 6 1 等人为了进行供应商的选择及定购计划分析，建 立了由价格、准时供货、服务水平、质量、以及供货能力等5 项指标所组成的评价体 系。刘蓉等n 为了实现对供应链合作伙伴的选择、评估和动态监控的目的，建立了 由4 个一级指标构成的评价体系，它们是：业绩状况、生产能力、质量系统、环境情 况赵涛等研究了基于平衡记分卡的供应商评价体系，其指标有：财务角度、客户 角度、内部经营及学习与成长。马丽娟n 町给出的供应链环境下供应商评价体系的具 体指标构成情况是：产品质量、产品价格、售后服务水平、地理位置、技术水平、供 应能力、经济效益、交货情况以及市场响应度。王振等n 们给出的供应商竞争力分析 的指标体系为：市场竞争力、管理创新能力、资本营运能力、企业资源、技术开发能 力。姚建明等在多回合博弈供应商选择过程中确定的评价指标是：价格、交货提前 期、生产风险补偿率、产品质量、企业文化、企业环境、企业业务结构、生产能力。 庄红舞1 1 为模糊多目标供应商选择决策模型设计的评价指标为：提前期、采购成本、 质量、售后服务、供应能力。李莉等1 在采用多目标方法选择虚拟企业合作伙伴时， 选定的6 个评价指标为：质量、价格、完工时间、信誉、技术人员含量、企业生产能 力和惩罚。 综合国内外研究的成果，我们可以看出在供应商选择的准则方面，国内外有较 为相似的看法，即均把质量、采购成本、交货等因素作为最重要的因素考虑，同时 也根据各自研究的不同角度提出了一些其它的重要因素。这充分说明了供应商选择 准则的重要性不是一成不变的，而是随着时代的发展逐步变化的，同时也与企业的 战略方针选择和具体运营环境密切相关，企业在实际操作中应该结合自身情况具体 4 第一章绪论 来定。 1 3 供应商选择方法的研究现状 供应商选择方法的研究大致经历了三个发展阶段：定性方法、定量方法、定性与 定量相结合的方法。目前，供应商选择方法以及分类有很多，例如根据采购环境不 同分为推式和拉式采购环境下的供应商选择方法等，本文认为总的来说可以分为 两大类：第一类是单纯的供应商选择问题；第二类是把供应商选择同采购量分配结 合起来考虑的问题。 1 3 1 第一类供应商选择方法 在单纯的供应商选择问题中，主要使用的方法有：线性权重法、层次分析法、 智能方法、数据包络分析法、成本法以及其它方法。 ( 1 ) 线性权重法 线性权重法的基本原理是给每个准则分配一个权重，权重越大表明其越重要。供 应商的积分为该供应商来评价供应商，给供应商的每个准则简单的判断为? 满意 ( + ) i “可以( 0 ) 、“不满意( 一) 一然后计算供应商各项准则的得分与其 权重乘积之和，积分最高者为最佳供应商。例如g r e g o r y 和t i m m e r m a n 用一种分类法 的总积分溉蚓。这种方法人为判断因素过大且不同准则权重相同，因在实际中很少 发生而缺少实际的应用价值。 ( 2 ) 层次分析法 作为改进，s a a t y 教授提出层次分析法( a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ，a h p ) ， 它是一种定性与定量分析相结合的多目标决策分析方法。a h p 法被广泛应用于质量 控制系统、优先级评价、企业发展规划的选择方面嘶啦! ，它适用于长期合作伙伴的 评价、选择。应用a h p 方法选择供应商的基本步骤是：( 1 ) 建立目标决策问题的层 次结构模型：( 2 ) 比较层次结构中供应商选择的准则元素，两两比较并量化够成相应 的判断距阵，采用特征向量法，确定供应商选择准则的权重w ，( j = l ，2 ，七) 。由于此判 断矩阵是通过人的主观判断得到的，因此存在一致性问题。( 3 ) 针对每一个准则给 出各个供应商的评价值，计算出v , j ( i 三l ，2 ，万；j f = 1 ，2 ，七) 相应的权：( 4 ) 计算每一 上 个供应商的综合权重嘶= w ，并根据酊的大小作为最后选择供应商的依据 青岛大学硕士学位论文 汹一。