兩級生產(chǎn)不確定的煤炭供應(yīng)鏈均衡供應(yīng)策略研究

彭紅軍周梅華劉滿芝

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兩級生產(chǎn)不確定的煤炭供應(yīng)鏈均衡供應(yīng)策略研究

彭紅軍1，2，周梅華2，劉滿芝2

(1. 南京林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，江蘇南京 210037；2. 中國礦業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，江蘇徐州 221116)

研究兩級生產(chǎn)（原煤開采生產(chǎn)與煤炭洗選生產(chǎn)）與需求不確定下煤炭供應(yīng)鏈均衡供應(yīng)決策問題。首先分別構(gòu)建兩級生產(chǎn)與需求不確定下煤炭均衡供應(yīng)測度指標(biāo)與模型、煤炭供應(yīng)鏈利潤與期望利潤函數(shù)；在此基礎(chǔ)上運(yùn)用目標(biāo)規(guī)劃法，綜合以煤炭均衡供應(yīng)和煤炭供應(yīng)鏈期望利潤為目標(biāo)，建立煤炭供應(yīng)鏈多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)作模型并進(jìn)行了模型分析；最后對模型進(jìn)行應(yīng)用研究。研究表明，不考慮煤炭供應(yīng)鏈中的兩級生產(chǎn)與需求不確定性所進(jìn)行的運(yùn)作決策，導(dǎo)致煤炭供應(yīng)鏈?zhǔn)找娲蠓档?；煤炭供?yīng)鏈均衡供應(yīng)的多目標(biāo)決策模型，可以使煤炭供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)一定的利潤目標(biāo)的條件下，實(shí)現(xiàn)煤炭的均衡供應(yīng)，具有合理性和可應(yīng)用性。

煤炭供應(yīng)鏈；兩級生產(chǎn)不確定；均衡供應(yīng)；目標(biāo)規(guī)劃

0 引言

近年來不確定環(huán)境下供應(yīng)鏈運(yùn)作與協(xié)調(diào)問題的研究日益受到學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的關(guān)注，對于需求不確定下的供應(yīng)鏈運(yùn)作與協(xié)調(diào)問題，Gregory，Li，徐賢浩等[1-3]對隨機(jī)需求條件下供應(yīng)鏈生產(chǎn)、訂貨等運(yùn)作策略進(jìn)行了探討。Cachon，周永務(wù)，于春云等[4-6]分別研究了隨機(jī)需求下供應(yīng)鏈數(shù)量折扣協(xié)調(diào)、批發(fā)價(jià)協(xié)調(diào)與回購協(xié)調(diào)模型與契約。對供應(yīng)不確定下供應(yīng)鏈運(yùn)作與協(xié)調(diào)問題的研究日益受到重視，Rekik, Keren, Weng等[7-9]綜合研究了供應(yīng)不確定下的報(bào)童模型；Gurnani，馬士華，廖莉等[10-12]分別研究了供應(yīng)商產(chǎn)出不確定下供應(yīng)鏈?zhǔn)找婀蚕?、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、批發(fā)價(jià)、缺貨懲罰等協(xié)調(diào)策略. Azaron, Erdem, Gerchak, Gurnani, Inderfurth等[13-17]在需求和供應(yīng)商產(chǎn)出均具有隨機(jī)性的假設(shè)下，以總成本最小為目標(biāo)研究了供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)與生產(chǎn)庫存問題。

