軍用汽車指揮分隊物資庫存與運輸協(xié)同優(yōu)化

陳韋翰，王鳳忠，謝鑫鵬

（1.軍事交通學(xué)院 學(xué)員旅，天津 300161; 2.軍事交通學(xué)院 軍用車輛系，天津 300161）

軍用汽車指揮分隊物資庫存與運輸協(xié)同優(yōu)化

陳韋翰1，王鳳忠2，謝鑫鵬2

（1.軍事交通學(xué)院 學(xué)員旅，天津 300161; 2.軍事交通學(xué)院 軍用車輛系，天津 300161）

以一個供應(yīng)商與一個軍用物資采購中心組成的二級供應(yīng)鏈為研究對象，綜合考慮運輸能力和批發(fā)價格折扣的基礎(chǔ)上，分別建立了分散決策下軍方主導(dǎo)、供應(yīng)商主導(dǎo)和集中決策下庫存與運輸協(xié)同優(yōu)化的決策收益模型，通過實例驗證比較得出了不同決策模式下最優(yōu)策略和系統(tǒng)績效的關(guān)系。

軍用物資；庫存；運輸；協(xié)同優(yōu)化

1 引言

汽車指揮分隊物資保障是我軍裝備保障的重要組成部分，其目的是為了恢復(fù)和保持車輛裝備良好的戰(zhàn)技性能，最終形成有效戰(zhàn)斗力。長期以來，學(xué)者們雖然對軍事供應(yīng)鏈中物資的庫存和運輸問題進(jìn)行過研究，但通常都是對其獨立地進(jìn)行研究而非協(xié)同研究，庫存和運輸成本之間存在的“效益悖反”現(xiàn)象尚未得到有效解決[1]。在軍事供應(yīng)鏈中，軍用物資采購中心希望供應(yīng)商在滿足部隊物資需求的前提下盡可能地增加配送次數(shù)，在不發(fā)生缺貨現(xiàn)象的同時達(dá)到降低庫存量的目的。但是，在軍方需求量一定的情況下，如果供應(yīng)商提高了配送頻率，必然會導(dǎo)致運輸成本的增加。作為理性的供應(yīng)商，希望通過盡可能地增加運送批量來降低配送頻率，從而達(dá)成規(guī)模效應(yīng)、降低運輸成本，但這必然會導(dǎo)致軍方庫存成本的增大。由此可見，如若單獨對庫存和運輸問題進(jìn)行研究，任意一方成本的降低必將使得另一方成本的增加。

在軍事供應(yīng)鏈運作過程中，庫存和運輸成本占整個供應(yīng)鏈總成本的一半以上，正是由于庫存和運輸成本是軍事供應(yīng)鏈運行總成本的主要組成，所以亟需從庫存和運輸協(xié)同優(yōu)化的角度出發(fā)，制定出一個實用而高效的方案使得軍事供應(yīng)鏈的總成本最低[2]。從庫存與運輸整體最優(yōu)而非個體最優(yōu)的角度考慮問題，是軍事供應(yīng)鏈集約化發(fā)展的必然趨勢，具有重要的理論和實踐意義。

2 模型的建立

本文以一個供應(yīng)商和軍方物資采購中心組成的二級供應(yīng)鏈為研究對象，在考慮批發(fā)價格折扣和運輸能力約束的前提下，分別建立了軍方占主導(dǎo)地位、供應(yīng)商占主導(dǎo)地位和庫存與運輸協(xié)同優(yōu)化的決策收益模型，并得出分散決策下軍方和供應(yīng)商的最優(yōu)策略以及集中決策下協(xié)同優(yōu)化的最優(yōu)策略，并對最優(yōu)策略進(jìn)行了比較分析。

2.1 模型假設(shè)

