基于多層次CPFR的三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化方法

內(nèi)容概要

　　《基于多層次CPFR的三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化方法》從多層次CPFR的構(gòu)成要素、多級庫存理論和優(yōu)化方法三個角度出發(fā)，對多層次CPFR的形成機理、協(xié)調(diào)機制及其對三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化的影響度、影響方向(正向、反向)、方式(直接、間接)等進行研究，找出基于多層次CPFR的三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化的模型約束條件。在此基礎(chǔ)上，研究多層次CPFR的三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化的理論方法，提出多層次CPFR流程下的協(xié)同預測方法，以及多層次(PFR的三級庫存協(xié)調(diào)優(yōu)化的模型、求解算法、仿真和靈敏度分析方法。本書既在理論上有所創(chuàng)新，又能給出集產(chǎn)供銷一體化的大型企業(yè)集團實際運作的有效方法，適應(yīng)物流與供應(yīng)鏈管理發(fā)展的需要，因而具有較高的理論參考價值和廣闊的應(yīng)用前景。
　　《基于多層次CPFR的三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化方法》適合管理科學與工程研究方向的講師、科研人員、博士研究生、碩士研究生及企業(yè)界相關(guān)管理人員閱讀和參考。本書由戢守峰(東北大學教授)著。

書籍目錄

前言
第1章 引論
1.1 研究背景
1.2 科學問題的提出及研究意義
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與評析
1.4 研究內(nèi)容、研究目標以及擬解決的關(guān)鍵問題
1.5 本書的特色與創(chuàng)新之處
參考文獻
第2章 協(xié)同供應(yīng)鏈管理新模式——CPFR
2.1 CPFR理論
2.2 CPFR的運作流程
2.3 多層次CPFR的基本原理
2.4 多層次CPFR庫存控制方法的建立
2.5 云銅股份CPFR案例分析
參考文獻
第3章 基于多層次CPFR的庫存協(xié)調(diào)機制建立
3.1 供應(yīng)鏈中的庫存控制模式與機制問題
3.2 基于多層次的CPFR的庫存協(xié)調(diào)機制
3.3 基于多層次CPFR的供應(yīng)鏈庫存協(xié)調(diào)模型
3.4 供應(yīng)鏈庫存控制優(yōu)化與設(shè)計策略
3.5 本章小結(jié)
參考文獻
第4章 多層次CPFR的協(xié)同預測方法與模型
4.1 需求預測概述
4.2 基于遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預測模型
4.3 基于多層次CPFR的ARIM和NN的混合預測模型及仿真分析
4.4 本章小結(jié)
參考文獻
第5章 基于多層次CPFR的協(xié)同補貨策略
5.1 常見的庫存補充方法
5.2 基于CPFR的供方可選擇的協(xié)同補貨模型
5.3 協(xié)同商務(wù)下分銷系統(tǒng)緊急補貨模型
5.4 不同客戶服務(wù)水平下補貨發(fā)貨模型
5.5 隨機間隔期和固定間隔期的易逝品補貨模型
參考文獻
第6章 基于多層次CPFR的三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化
6.1 基于服務(wù)水平約束的三級庫存系統(tǒng)控制策略
6.2 周期可變的產(chǎn)供銷一體化計劃模型與算法
6.3 基于多層次CPFR的多產(chǎn)品分銷系統(tǒng)庫存優(yōu)化模型
6.4 基于嚴的三層生產(chǎn)一分銷系統(tǒng)的最優(yōu)批量模型及求解
6.5 本章小結(jié)
參考文獻
第7章 基于CPFR的化工產(chǎn)品供應(yīng)鏈庫存控制系統(tǒng)優(yōu)化
7.1 化工產(chǎn)品供應(yīng)鏈生產(chǎn)一庫存現(xiàn)狀
7.2 化工產(chǎn)品供應(yīng)鏈庫存控制存在問題分析
7.3 建立加入生產(chǎn)商的多層次CPFR供應(yīng)鏈聯(lián)合庫存控制模型
7.4 庫存模型優(yōu)化及求解
7.5 實施CPFR的化工產(chǎn)品供應(yīng)鏈優(yōu)化
7.6 供應(yīng)鏈庫存控制系統(tǒng)優(yōu)化方案
7.7 聯(lián)合庫存成本模型MATLAB求解程序
參考文獻