圖1 煤炭供應(yīng)鏈的兩級生產(chǎn)與需求不確定性示意圖

現(xiàn)有研究不確定環(huán)境下供應(yīng)鏈管理問題的文獻(xiàn)主要關(guān)注具有一級生產(chǎn)（供應(yīng)）不確定或隨機(jī)需求的供應(yīng)鏈的管理問題。實(shí)際上，大多數(shù)供應(yīng)鏈具有兩級生產(chǎn)（原材料生產(chǎn)和產(chǎn)成品生產(chǎn)）與需求不確定性，煤炭供應(yīng)鏈就是其中的一個(gè)典型。煤炭供應(yīng)鏈中，原煤開采產(chǎn)出量、商品煤洗選產(chǎn)出量以及煤炭需求量均具有不確定性，這是因?yàn)椋航?jīng)濟(jì)發(fā)展速度和水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、自然條件等眾多因素的變化都會對煤炭需求規(guī)模和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，造成較強(qiáng)的需求不確定性；受制于自然賦存條件、開采技術(shù)水平以及煤炭生產(chǎn)安全的影響，原煤開采產(chǎn)出的數(shù)量和質(zhì)量具有較大的不確定性；由于原煤產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量具有較大的不確定性，加上煤炭洗選工藝的影響，煤炭洗選產(chǎn)出具有一定的不確定性. 煤炭供應(yīng)鏈的兩級生產(chǎn)與需求的不確定性如圖1所示。

由于煤炭是我國主要的能源資源，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有非常重要的戰(zhàn)略地位。煤炭供應(yīng)不僅要追求收益的最大化，還要實(shí)現(xiàn)一定的煤炭均衡供應(yīng)度，以保障社會經(jīng)濟(jì)和人民生活的需要。兩級生產(chǎn)與需求不確定下煤炭供應(yīng)鏈如何進(jìn)行科學(xué)的運(yùn)作決策以實(shí)現(xiàn)利潤目標(biāo)和煤炭供應(yīng)鏈均衡供應(yīng)目標(biāo)，是煤炭供應(yīng)鏈面臨的考驗(yàn)?，F(xiàn)有對煤炭企業(yè)的相關(guān)研究中，彭晨等[18]分別研究了煤炭供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)特征和工作流特征；陳建生等[19]研究了煤炭供應(yīng)鏈的聯(lián)盟；張青[20]建立了煤炭企業(yè)生產(chǎn)優(yōu)化模型；PENG等[21]研究立了煤炭供應(yīng)鏈動態(tài)優(yōu)化決策.以上研究均沒有考慮煤炭供應(yīng)鏈中存在的兩級生產(chǎn)與需求不確定性，且對煤炭企業(yè)優(yōu)化運(yùn)作決策的研究主要以利潤最大化或者成本最小化為目標(biāo)，沒有考慮煤炭均衡供應(yīng)目標(biāo)。

本文借鑒相關(guān)研究成果，并在文獻(xiàn)[22]建立的具有兩級生產(chǎn)與需求不確定的供應(yīng)鏈的生產(chǎn)和訂購決策的模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建兩級生產(chǎn)與需求不確定的煤炭供應(yīng)鏈均衡供應(yīng)的多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)作模型，研究煤炭供應(yīng)鏈均衡供應(yīng)策略。本文的研究與現(xiàn)有文獻(xiàn)相比具有以下特點(diǎn)：①本文基于煤炭供應(yīng)鏈存在的兩級生產(chǎn)與需求不確定性，建立兩級生產(chǎn)與需求不確定的煤炭供應(yīng)鏈均衡供應(yīng)的多目標(biāo)優(yōu)化模型，推動供應(yīng)鏈管理的研究向兩級生產(chǎn)與需求多級不確定的領(lǐng)域深入；②從煤炭供應(yīng)鏈特點(diǎn)出發(fā)，從滿足煤炭需求的概率角度構(gòu)建煤炭均衡供應(yīng)的測度指標(biāo)和測度模型，綜合以煤炭均衡供應(yīng)和煤炭供應(yīng)鏈利潤視角研究煤炭供應(yīng)鏈多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)作問題，擴(kuò)展了傳統(tǒng)供應(yīng)鏈以效益最大或成本最小的單一的研究視角。

1主要假設(shè)與符號說明

1.1主要假設(shè)

