基于資源有效利用的供應(yīng)鏈模型分析

田仁菊

（昆明冶金高等專科學(xué)校，云南 昆明 650033）

基于資源有效利用的供應(yīng)鏈模型分析

田仁菊

（昆明冶金高等專科學(xué)校，云南 昆明 650033）

在供應(yīng)鏈競爭的背景下，構(gòu)建供應(yīng)鏈模型，首先分析供應(yīng)鏈特性，然后使用博弈理論和變分不等式構(gòu)建供應(yīng)鏈間的模型，最后通過使用數(shù)值計算的方式來說明構(gòu)建模型的有效性。

供應(yīng)鏈競爭；資源利用；變分不等式

1 前言

隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的不斷加快，市場競爭愈發(fā)激烈，企業(yè)原有的縱向一體化的經(jīng)營發(fā)展模式已經(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在競爭日益激烈的市場中獲得出路已成為諸多企業(yè)面臨的迫切問題。為了使企業(yè)能夠在激烈的市場中最大限度地減少市場波動和競爭對企業(yè)的物料和產(chǎn)品需求造成影響，對市場的變化做出快速反應(yīng)，從而滿足不同客戶的需求，大部分的企業(yè)都將發(fā)展的重點集中到企業(yè)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)方面，同時與一些誠信和優(yōu)秀的企業(yè)之間展開廣泛合作，供應(yīng)鏈管理也正是在這一背景之下產(chǎn)生的。供應(yīng)鏈管理是一種新型的管理方式，其主要強(qiáng)調(diào)的是對市場做出快速的反應(yīng)，以降低企業(yè)的風(fēng)險，實現(xiàn)企業(yè)的成本—效益目標(biāo)，吸引著諸多的學(xué)者對其進(jìn)行研究和探索。企業(yè)生產(chǎn)過程中最重要的就是資源，而每一個企業(yè)所擁有的資源都是有限的，因此如何實現(xiàn)對資源的有效利用、獲取最大化利益，不但是企業(yè)面臨的問題，也是企業(yè)所追求的目標(biāo)。而供應(yīng)鏈管理可以實現(xiàn)對企業(yè)所擁有資源的有效配置和利用，提高企業(yè)的資源利用率，因此對實現(xiàn)企業(yè)的成本-效益目標(biāo)具有巨大的推進(jìn)作用。本文基于資源有效利用來構(gòu)建供應(yīng)鏈模型，對企業(yè)通過構(gòu)建合理的供應(yīng)鏈系統(tǒng)來實現(xiàn)企業(yè)的最大化收益目標(biāo)具有重要的參考價值。

2 基于資源有效利用的供應(yīng)鏈模型

2.1 基本假設(shè)

本文所研究的供應(yīng)鏈模型主要是針對制造業(yè)而言，考慮的是一個多條供應(yīng)鏈構(gòu)成的復(fù)雜的供應(yīng)鏈模型，在供應(yīng)鏈模型中最主要的因素就是企業(yè)和產(chǎn)品，在供應(yīng)鏈模型中企業(yè)利用有效的資源條件實現(xiàn)最大化生產(chǎn)。

對于供應(yīng)鏈m來說，與該供應(yīng)鏈相關(guān)的企業(yè)可以用Am來表示，在Am中，內(nèi)部的企業(yè)集合可以用AIm，外部企業(yè)集合可以用AmE來表示，Am=+。 j=1,2,...,J，l=1,2,...,L。j表示第j個需求市場，l表示 種需求商品。本文作出如下假設(shè)：

