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文檔簡介
1、作為全球經(jīng)濟發(fā)展和繁榮的一種主要驅動力量,技術創(chuàng)新正在使企業(yè)運營的環(huán)境變得越來越復雜和不確定。一方面,由于創(chuàng)新速度的加快縮短了產(chǎn)品在市場上的存續(xù)時間,產(chǎn)品的生命周期被不斷地壓縮。為了求得生存和可持續(xù)發(fā)展,很多廠商被迫加快技術創(chuàng)新的速度,不斷地推出創(chuàng)新產(chǎn)品和改進生產(chǎn)工藝。創(chuàng)新產(chǎn)品,如高科技產(chǎn)品和時尚品,因具有高利潤邊際,日益成為各個廠商獲取利潤的業(yè)務增長點。另一方面,由于具有短的生命周期、需求和供應的高度不確定,很多廠商在投放這些創(chuàng)新產(chǎn)品
2、時通常會面對產(chǎn)能或庫存方面的風險暴露問題,給管理其供應鏈提出新的挑戰(zhàn)。例如,當市場需求攀升時,會出現(xiàn)產(chǎn)能不足而損失銷售的供應風險;當市場需求下跌時,在售季節(jié)末期因庫存過剩而出現(xiàn)產(chǎn)品降價或報廢的庫存風險等等。這些現(xiàn)象嚴重影響了創(chuàng)新產(chǎn)品的供應鏈績效。因此,如何以一種響應的和有效的方式來生產(chǎn)和交付創(chuàng)新產(chǎn)品給客戶,分攤或規(guī)避有關庫存風險,改進供應鏈績效,成為本文關注和研究的主要問題。 針對創(chuàng)新產(chǎn)品,國外研究多關注概念形式的描述、相關供應
3、鏈戰(zhàn)略設計的定性分析,以及需求預測Bayesian更新和非平穩(wěn)需求過程的定量研究;而國內對創(chuàng)新產(chǎn)品具有針對性的研究則很少?,F(xiàn)有的定性研究缺乏一種創(chuàng)新產(chǎn)品供應鏈戰(zhàn)略設計的總體框架和應對需求不確定性的可行措施,以及在效率和響應速度之間權衡的分析;定量分析又顯得過于復雜而缺乏可操作性。這些理論上的不足制約了創(chuàng)新產(chǎn)品的生產(chǎn)和交付,必須深入研究并提出可行的理論指導方法。 柔性作為一種機制,能使廠商在面對不確定性時具有匹配產(chǎn)品的需求和供應、
4、并促進廠商快速響應客戶的定制要求的能力,對創(chuàng)新產(chǎn)品尤為重要。本文把柔性納入創(chuàng)新產(chǎn)品的供應鏈設計和協(xié)調之中,提出一種供應柔性的框架模型。這種供應柔性由戰(zhàn)略層上重構供應鏈的柔性和戰(zhàn)術層上的產(chǎn)能柔性與提前期柔性組成,構成全文的總體研究架構。目的在于,通過隨產(chǎn)品生命周期變化來重構創(chuàng)新產(chǎn)品供應鏈,以改進創(chuàng)新產(chǎn)品的供應鏈績效;通過在創(chuàng)新產(chǎn)品供應鏈中建立產(chǎn)能柔性和提前期柔性來充當不確定性的緩沖機制,以便分攤或規(guī)避相關庫存風險。相關研究過程運用優(yōu)化理論
5、、合同論、博弈論和實物期權方法等多種學科的理論方法進行定性和定量分析,最終得到一些有益的和具有創(chuàng)造性的結論。主要工作成果及結論如下: (1)研究創(chuàng)新產(chǎn)品的供應鏈戰(zhàn)略設計問題。根據(jù)產(chǎn)品生命周期的長短、需求特性和市場要求的響應性的差別,把創(chuàng)新產(chǎn)品細分為技術創(chuàng)新產(chǎn)品和時尚創(chuàng)新產(chǎn)品。不同的產(chǎn)品要求的供應鏈戰(zhàn)略是不同的;在不同的產(chǎn)品生命周期上,供應鏈戰(zhàn)略也會發(fā)生變化。這需要在產(chǎn)品生命周期上不斷地調整供應鏈戰(zhàn)略,通過解藕點的戰(zhàn)略定位來獲得一