(1) 煤炭是我國重要的能源資源，煤炭供應(yīng)鏈生產(chǎn)與訂購決策除了追求利潤目標(biāo)外，還應(yīng)以保障煤炭的均衡供應(yīng)為目標(biāo)；

(2) 原煤開采產(chǎn)出、煤炭洗選產(chǎn)出以及商品煤的市場需求量均具有不確定性且相互獨(dú)立；

(3) 供貨方式采用JIT方式，原煤開采企業(yè)的交貨數(shù)量不大于煤炭洗選企業(yè)的訂貨量，煤炭洗選企業(yè)的商品煤銷售量不大于市場實(shí)際需求量。

1.2符號說明

2煤炭供應(yīng)鏈均衡供應(yīng)模型的構(gòu)建與求解

2.1 煤炭均衡供應(yīng)的測度指標(biāo)與模型

由于煤炭供應(yīng)鏈中存在兩級生產(chǎn)和需求不確定性，本文用概率論的方法，從滿足煤炭市場需求的概率方面定義煤炭均衡供應(yīng)的測度指標(biāo)——均衡供應(yīng)度；并建立煤炭均衡供應(yīng)的測度模型。

精煤的均衡供應(yīng)度為：

混煤的均衡供應(yīng)度為：

2.2 煤炭供應(yīng)鏈利潤與期望利潤函數(shù)

煤炭供應(yīng)鏈總利潤為

其中第一項(xiàng)為精煤銷售收入，第二項(xiàng)為混煤銷售收入，第三項(xiàng)為原煤開采成本，第四項(xiàng)為煤炭洗選成本，第五項(xiàng)為精煤庫存成本，第六項(xiàng)為混煤庫存成本。

煤炭供應(yīng)鏈期望利潤為

其中精煤期望銷售收入：

混煤期望銷售收入：

混煤期望庫存成本：

精煤期望庫存成本：

2.3 煤炭供應(yīng)鏈均衡供應(yīng)的多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)作模型

煤炭供應(yīng)鏈均衡供應(yīng)模型既以利潤最大化為目標(biāo)，又以實(shí)現(xiàn)一定的煤炭均衡供應(yīng)度為目標(biāo)，是一個(gè)多目標(biāo)的隨機(jī)優(yōu)化模型。本文運(yùn)用目標(biāo)規(guī)劃的方法構(gòu)建煤炭供應(yīng)鏈均衡供應(yīng)的多目標(biāo)規(guī)劃模型并求解. 一般目標(biāo)規(guī)劃是將多個(gè)目標(biāo)函數(shù)寫成一個(gè)由偏差變量構(gòu)成的函數(shù)求最小值，按多個(gè)目標(biāo)的重要性，確定優(yōu)先等級，順序求最小值。按決策者的意愿，事先給定所要達(dá)到的目標(biāo)值. 設(shè)為未達(dá)到目標(biāo)值的差值，稱為負(fù)偏差變量，為超過目標(biāo)值的差值，。當(dāng)目標(biāo)函數(shù)越小越好時(shí)，求正偏差變量最??；當(dāng)目標(biāo)函數(shù)越大越好時(shí)，求負(fù)偏差變量最小；當(dāng)期望目標(biāo)函數(shù)恰好等于目標(biāo)值時(shí)，求正負(fù)偏差變量之和最小。

為了便于利潤目標(biāo)與均衡供應(yīng)目標(biāo)的比較，需要對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行無量鋼化的標(biāo)準(zhǔn)化處理，標(biāo)準(zhǔn)化處理公式分別為：

綜上所述，以煤炭供應(yīng)鏈期望利潤、精煤和混煤的均衡供應(yīng)度為目標(biāo)，以原煤與煤炭洗選能力以及原煤最低開采量為約束條件的煤炭供應(yīng)鏈均衡供應(yīng)的目標(biāo)規(guī)劃模型為：

(6)

這就將多目標(biāo)優(yōu)化模型化為單目標(biāo)優(yōu)化模型，用LINGO軟件可直接求解目標(biāo)規(guī)劃模型(6).

