IBM電腦部和其他部門的供應(yīng)鏈管理.docx

IBM電腦部和其他部門的供應(yīng)鏈管理GRACE LIN, MARKUS ETTLSTEVE BUCKLEY, SUGATO BAGCHI IBM T, J. 沃森研究中心約克鎮(zhèn) Heights , 紐約 10598DAVID D. YAO 哥倫比亞大學(xué)紐約，紐約州 10027BRET L. NACCARATO IBM 印刷系統(tǒng)公司Endicott，紐約 13760ROB ALLAN, KERRY KIMLISA KOENIG IBM Personal研究三角公園，卡羅萊納州 277091994年，IBM開始重組它的全球供應(yīng)鏈。它希望以最少的庫存達(dá)到對(duì)顧客的快速響應(yīng)。為了支持這一項(xiàng)目，我們開發(fā)了一個(gè)跨企業(yè)供應(yīng)鏈的分析工具，資產(chǎn)管理工具（AMT）。AMT將圖形化流程建模、解析解的性能優(yōu)化、仿真、基于行為的成本核算以及企業(yè)數(shù)據(jù)庫連通性集成在一個(gè)允許對(duì)跨企業(yè)供應(yīng)鏈進(jìn)行定量分析的系統(tǒng)中。IBM已經(jīng)采用AMT研究類似于庫存預(yù)算、周轉(zhuǎn)目標(biāo)、顧客服務(wù)目標(biāo)以及新產(chǎn)品介紹等問題。我們已經(jīng)將它實(shí)施于大量的IBM的商業(yè)單位和渠道合作伙伴。1998年AMT已經(jīng)在原材料成本和價(jià)格保護(hù)費(fèi)用上節(jié)省了7.5億多美元。作為世界上最大的計(jì)算機(jī)硬件、軟件和服務(wù)的提供商，IBM生產(chǎn)各種不同的產(chǎn)品，包括半導(dǎo)體、處理器、硬盤、個(gè)人電腦、打印機(jī)、工作站以及大型機(jī)。它的制造點(diǎn)與世界各地成千上萬的供應(yīng)商和分銷渠道保持著聯(lián)系。一條產(chǎn)品線可能包含數(shù)以千計(jì)的零件，而這些零件要涉及到多級(jí)原材料清單、各式各樣的提前期和成本以及成百上千的由不同的運(yùn)輸模式連接的制造和分銷地點(diǎn)。面對(duì)著日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)，高科技的迅猛發(fā)展，持續(xù)的價(jià)格下降的挑戰(zhàn)，公司在1993年開始了一個(gè)內(nèi)部重組項(xiàng)目，理順業(yè)務(wù)流程，以改善物流和信息流。這一重組項(xiàng)目通過提高將產(chǎn)品傳遞到市場(chǎng)上的速度、可靠性和有效性，致力于改進(jìn)顧客滿意度和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。作為整個(gè)重組項(xiàng)目的一部分，1994年，IBM開始了一個(gè)資產(chǎn)管理重組的開發(fā)，其目的是定義供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)、確定戰(zhàn)略庫存和顧客服務(wù)目標(biāo)，以優(yōu)化庫存的分配和存放，并在滿足顧客服務(wù)目標(biāo)的同時(shí)減少企業(yè)的庫存。公司成立了一個(gè)跨部門的團(tuán)隊(duì)，成員是來自制造、研發(fā)、財(cái)務(wù)、市場(chǎng)、服務(wù)和技術(shù)部門的代表。這個(gè)團(tuán)隊(duì)確定了五個(gè)需要建模用于支持決策的領(lǐng)域：（1）在每一個(gè)商業(yè)單元內(nèi)減少庫存的方法的設(shè)計(jì)；（2）用于高層管理的為獲得庫存目標(biāo)的選擇方法的開發(fā)；（3）在每個(gè)商業(yè)單元內(nèi)開發(fā)和實(shí)施一個(gè)協(xié)調(diào)管理庫存和顧客服務(wù)目標(biāo)的流程，包括工具的采納和調(diào)度。（4）在全球供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中對(duì)類似于服務(wù)零件、生產(chǎn)原材料和成品這樣的資產(chǎn)進(jìn)行充分的估價(jià)。（5）對(duì)跨品牌產(chǎn)品和單元協(xié)作進(jìn)行評(píng)價(jià)，以改善庫存和風(fēng)險(xiǎn)管理。針對(duì)這些問題，我們開發(fā)了資產(chǎn)管理工具（AMT），這是一個(gè)戰(zhàn)略性的決策支持工具。AMT和其它資產(chǎn)管理重組方法的整合已經(jīng)使跨企業(yè)的供應(yīng)鏈管理在IBM得到了成功的應(yīng)用。資產(chǎn)管理工具（AMT）跨企業(yè)的供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€(gè)由互相關(guān)聯(lián)的設(shè)施組成的網(wǎng)絡(luò)，企業(yè)通過這些設(shè)施進(jìn)行采購、生產(chǎn)、配送，并將產(chǎn)品和服務(wù)傳遞給它的顧客。由于采購、生產(chǎn)和銷售變得越來越全球化，大公司的供應(yīng)鏈也愈加復(fù)雜，并且相互依賴的程度也越來越深。今天的跨企業(yè)的供應(yīng)鏈實(shí)際上是由代表了許多公司利益的多個(gè)供應(yīng)鏈組成的網(wǎng)絡(luò)，包括供應(yīng)商的供應(yīng)商到顧客的顧客。由于存在這種相互依賴的關(guān)系，一個(gè)具有擴(kuò)展供應(yīng)鏈的企業(yè)只有與它的供應(yīng)商和零售商通力合作，才會(huì)取得良好的業(yè)績和發(fā)展。 在高科技產(chǎn)業(yè)中，跨企業(yè)供應(yīng)鏈的管理變得非常重要。在管理得好的情況下，它可以使公司運(yùn)作成本很低，而利潤很高。而一個(gè)管理糟糕的供應(yīng)鏈卻恰好相反，利潤減少、企業(yè)失去創(chuàng)新精神，企業(yè)的商業(yè)成長受到阻礙。在我們最初的工作中，我們意識(shí)到有兩個(gè)基本的環(huán)節(jié)可以用來檢查IBM的供應(yīng)鏈情況。第一，我們必須減少和管理不確定性，以促進(jìn)更精確的預(yù)測(cè)；第二，我們必須改進(jìn)供應(yīng)鏈的靈活性，促使其迅速適應(yīng)市場(chǎng)的變化。從一開始，我們就致力于研究一條跨企業(yè)的供應(yīng)鏈潛在固有的相互依存關(guān)系。我們認(rèn)識(shí)到只有當(dāng)我們的系統(tǒng)反映了我們的供應(yīng)商和渠道采用的策略和流程，并且將他們的價(jià)值鏈與我們自己的集成考慮，我們的這一系統(tǒng)才可能運(yùn)行成功。這一觀點(diǎn)幫助我們形成了這樣的看法：在跨企業(yè)的供應(yīng)鏈中，必須采用集成的建模和分析工具。它將是一種采用新的方法論來處理需求、提前期、供應(yīng)商可靠性和其它因素內(nèi)在固有不確定性的工具。