关于通过重新排序和运输分享信息被控制的两阶段供应链的综合物流和库存模型外文翻译资料

Integrated logistic and inventory model for a two-stage

supply chain controlled by the reorder and shipping

points with sharing information

Yu-Cheng Hsiao

Abstract

This study investigated the integrated stochastic inventory problem for a two-stage supply chain consisting of a single retailer and a single supplier. By using batch shipment policy, the expected total cost can be significantly reduced. Equally sized batch shipment models, controlled by both the reorder and the shipping points with sharing information, variable safety factors, are constructed. The problem is solved optimally by the proposed algorithms that determine the economic lot size, the optimal batch sizes, number of batches, and safety factor. A numerical example is included to illustrate the algorithmic procedures and to prove that the model controlled both by the reorder and by the shipping points is superior to the classic model controlled only by the reorder point. Sensitivity analyses are performed to analyze the effect of primary parameters on the lot size, number of batches, safety factor, and expected total cost.

1. Introduction

Integrated supply chain management is gradually recognized as a core competitive strategy. As organizations continuously seek to provide products and services to customers faster, cheaper, and better than their competitorsrsquo;, managers have come to realize that they cannot do it alone; rather, they must work on a cooperative basis with the best organizations in their supply chains in order to succeed (Handfield and Nichols,1999). Coordination between two different business entities is an important way to gain competitive advantage as it lowers supply chain cost (Sarmah et al., 2006).

No corporation needs to be convinced that partnerships are the lifeblood of the supply chain (Liker and Choi,2004). In addition, constant advances in web communications, POS scanners, and RFID technologies have acceler-ated the evolution of supply chains. Thus, expensive continuous inventory reviewing costs and the inventory record errors have disappeared. Through the partnerships and the web system, the retailer shares his critical information with the supplier in satisfying customer demands. Both parties of a two-stage supply chain can easily track and monitor the real-time inventory level of the retailer by sharing information. Due to the above situation, the concept of the economic lot size controlled by both the reorder and the shipping points with sharing information is introduced to refine the classic model controlled only by the reorder point.

In the classic models of stochastic inventory problems,the retailer should keep sufficient safety stock to avoid the stockout and give an order to the supplier when the retailerrsquo;s available stock reaches the reorder point. The safety stock is defined as the product of two factors: the safety factor and the standard deviation of total demand over the replenishment lead time. The shorter the replenishment lead time reduced by the supplier, the smaller the standard deviation of the demand during the lead time at the retailer side. Moreover, the safety stock and the expected shortage are also decreased when the supplier reduces the replenishment lead time.

In recent years, there have been several researches studying the reduction of the production lead time. Liao and Shyu (1991) proposed an inventory model with a predetermined order quantity and normally distributed demand, with lead time being the variable to minimize the expected total costs. The lead time is negotiable and can be decomposed into n mutually independent components. The ith component has a normal duration and a minimum duration. The crashing cost per unit time is in proportion to the reduced lead time. Ben-Daya and Raouf(1994) extended Liao and Shyursquo;s model by including both lead time and order quantity as the decision variables.Ouyang et al. (1996) took the item shortage issue into consideration and treated the total stockout to be a mixture of backorder and lost sales. The crashing cost is regarded as a function of the number of orders only(Liao and Shyu, 1991; Ben-Daya and Raouf, 1994; Ouyang et al., 1996). Pan et al. (2002) proposed that the transportation cost, the overtime wages, and extra inventory-holding costs for expedition be all in proportion to the rushed order quantities. Therefore, the crashing cost is made up of not only the fixed portion but also the variable portion, which is in proportion to the quantity in the rushed order. In the above literatures, enterprises should pay out the crashing costs for the lead time reduction.

Goyal (1977a) formulated a joint economic lot size model for a two-stage supply chain. Bannerjee (1986) generalized Goyalrsquo;s (1977a) model by incorporating a finite production rate for the vendor. However, the total cost can be significantly reduced by using batch shipment policy. Szendrovits (1975) presented a model to reduce both the manufacturing cycle time and the total cost with equally sized batches over all stages for a multi-echelon problem in which transportation costs were treated as sunk costs. Subsequently, Goyal (1976) suggested a search procedure to determine the economic production quantity and optimal number of batches for Szendrovitsrsquo; model(1975). Assuming equal batch size at any particular stage and allowing varying number of batches, Goyal (1978) and Szendrovits and Drezner (1980) proposed to determine the economic batch quantity and the optimal number of batches at every stage with constant lot size. Goyal(1977b) developed a method to find the optimal production quantity for a two-stage production system with unequal batch sizes that follow increasing or decreasing geometric series. Goyal and Szendrovits (1986) presented a constant lot size model with equally and unequally sized batc

