随机需求下单供应商与多零售商的生产—库存—运输联合优化模型

考虑随机需求下单供应商和多零售商的生产-库存-运输联合优化问题.在独立决策时,各零售商独立决策其最优订货量和最优订货点,供应商根据各零售商的决策来为之配送.在联合决策时,由供应商统一决策各零售商的送货量和送货时间,并基于此建立单供应商与多零售商的生产-库存-运输优化模型,利用粒子群算法和模拟退火算法相结合的两阶段算法求出最优送货量、最优运输路径和最大期望总利润.然后采用收入共享契约将增加的利润合理分配给供应商和各零售商,使各方利润都得到增加,从而促使各方愿意合作.最后,通过数值算例验证了联合优化模型优于独立决策模型.     

循环取货模式下的多车场协同运输问题研究

分析循环取货模式和协同运输问题的关联性,提出了供需节点分离下的多车场一体化协同运输路线优化问题,考虑运输价值和运输成本,引入节点-弧流量的概念,通过比较流量大小确定节点集合,构建了问题的多供应点、多需求点运输模型.考虑取货的单向性和送货的闭合性,构造了求解模型的两阶段算法,运用动态规划的递推解法确定取货最优路线,然后基于余弦定理的几何法求解出发点和返回点不相同的送货路径优化问题,最后通过算例分析,说明了模型的合理性和算法的有效性.     

考虑路径腐败的可重复装货易腐品库存—路径模型

研究了易腐品的订货、配送一体化策略。在一个供应商供应单一易腐品给多个零售商的联合决策的供应链中,假设各零售商的需求率已知,产品在运输途中和零售阶段均存在腐败,且不允许缺货,联合决策模型的目标是确定为每个零售商送货的配送路径、配送量以及配送周期以使得总成本最小。通过建立数学模型,证明了目标函数的性质,而后设计了改进的节约算法,嵌套折半查找算法对问题求解,最后通过数值算例说明了模型的有效性,及控制运输过程腐败和节点腐败对于易腐品供应链管理的意义。     

模糊随机需求下多产品报童问题的均衡策略

针对模糊随机需求下单制造商多零售商的分布控制型多产品报童问题, 建立了含资金约束的期望利润最大化两层规划模型.结合模糊随机模拟技术与遗传算法, 设计了求解模型的混合智能算法.该算法不仅可获得上层制造商的最优折扣批发价及下层零售商的最优订购量,亦可求得该折扣形式的起始折扣点(折扣区间).算例分析表明,当制造商采取最优数量折扣策略时:1)促使零售商订货量增加至资金约束上限;2)部分产品订货量可达模糊随机市场需求的最大可能值:3)零售商和制造商的利润均增加.     

随机需求下有产能约束的技术创新策略研究

在随机需求和技术变革的环境下,基于有产能约束的单供应商-单零售商的供应链结构,研究供应商分销价格决策和技术创新策略以及零售商订货决策。建立了三阶段Stackelberg博弈模型,通过逆推方法求得了供应商最优分销价格和技术创新策略以及零售商最优订货量,深入探讨了供应商产能、新技术出现概率以及市场需求期望与波动分别对供应商、零售商和供应链整体利润的影响。结果表明当供应商产能不足时进行技术创新会提高供应商和供应链的利润,但零售商因间接承担供应商技术创新的投资成本而利润下降;当供应商产能过剩时进行技术创新则会降低供应商及供应链的利润,而零售商的利润增加。新技术出现概率增加会提高供应链各成员的利润;提高市场需求期望并减小市场波动对供应商及供应链有利,但可能会降低零售商的利润。     