2.4模型分析

首先不考慮模型(6)中的生產(chǎn)能力約束，進(jìn)行模型分析。由模型(6)前三個(gè)約束條件，可以將模型(6)的目標(biāo)轉(zhuǎn)化為以下目標(biāo)：

(8)

其中，

，

(8)式可整理為：

(10)

在以煤炭供應(yīng)鏈期望利潤、精煤和混煤的均衡供應(yīng)度為目標(biāo)的決策模型中，由(9)式，原煤計(jì)劃產(chǎn)量與呈正向關(guān)系，由于，所以混煤均衡供應(yīng)目標(biāo)有利于促進(jìn)煤炭供應(yīng)鏈提高原煤產(chǎn)量；由(10)式，原煤計(jì)劃入洗量與呈正向關(guān)系，由于，所以混煤均衡供應(yīng)目標(biāo)促使煤炭供應(yīng)鏈降低原煤入洗量，而精煤均衡供應(yīng)目標(biāo)促進(jìn)煤炭入洗量的提高，通過合理設(shè)置混煤和精煤均衡供應(yīng)度的權(quán)重，可以合理決策煤炭入洗量。

結(jié)論：綜合以供應(yīng)鏈利潤和煤炭均衡供應(yīng)度為目標(biāo)的多目標(biāo)決策模型，可以使煤炭供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)一定的利潤目標(biāo)的條件下，通過設(shè)置合理的期望利潤、精煤和混煤的均衡供應(yīng)度的權(quán)重，調(diào)節(jié)煤炭供應(yīng)鏈原煤計(jì)劃產(chǎn)量和入洗量決策，實(shí)現(xiàn)煤炭的均衡供應(yīng)。

3 煤炭供應(yīng)鏈均衡供應(yīng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)作模型的應(yīng)用

3.1 參數(shù)說明

表1 徐礦集團(tuán)生產(chǎn)參數(shù)情況

本文以徐州礦務(wù)集團(tuán)有限公司（以下簡稱“徐礦集團(tuán)”）為應(yīng)用對象。徐礦集團(tuán)共有7個(gè)煤炭洗選企業(yè)，中、東部2個(gè)（權(quán)臺洗煤廠、旗山洗煤廠），西部3個(gè)（夾河洗煤廠、龐莊洗煤廠、張集洗煤廠），東部2個(gè)（三河尖洗煤廠、張雙樓洗煤廠）。徐礦集團(tuán)主要洗煤產(chǎn)出商品煤煤種為精煤和混煤，另外，未入洗的原煤，經(jīng)過適當(dāng)篩選處理后，也可作為混煤銷售。

徐礦集團(tuán)原煤產(chǎn)能、原煤最低產(chǎn)量、洗煤能力、原煤開采成本、洗煤成本等參數(shù)如表1所示。其中原煤最低產(chǎn)量，是指各原煤礦井為了維持設(shè)備運(yùn)行與人員成本所需要保持的最低產(chǎn)量。

徐礦集團(tuán)面對的市場需求波動隨機(jī)變量、原煤產(chǎn)出波動隨機(jī)變量、精煤洗選產(chǎn)出波動隨機(jī)變量以及混煤洗選產(chǎn)出波動隨機(jī)變量的概率密度函數(shù)分別為：

；

3.2 模型求解結(jié)果

首先，只考慮以徐礦集團(tuán)供應(yīng)鏈整理期望利潤最大化為目標(biāo)單目標(biāo)隨機(jī)優(yōu)化模型，求解單目標(biāo)決策下徐礦集團(tuán)的優(yōu)化運(yùn)作決策、期望利潤以及煤炭均衡供應(yīng)度。本文還求解徐礦集團(tuán)企業(yè)不考慮兩級生產(chǎn)與需求不確定性，直接根據(jù)市場需求量安排生產(chǎn)計(jì)劃決策下煤炭供應(yīng)鏈的運(yùn)作決策、期望利潤以及煤炭均衡供應(yīng)度。

