基于不确定环境的新产品供应链模糊库存模型研究
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摘 要
在全球市场越发激烈的竞争环境下，企业必须不断的改善供应链管理以降低库
存成本,并提高服务水平才能求得发展。然而供应链环境中存在的众多不确定性因
素、产品生命周期的缩短以及顾客期望服务水平的提升，使供应链管理变得越发困
难。
本文论述了供应链管理与库存控制的基本理念，供应链中不确定性的主要现象
—牛鞭效应的成因与解决方法。信息共享模型是在用理论分析牛鞭效应的基础上，
研究供应链中的生产商与零售商需求信息共享对生产商库存和成本的影响，验证了
牛鞭效应的存在以及通过信息共享可以减少供应商的库存，降低成本。分析了比较
流行的供应链库存模型；在此基础上，应用模糊理论描述新产品供应链的不确定因
素，并提出以稳健观点研究新产品供应链的库存策略。构建了“供应链模糊库存成
本评估模型”，评估不同库存组合可能发生的库存成本；通过“供应链模糊库存成
本评估模型”与遗传算法结合，求得不同库存策略下的库存组合的总成本。将模型
应用于克莱德贝尔格曼有限公司新产品V92的新产品供应链当中，以使管理者能比
较不同的环境下的库存组合以得到最佳库存组合的信息。 在面对产品生命周期日
趋缩短、产品价格逐渐递减的环境下，“供应链模糊库存成本评估模型”的作用表
现的必将更加明显。
关键字：供应链管理 库存 供应商管理库存 牛鞭效应 稳健策略
信息共享
ABSTRACT
With the increasing competition global marketing environment , for development
b u s i n e s s E n t e r p r i s e s m u s t i m p r o v e t h e i r s u p p l y c h a i n m a n a g e m e n t t o r e d u c e t h e i r
inventory cost and enhance service levels. Managing supply chain is very difficult, since
various uncertainty existed in the supply chain , the reducing product life cycle and the
heightened expectations of customers.
The paper disserts the basis concept of supply chain management and the inventory
control . I t describe the most p henomena of S u pply Chain M a nagement—“Bull Whip
Effect” and i n tr oduce the c a u s e and solut i o n .Basis the r e search of B u l l Whip E ffect
t h e o r y , S t u d y t h e i n v e n t o r y a n d c o s t o f t h e i n f o r m a t i o n - s h a r i n g m o d e l b e t w e e n a
producer and its retailer .So it proved the existence of the bullwhip effect in the supply
chain and information-shared can reduce the inventory and cost. Analyses the mostly
s u p p l y c h a i n i n v e n t o r y c o n t r o l m o d e l s . O n t h i s c o n d i t i o n , A p p l y i n g f u z z y t h e o r y i t
describes uncertainty in the new product supply chain and a robust strategy is used to
determine the new product supply chain inventory policy. The fuzzy inventory cost
model for supply chain is designed to evaluate the possible inventory cost with the
differ inventory. The Genetic algorithm is used for The fuzzy inventory cost model for
supply chain to calculate the minimize inventory costs of the supply chain. At last the
paper applies the model to the new product V92 supply chain of Clyde Bergermann.
The manager can get the newly information for comparing the differ inventory cost of
differ inventory levels. This is especially important as the product life cycle is short and
product price is going down.