选址-库存-路径问题模型及其集成优化算法

设施选址、库存控制和车辆路径安排是物流系统优化中的三个关键问题,三者之间存在相互依赖的关系,应该根据这种关系来相应地进行综合优化与管理物流活动。以典型的单一生产基地、单一产品、采用不断审查的(Q, r)库存策略的供应链二级分销网络为研究对象,建立了一个随机型选址-库存-路径问题优化模型;在将非线性混合整数规划转化为线性整数集合覆盖模型的基础上,采用列生成算法来获得一个近似最优解,再用分支定价法对初始解进行改进,以实现对整个问题“完全集成”的优化。最后,用随机生成的方式,产生了10至160个客户的计算实例,分析了运输费用和库存费用对总成本的影响,算法运算时间表明本文给出的算法能较快地求解这一复杂问题。     

考虑零售商库存能力约束的供应链网络均衡模型研究

在考虑零售商库存能力约束情形下,研究了多个竞争的零售商与供应商组成的供应链网络均衡问题.通过对供应链各层级的供应商、零售商、消费市场最优性条件的分析,利用变分不等式构建了供应链网络均衡模型.最后,运用投影收缩算法对均衡模型进行求解,并仿真分析了零售商库存能力约束对网络成员及整个供应链网络的影响.     

集中式供应链的生产与库存分配联合决策

考虑一个由单一制造商和多销售点构成的二级集中式供应链,制造商采用积欠订货策略生产和销售产品,因而面临生产、运输和积欠订货型库存分配与补货的联合决策问题.综合考虑了延迟交货成本、库存持有成本、运输成本和生产成本,建立了最大化总利润的非线性混合整数规划模型,以联合优化供应链的生产、运输及库存分配方案.证明了最优的产品生产分配方案应该具有的结构性质:各个销售网点在任意销售间隔期末同时出现缺货或者库存剩余.同时,提出了基于逐级求解策略的分层求解算法,保证了解的全局最优性.最后,敏感性分析表明:单位产品的库存持有成本与延迟交货成本对最优分配次数及生产量的影响作用相反,固定运输成本也会影响制造商的分配方案及生产计划,但三者均不会影响每个间隔期末的产品分配方案(分配量).     

多供应商多零售商下经济批量问题的多项式时间算法研究

基于多供应商和多零售商构成的经济批量问题,通过构建优化模型,分析了订购费用为全部单位数量折扣和增加数量折扣两种情形模型最优解的相关性质。将这些性质应用到动态规划算法设计中,对订购费用为全部单位数量折扣时的一种特殊情形及增加数量折扣的一般情形分别设计了求解问题最优解的多项式时间算法,并用算例说明了算法的执行过程和有效性。     

基于多种运输渠道的经济批量问题的多项式时间算法

为了集中管理, 降低成本, 增强竞争优势, 供应商通常只负责生产,而把产品的配送业务外包给某个配送中心, 由配送中心按照零售商的需求决定发货运输的方式和时间.这样供应商, 配送中心和零售商就构成了二级供应链系统.本文研究的是运输方式为不同参数的全单位数量折扣结构时, 二级供应链系统的经济批量问题.分析了最优解的性质,并对此问题的一种特殊情形给出一个多项式时间算法.     

基于收益共享契约的零售商押金补货策略研究

押金补货是指零售商在第一阶段向供应商交纳一定的押金,在接下来的阶段中不需要再交纳额外的补货费用的补货方式。对于中小型零售商,它的补货策略往往受到自有资金的约束,当自有资金不足以订到报童模型的最优补货量时,不仅自身收益受到影响,还会影响到整条供应链的收益,本文研究了在随机市场需求,且零售商能够随时向银行贷款的情况下,基于收益共享契约的零售商的押金融资订货策略。本文从两阶段出发,分析零售商的最优订货策略,研究表明,零售商的补货策略受初始资产和收益共享系数的影响。最后,文章将其扩展到多阶段问题进行讨论。     

Design of mathematical models for the integration of purchase and production lot-sizing and scheduling problems under demand uncertainty

This study addresses the multi-level lot-sizing and scheduling problem with complex setups and considers supplier selection with quantity discounts and multiple modes of transportation. The present research proposes a mixed-integer linear programming (MILP) model in which the purchase lot-sizing from multiple suppliers, production lot-sizing with multiple machines and scheduling of various products of different families are accomplished at the same time. However, these decisions are not integrated in traditional environments and are taken separately. In this study, two different types of lot-sizing models called aggregated and disaggregated are developed for the problem to evaluate and compare the computational efficiency of them under deterministic and stochastic demands and provide some managerial insights. To deal with the stochastic demands, Chance-Constrained Programming (CCP) approach is applied. Based on the results of this study, the average profit of the separated (purchase from production) lot-sizing model under demand choice flexibility and stochastic demand is 24% and 22% less than the integrated model, respectively. Moreover, the results also confirm the effect of discount structure on the amount of purchases, productions, revenues and costs.     

