基于模糊需求的復雜物流庫存系統模型分析

吳維德,白 泰,羅銀康,向景睿,金 鑫

（四川省電力公司計量中心,四川成都,610072）

基于模糊需求的復雜物流庫存系統模型分析

吳維德,白 泰,羅銀康,向景睿,金 鑫

（四川省電力公司計量中心,四川成都,610072）

物流系統中供需方關系的動態變化性符合復雜系統范疇，對于復雜物流系統中不確定性需求求解本文采用模糊集合方法，構建基于模糊需求的庫存模型，對分散控制與部分調控策略下零售商、批發商與供應商最佳訂貨點量進行分析，并通過實例對構建的模型有效性進行驗證。

模糊需求；復雜物流系統；庫存模型

0 引言

國內物流系統研究起步較晚，在研究理念與研究方法、手段上與國外有一定的差距，目前國內物流領域的研究聚集在物流設備、技術及產業三方面，計算機仿真方面的研究也逐漸增多。可以看出物流研究的技術手段在加強，研究的范圍在拓寬，但是，對于物流系統中具體的業務關系研究還是比較欠缺，大量的研究都集中在庫存-路徑、線路規劃上，對供需關系中不確定性需求影響庫存方面涉獵不足，因此，本文以此為切入點，引入模糊方法，基于模糊需求對物流系統中庫存問題進行研究。

1 復雜物流系統

1.1 不確定性

不確定性是指事物的無序的、模糊的一種屬性，物流系統的不確定性是指物流供應鏈中動態變化的供需關系造成了各方不便，增加了管理難度。物流系統的不確定性可以分為三方面：供應不確定性、制造與需求不確定性。

1.2 模糊方法的應用

模糊理論要解決的問題即不確定的，無法準確描述的，需要用一個集合來表示，將該問題所有的解囊括在集合中，并建立一個與該集合對應的區間（0到1）與之對應，前者稱為模糊集合即解的集合，后者稱為隸屬度，兩者間的映射即為隸屬函數，模糊理論便是運用隸屬度函數變化過程來定量化地刻畫問題解的趨勢，給出一個近似準確的解。

對于物流系統而言，從其不確定的描述可以獲知客戶需求變化不定，零售商、供應商、生產商均不能準確制定需求計劃，運用傳統的概率統計法需要大量歷史數據，不是最佳方法，企業一般會主觀估算需求，給出一個區間，比如需求大約為d，d∈[d1,d2]，在這個區間中任意一個值均可能成為實際需求值，每個值成為實際值的可能性構成了各自的隸屬度，隸屬度函數就是來描述決策者對集合中各個數的信任程度的估計。

模糊方法可以用來對物流系統中不確定性需求進行描述，進而對不確定性需求下庫存問題進行求解，構造模型以總成本最小原則求解相應的最佳訂貨點，指導庫存策略的制定。

2 復雜物流庫存模糊分析模型

庫存系統考慮存量的變化情況，在有安全庫存的情況下，存量若達到安全庫存則報警，要求進行采購，復雜物流系統下，庫存模型考慮一個訂貨周期內的訂貨量，即在庫存報警至采購完成為一個周期最佳的訂貨量，對訂貨量考察多種控制策略與多個參與實體間的供需關系。以下首先明確一些要素的定義。

2.1 相關定義

供貨比率：指供應方供應給需求方的貨物量占該需求方需求總量的百分比。

繳納周期：指需求方訂貨至收到貨物的時間。

顧客需求：指零售商收到的終端顧客的訂單需求。

實體特征：復雜物流系統的每一參與方的一些特征，包括單位保管成本與缺貨成本。

保管成本：資金占用、倉庫運營、設備折舊及其他費用，成本大小與庫存量及保管產品的保管強度有關。

缺貨成本：缺貨是對于需求方而言的，但是一般供需雙方會事先簽訂好協議，對供方不能及時供應需方產品而導致的損失將由供方賠償，這就是缺貨成本。

分散控制策略：所謂分散即物流系統中參與方的訂貨策略均從自身利益最大化角度出發。

部分調控策略：即存在核心企業，整個物流系統以核心企業的訂貨點為出發點來制定自身的訂貨點量。

物流鏈集成控制策略：該策略是供應鏈一體化的形式，整個系統內各參與方都視為同一家企業，訂貨策略從整體成本最優角度出發。

2.2 分散控制策略下最佳訂貨點模糊分析模型

其中

，，。

批發商的訂貨取決于零售商的需求，有上述零售商最佳訂貨點求解可知零售商一個周期內的模糊總需求為，隸屬度為，對于批發商，若零售商單位時間段內訂貨需求為，，因為零售商作為批發商的客戶不像消費者購買隨機分布在時間段內，而是有規律的，在每個供貨周期的第一個時間段內，需求量即為零售商的最佳訂貨點量，因此，假設批發商的保管成本與缺貨成本分布為相對零售商的最佳訂貨點量為，則

