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1、中央广播电视大学开放教育试点和人才模式改革本科毕业论文 基于费用约束的运输库存联合供应策略研究学生姓名： 关宇 学 号：20081212001697入学时间： 2008年 3 季专 业： 物流管理（本）直属/分校： 直 属 指导教师： 李 慧 大连广播电视大学2010年07月开题报告一、 论文综述：1 研究背景当前我国除了零售业外，很多传统的制造企业或修理企业的备件库存大都采用年度订货的形式，按照年度或者季度进行供应，而国外一些先进的企业则推崇零库存的订货形式。理论教材中，两种库存形式都强调自己的优势。例如计划订货的形式理论都强调了库存对服务质量的影响，缩短了客户的等待时间；而零库存则强调整个
2、供应链系统的协调，降低了库存成本。供应链是围绕核心企业，通过对信息流，物流，资金流的控制，从采购原材料开始，制成中间产品以及最终产品，最后由销售网络把产品送到消费者手中的将供应商，制造商，分销商，零售商，直到最终用户连成一个整体的功能网链结构。它不仅是一条连接供应商到用户的物流链、信息链、资金链，而且是一条增值链，物料在供应链上因加工、包装、运输等过程而增加其价值，给相关企业带来收益。JIT指的是，将必要的零件以必要的数量在必要的时间送到生产线，并且只将所需要的零件、只以所需要的数量、只在正好需要的时间送到生产。这是为适应20世纪60年代消费需要变得多样化、个性化而建立的一种生产体系及为此生产
3、体系服务的物流体系。但是，究竟哪些情况下采用零库存，哪些情况下采用年度订货的形式，两种库存形式的缺点有哪些，一直没有明确的说法。在对当前各种库存控制策略进行综述的基础上，基于传统的经济批量订购模型，构建了一种整体的运输-库存供应联合模型，然后利用该模型，按照不同的前提条件，分别计算各种库存模式的运行费用，在优化整个物流供应系统的效率的同时，降低系统的整体费用。运输与库存是物流过程中的两个关键环节，这两个环节的整合优化是供应链管理研究的前沿课题。运输与库存的整合优化是指，在满足给定的产品需求及运输限定条件下，同时寻求最优的库存与运输配送策略，使供应链系统运输与库存的总费用达到最小的最优化技术或方
4、法。运输与库存整合优化应着重解决四个问题：一是确定最优库存水平；二是确定补货频率及补货时刻：三是确定所需车辆数量及配送区域；四是确定运输线路。进而实现对运输与库存问题的联合统筹决策，最低化运输与库存总成本。尽管目前运输与库存整合优化问题研究还面临许多困难(如抽象出具有特定应用背景的实际问题并运用恰当的数学优化模型进行全面而准确的描述，然后用可行算法求解等)，但随着先进库存管理模式在我国的广泛应用及市场供应链竞争的不断加剧，对运输调度与库存决策整合优化技术进行研究将变得越来越迫切，其广泛应用也将成为必然趋势。2国内外研究现状21供应链管理环境下的库存问题所谓供应链，其实就是由供应商、制造商、仓库
5、、配送中心和渠道商等构成的物流网络。同一企业可能构成这个网络的不同组成节点，但更多的情况下是由不同的企业构成这个网络中的不同节点。比如，在某个供应链中，同一企业可能既在制造商、仓库节点，又在配送中心节点等占有位置。在分工愈细，专业要求愈高的供应链中，不同节点基本上由不同的企业组成。在供应链各成员单位间流动的原材料、在制品库存和产成品等就构成了供应链上的货物流。形象一点，我们可以把供应链描绘成一棵枝叶茂盛的大树：生产企业构成树根；独家代理商则是主杆；分销商是树枝和树梢；满树的绿叶红花是最终用户；在根与主杆、枝与杆的一个个结点，蕴藏着一次次的流通，遍体相通的脉络便是信息管理系统。传统的企业库存管理
6、侧重于优化单一的库存成本，从存储成本和订货成本出发确定经济订货量和订货点。从单一的库存角度看，这种库存管理方法有一定的适用性，但是从供应链整体的角度看，单一企业库存管理的方法显然是不够的。目前供应链管理环境下的库存控制存在的主要问题有以下几个方面：211缺乏供应链的整体观念供应链是一个整体，需要协调各方活动，才能取得最佳的运作效果。协调的目的是使满足一定服务质量要求的信息可以流畅地在供应链中传递，从而使整个供应链能够根据用户的要求步调一致，形成更为合理的供需关系，适应复杂多变的市场环境。虽然供应链的整体绩效取决于各个供应链的节点绩效，但是各个部门都是各自独立的单元，都有各自独立的目标与使命。一