第8章 多層次CPFR在線預測系統(tǒng)開發(fā)
8.1 CPFR的預測流程
8.2 協(xié)同預測的有效性分析
8.3 基于指數(shù)加權(quán)分位數(shù)回歸預測法的CPFR系統(tǒng)成本模型
8.4 系統(tǒng)需求分析與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)建
8.5 預測方法的實現(xiàn)
參考文獻
第9章 結(jié)論與展望
9.1 本書的主要結(jié)論
9.2 進一步需要探討的課題

章節(jié)摘錄

　　第1章引論　　1.1研究背景　　自20世紀90年代以來，供應(yīng)鏈管理已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)的重要管理模式。企業(yè)之間的競爭如今已從個體與個體之間的競爭演變成集群與集群之間的競爭，傳統(tǒng)的規(guī)模與成本優(yōu)勢已被供應(yīng)鏈優(yōu)勢所取代，供應(yīng)鏈的管理效率已經(jīng)成為決定企業(yè)競爭勝負的關(guān)鍵因素。為了實現(xiàn)對供應(yīng)鏈的有效運作和管理，以及對市場變化的科學預測和快速反應(yīng)，一種協(xié)同式的供應(yīng)鏈庫存管理新方法――協(xié)同計劃、預測與補貨應(yīng)運而生，并已成為現(xiàn)今國內(nèi)供應(yīng)鏈管理研究具有挑戰(zhàn)性的課題?！　PFR作為供應(yīng)鏈管理理論發(fā)展的新方法之一，主要強調(diào)供應(yīng)鏈上交易各方通過協(xié)同計劃、預測與補貨，提高供應(yīng)鏈的運作效率，同時通過信息共享來提升供應(yīng)鏈的整體績效。但是，在既存的CPFR研究中，人們更多地關(guān)注單層次CPFR在零售商與供應(yīng)商的二級庫存控制問題，而對多層次CPFR、三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化方法的研究涉及甚少，尤其將基于多層次CPFR的三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化方法應(yīng)用到集產(chǎn)供銷一體化大型企業(yè)集團中的研究文獻尚未見到。　　本書給出的多層次CPFR是指以一個制造商為中心，以信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支撐，通過對供應(yīng)商、分銷商、零售商至最終客戶的集成，共同制訂計劃、聯(lián)合預測與補貨，尋求建立集產(chǎn)供銷一體化大型企業(yè)集團以及客戶間的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，最大限度地減少內(nèi)耗和提高對外部環(huán)境或競爭的反應(yīng)速度，提高供應(yīng)鏈的運作效率，同時通過信息共享來提升供應(yīng)鏈的整體績效?！　?.2科學問題的提出及研究意義　　1.2.1科學問題的提出　?。?）供應(yīng)鏈管理的關(guān)鍵是供應(yīng)鏈上各企業(yè)間的協(xié)調(diào)與合作，而庫存協(xié)調(diào)是其重要組成部分。傳統(tǒng)的庫存決策是基于單個企業(yè)績效的局部協(xié)調(diào)，這造成供應(yīng)鏈上企業(yè)間運作相互抵觸、物流不.、供應(yīng)鏈的庫存成本增加和服務(wù)水平下降等問題。因此，隨著市場競爭的日趨激烈，市場的復雜性及多變性明顯加大，如何通過庫存協(xié)調(diào)確定一個面向供應(yīng)鏈的整體優(yōu)化庫存策略成為亟待解決的重要課題。近年來，國內(nèi)外出現(xiàn)了一些供應(yīng)鏈管理方法的相關(guān)研究，如合作預測與補給、供應(yīng)商管理庫存、聯(lián)合庫存管理等，這些管理方法體現(xiàn)了集成化管理的特點，但是在收益性和可操作性方面都存在諸多不足與缺陷。而多層次CPFR更加強調(diào)協(xié)同預測，使供應(yīng)鏈上交易各方的庫存達到高度協(xié)同。因此，可以說多層次CPFR概念和多層次CPFR的庫存協(xié)調(diào)機制的提出將為供應(yīng)鏈管理理論的研究提供一個新的視角。　?。?）如何利用協(xié)同合作所獲得的實時信息來進行預測，減少不確定性因素的影響，提升預測的準確性，也是企業(yè)未來所應(yīng)追求的目標。本書所提出的多層次CPFR強調(diào)供應(yīng)商、制造商與分銷商共同合作，建立一個協(xié)同預測方式。協(xié)同預測統(tǒng)一了企業(yè)各部門之間以及供應(yīng)鏈合作伙伴成員之間的預測流程，可以為精確確定需求提供保證。　?。?）