假設(shè)如下：（1）供應(yīng)商面臨的部隊需求確定；（2）供應(yīng)商擁有足夠的生產(chǎn)力，能滿足部隊用戶需求，不發(fā)生缺貨；（3）供應(yīng)鏈?zhǔn)怯梢粋€供應(yīng)商與一個軍用物資采購中心組成；（4）軍用物資采購中心訂貨提前期確定且很短，可不考慮；

符號說明如下：D：單位時間內(nèi)某汽車指揮分隊對某種物資的需求量；Q：軍方物資采購中心的訂貨批量；m：供應(yīng)商的配送頻率軍方物資采購中心的單次訂貨成本；Cs：單位物資的生產(chǎn)成本；Cy：供應(yīng)商向軍方供貨的運輸成本；h：單位物資的庫存持有成本；p：單位物資的批發(fā)價格。

2.2 軍方主導(dǎo)的決策收益模型

隨著國家加大對軍事國防建設(shè)的力度，軍方物資采購中心作為最接近部隊用戶的一環(huán)，在軍事物資采購過程中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，從而使得以往以供應(yīng)商為主導(dǎo)的供應(yīng)鏈模式轉(zhuǎn)向了以軍事物資采購中心為主導(dǎo)的供應(yīng)鏈模式[3]。

在實際訂貨過程中，供應(yīng)商會根據(jù)軍方物資采購中心訂貨量的數(shù)量給予一定的折扣優(yōu)惠，軍方訂貨量越多，相應(yīng)的折扣越大，在一定區(qū)間內(nèi)，軍用物資的批發(fā)價跟軍方訂貨量成反比，那么物資的批發(fā)價格p和訂貨批量之間關(guān)系可表示為：

此時，軍方物資采購中心的總成本由采購成本、庫存持有成本和訂貨成本三個部分構(gòu)成：

在庫存決策中，軍方將根據(jù)自身收益最大化的個體理性原則確定最優(yōu)配送頻率。令可得最優(yōu)配送頻率為：

由此可得：

該決策模式下，供應(yīng)鏈總成本為：

2.3 供應(yīng)商主導(dǎo)的決策收益模型

由于向部隊供應(yīng)物資的汽車企業(yè)，如重汽、東風(fēng)、一汽等，大都是實力雄厚的國際一流汽車制造商，擁有強大的經(jīng)濟實力和科研創(chuàng)新能力，為了節(jié)省整條供應(yīng)鏈的成本，供應(yīng)商會對下游的成員進(jìn)行管理以降低供應(yīng)鏈整體的成本。此時，供應(yīng)商是領(lǐng)導(dǎo)者，占主導(dǎo)地位，而軍方是跟隨者。

在這種供應(yīng)鏈中，供應(yīng)商的運輸成本主要由兩個部分組成。首先，每次制定采購計劃和運輸物資都有一個基礎(chǔ)成本，如車輛起步運輸成本、訂單準(zhǔn)備成本等，用U表示，則平均在單位物資的基礎(chǔ)成本為此外，當(dāng)配送數(shù)量超過一定量后，運輸成本還與運輸物資的數(shù)量有關(guān)，我們把與物資數(shù)量有關(guān)的成本折算為單位物資的運輸費用，用B表示，則B=vQ，v＞0[4]。則：

此時，供應(yīng)商的收益函數(shù)可表示為：

將D=mQ代入式（9）可得：

由此可得：

該決策模式下，供應(yīng)鏈總成本為：

2.4 庫存與運輸協(xié)同優(yōu)化收益模型

前文的研究是建立在軍方物資采購中心或者供應(yīng)商個體收益最大化基礎(chǔ)上的，并沒有考慮到買賣雙方的收益損失和整個供應(yīng)鏈的效率損失。這種個體最優(yōu)必然是以供應(yīng)鏈整體最優(yōu)損失為代價的，必然造成供應(yīng)鏈總成本的增加。因此，我們力圖把供應(yīng)商和軍方看作是一個整體，從供應(yīng)鏈整體最優(yōu)而非個體最優(yōu)的角度考慮問題，尋求使得供應(yīng)鏈整體總成本最小的決策方案[5]。