7、般的供应链系统都没有针对全局供应链的绩效评价指标，这是普遍存在的问题。212对客户服务的理解不当供应链管理的绩效好坏应该由用户来评价，或者用对用户的反应能力来评价。传统的订货满足率评价指标不能评价订货的延迟水平，对用户的服务的理解与定义各不相同，导致对用户服务水平的差异。213信息传递系统低效在供应链中，各个供应链节点企业之间的需求预测、库存状态、生产计划等都是供应链管理的重要数据，这些数据分布在不同的供应链组织之间，要做到有效地快速响应用户需求，必须实时地传递，为此需要通过系统集成的办法，使供应链中的库存数据能够实时、快速地传递。但是目前许多企业的信息系统并没有很好地集成起来，多厂商特别是全
8、球化的供应链中，组织的协调涉及到更多的利益群体，相互之间的信息透明度不高。在这样的情况下，企业不得不维持一个较高的安全库存，信息传递系统的低效是交货状态数据不及时、不准确的主要原因。214库存控制策略简单无论是生产性企业还是物流企业，库存控制目的都是为了保证供应链运行的连续性和应付不确定需求。了解和跟踪不确定性状态的因素是第一步，第二步是要利用跟踪到的信息去制定相应的库存控制策略。在传统的库存控制策略中，多数是面向单一企业的，采用的信息基本上来自企业内部，其库存控制没有体现供应链管理的思想。215产品的过程设计没有考虑供应链上库存的影响现代产品设计与先进制造技术的出现，使产品的生产效率大幅度提
9、高，而且具有较高的成本效益。但是供应链库存的复杂性常常被忽视，结果所有节省下来的成本都被供应链上的分销与库存成本所抵消。另一方面，在供应链的结构设计中，同样需要考虑库存的影响。要在一条供应链中增加或关闭一个工厂或分销中心，一般是先考虑固定成本与相关的物流成本，至于网络变化对运作的影响因素，如库存投资、订单的响应时间等常常是放在第二位的。但是这些因素对供应链的影响同样也是不可低估的。22JIT在我国企业运用主要存在的问题：221人员方面：随着国际金融危机的恶化和人民币的升值等方面的影响，企业职工流动率大幅的加大，直接造成企业在培训及管理上的浪费，同时也影响生产流程的缓慢，出现瓶颈，堆积，导致生产
10、力的降低，效率的降低及成本的浪费。222供应商方面：要做到物料的即时到位，首先是所有原材料之供应商，供应商也要做好JIT和QIP(品质整合专案)，不然怎么给我们提供原材料呢!还有，供应商要越近越好。而我国企业现状好像还存在此类的问题。223 JIT资金方面：JIT资金的投入也是相当大的，如要做好此专案，就必需结合其它专案一并执行，6S是最起码的，还有QIP(也可称TQM，品质保全)，TPM(全员生产保全，就是机器的保养及精进)，QCO(快速换模线，适用于多样少量的生产)，还有供应商的评估，甚至是第二级供应商的评估等等。224其它方面：比如场地的限制，JIT是采用U型排线原则，即进口与出口在同一
11、端，企业要在建厂之前就要想好需运用JIT。还有企业内高层主管对JIT的认可与大力支持，和企业干部乃至员工对JIT的认识，最重要的是怎样改变以前的旧观念。3本文的重点问题和研究价值论文结合某大型车辆修理企业备件供应和库存的实际情况，运用经济批量订购模型构建了一个两级库存-运输联合供应模型，对系统的最低运行费用、最佳订货周期等关键参数进行了运算，然后运用该模型，对多种库存策略进行了验证。研究结果表明：供应链系统中，无论何时都不能单纯考虑库存费用一项指标，而必须同时考虑系统各个环节费用，才能达到系统的最优运行。论文的研究过程对于改进当前一些传统大型企业的库存供应模式具有重要参考价值。二、 主要参考文
12、献1 朱艳。供应链环境下的仓储管理优化问题J现代企业教育学术理论。2008/12下期2王致权我国现代仓储业发展探讨现代商贸工业2009/193庄敏智论仓储物流企业的服务提升战略物流工程与管理2009/24 李玓。试论“零库存”J。经营与管理。2010/04 5 吴剑奴。广义丰田生产方式解析J。国外理论动态。2009/07 6 孙磊，朱琼，张洁。 随机提前期下考虑动态紧急订货的库存模型J。上海交通大学学报。2010/03 7 许民利，孙彩群。 基于等待时间限制的服务备件多点转运库存模型研究J。山东大学学报(理学版)。2010/03 8 黄松，杨超。 随机需求下联合选址-库存模型研究J。中国管理科