Modeling a stochastic multi-objective supplier quota allocation problem with price-dependent ordering

One of the interesting subjects in supply chain management is supply management, which generally relates to the activities regarding suppliers such as empowerment, evaluation, partnerships and so on. A major objective of supplier evaluation involves buyers determining the optimal quota allocated to each supplier when placing an order. In this paper, we propose a multi-objective model in which purchasing cost, rejected units, and late delivered units are minimized, while the obtained total score from the supplier evaluation process is maximized. We assume that the buyer obtains multiple products from a number of predetermined suppliers. The buyer faces a stochastic demand with a probability distribution of Poisson regarding each product type. A major assumption is that the supplier prices are linearly dependent on the order size of each product. Since demand is stochastic, the buyer may incur holding and stockout costs in addition to the regular purchasing cost. We use the well-known L-1 metric method to solve the supplier evaluation problem by utilizing two meta-heuristic algorithms to solve the corresponding mathematical problems.     

风险时收益共享-贸易信贷契约下多个竞争零售商的供应链协调

在供应商向多个零售商提供贸易信贷的环境下,本文考虑了零售商存在违约风险和他们之间存在竞争时的供应链协调问题。研究表明,在比例分配市场需求下,多个竞争的零售商之间存在唯一的纳什均衡订购量,以及零售商违约风险的提高和他们之间竞争增强都会增加均衡订购量。当零售商之间的竞争较弱时,贸易信贷将无法协调供应链。为此,本文使用了收益分享与贸易信贷相结合的机制以协调供应链,且分析了零售商的违约风险和他们之间的竞争对协调契约参数的影响。当零售商的竞争强度一定时,批发价和风险溢价都随着零售商违约风险的提高而增大,而收益分享比例随着违约风险的提高而减小;当零售商的违约风险一定时,批发价和风险溢价都随着零售商之间竞争强度的提高而增大,而收益分享比例随着竞争强度的增强而减小。进一步的研究发现,零售商的违约风险越高以及他们之间竞争越激烈对零售商越不利,而对供应商越有利。最后,结合数值实验验证了收益共享-贸易信贷契约的有效性。     

供需不确定条件下考虑双边努力的供应链组合契约设计

本文研究供需同时不确定条件下考虑双边努力的供应链契约设计问题,在一个供应商和一个零售商组成的二级供应链系统中,供应商的努力影响产量的不确定性,零售商的努力影响市场需求的不确定性。首先,利用Stackerberg主从博弈模型计算了分散决策时零售商、供应商的最优期望利润,并将计算结果与集中决策时供应链整体的最优期望利润进行对比。由于双重边际效应的存在,分散决策时供应链的最优期望利润小于集中决策时供应链的最优期望利润。基于此,本文设计了回购和成本分担组合契约来协调该供应链,计算了回购价格和成本分担系数的表达式,得到了回购和成本分担契约下供应商和零售商的最优期望利润。结果表明,在特定条件下,该组合契约不仅可以协调供应链,还可以实现供应链利润的任意分配。最后,通过数值计算,分析了供需双方的决策变量和期望利润随契约参数的变化情况。     

需求信息非对称情况下零售商最优订货问题研究

考虑需求信息非对称环境下多个存在竞争的零售商的最优订货问题,每个零售商的需求分布函数未知,传统的通过最大化期望利润来求解最优订货量的方法此时不再适用,转而应用稳健优化中使用的方法-最小化最大后悔值方法.首先给出了零售商最优订货量的一般形式.其次考虑了问题的两种特殊情形:对称博弈、两个零售商的最优订货模型,得到:对称博弈存在Nash平衡点、竞争使得零售商订货量增大、信息不对称使得零售商订货量降低并且零售商的最优订货量在一定条件下会随回收残值的增大而增大;两个零售商最优订货模型下的最优订货量的具体形式.     