模糊總成本求解公式同零售商的求解，只需將上式成本計算代入即可，將不同的訂貨點量代入比較總成本大小則可以獲得批發商相對零售商的最佳訂貨點量，對所有零售商，按照供貨比率代入求解方程式求得相應的訂貨點量并加總，得到批發商的最佳訂貨點如下

對于制造商最佳訂貨點的求解可以運用批發商求解過程，將零售商視為制造商的間接顧客，只要將供貨比率進行折算，令制造商對零售商的供貨比率為，則

假設制造商的單位貨物保管成本與單位客戶需求缺貨成本已知，則同理按照批發商的最佳訂貨點求解方法求得制造商的訂貨點量

（3）以零售商為核心控制策略下最佳訂貨點模糊分析模型

3 算例

假設復雜物流系統由零售商3個，批發商與制造商分別有2個構成，令單位時間與繳納周期均為1周，盤點周期為3周，各商戶的參數如表1所示，3個零售商的客戶需求分別為9、14與20左右，模糊需求集表示如表2：

表1 各商戶的參數表

表2 需求模糊集表

運用構建的分散控制策略下模型對零售商的最佳訂貨點量進行求解，可以得到表3。

表3 兩種方案最佳訂貨點

在分散控制策略下，以零售商1為例，依據公式（2）至公式（5）構建計算模型求解，對數據進行處理后可以求得當零售商訂貨點量為34件時，其總成本最小。當訂貨點量小于34時貨物存量較少，保管成本低，但是缺貨成本高昂，總成本隨著訂貨點量的減少而增加；而訂貨點量超過34時，庫存量的增長令貨物保管成本直線增長，總成本居高不下，這符合實際庫存規律。其中訂貨點量34是零售商采購的一個均衡點，可以作為零售商庫存采購量的一個參考。同理根據式（8）與式（10）可以獲得批發商1與制造商1的最佳訂貨點分別為64與72。可以看出訂貨點從下游至上游逐級遞減，上游企業為應對采購需要更早地備貨。分散控制策略下存在一定的問題，考慮的是銷售終端的一個最為有利的情形，此種情形沒有考慮批發商與制造商的利益，而是從單方面考慮，并且沒有做好有效的供應鏈協調，沒有考慮由此引起批發商與制造商庫存成本上升而導致上游企業逆向選擇，降低生產，進而影響零售商銷售。

在以零售商為核心的控制策略下，上述的利益沖突的情形得到了統一，雖然還是考慮銷售終端，但是終端銷售與上游生產共享庫存，供應鏈建立協調機制，批發商與制造商制定的庫存策略更加準確，可以降低成本，零售商最佳訂貨點保持不變，以零售商1、批發商1與制造商1為例，根據式（11）及式（12）計算獲得批發商1與制造商1的訂貨點為61與69，采購次數可以減少，庫存可以保持在高位而無需承擔過大的風險。

4 結語

本文通過算例證明了基于模糊需求物流庫存建模求解問題的有效性，但是也存在不足之處，本文只對分散控制策略及以部分控制策略（以零售商為核心）下各實體最佳訂貨點進行了建模求解，而對于物流鏈集成控制策略下建模沒有涉及，供應鏈集成將成為物流業發展的趨勢，對于物流集成下庫存系統模型分析有待進一步深入研究。

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式中:Lw:表示活塞最大的行程

w：表示活塞運動的角頻率

6 結語

綜上所述，我們可見，SolidWorks的多功能自平衡護理的的設計，主要是從裝配設計、運動仿真以及工作空間這幾個方面進行了闡述，其研究后的自平衡護理床的功能主要是能夠自動調平衡、床與輪椅之間能夠互相轉換以及床身起立，在醫院、家用以及救護車方面得到了廣泛應用，同時，促進了我國醫療事業的發展。

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Inventory System Model Analysis of Complex Logistics based on Fuzzy Requirements

Wu Weide,Bai Tai,Luo Yinkang,Xiang Jingrui,Jin Xin
(Sichuan Province Electric Power Company measurement center,Sichuan Chengdu,610072)

Dynamics of the relationship of supply and demand in logistics system is similar to complex systems,for complex uncertain demand problem fuzzy set method is for solving in this paper.An inventory model is built based on fuzzy demand,upon decentralized control and distributed control strategy demand of retailers,wholesalers and suppliers are analyzed,and the model validity is verified by an example.

fuzzy requirements;complex logistics system;inventory system model