在既存的CPFR研究中，人們更多地關(guān)注單層次CPFR在零售商與供應(yīng)商的二級庫存控制問題，而對多層次CPFR、三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化方法的研究涉及甚少，尤其將基于多層次CPFR的三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化方法應(yīng)用到集產(chǎn)供銷一體化大型企業(yè)集團中的研究文獻尚未見到。因此，多層次CPFR的三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化方法將填補該研究領(lǐng)域的空白?！　?.2.2研究意義　　目前，基于多層次CPFR的多庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化的理論與方法，可以說是國內(nèi)外研究CPFR理論的一個新動向和具有挑戰(zhàn)性的課題，這方面文獻或研究成果所見甚少。所以本書具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。其理論意義在于：通過定性分析提出多層次CPFR庫存協(xié)調(diào)機制，為進一步研究基于多層次CPFR的三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化方法提供理論支撐；通過定量分析建立多層次CPFR庫存協(xié)調(diào)模型、優(yōu)化模型，給出求解算法；通過仿真分析進行驗證，并進行靈敏度分析。其現(xiàn)實意義在于：CPFR應(yīng)用一系列的信息技術(shù)和圖式模型，提供覆蓋整個供應(yīng)鏈的協(xié)同模式，通過共同管理業(yè)務(wù)過程和共享信息來改善供應(yīng)商、制造商、分銷商的合作伙伴關(guān)系、提高預測的準確度，最終達到提高供應(yīng)鏈整體效率、減少庫存和提高客戶滿意程度的目的。　　本書基于多層次CPFR的三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化方法研究，突出前沿性、挑戰(zhàn)性和實用性?！　?.2.3應(yīng)用前景　　我國企業(yè)要想增強全球競爭力，除技術(shù)創(chuàng)新、開拓市場、優(yōu)化內(nèi)部流程和尋找新的利潤源泉之外，還要充分利用全球供應(yīng)鏈，提高企業(yè)的柔性和運作效率，推動企業(yè)管理水平的提升?！　”緯鉀Q的問題，正是我國企業(yè)，特別是集產(chǎn)供銷一體化大型企業(yè)集團亟待解決的問題。本書從多層次CPFR的形成機理和理論方法入手，分別研究多層次CPFR的庫存協(xié)調(diào)機制、多層次CPFR流程下的協(xié)同預測方法、基于多層次CPFR的三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化方法等問題，研究成果將應(yīng)用于“中國石油東北化工公司銷售物流優(yōu)化”項目中。因此，可以認為本書既有理論上的創(chuàng)新，也能給出集產(chǎn)供銷一體化大型企業(yè)集團實際運作所需要的方法，適應(yīng)了物流與供應(yīng)鏈管理發(fā)展的需要?！　?.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與評析　　1.3.1國外研究現(xiàn)狀　　自20世紀90年代以來，西方學者對供應(yīng)鏈管理，特別是供應(yīng)鏈管理下的庫存問題給予了特別的關(guān)注?；诖耍嘘P(guān)供應(yīng)鏈管理下的庫存控制理論、優(yōu)化方法及模型研究不斷發(fā)展。追溯其發(fā)展演變歷程，發(fā)現(xiàn)其呈現(xiàn)出兩大研究特點：一是供應(yīng)鏈的基礎(chǔ)理論研究；二是供應(yīng)鏈管理方法研究。國外研究表明，供應(yīng)鏈管理是一種集成的管理方式，它是從全局的角度對供應(yīng)鏈上的商流、物流、信息流以及資金流進行控制與協(xié)調(diào)，而庫存控制是供應(yīng)鏈上各節(jié)點企業(yè)實現(xiàn)合作以及供應(yīng)鏈集成管理的關(guān)鍵，所以庫存控制方法也就成了供應(yīng)鏈管理方法的重要研究領(lǐng)域。本書側(cè)重于供應(yīng)鏈管理方法的研究，尤其將供應(yīng)鏈上的三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化方法作為主要研究對象?！　」?yīng)鏈中庫存控制問題的研究源于當今企業(yè)運作與管理存在著諸多不確定因素，如訂貨提前期、協(xié)同補貨方法、最佳訂貨批量、多周期庫存優(yōu)化、延遲訂貨、運輸時間和需求變化等，這些不確定因素會導致“牛鞭效應(yīng)”。