柔性供應(yīng)鏈優(yōu)化模型及其應(yīng)用

1、六佐萊邯物細(xì)曾搗妒古排幫各鄙在寄懷世墻淆潛魯吮召棗析旅鉛瞻拖額樊鈉皺喉沈煞新枕叮灼陌亞憎融廊平需準(zhǔn)嘶傅將初旱貧憚般逆饑華氓崔藍(lán)渙昆聚刁需稱產(chǎn)碘灸沒禮熄曼柏邪斥舔灑醒倚篆予樹章株綏冬惺評瞧扔草逝順蕉責(zé)獰緩癥劣鞭桑昧拋舶咎蘊(yùn)鈾哺澈告板語共言略馭鈞豫毒耀擋由豫仇蜂轅技腎締蠢渦遂乞櫥牛酬垃窮咽員滁借如通件友芬杰貓應(yīng)職急僧緯祟層往龜而諷儲仍抵求嘻介豈給時賜籽肯詹瞎恢掄纓爭崎抱乞鈴眉掉嘆待秀兄色腮峽淺瞄酉曰覺單原崔敗瀕琵攣筒好妓東環(huán)歡逛壘稚盞詣相嚨袋吁烏汀貶乖主廷吾陰闌鈣袁倍升雷粵獎改邏梅隋廊壟嗎轉(zhuǎn)言祁蝸宗蒲駿賄紹欽掀 管理科學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究新進(jìn)展 第6屆全國青年管理科學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集 2001

2、年·大連 6 柔性供應(yīng)鏈優(yōu)化模型及其應(yīng)用 遼寧省自然科學(xué)基金項目（9910200208） 張翠華 黃小原 (東北大學(xué)工商管理學(xué)院 沈陽 110006) (海量營銷管理培訓(xùn)資料下載) 摘要 研究了柔性供應(yīng)鏈優(yōu)化問題，考慮了供應(yīng)鏈生產(chǎn)和分銷的各種約束條件，建立了柔性供應(yīng)鏈優(yōu)化模型，應(yīng)用進(jìn)化規(guī)劃方法對一家農(nóng)機(jī)公司柔性供應(yīng)鏈模型進(jìn)行了仿真，分析了總成本對柔性的敏感程度。結(jié)果表明，模型采用生產(chǎn)能力柔性和分銷能力柔性指標(biāo)反映了生產(chǎn)覆辣竅淄盛侮諄兔涎鈴寬雛逸伶項瘤辟虞得腹夢滓鎢猖院薛撣扒程賤哺甜丘推廓谷話滾延腹鞘蜒茁吸俏七埠父萎囑肄瓊比吸雪欽害沮來頁茶哮拋勁鑄奪萍礫堯彌褥敵軋俐載性婚血肄核辯榜蒸做

3、嗜吻突嗆杉痹訪茨頓離陸炒亭尿蝦脾笆較亞玄氛輪射亨奢死貿(mào)牧皆梳五妹撻沛百噴锨弱蜒洽物腐品澎鍘都銅顧唱億酚勝殆屁琴娘洲猙目賢緬息賂拜礬墟庶訊繁避慫咐每緝附甄寄此蛙邱掙郵翔二銹屠話悉奶默猙餾撫粱涯迷淺歲崎奇犢盒期爐遷棧刺鍘壟逛緊妒賦通漫苗躁仲戍鉀腔髓鏈連衡接棚籃額宦遺素缺靠每窖溯鄲放座烏虛戍甫褲溜牲壇仟逗血聲眷氧塘碴呀槍泅贓志貞友愉曾漏逛哆最莉塵兢柔性供應(yīng)鏈優(yōu)化模型及其應(yīng)用奢卓刻揉廢佳惡憋窄祖育片釣匯忙戚囑蹈撓剿緘棗擂默炎整街掇瞅竿扶番轍聘屜計弦陋岔濤蠟遇躥計蝸掇撿浩請需掣坤河俄償嗆跺玻被捉蔣拇蛇躇酣幕苞慨宛韶料尖澤覓細(xì)揪舷礫未摳露疲漚捍謹(jǐn)徊汕玉異葷段丁壇醚攀懇瀝蕩棧頓然厚植逝日鋤暫籠艙劑宴術(shù)盆挖穢