13、学。2009/05 9 李志强。戴尔公司经营模式的启示J。企业经济。2004/11 10 王正元， 宋建社， 何志德， 曹继平。一种备件多级库存系统的仿真优化模型J。系统仿真学报。2007/05 三、研究方案：1理论基础经济订货批量 economic order quantity (EOQ)。库存控制研究的是什么时间、以什么数量、从什么来源补充库存，使得库存和补充订货的总费用最少。早在20世纪初期，Harris就建立了经济订货批量(Economic Order Quantity，简称EOQ)模型。20世纪50年代后，经过数十年的发展和完善，经济订货批量模型及其变形已形成较为完善的库存控制体系，
14、并在实际中得到了广泛的应用。所谓经济订货批量，是指库存总费用为最小时的订货批量。库存控制中的费用主要包括保管费、订货费、缺货费、采购费。1)保管费是指库存物料在保管过程中所发生的一切费用，即物料在收货、存储和搬运时发生的费用，库存保管费随着库存量的增加而增加。2)订货费是指库存物料在订货过程中发生的全部费用，订货费用与每次订货量的多少无关，在年需求量一定的情况下，订货次数越多，则每次订货量越小。3)缺货费是指由于库存物料缺货而造成的缺货损失费用，增大库存量，可减少缺货，但库存保管费会大大增加。4)购买费是指库存物料的实际购买费用，它与价格和购买数量有关。2研究方法经济订货批量(EOQ)，即Ec
15、onomic Order Quantity是固定订货批量模型的一种，可以用来确定企业一次订货(外购或自制)的数量。当企业按照经济订货批量来订货时，可实现订货成本和储存成本之和最小化。该基本模型有以下假设备件：1)单位时间内的需求量不变，即需求速率均匀且为常量；2)订货提前期不变；3)各次订货的订货费相同，与订货批量的大小无关；4)没有数量折扣；5)保管费与库存量成正比；6)全部订货一次到货，且不允许缺货；7)单一品种。由于采购成本只与单位购买价格和年总需求量有关，与订货批量无关，因此，在年总需求量一定的情况下，最优订货批量取决于保管成本与订货成本的高低。最优订货批量反映了保管成本与订货成本之间
16、的平衡：当订货批量变化时，一种成本会上升，同时另一种成本会下降。但是，小订货批量必然导致经常性的订货，而这样又会迫使订货成本上升。相反，偶尔发生的大量订货会使订货成本降低，但又会导致较高的平均库存水平，从而使保管成本上升。因此，理想的解决方案是既不能订货批量特别小、订货次数特别多，又不能订货批量特别大、订货次数特别少，只能在两者之间寻求平衡。最优订货批量取决于保管成本与订货成本的相对数量。经过数十年的发展和完善，经济订货批量模型发生了较为深刻的变化，从而形成较为完善的库存控制体系。经济订货批量的变形主要有以下几种：1) 有数量折扣的经济订货批量；供应商为了吸引企业一次购买更多的物料，往往规定对
17、于购买数量达到或超过某一数量标准时给予价格上的优惠，这个事先规定的数量标准称为折扣点。由于折扣是按购买数量提供的，因而又称为数量折扣。在有数量折扣的条件下，由于折扣前的单位购买价格与折扣后的单位购买价格不同，因此必须对经济订货批量公式进行必要的修正。在有数量折扣的情况下，由于每次订货量大，订货次数减少，年订货费会降低。但是订货量大会使库存增加，从而使库存保管费增加。在供应商采取数量折扣的情况下，企业会进行计算和比较，以确定是否需要增加订货量去获得折扣。其判断的准则是：若接受折扣所产生的年总成本小于经济订货批量所产生的年总成本，则会接受折扣；反之，会按不考虑数量折扣计算的经济订货批量购买。2)
