基于供應鏈的庫存與運輸系統(tǒng)優(yōu)化設計

黃炟

摘 要：隨著全球化、信息化的到來，企業(yè)所處環(huán)境越來越復雜，單個企業(yè)的競爭力越來越有限。要想在日益激烈的市場競爭中取得成功，各企業(yè)必須將自己作為供應鏈的一環(huán)，提高供應鏈的整體實力，以獲得共同利益。本文以供應鏈管理理論為基礎，綜合考慮庫存與運輸成本，以使供應鏈總成本最低為目標，利用線性規(guī)劃法建立庫存與運輸系統(tǒng)優(yōu)化模型。結合湖北鑫山熱水器有限公司具體情況，針對以它為核心的供應鏈為研究對象，對庫存與運輸系統(tǒng)的優(yōu)化進行了研究。

關鍵詞：供應鏈管理;庫存系統(tǒng);運輸系統(tǒng);整合優(yōu)化

中圖分類號：TP317? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）01-0106-03

21世紀的競爭，不再是簡單的企業(yè)間的競爭。企業(yè)只有化為供應鏈中的一個環(huán)節(jié)，與其他企業(yè)合作互助，發(fā)揮供應鏈整體實力，才能在越來越激烈的競爭中獲得利益。作為供應商來說，隨著企業(yè)愈加重視穩(wěn)定的原材料供給，供應商與企業(yè)的關系日益密切。企業(yè)與重點供應商在物流、運輸和倉儲等方面建立了長期的合同與戰(zhàn)略伙伴關系，庫存與運輸系統(tǒng)的優(yōu)化問題變得越來越重要。

在同時考慮庫存與運輸?shù)那疤嵯拢绾翁岣哒麄€供應鏈系統(tǒng)的效率、實現(xiàn)供應鏈管理的高效化，是現(xiàn)在的研究者們面臨的重要問題。它將供應鏈中的庫存系統(tǒng)和運輸系統(tǒng)整合到一起進行優(yōu)化[1]。本文將以供應鏈為研究對象，對實際問題進行數(shù)學分析，綜合權衡運輸成本及各項庫存成本，建立貼近實際問題的模型，探討實用性較強的庫存與運輸系統(tǒng)優(yōu)化方案。

1庫存與運輸系統(tǒng)優(yōu)化研究現(xiàn)狀

庫存與運輸問題很長時間以來都是作為兩個部分來研究，隨著物流行業(yè)發(fā)展，企業(yè)在優(yōu)化運營配送的過程中開始意識到庫存運輸問題的重要性[2]。國內的研究起步相對較晚，但經過前人不斷的努力，我們也取得了不小的研究成果。于文玲、莫云萍將庫存系統(tǒng)與運輸系統(tǒng)結合起來，通過Excel建立了相關模型，充分發(fā)揮了Excel軟件在建模的作用[4]。孫茂研究了庫存和路徑聯(lián)合優(yōu)化的問題，采用C-W節(jié)約算法，討論了供應商和零售商各自獨立決策時的配送策略。金志揚從合作博弈的角度分析論證了庫存/運輸聯(lián)合優(yōu)化的必要性和可能性 [9]。國外的研究相對來說更多，其中Emel ArikanJorg分析了運輸提前期變化對庫存系統(tǒng)的經濟和環(huán)境績效的影響[11]。M.G. Fiestras-Janeiro分析了庫存運輸系統(tǒng)中的成本分配規(guī)則[12]。Lina Johansson則研究了具有緊急補給功能的多梯隊系統(tǒng)中的庫存控制[13]。

盡管這些國內外學者對庫存與運輸系統(tǒng)模型進行了深入的分析探討，但各企業(yè)在庫存與運輸系統(tǒng)運作過程中遇到的問題由于自身或行業(yè)的不同會有所差異，相應的策略必須結合企業(yè)具體數(shù)據(jù)信息才能做出決定。本文將在供應鏈管理條件下，綜合考慮湖北鑫山公司原材料和產成品的庫存和運輸問題，并對其進行數(shù)學分析，為公司管理庫存和運輸、降低成本、增強競爭力提供方法和依據(jù)。

