隨機(jī)需求下庫(kù)存路徑問(wèn)題聯(lián)合優(yōu)化研究

刁德榮（澳門(mén)科技大學(xué)商學(xué)院）

■ 前言

建立庫(kù)存的目的是鏈接供應(yīng)與需求，在需求大于供應(yīng)的時(shí)候，庫(kù)存可以幫助供方提供貨品，從而滿(mǎn)足需方的市場(chǎng)需求，提高供方在市場(chǎng)的可持續(xù)性。但是需求量的變化會(huì)導(dǎo)致庫(kù)存存量的不確定性，如果增加庫(kù)存就會(huì)導(dǎo)致增加企業(yè)生產(chǎn)成本和運(yùn)營(yíng)成本，一旦市場(chǎng)達(dá)不到銷(xiāo)售預(yù)期就會(huì)導(dǎo)致存貨過(guò)剩，存貨企業(yè)面臨虧損；但當(dāng)庫(kù)存不足時(shí)，滿(mǎn)足不了當(dāng)下需求，就會(huì)導(dǎo)致企業(yè)流失客戶(hù)，降低企業(yè)市場(chǎng)份額，嚴(yán)重者影響行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力?；诖?，本文通過(guò)論述一種供應(yīng)商管理庫(kù)存方式即VMI模式，該模式能夠同時(shí)對(duì)配送和庫(kù)存管理高效率的解決。

■ 庫(kù)存的基本概念

（一）庫(kù)存在現(xiàn)代物流中的地位與作用

在傳統(tǒng)庫(kù)存定義中，庫(kù)存承擔(dān)著原材料、半成品、在制品、成品等倉(cāng)儲(chǔ)功能，生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)庫(kù)存來(lái)應(yīng)對(duì)銷(xiāo)售，當(dāng)庫(kù)存不足時(shí)，再組織生產(chǎn)滿(mǎn)足庫(kù)存需求。隨著企業(yè)供應(yīng)鏈的發(fā)展，傳統(tǒng)的倉(cāng)儲(chǔ)模式已經(jīng)滿(mǎn)足不了當(dāng)下社會(huì)快節(jié)奏的需求，倉(cāng)儲(chǔ)的功能不再是單一儲(chǔ)存功能，而庫(kù)存也不再是存貨關(guān)系，倉(cāng)儲(chǔ)為產(chǎn)品創(chuàng)造了時(shí)間和空間效用，企業(yè)可以通過(guò)庫(kù)存隨時(shí)滿(mǎn)足消費(fèi)者的需求，不僅提高了企業(yè)的銷(xiāo)售效益，也提高了服務(wù)質(zhì)量。

整合運(yùn)輸功能：整合運(yùn)輸功能是倉(cāng)儲(chǔ)通過(guò)對(duì)庫(kù)存分析整理，在配送運(yùn)輸中做到整體化、集中化。例如在對(duì)供應(yīng)鏈某一企業(yè)運(yùn)輸中，可以將其采購(gòu)的原材料和產(chǎn)品進(jìn)行整體運(yùn)輸，這樣不僅提高了運(yùn)輸效率，也節(jié)省了運(yùn)輸成本。

產(chǎn)品混合功能：在供應(yīng)鏈企業(yè)銷(xiāo)售存貨中，不同的商品來(lái)自不同地區(qū)的廠家，如果單一的消費(fèi)者或者需方購(gòu)買(mǎi)多個(gè)產(chǎn)品，售方如果通過(guò)不同的產(chǎn)品地址進(jìn)行發(fā)貨，就會(huì)產(chǎn)生配送快遞增多，運(yùn)輸時(shí)間不一致的問(wèn)題。倉(cāng)儲(chǔ)的產(chǎn)品混合功能則可以進(jìn)行混合處理，提高企業(yè)訂單轉(zhuǎn)化效率。

客戶(hù)服務(wù)功能：倉(cāng)儲(chǔ)對(duì)客戶(hù)的服務(wù)功能主要有現(xiàn)成儲(chǔ)備功能和配送分類(lèi)功能，現(xiàn)成儲(chǔ)備功能能夠滿(mǎn)足客戶(hù)的購(gòu)買(mǎi)需求，讓客戶(hù)在最短的時(shí)間收到貨物，省去了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高了買(mǎi)賣(mài)效率；在配送分類(lèi)功能上，某一產(chǎn)品的銷(xiāo)售大致分為生產(chǎn)方-經(jīng)銷(xiāo)商-銷(xiāo)售商，訂單物品的流向會(huì)經(jīng)過(guò)3個(gè)渠道，這樣極大增加了運(yùn)輸效率。