（1）在供應(yīng)鏈m中，內(nèi)部企業(yè)之間是相互合作的，并以最大化生產(chǎn)為目標(biāo)。

（2）資源可以在供應(yīng)鏈內(nèi)部之間進(jìn)行有效的配置和溝通。

（3）在決策期間，資源是不變的。

（4）在Am中，每個企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品僅僅是一種。

2.2 供應(yīng)鏈競爭系統(tǒng)分析

雖然目前國內(nèi)外對于供應(yīng)鏈的研究成果比較豐富，但并未對供應(yīng)鏈競爭系統(tǒng)做過充分的分析，這一問題的存在使供應(yīng)鏈問題的研究難以得到有效的完善和使用。因此，本文在分析供應(yīng)鏈模型時，首先對供應(yīng)鏈系統(tǒng)做具體的分析，為后續(xù)的研究奠定堅實的基礎(chǔ)。

（1）供應(yīng)鏈的構(gòu)成要素。通常來說，供應(yīng)鏈指的是企業(yè)在正常的生產(chǎn)和經(jīng)營過程中，生產(chǎn)的產(chǎn)品或提供的服務(wù)所關(guān)聯(lián)的上下游企業(yè)組成的一個網(wǎng)絡(luò)鏈，該網(wǎng)絡(luò)鏈一般是由材料供應(yīng)商、制造商、分銷和批發(fā)零售商組成，是一個較為復(fù)雜的鏈條系統(tǒng)。是以滿足客戶的需求作為企業(yè)的內(nèi)部發(fā)展動力，通過有效整合企業(yè)內(nèi)部的生產(chǎn)、物流和銷售等各個環(huán)節(jié)，在滿足客戶多樣化需求的同時，也實現(xiàn)自身的利潤，供應(yīng)鏈必須在緊跟客戶需求的基礎(chǔ)上，才能實現(xiàn)對企業(yè)資源最有效的整合和利用。

以制造類企業(yè)的供應(yīng)鏈來說明上述問題，在供應(yīng)鏈中，存在一個核心企業(yè)負(fù)責(zé)產(chǎn)品的生產(chǎn)、包裝和研發(fā)等任務(wù)，這一類企業(yè)在對供應(yīng)鏈的制定、運(yùn)作和利潤的分配方面占據(jù)主導(dǎo)地位，對企業(yè)的經(jīng)營發(fā)展影響重大。

此外在供應(yīng)鏈中除了一些實體因素之外，還存在一些其他的供應(yīng)鏈因素，例如資金鏈、物流鏈和信息鏈等，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)在供應(yīng)鏈中能否對信息鏈進(jìn)行有效的把握和控制，從某種程度上決定著企業(yè)的發(fā)展，在制造業(yè)企業(yè)中還存在著大量的上下游企業(yè)，各個企業(yè)之間需要進(jìn)行貨物的運(yùn)輸，就會產(chǎn)生大量的物流信息，另外，在企業(yè)的經(jīng)營過程中，資金是必不可缺的因素，在企業(yè)的經(jīng)濟(jì)交往過程中會產(chǎn)生大量的資金流。因此，在企業(yè)的供應(yīng)鏈中，不但存在實體的因素還存在一些非實體的因素，共同構(gòu)成了企業(yè)完整的供應(yīng)鏈系統(tǒng)。

（2）供應(yīng)鏈內(nèi)部競爭形式。供應(yīng)鏈內(nèi)部競爭指的是供應(yīng)鏈內(nèi)部企業(yè)之間的競爭，基于自身效益最大化出發(fā)，各企業(yè)由于經(jīng)營戰(zhàn)略和相互之間不信任從而引發(fā)的相互之間沖突的行為，處于供應(yīng)鏈內(nèi)部的企業(yè)與相關(guān)的上下游企業(yè)之間會展開各種各樣的競爭，例如制造商和分銷商會在商品的交付時間、地點和形式以及交付數(shù)量方面存在競爭。供應(yīng)鏈內(nèi)部之間的競爭會使供應(yīng)鏈內(nèi)部企業(yè)之間難以進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)，從而使供應(yīng)鏈的效率大大降低，因此對于處于供應(yīng)鏈中的核心企業(yè)來說，需要采取各種措施來協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈內(nèi)部企業(yè)之間的競爭，激勵內(nèi)部企業(yè)盡可能的采取最有效的行為來實現(xiàn)供應(yīng)鏈的最大化效益。同時也需要加強(qiáng)與其他企業(yè)之間的兼容與合作。