2庫存與運輸系統(tǒng)優(yōu)化模型

2.1基本假定

在模型中，我們考慮企業(yè)有P個供應商和K個客戶。供應鏈主要活動包括原材料的供應及產成品的配送。假設每家供應商只供應一種原材料，每個客戶可訂購多種產品，各原料的訂貨過程互不影響，客戶需求量根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進行預測。庫存管理策略采用 （R，Q）策略，即當原材料或產品庫存下降到安全庫存R時開始訂貨，固定訂貨量為Q。運輸方式采用汽車整車運輸。供應商（公司）接到訂單后經過提前期將貨送到公司（客戶）手上，在此提前期內，所需的貨物已移出倉庫。假設整車運輸每車載重量噸，可載產成品數(shù)量為，原材料和產成品運輸費用函數(shù)分別為，其中n為正整數(shù)，為基礎費用，為附加費用，與貨物種類相關。

3庫存與運輸系統(tǒng)優(yōu)化方案

3.1庫存與運輸方案

為了能更好貼合實際，解決實際問題，本文對以湖北鑫山散熱器有限公司為核心的供應鏈進行了深入研究。主要圍繞湖北鑫山散熱器公司分析探討供應鏈中庫存與運輸系統(tǒng)的優(yōu)化。根據(jù)公司具體狀況確定基本庫存管理策略及運輸方式后，綜合考慮庫存和運輸因素將兩者整合，以供應鏈系統(tǒng)總成本最低為目標，經過分析計算，結合得到的結果即可確定具體的庫存與運輸方案。

3.2模型應用分析

鑫山公司采購的原材料很多，其中散熱片是最重要的原料之一，而公司生產量最多的產品是汽車散熱器。下文將以散熱片和汽車散熱器的庫存運輸為例，通過模型計算出它們的訂貨量、運輸批量、運輸周期以及運輸車輛數(shù)量。

已知鑫山公司去年的散熱片采購量如下表所示：

由上表可知公司對散熱片的年需求量為192噸，假設元Ci=5/噸，Ci*=1元/噸每公里，公司與散熱片供應商距離Li=100公里，年庫存成本Hi=1000元，每批訂購成本元，公司安全庫存Si=5000噸，公司對散熱片的最大庫存量Vi=20噸。由模型公式可得Qi*=68.87噸，不滿足，因此取=25噸。公司散熱片下降到5噸時開始訂貨，固定訂貨批量為25噸。n=5，即每次貨物承運商派出5輛汽車進行運輸。=7.7，即公司每年訂貨7至8次。

已知去年客戶k對汽車散熱器j的采購量如下：

由上表可知客戶k對汽車散熱器的年需求量為3045臺，假設Cjk=10元/臺，Cjk*=2元/臺每公里，客戶k與公司距離Ljk=50公里，年庫存成本Hjk=2000元，每批訂購成本Sj=10000元，客戶k安全庫存Rjk=50臺，客戶k對汽車散熱器的最大庫存量Vjk=500臺。由模型公式計算可得Qjk*=413.6臺，滿足已知條件，則客戶k的汽車散熱器庫存下降到50臺時開始訂貨，固定訂貨批量為414臺。n=21，即每次貨物承運商派出21輛汽車進行運輸。=7.4，即客戶k每年訂貨7至8次。

3.3方案可行性分析

上文通過對鑫山公司及其客戶庫存與運輸數(shù)據(jù)的分析研究，取得了接近實際的參數(shù)，結合模型在確定了原材料和產成品最優(yōu)訂貨批量的同時也得到了許多其他相關數(shù)據(jù)，可以作為具體優(yōu)化方案的參數(shù)，幫公司制定具體庫存與運輸策略。實際中公司統(tǒng)計原材料和產成品倉庫每月出入庫量數(shù)據(jù)，通過往年數(shù)據(jù)得出安全庫存，再結合已知的參數(shù)運用模型計算出貨物固定訂貨批量，即可根據(jù)已知的庫存策略確定具體的庫存管理方案。同時通過計算可以得到兩次運輸間的時間間隔和每次運輸所需車輛數(shù)，結合實際運輸商的運輸能力公司即可安排合適的運輸方案。

4結論

本文以湖北鑫山散熱器股份有限公司及以它為核心的供應鏈為對象，針對其在運營過程中遇到的問題，提出庫存與運輸系統(tǒng)優(yōu)化方案。在分析了公司庫存和運輸?shù)默F(xiàn)狀后，根據(jù)供應鏈管理理論，從降低供應鏈總成本的角度入手，結合實際情況建立庫存與運輸系統(tǒng)模型，利用線性規(guī)劃的方法求得使總成本最低的最佳訂貨批量。在此基礎上對該供應鏈庫存與運輸系統(tǒng)進行優(yōu)化，根據(jù)供應鏈各節(jié)點的實際情況確定原材料和產成品相應的庫存及運輸策略，從而為公司決策者在進行決策時提供科學依據(jù)。

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