供應(yīng)鏈不確定條件下制造商庫存模型研究

陳利華　趙慶禎

摘要：文章是在供應(yīng)和需求具有不確定性條件下研究供應(yīng)鏈中的核心企業(yè)即制造商的最優(yōu)庫存量的確定。文章引入基于獎懲制度的協(xié)同機制模型來協(xié)調(diào)制造商和銷售商之間的關(guān)系，銷售商實行JIT方式采購，要求制造商能及時響應(yīng)需求的變化，需求假設(shè)為隨機需求且服從指數(shù)分布，這就需要制造商能保持合理的周轉(zhuǎn)庫存來提高自身的柔性。文章采用數(shù)學(xué)微積分方法進行求解，引入銷售商對制造商的獎勵系數(shù)和懲罰系數(shù)，得到一個庫存模型，且此模型能使制造商獲得最大的期望利潤。

關(guān)鍵詞：獎懲制度；制造商；JIT；周轉(zhuǎn)庫存

中圖分類號：F253.4文獻標(biāo)識碼：A

Abstract: It is to study the manufacturer which is the core enterprises in the supply chain how to determine its optimal inventory under the conditions of the supply chain with the uncertainty in supply and demand. In this article, the introduction of the model of coordination mechanisms based on the reward and punishment system helps to coordinate the relationship between the manufacturer and the distributor, the distributor implements the procurement of JIT which requires manufacturers to be able to timely respond to changes in demand, demand is assumed to be random and be subject to exponential distribution so it requires the manufacturer to maintain a reasonable inventory for turnover to increase the flexibility of its own. In this article, the mathematical calculus method is adopted to seek for the solution, the introduction of the reward and punishment factor that sellers give the manufacturer's, then a stock model is achieved and the model will enable manufacturers to maximize profit expectations.

Key words: reward and punishment system; manufacturer; JIT; inventory for turnover

0引言

由于供應(yīng)鏈的復(fù)雜性和對協(xié)同作業(yè)的高要求，使得不確定性存在于供應(yīng)鏈運作的各個環(huán)節(jié)。在不確定性無法消除或降低的情況下提高供應(yīng)鏈本身的能力，可以來適應(yīng)所面對的不確定性。在供應(yīng)鏈上設(shè)置必要的庫存量能夠有效地彌補不能完全消除供應(yīng)鏈上不確定性的弱點。在以制造商為核心的供應(yīng)鏈當(dāng)中，制造商保持合理的周轉(zhuǎn)庫存，即供應(yīng)鏈的關(guān)鍵節(jié)點保持足夠的庫存量對提高整個供應(yīng)鏈的柔性具有至關(guān)重要的作用。

生產(chǎn)方面，Voudouris[1]較早地提出生產(chǎn)企業(yè)可以通過增加自身的柔性，用以應(yīng)對供應(yīng)鏈運作中的不確定性。銷售商采取JIT采購方式時，對貨物的及時供應(yīng)要求較高。作為供應(yīng)商來說即供應(yīng)鏈中的制造商，要使交貨準(zhǔn)時必須保持一定的生產(chǎn)能力冗余，以更好地應(yīng)對需求量的變化，提高對不確定性的適應(yīng)，減少由于生產(chǎn)過程的不穩(wěn)定導(dǎo)致延遲交貨或誤點現(xiàn)象。本文引入銷售商對制造商基于缺貨成本和庫存成本的獎懲制度，在供應(yīng)和銷售都不確定的條件下，建立制造商設(shè)定最優(yōu)周轉(zhuǎn)庫存模型，并加以分析。

1供應(yīng)鏈中的不確定性

由于供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€由供應(yīng)商、制造商、銷售商等組成的復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其基本特征是具有復(fù)雜性、動態(tài)性和交叉性，所以充滿了許多不確定性[2]。由于本文研究的是在這種不確定條件下銷售商采取JIT方式采購時制造商周轉(zhuǎn)庫存量的設(shè)定，所以對于一個制造業(yè)供應(yīng)鏈來說，根據(jù)其不確定性的階段來源，可以將其供應(yīng)鏈的不確定性概括為四種類型[3]：

（1）需求的不確定性：因為人的主觀知覺，感知的過程必將在對客觀現(xiàn)象反映的過程中加入人本身具有的不確定性；隨著全球經(jīng)濟化趨勢的日益增強，消費者對單一產(chǎn)品的忠誠度降低，需求呈多樣化，需求數(shù)量也變得不確定。

（2）供應(yīng)的不確定性：供應(yīng)的不確定性主要表現(xiàn)為供應(yīng)提前期的不確定，還包括貨物的可得性，供應(yīng)量的不確定性等，也可能因為生產(chǎn)技術(shù)條件造成產(chǎn)出期的不確定；也有因惡劣的氣候條件、交通堵塞、運輸工具等運輸條件的限制造成的運輸延遲。

