基于供應(yīng)鏈匹配理論的供應(yīng)鏈成本優(yōu)化研究

單而芳，王 涓

（上海大學(xué) 管理學(xué)院，上海 200444）

SHAN Er-fang,WANG Juan

(School of Management,Shanghai University,Shanghai 200444,China)

0 引言

隨著科技的進(jìn)步、電子商務(wù)的全面發(fā)展、市場(chǎng)開放的加速，我國企業(yè)面臨著國外與國內(nèi)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，另外在物流業(yè)和供應(yīng)鏈迅速發(fā)展的同時(shí)，意味著企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)擴(kuò)展為供應(yīng)鏈的競(jìng)爭(zhēng)，如何提升供應(yīng)鏈的競(jìng)爭(zhēng)力成為企業(yè)面對(duì)的一個(gè)難題，設(shè)計(jì)和運(yùn)作一個(gè)有效的供應(yīng)鏈對(duì)企業(yè)也是至關(guān)重要的。

產(chǎn)品種類需求的不同使得供應(yīng)鏈采取的策略也不同。比如日常用品、煙草產(chǎn)品屬于需求相對(duì)穩(wěn)定的類型，此類產(chǎn)品的供應(yīng)鏈策略以控制成本為有效策略，新鮮蔬菜等產(chǎn)品的需求具有時(shí)間敏感性、需求波動(dòng)較大，此類產(chǎn)品的供應(yīng)鏈策略以快速反應(yīng)為有效策略。那么如何建立與產(chǎn)品種類和需求相匹配的供應(yīng)鏈，是研究者們很早就關(guān)注的一個(gè)問題。美國教授Fisher[1]首次提出供應(yīng)鏈匹配理論與供應(yīng)鏈匹配模型，其后很多學(xué)者參考Fisher 的研究對(duì)供應(yīng)鏈進(jìn)行了分類研究[2-3]。孫道銀[4-5]等將理論與案例結(jié)合，發(fā)現(xiàn)需求特性與供應(yīng)鏈類型存在最佳匹配關(guān)系，其后就競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)先權(quán)與供應(yīng)鏈戰(zhàn)略之間的匹配關(guān)系進(jìn)行了研究。徐艷丹[6]依據(jù)供應(yīng)鏈匹配理論分析了糧食這種特殊產(chǎn)品的供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)方案。賈禹[7]等以供應(yīng)鏈匹配理論為基礎(chǔ)，建立了與易逝品特性相匹配的供應(yīng)鏈。

與此相關(guān)的研究大多集中在產(chǎn)品和供應(yīng)鏈間匹配理論關(guān)系上，僅提供了供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性策略，實(shí)證研究不多，缺乏一個(gè)考察產(chǎn)品特性和供應(yīng)鏈匹配的可操作性方法。

本文依據(jù)供應(yīng)鏈匹配理論，針對(duì)日常用品比如服裝、雜貨，設(shè)計(jì)了一個(gè)由零售商首先向供應(yīng)商處訂購產(chǎn)品，然后供應(yīng)商將產(chǎn)品經(jīng)配送中心運(yùn)至零售商的一個(gè)推—拉結(jié)合的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)，以此滿足顧客的需求。本文考慮了配送中心選址、運(yùn)輸種類選擇、運(yùn)輸量、零售商訂價(jià)問題，分析了訂購量和需求變化對(duì)供應(yīng)鏈成本的影響，為企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)提高資源利用率，減少總成本提供決策依據(jù)。

1 供應(yīng)鏈匹配理論

1997年美國賓夕法尼亞大學(xué)Fisher 教授首次提出供應(yīng)鏈匹配模型，如圖1 所示。與功能型產(chǎn)品相匹配的是高效供應(yīng)鏈，高效供應(yīng)鏈?zhǔn)且宰畹统杀精@取經(jīng)濟(jì)效益。與創(chuàng)新型產(chǎn)品相匹配的是敏捷供應(yīng)鏈，對(duì)敏捷供應(yīng)鏈而言，它以安全庫存來應(yīng)對(duì)需求變化，從而對(duì)需求做出快速反應(yīng)。