Key Words: Supply Chain Management, Inventory, Bull Whip Effect,
Vendor Management Inventory, Robust Strategy,
Information-sharing
目 录
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论.................................................................................................................1
1.1问题概述............................................................................................................1
1.2国内外研究现状................................................................................................1
1.2.1国内文献..................................................................................................1
1.2.2国外文献..................................................................................................2
1.3论文内容与论文框架........................................................................................3
1.3.1论文研究内容..........................................................................................3
1.3.2本文的研究框架......................................................................................3
第二章 供应链的本质与库存问题.............................................................................4
2.1供应链的概念....................................................................................................4
2.2供应链的结构模型............................................................................................5
2.3供应链的不确定性............................................................................................5
2.4库存问题............................................................................................................7
2.4.1库存的定义及作用..................................................................................7
2.4.2库存控制的内容及目标..........................................................................8
2.5供应链环境下的库存问题................................................................................8
2.5.1没有供应链的整体观念..........................................................................9
2.5.2对用户服务的理解与定义不恰当..........................................................9
2.5.3不准确的交货状态数据..........................................................................9
2.5.4低效率的信息传递系统..........................................................................9
2.5.5库存控制策略简单化............................................................................10
2.5.6缺乏合作与协调性................................................................................10
2.6小结..................................................................................................................10
第三章 供应链的不确定性研究...............................................................................12
3.1不确定性在供应链中的主要体现..................................................................12
3.1.1“牛鞭效应”的基本思想....................................................................12
3.1.2 产生牛鞭效应的主要原因...................................................................12
3.1.3缓解牛鞭效应的措施............................................................................13
3.1.4不确定性分析在新产品供应链中的作用............................................14
3.2供应链中的信息共享模型..............................................................................15
3.2.1问题描述................................................................................................15
3.2.2模型分析................................................................................................16
3.3新产品供应链不确定性研究的目的与必要性..............................................21
3.3.1新产品供应链研究的目的....................................................................21
3.3.2新产品供应链研究的必要性................................................................22
3.3.3新产品供应链的问题概述....................................................................22
3.4小结..................................................................................................................25
第四章 供应链管理环境下的库存控制研究...........................................................26
4.1供应商管理库存(VMI)...................................................................................26
4.1.1 VMI的定义...........................................................................................26
4.1.2 VMI的实施方法...................................................................................27
4.2联合库存管理..................................................................................................28
4.3第三方管理联合库存......................................................................................29
第五章 新产品供应链库存策略及其决策模型研究...............................................31
5.1新产品供应链的不确定因素..........................................................................31
5.2模糊集合理论描述供应链不确定因素的应用..............................................32
5.2.1模糊集合的基本概念............................................................................33
5.2.2反模糊化................................................................................................35
5.3稳健策略..........................................................................................................35
5.3.1可能性理论............................................................................................36
