基于供應(yīng)鏈的庫(kù)存與運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

黃炟

摘 要：隨著全球化、信息化的到來(lái)，企業(yè)所處環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，單個(gè)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力越來(lái)越有限。要想在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得成功，各企業(yè)必須將自己作為供應(yīng)鏈的一環(huán)，提高供應(yīng)鏈的整體實(shí)力，以獲得共同利益。本文以供應(yīng)鏈管理理論為基礎(chǔ)，綜合考慮庫(kù)存與運(yùn)輸成本，以使供應(yīng)鏈總成本最低為目標(biāo)，利用線性規(guī)劃法建立庫(kù)存與運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化模型。結(jié)合湖北鑫山熱水器有限公司具體情況，針對(duì)以它為核心的供應(yīng)鏈為研究對(duì)象，對(duì)庫(kù)存與運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：供應(yīng)鏈管理;庫(kù)存系統(tǒng);運(yùn)輸系統(tǒng);整合優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TP317? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006—7973（2021）01-0106-03

21世紀(jì)的競(jìng)爭(zhēng)，不再是簡(jiǎn)單的企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)。企業(yè)只有化為供應(yīng)鏈中的一個(gè)環(huán)節(jié)，與其他企業(yè)合作互助，發(fā)揮供應(yīng)鏈整體實(shí)力，才能在越來(lái)越激烈的競(jìng)爭(zhēng)中獲得利益。作為供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，隨著企業(yè)愈加重視穩(wěn)定的原材料供給，供應(yīng)商與企業(yè)的關(guān)系日益密切。企業(yè)與重點(diǎn)供應(yīng)商在物流、運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)等方面建立了長(zhǎng)期的合同與戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，庫(kù)存與運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化問(wèn)題變得越來(lái)越重要。

在同時(shí)考慮庫(kù)存與運(yùn)輸?shù)那疤嵯拢绾翁岣哒麄€(gè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的效率、實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈管理的高效化，是現(xiàn)在的研究者們面臨的重要問(wèn)題。它將供應(yīng)鏈中的庫(kù)存系統(tǒng)和運(yùn)輸系統(tǒng)整合到一起進(jìn)行優(yōu)化[1]。本文將以供應(yīng)鏈為研究對(duì)象，對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，綜合權(quán)衡運(yùn)輸成本及各項(xiàng)庫(kù)存成本，建立貼近實(shí)際問(wèn)題的模型，探討實(shí)用性較強(qiáng)的庫(kù)存與運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化方案。

1庫(kù)存與運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化研究現(xiàn)狀

庫(kù)存與運(yùn)輸問(wèn)題很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)都是作為兩個(gè)部分來(lái)研究，隨著物流行業(yè)發(fā)展，企業(yè)在優(yōu)化運(yùn)營(yíng)配送的過(guò)程中開(kāi)始意識(shí)到庫(kù)存運(yùn)輸問(wèn)題的重要性[2]。國(guó)內(nèi)的研究起步相對(duì)較晚，但經(jīng)過(guò)前人不斷的努力，我們也取得了不小的研究成果。于文玲、莫云萍將庫(kù)存系統(tǒng)與運(yùn)輸系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)Excel建立了相關(guān)模型，充分發(fā)揮了Excel軟件在建模的作用[4]。孫茂研究了庫(kù)存和路徑聯(lián)合優(yōu)化的問(wèn)題，采用C-W節(jié)約算法，討論了供應(yīng)商和零售商各自獨(dú)立決策時(shí)的配送策略。金志揚(yáng)從合作博弈的角度分析論證了庫(kù)存/運(yùn)輸聯(lián)合優(yōu)化的必要性和可能性 [9]。國(guó)外的研究相對(duì)來(lái)說(shuō)更多，其中Emel ArikanJorg分析了運(yùn)輸提前期變化對(duì)庫(kù)存系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境績(jī)效的影響[11]。M.G. Fiestras-Janeiro分析了庫(kù)存運(yùn)輸系統(tǒng)中的成本分配規(guī)則[12]。Lina Johansson則研究了具有緊急補(bǔ)給功能的多梯隊(duì)系統(tǒng)中的庫(kù)存控制[13]。

盡管這些國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)庫(kù)存與運(yùn)輸系統(tǒng)模型進(jìn)行了深入的分析探討，但各企業(yè)在庫(kù)存與運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)作過(guò)程中遇到的問(wèn)題由于自身或行業(yè)的不同會(huì)有所差異，相應(yīng)的策略必須結(jié)合企業(yè)具體數(shù)據(jù)信息才能做出決定。本文將在供應(yīng)鏈管理?xiàng)l件下，綜合考慮湖北鑫山公司原材料和產(chǎn)成品的庫(kù)存和運(yùn)輸問(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，為公司管理庫(kù)存和運(yùn)輸、降低成本、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力提供方法和依據(jù)。

2庫(kù)存與運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化模型

2.1基本假定

在模型中，我們考慮企業(yè)有P個(gè)供應(yīng)商和K個(gè)客戶。供應(yīng)鏈主要活動(dòng)包括原材料的供應(yīng)及產(chǎn)成品的配送。假設(shè)每家供應(yīng)商只供應(yīng)一種原材料，每個(gè)客戶可訂購(gòu)多種產(chǎn)品，各原料的訂貨過(guò)程互不影響，客戶需求量根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。庫(kù)存管理策略采用 （R，Q）策略，即當(dāng)原材料或產(chǎn)品庫(kù)存下降到安全庫(kù)存R時(shí)開(kāi)始訂貨，固定訂貨量為Q。運(yùn)輸方式采用汽車整車運(yùn)輸。供應(yīng)商（公司）接到訂單后經(jīng)過(guò)提前期將貨送到公司（客戶）手上，在此提前期內(nèi)，所需的貨物已移出倉(cāng)庫(kù)。假設(shè)整車運(yùn)輸每車載重量噸，可載產(chǎn)成品數(shù)量為，原材料和產(chǎn)成品運(yùn)輸費(fèi)用函數(shù)分別為，其中n為正整數(shù)，為基礎(chǔ)費(fèi)用，為附加費(fèi)用，與貨物種類相關(guān)。