在這個(gè)模型中，首先確定產(chǎn)品的類型，依據(jù)產(chǎn)品需求特性將產(chǎn)品劃分為功能型產(chǎn)品和創(chuàng)新型產(chǎn)品，本文所探討的日常用品比如雜貨、服裝等的生命周期長，屬于需求數(shù)量在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)發(fā)生劇烈變化，其需求預(yù)測(cè)平均誤差小等需求特點(diǎn)，其接近于功能性產(chǎn)品。對(duì)于產(chǎn)品的供應(yīng)鏈類型，依據(jù)供應(yīng)鏈的績效將其劃分為低成本的高效供應(yīng)鏈和響應(yīng)迅速的敏捷供應(yīng)鏈。依據(jù)Fisher 教授的供應(yīng)鏈匹配模型，文中提及的日常用品，應(yīng)該設(shè)計(jì)與其需求特性相匹配的高效型供應(yīng)鏈，企業(yè)將有效控制相關(guān)成本，擴(kuò)大產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率，增強(qiáng)顧客的忠誠度。依據(jù)以上的分析，本文將設(shè)計(jì)一條與產(chǎn)品相應(yīng)的成本最小的高效供應(yīng)鏈。

圖1 產(chǎn)品類型與供應(yīng)鏈類型的匹配

2 數(shù)學(xué)模型建立

2.1 問題描述

本文研究的是由供應(yīng)商—配送中心—零售商—顧客所組成的四級(jí)供應(yīng)鏈問題，整個(gè)供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)如圖2 所示。每個(gè)零售商首先結(jié)合顧客需求的特征來確定訂貨量，然后再向供應(yīng)商處訂購產(chǎn)品，隨后供應(yīng)商s 采用某種運(yùn)輸方式m，將同質(zhì)無差異的產(chǎn)品通過配送中心d（配送中心主要起到加工、中轉(zhuǎn)作用）運(yùn)往零售商r，以此滿足顧客e 的需求。基于以上分析，本文擬建立的模型將主要解決以下問題：配送中心選址問題；供應(yīng)商供應(yīng)量問題；運(yùn)輸方式選擇問題；配送中心配送量問題；零售商訂購價(jià)格問題。

根據(jù)問題模型構(gòu)建過程中一些條件的限制，從理論與可行性方面考慮，首先需對(duì)本文問題做如下假設(shè):

（1）本文目的是最小化整個(gè)供應(yīng)鏈的成本。

（2）零售商與倉庫間的距離可以忽略為0。

（3）零售商將產(chǎn)品運(yùn)輸至顧客的業(yè)務(wù)外包給第三方，因此本文中零售商部分不會(huì)產(chǎn)生運(yùn)輸成本。

圖2 供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

2.2 模型參數(shù)與決策變量

根據(jù)建模的需要，本文參數(shù)和決策變量定義如表1、表2 中所示。

表1 問題模型參數(shù)定義

表2 問題模型中決策變量定義

2.3 數(shù)學(xué)模型

本文將設(shè)計(jì)一條與產(chǎn)品相應(yīng)的高效供應(yīng)鏈，即整個(gè)供應(yīng)鏈成本達(dá)到最小的優(yōu)化模型。首先通過對(duì)供應(yīng)鏈中成本的來源進(jìn)行分析，易知其主要包含以下幾個(gè)方面：

零售商業(yè)務(wù)外包的成本，即零售商將產(chǎn)品運(yùn)輸給顧客的業(yè)務(wù)外包給第三方承包商的成本：

約束式（1）確保配送中心配運(yùn)給每個(gè)零售商的產(chǎn)品數(shù)量與零售商訂購的產(chǎn)品數(shù)量相等；約束式（2）、（3）針對(duì)供應(yīng)商和配送中心的容量限制，要求產(chǎn)品的運(yùn)出量不能超出供應(yīng)商和配送中心的最大容量；約束式（4）使產(chǎn)品在每個(gè)配送中心的運(yùn)入量與運(yùn)出量保持平衡；約束式（5）、（6）針對(duì)擬建配送中心數(shù)量、擬采用運(yùn)輸方式種類的限制；約束式（7）、（8）表示供應(yīng)商到配送中心、配送中心到零售商的每種運(yùn)輸方式的最大運(yùn)輸能力的限制；約束式（9）、（10）針對(duì)模型中的決策變量的定義。

