基于分銷商選擇的彈性供應鏈網絡設計研究

摘 要 供應鏈網絡易受洪水、暴風雪、地震等自然風險及戰爭、礦難、罷工等社會風險的影響，其中任意一個節點企業發生風險后會對其他節點企業產生很大影響，進而對整個供應鏈網絡產生巨大沖擊。因此在設計供應鏈網絡時，要考慮各種自然風險和社會風險等失效風險的影響，使其能在風險發生后迅速恢復到正常狀態，即設計彈性供應鏈網絡。

關鍵詞 彈性供應鏈 外部風險 分銷商 運輸頻率

21世紀以來，彈性供應鏈的概念越來越受到實踐者和研究人員的重視。2013年世界經濟論壇的一項研究結果表明，供應鏈的彈性受到超過80%的公司的關注。設計供應鏈時要考慮的風險因素有兩種，一是供應鏈外部風險，主要包括技術因素（如財務危機等）、自然災害（如地震、火災等）、社會環境因素（如恐怖襲擊、網絡攻擊等）等；二是供應鏈內部風險，如契約、信息、合作、道德等。本文研究的是供應鏈外部風險因素，盡管其發生的概率很小，但一旦發生，整個供應鏈就會受到巨大的影響甚至癱瘓。Diodes（達爾科技）是全球領先的分立、邏輯、模擬及混合信號半導體產品的制造商和供應商，2016年11月18日，該公司位于美國密蘇里州的Lees Summ晶圓廠因設備老化引發冒煙起火，事故區域為該工廠的濕法刻蝕晶圓制造區。該工廠所有產品因火災全部暫停供應，導致全球范圍內二極管、三極管嚴重缺貨，使LED行業價格飆升。由此看來，外部風險的發生對供應鏈有很大影響，對此人們提出了供應鏈設計新的研究方向，即彈性供應鏈，這種供應鏈面對外部風險具有事先規避或事后迅速恢復等優勢。

一、彈性供應鏈

國內外學者對彈性供應鏈進行了一定的研究，Rice和Caniato認為彈性是應對意料之外的中斷并恢復正常運營的能力；劉希龍在分析各學科對彈性的定義和度量后，將彈性定義為供應網絡在受到各種失效事件沖擊時，仍然能保持連續供應且快速恢復到正常供應狀態的能力。[1]本文認為，企業受到內外部風險沖擊后的反應能力及恢復穩定運行的能力就是彈性。

二、供應鏈網絡模型

本模型研究了在外部風險因素影響下彈性供應鏈網絡的設計問題。為減少外部風險因素對供應鏈網絡的影響，分銷商共同建立應急庫存中心，當且僅當分銷商受到外部風險因素影響、零售商的需求不能得到滿足時，才能向零售商提供產品。本模型引入了運輸頻率和中斷系數φd概念。前者與產品在供應鏈網絡上不同節點之間運輸的次數有關，如一種產品通過某種運輸方式從生產商運到分銷商處，一年內運輸3次，那么此種產品的運輸頻率就是1/3，產品年庫存成本是其一年內只運輸一次的1/3。后者指分銷商受到外部風險因素影響后滿足零售商需求的能力，即當分銷商受到外部風險因素影響時，有可能發生部分中斷（0﹤φd﹤1），也有可能完全癱瘓（φd=0），此時分銷商只能滿足零售商產品需求量的φd倍。

本模型既考慮了分銷商受到影響的概率，又考慮了受到影響后分銷商的服務水平，因此在設計供應鏈網絡時要具有彈性最大和成本最少的優點。

（一）假設條件

本模型假設：第一，研究時間為一年；第二，生產商只有一個；第三，所有分銷商共同建立應急庫存中心；第四，供應鏈網絡受到干擾后，只有一個分銷商受到影響；第五，當有分銷商受到影響時，啟動應急庫存補充供應不足的部分。

（二）符號和參數定義

1.集合定義。D：分銷商d的集合，D={1，2，3...，d}；R：零售商r的集合，R={1，2，3...，r}；T：運輸方式t的集合，T={1，2，3...，t}。

