供應鏈大系統控制模型與方法研究

供應鏈大系統控制模型與方法研究是程永生撰寫的論文。

基本信息

副題名

外文題名

論文作者

程永生著

導師

湯兵勇指導

學科專業

管理科學與工程

學位級別

博士論文

學位授予單位

東華大學

學位授予時間

2007

關鍵字

企業管理 供銷管理 供應鏈管理 經濟控制論

館藏號

F274

館藏目錄

2009\F274\83

中文摘要

隨著全球化競爭的加劇，現代企業的競爭表現為供應鏈之間的競爭。供應鏈作為一個系統，規模巨大、組件之間關聯複雜、目標多樣，有著高度的不確定性和不確知性，本質上屬於大系統範疇。常規的建模方法不易處理，套用大系統理論，對於研究、最佳化控制、管理供應鏈具有直接的指導和方法論的意義。 本文研究供應鏈大系統控制模型與方法。首先分析供應鏈大系統的複雜性，帶來管理控制的困難，提出採用大系統方法結合人工智慧方法來研究供應鏈。結合人們認識事物的規律，運用廣義運算元模型逐層深入，建立供應鏈多層狀態空間上的廣義模型，分析供應鏈信息共享的效應，提出相應的信息共享戰略。然後，以廣義運算元模型為工具，致力於供應鏈大系統穩定性、集中信息和分散信息條件下的庫存控制模型與方法的研究。論文的主要研究內容如下： (一)深入分析供應鏈系統複雜性特點及其根源，針對供應鏈系統不同節點企業之間合作的困難、不確定性難以消除、信息共享存在商業風險等問題，探討供應鏈管理控制的艱巨性。提出運用大系統方法結合人工智慧方法展開研究。 (二)提出具有人工智慧處理功能的廣義運算元模型方法。給出了廣義運算元的定義、性質、類型及意義，採用分層次逐級深入，建立供應鏈大系統變粒度廣義運算元模型。明確供應鏈協調運作的關鍵是信息共享，分析信息共享的效應，提出五種可供選擇的信息共享和物流合作的組合戰略。 (三)在大系統穩定性理論的基礎上，探討供應鏈大系統穩定性。建立基於ARMA需求假設條件下的供應鏈系統模型，給出ARMA供應鏈的單級節點庫存子系統狀態方程。定義了庫存殘差序列作為衡量系統穩定性的穩態誤差，通過研究穩態誤差序列的收斂性來得出單級庫存子系統穩定的判別條件。再以傳遞需求的訂單為關聯項，分析合成大系統的穩定性。結合“啤酒遊戲”，展開對供應鏈不穩定的研究。為避免最終客戶需求系統失穩引發供應鏈的動盪，提出相應的應對措施，包括建立失穩預警系統、加強對下游節點企業的信息共享、弱化牛鞭效應和加強長期預測等。 (四)在集中所有庫存信息的情形下，研究兩級分散式庫存系統的集中最佳化決策問題。研究了級庫存策略在系列系統和配送系統中的套用，給出了相應的最佳化算法。比較研究點庫存、級庫存的套用績效的優劣，定義了風險決策函式，提出能夠更有效挖掘共享庫存信息資源的風險訂貨決策模型。給出了三種庫存控制策略的仿真算例，並結合具體的算例，給出了一種簡化的近似計算風險決策函式的方法。 (五)供應鏈系統在地理和自然屬性上屬於分散式控制系統，具有典型的分散控制特徵，提出供應鏈各子系統之間的四種協調渠道。在分散信息條件下，將複雜的多級庫存系統分解為1+N個單級子系統，每個單級子系統為一個成本中心，通過節點之間的缺貨成本分擔計畫重新規劃了供應鏈庫存成本結構，分別最佳化各自的訂貨點，通過疊代計算進行協調，提出二級供應鏈庫存系統的協調最佳化的總體算法模型。進而在最終客戶需求為常態分配假設的前提下，提出以提前期責任為測算依據的缺貨成本分擔計畫，分別對零售商和中心倉庫的訂貨點進行最佳化，分別得到在既定提前期〓下使零售商總成本最小化的訂貨點水平的隱式解〓和在既定缺貨成本po下的中心倉庫訂貨點水平的隱式解〓，通過信息傳遞疊代計算得到系統的穩定解。 本文的主要創新之處有： (一)運用具有人工智慧的廣義運算元模型建立供應鏈大系統多層空間模型。運用“大系統分解一協調思想”，結合人工智慧控制，提出廣義運算元模型的研究方法，建立了供應鏈變粒度廣義運算元模型，提出供應鏈五種信息共享與物流合作的組合戰略。 (二)分析ARMA型供應鏈系統的穩定性。基於ARMA客戶需求過程，建立了庫存序列、訂貨序列、庫存殘差序列的隨機過程，列出供應鏈單級庫存系統狀態方程。考察庫存殘差序列的格林函式是否收斂作為系統穩定性的判據，並推廣到整個系列型供應鏈系統。研究結果從理論上驗證了“啤酒遊戲”現象的產生。 (三)級庫存策略在系列系統和配送系統中的最佳化套用。對De Bodt和Graves級庫存控制模型提出改進，將安全庫存全部放置於下游企業，可以取得更高的套用績效；提出級庫存策略在配送系統中的一種簡單套用方法，給出二級供應鏈系統疊代最佳化的廣義運算元模型，通過疊代計算得到滿意解。 (四)提出充分利用共享庫存信息的風險庫存策略方法。充分利用共享的庫存信息，推測各零售商在提前期內的訂貨需求，計算風險函式，權衡暫不訂貨帶來的庫存成本節約和缺貨成本損失，籍以判斷是否應該發出訂貨。這是一種動態庫存策略。 (五)建立分散控制條件下的兩級協調庫存控制模型。在分散信息條件下將系統分解為1+N個子系統，通過缺貨成本分擔計畫重構供應鏈成本結構，提出二級供應鏈庫存系統的協調最佳化的總體算法模型。兩級節點通過傳遞提前期〓和缺貨成本po信息，疊代最佳化各自的訂貨點，最終得到穩定的滿意解。 隨著大系統方法的日臻豐富和完善，將大系統方法套用於社會系統的研究具有廣泛的前景。