其次，以單目標(biāo)決策下供應(yīng)鏈期望利潤320079萬元為供應(yīng)鏈期望利潤目標(biāo)；精煤與混煤均衡供應(yīng)度的目標(biāo)為0.85；期望利潤目標(biāo)、精煤均衡供應(yīng)度目標(biāo)、混煤均衡供應(yīng)度目標(biāo)的優(yōu)先權(quán)值分別為. 求解多目標(biāo)均衡供應(yīng)決策下徐礦集團(tuán)的優(yōu)化運(yùn)作決策、期望利潤以及煤炭均衡供應(yīng)度。用LINGO軟件求解模型，結(jié)果如表2所示。

表2 徐礦集團(tuán)生產(chǎn)與訂購均衡決策（單位：萬噸）

3.3 決策結(jié)果的討論與合理性分析

由表2可以看出：

(1) 煤炭供應(yīng)鏈企業(yè)不考慮兩級生產(chǎn)與需求不確定性，直接根據(jù)市場需求量進(jìn)行生產(chǎn)決策下，煤炭供應(yīng)鏈的計(jì)劃產(chǎn)量顯著高于最優(yōu)化產(chǎn)量，導(dǎo)致生產(chǎn)過剩，從而導(dǎo)致煤炭供應(yīng)鏈利潤顯著偏低，比考慮兩級生產(chǎn)與需求不確定下單目標(biāo)決策的煤炭供應(yīng)鏈期望利潤減少達(dá)19.7%，比均衡供應(yīng)多目標(biāo)決策的煤炭供應(yīng)鏈期望利潤減少達(dá)16.5%. 說明研究兩級生產(chǎn)與需求不確定下煤炭供應(yīng)鏈的優(yōu)化運(yùn)作決策具有重要意義。

(2) 在僅以利潤最大化為目標(biāo)的單目標(biāo)決策下，煤炭均衡供應(yīng)度較低，精煤的均衡供應(yīng)度僅為0.398，混煤的均衡供應(yīng)度也僅為0.565. 這是因?yàn)?，煤炭供?yīng)鏈中存在兩級生產(chǎn)與需求的不確定性，煤炭企業(yè)為了規(guī)避過量生產(chǎn)導(dǎo)致煤炭積壓和庫存成本的增加，將煤炭生產(chǎn)與供應(yīng)量控制在較低水平。

(3) 綜合以供應(yīng)鏈利潤和煤炭均衡供應(yīng)度為目標(biāo)的多目標(biāo)決策下，雖然煤炭供應(yīng)鏈的期望利潤比單目標(biāo)決策下的七萬利潤減少了3.2%，但精煤與混煤的均衡供應(yīng)度分別達(dá)到了0.623和0.837，處于較合理的水平。本文建立的煤炭供應(yīng)鏈均衡供應(yīng)的多目標(biāo)決策模型，可以使煤炭供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)一定的利潤目標(biāo)的條件下，實(shí)現(xiàn)煤炭的均衡供應(yīng)，具有合理性。