在a h p 法的应用过程中，常常会有一些模糊和不精确因素，人们尝试用模糊理 论与a h p 法相结合的方法来解决m 瑚1 a h p 法的缺点是它依靠专家的意见，主观因素 较大，易于出现判断矩阵的不一致。 ( 3 ) 智能算法 智能方法是近年来逐渐发展起来的一种很有潜力解决供应商选择问题一种方法。 它是一种对于解决实际的具体问题比较有效的一种方法。k h o o 等人提出用智能软件 代理的方法选择供应商；c o o k 提出了案例分析系统来制定采购决策，通过积累的 大量信息来训练系统的能力，从而选择出合理的供应商m 3 ；a l b i n o 和g a r a v e l l i 提出 了一个基于神经网络的决策支持系统阻田。i s a os h i r o m a r u 等人采用了模糊理论处理 供应商选择中的模糊目标问题，并以日本发电厂煤炭采购为实例建立了模糊目标模 型，用遗传算法求解模型。曹庆奎应用人工神经网络进行供应商选择，以满足 快速构建供应链的要求。 ( 4 ) 数据包络法 数据包络分析是在相对效率评价概念的基础上建立起来的一种新的系统分析方 法。它是1 9 7 8 年由著名的运筹学家查恩斯、库伯以及罗兹首先提出来的该方法 在不需要给出投入产出数理函数关系和权重假设的前提下，仅利用投入产出的观察 数据，就能给出综合的标量值，以此评价不同决策单元的相对有效程度。w e b e r 和 d e s a i 提出数据包络分析法来评价已经选择的供应商m 3 。之后进一步研究了用d e a 和数学规划相结合的方法来协调选择供应商“们。张涛“u 在现有的供应商选择方法以 及评价准则基础上提出了应用偏好约束锥d e a 模型来解决供应商评价问题。娄平h 羽 等人结合层次分析法和数据包络法的优缺点，提出了一种选择供应商的a h p d e a 方 法。d e a 方法的缺点是通过对权重的精细选择，使一个在少数指标上有优势，而在多数 指标上有劣势的供应商成为相对有效的供应商。 ( 5 ) 成本方法 成本方法是用来解决单项目问题的一种常用方法，其基本思想是对能够满足要 求的供应商，通过计算其采购成本包括销售价格、采购费用、运输费用等各项费用的 总和。通过对各个不同供应商的采购成本的比较，选择成本较低的供应商的一种方 法。t i m m e n m n 提出用成本比率法( t h ec o s tr a t i o ) 计算与成本有关的质量、运 输、服务等项目的总成本来进行供应商选择。这种方法的思想是通过计算出每一个 项准则的成本占总成本的百分比来确定最终要选择的供应商3 。f i l i pr o o d h o o f t 和j o z e fj o n i n g s q = 1 9 9 6 年h 们提出了活动成本法，此后a b c 法彳导到一定程度的应用。文 献h 毛4 6 3 通过分析了企业因采购活动而产生的直接和间接的成本来选择供应商。由于 6 第一章绪论 成本法要求在制定采购决策之前必须详尽收集供应商的信息及各种成本数据，信息 量和计算复杂度大，对于那些没有供应商详细信息的供应商选择问题，此方法难以奏 效。 ( 6 ) 其他方法 r o n e n 和t r i e t s c h 研究了在提前期不确定的情况下的订单政策，他们采用了统 计的方法进行供应商选择 4 7 ot o p s i s 是_ 种统计分析方法，它借助多属性问题的理 想解和负理想解对评价对象进行排序。文献m 帕1 分别使用了t o p s i s 选择法和运筹学 的评价方法来选择最优的供应商：杨玉中呻等人结合汽车制造企业的实际，提出了 供应商选择的指标体系，建立了基于熵权的t o p s i s 的排序方法的多层次评价模型。 s r i n i v a st a l l u r i 和r a mn a r a s i m h a n 通过一个最大最小的方法进行了供应商的评价， 用非参数统计技术来确定供应商群并进行了有效的选择碡。 