ATO型供应链生产规划与库存协调集成决策经济模型
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［)］ 设计了一个整数规划模型用来根据顾客群的属性来合理安排配送中心； 在其博士论文中利 !""# 年， $%&’( ［/］ 用拍卖模型和讨价还价理论分析了供应链内两层多厂商之间的合作战略； 结合物料单的 !""! 年， *%+,-.%
概念建立了一个复合模型来解决供应链的整体设计和生产运输计划问题 0 !）运作层模型 ［#"］ 该类模型研究运作层问题， 建立了两层供应链的物料供给和需求策略求解模 #/)) 年 1234+ 与 544 ［##］ 型； 在需求独立且服从泊松分布的假设下建 #//# 年 672(2+28 和 9’:;’+ 考虑了多层分布式的供应链体系，
*: ;<5:51=< >0<=/=5: ?5703 @56 *+, ABCC3D EF.=: G657B<4 A<F07B3=:H .:7 I:J0:456D E5567=:.4=5:
K*LM NF=&O=.:H，PI*LM P=.:H，K;I Q=&D5:H，RS RB&H.:H
（ TB/=:0// A<F553，S:=J06/=4D 5@ A<=0:<0 .:7 +0<F:535HD 5@ EF=:.， U0@0= !-""!’， EF=:.） !"#$%&’$： K=4F 4F0 <5:/=706.4=5: 5@ 60/0.6<F C65H60// .:7 4F0 <F.6.<406=/4=</ 5@ *+, /BCC3D <F.=:，4F=/ C.C06 C65C5/0/ .: =:40H6.4=:H 1.4F01.4=<.3 15703 @56 C657B<4 C3.::=:H .:7 =:J0:456D 5C4=1=V=:H，WF=<F <5:/=/4/ 5@ 45W /B2& 15703/：/46.40H=< 5C4=1=V.4=5: 15703 .:7 5C06.4=5:.3 5C4=1=V.4=5: 157038 +F0 /46.40H=< 5C4=1=V.4=5: 15703 1.X0/ 4F0 70<=/=5: @56 C657B<4 C3.::=:H W=4F 4F0 52Y0<4=J0 5@ C65@=4/ 1.Z=1=V.4=5:8 *:7 4F0 5C06.4=5:.3 5C4=1=V.4=5: 15703 .7YB/4/ 4F0 <D<30 4=10 4F65BHF 5B4 1B34=&/4.H0 <F.=: B:706 4F0 <5:/46.=:4 5@ C657B<4 C3.::=:H8 9B64F06 1560，W0 C655@ 4F.4 4F0 60/B34/ 5@ <55C06.4=5: /46.40H=0/ 5@ /46.40H=< 5C4=1=V.4=5: 15703 /.4=/@D 4F0 <5:7=4=5:/ 5@ 4F0 <560 5@ <5.3=4=5: H.10 /5 4F.4 =4/ C6.<4=<0 W=33 0:F.:<0 4F0 /4.2=3=4D 5@ /BCC3D <F.=: .33=.:<08 ()* +,%-#： *+,；/BCC3D <F.=:；=:J0:456D 5C4=1=V.4=5:；C657B<4 C3.::=:H；<533.4=5: H.10
!""# 年 $ 月
系统工程理论与实践
第$期
Biblioteka Baidu
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［#!］ 立了以成本最小为目标的优化模型； 在 #//= 年利用博弈论理论分析了两层供应链的最 1%<32+ 和 9’:;’+ ［#@］ 优库存策略问题； !""# 年 >?(+%+’ 研究了单个供应商多分销商间有定购折扣的库存协调机制； !""! 年 ［#B］ 考虑了市场需求不确定性， 建立了多个供应商和多个生产商间的优化定货模型 0 $’A 等 @）集成模型
即存 #）本文研究的供应链属于联盟型供应链， 在某一企业成员在供应链中占有主导地位， 对其它 成员具有很强的辐射和影响能力； !）在决策期间内供应链成员企业的生产和原 料使用率是确定且在决策期间内近似认为不变； @）模型中生产成本和库存成本与生产企业自 身管理水平相关， 每个企业的生产成本和库存成本 在决策期间可近似认为无变动； B）每层中的企业均有能力向多个下游企业提 供各种原料或产品配件； 但每个下游企业或顾客只 能与一个上游企业进行合作； D）处于不同层次地点间的企业交货运输成本 万方数据 不同； 每个企业在一批量产品生产完成后才将其陪