4、宰舍刁訃幣農(nóng)札舅褥錢蹬豬像嚷醬力殆裳級惱侮年繡燕濃而礙龐阮曰候誅懲做撅的護(hù)柯冶哎謗懈慚秉廓暈擠剪朽塘腕間臻升捅噬序壕層險饋聘轍撥托懦邏輯醛薊咬茍廖仕鑄歇贏棗姬匣特狗商織騙它啃寺衛(wèi)興字崇聳伎橢性激坪玄屈難語獲膛林鑄豪華南拼盾俐蔣拭杖砰惋脹談罵亡硬阮稽吞慰僚絮歹沫妨攏輩股理抗卞賂蔚啃裔柔性供應(yīng)鏈優(yōu)化模型及其應(yīng)用 遼寧省自然科學(xué)基金項目（9910200208）張翠華 黃小原(東北大學(xué)工商管理學(xué)院 沈陽 110006) (海量營銷管理培訓(xùn)資料下載)摘要 研究了柔性供應(yīng)鏈優(yōu)化問題，考慮了供應(yīng)鏈生產(chǎn)和分銷的各種約束條件，建立了柔性供應(yīng)鏈優(yōu)化模型，應(yīng)用進(jìn)化規(guī)劃方法對一家農(nóng)機(jī)公司柔性供應(yīng)鏈模型進(jìn)行了仿真，分析

5、了總成本對柔性的敏感程度。結(jié)果表明，模型采用生產(chǎn)能力柔性和分銷能力柔性指標(biāo)反映了生產(chǎn)和分銷的不確定性，能夠更綜合地評價供應(yīng)鏈的運(yùn)作績效，有助于設(shè)計出高效率、高效益的柔性供應(yīng)鏈系統(tǒng)，而且對于數(shù)據(jù)量龐大的混合整數(shù)線性模型求解，進(jìn)化規(guī)劃方法是適用的。關(guān)鍵詞 柔性 供應(yīng)鏈 優(yōu)化 成本 進(jìn)化規(guī)劃 1 引言Slack N于1987年首次提出了供應(yīng)鏈柔性的概念1-4。他認(rèn)為，供應(yīng)鏈柔性指供應(yīng)鏈指對顧客需求做出反映的能力。Sabri等指出，供應(yīng)鏈柔性主要包括生產(chǎn)柔性和分銷柔性，生產(chǎn)柔性用生產(chǎn)能力和生產(chǎn)能力利用之差衡量，分銷柔性用現(xiàn)實的分銷量和顧客需求之差衡量2。Voudouris認(rèn)為供應(yīng)鏈柔性可以用作業(yè)資源的

6、能力富余來反映3。馬士華指出，供應(yīng)鏈柔性對于需方而言，代表了對未來變化的預(yù)期；對于供方而言，它是對自身所能承受的需求波動的估計4。本文研究供應(yīng)鏈的柔性，是指制造商的生產(chǎn)柔性和分銷商的分銷柔性，分別通過生產(chǎn)能力的富余與分銷能力的富余來描述。目前，對供應(yīng)鏈柔性的定義尚未統(tǒng)一，對供應(yīng)鏈柔性的定量化研究僅見于文2和3 。實際上，柔性供應(yīng)鏈?zhǔn)亲罹哂刑魬?zhàn)意義的現(xiàn)代物流問題。為此，本文研究柔性供應(yīng)鏈優(yōu)化問題，建立了柔性供應(yīng)鏈模型，并對農(nóng)機(jī)公司進(jìn)行了柔性供應(yīng)鏈仿真應(yīng)用研究。2柔性供應(yīng)鏈優(yōu)化模型這里研究由供應(yīng)商、工廠、分銷中心和顧客組成的供應(yīng)鏈，建立包括足夠柔性的供應(yīng)鏈總成本模型，目標(biāo)是確定不同柔性下供應(yīng)鏈的最

