供应链环境下物流服务集成商资源整合决策的研究

1、华中科技大学博士学位论文供应链环境下物流服务集成商资源整合决策研究姓名：王晓立申请学位级别：博士专业：管理科学与工程指导教师：马士华2011-04-28华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文摘要以供应链环境下物流服务集成商资源整合决策为研究对象，综合运用管理学、运筹学、系统决策理论、优化建模方法，将理论研究与实证研究、定性分析与定量研究相结合，分析和研究了物流服务集成商服务能力数量优化和服务时间优化运作问题。全文主要内容如下：首先，建立了需求信息更新以及物流服务提供商供应能力约束环境下，物流服务集成商的三阶段能力采购优化模型，提出了物流服务集成商动态能力采购优化策略。分析了物流服务提供

2、商的能力供应成本、能力柔性、物流服务集成商的需求信息管理水平参数变化对最优能力采购决策的影响。研究结果表明：物流服务集成商在第二阶段的服务能力最优采购数量与该阶段观察到的物流服务需求量期望值有关；第一阶段物流服务集成商的最优采购量则会受物流服务提供商的能力供应成本参数的影响。并且随着需求信息管理能力的提高，物流服务集成商将逐渐降低对提供商供应能力柔性的要求，更偏好于选择成本较低的服务提供商。其次，建立了能力供应和需求不确定环境下，物流服务集成商能力采购与物流服务提供商能力投资决策的 Stackelberg 主从博弈模型，对批发价合约以及集中决策下物流服务集成商和提供商的最优决策进行了分析。为了

3、提高物流服务水平，实现物流服务集成商与提供商能力采购和投资决策的协同，提出了基于收益共享的能力采购费用补偿契约协调机制。研究结果表明：该合约参数在满足一定要求时，物流服务集成商可以实现集中决策机制下的最优收益及采购数量。同时物流服务集成商还可以根据运作环境中供应及需求风险状况，对协调契约中的参数进行选择性的调整，以提高资源整合的效率。再次，建立了两级供应链物流服务时间窗约束下，基于运输车辆整合的物流配送网络运输及库存成本优化模型。针对供应商与整合中心之间采取的是多次运输的方式，对供应链上游的运输车辆的装载数量进行了整合。模型求解采用了混合遗传I华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文算法

4、。数值实验证实，该遗传混合算法能够有效、快速地解决物流服务集成商的运输时间及运输路径选择优化问题。最后，提出了多级供应链软服务时间窗约束下，物流服务集成商任务分配优化决策机制。以最大化供应链节点企业总体满意度和最小化物流服务集成商运作成本为目标，建立了集成决策机制下多目标资源整合优化模型，采用 NSGA-II 算法对模型求解。将集成优化机制下获得的优化结果与逐级顺序决策下供应链物流运作模型结果进行了比较。数值结果表明：集成优化机制能够实现对供应链物流流程的整体优化。关键词：供应链；物流服务集成商；资源整合；服务能力优化；服务时间优化；优化算法II华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文A

5、bstractThis thesis has studied resource consolidation decision of logistics serviceintegrator(LSI).Combined with theoretical analysis in areas of management, operationresearch, system decision making, optimization modeling, integrating qualitative analysisand quantitative analysis, LSIs service capa

6、bility quantity and service time optimizationproblem was studied. The main contents and conclusions are as follows:First, based on LSIs three stages sourcing decision model under service demandinformation updating and logistics service provider (LSP) supply capacity constraint,optimal dynamic sourci

7、ng tactic was presented.The parameters of LSP capability cost andflexibility, demand information management capability parameters variations effect onoptimal sourcing strategy was analyzed. The research results show that: capacity sourcingquantity on the second stage has relationship with demand exp

8、ected value observicetemporality.The initial sourcing quantity on the first stage has connection with LSPcapacity cost.In addition, increasing with LSI demand information management capability,LSI will choose lower cost LSP more than capacity flexibilitys one.Second, in the text of uncertain LSP sup

9、ply capacity and service demand,LSIscapacitysourcingandLSPsinvestmentstrategiesmodelunderStackelbergleader-follower game was established.LSI and LSP optimal decision were analyzed underwholesale price contract and centralized decision mechanism. In order to realize LSIscapacity sourcing and LSPs inv

10、estment strategy coordination, a sourcing expensesreimbursement based on revenue sharing contract was presented. It is shown that givensome contract parameter and intervals the contract can realize supply chain coordinationand Pareto improvement.Also numerical example show that LSI can effectively c

11、oordinateinvestment and sourcing risk by adjusting contract parameter according to supply anddemand volatility,which will improve the efficiency of resource consolidation.Third, transportation and inventory cost optimization model constrained with servicetime window in the two-echelon supply chain l