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关于通过重新排序和运输分享信息被控制的两阶段供应链的综合物流和库存模型

摘要

本研究调查了由单一零售商和单一供应商组成的两阶段供应链的综合随机库存问题。通过使用批量装运政策，预计总成本可以大大降低。同样规模的批量出货模式，由重新订购和运输点控制，分配信息，可变安全系数等。所提出的算法可以最佳地解决该问题，从而确定经济批量大小，最佳批量大小，批次数量和安全系数。包括一个数值示例来说明算法程序，并证明由重新排序和运输点控制的模型优于仅由重新排序点控制的经典模型。进行灵敏度分析，以分析主要参数对批量，批次数，安全系数和预期总成本的影响。

关键词：供应链管理 运送地点 共享信息 库存 随机需求

1. 绪论

综合供应链管理逐渐被公认为核心竞争战略。 随着组织不断向客户提供产品和服务，比竞争对手更快，更便宜，更好，管理人员已经意识到，他们不能单独做; 相反，他们必须与其供应链中最好的组织合作开展工作，以便取得成功（汉德菲尔德和尼科尔斯，1999年）。两个不同业务实体之间的协调是降低供应链成本的一个重要途径，可以获得竞争优势（sarmah等人，2006年）。

没有一家公司需要确信伙伴关系是供应链的命脉（Liker 和Choi,2004年）。此外，网络通信，POS扫描仪和RFID技术的不断进步加速了供应链的发展。因此，昂贵的持续库存审查成本和库存记录错误已经消失。通过合作伙伴关系和网络系统，零售商与供应商分享他的关键信息，以满足客户的需求。两阶段供应链的双方可以通过共享信息轻松跟踪和监控零售商的实时库存水平。由于上述情况，引入了通过共享信息由重新排序和运输点控制的经济批量大小的概念，以改进仅由重新订购点控制的经典模型。在随机库存问题的经典模型中，零售商应保持足够的安全库存，以避免库存出现，并在零售商可用库存达到订货点时向供应商发出订单。他的安全库存被定义为两个因素的产物：安全系数和总需求在补货交货时间内的标准差。供应商的补货交货时间越短，零售商提前期的需求标准偏差就越小。 此外，当供应商减少补货交货时间时，安全库存和预期短缺也会减少。

近几年来，有一些关于减少生产周期的研究。廖和佑（1991）提出了具有预定订单数量和正态分布需求的库存模型，提前期是可变的，以最小化预期总成本。交货时间是可以协商的，可以分解成n个相互独立的组件。第i个组件具有正常持续时间和最短持续时间。每单位时间的崩溃成本与缩短的交货时间成正比。本·达亚和劳夫（1994）通过将交货时间和订单数量作为决策变量，将廖和佑的模型延长。欧阳等人（1996）将项目短缺问题考虑在内，并将总备案视为混合销售和销售损失。崩溃成本被视为订单数量的函数（廖和佑，1991；本·达亚和劳夫，1994；欧阳等人，1996）。潘等人（2002）提出，考察运输成本，加班工资和追加库存成本均按照订单数量比例计算。因此，崩溃成本不仅由固定部分构成，而且还包括可变部分，与冲程数量成正比。 在上述文献中，企业应支付降低交货时间的成本。