（3）供應(yīng)鏈之間的競爭。供應(yīng)鏈之間的競爭指的是不同供應(yīng)鏈之間的競爭，是一條供應(yīng)鏈與其他供應(yīng)鏈之間的競爭，供應(yīng)鏈之間的競爭形勢是多種多樣的，既可以在終端市場中爭奪消費(fèi)者，也可以在原材料市場中爭奪原材料，還可以表現(xiàn)在對第三方企業(yè)之間的爭奪上。除了上文中所說的供應(yīng)鏈內(nèi)部和供應(yīng)鏈之間的競爭以外，供應(yīng)鏈內(nèi)部企業(yè)還會受到來自供應(yīng)鏈外部企業(yè)或產(chǎn)業(yè)的威脅，同時該企業(yè)在與供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)不當(dāng)或無法適應(yīng)供應(yīng)鏈時，就會被其他企業(yè)所代替，這種競爭方式通常被稱為供應(yīng)鏈內(nèi)部企業(yè)之間的水平競爭。因此供應(yīng)鏈之間的競爭不但包括水平競爭還包括垂直競爭。本文的供應(yīng)鏈?zhǔn)窃诳紤]以上兩種競爭形勢的基礎(chǔ)上建立起來的，本文的供應(yīng)鏈競爭結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.3 基于資源有效利用的供應(yīng)鏈模型的構(gòu)建

本文通過對供應(yīng)鏈均衡和需求市場的均衡進(jìn)行分析，從而分析企業(yè)如何利用現(xiàn)有的資源實現(xiàn)最大化生產(chǎn)。

（1）供應(yīng)鏈均衡。供應(yīng)鏈m是從企業(yè)的利潤最大化條件出發(fā)，整合企業(yè)的資源，選擇企業(yè)的生產(chǎn)和產(chǎn)量，從而得出最佳的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，因此，供應(yīng)鏈m的利潤最大化條件為：

圖1 供應(yīng)鏈競爭結(jié)構(gòu)圖

其中，Umax表示利潤最大化?a∈，rrm表示供應(yīng)鏈內(nèi)部企業(yè)在使用資源r進(jìn)行生產(chǎn)時所需要的費(fèi)用。γrm表示供應(yīng)鏈企業(yè)內(nèi)部所使用資源產(chǎn)生的費(fèi)用合計，S表示所有市場的集合，Sm表示供應(yīng)鏈m中所有市場構(gòu)成的鏈條集合，表示供應(yīng)鏈m中第k條市場鏈條，且∈Sm，XSmk表示市場鏈條上的流量，xa表示a企業(yè)最終的產(chǎn)量。λk表示a企業(yè)在上的轉(zhuǎn)化率，Ca(x)表示的是外部aSma產(chǎn)生的成本，ρSk表示上產(chǎn)品的售價。garm表示a企業(yè)資源m r的使用量。

式（1）可解釋為：供應(yīng)鏈m可以通過對生產(chǎn)產(chǎn)品種類、產(chǎn)量、方式等作出選擇，使產(chǎn)品的銷售收入減去生產(chǎn)過程中的外部成本再減去內(nèi)部生產(chǎn)成本，最后所得到的就是企業(yè)的利潤。

在供應(yīng)鏈模型系統(tǒng)中，不同供應(yīng)鏈之間也進(jìn)行著納什博弈，在給定企業(yè)生產(chǎn)決策的條件下，供應(yīng)鏈也從自身利益最大化出發(fā)來選擇最優(yōu)方式，Xm=(XS1m,XS2m,...,XSkm)表示供應(yīng)鏈m中所有不同供應(yīng)鏈組成的向量，X=(X1,X2,...,XM)表示供應(yīng)鏈m中所有市場鏈的向量。記為：

