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| 內容簡介： |
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《供应链环境下库存路径研究——模型与应用》主要研究供应商-制造商-零售商下的三级供应链库存路径问题。《供应链环境下库存路径研究——模型与应用》分为六章，第1章是为《供应链环境下库存路径研究——模型与应用》余下部分作准备的，为后面章节提供需要的背景资料。第2章到第4章分别研究了以供应商、制造商、零售商为核心的三级供应链库存路径问题。通过周期数、车辆数、市场需求、市场模式及库存策略等五个维度对库存路径问题进行模型构建及算法研究。第5章主要从供应链的角度出发对危险化学品库存路径问题进行深入研究，除了考虑降本增效等目标，还将降低供应链的系统风险作为重要的优化目标纳入其中。第6章总结《供应链环境下库存路径研究——模型与应用》的整体研究思路与成果，对今后的研究方向进行阐述。《供应链环境下库存路径研究——模型与应用》的指导思想是突出库存路径问题的实用性，兼顾问题的系统性。《供应链环境下库存路径研究——模型与应用》选入并且自编了大量的数值例子，对许多重要概念进行了阐明。
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| 目錄：
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目录
第1章 库存路径问题 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 定义及相关概念 3
1.3 库存路径问题研究综述 5
1.4 库存路径问题的求解算法 9
1.5 本书结构框架 11
第2章 供应商为核心的供应链库存路径问题 13
2.1 单周期、单车辆、供应商管理库存策略下的库存路径问题 13
2.2 单周期、单车辆、联合库存管理策略下的库存路径问题 32
2.3 单周期、多车辆、供应商管理库存策略下的库存路径问题 35
2.4 单周期、多车辆、联合库存管理策略下的库存路径问题 56
2.5 多周期、单车辆、供应商管理库存策略下的库存路径问题 70
2.6 多周期、单车辆、联合库存管理策略下的库存路径问题 91
2.7 多周期、多车辆、供应商管理库存策略下的库存路径问题 98
2.8 多周期、多车辆、联合库存管理策略下的库存路径问题 136
2.9 本章小结 160
第3章 制造商为核心的供应链库存路径问题 162
3.1 单周期、单车辆、供应商管理库存策略下的库存路径问题 162
3.2 单周期、单车辆、联合库存管理策略下的库存路径问题 168
3.3 单周期、多车辆、供应商管理库存策略下的库存路径问题 170
3.4 单周期、多车辆、联合库存管理策略下的库存路径问题 179
3.5 多周期、单车辆、供应商管理库存策略下的库存路径问题 186
3.6 多周期、单车辆、联合库存管理策略下的库存路径问题 196
3.7 多周期、多车辆、供应商管理库存策略下的库存路径问题 199
3.8 多周期、多车辆、联合库存管理策略下的库存路径问题 220
3.9 本章小结 231
第4章 零售商为核心的供应链库存路径问题 233
4.1 单周期、单车辆、供应商管理库存策略下的库存路径问题 233
4.2 单周期、单车辆、联合库存管理策略下的库存路径问题 240
4.3 单周期、多车辆、供应商管理库存策略下的库存路径问题 242
4.4 单周期、多车辆、联合库存管理策略下的库存路径问题 256
4.5 多周期、单车辆、供应商管理库存策略下的库存路径问题 265
4.6 多周期、单车辆、联合库存管理策略下的库存路径问题 279
4.7 多周期、多车辆、供应商管理库存策略下的库存路径问题 283
4.8 多周期、多车辆、联合库存管理策略下的库存路径问题 312
4.9 本章小结 335