它將是可升級(jí)的，這樣，它就能夠處理代表某行業(yè)的大量描述產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、供應(yīng)鏈流程和部件庫存信息的數(shù)據(jù)。最后，這一新工具在對(duì)供應(yīng)鏈策略的基本類型及其交互作用的建模中也同樣有效，因?yàn)椴煌钠髽I(yè)可能使用不同的政策。我們?cè)O(shè)計(jì)AMT來解決所有這些問題。它是一個(gè)用于戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)供應(yīng)鏈計(jì)劃的建模和分析系統(tǒng)，源自各種各樣IBM早期的內(nèi)部重組研究 Bagchi et al.1998；Buckley 1996；Buckley and Smity 1997；Feigin et al. 1996 。它支持用于多層次庫存系統(tǒng)量化分析的先進(jìn)的建模、仿真和優(yōu)化能力，以及類似于企業(yè)數(shù)據(jù)庫連通性和基于Internet的溝通這樣的特點(diǎn)。AMT基于六個(gè)功能模塊：一個(gè)數(shù)據(jù)建模模塊、一個(gè)圖形用戶界面、一個(gè)實(shí)驗(yàn)管理器、一個(gè)優(yōu)化引擎、一個(gè)仿真引擎和一個(gè)報(bào)告生成器。數(shù)據(jù)建模模塊提供了一個(gè)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)接口，包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提前期、成本、需求預(yù)測(cè)和相關(guān)變量的信息。它內(nèi)置有原材料清單的發(fā)出和數(shù)據(jù)精簡能力、能夠自動(dòng)檢查數(shù)據(jù)的完整性。通過數(shù)據(jù)橋（data bridges），它允許對(duì)IBM的國際和當(dāng)?shù)剡\(yùn)作數(shù)據(jù)庫的進(jìn)行訪問。圖形用戶界面（GUI）將供應(yīng)鏈建模與基于會(huì)話的供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)輸入結(jié)合起來。它允許用戶通過拖放模型組件建立供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，比如將制造點(diǎn)、配送中心、運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)置于工作區(qū)上。實(shí)驗(yàn)管理器用于組織和管理與供應(yīng)鏈實(shí)驗(yàn)相關(guān)的數(shù)據(jù)集。它允許用戶查看并交互地修改參數(shù)和策略。除此之外，它提供對(duì)實(shí)驗(yàn)中生成的輸出數(shù)據(jù)的自動(dòng)訪問，并且支持各種各樣的文件管理操作。優(yōu)化引擎工具執(zhí)行了AMT的主要功能，量化地權(quán)衡了供應(yīng)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的客戶服務(wù)目標(biāo)和庫存。這一模塊可以通過GUI的下拉菜單訪問，或者由仿真引擎調(diào)用。仿真引擎模擬了供應(yīng)鏈在不同參數(shù)、策略和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下運(yùn)行得到的結(jié)果，包括供應(yīng)商、制造商以及配送中心的數(shù)量和位置；庫存和制造策略，例如安全庫存控制、供貨時(shí)間、按庫存生產(chǎn)、按訂單生產(chǎn)，以及連續(xù)或周期性的補(bǔ)充策略等。仿真引擎包含了一個(gè)動(dòng)畫模塊，能夠幫助用戶想象供應(yīng)鏈的運(yùn)作，并在監(jiān)控仿真輸出報(bào)告的同時(shí)改變參數(shù)和策略。報(bào)告生成器對(duì)所研究的供應(yīng)鏈的性能提供了一個(gè)綜合的觀察，包括平均周轉(zhuǎn)時(shí)間、顧客服務(wù)水平、出貨情況、訂單完成率和庫存。它還能生成財(cái)務(wù)報(bào)告，包括銷售收入、庫存占用資金、原材料成本、運(yùn)輸成本和基于活動(dòng)的成本，比如原材料的處理和制造。優(yōu)化引擎優(yōu)化引擎的核心功能，是分析在一條跨企業(yè)的供應(yīng)鏈中顧客服務(wù)和庫存投資之間的權(quán)衡。目標(biāo)是確定供應(yīng)鏈中每個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每種產(chǎn)品的安全庫存，以期最小化在總體庫存上的投資。我們把供應(yīng)鏈看作是一個(gè)多層的網(wǎng)絡(luò)，將其中的每個(gè)庫存節(jié)點(diǎn)作為一個(gè)排隊(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模。除了通常的排隊(duì)建模，我們?cè)谀Ｐ椭薪Y(jié)合了一個(gè)庫存控制政策：安全庫存控制策略，將安全庫存水平作為決策變量。為了量化地評(píng)價(jià)這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，我們開發(fā)了一種基于分解算法的方法。其核心思想是單獨(dú)分析網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)庫存節(jié)點(diǎn)，并通過所謂的實(shí)際提前期，獲取不同庫存節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系。我們將每個(gè)庫存節(jié)點(diǎn)看成一個(gè)具有復(fù)合泊松到達(dá)、無限個(gè)服務(wù)臺(tái)，服務(wù)時(shí)間服從一般分布的隊(duì)列，用排隊(duì)符號(hào) 表示。為了做到這一點(diǎn)，我們必須詳細(xì)說明到達(dá)和服務(wù)過程。通過基于生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，采用標(biāo)準(zhǔn)的MRP需求生成技術(shù)，我們?cè)诿總€(gè)節(jié)點(diǎn)獲得到達(dá)過程。復(fù)合泊松到達(dá)過程有三個(gè)主要參數(shù)：到達(dá)率、批量的均值和方差。因此它能夠包含多種形式的需求數(shù)據(jù)；例如，某一特定時(shí)期的需求可以由它的最大值、最小值、以及最可能的值來描述。服務(wù)時(shí)間是每個(gè)庫存節(jié)點(diǎn)的真實(shí)提前期。一個(gè)庫存節(jié)點(diǎn)的真實(shí)提前期可以通過它的名義提前期（比如制造或運(yùn)輸時(shí)間）以及它的供應(yīng)商的滿足率來求得。特別的，當(dāng)一個(gè)供應(yīng)商出現(xiàn)缺貨時(shí)，我們必須將由此產(chǎn)生的延遲加到實(shí)際提前期中去。