戈亚尔（1977a）为两阶段供应链制定了一个联合经济批量模型。班纳吉（1986）通过为供应商纳入有限的生产率来推广戈亚尔（1977a）模型。然而，通过使用批量装运政策，总成本可以大大降低。Szendrovits（1975）提出了一个模型，以减少制造周期时间和总成本，同样大小的批次在所有阶段对于运输成本被视为沉没成本的多层次问题。随后，戈亚尔（1976）提出了一种搜索程序来确定Szendrovits模型的经济生产数量和最优批次数（1975）。假设在任何特定阶段均等批量，并允许不同批次的批次，戈亚尔（1978），Szendrovits和Drezner（1980）提出确定经批量和经批量每批次的批次数量不变。戈亚尔（1977b）开发了一种寻找两阶段生产系统的最优生产量的方法，该系统具有不断增加或减少代数系列的不同批量大小。戈亚尔和Szendrovits（1986）提出了一个不断的批量模型，在生产阶段之间的批量出货量平均不等，并提出了启发式解决。戈亚尔和Szendrovits（1986）提出了一个不断的批量模型，在生产阶段之间的批量出货量平均不等，并提出了启发式解法。戈亚尔（1988）通过放宽批量生产假设扩展了Bannerjee（1986）的模型，并表明供应商的经济生产数量可以是买方购买数量的一个整数。卢（1995）提出了一种启发式方法来解决单供应商多买家问题。戈亚尔（1995）制定了一项政策，其中在生产周期内从制造商到客户的连续出货量大小等于生产率与需求率的比例。Hill（1997）提出了一个更一般的政策类别，并建议出货量要小于生产率与需求率的比率。Hill（1999）得出了全球最优政策的结构，其中相等大小的出货量的大小可能不等于不等尺寸货物中最大批量的大小。Hoque和Goyal（2000）将运输设备的能力约束纳入供应商 - 采购商综合模式。 Zhou和Wang（2007）开发了更为一般的生产库存模型，并通过Matlab 5.3的非线性规划子程序解决了这个问题。虽然以前的文献只涉及生产周期时间，出货政策和总需求不断增长的需求，但实际上供应链系统的需求通常是随机的。

Kim和Benton（1995）在经典随机连续回顾（Q，r）模型中建立了交货时间和批量之间的线性关系。他们表明，如果企业考虑批量大小对交货时间和安全库存量的影响，可能会节省开支。Hariga（1999）通过纠正年度退货成本的表达，并对修订后的批次大小提出了另一个关系，从而修改了Kim和Benton（1995）的模型，以生成更多的批量。Hariga（2000）通过投资减少设置时间，建立了自己的模式（1999），建立了交货时间，批量和设置时间之间的关系。Ben-Daya和Hariga（2004）调查了一个单一的单一供应商，具有随机需求和可变交货时间的买方模型。供应商以有限的生产率生产产品，买方收到n批次的产品。建议使用启发式算法来获得近似解。 该显著成本和交货时间的减少是由于供应商和买家决定，并批量出货政策的整合。萧先生（2008）提出了一个不同假设下的修改模型，即有两个不同的重新订购点和服务水平。综合供应链包括协调供应商，制造商和客户之间的材料和信息流（Narasimhan和Carter，1998）。供应链管理不仅涉及产品流动，还涉及供应链成员之间的信息流动。公司可以通过跟踪和监控更多的业务变量来整合供应链，从而使行动可见，或通过在供应链中传播信息（Narayanan和Raman，2004）。 供应链成员之间的共享信息是有效供应链管理的基本要求（Handfield and Nichols，1999）。

许多文章和书籍一直用于信息技术（IT）生产力问题。 在过去四十年中，对IT的巨额投资在生产率上获得了很小的收益。这种感觉现象被称为“IT悖论”（Oz，2005）。随着企业继续投资于IT，IT需求的增长意识越来越高(爱等人,2005)。伊朗和爱（2002）将IT的好处归类为战略，战术和运作。 战术和运营效益集中在具体流程，功能或部门内的效率提升。Lee等人（2000）和Raghunathan（2001）研究了由单一零售商和单一供应商组成的两阶段供应链模型中共享的信息价值。他们得出结论，信息共享为供应商带来了显著的库存减少和成本节约。Wang等 （2008）模拟了RFID系统对台湾薄膜晶体管液晶显示器供应链库存补充的影响，并通过案例研究来检验全球运营和物流。 实验结果表明，基于RFID的拉式供应链可以有效实现，库存成本总体下降6.9％，库存周转率提高7.6％。

本研究调查了由单一零售商和单一供应商组成的两阶段供应链的综合随机库存问题。 在本文中，我们假设零售商使用持续的审查库存政策并与供应商共享信息。 构建了由重新订货和运输点控制的同样大小的批量出货模型。 所提出的算法可以最佳地解决该问题，从而确定经济批量大小，最佳批量大小，批次数量和安全系数。 包括一个数值示例来说明算法程序，并证明由重新排序和运输点控制的模型优于仅由重新排序点控制的经典模型。 进行灵敏度分析，以分析主要参数对批量，批次数，安全系数和预期总成本的影响。