（3）生產(chǎn)的不確定性：生產(chǎn)不確定性主要緣于制造商本身的生產(chǎn)管理和技術(shù)上的原因。由于現(xiàn)實生產(chǎn)系統(tǒng)的復(fù)雜性，生產(chǎn)計劃并不能精確地反映企業(yè)的實際生產(chǎn)條件和預(yù)測生產(chǎn)環(huán)境的改變。最主要的原因為生產(chǎn)設(shè)備也有存在故障的可能，這樣符合交貨質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品難以按時完成。

（4）環(huán)境的不確定性：環(huán)境不確定性主要是指供應(yīng)鏈運作所處的外界環(huán)境不斷變化，如供應(yīng)鏈企業(yè)所處的行業(yè)特性，政府的支持或限制政策，暴雨、山洪、臺風(fēng)等氣候條件和自然災(zāi)害以及交通堵塞等偶然突發(fā)事件（如集會、游行、恐怖活動等）。

2制造商的庫存模型分析

本模型中銷售商采用JIT采購，以需求為依據(jù)，要求所訂購的產(chǎn)品完全適合于需求的品種、需求的時間和需求的數(shù)量[4]。這就要求制造商在其需要的時候，把需要的品質(zhì)和數(shù)量，提供到所需要的地點。但由于制造商本身生產(chǎn)技術(shù)條件造成的生產(chǎn)不確定性使得無法及時供應(yīng)產(chǎn)品靈敏地響應(yīng)需求的變化，還有就是制造商與其供應(yīng)商的銜接不確定，加之最終用戶需求一樣也是無法預(yù)測的，因此在制造商供應(yīng)和最終用戶需求不確定的條件下，這就需要銷售商對制造商建立懲罰和獎勵機制使銷售商和制造商之間能夠更好的協(xié)調(diào)，建立起長期的、互利合作的新型關(guān)系，實現(xiàn)“雙贏”。

在理論和實踐上，根據(jù)企業(yè)具體的情況，都需要一個最佳庫存水平[5]。在這個最合適的庫存量水平上，既能夠滿意地滿足貨物需求，保障供應(yīng)，又可以使庫存總費用節(jié)省。本文中假設(shè)采用JIT采購的銷售商的采購量與最終用戶的需求量相等，即用戶需要多少銷售商就訂購多少。

在生產(chǎn)企業(yè)和流通企業(yè)中為準(zhǔn)備生產(chǎn)和銷售而有意識暫時存放的庫存，都叫周轉(zhuǎn)庫存。這種庫存的特點，一是暫時存放，二是存放的目的是為了準(zhǔn)備生產(chǎn)或銷售，是為了銜接供需，緩沖供需之間在時間上的矛盾，保障供需各方都能順利進行[6]。

由此，Q=103 ln26=3 258。即制造商的周轉(zhuǎn)庫存商品為3 258件可獲得最大的期望利潤。即保持這樣的庫存量制造商能及時響應(yīng)銷售商的訂貨要求，并能按照銷售商的獎懲系數(shù)使自己周轉(zhuǎn)庫存量達到最優(yōu)，獲得最大的期望利潤。

從實例可以看出，在制造商供應(yīng)不確定即貨物的可得性和最終用戶需求不確定的情況下，運用以上的庫存模型便可以計算單周期內(nèi)制造商最優(yōu)周轉(zhuǎn)庫存量，即用以供應(yīng)給銷售商的產(chǎn)品數(shù)量，且能實現(xiàn)制造商本身的期望利潤最大化。模型中引入了銷售商對制造商的獎懲機制來協(xié)調(diào)兩者之間的關(guān)系，實現(xiàn)了整個供應(yīng)鏈的敏捷和柔性。

4結(jié)束語

由以上的討論可知，如果銷售商采用JIT采購時，必須與制造商建立良好的、長期的合作伙伴關(guān)系，以實現(xiàn)供應(yīng)鏈的柔性、敏捷性和協(xié)調(diào)性。為使供應(yīng)商長期積極地參加供應(yīng)活動，必須在適當(dāng)?shù)臅r候給予供應(yīng)商一定激勵機制。因此本文引入銷售商對制造商的懲罰和獎勵機制，在供應(yīng)商期望利潤最大的基礎(chǔ)上，確定了單周期內(nèi)制造商用以供應(yīng)給銷售商的最優(yōu)庫存量，即在這樣的庫存量之下制造商本身能獲得最大期望利潤，銷售商的訂貨要求也能得到及時響應(yīng)，實現(xiàn)整體績效最優(yōu)。

參考文獻：

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注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文