因此，供應(yīng)鏈的均衡條件應(yīng)該為：

上面的式子表示的是在整個供應(yīng)鏈系統(tǒng)中，當(dāng)供應(yīng)鏈達(dá)到均衡時，每一天供應(yīng)鏈相對于其他供應(yīng)鏈來說都是最優(yōu)的，此時，如果企業(yè)經(jīng)濟(jì)活動的外部生產(chǎn)函數(shù)是一個連續(xù)可微的凸函數(shù)，則上文中的納什博弈可以通過變分不等式的形式來求解，即：

式（6）中，ρSkm 為產(chǎn)品的售價，這個一個外生變量，想要確定該變量，就必須對企業(yè)的外部需求市場均衡條件進(jìn)行分析。

（2）外部需求市場均衡。在任何經(jīng)濟(jì)市場中，產(chǎn)品的價格都是由需求和供給決定的，供應(yīng)鏈在市場中僅僅是市場價格的接受者而非決定者，因此市場產(chǎn)品的價格完全是由市場供求來決定的。Nagurney在2002年提出了空間價格理論，根據(jù)該理論，在市場j中，消費(fèi)者購買商品i均衡條件可以做如下的描述：

（3）基于資源有效利用的供應(yīng)鏈模型。在整個供應(yīng)鏈系統(tǒng)之下，整個供應(yīng)鏈和外部需求市場都必須滿足變分不等式條件，因此構(gòu)建資源有效利用的供應(yīng)鏈模型就尤為必要。

式（8）即為基于資源有效利用的供應(yīng)鏈模型。

3 實例分析

假設(shè)在整個市場中只存在兩個主要的供應(yīng)鏈1和2，供應(yīng)鏈1只生產(chǎn)產(chǎn)品A和B，而供應(yīng)鏈僅僅生產(chǎn)產(chǎn)品A，并且供應(yīng)鏈1和2生產(chǎn)的產(chǎn)品都是沒有區(qū)別的，即是同質(zhì)的。產(chǎn)品B和產(chǎn)品A分別是由銷售活動15和14來進(jìn)行銷售，供應(yīng)鏈的外部企業(yè)（1,2,3,4,5）是供應(yīng)鏈1和2的供應(yīng)商，企業(yè)10同時也為兩條供應(yīng)鏈提供服務(wù)。外部企業(yè)的生產(chǎn)函數(shù)為:

c1(x1)=205+10.5x1，c2(x2)=280+10.0x2，c3(x3)=410+ 9x3，c4(x4)=240+13.5x4，c5(x5)=170+7.5x5，c10(x10)=6.5x10，c14(x14)=4.5x14，c15(x15)=3x15

{1,3,4,5,6,7,8,9,14}，{2,3,4,5,6,7,8,9,14}，{1,3,4,5,6,7,8,9,10,14}, {2,3,4,5,6,7,8,9,10,14}，{1,3,4,5,6,7,15}，{2,3,4,5,6,7,15}

{1,3,4,5,10,11,12,13,14},{2,3,4,5,10,11,12,13,14}

表1 市場鏈上產(chǎn)品和活動的轉(zhuǎn)化率

表1 市場鏈上產(chǎn)品和活動的轉(zhuǎn)化率

供應(yīng)鏈?zhǔn)袌鲦淪km上產(chǎn)品和活動的轉(zhuǎn)化率λ10λ12λ14S22供應(yīng)鏈2 λ3 1 1 1 1 1 1 1 S11 S21 S31 S41 S51 S61 S12 λ1 1 1 1 1 1 1 1 λ4 1 1—1 —1 1 λ2—1 1 1 1 1 1 λ5—1 1 1 —1 1 λ6 1—1— 1 1 1 λ7 1 1 1 1 1 1 1 λ8—1 1 1 1 1 1 λ9 1 1 1— 1 1 1 λ111 1——1—1——1—1——1 λ131 1——1供應(yīng)鏈1 λ151—1 1—1 1 1 1—1 1 1 1

