供应链库存优化管理模型研究

1、1概述多少年来,企业为了在市场竞争中取得主动,以达到增加企业在各个业务活动阶段的利润,对为其提供原材料、半成品或零部件的其他企业,一直采取投资自建、投资控股或兼并的“纵向一体化”管理模式。在市场环境相对稳定的条件下,采用此种管理模式是有效的,但是,在高科技迅速发展、市场竞争日益激烈、顾客需求不断变化、产品寿命周期缩短、产品结构越来越复杂的今天,“纵向一体化”管理模式,已逐渐显示出无法迅速响应市场需求的弱点。随之兴起的“横向一体化”管理模式,即利用企业外部资源快速响应市场需求,得到了广泛的应用。“横向一体化”形成了一条从供应商到制造商再到分销商、零售商的,贯穿所有企业的“链”。由于相邻节点企业表

2、现出一种需求与供应的关系,当把所有相邻企业依次连接起来,便形成了供应链。这条链上的所有企业必须协调运行,才能使链上的所有企业受益2。于是便产生了供应链管理这一运营模式。近年来,供应链管理1作为一种新的管理理念,在国内外逐渐受到重视。所谓供应链管理就是通过前馈的信息流和反馈的物料流及信息流,将供应商、制造商、分销商、零售商、直至最终用户,连成一个整体的管理模式。供应链管理是一种集成的管理方式,它从全局的角度对供应链上的物流,信息流以及资金流进行控制和调度。而库存管理则是供应链管理的重要组成部分,供应链管理环境下的库存控制问题是供应链管理的重要内容之一。由于供应链的新特征,如何降低库存成本,提高用

3、户的满意度以实现对库存的有效管理,成为提高供应链企业竞争实力的重要内容。因此,研究供应链管理,尤其是供应链管理下的库存控制优化问题,是供应链研究的重要内容。本文在此基础上研究了在缺货费用很小以至于可忽略的前提下,整个供应链的库存优化管理模型。2库存优化模型的提出图1是一个有着五个节点,每个节点有着n 个单位的供应链模型图。相邻两个节点之间,是某种供给与需求的关系。节点1是市场需求或是顾客的需求,节点2是零售商,负责对顾客提供产品以及向节点3的分销商定购产品,同样节点3,4也具有与节点2同样的中间作用,节点5是最终原材料的供应商,负责接受定单以及供应原作者简介:王爱华,博士研究生。刘明刚,硕士研

4、究生。供应链库存优化管理模型研究The Study on Supply Chain Stock Optimization Management Model王爱华Wang Aihua ;刘明刚Liu Minggang(同济大学经济与管理学院,上海200092;烟台海军航空工程学院,烟台264001(Economy and management institute in Tongji University ,Shanghai 200092,China ;Yantai navy Aviation engineering institute ,Yantai 264001,China 摘要:供应链库存管

5、理是供应链管理的重要组成部分,如何设置和维持一个合理的订货量和库存水平量,以平衡存货不足带来的短缺风险和损失,以及库存过多所增加仓储成本和资金成本,成为一个企业必须回答的问题。本文从供应链整体角度出发,提出了在缺货费用很小以至于可忽略的前提下,适应供应链模式下,新的库存控制优化模型,并以简单实证加以研究。Abstract:The supply chain stock management is the important constituent of the supply chain management,and how to establish and maintain a reasonab

6、le order quantity and stock quantity to balance the short risk and the loss caused by insufficient stock quantity,as well as the stock cost and the fund cost increased by excessive stock quantity in a storehouse becomes the question which one enterprise must reply to.This article from the whole supp

7、ly chain proposes new stock control optimization model without considering the lack cost,and studies the model by a simple real example.关键词:库存控制;库存优化;供应链Key words :stock control ;stock optimization ;the supply chain中图分类号:F274;F270.7文献标识码:A文章编号:1006-4311(200608-0057-03图1五个节点的供应链市场需求零售商1零售商2零售商n分销商1分销

8、商2分销商n制造商1制造商2制造商n供应商1供应商2供应商n节点1节点2节点3节点4节点5-57-材料。对以上供应链各个节点,提出供应链管理下的库存优化模型。为了分析的方便,假设每个节点只有一个供应单位,即是一个简单的线形供应链,有着5个节点。如图2所示。3库存优化模型的建立在不允许缺货3的前提下,设市场需求为D ,节点i 的定货量为P ,存货量为S 。假设节点2在第n-1周期末观察到某商品的市场需求(节点1为D n-1,则他会根据他的观察,在第n 期定货量为P 2n ,并且存货量为S 2n ;节点3在收到节点2的定单P 2n 后,在下一个周期即n+1期定货量为P 3n+1,同时存货量为P 3

9、n+1;节点4收到定单P 3n+1后,在下个周期n+2定货量为P 4n+2,库存达到S 4n+2。如此进行下去直到节点5。下面有几个假设前提:(1设单位订购费,单位存储费,以及每周期的折扣因子为C k ,h k ,k 。(2设t k 表示节点k 定货延迟时间,即在第n 周期节点k 向节点k+1发出定货单,则在第n+t k 周期获得定货之间的时间间隔。如果t k =1则表示没有发生延迟。(3节点1的定货量就是市场的需求量,假设市场需求量D 是有着周期为n 的简单随机分布。D n =m+D n-1+n(1其中m ,为常数,n 是一个有着波动方差2的正态分布,即n 服从N (0,2。由于节点1的定货

