基于多过程仿真的多级库存系统性能优化

为解决供应链多级库存系统中多级决策的选择、匹配和系统性能优化问题,提出了一种基于多过程仿真的性能优化与多级决策选择匹配方法(MPSM).从多过程交互的角度,提出了基于物理层、社会层和知识层的集成了仿真结构性建模、定量建模和实施建模的多过程仿真建模方法;分析了多级库存的拓扑结构模型、多级策略匹配模型,建立了多因素、多指标的性能仿真优化模型;基于Arena仿真工具的具体应用案例表明,MPSM可以建模和优化更真实、更复杂的多级库存系统,并确定相应的最优多级控制策略方案.     

随机需求下供应链库存协调策略研究

在随机需求下,库存决策的核心是对库存积压风险与缺货风险的权衡。随着企业承担的库存风险大小的改变，企业会做出不同的决策，从而影响供应链的总收益。首先分析供应链无合作时，采购商独自承担全部库存风险的情况下，其订货决策模型，导出最优订货量计算公式；然后分析在可调数量策略下，供应商分担部分库存风险时，供需双方的利润模型，在此基础上得出供应链Pareto优化模型；最后通过算例说明库存风险分担策略在供应链库存协调中是有效的。市场需求波动越大，供需双方及整个供应链从库存风险分担策略中获得的收益越大。     

基于时变需求的供应链网络动态均衡模型

在时变需求下, 供应链网络静态均衡模型不能描述上下游成员的订单、库存以及采购价格随时间的变化的传播过程. 通过在静态均衡模型中引入了时间变量, 本文构建了供应链网络动态均衡模型, 以描述供应链网络各成员订单、库存和价格的时变特征. 基于历史的订单、采购销售价格等信息, 给出了供应链成员考虑订单提前期和库存成本的订单生成策略的数学描述. 建立了供应链网络动态竞争均衡变分不等式模型, 利用变分不等式方法给出了等价的动态均衡条件, 并设计了求解模型的有效算法. 算例研究表明: 文中建立的动态模型不仅能嵌入不同的订单生成策略, 还能分析包括牛鞭效应在内的多种供应链网络问题. 本文所提出的模型为探究供应链网络时空演化行为提供了有力的工具.     

模型预测控制在网络化制造环境下SCM中的应用

针对网络化制造环境下供应链需求不确定的特点,采用模型预测控制技术解决供应链管理中库存的动态优化问题。首先,阐述了模型预测控制的机理及其在供应链动态控制方面的适应性;其次,建立了成本目标优化模型,提出控制法则并给出控制算法;最后,仿真结果表明,模型预测控制技术在预测合理库存水平以及控制动态、不确定的供应链系统是可行的。     

零售商风险规避下基于联合契约的双渠道供应链库存决策模型

研究了不确定条件下基于零售商风险规避的双渠道供应链库存协调问题,建立了零售商风险规避下双渠道供应链分散和集中情况下库存最优决策模型,证明了包含收益共享和回购契约的联合契约可以实现双渠道供应链的库存协调,分析了产需不确定因子、风险规避因子和市场分配比例系数对制造商和零售商的最优决策的影响。研完表明,包含收益共享和回购契约的联合契约可实现双渠道供应链的帕累托改进。最后,讨论了联合契约实现帕累托改进的可行范围。数值算例验证了模型和方法的有效性。     

供应链多产品产供销风险协调模型

基于条件风险值(简称CVaR)模型,研究了在单周期下供应链多产品产供销一体化模式的多产品产供销风险协调模型.首先,运用CVaR模型建立了供应链中销售商、生产和供应商的多产品产供销一体化风险协调模型.然后, 从供应链的终端市场需求出发,分别建立了零售商的订购风险决策线性规划模型、生产商的生产风险决策线性规划模型和供应商的供应风险决策线性规划模型,由此得到了多产品产供销一体化的风险协调线性规划模型. 最后,模型的数值实验结果表明所建模型得到的协调策略可以有效的减少供应链企业的经营风险和市场风险;同时,对模型的灵敏度分析表明可以通过控制供应链的成本结构、价格和资金等指标的变化来减少供应链风险.     