這一延遲是供應(yīng)商用來生產(chǎn)滿足訂單的下一個(gè)單位所用的時(shí)間。在我們的模型中，我們通過Markov鏈分析得到附加的延遲。隨著到達(dá)和服務(wù)過程的確定，我們可以分析隊(duì)列，并得到類似庫存、缺貨、滿足率和顧客服務(wù)水平這樣的性能指標(biāo)。在對(duì)庫存節(jié)點(diǎn)i的分析中，關(guān)鍵值是 隊(duì)列中的作業(yè)數(shù)量，以Ni表示，這個(gè)值可以從標(biāo)準(zhǔn)的排隊(duì)論的結(jié)論Liu, Kashyap,和Templeton 1990中得到。為了減輕大規(guī)模應(yīng)用中的計(jì)算負(fù)擔(dān)，我們用一個(gè)正態(tài)分布來近似Ni。這樣，我們只需要得到Ni的均值和方差，而這二者都依賴于實(shí)際的提前期，即排隊(duì)模型的服務(wù)時(shí)間。圖1是一個(gè)庫存節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化的簡圖。優(yōu)化模型的目標(biāo)是最小化供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的總期望庫存資本。這一總量是所有庫存節(jié)點(diǎn)的總和，而每個(gè)節(jié)點(diǎn)持有兩種類型的庫存： 成品（在持）庫存和在制品（在訂）庫存。優(yōu)化模型的約束是要求的顧客服務(wù)目標(biāo)。他們由顧客訂單在給定期限之前滿足的概率來表示，例如95或99。我們的公式允許用戶分別為每一類需求流指定顧客服務(wù)目標(biāo)。首先對(duì)于每種最終產(chǎn)品，我們得到能夠滿足要求的顧客服務(wù)目標(biāo)的滿足率。這些滿足率通過網(wǎng)絡(luò)的材料清單結(jié)構(gòu)以及實(shí)際提前期，與所有上游庫存節(jié)點(diǎn)的實(shí)際提前期建立聯(lián)系。模型因此得到了不同庫存節(jié)點(diǎn)的相互關(guān)系，特別是安全庫存水平和滿足率對(duì)于顧客服務(wù)水平的影響。供應(yīng)鏈和配送網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)模型包括了Lee和Billington1993模型，Atntzen et al,1995，Camm et al.1997，Kruger1997，Graves, Kletter ,以及Hetzel 1998、 Andersson , Axsaeter 和Marklund1998。圖1：在這個(gè)描述一個(gè)庫存節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)性能的簡圖中，安全庫存水平是9，當(dāng)有四個(gè)單位庫存時(shí)，其它的五個(gè)單位已經(jīng)由早期的訂單所供應(yīng)，并且已經(jīng)轉(zhuǎn)化為流程中的五個(gè)作業(yè)。為了使優(yōu)化能夠快速執(zhí)行，我們得到準(zhǔn)確形式的解析梯度估計(jì)，并且實(shí)現(xiàn)了一個(gè)梯度搜索算法用來生成最優(yōu)解。這一工作的技術(shù)細(xì)節(jié)參見Ettl et al.1998及附錄。除了梯度搜索，我們還開發(fā)了一個(gè)基于產(chǎn)品聚類的啟發(fā)式優(yōu)化過程。為了使解法有效，我們將它與許多搜索方法在解決中等規(guī)模的測(cè)試問題時(shí)進(jìn)行比較。對(duì)于大規(guī)模的，產(chǎn)業(yè)規(guī)模的應(yīng)用，這一模型也已經(jīng)在IBM的幾個(gè)商業(yè)單元中得到廣泛測(cè)試。仿真引擎仿真引擎允許用戶對(duì)不同的供應(yīng)鏈策略進(jìn)行模擬，特別的，可以用來驗(yàn)證和微調(diào)由優(yōu)化引擎生成的解決方案的性能。我們基于SimprocessSwegles 1997建立仿真引擎，SimprocessSwegles 1997是一個(gè)用于通用目的的商業(yè)流程模擬器，由IBM研究中心和CACI產(chǎn)品公司聯(lián)合開發(fā)。仿真引擎在加入供應(yīng)鏈建模功能的同時(shí)，保留了Simprocess的功能。特別的，它為下面的供應(yīng)鏈流程提供了建模功能：- 顧客流程代表了基于所模擬的顧客需求，向供應(yīng)鏈提交訂單的外部顧客。它還能對(duì)關(guān)于期望顧客服務(wù)目標(biāo)和顧客優(yōu)先級(jí)的信息進(jìn)行建模。- 制造流程對(duì)裝配組裝過程、庫存策略和補(bǔ)充策略進(jìn)行建模。它還能被用于對(duì)供應(yīng)商建模。- 配送流程對(duì)配送中心建模并且能夠用來對(duì)零售店建模。- 運(yùn)輸流程對(duì)運(yùn)輸時(shí)間、車輛裝載和運(yùn)輸成本進(jìn)行建模。- 預(yù)測(cè)流程代表了產(chǎn)品預(yù)測(cè)，包括將來階段的促銷和隨機(jī)需求。- 庫存計(jì)劃流程對(duì)周期性的庫存目標(biāo)水平設(shè)置進(jìn)行建模。這個(gè)流程的本質(zhì)是基于要求的顧客服務(wù)目標(biāo)，計(jì)算出供應(yīng)鏈中各個(gè)庫存節(jié)點(diǎn)的建議庫存水平的AMT優(yōu)化引擎。仿真引擎允許用戶在監(jiān)控輸出報(bào)告的同時(shí)，改變一系列輸入?yún)?shù)，來獲得最佳的輸出值。所有的輸入和輸出參數(shù)存在于AMT模型數(shù)據(jù)庫中。用戶以隨機(jī)變量的形式，通過隨機(jī)分布為仿真提供輸入?yún)?shù)；包括制造提前期，運(yùn)輸時(shí)間，原材料處理延遲時(shí)間、需求預(yù)測(cè)、原材料清單單上要求的產(chǎn)品數(shù)量和供應(yīng)商的可靠性。支持的隨機(jī)分布函數(shù)包括，愛爾朗，指數(shù)、正態(tài)、正態(tài)對(duì)數(shù)、泊松、三角、均勻、韋伯和用戶定義的分布。我們?cè)O(shè)計(jì)了仿真引擎來進(jìn)行基于情景的分析。在這一分析中，像供應(yīng)商、制造商、配送中心的數(shù)目和位置、庫存水平、以及制造、補(bǔ)充以及運(yùn)輸策略（按計(jì)劃生產(chǎn)、按訂單生產(chǎn)、按訂單裝配、持續(xù)補(bǔ)充、周期性補(bǔ)充、滿載運(yùn)輸、非滿載運(yùn)輸?shù)鹊龋┻@樣的供應(yīng)鏈參數(shù)在仿真過程中不斷變化。對(duì)于每一次的仿真，用戶都可以指定一個(gè)計(jì)劃期，重復(fù)情景（樣本運(yùn)行）的數(shù)量以及一個(gè)不用保留統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的預(yù)熱階段。計(jì)劃期的長度取決于特定的被討論的實(shí)際應(yīng)用，以及歷史需求預(yù)測(cè)的有效性。通常我們?nèi)?-12個(gè)月作為計(jì)劃期。