表2 資源列表

運(yùn)用matlab7.1軟件對上述的數(shù)據(jù)進(jìn)行求解（其中步長a= 0.005，計算精度ε=0.02），計算結(jié)果保留四位有效數(shù)字，結(jié)果如下：

市場中產(chǎn)品A和B的價格分別為：

供應(yīng)鏈1和供應(yīng)鏈2都可以依據(jù)上述的解分別制定最佳的生產(chǎn)量和銷售量，從而可以確定資源最優(yōu)的配置方式，下文以供應(yīng)鏈1來具體說明：

（1）供應(yīng)鏈1的生產(chǎn)量。供應(yīng)鏈1的內(nèi)部企業(yè)6，7，8，9計劃的產(chǎn)品產(chǎn)量分別為303.576 8，474.022 6，326.909 1和326.909 1，供應(yīng)鏈1可以從廠商1處購買231.640 5單位的原材料，從供應(yīng)商2處可購買242.383 1單位原材料，從供應(yīng)商3處購買474.045 6單位原材料，從供應(yīng)商4處購買474.045 6單位原材料，從供應(yīng)商5處購買356.919 1單位原材料。

（2）供應(yīng)鏈1的銷售計劃。供應(yīng)鏈1需要向需求市場運(yùn)送產(chǎn)品的A的數(shù)量為326.909 1，產(chǎn)品的售價必須為1 725.221，同理，需要向市場2運(yùn)送產(chǎn)品的數(shù)量為147.156 6，產(chǎn)品的售價必須為1 529.463。

（3）資源最優(yōu)配置方式。對于供應(yīng)鏈1來說，需要向企業(yè)6分配資源1的數(shù)量為948.048 2，資源2分配的數(shù)量為474.022 6，為內(nèi)部企業(yè)7分配的資源3數(shù)量必須為607.149 6，分配資源4的數(shù)量為303.559 8；為企業(yè)8分配資源2的數(shù)量為326.919 1，資源4的數(shù)量為653.918 2；為內(nèi)部企業(yè)9分配資源1的數(shù)量為326.809 1，資源4的數(shù)量為326.949 1。

4 結(jié)語

目前，企業(yè)之間的競爭已經(jīng)從原有的企業(yè)之間的競爭轉(zhuǎn)化為企業(yè)供應(yīng)鏈之間的競爭，供應(yīng)鏈能夠有效地整合企業(yè)的資源，使企業(yè)資源得到優(yōu)化配置和利用，因此如何在新的競爭環(huán)境中實現(xiàn)對企業(yè)資源的有效整合和利用、降低成本、實現(xiàn)企業(yè)的成本效益目標(biāo)，成為企業(yè)面臨的一個問題，而解決這一問題的途徑就是合理構(gòu)建企業(yè)的供應(yīng)鏈，本文正是在這一背景下，對企業(yè)供應(yīng)鏈模型進(jìn)行分析，但是本文的分析僅僅是基于靜態(tài)供應(yīng)鏈模型，并沒有將企業(yè)的供應(yīng)鏈競爭納入到動態(tài)分析模型當(dāng)中，因此，本文的研究還有待于進(jìn)一步的突破。供應(yīng)鏈作為企業(yè)未來發(fā)展和競爭的關(guān)鍵，必將越來越受到重視。

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Analysis of Supply Chain Model Based on Effective Resource Utilization

Tian Renju
(Kunming Higher Vocational School of Metallurgy,Kunming 650033,China)

In this paper,we first analyzed the characteristics of a supply chain,then used the game theory and the variational inequality to build the supply chain model and at the end,through a numerical example,illustrated the validity of the model established.

supply chain competition;resource utilization;variational inequality

F274

A

1005-152X(2015)10-0218-04

2015-09-01

田仁菊（1980-），女，云南麗江人，昆明理工大學(xué)碩士研究生，昆明冶金高等專科學(xué)校講師，主要研究方向：物流管理。

10.3969/j.issn.1005-152X.2015.10.058