12、ogistics distribution network wasconstructed. The shipment vehicles were consolidated in the upstream of supply chainIII华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文because of multiple shipping between supplier and consolidation centre.Hybrid geneticalgorithm (HGA) was presented to solve the model. The computational resu

13、lts show theeffectiveness of HGA in solving optimization model.Finally, LSPs optimization decision mechanism on logistics task assignment withservice soft time window constraint was put forward. A multi-objective integrationoptimization model was established to maximize supply chain satisfaction deg

14、ree andminimize LSI logistics cost. Non- dominated Sorting Genetic Algorithm-II was designedto solve this model. A numerical example indicated that, compared with supply chainlogistics operation individual decision model, the model is helpful to realize collaborationof supply chain logistics process

15、.Key Words: Supply chain; Logistics service integrator;Resource consolidation; Service capability optimization;Service time optimization; Optimization algorithm;IV独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果

16、由本人承担。学位论文作者签名：日期：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，即：学校有权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。本人授权华中科技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。本论文属于保密 ，在_年解密后适用本授权书。不保密。(请在以上方框内打“”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文1绪论1.1 论文研究背景与课题来源 研究背景随着经济全球化的发展，进入 21 世纪

17、之后，全球性的激烈竞争使企业面临着复杂的市场竞争环境，产品的生命周期越来越短，产品品种数量飞速膨胀，顾客对交货期、产品质量和服务质量的要求越来越高。在这种环境下，企业管理模式从单个企业向扩展企业模式转变，企业资源范畴也从企业内部扩大到整个社会的优质资源。制造商、供应商、分销商和客户之间，已不再是简单的业务往来对象，而是在利益共享的战略合作关系基础上形成供应链（Supply Chain）。为了在激烈的竞争中胜出，企业不仅需要关注自身的内部运营，更重要的是能够将在地理上分散的采购、制造、分销等活动进行有效整合，缩短交货期，实现对顾客个性化的需求的快速响应。基于这种企业之间的协作关系，企业与企业之间

18、的竞争演变为供应链与供应链之间的竞争。Agility（敏捷）、Adaptability（适应）、Alignment（联盟）、Architecture（整体连接），即 4A，成为在新的竞争环境下衡量供应链竞争力水平的重要标准。要达到上述要求，供应链物流是决定其实现与否的最为关键的因素（Dawe Richard L.,2000）。马士华等（2000）将供应链管理环境下对物流活动的要求概括为：敏捷性（即能快速满足顾客个性化的需求）、合作性（即能对资源进行动态的重组，利用先进的信息技术和信息网络实现知识和信息的共享）、柔性（即物流服务系统能对多样化的需求进行实时响应）和满意度（即能提供高质量的物流服务

19、，满足客户多样化的需求等）。一个供应链物流系统能够在多大程度上实现这些目标，主要取决于物流能力。因此，研究物流能力，找到提升、优化物流能力的方法，对于提高供应链的整体竞争力非常重要。1华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文在上世纪 8090 年代，企业界普遍接受通过物流外包的方式提高自身的物流能力（Razzaque，1998）。美国东北大学等研究机构在 2001 年做过的一份调查显示，有 74%的美国大型制造企业利用第三方来提供物流服务，降低物流成本、改善服务是这一阶段企业选择第三方物流的主要原因。近几年随着经济全球化的发展，越来越多的企业将业务扩展到全球范围，企业经营环节的分散化和网

20、络化程度越来越高，市场竞争态势更为激烈。要想取得成本、服务水平、响应速度、质量等方面的竞争优势，研究学者提出了“供应链集成”的概念，即整个供应链系统要像一个独立实体一样协同运作，尽量减少或缩短供应链节点企业内部和企业之间的非增值环节的时间占用，在响应需求方面取得一致性的行动，增加供应链的敏捷性，从而更有效地满足不断变化的市场需求（Towill，1997）。利用与物流企业的协作，打破供应链企业之间的组织边界，加强供应链上下游之间的物流协同被认为是客户实现供应链集成的有效措施之一（Bowesox et al.1998;Fabbe-Costes et al.,2009）。传统的第三方物流企业由于服务

21、能力有限，缺乏对整体供应链战略规划以及供应链全局优化的全套相关技术，难以满足客户的物流服务需求。于是将全球供应链上有关物流、资金流、商流、信息流的管理和技术服务，统一外包给一个物流服务集成商（Logistics service integrator, LSI），利用 LSI 进行供应链管理、物流系统管理和控制，已经成为一些大型企业，特别是跨国公司在实施全球化战略时的选择（Stone,2001;Jung et al.,2008）。例如，摩托罗拉为了在全球供应链中实现“168”小时的订单响应计划，取消了与多个物流企业的合作，将全部物流业务委托给 UPS 完成（Bharnagar & Viswana