4結(jié)論

本文基于煤炭供應(yīng)鏈中存在的兩級生產(chǎn)與需求不確定性，構(gòu)建了煤炭均衡供應(yīng)的測度指標(biāo)與模型，并運(yùn)用目標(biāo)規(guī)劃方法，綜合以煤炭供應(yīng)鏈期望利潤和煤炭均衡供應(yīng)為目標(biāo)，建立煤炭供應(yīng)鏈均衡供應(yīng)的多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)作模型。通過模型應(yīng)用可以看出，不考慮煤炭供應(yīng)鏈中的兩級生產(chǎn)與需求不確定性所進(jìn)行的運(yùn)作決策，導(dǎo)致煤炭供應(yīng)鏈?zhǔn)找娲蠓档?，研究兩級生產(chǎn)與需求不確定下煤炭供應(yīng)鏈的優(yōu)化運(yùn)作決策具有重要意義。本文建立的煤炭供應(yīng)鏈均衡供應(yīng)的多目標(biāo)決策模型，可以使煤炭供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)一定的利潤目標(biāo)的條件下，實(shí)現(xiàn)煤炭的均衡供應(yīng)，具有合理性和可應(yīng)用性的特點(diǎn)。

[1] Gregory, A.D., Song, J.S., Paul, H.Z.. Managing an assemble-to-order system with returns[J]. Manufacturing & Service Operations Management, 2009, 11(1): 144-159.

[2] Li, J., WANG, Y.Z.. Supplier competition in decentralized assembly systems with price-sensitive and uncertain demand[J]. Manufacturing & Service Operations Management, 2010, 12(1): 93-101.

[3] 徐賢浩，鄧晨，彭紅霞. 基于供應(yīng)鏈金融的隨機(jī)需求條件下的訂貨策略[J]. 中國管理科學(xué)，2011，19(2) ：63-70.

[4] Cachon, G.P., Lariviere, M.A.. Competing manufacturers in a retail supply chain: On contractual form and coordination[J]. Management Science, 2010, 56(3): 571-589.

[5] 周永務(wù). 隨機(jī)需求下兩級供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的一個(gè)批量折扣模型[J]. 系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，2006，(7) ：25-30.

[6] 于春云，趙希男，彭艷東，潘德惠.不確定需求環(huán)境下多級庫存系統(tǒng)優(yōu)化與協(xié)調(diào)模型研究[J]. 管理工程學(xué)報(bào)，2009，23(1) ：121-127.

[7] Rekik Y, Sahin E, Dallery Y. A comprehensive analysis of the newsvendor model with unreliable supply[J]. OR Spectrum, 2007, 29(2): 207-233.

[8] Keren B. The single-period inventory problem: Extension to random yield from the perspective of the supply chain[J]. Omega, 2009, 37: 801-810.

[9] Weng Z K, McClurg T. Coordinated ordering decisions for short life cycle products with uncertainty in delivery time and demand [J]. European Journal of Operational Research, 2003, 151(1): 12-24.

[10] Gurnani H, Gerchak Y. Coordination in decentralized assembly systems with uncertain component yield[J]. European Journal of Operational Research, 2007, 176: 1559-1576.

[11] 馬士華，李果. 供應(yīng)商產(chǎn)出隨機(jī)下基于風(fēng)險(xiǎn)共享的供應(yīng)鏈協(xié)同模型[J]. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2010，16(3) :563-572.

[12] 廖莉，吳耀華，孫國華. 隨機(jī)產(chǎn)量下的二級供應(yīng)鏈契約協(xié)調(diào)[J]. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2010，16(8) :1733-1741.

[13] Azaron A, Brown K N, Tarim SA, Modarres M. A multi-objective stochastic programming approach for supply chain design considering risk[J]. International Journal of Production Economics, 2008, 116 (1): 129-138.

[14] Erdem A S, Ozekici S. Inventory models with random yield in a random environment[J]. International Journal of Production Economics, 2002,78 (3): 239-253.

[15] Gerchak Y, Vickson R G, Parlar M. Periodic review production models with variable yield and uncertain demand[J]. IIE Transactions, 1988, 20(2) :144-150.

[16] Gurnani H, Akella R, Lehoczky J. Supply management in assembly systems with random yield and random demand[J]. IIE Transactions, 2000,32 (8), 701-714.

[17] Inderfurth K. Analytical solution for a single-period production -inventory problem with uniformly distributed yield and demand[J]. Central European Journal of Operation Research, 2004, 12:117-127.

