延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型及求解方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型及求解方法，包括步驟：提出定制模塊供應商定制階段生產(chǎn)成本模型；給出定制模塊供應商通用階段生產(chǎn)成本模型、定制產(chǎn)品制造商訂貨成本模型與定制產(chǎn)品制造商裝配生產(chǎn)成本模型；基于所述步驟一提出定制產(chǎn)品供應鏈網(wǎng)絡總成本模型，設計了延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型；在確定性市場需求下，推導出延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型的簡單求解方法；在隨機性市場需求下，推導出簡潔迭代求解方法以及高精度近似解的公式求解方法，并確定最優(yōu)解界限；本發(fā)明為各成員實施基于供應鏈網(wǎng)絡最佳運作策略的協(xié)同提供了理論依據(jù)，將大大增強供應鏈網(wǎng)絡整體的市場競爭力。
【專利說明】延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型及求解方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及延遲定制和存儲論、供應鏈管理【技術領域】，特別涉及到一種延遲定制 裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型及求解方法。

【背景技術】
[0002] 大規(guī)模定制生產(chǎn)模式在滿足顧客個性化需求的同時能降低定制產(chǎn)品總成本、縮短 客戶訂貨提前期，得到了產(chǎn)業(yè)界高度重視與廣泛運用。大規(guī)模定制生產(chǎn)模式的實現(xiàn)依賴于 兩個策略的實施：（1)產(chǎn)品設計的模塊化及其模塊的定制化；（2)制造過程的延遲化。在模 塊化的基礎上，定制產(chǎn)品制造商針對市場的個性化需求而選擇需定制的模塊，在實施專業(yè) 化生產(chǎn)時，各定制模塊交由具有相應定制能力的供應商負責制造；而在延遲制造下，各定制 模塊供應商的整個生產(chǎn)過程由客戶訂單分離點（C0DP)區(qū)分為通用生產(chǎn)階段與定制生產(chǎn)階 段，在通用階段事先以（大）規(guī)模方式生產(chǎn)通用半成品并存儲（以求實現(xiàn)'規(guī)模經(jīng)濟'、縮 短交貨期），接到訂單后，在定制階段實施延遲了的定制區(qū)分（以下簡稱延遲定制）、生產(chǎn)多 樣化的定制模塊變型品種（以求實現(xiàn)'范圍經(jīng)濟'、并滿足定制要求）。定制產(chǎn)品制造商訂 購、配置各定制模塊（變型品種），并最終裝配生產(chǎn)出滿足客戶定制要求的多樣化定制產(chǎn)品 (族），如圖2所示。
[0003] 眾多學者已從多個方面對產(chǎn)品定制和延遲制造進行了研究，通過將兩者結合、探 索定制產(chǎn)品族如何實施成本優(yōu)化，并進一步將定制產(chǎn)品的延遲區(qū)分與供應鏈相結合，研究 供應鏈運行管理策略，力圖實現(xiàn)整個供應鏈的優(yōu)化。另一方面，經(jīng)濟訂貨批量模型和經(jīng)濟批 量排產(chǎn)模型自提出后得到了學者們的深入研究與產(chǎn)業(yè)界的廣泛應用，并拓展到供應鏈，基 于聯(lián)合經(jīng)濟批量模型，力求供應鏈高效運作。
[0004] 但針對由各定制模塊供應商、定制產(chǎn)品制造商構成的定制產(chǎn)品供應鏈網(wǎng)絡，各定 制模塊供應商應保持多少安全庫存可應對需求的隨機性；供應商應實施多大延遲深度來規(guī) 劃定制生產(chǎn)、制造商應如何規(guī)劃定制產(chǎn)品的配置，以滿足市場所需的個性化定制；如何協(xié)調(diào) 定制產(chǎn)品供應鏈網(wǎng)絡各成員運作的策略、實現(xiàn)以最優(yōu)的產(chǎn)品成本、恰當?shù)慕回浧谙蝾櫩吞?供多樣化的定制產(chǎn)品；在企業(yè)競爭演化為供應鏈競爭的勢態(tài)下，仍需要作進一步探討。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明提供一種延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟 批量模型及求解方法，確定了定制產(chǎn)品供應鏈網(wǎng)絡最佳運作周期，解決了定制模塊供應商 安全庫存設置、通用及延遲定制生產(chǎn)規(guī)劃和定制產(chǎn)品制造商訂貨策略、裝配作業(yè)規(guī)劃若干 問題，從而可保證定制產(chǎn)品供應鏈網(wǎng)絡能以最優(yōu)的成本、恰當?shù)慕回浧谙蝾櫩吞峁┒鄻踊?的定制產(chǎn)品，為實現(xiàn)供應鏈網(wǎng)絡的優(yōu)化協(xié)同運作提供了理論支持。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下技術方案：一種延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡 聯(lián)合經(jīng)濟批量模型及其求解方法，其特征在于：包括步驟：
[0007] 步驟一，提出定制模塊供應商定制階段生產(chǎn)成本模型；給出定制模塊供應商通用 階段生產(chǎn)成本模型、定制產(chǎn)品制造商訂貨成本模型與定制產(chǎn)品制造商裝配生產(chǎn)成本模型；
[0008] 步驟二，基于所述步驟一提出定制產(chǎn)品供應鏈網(wǎng)絡總成本模型，設計了延遲定制 裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型；
[0009] 步驟三，在確定性市場需求下，推導出延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量 模型的簡單求解方法；在隨機性市場需求下，推導出簡潔迭代求解方法以及高精度近似解 的公式求解方法，并確定最優(yōu)解界限。
[0010] 本發(fā)明所達到的有益效果：本發(fā)明針對由多個實施延遲定制的定制模塊供應商以 及定制產(chǎn)品制造商所構成的延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡，首先提出了延遲定制裝配型供應 鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型；其次，給出了該模型在兩種需求情況下的求解方法。本發(fā)明確 定了定制產(chǎn)品供應鏈網(wǎng)絡最佳運作周期，解決了定制模塊供應商安全庫存設置、通用及延 遲定制生產(chǎn)規(guī)劃、和定制產(chǎn)品制造商訂貨策略、裝配作業(yè)規(guī)劃若干問題，為各成員實施基于 供應鏈網(wǎng)絡最佳運作策略的協(xié)同提供了理論依據(jù)，將大大增強供應鏈網(wǎng)絡整體的市場競爭 力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型及求解方法流程圖；
[0012] 圖2為實施延遲定制區(qū)分的裝配型供應鏈圖；
[0013] 圖3為本發(fā)明各變型品種成品庫存積累過程圖。