1 3 2 第二类供应商选择方法 在把供应商选择同采购量分配结合起来考虑的问题中，主要使用的方法有：经 济批量法和数学规划法。 ( 1 ) 经济批量法： 各种e o q 模型及数量打折方面的研究大多基于成本模型方法，b e n t o n 分别从客 户的角度、供应商的角度、客户与供应商双方的角度系统地总结了基于成本模型的 全额数量打折、超额数量打折情况下的采购批量模型文献舄塌3 的研究结果进一 步证明：采用e 0 0 模型及数量打折能够帮助协调买卖双方的利益文献呱硎同考虑采 购数量和运输数量同时打折的情况下，选择供应商和确定采购量。由于经济批量法 也是基于成本模型的方法，其缺点也是信息量和计算复杂度大，对于那些没有供应商 详细信息的供应商选择问题，此方法难以奏效。 ( 2 ) 数学规划方法 数学规划方法是解决供应商选择和采购量分配问题的一种非常有重要的方法。 数学规划法可以分为单目标和多目标规划，同时还可以再细分为单阶段规划和多阶 段规划以及线性和非线性规划。 ( 一) 单目标规划问题 ， 在线性规划方面，首先讨论单阶段问题。1 9 7 4 年，g a b a ll a 首次将单规划方法用 于供应商选择问题，他以澳大利亚邮局的多项目采购为例，建立了混合整数规划模型， 7 青岛大学硕士学位论文 以采购成本为目标，考虑为需求和供应商能力问题及全额数量打折情况。随后，越 来越多的人从事这方面的研究与应用。p a nac 建立了以成本为目标的线性规划模型。 将价格、质量、服务作为约束嘲。r a j ag k 和c h e e pl 提出了一个选择供应商和确 定订货量的混合整数规划模型，该模型考虑了随机需求的情况【鲫。s h g h o d s y p o u r 用a h p 与线性规划相结合的方法建立了以总采购价值最大化为目标，以供应能力，需 求量，次品率为约束的线形规划模型【6 1 1 。c h i n g - t e rc h a n g 建立了一个带有多种提前 期、数量折扣和资源限制条件下的以总成本最小为目标的单目标模型，文中对成本 的计算比较复杂，并且给出了详细的算例旧1 。姚建明建立了以供应综合成本最低为 目标函数，满足多个约束条件的组合优化单目标模型，文章采用变换分解算法，将原 模型转换为整数规划问题旧1 至于多阶段方面的研究，t e m p e l m e i e rh 建立了多阶段 分配供应量的决策模型，它考虑了各供应商的不同折扣水平，但是对一些常见的需 要考虑的因素，此模型却没有涉及，比如说没有考虑运输成本旧】。c h u d ab a s n e t a 建立了多商品、多供应商采购条件下的以总成本为目标的多阶段定货模型，文中假 设需求已知，并给出了具体解法汹1 。t i n g l o n gd a i 和x i a n g t o n gq i 研究了向多供应 商采购单个产品的问题，建立了有f i n i t e - t i m eh o r i z o n 的经济采购量模型，该模型 是一个单目标模型段哲、朱道立提出了需求己知条件下多阶段多产品采购的供 应商选择与供应量分配的大规模混合整数规划模型及其求解方法阳刀。 非线性规划方面，b e n t o n 在考虑了多项目、多供应商、多客户、资源有限和数 量打折情况下建立了一个供应商选择非线性模型，目标是最小化总采购成本、库存成 本和订单成本，把存储能力和资金作为约束，用拉格朗日松弛法求解旧3 。g h o d s y p o u r 和0 b r i e n 考虑了在供应能力有限情况下的多资源问题，提出了一个混合整数非线 性规划模型来选择供应商和确定采购数量，目标函数是最小化采购、存储、运输、订 单成本，将质量和供应能力作为约束旧3 。p i r k u l 和a r a s 建立了在资源约束情况下的 多项目非线性模型，目标是总采购费用、库存搬运费用、订单费用总和最小，并考虑 了全额数量打折情况，用拉格朗日松弛法求解h 田。 ( 二) 多目标规划问题 在线性规划方面，首先考虑单阶段问题。w e b e r 和c u r r e n t 用多目标线性规划 模型进行供应商选择，将价格、质量、交货作为目标，供应商能力、需求、政策、资 金、供应商数量作为约束口。b u f f a 和j a c k s o n 建立了多目标线性规划模型综合考虑 质量、价格、服务和交货情况h 羽。关志民、周宝刚等建立了相应的多目标混合整数 随机规划模型，通过最大满意度法求解模糊多目标规划，同时模型考虑的是一个单阶 段的采购过程，因此并没有把库存成本纳入总成本中考虑m 1 。m a n o jk u m a s d p r e m y r a t 提出了一种用于研究供应链环境下供应商选择问题的模糊多目标规划模型，文 8 第一章绪论 中以成本最小、废品最少、延迟交货最少为目标，以需求、供应商供应能力、总采 购价值、供应商柔性和对每个供应商采购预算限制为约束盯钔。z h i y i n gl i a o 建立了 一个以总成本、废品率、交货延迟率和供应商柔性为目标，以需求和供应能力为约 束的模型来进行供应商选择和采购量分配【7 6 3 。v i j a yw a d h w a 建立了以成本、质量、 提前期为目标的多目标规划，并通过目标规划方法对模型进行求解口们。对于多阶段 问题的研究，目前国内、国外研究较少，对于这一方面的研究有待于进一步加强。 非线性规划方面的研究较少，s h a r m a 等人用价格、质量、交货和服务为目标建 立了非线性混合整数多目标规划模型m 1 。 综上所述，供应商的评价准则从单一的成本准则转向以质量、服务、准时交货、 柔性、信息等多准则方向发展；供应商选择方法由单一供应商选择方法向多种方法 结合使用发展；供应商选择的研究方向倾向于供应商选择与采购量分配的综合模型。 从目前研究来看，对供应商资格评价和准则定义的理论研究是供应商选择的关键问 题。可以预见，数学规划方法将是未来供应商选择的主要方法，而如何使模型中考 虑因素( 如需求、成本、价格折扣等) 更接近采购实际是将来研究重点和难点。 1 4 本文主要内容与章节安排 本论文章节安排如下： 第一章绪论。阐述本文的研究背景和研究意义，综述国内外供应商选择与采 购量分配的研究现状，介绍了研究内容及论文结构。 第二章供应商选择模型建立与计算的预备知识。本章首先介绍了影响供应商选 择的因素、经典的多目标规划等相关预备知识。然后介绍了求解模型用到的机会约 束的处理方法以及最大满意度方法。 第三章供应商选择的单阶段多目标模型。本章中，首先进行了单阶段条件下供 应商选择与采购量分配的问题描述和符号定义。其次根据影响供应商选择的因素以 及采购实际约束建立了供应商选择模型。然后将模型中的机会约束通过机会约束转 化方法转化为计算软件可以识别的约束。最后，通过数值算例说明了该方法对采购 的指导意义。 第四章基于价格折扣的单阶段多目标模型。本章在第三章的基础上考虑到在实 际采购过程中随着采购量的增加，供应商会提供一定的价格折扣，因此把价格折扣 引入了供应商选择模型，并考虑了随机性的影响，在给出求解方法后用数值算例对 算法进行了说明。 9 青岛大学硕士学位论文 第五章供应商选择的多阶段多目标模型。本章研究了多阶段条件下的供应商选 择与采购量分配的多目标模型。在多阶段随机需求条件下，考虑了库存成本对各阶 段采购量分配的影响，在模型中加入了库存数量的状态转移方程，分别用最大满意 度法和目标约束法对模型进行求解，最后通过数值算例对两种方法进行了比较。 第六章结论与展望。本章对整个论文的研究成果进行总结，并给出了本文研究 的不足之处以及将来可行的研究方向。 1 0 第二章供应商选择模型建立与计算的预备知识 第二章供应商选择模型建立与计算的预备知识 2 1 供应商选择的影响因素 在前面关于供应商选择准则的研究现状分析中我们看到，影响供应商选择的因 素有很多，根据企业所处的环境及企业战略方针和运营模式的不同其重要性也不尽 相同，但总体来说还是有一些因素在供应商选择过程中占据着突出的地位，这些因 素包括采购成本、质量、交货、服务等，下面我们对这些重要影响因素进行一下分 析。 ( 一) 采购成本因素 + 采购成本主要是指供应商所供给的原材料、初级产品或消费品组成部分的采购 成本。供应商的产品采购成本决定了需求方产品的采购成本和投入产出比，对其赢 利能力和产品竞争力产生着非常重要的影响。因此，采购成本是选择供应商的重要 依据。但如果需方片面强调降低成本，采取采购成本竞争的方式选择供应商。则很 有可能会对产品质量不利。一些供应商向需方报价常采用亏本策略，即为了迈进门 槛而故意压价。此类供应商的作法往往基于以下原因：第一，一旦成为需方的合作伙 伴，便以需方的声誉抬高身价，扩大社会影响，以取得其它需方的订单。但对产品 质量则不求进取、得过且过。第二，一旦产品投入生产，质量和交货等也能满足要 求，他们就可能以材料和加工成本及通货膨胀等为由向需方提出调价的要求。第三， 对于一些需要花大投资增添新生产设备的零件，需方会发现一旦全面投产再找新的 供应商将要付出惨重的代价。基于以上考虑，对于供应商的低价行为，企业应持谨 慎态度，必须进行分析来证明这种廉价是建立在实际成本基础上的，否则就无法持 久，甚至会影响到产品的其它方面。 ( 二) 质量因素 主要是指供应商所供给的原材料、初级产品或消费品组成部分符合企业或行业 产品质量规范和标准的程度，可以用合格品占总供货的百分比来表示。产品的质量 是企业的生存之本，产品的使用价值是以产品质量为基础的。如果产品的质量低劣， 该产品将会缺乏市场竞争力，并很快退出市场。而供应商所供产品的质量又是企业 的产品质量的前提和保障，是企业在激烈的市场竞争环境下得以生存发展，并取得 成功的先决条件。因此，质量是供应商选择的一个重要影响因素。企业应该建立一 套完整的质量考核制度和标准，不但对供应商提供的产品本身进行严格检测，而且 青岛大学硕士学位论文 还要对其质量体系和保证能力进行全面考核，以确信其具备良好的质量保证能力来 提供优质的产品。 ( 三) 交货准时性因素 交货准时性是指按照订货方所要求的时间和地点，供应商将指定产品准时送到 指定地点。可以通过按时交货率来反映。如果供应商的交货准时性较低，必定会影 响企业的生产计划和销售计划，使企业错失稍纵即逝的商业机会，一方面意味着利 润的丧失，另一方面也可能造成库存积压，在竞争中处于被动的地位。在j i t 等视时 间为生命的环境下，其影响和重要性更是不言而喻。因此，交货准时性也是非常重 要的因子。 ( 四) 交货提前期因素 交货提前期是指企业发出订单到收到订货之间的时间。对于企业或供应链来说， 市场是外在系统，它的变化或波动都会引起企业或供应链的变化或波动，市场的不 稳定性会导致供应链各级库存的波动，由于交货提前量的存在，必然造成所谓的牛 鞭效应，即供应链各级库存变化的滞后性和库存的逐级放大效应。库存量增大，会 导致企业资金积压严重、财务紧张和灵活性的大大降低。相反，交货提前量越小， 库存量的波动越小，企业对市场的反应速度越快，对市场反应的灵敏度越高，这样， 企业捕捉市场良机的能力增强，竞争力也会大大加强。由此可见，交货提前量也是 影响供应商选择的重要因子之一。 ( 五) 供应能力因素 供应能力是指供应商的生产能力，企业需要核准供应商是否具备相当的生产规 模与发展潜力，也就是说供应商的制造设备必须能够在数量上达到一定的规模，能 够保证供应所需要数量的产品。如果供应商的生产能力不足以提供企业所需要的产 品数量，必将影响企业自身的交货能力，这不仅意味着商机和利润的丧失，而且还 意味着企业信誉的无法保证，这对企业的长远发展必然造成不良的影响，因此供应 商的供应能力是一个很重要的因子。 ( 六) 地理位置因素 供应商的地理位置因素是指供应商距离企业的远近、所处的国家或地区等与地 理有关的因素。供应商的地理位置对库存量有相当大的影响，如果物品单价较高， 需求量叉大，距离近的供应商有利于管理。