仿真運(yùn)行的結(jié)果以指標(biāo)報(bào)告的形式輸出，這些指標(biāo)包括周轉(zhuǎn)次數(shù)、顧客服務(wù)、滿足率、缺貨率、出貨、收入、安全庫存以及在制品庫存。為了分析財(cái)務(wù)方面的影響，用戶可以使用以下條目，其中的所有條目都可以再仿真中監(jiān)控：原材料成本；產(chǎn)品銷售收入；基于活動(dòng)的成本，例如原材料處理和制造成本；庫存持有成本；運(yùn)輸成本；錯(cuò)誤滿足或者推遲向顧客發(fā)送的懲罰成本；因被錯(cuò)誤滿足或者從供應(yīng)商處推遲發(fā)來貨物的補(bǔ)償；由顧客返還貨物產(chǎn)生的成本；將貨物返還給供應(yīng)商的補(bǔ)償。系統(tǒng)集成與技術(shù)創(chuàng)新我們將AMT的六個(gè)功能模塊集成在一個(gè)足夠靈活的系統(tǒng)構(gòu)架中，它可以滿足用戶不同的計(jì)算需要。這種構(gòu)架是基于一個(gè)客戶端服務(wù)器規(guī)劃模型的，在這個(gè)模型中，可以利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的資源進(jìn)行試驗(yàn)（見圖2）。AMT的客戶端提供了一系列功能，用于查看用戶圖形界面和對(duì)話框形式的數(shù)據(jù)錄入。而AMT的服務(wù)器端通常處在一臺(tái)功能強(qiáng)大的工作站或中型機(jī)上提供了完整的建模和分析功能。在我們?yōu)槭褂霉δ茌^弱的計(jì)算機(jī)（如膝上型電腦）的用戶建立的構(gòu)架中，AMT客戶端則以獨(dú)立于平臺(tái)的Java應(yīng)用程序形式存在；聯(lián)網(wǎng)的客戶端則允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器訪問AMT。圖2為了管理供應(yīng)鏈運(yùn)作，AMT需要產(chǎn)品在不同階段與流程中的相關(guān)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以通過一個(gè)相關(guān)模型數(shù)據(jù)庫（它經(jīng)由關(guān)聯(lián)界面與服務(wù)器相連接）得到。數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)了與各種建模情形相關(guān)的信息，包括供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造數(shù)據(jù)，以及需求預(yù)測(cè)。對(duì)每種最終產(chǎn)品，通過自上而下的材料清單，可以生成它的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。我們所有的產(chǎn)品數(shù)據(jù)都是從公司數(shù)據(jù)庫以及當(dāng)?shù)卣军c(diǎn)數(shù)據(jù)資源中提取的。為了方便數(shù)據(jù)提取，我們開發(fā)了許多數(shù)據(jù)庫連通性模塊，提供對(duì)數(shù)據(jù)庫的自動(dòng)訪問，提取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并把它們注入模型數(shù)據(jù)庫中。所有的連通性模塊都有內(nèi)置的材料清單生成功能。為了檢測(cè)因原材料清單信息遺漏或不完備導(dǎo)致的數(shù)據(jù)記錄不一致現(xiàn)象，我們加入了數(shù)據(jù)庫的一致性檢驗(yàn)，這樣可以產(chǎn)生遺漏數(shù)據(jù)報(bào)告，并將數(shù)據(jù)集縮小到能夠被保持一致地下載到模型數(shù)據(jù)庫的水平。數(shù)據(jù)收集的過程允許用戶在相關(guān)的表格中提供遺漏的數(shù)據(jù)，這些表格可與清單的輸出結(jié)果合并。為了將原材料采購清單的復(fù)雜性控制在可以管理的范圍內(nèi)，我們實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)減少程序，通過這些程序，我們可以根據(jù)零件的價(jià)值等級(jí)或年需求成本自動(dòng)消除非關(guān)鍵組件。AMT的圖形用戶界面允許建模者在工作域內(nèi)拖放通用供應(yīng)鏈組件，來為多種供應(yīng)鏈建立供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)（見圖3）。復(fù)雜的算法封裝在組件內(nèi)部。例如，點(diǎn)擊“PSG制造”節(jié)點(diǎn)，就會(huì)打開讓用戶指定參數(shù)和策略的窗口，例如延遲時(shí)間、制造提前期、原材料清單，以及按訂單生產(chǎn)或按計(jì)劃生產(chǎn)這樣的制造策略。AMT也支持分級(jí)過程建模。用戶可以“下行”來包含供應(yīng)鏈的其他層，給建模過程增加可擴(kuò)展性。顧客節(jié)點(diǎn)捕獲需求、預(yù)測(cè)和客戶服務(wù)要求。我們置入了動(dòng)畫，來幫助用戶將訂貨、商品以及卡車在節(jié)點(diǎn)間的運(yùn)行這些供應(yīng)鏈活動(dòng)可視化。在仿真運(yùn)行過程中，用戶可以查看報(bào)告，例如服務(wù)或庫存報(bào)告，了解仿真目前的狀況。除了這些實(shí)時(shí)報(bào)告，AMT還提供我們前面討論過的財(cái)務(wù)和性能報(bào)告。圖3AMT的一個(gè)重要特征就是優(yōu)化和仿真引擎這些附加功能。使用優(yōu)化引擎，用戶可以進(jìn)行迅速而深入的假設(shè)分析，這是超出任何標(biāo)準(zhǔn)仿真工具能力以外的。使用仿真引擎，用戶可以在仿真動(dòng)態(tài)的供應(yīng)鏈流程和策略的同時(shí)，調(diào)用庫存模塊進(jìn)行階段性的最優(yōu)庫存水平重算。用戶可以在優(yōu)化解決方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真，觀察不同節(jié)點(diǎn)采用的不同的供應(yīng)鏈策略是怎樣影響供應(yīng)鏈的性能的。仿真結(jié)果也可以用來調(diào)整仿真或者優(yōu)化過程的參數(shù)。在仿真引擎和優(yōu)化引擎之間有一個(gè)自動(dòng)接口，允許用戶在仿真運(yùn)行中周期性的調(diào)用優(yōu)化引擎，例如，根據(jù)最新需求預(yù)測(cè)重算目標(biāo)庫存水平。用戶還可以在推拉混合型環(huán)境中，使用優(yōu)化引擎周期性地產(chǎn)生計(jì)劃方案結(jié)合考慮服務(wù)目標(biāo)和系統(tǒng)不確定性?？傊?，AMT包含了創(chuàng)造性的優(yōu)化，性能評(píng)價(jià)以及仿真的結(jié)合，集成了數(shù)據(jù)連通性和一個(gè)基于因特網(wǎng)的建模框架。這使得它成為一個(gè)功能強(qiáng)大的通用工具，可以用于獲取大規(guī)模行業(yè)供應(yīng)鏈的隨機(jī)動(dòng)態(tài)環(huán)境。