第5章 库存路径问题在危险化学品供应链中的应用 336
5.1 危险化学品运输的风险评估方法 336
5.2 确定环境下危险化学品库存路径问题应用 339
5.3 不确定环境下危险化学品库存路径问题应用 363
5.4 本章小结 374
第6章 总结与展望 376
参考文献 378
符号说明 383免费在线读第1章 库存路径问题
1.1 研究背景及意义
在市场竞争日益激烈、用户需求的不确定性和个性化增加、高新技术迅猛发展、产品生命周期缩短和产品结构越来越复杂的今天，以顾客为中心的企业该如何应对这一新的环境？可以说，供应链管理是为适应这一环境而出现的一种新的管理理念和管理模式。供应链管理逐渐打破企业间的隔墙，形成了以核心企业为中心的企业群的风险共担、利益共享、信息透明的联盟式运营模式。其理念强调企业应将有限的资源用于发展自身的核心竞争力，通过*终客户需求的拉动，使得整个供应链上的信息流、物流与资金流得以有效运作，从而发挥整条供应链的**效用，以提高企业的综合竞争力。
传统的将企业看成独立个体的观点已经过时，企业只有与其他企业建立一种战略伙伴关系，实现优势互补，才能获得更大的竞争优势和生存空间。如惠普、IBM（International Business Machines Corporation，国际商业机器公司）、戴尔、沃尔玛等都在供应链管理实践中取得了巨大的收益。因此，企业之间由单纯产品质量、性能方面的竞争转向企业所在的供应链之间的竞争，并在21世纪成为企业参与全球竞争的有效途径。
而供应链管理为企业带来效益的源泉是降低成本。其中，库存成本和运输成本是企业供应链成本的两个主要组成部分，因此降低库存成本和运输成本已成为处于供应链中的企业获取竞争优势的重要源泉之一。已有研究通常将如何降低企业库存成本和运输成本作为两个独立的问题，而将两者作为物流系统乃至供应链系统的集成研究却不多。
Magee于1958年提出了VMI的概念，VMI在实际企业中发挥的作用日益显著。库存路径问题便是源于VMI这一模式发展而来的。库存路径问题*初研究的实际背景是石油企业对其下属加油站或者石油储备站进行石油运输时，由石油企业从总体上决策其库存水平和运输路径，以使得其物流运营总费用**。基于这一背景，库存路径问题是研究在综合考虑库存和运输成本的前提下，如何有效且经济地对物流活动进行计划、组织与决策，在有限（或无限）周期内，将一种（或多种）货物从一个（或多个）供应点及时准确地配送给一个（或多个）需求点，或其相反过程的一类问题。
以往的大部分研究都是以两级物流系统为研究背景的。近年来，企业的实践提出了典型三级供应链的库存路径问题。例如，英国瑞能集团要从四川瑞能硅材料有限公司向生产多晶硅、太阳能电池等产品的浙江昱辉阳光能源有限公司供应原材料；同时，浙江昱辉阳光能源有限公司又将生产的单晶硅片、多晶硅片、电池片等运送到下游的无锡佳诚太阳能科技有限公司进行销售等。如何利用有限的资源，协调这个三级光伏供应链中的库存和运输，实现长期内的*小化库存成本和运输成本是英国瑞能集团所面临的重要问题之一。
在此背景下，联合库存管理（jointly managed inventory，JMI）模式产生了。这是一种在VMI的基础上发展起来的上游企业和下游企业权利责任平衡与风险共担的库存管理模式。该模式强调三级供应链中各个企业同时参与，共同制订库存计划，使供应链过程中的每个企业都从相互之间的协调性考虑，供应链各个企业之间的库存对需求的预期保持一致，从而消除了需求变异放大现象。
从三级供应链整体来看，任何相邻企业需求的确定都是供需双方协调的结果，库存管理不再是各自为政的独立运作过程，而是供需连接的纽带和协调中心。JMI减少了库存点和仓储费用，从而降低了三级供应链的库存费用，同时可以在运输路线优化的前提下降低运输费用。这是因为在传统的库存管理模式下，供应链上各企业都设立自己的库存，随着核心企业的分厂数目的增加，库存物资的运输路线将呈几何级数增加，而且重复交错，这显然会使物资的运输距离和在途车辆数目增加，因此运输成本也会大大增加。三级供应链中VMI与JMI模式的关系如图1-1所示。