在軍用物資庫存與運輸協(xié)同優(yōu)化過程中，供應(yīng)商提供給軍方單位物資的價格為p=0，此時，供應(yīng)商和軍方的最優(yōu)運送批量一致。此時：

其符號關(guān)系式可表示為：

最優(yōu)配送批量為：

該決策模式下，供應(yīng)鏈總成本為：

3 實例驗證

某一軍用物資供應(yīng)商向某軍用物資采購中心供應(yīng)某種物資，該汽車指揮分隊對某種物資的需求量D=5 000，單位物資的生產(chǎn)成本Cs=60，單位物資的庫存持有成本h=20，軍方物資采購中心每次訂貨的訂貨成本g=600，可得不同決策模式下的最優(yōu)決策和系統(tǒng)績效，見表1。

表1 不同決策模式下的最優(yōu)決策和系統(tǒng)績效

由表1可知，當(dāng)其他參數(shù)相同時，軍方主導(dǎo)的決策收益模型的最優(yōu)配送頻率最大，供應(yīng)商主導(dǎo)的決策收益模型的最優(yōu)配送頻率最小，庫存與運輸協(xié)同優(yōu)化模型的居中；而協(xié)同優(yōu)化模型的最優(yōu)配送批量大于軍方主導(dǎo)的決策模型的最優(yōu)配送批量，但小于供應(yīng)商主導(dǎo)的決策收益模型的最優(yōu)配送批量；采用庫存與運輸協(xié)同優(yōu)化方法后，供應(yīng)鏈整體總成本有所下降，低于分散決策下軍方和供應(yīng)商分別主導(dǎo)的供應(yīng)鏈總成本。

4 結(jié)語

實例驗證表明：就軍方而言，希望盡可能減少運送批量從而降低庫存，但此時會增加供應(yīng)商的運輸成本。就供應(yīng)商而言，它希望通過增加配送批量、減少配送次數(shù)來降低運輸成本，但此時會增加軍方的庫存成本。如果將軍事供應(yīng)鏈中庫存與運輸問題進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化研究，由一個主體對其集中決策，可有效降低軍事供應(yīng)鏈的運營總成本，提高供應(yīng)鏈的整體競爭力。

[1]馮春花,宋學(xué)鋒.考慮運輸成本和信息成本的JIT采購模式選擇[J].系統(tǒng)管理學(xué)報,2009,18(4):459-468.

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[3]劉立輝.庫存與運輸整合優(yōu)化問題的研究現(xiàn)狀[J].物流技術(shù), 2006,(4):16-18.

[4]李莉英,王勇.一般運輸成本結(jié)構(gòu)下渠道協(xié)調(diào)的成本效應(yīng)分析[J].計算機集成制造系統(tǒng),2013,19(8):2 090-2 096.

[5]桂華明,馬士華.運輸成本對批量敏感時的供應(yīng)鏈批量協(xié)調(diào)策略比較研究[J].中國管理科學(xué),2013,16(2):49-56.

Collaborative Optimization of Inventory and Transportation of Military Vehicle Fleets

Chen Weihan1,Wang Fengzhong2,Xie Xinpeng2
(1.Student Brigade,Military Transportation Academy,Tianjin 300161; 2.Department of Military Vehicle,Military Transportation Academy,Tianjin 300161,China)

In this paper,with a two-echelon supply chain composed by a supplier and a military material sourcing center as the subject and after considering comprehensively the transportation capacity and wholesale price discount,we built the decision benefit model in the collaborative optimization of inventory and transportation respectively dominated by the military,the supplier and under the centralized decision-making system and next,through an empirical case,arrived at the optimal strategy for each decision-making mode and the relationship between system performance.

military material;inventory;transportation;collaborativetransportation

E234

A

1005-152X(2017)02-0169-03

10.3969/j.issn.1005-152X.2017.02.040

2016-12-14

陳韋翰（1994-），江西贛州人，研究方向：車輛管理、汽車指揮。