18、允许缺货的经济订货批量；在实际生产活动中，因运输方面出现的问题导致订货物料到达时间有可能延期，物料需求速率有可能变大。此外，供应商因库存物料不足难以及时发货，因此有时不免会出现缺货现象，产生缺货成本。在允许缺货的情况下，需要对经济订货批量模型进行必要的修正。3) 联合订购。前述讨论的都是单一品种物料的采购问题，在实际工作中，大多数都是多品种的联合订购，尤其是同类多品种、同城多品种的联合订购更是普遍。前者是指同类产品的多种不同规格型号，后者是指同一城市或同一地区生产或供应的多个品种。在这些情况下实行联合订购可以大大节省订货费用。联合订购问题按订购的时间分为两类：不同品种相同周期的联合订购；同品种
19、不同周期的联合订购。3研究步骤首先了解并掌握现代库存控制管理的策略。通过订货策略、库存控制模型、现代运输策略分析、库存控制策略中的费用因素四个方面，全面研究经济订货批量在库存及运输全过程的应用及作用。其次了解和掌握二级库存系统的运行模型和解决问题的前提和假设。再次运用所了解和掌握的知识和资料设计库存系统的二级库存和运输模型，包括仓库的费用模型、总部供应中心的费用模型、二级库存及供应系统的总体模型。然后二级库存和供应模型的求解过程分析，包括仓库备件申请数量的确定、总部供应中心订货量的确定、系统的最低运行费用。最后运用实例进行说明及进行系统运行费用的分析，这里包括收集实例基本数据、运用经济订货批量
20、理论对基于经济订货批量模型的系统进行求解、对基于年度订货模式的费用进行分析、对改进备件订货次数的折中方法和提高供应速度降低存储量进行验证。4预期效果结合物料供应和库存的实际情况，运用经济批量订购模型构建一个两级库存-运输联合供应模型，对系统的最低运行费用、最佳订货周期等关键参数进行运算，然后运用该模型，对多种库存策略进行验证。达到了解和掌握供应链系统中，无论何时都不能单纯考虑库存费用一项指标，而必须同时考虑系统各个环节费用，才能达到系统的最优化运行的效果。最终为企业的库存供应模型起到参考作用。目 录一、绪论3（一）概念介绍3（二）研究背景3（三）国内外研究现状41供应商管理库存（VMI）42联
21、合管理库存（JMI）43协同式的供应链库存管理5（四）现实状况6二、运输与库存系统应用模式6（一）企业状况6（二）运输、库存联合供应策略71现代库存控制策略71）订货策略72）库存控制模型83）现代运输策略94）库存控制策略中的费用结构9三、典型库存系统的两级库存和运输模型设计10（一）求解前提和假设10（二）仓库的费用模型101运输费用102仓库的库存费用103仓库的总运行费用10（三）总部供应中心的费用模型111总部供应中心库存的消耗速率112总部供应中心的订货费用113总部供应中心的库存费用114总部供应中心的总体费用11（四）二级库存供应系统的总体模型12四、实施策略12（一）算例的基
22、本数据12（二）基于经济批量订购模型的系统求解数据12（三）基于年度订货模式的费用分析13（四）改进备件订货次数的折中方法验证13（五）提高供应速度，降低存储量的尝试14五、结论15参考文献：16基于费用约束的运输-库存联合供应策略研究关 宇摘要：本文通过对供应链概念和研究背景的介绍，以及供应商管理库存(VMI)、联合管理库存(JMI)以及协同式的供应链库存管理的国内处现状的研究，基于传统的经济批量订购模型，构建了一种整体的运输-库存供应联合模型，运用该模型，对各种库存模式进行了系统费用分析和算例验证，计算结果不仅优化整个物流系统的供应效率，而且降低了系统的整体费用。全文从现代库存控制策略：包
23、含订货策略、库存控制模型、现代运输策略分析、库存控制策略中费用因素；典型二级库存系统描述；典型库存系统的两级库存和运输模型设计：包含仓库费用模型设计、总部供应中心费用模型设计、二级库存供应系统的总体模型设计；多级库存和供应模型求解过程分析；算例与系统运行费用分析等几个方面全面阐述基于费用约束的运输库存联合供应策略。最终论证了只有通过科学的理论指导和严谨的模型计算，才能得到各库存单位的最佳效益。仅凭经验或照搬国外的一些新概念、新模式，不一定能够取得理想效果。关键词：供应链；库存控制；库存费用；运输费用；经济订货批量模型。一、绪论（一）概念介绍国家标准物流术语(CB T18354-2001)对供应