綜上分析可得供應(yīng)鏈成本最小的優(yōu)化模型為：

3 模型求解及結(jié)果分析

本文模型的相關(guān)初始數(shù)據(jù)結(jié)合了供應(yīng)鏈問題實(shí)際背景，并通過計(jì)算機(jī)模擬生成的。針對(duì)供應(yīng)鏈成本最小模型，假設(shè)有4 個(gè)供應(yīng)商，3 個(gè)零售商，最多建4 個(gè)配送中心，可供選擇的運(yùn)輸方式為2 種，其它參數(shù)選取如表3 所示。本文的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)混合整數(shù)規(guī)劃問題，可以用軟件matlab 進(jìn)行求解。

表3 模型初始參數(shù)選取

圖3 總成本隨需求變化

圖4 總成本隨訂購量變化

圖3 和圖4 分別表示客戶需求和訂購量在30 至110 間變化時(shí)，供應(yīng)鏈總成本變化情況。當(dāng)訂購量保持不變，隨著需求的增加，供應(yīng)鏈總成本呈逐漸增加趨勢(shì)。當(dāng)需求小于訂購量，即需求量小于70 時(shí)，總成本以較大速率增加，當(dāng)需求大于訂購量時(shí)，總成本增加的速率開始減慢。當(dāng)需求不變，總成本隨訂購量變化也有相同的變化趨勢(shì)。通過對(duì)圖3 和圖4 進(jìn)行比較分析，可以發(fā)現(xiàn)，成本在需求不變，訂購量變化情況下的變化幅度大于在訂購不變、需求量變化情況下的變化幅度，這表明，對(duì)于需求可以確定的日常用品來說，企業(yè)如何調(diào)整自己訂購量對(duì)降低成本有至關(guān)重要的作用。

4 結(jié)論

本文依據(jù)供應(yīng)鏈匹配理論，針對(duì)服裝、雜貨等功能型日常用品，設(shè)計(jì)了一個(gè)由供應(yīng)商—配送中心—零售商—顧客組成的高效四級(jí)供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)。供應(yīng)鏈模型考慮了配送中心選址、運(yùn)輸種類選擇、運(yùn)輸量、零售商定價(jià)決策問題，并結(jié)合matlab 軟件對(duì)模型進(jìn)行了求解，分析了訂購量和需求變化對(duì)供應(yīng)鏈成本的影響。

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)訂購量保持不變，隨著需求的增加，供應(yīng)鏈總成本呈逐漸增加趨勢(shì)。需求小于訂購量時(shí)，總成本以較大速率增加，需求大于訂購量時(shí)，總成本增加的速率開始減慢。當(dāng)需求不變，總成本隨訂購量變化也有相同的變化趨勢(shì)。成本在需求不變、訂購量變化情況下的變化幅度大于在訂購不變、需求量變化情況下的變化幅度，這表明，對(duì)于功能型的日常用品來說，企業(yè)如何調(diào)整自己訂購量對(duì)降低成本有至關(guān)重要的作用。

[1]Fisher M L.What is the right supply chain for your product?[J].Harvard Business Review,1997,75(2):105-116.

[2]Brun A,Caniato F,Caridi M,et al.Logistics and supply chain management in luxury fashion retail:empirical investigation of italian firms[J].International Journal of Production Economics,2008,114(2):554-570.

[3]Kisperska-Moron D,Haan D J.Improving supply chain performance to satisfy final customers:“Leagile”experiences of a polish distributor[J].International Journal of Production Economics,2011,133(1):127-134.

[4]孫道銀，紀(jì)雪洪.產(chǎn)品需求類型與供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)匹配研究[J].工業(yè)工程與管理，2010,15(2):37-40.

[5]孫道銀，紀(jì)雪洪.競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)先權(quán)與供應(yīng)鏈戰(zhàn)略匹配關(guān)系研究[J].管理學(xué)報(bào)，2012,9(4):587-593.

[6]徐艷丹.基于供應(yīng)鏈匹配理論的糧食供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)策略探討[J].商場(chǎng)現(xiàn)代化，2011,12(9):1.

[7]賈禹，許茂增，陳丹丹.基于供應(yīng)鏈匹配理論的易逝品供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)策略[J].物流技術(shù)，2013,32(8):202-204.