我們將跨企業(yè)供應(yīng)鏈作為一個(gè)庫存排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模，使用分解算法和排隊(duì)分析來獲取每個(gè)庫存節(jié)點(diǎn)的性能，。我們開發(fā)了多層、有約束的庫存優(yōu)化算法，采用變化梯度和啟發(fā)式搜索，使其有效地應(yīng)用于大規(guī)模的問題。我們建立了一個(gè)供應(yīng)鏈仿真庫，其中包含供應(yīng)鏈流程和策略的廣泛的集合，利用這個(gè)集合，可以用少量的編程工作為不同的供應(yīng)鏈環(huán)境建模。它提供了性能指標(biāo)、財(cái)務(wù)報(bào)告，以及深入到每個(gè)庫存持有單元的基于活動(dòng)的成本。它還為用戶提供了使供應(yīng)鏈參數(shù)生效和基于分析結(jié)果微調(diào)參數(shù)的方法。IBM個(gè)人系統(tǒng)組中跨企業(yè)的供應(yīng)鏈管理IMB個(gè)人系統(tǒng)組（PSG）負(fù)責(zé)個(gè)人電腦的研發(fā)、制造、銷售和服務(wù)（例如，商用型臺(tái)式電腦，消費(fèi)型臺(tái)式電腦，移動(dòng)產(chǎn)品，工作站，PC服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)PC，以及相關(guān)外圍設(shè)備）。PSG在全世界雇用了18500以上的工人。銷售及營銷隊(duì)伍分布在大城市，而制造工廠位于美國、拉丁美洲、歐洲和亞洲。1998年，PSG賣出了大約7,700,000臺(tái)計(jì)算機(jī)，這些計(jì)算機(jī)使用類似于IBM PC、Aptiva、ThinkPad、InteliStation、Netfinity、以及網(wǎng)絡(luò)工作站這樣的品牌。來自戴爾和Gateway這樣的PC制造商的競(jìng)爭(zhēng)日益增強(qiáng)，它們采用直銷的、按訂單生產(chǎn)的商業(yè)模式。這促使PSG在1997年重新評(píng)價(jià)自己的業(yè)務(wù)表現(xiàn)以及與其供應(yīng)鏈合作伙伴的關(guān)系。目標(biāo)是設(shè)計(jì)實(shí)施一種綜合的商業(yè)模式，結(jié)合直銷模式（按訂單生產(chǎn)，根據(jù)客戶要求配置，庫存最小化）和非直銷模式（固定配置，高質(zhì)量顧客服務(wù)和技術(shù)支持）的優(yōu)點(diǎn)，通過多種渠道進(jìn)行銷售。在1997年四月，PSG成立了一個(gè)跨功能單位的團(tuán)隊(duì)，其任務(wù)是在現(xiàn)有的商業(yè)模式和其他不同的方案中，量化顧客服務(wù)和擴(kuò)展供應(yīng)鏈中庫存之間的關(guān)系。我們利用PSG的商用臺(tái)式機(jī)產(chǎn)品的一個(gè)子集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，建立了AMT中的基礎(chǔ)供應(yīng)鏈模型。該模型是由最終用戶的需求、零售商定購行為、IBM制造與庫存策略、供應(yīng)商性能以及提前期可變性觸發(fā)的。我們從22個(gè)零售商那里收集了五個(gè)月的實(shí)際最終用戶銷售數(shù)據(jù)。零售商定購行為是被許多因素影響的，例如對(duì)策策略、市場(chǎng)激勵(lì)、對(duì)供應(yīng)商可靠性的信心，以及為滿足大客戶采購的庫存儲(chǔ)備。對(duì)每一個(gè)因素進(jìn)行建模未免太過復(fù)雜了。我們的模型通過使用替代性的定購政策，獲得每個(gè)PSG零售商的總定購量，來代表現(xiàn)有渠道的銷售能力水平。例如，如果某個(gè)零售商平均持有60天的庫存量，模型就為它建立一個(gè)相當(dāng)于60天渠道庫存的目標(biāo)安全庫存水平。為了觀測(cè)當(dāng)零售商改變它們訂貨策略時(shí)的情況，我們?cè)贏MT模型中改變渠道庫存水平，并進(jìn)行不同情況下假設(shè)分析。對(duì)于每種定貨策略，我們假定一個(gè)零售商將按照給定供應(yīng)天數(shù)的水平來保持產(chǎn)品庫存。在正常商業(yè)流程中，PSG根據(jù)13周滾動(dòng)水平來預(yù)測(cè)它的制造能力。當(dāng)前一周的預(yù)測(cè)作為生產(chǎn)計(jì)劃，然后此計(jì)劃推動(dòng)PSG的制造地生產(chǎn)的產(chǎn)品流向分銷倉庫，然后它們存儲(chǔ)在那里，直至被零售商定購，或者說拉動(dòng)。這種補(bǔ)充庫存策略抓住了PSG的結(jié)合推拉式制造與定購系統(tǒng)的特征PSG按照預(yù)測(cè)制造產(chǎn)品，將它們作為成品存在倉庫中，直到從零售商那里得到訂單為止。這個(gè)系統(tǒng)并非真正的拉式系統(tǒng)，因?yàn)楫a(chǎn)品的可獲得性會(huì)影響零售商的定購。同樣，它也并非真正的推式系統(tǒng)，因?yàn)榱闶凵痰亩ㄙ徱矔?huì)影響PSG制造點(diǎn)的日程安排。為了有效的把握由于部件短缺、能力約束以及最小訂貨批量要求所造成的多變性，我們分析了對(duì)未來13周的預(yù)測(cè)。PSG制定了一個(gè)在95的可能內(nèi)三日內(nèi)送貨給顧客的目標(biāo)，這個(gè)目標(biāo)直接轉(zhuǎn)化成AMT的優(yōu)化引擎所需要的顧客服務(wù)約束。結(jié)合仿真引擎和優(yōu)化引擎，模型根據(jù)最新的可得到的需求預(yù)測(cè)，每周計(jì)算安全庫存，使顧客訂單中的95在3天內(nèi)滿足。這個(gè)供應(yīng)策略形成了PSG供應(yīng)商定購部件和組件，并進(jìn)行后續(xù)制造活動(dòng)的基礎(chǔ)。在項(xiàng)目的第一階段，我們使用簡化的數(shù)據(jù)集來建立一個(gè)PSG供應(yīng)鏈的簡化原型來檢驗(yàn)假設(shè)，研究各種建模算法，更好的了解AMT應(yīng)用中可能的局限。在項(xiàng)目的第二階段，我們開發(fā)了更詳細(xì)的建模方案，可以改變渠道庫存，并結(jié)合零售商處的渠道裝配策略。PSG給他的零售商們提供了兩種類型的產(chǎn)品：（1）標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型模型（MTMs）：已完成并經(jīng)檢測(cè)合格的計(jì)算機(jī)；（2）開放式機(jī)型：沒有功能，只包括計(jì)算機(jī)最基本的部分，沒有內(nèi)存，硬盤文件和CD-ROM，這些開放式的機(jī)型允許零售商根據(jù)顧客的特殊需求進(jìn)行組裝。我們發(fā)現(xiàn)有的零售商把這些開放式機(jī)型在需要的時(shí)候組裝成標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型，賣給顧客，這是一個(gè)體現(xiàn)出靈活性的例子，因?yàn)榱闶凵炭梢杂卯?dāng)前的開放式機(jī)型庫存滿足對(duì)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型的訂單，而不僅僅是儲(chǔ)存這些庫存去滿足非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型的訂單。