24、链的概念定义为：“生产及流通过程中，涉及将产品或服务提供给最终用户活动的上游与下游企业，所形成的网络结构”。 换句话说，通过增值过程和分销渠道控制从供应商的供应商到用户的用户的流就是供应链，它包括信息流、物流、资金流。它开始于供应的源点，结束于消费的终点。 华中科技大学的马士华在供应链管理中认为：“供应链是围绕核心企业，通过对信息流、物流、资金流的控制，从采购原材料开始，制成中间产品以及最终产品，最后由销售网络把产品送到消费者手中的将供应商、制造商、分销商、零售商，直到最终用户连成一个整体的功能网络结构模式。”由此，供应链概念具有以下特征： 第一，供应链的每个节点都是供应链的必不可少的参与者。
25、从范围上观察，供应链把对成本有影响的和在产品满足顾客需求的过程中起作用的每一方都考虑在内：从供应商、制造商、分销商、零售商直到最终用户。供应链上的节点企业间是供需协调、物流同步的关系。 第二，供应链是一条物流链、信息链、资金链、增值链。 第三，供应链是由若干供应链集成的网链结构。一个企业可以是一条供应链的成员，同时又是另一条供应链的成员，众多的供应链形成交叉网络结构。供应链往往由多个、多类型甚至多国企业构成。 从运行特征上观察，供应链更关心的是商品所有权转移，即价值流、资金流和信息流的规律。 （二）研究背景当前我国除了零售业外，很多传统的制造企业或修理企业的备件库存大都采用年度订货的形式，按照
26、年度或者季度进行供应，而国外一些先进的企业则推崇零库存的订货形式。理论教材中，两种库存形式都强调自己的优势。例如计划订货的形式理论都强调了库存对服务质量的影响，缩短了客户的等待时间；而零库存则强调整个供应链系统的协调，降低了库存成本。但是，究竟哪些情况下采用零库存，哪些情况下采用年度订货的形式，两种库存形式的缺点有哪些，一直没有明确的说法。本文在对当前各种库存控制策略进行综述的基础上，基于传统的经济批量订购模型，构建了一种整体的运输-库存供应联合模型，然后利用该模型，按照不同的前提条件，分别计算各种库存模式的运行费用，在优化整个物流供应系统的效率的同时，降低系统的整体费用。（三）国内外研究现状
27、近十几年，各种先进的库存管理思想层出不穷。比较具有代表性的思想包括供应商管理库存（VMI）、联合库存管理（JMI）和合作计划、预测、补给库存管理策略CPFR。1供应商管理库存（VMI）VMI是指供应商等上游企业基于其下游客户的生产经营和库存信息，对下游客户的库存进行管理和控制。在VMI模式下，供应商通过下游合作伙伴的授权，管理对方长期签约购买产品的库存；供给方通过分享采购方信息，保证产品在采购方维持零库存或在最低的库存保证基础上，在适当的时间进入正确地点。VMI和传统模式的关键区别在于，供应商由原来努力将商品推销给分销商转变为努力地帮助分销商销售，供应商、零售商和分销商共同关注如何更有效地将更
28、多的商品卖给最终消费者。实施VMI最重要的优势在于能够控制和减少“牛鞭效应”的影响。在这种方式下，供应商通过用户的POS(销售时点)系统可以即时获得最终消费者真实的需求信息，在此基础上做出订货决策，可以缩短提前期，提高服务水平。供应商能够减少需求预测的不确定性，更好地协调运输和供应作业，具体地讲，预测不确定性的减少可以降低安全库存水平，从而降低库存总成本。除此之外，它还为零售商-供应商关系的重整提供了一个绝好的机会。VMI可以满足下游企业降低成本和提高服务质量的要求。与下游企业自己管理库存相比，供应商在对自己的产品管理方面更有经验，更专业化。同时，VMI追求的本身就是双赢的结局，它将同时给处于
29、供应链上游企业的供应商带来许多利益。VMI策略的示意图见图1。图1 VMI供应策略示意图2联合管理库存（JMI）VMI是一种供应链集成化运作的决策代理模式，它把用户的库存决策权代理给供应商，由供应商代理分销商或批发商行使库存决策的权利。JMI策略则是一种基于协调中心、风险分担的库存管理模式，更多地体现了供应链节点企业之间的协作关系，能够有效解决供应链中的“牛鞭效应，提高供应链同步化程度。这种模式下强调供应链节点企业同时参与、共同制定库存计划，从而使供应链管理过程中的每个库存管理者都能从相互的协调性来考虑问题，保证供应链相邻两节点之间的库存管理实体对需求预测水平的高度一致，从而消除需求变异放大。