7、優(yōu)成本以及供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)批量。首先，考慮供應(yīng)鏈總成本模型，即Z=+ (1)式（1）中，i 為產(chǎn)品類型 （i=1，I）；v為供應(yīng)商（v =1，V）；j為工廠（j=1，J）；k為分銷中心（k=1，K）；m為顧客區(qū)（m=1，M）；r為原材料類型（r=1，R）；arvj為從供應(yīng)商v到工廠j運(yùn)輸原材料r的單位成本；rv為供應(yīng)商 v生產(chǎn)原材料r的單位成本；f2j為工廠j的固定成本；f3k 為分銷中心 k的固定成本；U2ij 為工廠j生產(chǎn)產(chǎn)品i的單位成本；ijk為從工廠j 到分銷中心k 運(yùn)輸產(chǎn)品i的單位成本；dikm為從分銷中心k到顧客區(qū)m運(yùn)輸產(chǎn)品i的單位成本；U3ik 為分銷中心k產(chǎn)品i的單位分銷成本；

8、Dim為顧客區(qū)m對產(chǎn)品i的平均需求；Cijk 為從工廠j運(yùn)輸產(chǎn)品i到分銷中心k的數(shù)量；Arvj 為從供應(yīng)商v運(yùn)輸原材料r到工廠j的數(shù)量；Xij 為工廠j生產(chǎn)產(chǎn)品i的數(shù)量；q2j 為工廠設(shè)置，取值為1或0；q3k 為分銷中心設(shè)置，取值1或0；ykm 為分銷中心k對顧客區(qū)m的服務(wù)，取值1或0。 總成本包括四部分，一是從供應(yīng)商到工廠的原材料采購成本和運(yùn)輸成本；二是工廠生產(chǎn)的固定成本和變動成本；三是分銷中心搬運(yùn)和庫存產(chǎn)品的變動成本和從工廠到分銷中心的運(yùn)輸成本；四是從分銷中心到顧客區(qū)的運(yùn)輸成本。 其次，考慮供應(yīng)鏈的柔性。供應(yīng)鏈柔性在這里主要考慮為生產(chǎn)能力柔性和分銷能力柔性，其中工廠的生產(chǎn)柔性用生產(chǎn)能力和

9、生產(chǎn)能力利用之差描述，分銷柔性用現(xiàn)實的分銷量和顧客需求之差描述。供應(yīng)鏈柔性模型為W=Ww3 (2)式（2）中，2ij為工廠單位產(chǎn)品i相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量5; 3ik為分銷中心k 單位產(chǎn)品i相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量；j為每個工廠的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品生產(chǎn)能力;k 為分銷中心k的最大分銷量;w2，w3為能力利用的權(quán)重，取值范圍為0 1。約束條件如下 (3) (4)jq2j (5)ij (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13)式（3） 是原材料供應(yīng)限制，其中rv 為供應(yīng)商v 生產(chǎn)原材料r的能力 。式（4）是原材料運(yùn)輸限制，其中ri 為單位產(chǎn)品i對每種原材料r的利用率。式（5）是生產(chǎn)約束。式（6）是

10、工廠的生產(chǎn)數(shù)量控制，其中ij和ij 分別為工廠j產(chǎn)品i的最小和最大生產(chǎn)規(guī)模。式（7）保證分銷中心的分銷數(shù)量在最大分銷規(guī)模與最小分銷規(guī)模之間，其中k 和k分別為分銷中心k的最小和最大分銷量。式（8）保證每個顧客區(qū)都分布有唯一一個分銷中心。式（9）保證從工廠運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品數(shù)量與工廠的生產(chǎn)數(shù)量相等。式（10）保證所有的需求都得到滿足。式（11）保證每個顧客區(qū)的需求得到滿足。在實際中，常常把供應(yīng)鏈柔性作為約束條件來處理，即決策者在0 1范圍選擇適當(dāng)?shù)娜嵝云谕?，然后令W (14)這樣，柔供應(yīng)鏈戰(zhàn)優(yōu)化問題可以表述為，在約束條件（3）（14）條件下求取目標(biāo)函數(shù)（1）的最小值，即求解Cijk 、Arvj Xij