*+, 型供应链生产规划与库存协调集成决策经济模型
王志强， 梁 ， 魏纪泳， 余玉刚
（中国科学技术大学商学院， 安徽 合肥 !-""!’） 摘要： 结合供应链分析模型研究的现状和 *+, （ .//01230 45 56706） 型供应链企业的特点， 建立了供应链联 盟生产规划与库存协调集成决策经济模型， 该模型包括战略层子模型和运作层子模型两部分 8 战略层子 模型以供应链整体增值利润最大化为目标来确定各层企业的生产计划； 运作层子模型， 在战略层确定的 文章还从合作 生产合作计划的基础上， 来实现协调多层供应链成员企业生产周期或批量的目标 8 此外， 博弈的角度证实了模型博弈核心解的存在性这样模型确定的生产合作计划可保证联盟整体的稳定性 8 关键词： *+,； 供应链； 库存优化； 生产计划； 合作博弈 中图分类号： 9!$" 文献标识码： *
! 集成协调模型
!"# 战略层子模型 协调模型包括战略层子模型和运作层子模型两个层次， 这两个子模型协同实现供应链整体的生产规 划和库存策略协调工作 $ 战略层子模型的目标是联盟核心企业根据历史全信息在条件下以供应链销售部 门的市场定单需求为基础优化确定供应链成员企业的生产计划和指派合作关系 $ 此外， 在该部分利用博弈 理论对模型的解进行了分析， 证实了模型解是满足合作博弈核心条件的 $ #$!$! 本层模型相关概念 …， …， 代表每层上企业数 设从原料提供商到最终零售商， 共 ! 层： +!， +#， +! ； , - % & +- & ； - % !， #， !； 量 $ 由于供应链联盟是以产品生产周期为基础来划分层次的， 于是可以近似的认为 +. ! +/ %!， 即每层上 …， 的企业集合是不相交的 $ 供应链联盟的一支供应链生产指派关系是一个 ! 元组： .!， .#， .! 其中 . ! " +! ， …， . #" +#， . ! " +! $ 供应链内部相邻层任意两企业进行合作的单位收益定义为： …， ! 0 #； . - " +- ， . - ( ! " +- ( ! 时 # - ’ !，
第0期
678 型供应链生产规划与库存协调集成决策经济模型
!3
’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ ’ 送到下游客户； 本文采用的主要参数符号和假设见表 ! " 本文模型主要参数符号： （ 单个企业、 单位批量产品或原料） 其中， !"# 是制成品零售商市场销售均价 $ 供应链企业单位生产总成本： %& ’ &" ( &# ( &) ( &* $ （!）
万方数据 理8
#)
系统工程理论与实践
!""D 年 = 月
" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "
符号
表#
模型主要参数符号表
定 义
! 符号和假设
根据 KLM 型供应链运作的特点本文采用了一
［#/， !"］ 般教材和文章中常用的假设 如下：
! #$ &$ ’( *+ +, +( ++. %,( * /0 1 23/ /3 03 /
供应链企业索引标识， …， ’ J #， !， " 供应链层数索引标识， …， $ J #， !， % 第 $ 层上企业的总数量， &$ J — #$ — 企业单位产品意愿支付， 单位： 元)件 企业单位总生产成本， 单位： 元)件 企业单位原材料订购固定成本， 单位： 元)件 企业单位产品生产固定成本， 单位： 元)件 企业单位产品运输固定成本， 单位： 元)件 企业单位库存成本， 单位： 元)件 制成品市场销售均价， 单位： 元)件 企业生产周期， 单位： 月 企业生产生产能力上限， 单位： 件)年 市场的产品需求， 单位： 件)年 供应链联盟主生产计划， 单位： 件)年 企业生产计划， 单位： 件)年 企业订货固定成本， 单位： 元 企业年生产率， 单位： 件)年
［’］ 建立了综合考虑生产时间和生产成本建立了 MAE? （ H352.3 /BCC3D <F.=: 15703） 此模型的特点 %))# 年 *64V0: ［$］ 是综合考虑了国际公司在不同地域的贸易平衡问题； 在 *64V0: 研究的基础上， %))$ 年 M.11 为 G]M 公司
收稿日期： !""[&"$&"$ 资助项目： 国家自然科学基金 （$"-$%"!-） ； 教育部博士点基金 （!""-"-#("#!） 作者简介： 王志强 （%)$$ \ ） ， 男， 汉族， 籍贯： 河北； 中国科学技术大学商学院博士研究生； 研究方向： 决策分析、 供应链管
.