22、than, 2000）。为顺应这一发展趋势，许多大型的物流企业迅速改变传统第三方物流的角色，发展成能够为客户提供综合的供应链解决方案的服务集成企业（Carbone & Stone，2005）。如，伯灵顿全球（BAX GLOBAL）全面负责 Apple、Dell 和 IBM 在东南亚的物流集配业务；UPS 为 FENDER 管理来自世界各地厂家的海陆进货并完成其配送过程的流线化和集中化。物流服务集成商的快速发展，使得越来越多的研究者和企业管理者开始关注物流服务集成商在实现供应链物流集成化运作中的相关问题。Hkansson & Persson2华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文（200

23、4）、 Carbone & Stone（2005）、Mason et al.（2007）、 Persona et al.（2007）等基于大量的文献、案例推理分析总结了影响物流服务集成商提高供应链物流集成化运作水平的关键因素，认为这些因素主要反映在横向上物流服务集成商对多种互补型物流服务资源的整合，纵向上对供应链节点企业的物流活动集成，这两种维度上的物流运作相互协作、相互影响，共同决定了物流服务集成商对供应链物流集成化运作的效果。尽管在上述研究中各学者都十分强调物流服务集成商的服务资源整合决策与供应链物流集成决策的同步性，但是在目前的优化研究中多数仍侧重于“一维”物流决策，即主要是从对供应链物

24、流集成的角度进行优化，忽视了该过程中的物流服务资源整合决策，因而不利于实现物流服务系统和客户供应链物流运作系统的全局最优。基于此，本文将从供应链物流集成和物流服务资源整合角度，研究物流服务集成商的运作优化问题。 课题来源本学位论文选题来源于下列课题与项目：（1）国家自然科学基金资助项目： 物流能力对供应链竞争力的影响机制及提升方法研究”（No.70672040）；（2）国家自然科学基金资助项目：“基于 Supply-Hub 的供应物流协同的理论与方法研究”（No. 71072035）。1.2 论文研究问题的提出及其目标与意义 论文研究问题的提出物流服务集成商（Logistics Service

25、 Integrator, LSI）是在新物流模式和经济全球化的背景下，为满足日益复杂的物流需求发展而成的一种新型的物流企业。为了降低投资风险，满足客户企业全球化发展下物流服务的需要，物流服务集成商选择与其它服务提供商共同组建物流网络，通过组织、协调和管理自身以及其他互补性物流服务提供商的物流运作及衔接活动，为所服务的对象企业提供全部或者重要部分的集成服务（田宇，2003；崔爱平，刘伟，2008）。在实现客户企业供应链物流集成3“华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文化运作的过程中，物流服务集成商面临的运作环境十分复杂。从需求的角度来看，这种复杂性主要体现为集成性和动态性：（1）集成性受

26、供应链管理思想的影响，企业物流模式从片面的追求单个物流功能的分散物流向集成物流转变，集成物流的范围从企业内部的物流功能集成延伸至供应链范围内所有物流活动集成。因此，客户企业的物流服务需求在空间、流程上来看，具有集成的特点。为了满足客户企业某一特定的物流服务需求，例如产品的配送，从客户企业的仓储中心到最终顾客手中，物流服务集成商需要完成订单处理、运输包装、物资搬运、运输管理等多个物流环节，而在这一过程中每个物流环节又可能要转包给多个物流服务提供商完成。从物流运作过程来看，物流服务集成商与提供商之间协作的效率以及流程中的瓶颈环节，决定了物流服务集成商的最终产出。（2）动态性动态性，主要反映在物流服

27、务需求的时间和数量的不确定性以及多样性方面。由于物流服务具有不可分割性和价值易逝性，前者是指服务的生产和消费几乎不能分成两个独立的阶段，而价值易逝性是指物流服务不能被储存、转售或退回。上述两方面的属性使得物流服务集成商不能通过服务的库存来满足需求的变化，而只能借助其物流服务资源的快速重组能力来实现对需求变化的快速响应。因此在集成以及动态的运作环境下，物流服务集成商要实现对客户供应链物流集成，必须通过对供应链中各节点企业内部，以及节点企业之间在物流服务需求时间和数量方面的快速响应来实现，在此过程中物流服务资源整合既是实现物流集成的基础，又同时制约着物流集成化运作水平。从这一角度来看，物流服务集成

28、商在供应链环境下资源整合决策的关键，可以归结为在满足物流服务需求响应时间的同时，实现服务能力的数量优化。目前国内外学者从不同层次、不同角度对物流服务集成商的运作问题进行了研究。从战略和战术层来看，研究的主要问题包括物流服务集成商与客户企业集成化物流战略之间的关系及其影响因素、物流服务集成商概念内涵、运作模式（Berglundet al.,1999; Bolumole,2001,2003; Li et al.,2003;Persona et al.,2007; 史新峰,2007;田4华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文宇,2003;崔爱平,刘伟,2008;华中生,2009）。Bergl