1. 符号和假设

本文使用的符号如下：

Q——订单数量（决策变量）

m——产品在一个补货周期中从供应商交付给零售商的批次数量（决定变量）

k——安全系数（决策变量）

D ——零售商每单位时间的平均需求

P ——供应商的不变生产率

r ——零售商的订货点

s ——出货点

A ——每个订单的不变订货成本

q ——平均批量，

h_s——供应商每单位时间的单位产品的持有成本

h_r——零售商每单位时间的单位产品的持有成本，当hrge;hsge;0 (Hill,1999)

C_s——每建立了供应商的建立成本

beta;——退货比率

pi;₀——每单位毛利边际利润

pi;——每单位罚款

F ——每批的固定运输成本

T_{t——不变的运输时间}

_{L——交货时间长度}

_{本文作出以下假设：}

1. _{我们考虑单一供应商单一零售商单一产品的综合物流和库存问题。}
2. _{产品需求X遵循有限均值D和方差sigma;2的正态分布。}
3. _{产品单位无限可分。}
4. _{在零售商方面允许出现短缺，而退货比例为}beta;_{。零售商从供应商那里订购了大量的Q，产生了订单成本A.}
5. _{供应商以一定成本C生产具有有限生产率P（Pgt;D）的产品，但每批货物固定运输成本F将产品交付给零售商超过同等批量的批次.平均批量。}
6. _{零售商使用持续的审查库存政策，并与供应商共享信息。供应链双方可以通过共享信息跟踪和监控零售商的实时库存水平。零售商在收到第m批次货物后，当他的现货库存到达重新订购点r时，下订单。重新订货点}r=DL k_{sigma;L，其中k是安全系数, sigma;L}²=_sigma;² L。
7. 当零售商的现货库存在收到任何批次装运后到达运送点时，信息系统产生运送信号，通知零售商和供应商。出货点s= DT_t k_sigma;t，_{其中k是安全系数, sigma;t}²=_sigma;² T_t。
8. _{当供应商收到货运信号时，供应商立即将一批产品交付给零售商。 同时，零售商可以确认供应商的配送情况，以确保零售商在经常运输时间}T_{t之后可以收到产品。}
9. 模型

_{3.1重新订购和运送点}

本研究考虑了由单一零售商和单一供应商组成的两级供应链。假定零售商方_{的产品需求X遵循正态分布，有限均值D和方差sigma;2。 零售商从供应商那里订购大量的Q，在一个设置下生产有限的生产率P（Pgt;D）的产品，但是将产品交付给零售商超过同样大小的批次。平均批量。}

_{订货点r和出货点s是}和DT_t k_{sigma;t, 其中L和}T_{t分别是交货时间和运输时间的长短。提前期由设置时间Ts，生产时间Tp=和运输时间Tt组成，即L=Ts Tp Tt。假设当零售商的现货库存达到订货点r时，零售商在时间t = 0时向供应商发出订单。供应商立即进行生产设备的建设，然后在时间Ts开始制造产品。当零售商的现货库存到达运送点时，信息系统产生运送信号以通知零售商和供应商。在重新订货和出货点之间的时间间隔Trs期间，零售商方面的需求遵循有限均值D和方差sigma;rs}²_{的正态分布，当sigma;rs}²_{=（Ts Tp）sigma;}²_{，零售商销售的产品数量可以表示为}

(1)

重新订购点和出货点之间的预期时间间隔ET_rs为

(2)

因此，当信息系统产生运送信号时，供应商已经制造的产品的预期数量大于平均批量大小Q / m。

_{3.2模型建立}

_{由于零售商可以进行短缺，运输由运输点s控制,批量循环结束时预计库存不足是},当和phi;，phi;分别是标准正态分布和累积分布函数（Ravindran等，1987）。对于退货比率beta;，每批次循环的预期回执数为beta;B(s)，每批次循环的预期需求量为（1-beta;）B(s)，每单位时间的预期成本为D / q [pi; pi;₀（1-beta;）]B(s)（Ravindran等，1987）。因此，批量循环结束时的预期净库存水平为[s-DTt （1-beta;）B(s)]，批量循环开始时为[q s-DTt (1-beta;)B(s)]。因此，包括订单成本，持有成本，运输成本和零售商的库存成本的每单位时间的预期总成本可以表示为

lt;

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