2.定義參數。cd：設立分銷商d的成本；cu：建立應急庫存中心的成本；cm：生產商的單位生產成本；cmt：生產商通過運輸方式t的單位運輸成本；nmdt：生產商通過t運輸方式到分銷商d處的運輸次數；im：生產商單位庫存成本；cdt：分銷商d通過t運輸方式的單位運輸成本；id：分銷商d單位庫存成本；iu：應急庫存中心單位庫存成本；nmut：生產商通過t運輸方式到應急庫存中心的運輸次數；ndrt：分銷商d通過t運輸方式到零售商r處的運輸次數；cut：應急庫存中心通過t運輸方式的單位運輸成本；nurt：應急庫存中心通過t運輸方式到零售商r處的運輸次數；pd：分銷中心d受外部風險因素影響發生中斷的概率；qr：零售商r的需求量；g：零售商需求未得到滿足的單位違約成本；[2]φ：分銷商d的干擾系數，φd∈[0，1），表示分銷商d受外部風險因素影響后只能滿足零售商產品需求量的φd倍；B：一個很大的數；Id：分銷商d的產品庫存能力上限；Ld：分銷商的選擇數量上限；Iu：應急庫存中心的庫存能力上限；S：供應鏈網絡的穩定運行能力。

3.決策變量。xd=1表明選擇在d∈D設立分銷商，否則xd=0；ydr表明第d個分銷商服務第r個零售商，否則ydr=0；zu=1表明設應急庫存中心，否則zu=0；qd：分銷商d的需求量；qu：應急庫存中心的需求量；qur：分銷商d受到外部風險因素影響發生中斷的情況下，由應急庫存中心配送給零售商r的產品數量；fdt：生產商通過t運輸方式到分銷商d處的運輸頻率；fut：生產商通過t運輸方式到應急庫存中心的運輸頻率；fdrt：分銷商d通過t運輸方式到零售商r處的運輸頻率；furt：應急庫存中心通過t運輸方式到零售商r處的運輸頻率。

（三）模型構建

模型中要考慮因供應鏈網絡受到外界風險因素影響產生的額外成本，如分銷商d因受到外界風險因素的干擾不能完全滿足零售商需求量導致的違約成本。因此，這個目標函數的公式為：

目標函數表示供應鏈網絡總成本最小化。第一項為設立分銷商的固定成本，第二項為設立應急庫存中心的成本，第三項為生產商滿足分銷商需求的生產成本，第四項為生產商滿足應急庫存中心需求的生產成本，第五項為生產商滿足分銷商需求的運輸成本，第六項為生產商滿足應急庫存中心需求的運輸成本，第七項為生產商滿足分銷商需求的庫存持有成本，第八項為生產商滿足應急庫存中心需求的庫存持有成本，第九項為分銷商不中斷情況下滿足零售商需求的運輸成本及分銷商中斷情況下分銷商和應急庫存中心滿足零售商需求的運輸成本，第十項為分銷商不中斷情況下滿足零售商需求的庫存成本及分銷商中斷情況下分銷商和應急庫存中心滿足零售商需求的庫存持有成本，最后一項為零售商需求未得到滿足的違約成本。

（四）約束條件

分銷商d服務r零售商的需求量等于分銷商d對生產商的需求量∑qrydr=qd；分銷商的庫存能力上限Id≥qd；只有確定選址的分銷商才由生產商供應產品qd≤B*xd；零售商對應急庫存中心的需求量小于等于應急庫存中心對生產商的需求量∑qurzu≤qu；零售商需求量等于分銷商受外部風險因素影響發生中斷后的供應量加應急庫存中心供應量qr=ydr（qur+φdqd）；應急庫存中心的庫存能力上限0≤qu≤Iu；供應鏈網絡穩定運行能力S=∏（1-xdpd）；確定選址的分銷商數滿足數量約束∑xd≤Ld；每個零售商僅一個分銷商提供產品∑ydr=1；只有已經確定選址的分銷商才能為零售商提供產品ydr≤xd；運輸次數和運輸頻率呈倒數關系，fdtnmdt=1，futnmut=1，fdrtndrt=1，furtnurt=1。

三、結語

本文討論了單一分銷商在外部風險因素影響下，發生中斷的供應鏈網絡彈性設計問題。為更好地設計彈性供應鏈網絡，本文加入了運輸頻率這個因素，同時考慮了運輸方式的選擇。案例結果說明，在設計彈性供應鏈網絡時，首要考慮成本這一核心因素，然后合理選擇應急庫存中心和分銷商的庫存量，從而達到滿意的彈性。

（作者單位為山東科技職業學院）

[作者簡介：馬巍巍（1988—），女，黑龍江人，碩士，主要研究方向：企業管理，市場營銷。]

參考文獻

[1] 劉希龍.供應網絡彈性研究[D].上海交通大學，2007.

[2] 趙長源.基于失效風險環境的彈性分銷網絡設計研究[D].東北大學，2012.