5.3.2稳健策略的观点....................................................................................36
第六章 供应链模糊库存成本评估模型...................................................................41
6.1参数说明..........................................................................................................41
6.2模型描述..........................................................................................................42
6.3供应链模糊库存成本评估模型......................................................................43
第七章 遗传算法求解与案例分析...........................................................................45
7.1遗传算法简介..................................................................................................45
7.2算法解析..........................................................................................................46
7.3简单说明..........................................................................................................47
7.4案例..................................................................................................................48
7.4.1案例说明................................................................................................48
7.4.2案例介绍................................................................................................49
7.4.3案例的结果与分析................................................................................52
第八章 结论...............................................................................................................56
8.1研究结果..........................................................................................................56
8.2结论..................................................................................................................57
8.3未来研究方向..................................................................................................57
附录1库存策略与供货水平对应表..........................................................................58
附录2评估库存成本对应表......................................................................................62
参考文献....................................................................................................................65
第一章 绪论
第一章 绪论
1.1问题概述
供应链管理(SCM)是目前国际上最引人注目的企业管理新思想之一，它融合了
当今现代管理的新思想、新技术，是一种系统化、集成化、敏捷化的先进管理模型
供应链管理是在满足服务水平需要的同时，为了使得系统成本最小而采用的把供应
商、制造商、仓库和商店有效的结合成一体来生产产品，并把正确数量的产品在正
确的时间配送到正确的地点的一套方法。
随着当社会信息技术发展，市场上的竞争越发激烈，产品的生命周期的缩短以
及顾客期望的提高，迫使企业投资并关注其供应链。同时，为了保证其市场占有率
和广泛的顾客群体，企业也在不断的开发新产品，以便凭借新产品的推出，大量的
占有市场。只有不断的有新产品进入市场，企业才能获得更多的利润。
通过对产品的生命周期研究人们不难发现，新产品进入市场的不同时期所获得
的利润也有很大的变化，而在初期阶段中，企业获得利润最大。所以，企业在新产
品开发的初期就需制订出完整的供应链系统，以减少风险、降低库存成本、缩短交
货时间、更好得满足顾客需求，帮助企业达到预期的利润。然而，新产品开发初期
很多信息都是不确定的，企业往往缺乏相关的顾客需求、供应商供货方面的信息，
因而无法做出良好的供应链库存策略，往往会导致企业损失的利益非常巨大。本课
题希望对供应链管理中的不确定因素做系统的分析,根据信息共享模型论证对不确
定因素的减缓作用。同时，建立一个供应链模糊库存模型，在市场需求、供应商库
存等许多情况都不确定的条件下，用模糊集合描述顾客需求和供应商供货等不确定
因素，建立一个不确定环境下的新产品供应链模糊库存评估模型，评估不同的库存
组合可能发生的库存成本。以期待对新产品的开发中的库存策略起到一定的启迪与
评估作用。
1.2国内外研究现状
目前，对供应链管理的研究很多，国内外许多软件公司都开发了自己的供应链
管理软件，但这些软件模型的建立大都是基于准确信息的基础上的，对于不确定因
素的供应链管理的研究还比较少。描述供应链管理问题的文献主要有以下几篇：
1.2.1国内文献
供应链中二级分销网络优化设计的模糊机会约束规划模型[1]一文中提出了供应
链中二级分销网络优化设计的模糊机会约束规划模型，模型将各个需求的需求量以
及各分厂的生产能力等难于确定的参数看成是模糊的，从而进一步讨论了如何将模
型中的机会约束清晰化，以及了采用启发式算法同分枝定界法相结合用以提高问题
的求解速度。
模糊决策在供应链伙伴企业选择中的应用[2]中表述了伙伴企业选择是供应链管
理众多决策中的重要一环，对伙伴企业的综合评价是一个典型的多指标多层次的综
合评价问题，并且有些指标的确定往往带有主观的色彩。文章首先建立了伙伴企业
选择评价指标体系，并在此基础上应用模糊决策的有关理论建立了伙伴企业选择的
1
基于不确定环境的新产品供应链模糊库存模型研究
模糊多目标多层次综合评价模型。最后通过一个实际的伙伴企业选择评估过程说明
了该方法的实际应用。
灰色聚类决策法及其在供应链库存管理中的应用[3]对库存管理理论与方法进行
了研究，并利用模糊数学、灰色系统理论完善了库存管理的分类方法及实施过程。
基于随机提前期的(Q，r)库存模型[4]表明(Q，r)模型是库存管理中的重要控制
模型．控制变量Q和r都取决于需求过程和提前期，但是绝大多数文献在库存模型研
究中都把提前期作为一个常量，主要考虑不同的随机需求过程。然而在连续的多级
供应链库存问题中，随机提前期的变化恰恰是供应链上下级库存协调的主要影响因
素。本文主要研究建立了基于随机提前期的(Q，r)库存控制模型，其中分别考虑了
需求是常量和需求是随机变量两种情况下的库存模型。
1.2.2国外文献
Zipkin研究了多样性产品的存储与间断性批量生产。提出在多零售商和需求不
稳定情况下，构建库存策略，寻找最佳库存组合的方法[5]。
Lee H. 和 Billington C探讨了供应链整体结构与库存成本之间的问题，构建
了最初的供应链的成本模型[6]。
Axsater S提出应用模糊理论研究供应链前置时间，并在面向订单的生产环境
中计算订单完成时间[7]。
Petrovice D 提出了以模糊理论描述供应链构建过程中的不确定因素，并尝试
用启发算法求解[8]。
Ravi Anvpindi, Yehuda Bassok 研究了一个制造商、两个零售商的模型，并
对零售商单独持有库存和有一个中心库存进行了对比，得出多个零售商的库存物理
中心化可以降低总成本，增加收益[9]。
Gerard P. Cachon 说明了信息共享对于供应链管理的价值，并采用博奕论的
方法对一个两级供应链的合作和竞争政策进行了分析[10-11]。
Srinagesh Gavirneni，Roman Kapuscinski，Sridhar Tayur(1999)对三个条
件下的库存模型进行了对比:供应商除了过去的数据，再没有其他信息;供应商知道
零售商的(s, S )策略以及最终产品的需求分布;供应商有关于零售商的全部状态的
信息。得出信息共享对供应链的效益的提高作用很大[12]。
总的来说，在经济发展的需求下，供应链管理中的不确定性问题越来越受到企
业界的重视，因而也有更多的人投入其中的研究。
1.3论文内容与论文框架
1.3.1论文研究内容
1)详细的描述了供应链的基本概念，库存的定义、作用，库存管理的不确定性
的主要表现；介绍了新产品供应链的不确定性因素；通过信息共享模型,验证了牛
鞭效应的存在以及信息共享可以缓解牛鞭效应，减少库存降低成本，并对当前比较
流行的供应链库存模型进行了初步的分析。
2)建立了供应链模糊库存成本评估模型，为系统地解决新产品供应链的库存问
2
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摘要：
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摘要在全球市场越发激烈的竞争环境下，企业必须不断的改善供应链管理以降低库存成本,并提高服务水平才能求得发展。然而供应链环境中存在的众多不确定性因素、产品生命周期的缩短以及顾客期望服务水平的提升，使供应链管理变得越发困难。本文论述了供应链管理与库存控制的基本理念，供应链中不确定性的主要现象—牛鞭效应的成因与解决方法。信息共享模型是在用理论分析牛鞭效应的基础上，研究供应链中的生产商与零售商需求信息共享对生产商库存和成本的影响，验证了牛鞭效应的存在以及通过信息共享可以减少供应商的库存，降低成本。分析了比较流行的供应链库存模型；在此基础上，应用模糊理论描述新产品供应链的不确定因素，并提出以稳健观点研究...
作者：牛悦
分类：高等教育资料
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时间：2024-11-19
