庫存與運輸整合優(yōu)化問題研究綜述

摘要：當(dāng)前市場的競爭愈演愈烈，利潤壓縮嚴(yán)重，提高競爭力成為當(dāng)前迫切的任務(wù)，供應(yīng)鏈管理思想由此產(chǎn)生，其中庫存和運輸所占費用相當(dāng)高，所以研究優(yōu)化兩者的成本是工作的重中之重。文章綜述了過去的研究成果，希望起到拋磚引玉的作用，以便于更好的服務(wù)社會實踐。

關(guān)鍵詞：供應(yīng)鏈管理；庫存與運輸；整合優(yōu)化決策過程；啟發(fā)式分解算法

中圖分類號：F273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）09-0001-02

一、概述

市場競爭愈演愈烈，利潤空間壓縮嚴(yán)重，企業(yè)的生存和發(fā)展壓力越來越大。所以，企業(yè)應(yīng)該把重點偏向“物流管理”，“供應(yīng)鏈鏈設(shè)計”，渴望在“第三利潤源泉”的挖掘和運用中降低運作成本，提高競爭力。在此大環(huán)境下，供應(yīng)鏈管理哲學(xué)思想得到了快速發(fā)展和應(yīng)用。在供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)中，運輸費用和庫存費用占總成本費用的2/3左右。所以可以看出降低運輸、庫存費用是降低總體費用的關(guān)鍵。怎么樣優(yōu)化配送路徑，合理管理庫存，以此降低運輸成本和庫存成本，提高配送環(huán)節(jié)的效益以及提高客戶認(rèn)可度是目前各企業(yè)亟待解決的問題。

在很長一段時間內(nèi)，庫存和運輸這兩個不同的環(huán)節(jié)都是由不同的企業(yè)來分開運作，它們都以各自功能成本的最低化為目標(biāo)。就倉庫管理者來說，貨物的持有費、缺貨的損失費以及進(jìn)貨費等是影響其效益的關(guān)鍵，他也考慮對客戶的服務(wù)水平，但由于各自為政的原因，運輸往往被作為系統(tǒng)外部因素來看待，運力的大量浪費就決定了運費的明顯提高。為提高自身的競爭力，慢慢的將原本自己運作的部分或全部物流業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)讓給專業(yè)的第三方物流公司。

現(xiàn)在許多研究者都將重點放在庫存與運輸?shù)南到y(tǒng)集成優(yōu)化上，從系統(tǒng)化和集成化的角度出發(fā)，深入探究運輸和庫存兩個環(huán)節(jié)的理論內(nèi)涵，對實際問題進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，通過建立聯(lián)合優(yōu)化模型，求得較為理性可行的解，完善簡單的便于實際操作的模型，以期為企業(yè)系統(tǒng)者提供參考與指導(dǎo)。本文擬把當(dāng)前學(xué)者的主要研究成果綜述整理，以供企業(yè)決策者參考選擇適合的模型指導(dǎo)企業(yè)實踐。

二、庫存與運輸中存在的問題

目前，大多數(shù)研究者著力點放在解決以下幾個問題上：

1．補貨周期及補貨時點。在決策時，需要考慮在整個運行周期內(nèi)如何根據(jù)補貨周期為客戶補充貨源；若補貨時點確定，還要考慮具體為客戶提供配送服務(wù)的時間。

2．運輸車輛數(shù)量及所配送范圍，配送路徑的確定。以保證用最少的汽車數(shù)量，最合理的配送路徑，既能圓滿完成配送需求，又能讓總費用最小。

3．如何確定最優(yōu)的運載數(shù)量。在實施前，需確定每輛車及由各銷售點匯總的具體補貨量Q。

由于運輸車輛路徑的調(diào)度和庫存管理控制整合優(yōu)化問題涉及很多變量，是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，根據(jù)不同的應(yīng)用背景，從理論框架上講可以分為：用戶需求特點、分銷拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、需求數(shù)量、補貨時點、運輸核算等。

我們根據(jù)終端客戶需求為主線，分確定型和隨機型兩大情況將研究結(jié)果綜述如下：

合肥工業(yè)大學(xué)的孫茂研究了庫存和路徑聯(lián)合優(yōu)化的問題。

1．在過去的由零售商來管理庫存情況下，他首先采用了C-W節(jié)約算法，討論了供應(yīng)商和零售商各自獨立決策時的配送策略。然后考慮時間、距離兩個因素，加之滾動周期策略的運用，設(shè)計出兩級供應(yīng)鏈配送系統(tǒng)下的零售和供應(yīng)聯(lián)合配送系統(tǒng)。這樣，供應(yīng)商可以根據(jù)零售商的訂貨信息調(diào)整某些零售商的補貨時間，把不在同一天補貨的零售商調(diào)整到一天進(jìn)行，然后這些零售商聯(lián)合配送，以此提高車輛的利用率，達(dá)到優(yōu)化的效果。