30、任何相邻节点需求的确定都是供需双方协调的结果，库存管理不再是各自为政的独立运营过程，而是供需的连接纽带和协调中心。JMI系统把供应链系统管理进一步集成为上游和下游两个协调管理中心，从而部分消除了由于供应链环节之间的不确定性和需求信息扭曲现象导致的供应链的库存波动。通过协调管理中心，供需双方共享需求信息，因而起到了提高供应链的运作稳定性的作用。一种基于协调中心的联合库存管理供应链模型如图2所示。图2 JMI供应策略示意图和传统的库存管理模式相比，JMI模式有如下几个优点：(1)为实现供应链的同步化运作提供了条件和保证；(2)减少了供应链中的需求扭曲现象，降低了库存的不确定性，提高了供应链的稳定性
31、；(3)库存作为供需双方的信息交流和协调的纽带，可以暴露供应链管理中的缺陷，为改进供应链管理水平提供依据；(4)为实现零库存管理、准时采购以及精益供应链管理创造了条件；(5)进一步体现了供应链管理的资源共享和风险分担的原则3协同式的供应链库存管理（CPFR）VMI和JMI被证明是比较先进的库存管理办法，但也存在以下缺点: VMI是单行的过程，决策过程中缺乏协商，难免造成失误； 决策数据不准确，决策失误较多； 财务计划在销售和生产预测之前完成，风险较大； 供应链没有实现真正的集成，使得库存水平较高，订单落实速度慢； 促销和库存补给项目没有协调起来； 当发现供应出现问题(如产品短缺)时，留给供应商
32、进行解决的时间非常有限； 过度地以客户为中心，使得供应链的建立和维护费用都很高。针对VMI和JMI的不足，二十世纪九十年代末又出现了一种新的供应链管理技术，即CPFR。CPFR是一种协同式的供应链库存管理技术，它能同时降低销售商的存货量，增加供应商的销售量。CPFR最大的优势是能及时准确地预测由各项促销措施或异常变化带来的销售高峰和波动，从而使销售商和供应商都能做好充分的准备，赢得主动。由于CPFR始终从全局的观点出发，制定统一的管理目标以及方案实施办法，以库存管理为核心，兼顾供应链上的其它方面的管理。因此，CPFR能实现伙伴间更广泛深入的合作，代表了未来库存管理技术的发展方向。合作计划、预测
33、、补给库存管理策略的示意图见图3。图3 CPFR供应策略示意图同传统的供应链运营模式相比，CPFR在改善供应链合作关系，提高消费者满意度和供应链整体运作效率方面，无疑是一个重大的进步，具有重要的理论和应用价值。但是，它还存在一些局限性，如以消费者为中心的思想未完全实现； CPFR始于需求预测，终于订单生产，合作过程不是十分完善等。（四）现实状况尽管上述供应链理论都较为先进，但我国大多数大型工业企业仍旧采用计划订货的模式。即每年年初或者年末，由行业协会或者几家大企业牵头，召开订货会。会上大家依据价格和需求确定全年得订货数量。供货方拿到合同后，根据自己的生产能力向用户供货，而真正的底层用户基本上没
34、有决策权，只有向上级反映缺货或者库存积压得建议。在这个过程中，订货、供货双方只考虑批量订货价格的问题，很少考虑库存、运输甚至一次性订货的货款升值影响。这是一种典型的计划经济模式，必须运用先进的供应链模型加以改进。二、运输与库存系统应用模式（一）企业状况总部供应中心仓库1仓库2仓库M备件消耗备件消耗备件消耗工厂订货图例说明备件供应过程备件申请过程本文所研究的库存系统主要有一个总部供应中心和M个仓库组成。系统运行过程中，各个仓库负责统计所属单位的零件消耗，并通过自己的库存来满足这种消耗。当本级仓库的库存量不能满足消耗需求时，仓库负责向总部供应中心提出申请，自己负责到总部供应中心运输零件。总部供应中
35、心根据各个仓库的零件申请要求订货，并通过总部库存来保证每次所属仓库申请备件时得到实时满足。系统的运行过程如图 3所示。图 4 两级库存供应系统示意图按照供应链的观点，图 4所示的是一个由两级库存供应系统，由于增加了运输环节，系统的运行费用不仅仅要考虑各级库存费用，而且还要运输周期和运输费用。（二）运输、库存联合供应策略1现代库存控制策略供应链管理的核心思想就是把产品供应过程中的生产、订货、库存、运输等环节都集成在一起或者部分集成在一起进行优化决策。在现代供应链的指导思想下，库存控制目标主要有两个:一个是降低库存成本，二是提高顾客服务水平。库存控制的目的就是在两个目标之间寻求平衡，使得系统的运行