[18] 彭晨，岳東. 基于開放式功能體系的煤炭供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)研究[J]. 煤炭學(xué)報(bào)，2003，28(3) :326-331.

[19] 陳建生，王立杰. 論煤炭企業(yè)物流供應(yīng)鏈聯(lián)盟[J]. 管理世界，2004，（11）:148-149.

[20] 張青. 煤炭企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型及其應(yīng)用[J]. 中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，29(3) :331–334.

[21] Peng Hong-jun, Zhou Mei-hua, Liu Man-zhi. A Dynamic Optimization Model of an integrated Coal Supply Chain System and Its Application[J]. Mining Science and Technology, 2009, 19(6): 842-846.

[22] 彭紅軍，周梅華. 兩級生產(chǎn)與需求不確定的供應(yīng)鏈生產(chǎn)訂購決策[J]. 系統(tǒng)工程學(xué)報(bào)，2010，25(5) :622-628.

Balanced Supply Strategy of Coal Supply Chain with Uncertainty in Two-echelon Yields

PENG Hong-jun1,2, ZHOU Mei-hua2, LIU Man-zhi2

(1. college of economics and management, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China;2. School of Management, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China)

Coal is one of primary energy resources in China, which occupies a very important strategic position in the development of national economy. In order to meet the needs of social economy, coal supply chains pursue not only profit maximization, but also a certain degree of balance across the supply chain. In coal supply chains, raw coal mining, coal washing and coal demand are uncertain. Under the situation of two-echelon yields and demand uncertain, coal supply chains are facing the challenge of how to make scientific decisions in order to realize target profit and balance.

Taking the coal supply chain consisting of multiple coal mining enterprises and multiple coal washing enterprises as research objects, this paper researches the balanced supply decision of coal supply chains based on two-echelon yields (coal mining and coal washing) and demand uncertainty. Firstly, the paper gives a scientific definition of a balanced supply of coal. On this basis, the probability of coal supply to meet a certain rate of demand is set as a measure index of the balanced supply of coal. Accordingly, mathematical models of the expected profit of coal supply chain and the measure index of balanced supply of coal are established. On this basis, taking coal’s balanced supply and expected profits of coal supply chain as goals, we use objective programming to establish coal supply chain using multiple objective optimization operation model. In addition, weanalyzethe model by using mathematical methods. Finally, by applying this model, reasonable systematic decision of coal enterprise is made.

Through the study, the following conclusions can be drawn:

(1) When the coal supply chain makes decisions of raw coal and coal washing without considering uncertainty in two-echelon yields and demand, the profit of coal supply chain may be reduced significantly. With uncertainty in two-echelon yields and demand, decisions taking into account the uncertainty in production and demand can help produce more profit than decisions which does not. The result reveals that decisions taking into account the uncertainty in two-echelon yields and demand for the supply chain bear great significance.

(2) With the profit maximization as the goal of single objective decision-making, the degree of balanced coal supply is low. In order to avoid carrying too much inventory cost and having the backlog of coal with uncertainty in two-echelon yields and demand, coal enterprises have to control coal production and keep coal supply at a low level.

(3) By setting the reasonable weight of expectation profit, the degree of balanced supply of mixed coal and clean coal, the multi-objective decision-making model of coal supply chain can adjust the quantity decision of raw coal production. The model can realize the balance of coal supply on the basis of helping the coal supply chain achieve target profit with the characteristics of rationality and application.

coal supply chain; uncertainty in two-echelon yields; balanced supply; goal programming

中文編輯：杜 ??；英文編輯：Charlie C. Chen

F274

A

1004-6062(2016)02-0175-06

10.13587/j.cnki.jieem.2016.02.021

2013-07-13

2014-01-05

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（71201164）

彭紅軍(1980—)，男，安徽池州人，博士，副教授，從事運(yùn)籌優(yōu)化、供應(yīng)鏈管理等研究。