基于双层博弈模型的民用航空产业链研究

本文针对民用航空市场中的大飞机制造商及航空发动机制造商建立双层博弈模型。在上层模型中,大飞机制造商以市场利润为目标决定其产量及对各发动机供应商的采购量;在下层模型中,航空发动机供应商通过求解一个优化问题决定其自身产量。在求解过程中,将下层优化问题转化为KKT条件,并作为上层优化问题的约束条件,使用分布式迭代算法(Distributed iterative algorithm),进行编程求解。本文通过求解波音-空客双寡头格局下的市场均衡对模型的有效性进行验证,并进一步分析国产大飞机C919量产后市场均衡的变化。     

A solution approach to the inventory routing problem in a three-level distribution system

We consider the infinite horizon inventory routing problem in a three-level distribution system with a vendor, a warehouse and multiple geographically dispersed retailers. In this problem, each retailer faces a demand at a deterministic, retailer-specific rate for a single product. The demand of each retailer is replenished either from the vendor through the warehouse or directly from the vendor. Inventories are kept at both the retailers and the warehouse. The objective is to determine a combined transportation (routing) and inventory strategy minimizing a long-run average system-wide cost while meeting the demand of each retailer without shortage. We present a decomposition solution approach based on a fixed partition policy where the retailers are partitioned into disjoint and collectively exhaustive sets and each set of retailers is served on a separate route. Given a fixed partition, the original problem is decomposed into three sub-problems. Efficient algorithms are developed for the sub-problems by exploring important properties of their optimal solutions. A genetic algorithm is proposed to find a near-optimal fixed partition for the problem. Computational results show the performance of the solution approach.     

基于随机市场需求的供应链融资模式研究

传统供应链融资模型大都在线性市场需求情形下分析零售商的商业信用、债权融资等内外部融资模式。本文同时了考虑零售商的股权融资、债权融资以及商业信用融资模式, 并引入随机市场需求因素, 针对一个供应商和两个具有资金约束零售商组成的两级供应链, 分析债权股权融资比例、商业信用等因素对零售商融资策略的影响, 并构建基于随机市场需求的融资模型;进一步, 利用数值示例和敏感性分析对此融资模型进行深入探讨。研究发现:当债权融资比例小于某临界值时, 零售商债权融资比例与订购量正相关, 反之债权融资比例与订购量负相关;对于一个服从均匀分布函数的随机市场需求而言, 若供应链采用外部融资模式, 那么随着其债权融资比例的增大, 利润将逐渐增加;若零售商采用商业信用融资模式, 那么其融资利率与利润负相关。相关研究结论对于供应链上中小企业融资模式的选择具有重要理论指导意义和实际引用价值。     

Integrated pricing and lot-sizing decisions in a serial supply chain

In this article, we consider a serial supply chain controlled by a decision-maker who is responsible for deciding the amount of raw material to order from the selected suppliers, the amount of product to transfer between consecutive stages in order to avoid any inventory shortages, and the final product's selling price so that the profit per time unit is maximized. Coordinating all these decisions simultaneously is a topic that has been neglected in literature. This integrated process is modeled as a mixed-integer nonlinear programming model. In addition, the model requires the order quantity received from each selected supplier to be an integer multiple of the order quantity delivered to the following stage, which means that a different multiplicative factor can be assigned to each supplier. This coordination mechanism shows an improvement in the objective function compared to existing models that assign the same multiplicative factor to each selected supplier. Moreover, we develop a heuristic algorithm that generates near optimal solutions in a timely manner. Two numerical examples are presented to illustrate the proposed model and the heuristic algorithm.