29、und et al.（1999）、Hkansson & Persson（2004）、Mason et al.（2007）、Persona et al.（2007）、Fabbe-Costes et al.（2009）从基于资源的企业理论角度分析了物流服务集成商实现供应链物流集成的关键能力要素，包括横向及纵向资源整合能力以及信息技术能力。从运作层来看， 成本”和“时间”、“能力数量”是物流服务集成商资源整合决策的核心，相关研究主要分为两类，一类是在客户企业供应链物流优化的背景下从时间优化、成本优化的角度，研究物流服务集成商的运输线路选择（Popken,1994; Croxton et al.200

30、3; Tyan et al.,2003; Limet al., 2005; Song et al.,2008）、配送中心选址（Eskigun et al.,2005;Olivares,et al.,2007;Cardona-Valds et al.,2010）、进向物流运输与库存优化等问题（Berman & Wang,2006）；另一类是从物流服务集成商服务能力数量优化、成本优化的角度，研究物流服务集成商与服务提供商基于服务能力数量优化的契约协同机制（崔爱平等,2009）、基于作业集成的物流服务提供商选择及任务分配等问题（Leung et al.,2000; 宁方华等.2007;郭梅等,200

31、8; 刘琼等,2009; Wong et al.,2009; Leung et al.,2009）。国内外学者所做的这些研究工作为我们进一步探讨物流服务集成商的供应链物流集成化运作问题奠定了一个很好的基础，其中仍有一些领域还需要进行深入的研究。总体来看，这些研究多数是从供应链物流集成或者物流服务能力采购的角度研究物流服务集成商的优化问题，在实现供应链物流集成的过程中很少考虑来自于服务资源整合过程中相关因素的影响，例如物流服务提供商的供应能力约束问题以及供应不确定问题，所以不利于实现物流服务集成商与服务提供商构成的服务系统及客户物流系统的全局最优。其次，对供应链物流响应周期下的物流服务集成商资源

32、整合决策研究较少。随着产品生命周期的不断缩短和客户需求的快速变化，供应链物流响应周期正逐渐成为获取竞争优势的关键因素，许多公司都将其作为差异化的手段，并以此赢得更多的市场份额。因此基于时间的竞争，要求物流服务集成商在资源整合的过程中，能够采取有效的手段对物流服务周期进行优化。基于上述背景，从供应链物流集成以及物流服务资源整合的物流协同角度，研究和探索物流服务集成商的服务能力数量优化以及服务时间优化策略，是目前物流学术界和企业界亟待解决的一个重要问题。5“华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文 论文研究的目标论文研究的主要目的是为了优化物流服务集成商在实现客户企业供应链物流集成化运作过程

33、中的服务能力数量以及服务时间，以提高对客户企业物流服务需求响应的敏捷性和柔性。在研究中将结合物流服务集成商运作环境集成性和动态性的特点，从供应链物流集成和物流服务资源整合协同整合的角度，提出物流服务集成商实现供应链物流集成优化的方法和策略，研究目标如下：（1）围绕物流服务能力数量优化，研究客户企业物流服务需求信息更新下，物流服务集成商的多阶段服务能力采购策略，并分析不同情况下物流服务集成商的需求信息获取能力与物流服务提供商供应柔性的最优组合，为物流服务集成商在计划层的服务能力设计提供决策依据。（2）围绕物流服务能力数量优化，研究供应和需求不确定环境下，物流服务集成商与提供商之间的能力采购及投资

34、决策协同问题，寻找有效的契约协调机制，为物流服务集成商的能力协同策略提供决策依据。（3）围绕物流服务时间优化，研究两级供应链中多供应商和多顾客配送时间窗要求下，基于多产品配送的物流服务集成商的运输车辆整合策略，确定小批量产品JIT 配送环境下物流服务集成商的运输路径及运输时间的最优选择决策。（4）围绕物流服务时间优化，研究软服务时间窗约束下多级供应链物流服务资源整合问题，建立基于并行作业整合的物流服务提供商选择及任务分配模型，以优化供应链节点企业总体满意度和物流服务集成商的运作成本。 论文研究的意义论文的研究工作是在前人已有成果的基础上，以物流服务集成商的供应链物流集成化运作为背景，为了提高物

35、流服务集成商运作的敏捷性和柔性，围绕物流服务能力优化、服务时间优化运作问题，从供应链物流集成和物流服务资源整合的协同角度对物流服务集成商的运作优化决策做的进一步研究。研究工作具有一定的理论价值，对于供应链物流管理及物流服务集成商的日常运作有较强的指导作用。（1）本文是对供应链管理理论的补充6华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文目前的供应链管理理论的研究主要集中在产品制造供应链在不确定环境下的供应商选择与协调机制、分销网络设计、运输路线设计、库存控制、供应契约设计、外包和采购策略、供应链协调机制、生产网络设计等问题上。随着服务产业在世界经济发展中地位的提升，物流服务领域相关的研究越来越