6、定的供應柔性。研究發(fā)現(xiàn),在創(chuàng)新產(chǎn)品供應鏈中,這種供應柔性能使創(chuàng)新產(chǎn)品不確定的供應和需求相匹配,并改進供應鏈績效,是成功投放創(chuàng)新產(chǎn)品的關鍵。 (2)通過一種非線性優(yōu)化模型,對創(chuàng)新產(chǎn)品供應鏈中解耦點的戰(zhàn)略定位進行優(yōu)化。解耦點,作為實時需求向供應鏈上游的滲透點,將創(chuàng)新產(chǎn)品供應鏈分成精益供應和敏捷供應兩部分,并通過在該點的戰(zhàn)略庫存來平衡整個供應鏈的生產(chǎn)率和柔性。各階段的總成本由庫存持有成本、短缺訂貨成本和生產(chǎn)系統(tǒng)的運營成本組成。在客戶服
7、務水平約束下,將個總成本作為目標函數(shù)進行優(yōu)化。研究發(fā)現(xiàn),最優(yōu)的解耦點和戰(zhàn)略庫存緩沖的規(guī)模隨服務水平的降低而遞減,隨需求平均到達率的增加而遞增。 (3)通過一個穩(wěn)健混合整數(shù)規(guī)劃模型,對創(chuàng)新產(chǎn)品的生產(chǎn)和配送的戰(zhàn)略規(guī)劃進行優(yōu)化。產(chǎn)品的生產(chǎn)和配送的戰(zhàn)略規(guī)劃是投放創(chuàng)新產(chǎn)品時必須考慮的供應鏈設計問題。由于創(chuàng)新產(chǎn)品的需求和成本等的不確定性,有關決策參數(shù)的選擇會受到嚴重干擾。提出一種穩(wěn)健優(yōu)化模型,考慮創(chuàng)新產(chǎn)品的生產(chǎn)和配送的兩個階段,目標函數(shù)由工
8、廠的生產(chǎn)固定成本和可變成本、工廠到配送中心的運輸成本、配送中心的庫存持有成本和固定運營成本以及從配送中心到客戶的運輸成本組成。選擇每種情景的相對穩(wěn)健性測度作為懲罰項納入目標函數(shù)中,以便對每種情景所發(fā)生的概率進行加權,確保模型的解不被一種可能性極少的情況所驅動。研究發(fā)現(xiàn),模型對創(chuàng)新產(chǎn)品的需求不確定性是穩(wěn)健的,能使創(chuàng)新產(chǎn)品的生產(chǎn)和配送規(guī)劃獲得一定的柔性。 (4)研究在合同制造的環(huán)境下通過實物期權來設計定制件采購中有產(chǎn)能柔性和提前期柔
9、性的協(xié)調機制。用產(chǎn)能柔性和提前期柔性來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的庫存緩沖方法,充當一種吸收需求不確定性的緩沖機制,使創(chuàng)新產(chǎn)品供應鏈從戰(zhàn)術上獲得供應柔性。 (5)為合同制造中定制件的采購設計了一種有產(chǎn)能柔性的預訂合同協(xié)調機制。在合同制造的環(huán)境下,由于數(shù)量柔性合同只有在供應商具有產(chǎn)能柔性時才能充當需求不確定性的緩沖機制,供應商和采購商之間有必要通過談判來簽訂一份產(chǎn)能柔性預訂合同,以便應對在創(chuàng)新產(chǎn)品的需求攀升時出現(xiàn)的定制件采購短缺或報廢現(xiàn)象。一種基于