购买方总是期望供应商离自己近一些， 或至少要求供应商在当地建立仓库，地理位置近送货时间就短，在企业紧急缺货时， 可以快速送到。此外，供应商所处的国家和地区的政局是否稳定还关系到供应的稳 1 2 第二章供应商选择模型建立与计算的预备知识 定性问题，也是企业选择供应商时应加以考虑的一个重要因素。 ( 七) 其它影响因素 其它影响因素包括供应商的技术能力、财务状况、服务水平、信誉等，这些因 素也会在不同程度上对企业的生产和经营造成影响，应该引起企业足够的重视。 以上所列的各项因素在供应商选择过程中所表现出的重要性是不同的。实际操作中，应该结合 企业的战略目标和供应商选择规划对各准则的重要性进行合理的排序。然后再适当挑选若干准 则运用特定的模型和方法进行供应商选择。 2 2 经典的多目标规划 多年来，传统的优化技术和方法己经成功地应用于求解一类具有清晰定义结构 行为的系统，有时称为“硬 系统。一般地，称此类优化方法为确定型或清晰型优 化方法。清晰型优化方法的基础是清晰的数学模型和精确的数学方法。本节中介绍 的就是经典的多目标规划及其求解方法。 在很多实际决策问题中，通常包含多个需要同时考虑的不相容目标。作为单目标规 划的推广，多目标规划定义为在一组约束条件下，优化多个不同的目标函数，其一 般形式为： fm i n z , ( 工) ，z 2 ( 工) ，乞( 蝴 珐 旧( 工) o ，f = 1 ，2 ，m 其中工= ( j c l ，工2 ，工。) 是一个，l 维决策变量，z ，u = l ，2 ，l ) 是目标函数， g ，( 对o ( i = l ，2 ，m ) 是系统的约束条件。 当目标函数相互冲突时，通常不存在最优解使得所有的目标函数同时达到最优。在 这种情况下，我们引入有效解这一概念，它表示在不牺牲其他目标函数的前提下， 不可能再改进任何一个目标函数值的可行解。具体的说，个解x 成为有效解，如 果不存在工s 使得z ，( 工) z t ( x ) ，f - i ，2 ，且不等号至少对一个序号f 成立。在连续 的情况下，所有有效解构成的集合实际上是个有效前沿面。一个有效解也成为非支 配解、非劣解或p a r e t o 解。 如果决策者把l 个目标函数集成在一起，构成一个实值偏好函数，我们可以在 相同的约束的条件下，极大化这个偏好函数。这种模型成为妥协模型，而其最优解 1 3 青岛大学硕士学位论文 成为妥协解。 最常见的妥协模型是通过对目标函数进行加权求和而建立起来的，即 其中权值五，五，- , k 为非负实数，并且丑+ 以+ + 五= 1 0 第二种方法是极小化由目标函数构成的向量( z l ( 工) ，z 2 ) ，z l ( 工) ) 到一个理想的向量 ( z l z 2 i t i p 乏) 的距离函数，其中彳( f = 1 ，2 ，l ) 是第，个目标在不考虑其他目标时 的 最优值，即 m i n ( l 训z ，( 工) 一z 1 i s t g i ( 工) o ，i = 1 ，2 ，n l 其中1 七0 0 ，及，五，五是凸组合系数，例如取丑= l l l ，i = l ，2 ，m 。 第三种方法是利用交互式的方法寻找妥协解，即包含一系列的决策过程和运算 过程。目前交互式的方法有很多，我们可以把它们大致分为可行域削减法、加权向 量空间削减法、准则收敛法和线性搜索法。 2 3 机会约束的处理方法 机会约束规划由c h a r n e s 和c o o p e r 提出，主要针对约束条件中含有随机变量，且 必须在观测到随机变量的实现之前做出决策的情况。考虑到所做决策在不利情况发 生时可能不满足约束条件，而采取一种原则：即允许所做决策在一定程度上不满足约 束条件，但该决策应使约束条件成立的概率不小于某一置信水平口。 求解机会约束规划的传统方法是根据事先给定的置信水平，把机会约束转化为各自 的等价类，然后用传统的方法求解其等价的确定性模型m 3 ： 1