考虑零售商策略性库存的双渠道供应链定价及协调

针对双渠道供应链环境下，零售商将前期采购的部分产品作为策略性库存用于后期销售的情形，建立了制造商为主方的两周期Stackelberg动态博弈模型，分析了零售商持有策略性库存对双渠道供应链成员定价决策的影响。研究结果表明，零售商可以通过持有策略性库存影响制造商的批发价格决策，进而影响传统零售渠道和电子直销渠道之间的零售价格竞争。特别地，当单位库存持有成本较小时，持有策略性库存能够增加零售商利润。同时，为了缓解渠道冲突和双重边际化问题，构造了基于电子渠道直销价格的批发价格折扣和固定转移支付的组合契约。最后，通过数值分析，验证了此种组合契约同时协调零售商策略性库存决策和双渠道供应链成员两周期定价决策的有效性。     

分布式MPC在网络化制造环境下SCM中的应用

针对网络化制造环境下动态供应链管理特点,利用分布式模型预测控制技术解决供应链中动态优化控制问题。首先,阐述动态供应链运行机理,并以此提出完整的随机动态优化控制模型及其控制约束;其次,给出分布式模型预测控制算法,并构建了优化控制序列模型;最后,仿真实例结果表明,利用分布式模型预测控制技术计算供应链中各阶段订货率,可以预测企业各阶段理想库存,从而快速响应市场动态变化,有效控制供应链管理中的不确定性。     

随机弹性需求条件下基于CVaR与收益共享契约的供应链决策模型

在条件风险估值的风险度量准则下, 建立了随机弹性需求条件下基于收益共享契约的供应链决策模型, 分析了集权供应链系统以及分权供应链系统中风险规避零售商与风险规避供应商的最优决策行为, 并进一步探讨了随机需求变量服从均匀分布时集权与分权供应链系统的最优决策.研究结果表明集权供应链系统的最优库存因子随整个供应链风险规避度的减小而减小, 而整个供应链的风险规避度对最优销售价格的影响则与随机需求变量的分布函数有关.分权供应链系统中的最优库存因子则仅与零售商的风险规避度有关, 而最优零售价格受零售商的风险规避度、收益共享系数和批发价格等因素的共同影响.另外, 研究还发现分权供应链系统的最优收益共享系数受各成员企业的风险规避度的影响, 即零售商越害怕风险或供应商越不害怕风险, 分权供应链系统的最优收益共享系数则越大.但数值分析结果却表明在绝大多数情形下收益共享契约机制并不能完美协调此类分权供应链系统.     

随机需求下基于库存责任期的装配系统准时供货模型

以装配系统为研究对象, 考虑在VMI模式下, 当制造商采取设定库存责任期以抵御市场需求时间不确定的风险时, 供应商的最优供货时间决策和制造商最优的库存责任期设置. 文章分别建立了单供应商对单制造商和多供应商对单制造商的主从博弈准时供货模型, 通过数学证明和遍历算法找到了供应链双方在不同模式下的最优选择. 研究结果证明制造商并 不应该选择过长的库存责任期, 而供应商之间的不同步供货会对供应链整体造成巨大损失. 并且通过对比集中与分散决策下的供应链绩效, 给出实现系统协同的必要条件. 最后通过算例分析进一步证明相关结论.     

基于反馈控制的牛鞭效应自补偿对多级库存系统的影响

在时变需求条件下,多级库存问题中需求变异放大的现象给供应链上下游企业的供需匹配带来了极大的挑战.本文考虑一个单条供应链在信息共享条件下采用订至点补货策略的情形,在随机需求下,研究了一个四级供应链系统中的牛鞭效应及其抑制方法.基于反馈控制理论构建了一个四级库存系统的动态控制模型,并通过拉普拉斯变换推导出了系统的传递函数.在四级库存反馈控制模型的基础上,设计了一个牛鞭效应自补偿机制,使供应链进销存系统的需求变异维持在原有水平.数值试验及仿真进一步对牛鞭效应自补偿算法的效果进行了验证.试验结果表明,加入自补偿算法后供应链各级结点企业的订货量波动明显减弱;剩余库存量的波动大幅下降;供应链整体牛鞭效应约为信息共享条件下的三分之一,仅约为信息不共享条件下的四分之一.     