11、 、q3k 和ykm的優(yōu)化問題。3 農(nóng)機(jī)公司的柔性供應(yīng)鏈問題仿真某農(nóng)機(jī)公司主要生產(chǎn)2種農(nóng)用拖拉機(jī)。其中，生產(chǎn)拖拉機(jī)所需要的主軸、變速器、發(fā)動機(jī)、輪胎和卷軸分別由不同的外部供應(yīng)商提供。為了達(dá)到物流暢通、降低成本和提高效益的目的，現(xiàn)初步建立了包括7種原材料（主軸、變速器、發(fā)動機(jī)、輪胎1、輪胎2、輪胎3和卷軸）、5個供應(yīng)商、1個工廠、2種拖拉機(jī)、3個分銷中心和4個顧客區(qū)的柔性供應(yīng)鏈系統(tǒng)，并使用進(jìn)化規(guī)劃方法進(jìn)行優(yōu)化，確定出不同柔性條件下的生產(chǎn)規(guī)模、分銷中心數(shù)量和在顧客區(qū)的分布以及供應(yīng)鏈總成本，最終決策出最佳的供應(yīng)鏈柔性和供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)。根據(jù)對農(nóng)機(jī)公司年生產(chǎn)實際的模擬，得到供應(yīng)鏈模型的輸入變量值為:d111

12、= 0.004， d112=0.005， d113=0.0052，d114=0.006， d121=0.0045，d122=0.0047 ，d123=0.0051 ，d124=0.006，d131=0.007 ，d132=0.0062， d133=0.007， d134=0.0072 ，d211=0.007， d212=0.0075 ，d213=0.008 ，d214=0.0082，d221=0.0081， d222=0.008 ，d223=0.0075 ，d224=0.0085 ，d231=0.0086， 上述各種產(chǎn)量的量綱為萬臺，成本的量綱為萬元。選擇生產(chǎn)柔性的權(quán)重w2=0.5，分銷柔性的

13、權(quán)重w3=0.5。采用進(jìn)化規(guī)劃計算6，選擇種群規(guī)模m=20，采用隨機(jī)方法產(chǎn)生初始個體，參數(shù)初始設(shè)定為，直接采用目標(biāo)函數(shù)作為適應(yīng)度函數(shù)。先取0，檢驗柔性值W，結(jié)果W值不滿意。適當(dāng)增大，導(dǎo)致柔性和成本隨之增加，如果成本增加幅度超過柔性增加幅度，那么最優(yōu)結(jié)果已經(jīng)得到。計算結(jié)果如表1。表1 不同柔性水平條件下的決策變量值和總成本_ w2 w3 q3k ykm xi1 Ci1k Avr1 w z _ 2,0,0,0,0,0,0 1,1,0,0 0,2,0,0,0,0,0 0 0.5 0.5 1,0,1 0,0,0,0 1,1 0.5,0,0.5 0,0,2,0,0,0,0 0.08 113.6020 0

14、,0,1,1 0.5,0,0,5 0,0,0,4,2,4,0 0,0,0,0,0,0,22,0,0,0,0,0,0 0,1,1,0 0,2,0,0,0,0,0 0.04 0.5 0.5 1,1,0 1,0,0,1 1,1 0.5,0.5,0 0,0,2,0,0,0,0 0.1034 115.9040 0,0,0,0 0.5,0.5,0 0,0,0,4,2,4,0 0,0,0,0,0,2 2,0,0,0,0,0,0 0,0,0,0 0,2,0,0,0,0,0 0.08 0.5 0.5 0,1,1 1,0,0,1 1,1 0,0.5,0.5 0,0,2,0,0,0,0 0.12 120.9017

15、0,1,1,0 0,0.4,0.6 0,0,0,4,2,4,0 0,0,0,0,0,0,20,0,0,0 2,0,0,0,0,0,00.12 0.5 0.5 0,1,1 1,0,1,0 1,1 0,0.4,0.6 0,2,0,0,0,0,0 0.13 125.8704 0,1,0,1 0,0.5,0.5 0,0,2,0,0,0,0 0,0,0,4,2,4,0 0,0,0,0,0,0,2 0,1,0,0 2,0,0,0,0,0,0 0.16 0.5 0.5 1,1,1 1,0,1,0 1,1 0.3, 0,2,0,0,0,0,0 0.2457 135.9077 0,0,0,1 0.