在圍繞減小“牛鞭效應(yīng)”、提高供應(yīng)鏈成員間的協(xié)同能力方面的研究目前主要集中于合作預測、計劃和補貨上?！　viv（2004）研究協(xié)調(diào)預測計劃的潛在利潤，提出協(xié)調(diào)預測計劃的利益取決于供應(yīng)鏈反應(yīng)時間、供應(yīng)鏈各方協(xié)同能力和內(nèi)部服務(wù)效率；Dudek等（2005）研究供應(yīng)鏈合作伙伴間基于協(xié)商的合作計劃，提出一種基于協(xié)商的合作計劃方法，并采用數(shù)學規(guī)劃模型求出最佳計劃量；Chen等（2005）把多級生產(chǎn)與補貨和多產(chǎn)品整合在一起，研究聯(lián)合補貨和渠道協(xié)作下的供應(yīng)鏈合作優(yōu)化問題，并在合作伙伴間實現(xiàn)了帕累托改進；Yao等（2004）利用啟發(fā)式算法重點對一個供應(yīng)商對應(yīng)多個購買商情形下的補貨發(fā)貨進行研究；Lee等（2005）研究關(guān)系需求下的動態(tài)聯(lián)合補貨策略，在需求是自相關(guān)但彼此獨立的情形下，提出一種動態(tài)更新的聯(lián)合補貨策略，并利用啟發(fā)式算法對目標庫存水平和庫存盤點周期進行更新；Chandra等（2005）把回歸模型與多級需求預測方法相結(jié)合，研究如何抑制“牛鞭效應(yīng)”，從而有效改善庫存水平的問題。Aviv（2001）和Aviv（2007）研究一個供應(yīng)商和一個零售商之間的協(xié)同預測（CF），并且通過與單獨預測（LF）比較，得出協(xié)同預測能夠改善供應(yīng)鏈管理的績效，以及制造商和零售商之間取得的收益；Dhahri等（2007）將ARIMA參數(shù)作為工具，提出非線性目標模型，以減少供應(yīng)鏈上的信息扭曲現(xiàn)象；Zhao等（2002）運用計算機仿真模型闡述了預測技術(shù)的選擇對供應(yīng)鏈中信息共享價值的影響?！　oinzadeh等（2007）研究在庫存/分銷系統(tǒng)中補貨對供應(yīng)鏈總成本的影響，分析包含一個外部供應(yīng)商、一個中心倉庫和多個零售商的多級供應(yīng)鏈，提出混合訂購策略，并將之與傳統(tǒng)的固定補貨間隔期策略等進行比較。但由于以往研究對庫存系統(tǒng)中供方可選擇的情形研究甚少，Chakhlevitch等（2001）研究供應(yīng)商、倉庫和零售商之間在供方可選擇條件下的協(xié)調(diào)補貨模型，并通過模擬實驗驗證在供方可選擇條件下的協(xié)調(diào)補貨模型比傳統(tǒng)的補貨模型具有使供應(yīng)鏈成本更低的優(yōu)勢?！　」?yīng)鏈管理的關(guān)鍵是鏈上各企業(yè)的協(xié)調(diào)與合作，而庫存協(xié)調(diào)是供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)和合作的重要組成部分。庫存協(xié)調(diào)模型主要分為兩類：集成庫存系統(tǒng)模型和多級庫存模型。Tang等（2003）提出了基于隨機提前期和確定性需求的兩級裝配供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)問題；Fu等（2004）討論了供應(yīng)鏈中供應(yīng)商根據(jù)零售商的訂貨策略來調(diào)整庫存的供應(yīng)方的協(xié)調(diào)問題；Sahin等（2005）提出了基于信息共享和按訂單生產(chǎn)的訂貨協(xié)同策略；Shinna等（2003）在假設(shè)延期交貨周期是零售商訂貨批量的函數(shù)、需求率是銷售價格的函數(shù)的前提下，研究在存在延期交貨罰金情況下的訂貨批量和價格的優(yōu)化問題?！　∫陨鲜轻槍ζ髽I(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)與庫存網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化的有關(guān)文獻研究，如今對不同企業(yè)的生產(chǎn)與庫存協(xié)調(diào)問題的研究也越來越多。文獻中針對多級庫存問題提出了兩種庫存決策策略――中心型庫存策略和分散型庫存策略。其中，中心型庫存策略是指上游成員的庫存決策是綜合考慮自己及所有下游成員的現(xiàn)有庫存而做出的；而分散型庫存策略是指每個成員的庫存決策都是依據(jù)企業(yè)自身的庫存水平做出的。