36、引起全社会的重视，并已成为研究的热点问题。但是就目前研究现状来看，对物流服务集成商的研究主要侧重在物流服务集成商和提供商之间的能力协调方面，而对运作优化问题研究较少，特别是在有关集成商在供应不确定环境下如何快速响应客户需求，增加供应的敏捷性等方面，还留下了很多值得探讨的研究空间。对这些问题的研究可以进一步丰富供应链管理的理论。（2）充实了物流管理理论研究正如马士华教授（2006）所指出的那样，现有的企业管理或运作管理理论中，有很多关于各种能力的研究，如生产能力、运输能力、仓储能力等，这些研究有两个共同缺点：一是以物质资源作为衡量能力的基础，强调的都是有形资源、固定资产的多少，而对组织管理水平的

37、高低没有涉及；二是都只针对某个企业个体而言，基本上不涉及企业外部环境，面对供应链管理这一新生事物，它们已经不能很好的适应，需要我们进行更多创新研究。本选题所做的研究工作将进一步丰富物流管理和供应链管理学科理论。（3）有利于增强物流服务集成商的核心竞争力，为物流服务集成商的成功运作提供理论指导在基于时间和敏捷性的企业竞争及供应链思想影响下，物流环境及物流系统发生了新的变化。敏捷性、合作性、柔性和满意度是供应链管理环境下物流运作的突出特点。研究服务时间约束及不确定环境下服务能力数量优化、时间优化策略，将有助于提高物流服务集成商的敏捷性，增强其在复杂环境下的物流服务水平和竞争力，能够为物流服务集成商

38、在当前竞争环境下的运作优化问题提供理论支持和解决方案。7华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文1.3 论文研究的逻辑思路与主要内容 论文的研究思路从一般物流系统的抽象特征来看，物流服务集成商在供应链中物流活动集成主要体现为点集成、线集成和网集成两种类型。点集成主要是指对客户企业某种功能性物流服务，如装载、包装、拣选、存储等需求的满足。线集成，是指需要经过较长空间位移的物流活动的集成，例如运输、配送等。网集成，是指整个物流系统网络中基于物流作业流程的集成。本论文将结合供应链物流系统中的点集成、线集成、网集成，研究物流服务集成商的服务能力采购、运输资源的调度、物流服务提供商的选择及任务分配

39、问题。由于在物流优化研究中，多以“数量”和“时间”为基础进行探讨，其中数量决策是计划层决策的重要内容，时间决策则属于运作层优化的目标。因此在物流服务集成商的计划层决策中，本论文围绕服务能力“数量”优化以及对供应链节点企业的物流集成，首先从“点集成”角度，针对物流服务需求数量的波动性，重点是客户企业物流服务需求信息更新以及物流服务提供商供应能力数量约束情况下，物流服务集成商的多阶段服务能力采购策略进行研究，分析物流服务提供商供应成本、能力柔性、物流服务集成商的需求信息管理能力参数变化对最优能力采购决策的影响。其次，将物流服务提供商能力约束问题从供应数量有限，扩展到供应数量不确定，并结合客户企业物

40、流需求数量的波动，研究物流服务集成商与提供商的能力采购与投资决策的协同问题，通过契约协调机制实现对物流服务集成商及提供商关于能力决策的 Pareto 改进。在物流服务集成商的运作层决策中，将首先围绕“时间”优化以及运输线路集成，从“线集成”角度研究客户企业两级供应链中基于配送车辆整合策略的运输调度问题，确定配送车辆最优的运输路径和发出时间，以实现物流系统在产品供应商和整合中心运输线路的物流能力最优。在点集成及线集成研究的基础上，本论文随后会进一步研究基于供应链网集成的物流服务集成商运作问题。供应链网集成运作中一般会涉及到多个互补型物流服务提供商的协作，根据物流服务提供商协作模式8华 中 科 技

41、 大 学 博 士 学 位 论 文的不同，论文随后将研究多源采购模式下，即基于并行作业整合的物流服务提供商选择及任务分配决策。在多源采购模式下，物流服务集成商决策的重点是将物流作业的数量在服务提供商之间进行合理的分配，以优化客户供应链物流服务时间和物流服务集成商的运作成本，因此这部分内容主要研究带软时间窗约束的多级供应链物流服务资源整合问题，通过最大化供应链节点企业总体满意度和最小化物流服务集成商成本，确定物流任务的最优数量分配策略。图 1-1 描述了本论文研究的逻辑框架。图 1-1 论文研究的逻辑框架 论文研究的主要内容本文在总结供应链管理相关理论研究的基础上，综合运用运筹学、组合数学及数学分

