供应链运行特性及适应能力应用分析
作者 : 未知

  供应链是对整个供应链中各参与组织、部门之间的物流、信息流与资金流进行计划、协调和控制等,其目的是通过优化提高所有相关的过程的速度和确定性,最大化所有相关过程的净增加值,提高组织的运作效率和效益。由于供应链系统的实体元素多,加之不确定的环境及动态变化的特点,供应链系统又是一个复杂系统。本文在分析供应链复杂性基础上提出了供应链适应能力的概念,并对供应链适应能力的驱动力进行分析,基于复杂系统理论建立了供应链适应能力模型。
  
  在供应链上的企业都具有两重身分,既是客户又同时是供应商,它不仅是交易,它更重要的是构成该供应链的一个元素。供应链的发展顺应了企业生存发展的需求,是其适应市场变化能力的体现。供应链具有一定的复杂特征,由于供应链系统的实体元素多,加之不确定的环境及动态变化的特点,一般的理论分析和数学模型难于深入研究,应以复杂系统理论为指导,把供应链问题当作复杂问题来研究。
  
  供应链运行的复杂性分析
  供应链复杂性包括结构复杂性、不确定性、信息的失真与放大、组织机构的动态性等。供应链结构的复杂性主要表现在两个方面,一是供应链网络形态的复杂性;二是供应链网络实体的复杂性;三是供应链构成实体的不确定性。
  供应链网络形态的复杂性表现在对于具体的企业、企业集团或联盟,由于其核心企业、产品或服务的性质、业务的管理与控制的范围、生产与经营过程中的瓶颈问题等因素的不同,具体的复杂供应链系统中的供应链网络呈现不同的形态,主要有链状、树状、双向树状和星状,即每个供应链中的实体类型有多有少,实体对应关系也不尽相同。复杂供应链系统网络形态的复杂性要求复杂供应链系统仿真具有较好的通用性和可扩展性。
  供应链网络实体的复杂性表现在供应链组成实体的分散性、实体的性质差异以及实体数量众多三方面。构成某一特定复杂供应链系统的实体在地理上一般是分散的,分散的范围可能是某一区域、某一城市、国家或全球。
  实体在地理上的分散性为复杂供应链系统管理增加了额外的复杂性和难度。复杂供应链系统中的实体根据其管理与决策的权限不同,可分为从属实体、半自主实体和自主实体。从属实体、半自主实体一般存在于企业内部物流,自主实体一般存在于企业外部物流。对于企业外部的自主实体,其管理的复杂性与各实体在组织结构、企业文化、信息基础结构及资源状况等方面的差异有关。
  供应链构成实体的不确定性表现在零部件或产品的供应、生产、储运、销售等各个环节。对于供应环节,生产所需的原材料需经过供应商的生产和运输才能到达生产现场。另一方面,在企业的生产流程中,后道工序所需的原材料和半成品,受到原材料供应和前道工序的制约。这些因素都具有很大的不确定性,也很难甚至无法预先做到准确地计划和准备。对于生产环节,物料、设备、人员、能源等的不确定性也必然会影响生产的正常进行,同时也会影响到上游的供应环节和下游的销售环节。对于储运环节,其不确定性的主要来源有物料的仓储环境、工作人员的责任心、运输资源、交通状况等。对于销售环节,最大的不确定性来自于市场。凡是影响消费者购买欲望的因素,都会影响产品的销售,从而有可能导致库存积压或缺货。
  如何建立与市场不确定性需求相对应的供应、生产、储运和销售一体化系统,是复杂供应链系统优化的重要内容之一。复杂供应链系统仿真的时候要能够正确地描述和模拟这些不确定性,为决策者提供应对这些不确定性的解决办法。
  
  供应链适应能力模型分析
  根据上述的适应能力分析,供应链适应能力建模的角度分析,主要有以下特点:
  ①复杂性:因为供应链节点企业组成的跨度(层次)不同供应链往往由多个、多类型甚至多国企业构成,所以供应链结构模式比一般单个企业的结构模式更为复杂。
  ②动态性:因企业战略和适应市场需求变化的需要,其中节点企业需要动态地更新,这就使得供应链具有明显的动态性。
  ③面向用户需求:供应链的形成、存在、重构,都是基于一定的市场需求而发生,并且在供应链的运作过程中,用户的需求是供应链中信息流、产品/服务流、资金流运作的驱动源。
  ④交叉性:节点企业可以是这个供应链的成员,同时又是另一个供应链的成员,众多的供应链形成交叉结构,增加了协调管理的难度。
  根据以上特点,由供应商、生产商、分销商和顾客组成的供应链,建立包括足够适应能力的供应链总成本模型,目标是确定不同适应能力下供应链的最优成本以及供应链结构和生产批量。
  首先,考虑供应链总成本模型,即
  Z= +
  (1)其中,i 为产品类型 (i=1,…I);v为供应商(v =1,…V);j为工厂(j=1,…J);k为分销中心(k=1,…K);m为顾客区(m=1,…M);r为原材料类型(r=1,…R); 为从供应商v到工厂j运输原材料r的单位成本; 为供应商 v生产原材料r的单位成本; 为工厂j的固定成本; 为分销中心 k的固定成本; 为工厂j生产产品i的单位成本; 为从工厂j 到分销中心k 运输产品i的单位成本; 为从分销中心k到顾客区m运输产品i的单位成本; 为分销中心k产品i的单位分销成本; 为顾客区m对产品i的平均需求; 为从工厂j运输产品i到分销中心k的数量; 为从供应商v运输原材料r到工厂j的数量; 为工厂j生产产品i的数量; 为工厂设置,取值为1或0; 为分销中心设置,取值1或0; 为分销中心k对顾客区m的服务,取值1或0。
  供应链运行成本包括四部分,一是从供应商到工厂的原材料采购成本和运输成本;二是工厂生产的固定成本和变动成本;三是分销中心搬运和库存产品的变动成本和从工厂到分销中心的运输成本;四是从分销中心到顾客区的运输成本。
  通过以上分析供应链的适应能力主要考虑为生产适应能力和分销适应能力,其中生产商的生产适应能力用生产能力和生产能力利用之差描述,分销适应能力用现实的分销量和顾客需求之差描述。供应链适应能力模型为:
  (2)其中, 为--工厂单位产品i相当的标准产量;分销中心k的最大分销量; , 为能力利用的权重,取值范围为[0,1]。约束条件如下:原材料供应限制:
  (3)其中 为供应商v 生产原材料r的能力;原材料运输限制:
  (4)其中 为单位产品i对每种原材料r的利用率;生产约束: Φjq2j
  (5)工厂的生产数量控制: ij
  (6)其中 ij和 分别为工厂j产品i的最小和最大生产规模;保证分销中心的分销数量在最大分销规模与最小分销规模之间:
  (7)其中 和 分别为分销中心k的最小和最大分销量;保证每个顾客区都分布有唯一一个分销中心:
  (8)保证从工厂运输的产品数量与工厂的生产数量相等:
  (9)保证所有的需求都得到满足:
  (10)保证每个顾客区的需求得到满足:
  (11)
  复杂系统理论为供应链中复杂问题的解决提供了一种非线性方法,为供应链系统研究提供了一种观察问题的新视角和分析问题的新思维;基于复杂系统理论供应链适应能力模型建立,为企业供应链提供了参考模型;复杂系统理论必将在供应链系统研究中扮演重要的角色,为描述供应链系统动态演化行为提供了崭新的方法论。(供稿单位 山东大学管理学院)

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