图1-1 供应链库存策略图
三级供应链的库存路径是一个尚未被深入研究的新问题，它的建模和运算都比两级物流系统的库存路径问题复杂。Chan和Simchi-Levi（1998）首次研究了直配式运输模式下的确定需求三级单-多-多（One-Many-Many）供应链库存路径问题，仓库作为联系上下游的中转点，在其中扮演着十分重要的角色，本书为此对*小化长期运作成本的集成库存路径问题模型进行了构建和计算分析。朱晨波等（2007）提出了直配式运输模式下的无限阶段情形三级One-Many-Many随机需求库存路径问题，并运用马尔可夫决策规划把该问题分解成若干个具有马氏性的子问题，以此降低了运算难度，从而得到该问题的近似**解。Sindhuchao 等（2005）研究了确定需求情形下的三级多-单-多（Many-One-Many）供应链多商品流库存路径问题，通过将运输配送成本嵌入库存固定成本中，构建了一集合分割问题，其*终目标是*小化库存成本。而为了解决这一问题，该研究首先采用列生成法确定总成本下限，然后通过分支定价算法找到**的商品指派方案，*后通过贪婪结构启发式算法和大规模邻域搜索算法找到这一问题的近似**解。Zhao等（2008）考虑到上游供应商到中转仓库的运输成本，将两级物流系统延伸到三级单-单-多（One-One-Many）供应链库存路径问题，并通过固定分区与二次幂（fixed partition and power-of-two，FP-POT）策略较好地解决了这一问题。Vidyarthi等（2007）研究了直配式运输下的不考虑缺货成本的正态分布需求情形三级多-多-多（Many-Many-Many）多商品流库存路径问题，通过分段线性化和拉格朗日松弛方法解决了这一非线性混合整数规划问题。Shen和Honda（2009）在现有三级One-Many-Many库存路径问题的研究基础上考虑了第三方车辆和库存横向转运的情形，即研究了由单一工厂、多个分销中心和多个零售商构成的带时间窗的供应链转运库存路径问题，设计了基于**的启发式算法，并得出横向转运在供应链运作中起着一定作用的结论。Li等（2011a，2011b）在Zhao等（2008）研究的基础上，考虑了零售商可以从供应商处直接补货的情形，并提出了一基于固定分割策略的分解算法。
供应链库存路径问题在很大程度上可以提高供应链的服务水平，降低供应链总成本，构建现实条件下的供应链库存路径问题优化与协调模型、高质量的启发式算法将是研究该问题的主要发展方向。因此对供应链库存路径问题的研究不但具有前瞻性的理论意义，而且具有深刻的现实意义。
1.2 定义及相关概念
库存路径问题自1973年由美国学者Schwarz提出以来，已有众多学者对其进行了探讨。由于该问题具有多学科交叉的背景，所以不同学者对库存路径问题的定义侧重点各不相同。Viswanathan 和 Mathur（1997）将库存路径问题称为库存与车辆路径集成问题（integrated inventory and vehicle routing problem，IIVRP）。而Baita等（1998）则将其定义为动态路径与库存问题（dynamic routing and inventory problem，DRIP）。此外，我国学者袁庆达（2001）以及赵秋红等（2006）更多地将库存路径问题看作库存—运输联合优化（inventory transportation integrated optimization，ITIO）问题进行研究。然而，无论是上述哪种定义，库存路径问题的完整定义应具有以下基本特征：是一类复杂的物流问题，主要研究库存分配和运输路径规划之间的协调问题；通过优化供应方（需求方）需要补充的货物数量和补货时间、车辆的载货量和路径规划，实现整个系统收益**或成本*小的目的；问题的实质是对物流系统中*为重要的两个物流功能库存与运输进行集成优化；问题涉及的约束条件主要分为库存能力约束、运输能力约束、运输路线约束、运输时间约束等。