（二）庫(kù)存模型

傳統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)功能單一，大部分倉(cāng)庫(kù)只有單一的儲(chǔ)存功能，已經(jīng)很難滿(mǎn)足目前企業(yè)供應(yīng)鏈集群式發(fā)展，因此庫(kù)存管理和控制是提高企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，發(fā)生庫(kù)存的核心原因就是生產(chǎn)和銷(xiāo)售分離，因此庫(kù)存模式的建立就是為了調(diào)節(jié)生產(chǎn)與銷(xiāo)售的不同需求，從而滿(mǎn)足消費(fèi)者的隨機(jī)需求。在供應(yīng)鏈環(huán)境下主要有以下幾種庫(kù)存模型。

表1 庫(kù)存模型

■ VMI模式下的庫(kù)存路徑聯(lián)合優(yōu)化研究

（一）VMI的概述

VMI指的是供應(yīng)商管理庫(kù)存，通過(guò)供應(yīng)鏈體系中上游企業(yè)根據(jù)下游企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)模式、庫(kù)存信息、銷(xiāo)售情況，對(duì)下游企業(yè)的庫(kù)存進(jìn)行管理。VMI管理模式有效地解決了傳統(tǒng)庫(kù)存管理中供應(yīng)鏈企業(yè)各自為政、信息不共享、庫(kù)存更新不及時(shí)、聯(lián)動(dòng)性不足的問(wèn)題，可以從頂層結(jié)構(gòu)來(lái)優(yōu)化庫(kù)存管理。從而最大限度地實(shí)現(xiàn)庫(kù)存管理和優(yōu)化。VMI管理模式可以使得各個(gè)企業(yè)庫(kù)存管理聯(lián)系得更加緊密，庫(kù)存運(yùn)輸更加協(xié)調(diào)高效，增強(qiáng)了整個(gè)供應(yīng)鏈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。VMI管理模式強(qiáng)調(diào)的是供應(yīng)鏈企業(yè)的聯(lián)動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)企業(yè)之間的信息共享，優(yōu)化產(chǎn)品的貨物配送和庫(kù)存管理，從而完成整個(gè)銷(xiāo)售過(guò)程。VMI管理模式能夠有效管理供應(yīng)鏈中的庫(kù)存，提高供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性，避免需求放大效應(yīng)的影響，保證信息傳遞的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。

（二）VMI系統(tǒng)組成

VMI是以客戶(hù)需求為導(dǎo)向的庫(kù)存管理策略，供應(yīng)商通過(guò)以往數(shù)據(jù)和預(yù)期銷(xiāo)售情況判斷下游客戶(hù)的需求，從而進(jìn)行庫(kù)存管理，合理安排補(bǔ)貨、配送。其中VMI系統(tǒng)主要由需求預(yù)測(cè)和補(bǔ)貨配送兩個(gè)部分組成。

1.需求預(yù)測(cè)模塊

在VMI模式下，需求預(yù)測(cè)是庫(kù)存管理的關(guān)鍵。需求預(yù)測(cè)需要高效確定配送產(chǎn)品的時(shí)間、出貨轉(zhuǎn)臺(tái)、配送量、產(chǎn)品需求等，在需求預(yù)測(cè)模塊中，利用信息透明化、共享性來(lái)分析整體的銷(xiāo)售數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)從而得出有效數(shù)據(jù)，確定生產(chǎn)計(jì)劃和補(bǔ)貨配送計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)庫(kù)存優(yōu)化和整個(gè)供應(yīng)鏈企業(yè)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，在保障銷(xiāo)售的基礎(chǔ)上節(jié)省大量的生產(chǎn)成本和庫(kù)存成本。

2.補(bǔ)貨配送模塊

補(bǔ)貨模塊是在需求預(yù)測(cè)后，滿(mǎn)足銷(xiāo)售需求的同時(shí)，減少庫(kù)存積累，降低庫(kù)存運(yùn)營(yíng)成本。在滿(mǎn)足客戶(hù)的購(gòu)買(mǎi)需求下降低配送成本，從而提高供應(yīng)鏈企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。供應(yīng)商通過(guò)結(jié)合需求預(yù)測(cè)、銷(xiāo)售、庫(kù)存等綜合數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估分析，確定補(bǔ)貨時(shí)間、配送時(shí)間、補(bǔ)貨數(shù)量等，安排配送服務(wù)，根據(jù)當(dāng)時(shí)實(shí)際情況確定生產(chǎn)計(jì)劃、運(yùn)輸能力，制定高效運(yùn)作方法，實(shí)現(xiàn)庫(kù)存成本和配送成本的最優(yōu)化，從而降低成本效益。