36、效果最佳。由于库存数量和订货、运输策略密切相关，所以本文将首先论述供应链管理中一些较为成熟的订货策略、库存控制模型。1）订货策略在库存控制系统中，订货量和订货频率(订货周期)是两个主要的变量，两个变量的不同变动组合形成多种订货策略，主要分为连续性检查和周期性检查两种类型。(1) (Q, S)策略图5为(Q, S)策略的示意图。基本思想是:订货单位对库存进行连续性检查，当库存降低到订货点水平S时，即向生产商发出一个订货请求，每次的订货量保持不变，都为固定值Q。该策略适用于需求量大、缺货费用较高、需求波动性很大的物资。图5 (Q,S)订货策略和库存量（2）(s, S)策略该策略和(Q, S)策略一
37、样，都是连续性检查类型策略，也就是订货方要随时检查库存状态，当发现库存降低到订货点水平s时，即向生产商开始订货，订货后使最大库存保持不变即为常量S。若订货方发出订单时库存量为I，则其订货量即为(S-I)。该策略和(Q, S)策略的不同之处在于订货方订货量是按实际库存而定，因而订货量是可变的。（3） (t, S)策略该策略是周期性检查策略。该策略确定固定的订货周期和最大库存量，不设定固定订货点。而根据每一检查周期需求量的变化而改变订货数量。订货方对每一商品规定一个最高库存量S，每隔一定时间间隔t订货方检查一次库存量，当库存量低于最高库存量S时，即向生产商发出一次补货订单，把现有库存补充到最大库存
38、水平S。如此周期性检查库存，不断补给。该策略适用于一些不很重要的、或使用量不大的物资。（4） (t, s, S)策略该策略是策略（t,S）和策略（s,S）的综合。这种补给策略有一个固定的检查周期t、最大库存量S、固定订货点水平s。当订货方经过一定的检查周期t后，若库存低于订货点s，订货方即向生产商发出订货，否则不订货。订货量的大小等于最大库存量减去检查时的库存量。如此周期进行下去，实现周期性库存补给。2）库存控制模型库存控制模型基于满足用户需求和降低成本的目标而建立的，其库存控制的核心就是根据自身库存的需求特点，在实现一定的客户服务水平的条件下，使自身库存成本费用最小。在独立需求的前提下（所谓
39、独立需求是指需求变化独立于人们的主观控制能力之外，因而数量与出现的概率是不确定的）。库存控制模型根据其主要的参数如需求量与提前期是确定的还是随机变化的，分为确定型库存模型和随机型库存模型。（1）确定型库存控制模型所谓确定型库存控制模型，是指订货方的需求量、前置期都是确定条件下的库存控制模型。模型需要确定订货点和订货量两个参数，也就是解决（Q,S）订货策略的两个参数的设定问题。从订货方的角度分析，确定型库存控制模型可以分为：(1)不允许缺货、瞬时到货的库存控制模型；(2)允许缺货、瞬时到货的库存控制模型；(3)不允许缺货、持续到货的库存控制模型；(4)允许缺货、持续到货的库存控制模型；(5)价格
40、有折扣的库存控制模型等。根据论文研究内容，这里简单讨论订货方不允许缺货、瞬时到货的确定型库存控制模型假设条件： 订货方的缺货成本无穷大(不允许缺货)； 订货方当货物库存量降为零时，可以立即得到补充(即前置期很短，可以近似看作零)； 客户的需求是连续的、均匀的，设需求速度为R(单位时间需求量)为定值，则t时间内的需求量为Rt； 订货方每次订货量不变，订货成本不变； 订货方单位存储成本不变。如图6所示，随着时间的推移，订货方的库存量以R的速度下降，经过时间t后订货方库存己经全部供应给零售商，此时订货方开始向生产商订货Q。由于是瞬时到货(前置期为零)，订货方库存量立即上升为Q。然后开始下一个周期，周
41、而复始，形成订货方多周期库存控制模型。在此种库存控制模式下，经典的经济订货批量模型能够满足系统的订货要求。并能够确定相应的订货量和订货周期。图6 确定性库存控制模型中的库存量变化关系（2）随机型库存控制模型所谓随机型库存控制模型就是指在供应商库存需求量、前置期以及订货完成时间等因素存在不确定的条件下所采用的库存控制模型。而这些不确定因素的变化规律应是已知的，可用相符的概率分布规律替代。由于在实际中绝对的确定是不存在的，所以随机型库存控制模型更贴近实际。在随机型库存控制模型中，经济订货批量(EOQ)的计算十分复杂，是订购费用、库存费用、缺货费用等的总期望最小值的订货批量。而为了计算相关费用的数学