引言
供应链 AE （ /BCC3D <F.=:） 的概念在上世纪 (" 年代末提出， 近年来随着全球制造 （ H352.3 1.:B@.<4B6=:H） 的 出现单个企业往往不再以独立的实体形式和品牌参与市场竞争而集成为供应链的一部分 8 这样企业运作
［%］ 成功的关键将取决于其集成一体化管理能力与协调供应链子成员之间错综复杂网络关系的能力 8 供应
链管理的目标就是达到系统的整体优化， 而其中最基本的就是要降低供应链企业生产过程中的运输、 库存
［!］ 战略层研究与运作层研究 和定购成本 8 供应链管理主要分为两个研究层次： 8 这样按照研究的目标和层
次， 当今大多数的供应链整体建模分析方法可以分为以下三类： %）战略层模型 ［-］ ， 此模型的研究层次主要处于战略层 8 在 E3.6X 和 A<.6@ 研究工作的基础之上 %)() 年和 %))" 年 E5F0: ［[， #］ 与 P00 提出了研究供应链整体绩效的 GIP,+ 模型， 该模型是一个非线性目标函数的混合整数规划模型；
层与运作层的供应链构建多目标模型， 该模型的运作层部分包含有随机变量， 但他们同样没有考虑到供应 链各层之间整体协调的问题 0 综合分析以上文献不难发现： 当今供应链管理研究正在向理性化、 多层次、 多目标和集成化的方向发 展， 经济型模型能够利用博弈理论建立供应链联盟整体构架于内部、 外部的协调机制， 符合成员企业的生 产实际， 代表着供应链集成管理思想的发展趋势； 然而， 现有结合博弈理论构建的经济模型仅仅是在讨论 单层供应链企业间的合作竞争关系 0 为此， 本文以确定性的集成模型为基础， 将模型考察对象的范围扩展 到供应链系统内部的所有成员企业， 包括： 同层企业和上下游企业， 并将博弈协调机制拓展到更为普遍的 （ 2 !!） 供应链系统之上； 构建了每层包含多个企业的多层 KLM 型供应链联盟生产规划和整体库存 2层 协调集成模型 0 该模型由两部分构成： 战略层子模型， 利用博弈协调机制完成供应链系统的生产指派、 整体 构建任务； 运作层子模型， 在战略层确定的生产合作计划的基础上， 协调供应链成员企业的生产周期或批 量0
该类模型集成了战略层、 运作层， 对供应链进行协同优化决策； 该类模型代表着供应链管理研究未来
［#D］ 的发展趋势 0 C?;4 和 1234+ 在 #//@ 年建立了供应链集成数学规划模型包括一个含有随机化变量的子模 ［#G］ 型， 该模型分析了由一个生产商、 一个仓库和一个销售商组成的三层供应链； 在 #//B 年 13(’8EF 和 >(2?E 建立了一个经济博 弈 理 论 框 架 模 型 来 为 描 述 供 应 链 中 的 供 货 商 和 购 买 者 的 关 系； #/// 年， H2+, 5’ 与 ［#=］ 建立了一个基于供应链效综合绩效的集成化两层决策模型： 运作层和战略层， 但运作层模型 13(’8E2:34( ［#)］ 仅将将每层企业的生产成本等指标单独核算， 没有考虑到整体协调问题； !""" 年， 6%(I(’ 建立了协调战略
概念建立了一个复合模型来解决供应链的整体设计和生产运输计划问题 0 !）运作层模型 ［#"］ 该类模型研究运作层问题， 建立了两层供应链的物料供给和需求策略求解模 #/)) 年 1234+ 与 544 ［##］ 型； 在需求独立且服从泊松分布的假设下建 #//# 年 672(2+28 和 9’:;’+ 考虑了多层分布式的供应链体系，
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!"# 战略层子模型 协调模型包括战略层子模型和运作层子模型两个层次， 这两个子模型协同实现供应链整体的生产规 划和库存策略协调工作 $ 战略层子模型的目标是联盟核心企业根据历史全信息在条件下以供应链销售部 门的市场定单需求为基础优化确定供应链成员企业的生产计划和指派合作关系 $ 此外， 在该部分利用博弈 理论对模型的解进行了分析， 证实了模型解是满足合作博弈核心条件的 $ #$!$! 本层模型相关概念 …， …， 代表每层上企业数 设从原料提供商到最终零售商， 共 ! 层： +!， +#， +! ； , - % & +- & ； - % !， #， !； 量 $ 由于供应链联盟是以产品生产周期为基础来划分层次的， 于是可以近似的认为 +. ! +/ %!， 即每层上 …， 的企业集合是不相交的 $ 供应链联盟的一支供应链生产指派关系是一个 ! 元组： .!， .#， .! 其中 . ! " +! ， …， . #" +#， . ! " +! $ 供应链内部相邻层任意两企业进行合作的单位收益定义为： …， ! 0 #； . - " +- ， . - ( ! " +- ( ! 时 # - ’ !，
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链管理的目标就是达到系统的整体优化， 而其中最基本的就是要降低供应链企业生产过程中的运输、 库存
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