基于响应时间的供应链协同决策与优化模型研究

【摘要】：在当前全球化、分布式的供应链越来越强调其运作的协同管理和作为供应链外部生存环境的市场需求对时间敏感性越来越强的背景下,供应链协同运作下的快速响应能力已成为供应链及其企业生存和发展的决定性因素。基于响应时间的供应链协同决策与优化问题的研究,对于认清供应链协同的本质,探索隐藏在企业成本收益背后的合作动机与协同运作机制,有效缩短响应时间,提高供应链竞争力具有十分重要的理论价值和现实意义。 本文从协同供应链计划、准时交货的激励契约决策、交货期相关定价和基于契约模型的供应链协同分析与比较四个侧面,较为系统地研究了时间敏感需求下的供应链协同决策与优化问题。通过对上述四个方面问题的定量化建模研究与分析,深入探讨了时间敏感需求环境下的供应链协调管理的决策方法,同时对决策中的主要问题进行了分析与求解,并获取了相应的基于时间优化的供应链协同决策策略。本文的主要内容如下: (1)基于供应链多阶响应周期的协同计划决策模型 在定义了供应链多阶响应周期的概念和具体描述了在各节点企业之间分配响应时间以及在各节点企业内部分配生产时间和物流时间的决策过程的基础上,构建了以核心企业作为供应链整体计划、控制和协调中心的上层计划者、各节点企业作为具有相对自主权的下层计划者的供应链协同计划机制,应用二层规划方法建立了供应链响应时间协同计划的优化模型,同时给出了模型的具体算法框图和流程,并通过实证算例对响应时间优化模型进行了计算和验证。结果表明,这一供应链响应时间的协同计划机制及其优化模型,较为符合供应链实际运作管理中的优化决策过程,可以做为供应链各节点企业响应时间及企业内生产时间与物流时间统筹规划的一个有效的计算工具,辅助供应链计划管理,实现供应链响应时间的协同优化。 (2)不确定响应时间下的准时交货激励契约模型 为提高采购的交货准时率,从采购双方行为动机的角度出发,以博弈论作为分析工具,针对采购双方动态交互决策过程,建立了以采购商为主方、供应商为从方的Stackelberg博弈模型,并在最优性分析的基础上讨论了准时采购过程中采购商与供应商决策的交互影响关系;同时讨论了采购商与供应商的最优决策策略以及库存 WP=4 成本参数对决策产生的影响。研究表明,在响应时间服从指数分布时,采购双方的期望成本函数为凸函数,Stackelberg均衡解是存在的;采购商提供激励可以提高准时交货概率;在采购商预期缺货成本不大于供应商预期赶工成本时,采购商将不提供任何激励;供应商的库存成本较高时将提供较短的准时交货期等。 (3)不确定响应时间下的交货期相关定价模型 从定义市场与企业自身对供应链企业的交货期进行估计的概率分布入手,在时间敏感需求的假定下,以单位时间预期收益最大化为目标,构建了供应链企业交货期相关定价模型。进而从给定价格时最优折扣水平的确定、给定折扣时最优价格的确定两个角度,对模型的最优性进行了分析,并给出了相应的最优决策策略。分析结果说明,当市场低估供应链企业交货能力时,供应链企业提供的交货期担保折扣越高,越能吸引更多的客户;供应链企业的成本越低,在市场中将具有越高的竞争力,可以采用较高的折扣,以增大市场需求、增加收益;当市场中的需求较低时,供应链企业需要运用较高的折扣水平来显示其交货期信息,以增大市场需求、增加收益。 (4)基于响应时间的供应链契约协同模型及其比较分析 在一个两阶供应链系统中,基于供应链响应时间的不确定性和所建立的客户时间敏感需求模型,建立了普通合作契约和收益共享契约两种契约形式下的收益决策模型,并通过两种契约决策模型的最优性分析和供应链总体收益的比较,建立了不同契约对供应链协同影响的认识。并在收益共享契约下,通过分析制造商和供应商的不同风险偏好程度所带来的效用,建立了节点企业风险偏好度对供应链渠道总体收益分配比例影响的认识。通过分析和比较得到:时间敏感型需求下的客户需求率随价格和交货期递减;在相同的供应链成本结构下,收益共享契约的供应链整体收益高于普通合作契约;节点企业的风险偏好程度对供应链渠道整体收益分配具有很大的影响,风险偏好度越大,其分配的收益也越大。