有的零售商庫存大量開放式機(jī)型，一旦有了標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型的訂單，他們向廠家訂貨，而不是利用現(xiàn)有的零部件組裝，這就是不夠靈活的表現(xiàn)。兩種方法都會(huì)影響庫存和顧客服務(wù)。因?yàn)榱闶凵痰撵`活性不能夠精確地定義，我們?cè)O(shè)計(jì)了不同仿真試驗(yàn)集，在100%靈活和100%不靈活兩種極端的情況下，界定或構(gòu)造渠道裝配策略的實(shí)際影響。通過將仿真結(jié)果與PSG歷史數(shù)據(jù)的比較，我們來驗(yàn)證AMT模型的準(zhǔn)確性。我們根據(jù)需要調(diào)整我們的消費(fèi)模型和參數(shù)，在不同的參數(shù)和策略下進(jìn)行多次仿真。這項(xiàng)研究的主要結(jié)果是如下幾個(gè)方面：- 基于PSG現(xiàn)有的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、小批量的市場(chǎng)環(huán)境、以及現(xiàn)有的供應(yīng)鏈策略，采用渠道裝配幾乎沒有減少其庫存。（不靈活的零售商渠道行為）- 允許零售商用他們庫存的部件組裝成任何標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型，可以改善服務(wù)2，減少12的庫存。（靈活的零售商渠道行為）- 把22個(gè)裝配點(diǎn)的需求集中成3種大的類別，可以改善6的服務(wù)水平且減少5的庫存。- 在現(xiàn)有的推拉式的供應(yīng)鏈策略基礎(chǔ)上，PSG可在不影響顧客服務(wù)水平的基礎(chǔ)上，減少50的庫存。目前，整個(gè)供應(yīng)鏈上的庫存水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于保持PSG服務(wù)目標(biāo)所需要的最優(yōu)庫存。這個(gè)項(xiàng)目及隨后的項(xiàng)目集中了4個(gè)功能團(tuán)體市場(chǎng)和銷售，生產(chǎn)，配送，開發(fā)尋求公司范圍內(nèi)對(duì)PSG戰(zhàn)略方向及隨后行動(dòng)的一致。我們的研究對(duì)于PSG的先進(jìn)的訂單滿足創(chuàng)新（AFI）直接起到了貢獻(xiàn)作用，AFI致力于通過改進(jìn)PSG產(chǎn)品的通用性，提高零售商渠道的靈活性Narisetti1998。同樣，PSG的管理層也認(rèn)可了減少組裝地點(diǎn)的數(shù)量，這是由于價(jià)格保護(hù)渠道的環(huán)境發(fā)生變化的結(jié)果。特定的條件和環(huán)境主要決定于AMT模型的輸出結(jié)果，在對(duì)后勤流程進(jìn)行了一系列加強(qiáng)改善后，于1997年11月實(shí)施這個(gè)項(xiàng)目。PSG已經(jīng)基于ATM的分析結(jié)果，對(duì)于如何分配項(xiàng)目優(yōu)先權(quán)和庫存管理渠道庫存方面，作出了許多決策。雖然1997年就作出了PSG初始商業(yè)轉(zhuǎn)型的分析，但是是在1998年產(chǎn)生了實(shí)際的商業(yè)效益。一個(gè)零售商預(yù)測(cè)的越準(zhǔn)確，服務(wù)的水平就越高。從1997年底到1998年底PSG削減了超過50的庫存。這次削減庫存的直接結(jié)果就是PSG銷售渠道的貼補(bǔ)費(fèi)用比1997年減少了1億美元。貼補(bǔ)費(fèi)用是指支付給分銷商和商業(yè)合作伙伴的費(fèi)用，這些費(fèi)用是為了補(bǔ)償價(jià)格變化而對(duì)他們的庫存產(chǎn)品所產(chǎn)生的影響。另外，由于產(chǎn)品的銷售實(shí)際與部件制造時(shí)間又縮短了46周，使得PSG節(jié)省了另外57的生產(chǎn)成本。這相當(dāng)于每年節(jié)約6.5億美元。在最初評(píng)估后的幾個(gè)月內(nèi)，我們進(jìn)行了進(jìn)一步的供應(yīng)鏈研究，包括分析（1）將供應(yīng)鏈上的合作者結(jié)合進(jìn)來；（2）在建模中考慮地理分布情況；（3）評(píng)價(jià)將總裝延遲至銷售商的配送點(diǎn)這一做法對(duì)庫存和消費(fèi)者服務(wù)影響；（4）估計(jì)削減生產(chǎn)周期對(duì)庫存的影響。這些研究已經(jīng)幫助PSG的商業(yè)合作伙伴制定更及時(shí)的關(guān)于供應(yīng)鏈策略的決策。特別的，這些研究已經(jīng)使得IBM和他的主要合作伙伴建立了一個(gè)合作場(chǎng)所政策。在合作場(chǎng)所政策中，合作伙伴將它的配送點(diǎn)置于IBM內(nèi)部，消除了在不同地點(diǎn)之間昂貴的周轉(zhuǎn)費(fèi)用。最后，因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)的精確程度在很大程度上影響著庫存和消費(fèi)者服務(wù)水平，PSG用AMT來決定向商業(yè)合作伙伴承諾的服務(wù)水平，而這種承諾主要基于他們提供精確預(yù)測(cè)的能力。零售商預(yù)測(cè)地越準(zhǔn)確，PSG提供給零售商的服務(wù)水平就越高。這種政策在行業(yè)中是史無先例的，受到了PSG的商業(yè)合作伙伴的歡迎?？偠灾?，PSG相信AMT在開發(fā)和應(yīng)用世界水平的供應(yīng)鏈管理策略上，已經(jīng)成了一個(gè)無價(jià)的資產(chǎn)。IBM中其他的AMT應(yīng)用AMT同樣應(yīng)用在IBM的其他制造部門中，包括印刷系統(tǒng)部門（PSC），中型機(jī)部門（AS/400），辦公室工作站部門（RS/6000），存儲(chǔ)系統(tǒng)部門（SSD），大型機(jī)部門（S/390）和PSG的歐洲市場(chǎng)。PSG的一些商業(yè)合作伙伴也已經(jīng)使用了AMT，包括Pinacor，GE Capital和Best Buy。IBM的行業(yè)解決方案單位對(duì)外采用這個(gè)工具來進(jìn)行咨詢應(yīng)用。下面是AMT最新的三個(gè)應(yīng)用的概述：IBM的印刷系統(tǒng)公司（PSC）是提供企業(yè)打印機(jī)解決方案的主要供應(yīng)商。產(chǎn)品線包括辦公室打印機(jī)和大量的生產(chǎn)印刷。這個(gè)公司雇用了大約4，550個(gè)員工，1998年擁有19.5億的毛利潤。1996年，PSC用5個(gè)月的時(shí)間對(duì)AMT進(jìn)行了大量的測(cè)試過程。