42、析等优化与决策分析方法，对供应链物流集成背景下物流服务集成商的若干关键问题进行定量建模与优化。全文分为 7 章，主要内容如下：第 1 章：绪论。首先介绍了论文研究背景和课题来源；其次，提出了所要研究的问题及研究的目的与意义；然后，介绍了论文研究的逻辑思路、研究方法与技术路线、整体结构体系以及主要内容；最后，详细阐述了论文研究的几个主要创新点。第 2 章：相关研究文献综述。对相关的研究文献进行了系统性的总结与综述。9华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文主要包括：供应链管理研究与发展概述，物流能力以及物流服务集成商研究现状及特点。在对相关研究进行评述的基础上，提出了供应链环境下物流服务集

43、成商服务资源整合策略研究方面中存在的的问题和需要深入研究的内容。第 3 章：需求信息更新下物流服务集成商能力配置优化策略。在物流服务提供商供应能力数量约束的条件下，分析物流服务需求信息更新过程中物流服务集成商的多阶段动态能力采购量的最优解及特点，考虑了物流服务集成商需求信息集成管理水平对服务提供商在供应成本和能力柔性选择偏好的影响。第 4 章：供应能力影响下物流服务集成商能力协调优化策略。在物流服务提供商供应能力数量不确定条件下，分析基于批发价合约的分散决策机制下物流服务集成商和提供商的能力采购量及投资量的最优解特点和性质，并将其与集中决策下的决策双方期望收益函数的最优解进行比较，提出使分散决

44、策下物流服务集成商的资源整合效率提高的契约协调机制，实现决策者之间收益和风险的共享。第 5 章：基于运输车辆整合的物流服务集成商服务时间优化。在两级供应链服务时间窗约束下，针对供应链网络中小批量多品种的 JIT 配送问题，结合运输车辆整合策略建立物流服务集成商运输成本及库存优化模型，对产品配送的运输时间及运输路径选择进行优化。在模型问题研究基础上，设计算法对模型求解，并从计算效果和计算效率对优化算法的性能进行评价。最后建立了非车辆整合策略下的物流配送模型，并对两个模型的成本差异进行了参数敏感性分析，通过这一部分的研究分析影响车辆整合策略的关键因素。第 6 章：基于并行作业整合的物流服务集成商服

45、务时间优化。在多级供应链物流服务软时间窗约束下以及物流作业并行运行机制下，将供应链各阶段物流配送任务分配给多个物流服务提供商完成，建立了集成决策机制以及供应链各节点逐级独立决策机制下的任务分配多目标优化模型，以最大化供应链总体满意度和最小化服务集成商物流成本为目标，通过满意度函数对供应链物流周期优化结果进行评价。针对该模型，设计优化算法予以求解。最后通过算例分析验证了集成决策的有效性，分析了集成决策优于独立决策的原因。第 7 章：全文总结与研究展望。总结全文，并对进一步的研究工作进行展望。其中，第 36 章为论文研究的主体部分，论文整体结构体系如图 1-2 所示。10华 中 科 技 大 学 博

46、 士 学 位 论 文图 1-2 论文整体结构体系1.4 论文研究的技术路线论文研究的技术路线具体阐述如下：（1）查阅有关物流能力、物流服务集成商、供应链物流集成理论与实践的研究11华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文文献与资料，把握国内外在该领域的研究水平、研究热点和动向、发展趋势；学习和掌握相关学科基础理论，全面了解与本课题相关的背景知识，为调研和后续研究奠定基础；（2）选择具有一定代表性的物流服务集成商进行调研，了解这些企业的运作模式；结合理论研究，分析、归纳、抽象出能够反映物流服务集成商运作特点的变量及参数；（3）在理论研究和调查研究的基础上将定性分析与定量研究相结合，同时结合

47、管理学与运筹学的相关理论，运用定性分析与定量建模的方法研究物流服务集成商在供应链物流集成化运作的计划层、运作层等相关决策问题；（4）在具体问题的研究中，按照“模型构建算法设计数值实验”的逻辑思路，对问题进行分析并得出相关结论。论文研究的技术路线如图 1-3 所示。图 1-3 论文研究的技术路线图1.5 论文研究的主要创新点本文的创新之处主要有以下四点：创新点一：为解决服务提供商能力供应约束情况下物流服务集成商服务能力数12华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文量优化问题，结合物流服务需求信息更新，提出了三阶段服务能力采购优化策略，优化了物流服务集成商的服务能力采购数量；研究了物流服务集