10、實物期權的產(chǎn)能預訂模型提供一種Stackelberg博弈機會,供應商決定最優(yōu)的產(chǎn)能期權價格,而采購商優(yōu)化產(chǎn)能柔性預訂的數(shù)量。研究發(fā)現(xiàn),因為期權合同的柔性,采購商的有關需求不確定性導致的定制件庫存風險可以通過產(chǎn)能期權部分轉給供應商,供應商建立柔性產(chǎn)能來消化這種庫存風險,并從產(chǎn)能期權中獲得的額外收益補償。這種合同機制能應對創(chuàng)新產(chǎn)品的需求不確定性和分攤或規(guī)避定制件采購的庫存風險。 (6)為創(chuàng)新產(chǎn)品的零部件采購決策設計了一種有交付提前期
11、柔性的合同協(xié)調機制。在合同制造的環(huán)境下,由于減少供應商的補給提前期及其變動幅度可以減少庫存而不傷害所提供的服務水平,建立一種有關交付提前期柔性的期權機制,可以實現(xiàn)供應鏈中的零部件庫存的風險分攤。采購商在確定一個產(chǎn)品的交付提前期后,在執(zhí)行之前觀察到需求發(fā)生變化,把交付到期日修改到比原定時間提前或延緩。顯然,這種談判機制是關于提前期的實物期權。采購商通過承擔一定比例的提前期柔性成本來換取供應商執(zhí)行提前期柔性的期權,以便響應需求不確定性并分攤
12、有關分零部件的庫存風險。研究發(fā)現(xiàn),這種關于提前期柔性的Stackelberg博弈能使供應鏈雙方通過合理選擇提前期柔性成本的分攤比例來最大化各自的利潤、分攤零部件的庫存風險,并獲得渠道最優(yōu)的納什均衡解。 本文的主要創(chuàng)新: (1)提出在創(chuàng)新產(chǎn)品供應鏈中通過精益供應和敏捷供應之間解耦點的戰(zhàn)略定位來權衡供應鏈的效率和響應性,以改進其供應鏈績效。在方法上,M/M/1排隊理論和有限位相型分布被用來近似測度相關指標,并利用遺傳算法來求
13、解非線性優(yōu)化問題。 (2)把相對穩(wěn)健性作為一種松弛變量納入到創(chuàng)新產(chǎn)品供應鏈的穩(wěn)健優(yōu)化模型中。在需求出現(xiàn)極端或最壞情況下,通過穩(wěn)健優(yōu)化,得到創(chuàng)新產(chǎn)品的生產(chǎn)和配送規(guī)劃中的相關決策變量的穩(wěn)健解。 (3)將實物期權的理論思想和方法引入到創(chuàng)新產(chǎn)品供應鏈的定制件采購的合同機制設計中,并提出用產(chǎn)能柔性代替?zhèn)鹘y(tǒng)的庫存緩沖,以應對創(chuàng)新產(chǎn)品的需求不確定性和分攤或規(guī)避定制件采購的庫存風險。 (4)把對交付提前期的加快或延緩看成一種實物期權,建
14、立了有交付提前期柔性的創(chuàng)新產(chǎn)品的定制件采購合同的協(xié)調機制,用以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的庫存來充當對創(chuàng)新產(chǎn)品的需求不確定性的緩沖機制。 應該指出的是,在解耦點優(yōu)化模型中,當各階段的利用率不相同時,對解耦點的優(yōu)化比較復雜,求解可能存在一定的難度,這點成為本文的局限性。另外,一般來說,創(chuàng)新程度越高,要求的供應柔性越大,以便縮短響應時間,但增加柔性會增加成本,所以,提前期柔性機制的應用是有條件的。 創(chuàng)新產(chǎn)品的供應柔性模型對廠商的新產(chǎn)品開發(fā)、供
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