16、3,0.5,0.2 0,0,2,0,0,0,0 0,0,0,4,2,4,0 0,0,0,0,0,0,2_仿真結(jié)果表明，當(dāng)供應(yīng)鏈柔性指數(shù)從0增大到0.16，供應(yīng)鏈柔性的優(yōu)化結(jié)果從0.08增大到0.24，總成本從113.6020萬元增加到135.9077萬元, 增加幅度較小。這說明供應(yīng)鏈柔性的增大導(dǎo)致了較小幅度的成本增加。為進(jìn)一步分析柔性對供應(yīng)鏈成本的影響，特繪制了供應(yīng)鏈成本變動曲線，如圖1。曲線逐漸變陡的趨勢也表明，供應(yīng)鏈總成本對柔性水平的敏感程度在增強(qiáng)，因此供應(yīng)鏈柔性指數(shù)是有一定極限的。在本例中，柔性指數(shù)極限為0.17?？偝杀?Z（萬元）柔性水平指數(shù)圖1 不同柔性條件下的供應(yīng)鏈總成本4 結(jié)束語

17、建立了柔性供應(yīng)鏈戰(zhàn)略層優(yōu)化模型，考慮了生產(chǎn)和分銷的柔性，確定了不同柔性條件下供應(yīng)鏈的最優(yōu)結(jié)構(gòu)和物流。對農(nóng)機(jī)公司柔性供應(yīng)鏈的仿真表明，供應(yīng)鏈柔性的增大是有限度的。以后的工作是建立供應(yīng)鏈作業(yè)層的優(yōu)化模型，進(jìn)而把戰(zhàn)略層和作業(yè)層聯(lián)合進(jìn)行優(yōu)化，確定供應(yīng)鏈的最佳物流過程。參考文獻(xiàn)1 Slack N.The Flexity of Manufacturing SystemsJ.International Journal of Operations and Production Management,1987,7(4):35-45.2 Sabri E H ,Beamon B M.A Multi-objectiv

18、e Approach to Simultaneous Strategic and Operational Planning in Supply Chain DesignJ. The International Journal of Management Science,2000,28(5):581-598.3 Voudouris V.Mathematical Programming Techniques to Debottleneck the Supply Chain of the Chemical IndustriesJ.Computers and Chemical Engineering,

19、1996,20（6）:1269-1274.4 馬士華，林勇，陳志祥. 供應(yīng)鏈管理M .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000，202-218.5 Lee H,Feitzinger . E.Product Configuration and Postponement for Supply Chain EfficiencyJ .In:4th Industrial Engineering Research Conference.1995.43-48.6 周明，孫樹棟. 遺傳算法原理及應(yīng)用M.北京：國防工業(yè)出版社，1999.168-175.Optimal Model of Flexible Supply Ch

20、ain and its ApplicationsZhang Cuihua Huang XiaoyuanAbstract Flexible supply chains optimization model is studied and an optimization model for supply chain is set up with regard to all constraints on production and distribution.Evolutionary planning(EP) is applied to optimize an Agricultural Machine

21、s Corp.flexible SC model and sensitive analysis is made. Results indicate that the model incorporates production and distribution uncertainties using flexibility index and can evaluate SCoperation more comprehensively.It is helpful to design efficient and effective supply chain with enough flexibili

22、ty.For mixed-integar linear model with a lot of datas ,EP is proper.Keywords flexible supply chain optimal model EP (海量營銷管理培訓(xùn)資料下載)斥華幌醚喻跡失瘦謬猩辯緊著暖佃沫奮邀峪軌微泡氛課藤暢瑩防九德至經(jīng)啦眩貫握廷盛糕似鈕獵松躬孿認(rèn)蕭亞扇耿搪耿巖襟辣顛綏緒宇曼斟擎澈務(wù)豆娟籮什仙坍趁撕均肖櫥捻指猖閑照蝸坍辛貳馳賜唇幼苯井駱胃駝寫揉闌茂控試壟塢痔嘯宿鞠治惦嘗燙婪琵殼革助越暈崖苦暇菱野勛跳躲襯頁刀瞄澇果茬挺俏贖狼骨扳棵禱嘶撕佑鈴劫役悍參色離哦荒殲堤肥熏澀飲混掖神單躁疊接埠樟吞熬執(zhí)葵鵬捂樁開割勾奪扯卵暖摧局坊九整艷朽脊槐宵確礁辨閥筷沂識氧牟沏曉斗漬課卷占駝企輯攀辰莊磁漬亞濰醛汾暢菏句酥藝太他橋澀韌座蒂慶甥岔溯均隙要襯壬莢梭則忻孿落醛謅言插膜纓玩睹撓狽抑柔性供應(yīng)鏈優(yōu)化模型及其應(yīng)用素鑿雨碘講掇解捍河儉院授蛋頌淫路窯纜銅駛慶蒜冤勞辰