48、成商需求信息管理能力，对服务提供商供应成本及供应柔性选择偏好的影响物流服务提供商的供应能力约束，是影响物流服务集成商对客户供应链物流需求快速响应的重要因素。物流服务集成商为了避免在该时段对客户企业物流服务的能力不足，会结合客户企业的需求信息变化情况向物流服务提供商实施多阶段能力采购策略，以降低服务能力采购不足或者过剩所带来的损失。在相关的供应能力约束下动态采购策略研究中，已有的文献主要针对有形易逝产品进行了研究。其中，Fisher & Raman（1996）假设在采购决策的第二阶段产品采购方会获得部分需求订单。其他学者则对对各阶段的产品采购成本不同情况下的采购数量决策进行了研究（Gurnani

49、 & Tang,1999; Donohue,2000; Choi et al.,2003,2004; Yan,2003）。论文第三章假设物流服务提供商为集成商提供两次采购机会，在两次采购中服务能力供应成本保持不变，仅在后一阶段存对能力的采购数量进行了限制；客户物流需求订单在第三阶段到达，服务能力不足部分物流服务集成商在现货市场购买。为优化物流服务集成商三阶段服务能力采购数量，建立了物流服务集成商期望收益函数。推导并证明了物流服务集成商在前两个阶段的服务能力的最有采购量。研究结果表明：物流服务集成商在第二阶段的最优采购数量 q1*会受此时观察到的物流服务需求量期望值的取值大小的影响；在第一阶段物

50、流服务集成商的最优采购量 q0*与物流服务提供商的能力供应成本的取值有关。同时文章的最后通过数值分析，研究了物流服务集成商的需求信息管理能力，对服务提供商供应成本及供应柔性选择偏好的影响。结论表明：当物流服务集成商需求信息管理水平较低时，更偏好于选择具有服务柔性的服务提供商商；当需求信息管理水平较高时，则会选择采购成本低的服务提供商。该结论论证了，物流服务集成商对需求信息的集成整合能力，会对物流服务提供商选择产生直接的影响。创新点二：为解决物流服务提供商供应能力数量随机变化情况下，提出了基于收益共享和风险共担的物流服务集成商能力采购协调策略，优化了物流服务集成商13华 中 科 技 大 学 博

51、士 学 位 论 文的服务能力采购数量当物流服务提供商为多个顾客提供物流服务时，受这些顾客物流服务需求的影响，在物流服务集成商发出需求订单时，物流服务提供商的供应能力数量会呈现出不确定性。为了确保能力供应，激励物流服务提供商以租赁或购买的方式对服务能力进行投资，物流服务集成商会在客户企业物流需求实现之前提前采购一定数量的服务能力。在上述背景下，为了优化物流服务集成商和提供商的能力采购及投资策略，论文第四章从契约协调优化机制的角度对物流服务服务集成商和提供商的能力采购及投资策略进行了研究。尽管目前已有一些研究通过合约设计，实现了对能力决策双方的协同优化，但是这些研究主要解决的是能力供应价格波动、需

52、求波动背景下的协调问题（Wu,2002;Spinler & Huchzermeier,2006;崔爱平,刘伟,2009）。基于此，论文建立了物流能力供应和需求不确定环境下，物流服务集成商能力采购与物流服务提供商能力投资决策的 Stackelberg 主从博弈模型，对批发价合约以及集中决策下物流服务集成商和提供商的最优决策进行了分析，最后为了提高物流服务水平，增加物流服务集成商与提供商的期望收益，提出了基于收益共享的能力采购费用补偿契约协调机制。研究结果表明：基于收益共享的能力采购费用补偿合约参数在满足一定要求时，物流服务集成商可以实现集中决策机制下的最优收益及采购量。同时物流服务集成商还可以根

53、据运作环境中供应及需求风险状况，对协调契约中的参数选择性的进行调整，以提高资源整合的效率。当能力供应数量风险加大时，物流服务集成商可增加收益分配系数，降低能力采购补偿价格来激励服务提供商商扩大能力投资；当能力需求风险明显时，物流服务集成商则可减少收益分配系数并增加能力采购补偿购价格，来降低自身的风险。创新点三：为解决两级供应链中多品种小批量产品 JIT 配送问题，设计了混合遗传算法，优化了物流服务集成商在产品配送过程中的运输时间及运输路径，并对影响车辆整合策略的关键因素进行了研究，提出降低整合中心到顾客的运输费用，以及激励供应商和顾客扩大服务时间窗，将有利于提高车辆整合策略优化效果随着 JIT