库存路径问题涉及层级的多少，对分析库存成本、配送运输成本影响很大。问题涉及的层级越多，情况越复杂，但优化的空间可能更大。其中，对于两级供应链库存路径问题的研究较多，问题中涉及的供应链结构主要包括单-单（One-One）、单-多（One-Many）、多-单（Many-One）、多-多（Many-Many）四种结构形式。近年来，对于三级以上供应链库存路径问题的研究逐渐成为重点。
需求的数量特征对库存策略、配送策略都有着决定性的影响，对它的描述通常可以分为确定需求和随机需求。确定需求的库存路径问题要比随机需求的库存路径问题简单得多。通常，把客户的确定需求设定为相互独立的固定需求率，而不同的客户需求率是不相同的，但设定后计划期内不再改变。由于库存路径问题求解的复杂性，一些侧重求解算法的研究，通常设定需求是确定的。随机需求库存路径问题则更加符合实际，需求的随机性往往用概率密度函数来描述。
库存路径问题的能力限制主要涉及三个：供应能力，库存能力，运输能力。供应方（工厂或中心）能力有限时，需求可能只有部分满足，这时候需要把有限货物配送给*需要的客户。库存能力限制发生在中心或零售商当地。零售商库存能力主要会对配送的频率、配送批量产生影响。例如，当零售商库存能力有限时，配送间隔周期就不能太长，即配送的频率不能太低，因此配送次数会增加，进而增加配送成本。此外，零售商当地的作业能力等条件，可能对配送频率的上限提出要求。运输能力相关的主要是车辆总数量和单辆车的装载能力。总数量主要会影响配送频次，装载能力则限制每次服务不能行程很长或者装载量很大。复杂情况还可能考虑车辆的**行程限制。
库存路径问题的计划期指的是研究库存路径问题时考虑的时间长度。计划期可分为多个阶段（日、周、月等）来描述，并且在实际操作中，在这些时段上进行决策。根据研究计划的长度，库存路径问题大致可以分为三个层次：战略、战术和操作。战略型库存路径问题主要解决的问题是：从长远来看，配送中心的设置应该有多少个、多大规模的供应能力、需要投入多大运力车辆数，使得系统的长期运行成本较低。战术型库存路径问题则是以中长期（有限周期）为目标的。一般来说，物流系统的计划执行可以在一段时间内调整（包括几个周期，如日、周、月）。操作型库存路径问题注重解决单次的库存、运输作业问题，一般只解决单次的库存分配和配送路径，相对较为简单。
1.3 库存路径问题研究综述
库存控制和运输路线安排都是运筹学研究的经典问题，关于它们的文献数以千计，但将两个优化问题集成到一个物流系统乃至供应链中进行研究，则是近年来一个较新的重要研究方向。Federgruen和Zipkin（1984）是较早对此问题进行研究的学者，他们研究了一种资源的One-Many物流配送网络的库存与运输整合优化问题。库存路径问题所追求的目标是在综合平衡运输费用和库存费用的前提下，优化物流系统，确定系统范围的运输方案和库存策略，总结国内外的研究成果，其模型可分为以下四种。
1.3.1 One-One模型
Daganzo和Newell（1985）对One-One模型进行了首次研究，分析了产品需求可预测情况下的库存路径问题。Miller（1987）为解决这一问题，提出了0-1规划模型以制定库存路径计划。Daganzo（1988）假定需求信息已知，生产与车辆运输量不受限制，通过模型分析得出货物转运不可行的结论。Anily和Federgruen（1990a）分析了确定需求和车辆数不受限制条件下的库存路径问题，并采用了固定分割策略将其解决。Gallego和Simchi-Levi（1990）利用与Anily和Federgruen相类似的方法对直接配送策略的长期有效性进行了一系列评价。Daganzo和Newell（1993）分析了One-One模型下运作成本与其他物流成本的关系。Ernst和Pyke（1993）分析了随机需求情况下的One-One
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