3庫(kù)存與運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化方案

3.1庫(kù)存與運(yùn)輸方案

為了能更好貼合實(shí)際，解決實(shí)際問(wèn)題，本文對(duì)以湖北鑫山散熱器有限公司為核心的供應(yīng)鏈進(jìn)行了深入研究。主要圍繞湖北鑫山散熱器公司分析探討供應(yīng)鏈中庫(kù)存與運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化。根據(jù)公司具體狀況確定基本庫(kù)存管理策略及運(yùn)輸方式后，綜合考慮庫(kù)存和運(yùn)輸因素將兩者整合，以供應(yīng)鏈系統(tǒng)總成本最低為目標(biāo)，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，結(jié)合得到的結(jié)果即可確定具體的庫(kù)存與運(yùn)輸方案。

3.2模型應(yīng)用分析

鑫山公司采購(gòu)的原材料很多，其中散熱片是最重要的原料之一，而公司生產(chǎn)量最多的產(chǎn)品是汽車散熱器。下文將以散熱片和汽車散熱器的庫(kù)存運(yùn)輸為例，通過(guò)模型計(jì)算出它們的訂貨量、運(yùn)輸批量、運(yùn)輸周期以及運(yùn)輸車輛數(shù)量。

已知鑫山公司去年的散熱片采購(gòu)量如下表所示：

由上表可知公司對(duì)散熱片的年需求量為192噸，假設(shè)元Ci=5/噸，Ci*=1元/噸每公里，公司與散熱片供應(yīng)商距離Li=100公里，年庫(kù)存成本Hi=1000元，每批訂購(gòu)成本元，公司安全庫(kù)存Si=5000噸，公司對(duì)散熱片的最大庫(kù)存量Vi=20噸。由模型公式可得Qi*=68.87噸，不滿足，因此取=25噸。公司散熱片下降到5噸時(shí)開(kāi)始訂貨，固定訂貨批量為25噸。n=5，即每次貨物承運(yùn)商派出5輛汽車進(jìn)行運(yùn)輸。=7.7，即公司每年訂貨7至8次。

已知去年客戶k對(duì)汽車散熱器j的采購(gòu)量如下：

由上表可知客戶k對(duì)汽車散熱器的年需求量為3045臺(tái)，假設(shè)Cjk=10元/臺(tái)，Cjk*=2元/臺(tái)每公里，客戶k與公司距離Ljk=50公里，年庫(kù)存成本Hjk=2000元，每批訂購(gòu)成本Sj=10000元，客戶k安全庫(kù)存Rjk=50臺(tái)，客戶k對(duì)汽車散熱器的最大庫(kù)存量Vjk=500臺(tái)。由模型公式計(jì)算可得Qjk*=413.6臺(tái)，滿足已知條件，則客戶k的汽車散熱器庫(kù)存下降到50臺(tái)時(shí)開(kāi)始訂貨，固定訂貨批量為414臺(tái)。n=21，即每次貨物承運(yùn)商派出21輛汽車進(jìn)行運(yùn)輸。=7.4，即客戶k每年訂貨7至8次。

3.3方案可行性分析

上文通過(guò)對(duì)鑫山公司及其客戶庫(kù)存與運(yùn)輸數(shù)據(jù)的分析研究，取得了接近實(shí)際的參數(shù)，結(jié)合模型在確定了原材料和產(chǎn)成品最優(yōu)訂貨批量的同時(shí)也得到了許多其他相關(guān)數(shù)據(jù)，可以作為具體優(yōu)化方案的參數(shù)，幫公司制定具體庫(kù)存與運(yùn)輸策略。實(shí)際中公司統(tǒng)計(jì)原材料和產(chǎn)成品倉(cāng)庫(kù)每月出入庫(kù)量數(shù)據(jù)，通過(guò)往年數(shù)據(jù)得出安全庫(kù)存，再結(jié)合已知的參數(shù)運(yùn)用模型計(jì)算出貨物固定訂貨批量，即可根據(jù)已知的庫(kù)存策略確定具體的庫(kù)存管理方案。同時(shí)通過(guò)計(jì)算可以得到兩次運(yùn)輸間的時(shí)間間隔和每次運(yùn)輸所需車輛數(shù)，結(jié)合實(shí)際運(yùn)輸商的運(yùn)輸能力公司即可安排合適的運(yùn)輸方案。

4結(jié)論

本文以湖北鑫山散熱器股份有限公司及以它為核心的供應(yīng)鏈為對(duì)象，針對(duì)其在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，提出庫(kù)存與運(yùn)輸系統(tǒng)優(yōu)化方案。在分析了公司庫(kù)存和運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)狀后，根據(jù)供應(yīng)鏈管理理論，從降低供應(yīng)鏈總成本的角度入手，結(jié)合實(shí)際情況建立庫(kù)存與運(yùn)輸系統(tǒng)模型，利用線性規(guī)劃的方法求得使總成本最低的最佳訂貨批量。在此基礎(chǔ)上對(duì)該供應(yīng)鏈庫(kù)存與運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際情況確定原材料和產(chǎn)成品相應(yīng)的庫(kù)存及運(yùn)輸策略，從而為公司決策者在進(jìn)行決策時(shí)提供科學(xué)依據(jù)。

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