（三）VMI模式下的庫(kù)存控制分析

VMI模式下，需要供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的高度透明化，供應(yīng)商才能清晰地了解客戶(hù)需求和庫(kù)存狀態(tài)，并針對(duì)不同情況實(shí)施相應(yīng)的措施，從而減少庫(kù)存儲(chǔ)量，提高供應(yīng)鏈運(yùn)轉(zhuǎn)效率。VMI模式下庫(kù)存管理控制要滿(mǎn)足兩個(gè)目標(biāo)，第一是要控制整條供應(yīng)鏈企業(yè)整體庫(kù)存狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)庫(kù)存與銷(xiāo)售的最優(yōu)化狀態(tài)，降低企業(yè)庫(kù)存成本。第二是提高客戶(hù)服務(wù)質(zhì)量。這兩個(gè)目標(biāo)具有關(guān)聯(lián)性，如果在減少庫(kù)存時(shí)滿(mǎn)足不了訂單需求，從而導(dǎo)致配送運(yùn)輸緩慢，就會(huì)降低客戶(hù)服務(wù)質(zhì)量，降低市場(chǎng)份額；最優(yōu)化的庫(kù)存狀態(tài)不僅能滿(mǎn)足客戶(hù)的訂單需求，也能實(shí)現(xiàn)利益最大化。

（四）VMI模式下庫(kù)存(S.Q)策略

VMI模式下庫(kù)存(S.Q)策略是一種連續(xù)性檢查庫(kù)存策略，供應(yīng)商集中對(duì)庫(kù)存進(jìn)行管理控制，連續(xù)監(jiān)測(cè)下游客戶(hù)庫(kù)存水平，從而實(shí)現(xiàn)高效補(bǔ)貨、配送。當(dāng)庫(kù)存水平下降到S，即對(duì)用戶(hù)進(jìn)行補(bǔ)貨，補(bǔ)貨量為Q，其中Q是確定的數(shù)值，數(shù)值保持不變。該策略適用于需求量大、需求波動(dòng)大、缺貨損失成本高的物流系統(tǒng)。

■ VMI模式下庫(kù)存路徑聯(lián)合優(yōu)化問(wèn)題

（一）配送量

在庫(kù)存路徑聯(lián)合優(yōu)化中，首先要明確需求客戶(hù)，再針對(duì)客戶(hù)的實(shí)際需求，指定出庫(kù)、配送服務(wù)，從而選擇庫(kù)存路徑。

（二）配送時(shí)間間隔

VMI模式可以指定針對(duì)不同的時(shí)間間隔，更好地優(yōu)化不同客戶(hù)之間的配送時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)高效配送服務(wù)。

（三）車(chē)輛配送路徑

在車(chē)輛配送的路徑選擇上，要結(jié)合不同客戶(hù)的時(shí)間需求和產(chǎn)品需求進(jìn)行指定，同時(shí)也要結(jié)合配送時(shí)間間隔、訪問(wèn)客戶(hù)的順序、車(chē)輛數(shù)量等，從而在整體上選擇、制定完善的車(chē)輛路徑。

■ VMI模式下需求隨機(jī)的庫(kù)存路徑聯(lián)合優(yōu)化模型構(gòu)建

（一）運(yùn)輸路線及網(wǎng)絡(luò)選擇

在VMI模式下進(jìn)行庫(kù)存路徑聯(lián)合優(yōu)化，首先要確定運(yùn)輸路線和網(wǎng)絡(luò)模式，運(yùn)輸路線代表著配送服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)是決定各個(gè)環(huán)節(jié)信息的節(jié)點(diǎn)，因此合理選擇運(yùn)輸路線和網(wǎng)絡(luò)也是優(yōu)化供應(yīng)鏈的策略。在VMI模式下主要有直送網(wǎng)絡(luò)、旅行商運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)、配送中心直銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)。

（二）模型描述

在VMI模式下，供應(yīng)商管理整個(gè)供應(yīng)鏈企業(yè)庫(kù)存情況，對(duì)出貨、補(bǔ)貨、運(yùn)輸、配送進(jìn)行整體控制和管理。在隨機(jī)需求下，供應(yīng)商需要針對(duì)多個(gè)客戶(hù)的隨機(jī)需求，將產(chǎn)品在客戶(hù)間分配和組織、運(yùn)輸?shù)娇蛻?hù)手中。本文通過(guò)優(yōu)化庫(kù)存成本、運(yùn)輸成本來(lái)實(shí)現(xiàn)庫(kù)存路徑優(yōu)化。

庫(kù)存成本主要有訂貨成本、庫(kù)存持有成本、缺貨成本；運(yùn)輸路徑成本主要有燃油成本、人工成本、管理成本、設(shè)備維護(hù)成本。將這些成本和客戶(hù)隨機(jī)需求構(gòu)建成一個(gè)整體模型，從而進(jìn)行整合分析，制定最小的庫(kù)存量和最優(yōu)化運(yùn)輸路徑選擇。

（三）算法選擇

在模型算法的選擇上一般采用遺傳算法、蟻群算法、模擬退火法、禁忌搜索法。