54、、制造延迟以及物流延迟管理思想在企业运营实践中的应用，客户供应14华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文链中的小批量产品配送成本及时间管理，成为物流服务集成商运作决策中的重要问题之一。越库作业（Crossdocking）作为一种先进的物流配送战略和运作模式，提供了一种有效降低运输成本和库存成本、缩短配送提前期的管理手段，在西方发达国家被广泛应用于制造、分销、运输、零售等领域。围绕 Crossdocking 网络的物流配送问题，Song et al.（2008）建立了基于运输批量整合策略的多供应商、多顾客、以及中转中心的两级供应链物流协同非线性整数规划模型，采用拉格朗日松弛算法对运输整合

55、策略中物流活动最优执行时间决策进行了优化。Ma et al.（2010）研究了Crossdocking 网络中顾客产品需求数量和供应商供应成本及时间窗已知的情况下，需要对产品供应源进行选择时的运输车辆整合以及运输路径优化问题，设计了两阶段算法对模型求解。在 Ma et al.（2010）的零担运输车辆整合中，主要解决的是物流节点间采用多次配送（multiple shipment）情况下运输资源的优化，并且在供应点的零担车辆整合策略中仅考虑了时间窗因素，对车辆整合前后成本的变化以及在供应点存在多个时间点运输的车辆数优化问题没有进行深入的研究。基于此，论文的第五章研究了 Crossdocking

56、网络中在供应商和顾客产品配送采用混合配送方式，即供应商和整合中心采取多次运输，整合中心到顾客之间实施单次运输方式时，物流服务集成商基于运输车辆整合策略及配送时间窗约束下的运输服务时间及运输路径的协同决策问题。建立了运输成本及库存成本优化模型，根据问题的结构设计了混合遗传算法对模型求解。运输路径选择部分采用了遗传算法，对供应商的车辆整合及运输时间决策问题则设计了启发式算法进行优化。计算机的模拟结果证实，该遗传混合算法能够有效求解物流服务集成商的运输时间及运输路径选择优化问题。同时为了研究车辆整合策略的影响因素，建立了非车辆整合策略下的物流配送优化模型，通过参数敏感性分析比较研究了整合中心到顾客的

57、运输费用，以及服务时间窗区间长度变化情况下，采取车辆整合策略前后配送成本的变化趋势。数值分析表明：为了最大化车辆整合效果，需要激励供应商和顾客延长服务时间窗，并尽量降低整合中心到顾客的运输费用。创新点四：为提高供应链物流服务总体满意度，降低物流运作成本，建立了多级供应链软时间窗约束下的物流服务提供商任务分配集成决策机制，优化了物流服15华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文务集成商对客户供应链物流响应周期随着市场竞争的加剧以及顾客对产品响应时间要求的提高，供应链已经成为竞争的主体，物流成本、响应时间是影响供应链竞争力的主要因素。为了实现对客户多级供应链物流响应周期的优化，结合基于并行作

58、业整合的物流任务分配策略，对供应链各阶段物流服务提供商选择及任务分配数量进行了研究。在现有的关于物流服务集成商多任务分配的研究中，研究对象主要建立在物流代理作业平台下，各物流任务之间很少涉及到配送环节的衔接问题，因此这些研究结论不能解决供应链环境下的物流任务分配问题，并且约束条件主要以任务完成时间，以及任务完成成本、风险控制为主（Leung,2000,2009;王勇,2004,2006,2009;宁方华,2007;刘琼,2009）。马士华等（2005）将供应链物流过程看成一个多阶段生产供应过程，从最大化供应链整体和局部利益角度研究了供应链多级生产和物流周期的时间分配，但是决策中没有考虑物流服务

59、资源整合问题。基于此，为优化多级供应链物流响应周期，降低物流运作成本，论文第六章在综合考虑物流服务集成商运作成本，供应链节点企业服务满意度的前提下，以最大化供应链节点企业总体满意度和最小化物流服务集成商运作成本为目标，建立了多目标资源整合优化模型，最后采用基于非支配排序遗传算法（Non-dominated SortingGenetic Algorithm-II, NSGA-II）对模型求解。将上述优化机制下获得的优化结果与逐级顺序决策下供应链物流运作独立模型结果进行了比较，数值结果表明：在集成决策优化机制下，可以缓解瓶颈节点服务能力约束影响，并且有助于物流服务集成商选择单位时间压缩成本较低的供

60、应链节点进行物流流程优化。在该决策机制下，不仅能够减少供应链节点物流配送延迟时间，提高供应链总体满意度，还可以有效降低物流服务集成商的物流运作总成本，实现了优化供应链的物流响应周期的目的。16华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文2相关研究文献综述2.1 供应链管理研究与发展供应链（Supply Chain,SC）的概念在二十世纪 80 年代末由美国管理学者提出。在早期的研究中，Houlihan（1987）认为供应链是制造企业的一个内部过程。这种传统的认识使当时的供应链管理仅侧重于企业内部的操作层上，注重企业内部资源的优化利用以及与采购和供应管理的联系。20 世纪 90 年代初期，国外