2．在現(xiàn)代供應(yīng)商管理庫存的情況下，由于以往計算補貨量時沒有把運輸費用的不足考慮進(jìn)去，這樣往往造成了大量的浪費，他們綜合考慮庫存費和運輸費后，設(shè)計了一個可行的計算補貨周期的方法，仍然采用C-W節(jié)約算法為在同一天配送的客戶設(shè)計路徑。設(shè)計路徑時單單以車輛容量為約束目標(biāo)，不能充分利用車輛的運載量，為此根據(jù)一定原則將由C-W節(jié)約算法得到的路徑上面車輛的剩余容量分配給該路徑上面的一個或多個客戶，充分利用車輛滿載率，降低使用數(shù)量，降低總費用。

中南大學(xué)博士研究生傅成紅，研究了一個配送中心對多用戶組成的配送系統(tǒng)，討論離散型隨機需求條件下，單個周期的系統(tǒng)，建立了針對性的庫存―運輸整合優(yōu)化模型。分析了模型的離散特征，把復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化成較簡單的運輸路徑問題，借助現(xiàn)成的求解方法，設(shè)計了自適應(yīng)性的單親遺傳算法。用MATLAB編程并用實例進(jìn)行了測試。試驗結(jié)果說明了依靠現(xiàn)代優(yōu)化方法，庫存―運輸整合的研究是非常有實踐意

義的。

以上多數(shù)研究者都研究的確定性的問題，然而現(xiàn)實中有許多不確定性，有人把隨機情形對應(yīng)于馬爾科夫的決策過程，對此設(shè)計了模型并進(jìn)行求解。趙達(dá)等考慮了零售商系統(tǒng)下的隨機需求情況，提出了基于馬爾科夫決策過程的修正的CW節(jié)約算法的啟發(fā)式分解

算法。

國內(nèi)王亮等研究了由一個供應(yīng)商和多個零售商組成的分銷系統(tǒng)，它假定兩級庫存補充都采用周期訂貨方式，而且每個零售商的需求都是隨機的而且服從一定的概率分布，在客戶服務(wù)水平較高的條件下力求供應(yīng)鏈上運輸和庫存整體費用最小。王勇等針對一個供應(yīng)商和多個零售商組成的二級供應(yīng)鏈，在需求不確定且不能缺貨的情況下，提出了配貨階段和送貨階段的兩階段進(jìn)行的方法。

田立新和唐煥超等利用多個油庫組成的成品油配送系統(tǒng)，建立了庫存-運輸聯(lián)合優(yōu)化的0-1整數(shù)規(guī)劃模型，該模型對多供給、多需求且允許缺貨的配送方式是適合的。左妍妍等針對多配送中心和多客戶組成的二級供應(yīng)鏈，研究了確定型且客戶不能缺貨的情況下，針對各配送中心怎么確定最優(yōu)配送方案，提出了基于梯森分割的配送分區(qū)模型。

在供應(yīng)鏈管理思想的指導(dǎo)下進(jìn)行庫存和配送的聯(lián)合優(yōu)化，這樣既能降低整體成本、又能提高供應(yīng)鏈整體效益。這些研究都假設(shè)一體化供應(yīng)鏈，有一定的參考意義，也為進(jìn)一步研究打下了基礎(chǔ)，但是難以在實際中實施。

劉桂慶等同志改進(jìn)了過去研究的假設(shè)，對非一體化供應(yīng)鏈情況下的庫存與配送優(yōu)化進(jìn)行研究，建立數(shù)學(xué)模型并設(shè)計了相應(yīng)算法，得到較理想的可行解，他們從以下幾個方面著手進(jìn)行了研究：（1）配送與庫存整體優(yōu)化的最優(yōu)訂貨問題；（2）配送與庫存整體優(yōu)化的的運輸成本支付問題；（3）配送與庫存整體優(yōu)化，且考慮彈性需求的定價問題；（4）考慮供應(yīng)商庫存成本的庫存路徑問題。研究了由單一供應(yīng)商和多零售商組成的二級供應(yīng)鏈系統(tǒng)的庫存與配送聯(lián)合優(yōu)化問題，改進(jìn)了最鄰近算法，實現(xiàn)了供應(yīng)商和各零售商的多贏局面。

三、結(jié)語

本文就庫存與運輸聯(lián)合優(yōu)化方面的研究成果進(jìn)行了粗淺的整理，從中可以看出，確定型的各種模型研究文獻(xiàn)較為豐富，其結(jié)果也比較可靠；但對不確定型需求的各種模型的研究較為困難，由于變量復(fù)雜，很多的實際問題難以全面準(zhǔn)確地描述，也難以找到較好的數(shù)據(jù)處理方法和求解方法，對典型的一對多隨機需求配送網(wǎng)絡(luò)模型有一些研究，也還只是皮毛。充分認(rèn)識這些不足，作為下一步繼續(xù)研究的重點。

參考文獻(xiàn)

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[3]袁慶達(dá)．隨機庫存―運輸聯(lián)合優(yōu)化問題研究[D]．西南交通大學(xué)博士論文，2001.

作者簡介：殷俊峰（1978-），男，山東費縣人，臨沂大學(xué)費縣分校講師，碩士研究生，研究方向：數(shù)理統(tǒng)計、運籌學(xué)、企業(yè)管理教學(xué)。

（責(zé)任編輯：王書柏）