在評(píng)估報(bào)告中，檢驗(yàn)小組認(rèn)為AMT產(chǎn)生了精確的結(jié)果，與現(xiàn)有的供應(yīng)鏈管理和庫存工具相比，能夠提高生產(chǎn)力，并且改善了PSG在確認(rèn)和生成庫存預(yù)算和周轉(zhuǎn)率目標(biāo)時(shí)的精確性。此后，PSC使用AMT來研究預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、建造一個(gè)新的配送中心、以及其他商業(yè)活動(dòng)對(duì)不同產(chǎn)品族的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)性能的影響。據(jù)報(bào)告，僅在一個(gè)例子中，就節(jié)約了160萬的庫存成本，占總庫存持有成本的30。1998年P(guān)SG成本節(jié)約超過7億5000萬IBM的AS/400公司制造中等規(guī)模的商用計(jì)算機(jī)和服務(wù)器，提供150多種型號(hào)和達(dá)到1000個(gè)之多的性能方面的升級(jí)。組裝這些系統(tǒng)需要幾千個(gè)獨(dú)一無二的零部件，大約1000個(gè)左右要在裝配的最后階段就在全部完成一個(gè)系統(tǒng)之前用到。如果給客戶提供靈活性，讓他們能夠挑選功能特性來定制個(gè)性化的產(chǎn)品，那么無疑就會(huì)對(duì)生產(chǎn)的復(fù)雜性和效率帶來挑戰(zhàn)。公司使用AMT來分析和量化諸如減少功能部件、功能部件替代、部件通用性、延遲個(gè)性化等一系列方案對(duì)于庫存和準(zhǔn)時(shí)運(yùn)送的影響。結(jié)果表明，消除小批量的零件可使庫存周轉(zhuǎn)率提高15，替代和延遲最后的總裝可以使庫存周轉(zhuǎn)率提高大約30。從1998年開始，AS/400削減了大約30的功能部件數(shù)量，其總銷售額穩(wěn)定增長。1995年，IBM建立了一套快速反應(yīng)服務(wù)項(xiàng)目，為購買中等規(guī)模數(shù)量的計(jì)算機(jī)內(nèi)存、外存和功能部件的顧客提供快速運(yùn)送服務(wù)。1998年9月，IBM開始將快速反應(yīng)項(xiàng)目作為一種前沿實(shí)驗(yàn)對(duì)象8，為主要商業(yè)合作伙伴提供真正的電子商務(wù)。IBM用AMT來分析權(quán)衡服務(wù)與庫存之間的關(guān)系，從而找到了一個(gè)最優(yōu)性能的結(jié)合點(diǎn)，此后還用它來分析快速反應(yīng)項(xiàng)目對(duì)于生產(chǎn)和配送中心之間庫存分配的影響。這些結(jié)論幫助IBM實(shí)現(xiàn)了商業(yè)效率的最大化，并且使由快速反應(yīng)產(chǎn)生的收入增長在1998年翻了一番。結(jié)論AMT使用了先進(jìn)的運(yùn)籌學(xué)技術(shù)，將技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)用的戰(zhàn)略性的應(yīng)用結(jié)合起來，在業(yè)界產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。IBM已經(jīng)采用AMT來處理廣泛領(lǐng)域內(nèi)的商業(yè)問題，包括庫存管理，供應(yīng)鏈配置，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，補(bǔ)充策略等等。AMT已經(jīng)在許多IBM的業(yè)務(wù)單位及他們的商業(yè)伙伴中得到了實(shí)施。實(shí)施AMT后僅1998年就帶給PSG7億5000多萬的成本節(jié)約。此外，AMT還幫助IBM的商業(yè)伙伴能夠以低得多的庫存水平滿足客戶需要，并且與很多商業(yè)伙伴達(dá)成了合作場(chǎng)所政策。AMT已經(jīng)成為許多供應(yīng)鏈重組創(chuàng)新方法的基礎(chǔ)，幾個(gè)IBM的商業(yè)伙伴把AMT分析看作是同IBM合作優(yōu)化跨企業(yè)供應(yīng)鏈的關(guān)鍵里程碑。致謝我們對(duì)下述人員所提供的辛勤勞作和鼎力支持表示衷心的感謝，他們是：Chae An, Ray Bessette, Rick Bloyd, Harold Blake, Richard Breitwieser, J.P.Briant, Bob Chen, Feng Cheng, Arthur Ciccolo, Daniel Connors, Ian Crawford, Anthony Cyplik, John Eagen, Brian Eck, Gerry Feigin, Angela Gisonni, John Konopka, Tom Leiser, Tony Levas, Nikorn Limcharoen, Joe Magliula, Barbara Martin, Larry McLaughlin, Bob Moffat, Gerry Murnin, Nitin Nayak, Jim Nugent, Lynn Odean, Krystal Reynolds, Richard Shore, Mukundan Srinivasan, Jayashankar Swaminathan, David Thomas, Bill Tulskie, Burnie Walling, Wen-Li Wang, James Yeh。附錄基于安全庫存控制策略的多層供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化這里我們簡單的回顧一下優(yōu)化引擎中數(shù)學(xué)模型的關(guān)鍵點(diǎn)。Ettl，F(xiàn)eigin，Lin和Yao1998給出了全部細(xì)節(jié)，包括一些這里沒有涉及的問題，比如非平穩(wěn)需求的處理，相關(guān)的滾動(dòng)計(jì)劃的實(shí)施，梯度的求法以及許多實(shí)施前后的步驟。我們用產(chǎn)品的物料清單結(jié)構(gòu)來制定供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的配置。網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)要么是一個(gè)工廠，要么是一個(gè)配送中心。同每個(gè)節(jié)點(diǎn)以及該節(jié)點(diǎn)中處理的每一種產(chǎn)品相關(guān)聯(lián)的，是一個(gè)多層的物料清單。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有存儲(chǔ)區(qū)域，我們把它看作庫存點(diǎn)，存儲(chǔ)出現(xiàn)在物料清單中的部件以及最終產(chǎn)品，分別對(duì)應(yīng)于輸入庫存點(diǎn)和輸出庫存點(diǎn)。下標(biāo)i和j表示庫存點(diǎn)，S表示整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所有庫存點(diǎn)的集合。我們假設(shè)采用一個(gè)分布式的庫存控制體系，每個(gè)庫存點(diǎn)都遵循安全庫存控制策略管理庫存。