42、期望，必须了解需求的概率分布规律，并利用概率密度函数与分布函数进行一系列的运算。随机型库存模型要解决的问题是:确定经济订货批量或经济订货期；确定订货点和订货后最大库存量。3）现代运输策略运输是供应链运作的必需环节，运输成本也是供应链物流成本中比重较大的部分，因此选择良好的运输策略，将会提高系统的供应效能。在一些现代供应链管理思想中，订货方不再是被动地按照客户的订单发货和补充订货，而是根据自己对众多下游需求的掌握，主动安排运输策略(这里只考虑订货方与零售商间的运输问题)。应该说供应链使得订货方对运输策略的选择具有了更大的自主性和能动性，其目标是要满足下游企业需求的同时降低自身的成本。这里所谈到的
43、运输策略是订货方根据下游企业(零售商)的需求规律和地理方位以及自身的库存水平、运输车队等情况而选择有效的运输策略，内容主要包括运输方式选择、路径和网络选择、供应策略选择等方面。供应链管理理论中，运输方式主要包括铁路、公路、水运、航空和管道等运输方式或者这些方式的联合。各种运输方式提供的运输服务各有优势和不足。在实际的供应链系统建模中，这些运输方式只是一种狭义运输方式的概念，我们只关心运输时间和运输费用。这是论文开展研究的一个前提。4）库存控制策略中的费用结构制定订货策略时，一个最关键的问题在于明确订货所要满足的目标，既要保证一定的库存量，同时也要考虑经济性的问题，并且，在满足供应量的前提下，系
44、统的运作费用往往是决定订货策略的关键因素。在物资、器材的订货与库存过程中，所涉及到的费用成本主要包括以下几类：（1）订货费用订货费用是指订购物资、器材中所开支的费用，如差旅费、手续费、业务人员的工资等。一般情况下,订货费用只与订货次数有关,而与订货量无关。（2）库存费用库存费用指物资、器材进入仓库直至供应时所开支的费用。包括使用仓库、保管器材以及器材变坏等所支出的费用。例如仓库设施的运行费、维修费、折旧费、仓库工作人员的工资以及仓库的其他日常管理费等。库存费用大致与所持有的平均库存量、库存时间成正比。（3）缺货费用很多供应链模型和库存费用结构中，还包括缺货费用，即由于缺货给库存单位造成的损失，
45、如失销费用和客户等待费用等。由于器材供应不允许缺货，因此，不考虑这一费用。 三、典型库存系统的两级库存和运输模型设计（一）求解前提和假设系统运行过程中，按照如下条件进行假设。1不允许缺货，瞬时进货，即不考虑进货时间。2厂家生产能力足够，总是能够满足订货要求。3系统的备件消耗速率是确定的，每个仓库备件的消耗速率为。4仓库在备件申请的同时，立刻就能请领到足够的备件数量，由仓库自己负责安排备件运输。5总部供应中心和仓库都实行（s,Q）的补货策略。即无论仓库还是总部供应中心，都是在自己的库存降低到最低安全库存量s时，向上一级提出供应申请或者订货申请。6系统运行一个计划周期T，例如1年。已知每个仓库的备
46、件需求速率为，则在该计划期内，各仓库需要的备件数量为，整个系统的最终需求量为：。 （二）仓库的费用模型仓库没有订货功能，直接从总部供应中心请领备件，所以仓库的费用主要包括备件运输费用和库存费用。1运输费用备件运输过程中，费用主要由两部分组成。首先，每一次申请和运输备件，都有一个基础费用，包括申请的手续费、人员的住宿费以及车辆的起步运输费用等，这里用表示每次请领备件的基础费用。另外，当请领备件超过一定数量时，供应成本还与供应的备件数量有关系。这里，把与备件数量有关系的数值折算为单位备件的运输费用，用表示。假设仓库每次申请的供应数量为，则第仓库每次申请备件的供应费用可以表示为1式： （1）2仓库的库存费用每个供应周期内，仓库的库存成本：用表示单件备件单位时间内在仓库的库存成本，并且本系统中，总部供应中心和下面的仓库采用一样的数值。在仓库每次申请的供应数量为的前提下，每个供应周期内，仓库所消耗的库存费用可以表示为2式： （2）3仓库的总运行费用一个计划期内，各仓库申请供应的次数可以通过 3式求得： （3）在上述前提条件下，每个仓库在一个计划期内的总费用模型可以表示为4式。