不对称信息下供应链的库存协调

以供应商和制造商组成的上游供应链为研究对象，分析了供应链成员企业各自独立决策时的库存成本，以及供应链系统集中决策时的库存成本．在此基础之上，提出了分散决策与共同协商相结合的库存协调方法，探讨了不同信息环境下的库存协调策略．在分析对称信息下协调策略的基础上，推导出了信息不对称条件下的协调策略及其有效性条件．最后，用一个算例说明相关结论。     

短视型与策略型消费者并存的双渠道两阶段动态定价策略

在需求为导向的市场环境下,切实从消费者行为特性角度制定营销策略是双渠道供应链长足发展的关键.本文将消费者策略行为考虑到双渠道供应链中,在理清消费者渠道选择及购买时机选择的基础上,分别构建分散与集中决策下短视型与策略型消费者并存的双渠道动态定价模型,探讨双渠道最优响应策略,并对模型进行数值验算.研究发现:存在两阶段最优定价策略实现供应链利润优化;分散决策全价期定价小于集中决策,但优惠期定价大于集中决策,集中决策下两阶段供应链利润均大于分散决策,有效缓解渠道冲突和双重边际效应;随短视型消费者数量比例的增大,分散决策下的实体与网络渠道价格战越激烈,此时制造商在竞争中占优,而供应链成员合谋行为使实体和网络渠道定到高价,此时零售商在竞争中占优.双方均倾向于提供更大优惠促使消费者尽早作出购买决定.研究结果可为双渠道供应链动态定价提供理论建议.     

基于Stackelberg 模型的准时交货激励契约分析

以提高采购的准时交货概率为目标,针对准时采购中采购商与供应商之间的动态交互行为,建立了以采购商为主方、供应商为从方的两阶段Stackelberg主从博弈模型,并对模型最优解存在的必要条件进行了形式化数学表达和分析,进而对决策变量间、决策变量与库存成本参数间的交互影响关系进行了理论分析和证明推导.分析结果有助于采购商与供应商制定相应的采购激励策略和供应策略.     

基于弹性供应链的易腐品物流配送计划

针对弹性供应链的易腐品物流配送计划问题,在网络正常运行和单一节点失效的情况下,分别建立了在有限资源约束下的单目标多时段成本优化数学模型,以实现供应链运行总成本最小。用CPLEX软件求解该问题,通过与网络正常运行时的比较,得到各时段应急调度计划、库存量,以及部分满足用户需求时的各节点的扩容策略。仿真实验结果表明了所提出的求解该问题的应急方案是有效的。     

受约束供应链模型的复杂动力学行为

本研究建立了受到不可退货和有限供货能力约束的非线性供应链存系统模型, 并将其表示为分段线性的形式．通过稳定性分析和数值模拟实验说明, 在某常见参数设置下, 上游厂商的削减库存行为会导致下游厂商库存系统的动力学行为复杂化, 使用李雅普诺夫指数验证了上述结论．并从统计学意义上得到系统出现各种状态的概率．结果显示库存成本与动力学复杂性之间存在均衡．供应链成员应当谨慎设置目标库存以保证供应链的稳定运行．     

分布式库存系统策略探讨与仿真

如何解决供需不平衡,实现供应链中成本与服务水平的协调控制是研究的一个重要问题,分布式库存系统的实施关键在于决策持有多少库存以及需求到达时库存缺乏如何处理。以具有自主决策权的几个零售商为对象,研究其库存转移状况,以及成本与服务水平,通过建立库存调拨模型,提出了三种调拨策略,包括自私型调拨策略,合作型调拨策略,混合型调拨策略,并根据这三种策略运用Anylogic软件进行仿真,分析比较三种策略的有效性,以得到最优结果。

Abstract：

The key point of the study is how to solve the imbalance of supply and demand, and how to coordinate the cost and service level in the supply chain. To solve the key problems in implementing the multi-location inventory system which lie in deciding how many items to hold at each retailer and how to deal with if there is a demand for an item at a retailer that has none of them in stock. A few independent decision-making retailers are the main research objects. It was targeted to study the transfer of their inventory status, as well as the costs and service levels, and through the establishment of inventory transshipment model, three transshipment strategies, including self-based strategy, cooperation-based strategy, hybrid strategy, were suggested. Then the software of Anylogic was adopted to simulate, analyze and compare the effectiveness of the three strategies in order to obtain optimal results.     

H∞鲁棒控制下动态供应链系统牛鞭效应优化

为解决网络化制造(networked manufacturing,NM)模式下供应链系统运作中存在的不确定性扰动, 运用H_∞鲁棒控制方法抑制供应链系统牛鞭效应, 保障系统稳定运作.构建了由状态变量和控制变量描述的NM模式下的动态供应链时变偏差系统模型,采用线性矩阵不等式(LMI)方法获取H_∞鲁棒控制策略,并通过系统反馈控制器u_k设计,有效减小客户不确定需求引起的生产、订货和库存波动. 最后,结合实例分析表明在抑制率为ζ时,本文提出的鲁棒控制策略可以有效抑制不同形式客户需求引起的牛鞭效应,实现供应链系统鲁棒镇定.