該策略描述如下：當(dāng)庫存點(diǎn)i的庫存位置（現(xiàn)有庫存加上在訂庫存減去缺貨）降至某個(gè)事先給定的安全庫存水平 以下時(shí)，該庫存點(diǎn)即去訂貨。在我們的模型里， 是一個(gè)決策變量。每個(gè)庫存點(diǎn)i都有一個(gè)給定分布的名義提前期Li，該名義提前期是指，當(dāng)任何上游庫存點(diǎn)沒有因?yàn)槿必浂l(fā)生延遲交貨的情況時(shí)，這個(gè)庫存點(diǎn)所在節(jié)點(diǎn)的生產(chǎn)時(shí)間或是運(yùn)輸時(shí)間。而實(shí)際提前期 則考慮了由于缺貨可能造成的延遲，Li是給定的數(shù)據(jù)，而 則是推導(dǎo)出來的性能指標(biāo)。為了分析每個(gè)庫存點(diǎn)i的性能，我們采用一個(gè)庫存排隊(duì)模型，參見Buzacott和Shanthikumars1993。特別的，我們將安全庫存控制策略與MX/G/排隊(duì)模型結(jié)合在一起，在MX/G/排隊(duì)模型中，到達(dá)服從到底率為i的泊松分布，每次到達(dá)包含Xi個(gè)單位或訂單。復(fù)合泊松過程很好地均衡了一般性與可操作性。需要特別注意的是，它提供了至少3個(gè)參數(shù)來為需求數(shù)據(jù)建模：到達(dá)率和到達(dá)批量的一階矩和二階矩（而簡單泊松到達(dá)過程只有一個(gè)參數(shù)）。為了得到每個(gè)庫存點(diǎn)i的性能指標(biāo)，我們首先要為MX/G/隊(duì)列產(chǎn)生一個(gè)輸入進(jìn)程。為了做到這一點(diǎn)，通過層層分析物料清單的結(jié)構(gòu)，在每一層根據(jù)提前期調(diào)整時(shí)間參數(shù)，就可以把每一類相關(guān)的需求流（無論是預(yù)測(cè)的還是真實(shí)的）分解為每個(gè)庫存點(diǎn)的需求過程。這個(gè)過程與標(biāo)準(zhǔn)MRP分析中的生成與偏移步驟非常相似。隊(duì)列所需的第二組數(shù)據(jù)是服務(wù)時(shí)間，這里我們以實(shí)際提前期來模擬。令Ni表示平衡狀態(tài)下MX/G/隊(duì)列中工作的總數(shù)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)排隊(duì)結(jié)論Liu, Kashyap, Templeton 1990，我們可以得到Ni的均值和方差，分別記做i和i2。然后我們將Ni近似成一個(gè)正態(tài)分布：（1）其中Z服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。從而我們將安全庫存水平表示如下：（2）其中ki被稱作安全系數(shù)。Ri和ki通過上式互相關(guān)聯(lián)，二者任取其一可為決策變量。令I(lǐng)i表示庫存點(diǎn)i持有庫存水平，Bi表示缺貨量，它們與Ni和Ri有如下關(guān)系：（3）其中x+ = max(x, 0)，得到如下期望：（4）其中（5）是Z的密度函數(shù)。另外，記 為Z的分布函數(shù)， ，我們得到庫存點(diǎn)i發(fā)生缺貨的概率pi和滿足率fi：（6）所有上述的性能指標(biāo)都涉及到庫存點(diǎn)i的實(shí)際提前期，我們將其表示為：（7）其中Si表示所有為庫存點(diǎn)i生產(chǎn)供應(yīng)部件的庫存點(diǎn)的集合，j表示在屬于集合Si的庫存點(diǎn)j處產(chǎn)生的額外延遲。由于一般j很難計(jì)算，根據(jù)排隊(duì)論分析，我們可以作如下近似：（8）直觀上看，E(Bj)/pj就是j點(diǎn)在有缺貨發(fā)生的條件下的平均缺貨量，每次這樣的缺貨需要 的平均時(shí)間去滿足，也就是說，平均來講，在缺貨發(fā)生時(shí)，平均有(Rj + 1)個(gè)已發(fā)出的訂單正在處理。用戶需求是由最終產(chǎn)品庫存點(diǎn)的集合，網(wǎng)絡(luò)中的邊界庫存點(diǎn)S0來滿足的?？紤]一個(gè)特殊的客戶群，其需求由一個(gè)末端庫存點(diǎn)i滿足，i e S0。令Wi表示接收一個(gè)訂單的等待時(shí)間，則所要求的客戶服務(wù)目標(biāo)可表示為：（9）其中i和i是給定的數(shù)據(jù)。如果需求只是由現(xiàn)有庫存來滿足，則延遲僅僅是將產(chǎn)成品運(yùn)至顧客手中的運(yùn)輸時(shí)間Ti，這個(gè)時(shí)間也是給定的；否則，就有一個(gè)額外延遲i，因此為了使上式不小于i，我們必須設(shè)定滿足率fi為（10）根據(jù)公式（8），上式右邊的i可表示為 。由于ri與Bi，Ri有關(guān)，而后兩者都是ki的函數(shù)，則fi也是ki的函數(shù)，這里我們需要求解一個(gè)由（8）式定義的不動(dòng)點(diǎn)問題以得到fi（或ki）。然而在優(yōu)化過程的循環(huán)中，如果我們簡單地以上一個(gè)循環(huán)中ri的結(jié)果做為下一個(gè)循環(huán)中ri的初始值，則這個(gè)問題就可以避免。一旦我們得到了fi（或ki），就可以通過式（2）和式（6）得到安全庫存水平和缺貨概率。我們的優(yōu)化模型的目標(biāo)是在滿足要求的顧客服務(wù)水平前提下，使供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中總的期望庫存資金最小化。每個(gè)庫存點(diǎn)都有兩種庫存：在持庫存和在制品庫存（WIP）（WIP包括正在運(yùn)輸途中的庫存），從上邊的討論中我們可以看到，庫存點(diǎn)i的期望持有庫存為EIi = iH(ki)，WIP的期望為E Ni = i。因此，目標(biāo)函數(shù)具有如下形式：（11）其中ci和ci分別表示在持庫存和在制品庫存的單位庫存資本，假設(shè)ci給定，ci可以根據(jù)BOM由ci求出。我們的目標(biāo)是在對(duì)所有的終端庫存點(diǎn)： i e S0 e S，在滿足（10）式中的滿足率要求下，使C(k)最小化。這是一個(gè)有約束的非線性優(yōu)化問題，通過上述導(dǎo)出的關(guān)系，得到偏導(dǎo)/kjC(k)。將這些結(jié)論用于共軛梯度的搜索規(guī)則，見Press et al.1994。由于目標(biāo)函數(shù)值變化很大，為了避免出現(xiàn)局部最優(yōu)，我們還用到了幾種啟發(fā)式搜索。例如，評(píng)價(jià)一系列隨機(jī)生成的初始值而后選取一個(gè)最好的開始梯度搜索。參考文獻(xiàn)1 Andersson, J.; Axsaeter, S.; Marklund, J. 1998, “Decentralized multi-echelon inventory control,” Production and Operations Management, Vol.7, No.4, pp.370-386.2 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