Chen等（2005）對這兩種庫存策略進行了詳細的比較，指出：在優(yōu)化成本方面，中心型庫存策略要明顯優(yōu)于分散型策略，尤其是在生產(chǎn)準備成本較高時；Seferlis等（2004）研究多級供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的兩層次最優(yōu)控制策略，該策略將多變量的預測控制模型應(yīng)用于整條供應(yīng)鏈，通過調(diào)整決策變量（如運輸量和產(chǎn)品庫存），在成本最小的情況下經(jīng)濟而高效地滿足客戶；Kochel等（2005）研究多級庫存的仿真優(yōu)化，在模型中的約束條件下可以對模型進行仿真，還提出一個結(jié)合最優(yōu)化工具的仿真優(yōu)化方法，并通過算例分析驗證了這種方法的實用性。　　上述文獻研究存在一個共性的問題，就是在不確定性較大的情形下，為了維護一定的用戶服務(wù)水平，企業(yè)也常常維持一定的庫存，以提高服務(wù)水平。在不確定性存在的情況下，高服務(wù)水平必然帶來高庫存水平。為了減少不確定性因素對庫存的影響，降低企業(yè)的庫存水平，企業(yè)需要增加與供應(yīng)鏈成員之間的信息共享，增加庫存決策信息的透明性和實時性，所有這些都需要企業(yè)之間的合作與協(xié)調(diào)。自20世紀90年代以來，國外出現(xiàn)了幾種基于CPFR的新的供應(yīng)鏈庫存控制方法，如AFR、VMI和JMI等，上述方法均未實現(xiàn)供應(yīng)鏈的集成。于是針對VMI和JMI的不足，20世紀90年代末出現(xiàn)了一種新的供應(yīng)鏈管理方法――CPFR。　　CPFR建立在JMI和VMI的最佳分級實踐的基礎(chǔ)上，同時摒棄了JMI和VMI中的主要缺點，如沒有一個適合所有交易伙伴的業(yè)務(wù)過程，未實現(xiàn)供應(yīng)鏈的集成等。針對交易伙伴的戰(zhàn)略和投資能力不同、市場信息來源不同的特點，將CPFR構(gòu)建成一個方案組，方案組通過確認交易伙伴從事關(guān)鍵業(yè)務(wù)的能力來決定哪家公司主持核心業(yè)務(wù)活動，交易伙伴可選用多種方案實現(xiàn)其業(yè)務(wù)過程。零售商和制造商從不同的角度收集不同層次的數(shù)據(jù)，通過反復交換數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)信息改善制訂需求計劃的能力，最后得到基于銷售時點情報系統(tǒng)（point-of-sale，POS）的消費者需求的單一共享預測。這個單一共享需求計劃可以作為零售商和制造商與產(chǎn)品有關(guān)的所有內(nèi)部計劃活動的基礎(chǔ)，它能使價值鏈集成得以實現(xiàn)。以單一共享需求計劃為基礎(chǔ)能夠發(fā)現(xiàn)和利用許多商業(yè)機會、優(yōu)化供應(yīng)鏈庫存和改善客戶服務(wù)，最終為供應(yīng)鏈伙伴帶來豐厚的收益。各種供應(yīng)鏈庫存控制模式比較如表1.1所示。　　在供應(yīng)鏈運作的整個過程中，CPFR應(yīng)用一系列模型和預測方法，通過共同管理業(yè)務(wù)過程和共享信息來改善供應(yīng)商、制造商、分銷商和零售商的伙伴關(guān)系，提高預測的準確度、供應(yīng)鏈的效率和最終客戶的滿意度，并有效地控制庫存。　　Koenker等（1978）最早提出線性分位數(shù)回歸理論，并論述了使用分位數(shù)回歸進行預測的理論研究成果；Gorr等（1985）也應(yīng)用分位數(shù)回歸理論針對非財務(wù)數(shù)據(jù)進行了分析研究，其研究方法等同于經(jīng)典分位數(shù)回歸理論，所不同的是Gorr和Hsu的研究方法通過指數(shù)平滑法弱化了指示函數(shù)對預測結(jié)果的影響；Engle等（2004）的條件自回歸風險估價（value-at-risk，VaR）方法也被視為分位數(shù)回歸研究方法之一，該方法的指示函數(shù)調(diào)整使預測結(jié)果逐漸逼近真實值?！　　?/pre>




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　　《基于多層次CPFR的三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化方法》是一本基于多層次CPFR的三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化方法的研究專著。書中的內(nèi)容是作者承擔的國家自然科學基金項目“基于多層次CPFR的三級庫存協(xié)調(diào)與優(yōu)化方法研究”（項目批準號：70872019）的研究工作總結(jié)，它以近年來若干縱向、橫向科研課題的應(yīng)用實踐為基礎(chǔ)，以實用有效的參數(shù)變量、模型、求解方法和數(shù)值仿真分析為指導，系統(tǒng)全面地解讀了求解復雜物流與供應(yīng)鏈系統(tǒng)問題的理論方法和技術(shù)工具。





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