10、量是直接市场需求,因此对于节点25定货量也服从上述分布,P nk=m+P k n-1+k nk n:N (0,2的正态分布(2则可建立起定货量以及库存量的定量模型如下:P n k =P k-1n-1+x k (P k-1n-1-P k-1n-1-t k+y k (D n-1-D n-1-t k+z k (S n k -P k-1n-1S nk =a k +x k t ki =1!(P kn-1-P k-1n-1-i +y k t ki =1!(D n-i -D n-1-i P n 0=D nP n k =S n k -S kn-1+P k-1n-1+nk(3则对于节点k 建立在供应链管理的环境

11、下库存优化模型为:E (k/k-1=min n =1!k n-1E (C k P k n +h k S k n (4则对于整个供应链来说,库存优化最小费用的模型为:E (m =5k =1!E (k/k-1(54模型的求解对于供应链管理条件下的库存优化模型4式(5及式(4同解。因此只要对该模型求出最优解即可,即求:E (k/k-1=min i =1!k n-1E (C k P kn +h k S nk P n k =P k-1n-1+x k (P k-1n-1-P k-1n-1-t k+y k (D n-1-D n-1-t k+z k (S n k -P k-1n-1S nk=a k +x k

12、t ki =1!(P kn-1-P k-1n-1-i +y k t ki =1!(D n-i -D n-1-i P n0=D nP n k =S n k -S kn-1+P k-1n-1+nk(6设V k =n =1!k n-1C k P k n +h k S k n 所以上式就是求解x k ,y k ,z k ,使得S nk,P n k 最优,V 最小。由式P n k =m+P k n-1+kn 可以推出:P n k =t k -11-t kmt k -1j =0!(1-n+jj+(1-nt k j =1!P k-11-j +t k -1l =0!1n-1+lj =0!j k-1n-j&qu

13、ot;#$%(7由于供应链节点k 第一周期最佳的定货量和存储量,对以后各周期有着重要影响,所以推导第一周期各个节点的定货量和存储量。S 1k=m t k -11-t kt k -1j =0!t k i =1!1j (1-i+j+x k t k j =1!P k j-1+y k t kj =1!D j-1P 1k =S 0k-1+S 1kP 0k=D 0k=1L5(8由拉格朗日求得结果为:x k =t k -1(1-n1-t kt kj =1!m(1-k i(1-y k =t k -1(1-1-t kt k -1l =0!1ln-1+lj =0!j (h k -C kmh k z k =1m+1

14、t k -1l =0!1l n-1+lj =0!j t k(1-(1-t kC k j-1k(9代入表达式S n k ,P n k ,由此求得最优S n k ,P n k ,&P k n =P k-1n-1+x k (P k-1n-1-P k-1n-1-t k+y k (D n-1-D n-1-t k+z k (&S kn -P k-1n-1&S kn =a k +x k t k i =1!(P k n-i -P k-1n-1-i +y k t ki =1!(D n-i -D n-1-i P 0n =D n(10则库存最优模型最小费用为&Vk =n =1!kn-

15、1C k &P k n +h k &S kn (115模型的应用假设一个有着五个节点的供应链,满足以下条件,市场需求零售商分销商制造商供应商节点1节点2节点3节点4节点5图2单一五个节点的供应链-58-供应链是统一的计划组织资源、协调企业关系以及优化整体业务流程管理的系统。随着理论算法研究的日趋深入,计算机运算处理能力的日益增强,运用软件信息系统,来解决供应链管理中的各种复杂问题,逐渐提上了企业的信息化日程。因此体现出供应链APS 的重要性。APS (Advanced Planning System ,高级计划系统是供应链管理软件中的一种优化决策辅助系统。它是基嵌入ERP 的供

16、应链APS 系统The Supply Chain APS System Imbedded Into ERP谢冰冰Xie Bingbing(东北财经大学,大连116023(Dongbei University of Finance and Ecnomics ,Dalian 116023,China 摘要:高级计划排程系统,是供应链管理中的一种决策优化的计算机系统。APS 通过复杂而有效的算法,可快速生成跨越整个供应链的,最优或近似最优计划。本文介绍APS 的基础,搭建了供应链APS 的基本思路,并提出新一代APS 集成系统的模型。APS 的很多理论和模型对企业带来的预期利润将不可估量。Abstr

17、act:Advanced planning system is a computer system of supply chain management which decision is optimized.Through the complicated and effective algorithm,APS can generate the feasible optimum or approximate optimum plan fast which could cross over the whole supply chain.Through this thesis about the

18、foundation of APS,we can put up the flat of the basic idea of supply chain APS and propose the new generation integrating system model of APS.Plenty of theories and models of APS are at its growth stage,it will be inestimable that APS bring to the enterprises the anticipated profit.关键词:高级计划排程APS ;供应

19、链管理;供应链APS ;代理;EAIKey words :advanced planning system ;supply chain management ;supply chain APS ;agent ;EAI中图分类号:F274;F270.7文献标识码:A文章编号:1006-4311(200608-0059-03D n =2+0.5D n-1+n ,h k =C k =k =0.1,k=1L5,n=2,D 0=15,D 1=25,t k =1k=1,2,32k=4,!5由此运用上面公式来求此供应链最优库存控制,即最小库存费用。由公式(9可求x k =1.1k=1,2,31.8k=4,!5,y k =0.89k=1,2,31.9