【具體實施方式】
[0014] 下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明 的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0015] 一種延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型及求解方法，流程如圖1所 示，具體過程有以下步驟：
[0016] 步驟1，分別構建定制模塊供應商通用階段生產(chǎn)成本模型、延遲定制階段生產(chǎn)成本 模型、定制產(chǎn)品制造商訂貨成本模型與定制產(chǎn)品制造商裝配生產(chǎn)成本模型；
[0017] 步驟2,構建定制產(chǎn)品供應鏈網(wǎng)絡總成本模型；并由此建立定制產(chǎn)品延遲定制裝 配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型；
[0018] 步驟3,在確定性需求下給出了步驟2中延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批 量模型的簡單求解方法；在隨機性需要下，給出了簡捷的迭代求解方法，同時，也提出了高 精度近似解的公式求解方法。
[0019] 步驟1中所述定制模塊供應商通用階段生產(chǎn)成本模型構建過程如下所示：
[0020] 在供應鏈網(wǎng)絡采取集中協(xié)同策略下，定制產(chǎn)品制造商向顧客承諾的交貨提前期設 為TL ;并依據(jù)訂貨情況將市場周期總需求D、以及因需求隨機性所引起的標準差〇 D傳遞給 各定制模塊供應商。
[0021] 若設制造商自身裝配生產(chǎn)周期為Ts，考慮制造商采取準時生產(chǎn)模式，為了保證 裝配作業(yè)的組織與連續(xù)，各定制模塊的供應必須及時且與裝配作業(yè)同步，制造商向各供應 商訂購各定制模塊的訂貨周期應與其生產(chǎn)周期Ts相同、以減少不必要的庫存；從而TL = 2XTs、每Ts訂貨周期內(nèi)的需求率為Q = Ts*D。
[0022] 設定制產(chǎn)品含M個定制模塊或部件；第k個定制模塊所擁有的變型品種數(shù)為 mv (k)，整數(shù)變量v表示它的第v個變型，即v = 1，2, ? ? ?，mv (k);設顧客對定制模塊k各變 nnjk ) 型品種v的選擇率為：fd(k，v)，^ JU(k^v) = 1 ;定制廣品總品種數(shù)為Af ；定制 v=l 女顯I 產(chǎn)品i的需求率和標準差分別為d(i)、〇 (i)。
[0023] 對于定制模塊k，假定在訂貨量為Q時通用階段生產(chǎn)時間為Tt(k)、生產(chǎn)率 為pt(k)。令ht(k)、htw(k)分別為通用生產(chǎn)階段半成品、在制品的平均庫存持有成本 系數(shù)，Mt(k)為通用半成品單位生產(chǎn)成本。因需在Tt(k)內(nèi)完成該批次的通用階段生 產(chǎn)，故通用階段在制品在制造商訂貨周期Ts內(nèi)平均庫存成本為：;考 Ts 慮通用生產(chǎn)提前期為Tt(k)、且制造商每一檢查周期向供應商通報顧客定制需求量，故 補貨提前期加盤點期為：Tt(k)+l，從而通用半成品需求的標準差為再設 定周期服務水平為CSL(k)，從而在安全因子為〇<(CSL(k))時通用階段半成品安全庫 存為㈨二再考慮在通用階段單位時間內(nèi)平均制造成本為 DXMt (k)，故定制模塊k在通用階段、在訂貨周期Ts上的單位時間制造成本Ct (k):
[0024]

【權利要求】
1. 一種延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型及求解方法，其特征在于：包括 步驟： 步驟一，提出定制模塊供應商定制階段生產(chǎn)成本模型；給出定制模塊供應商通用階段 生產(chǎn)成本模型、定制產(chǎn)品制造商訂貨成本模型與定制產(chǎn)品制造商裝配生產(chǎn)成本模型； 步驟二，基于所述步驟一提出定制產(chǎn)品供應鏈網(wǎng)絡總成本模型，設計了延遲定制裝配 型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型； 步驟三，在確定性市場需求下，推導出延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型 的簡單求解方法；在隨機性市場需求下，推導出簡潔迭代求解方法以及高精度近似解的公 式求解方法，并確定最優(yōu)解界限。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型及求解 方法，其特征是：步驟1中，所述定制模塊供應商定制階段生產(chǎn)成本模型的構建步驟包括： 1) 建模參數(shù)說明： 在供應鏈網(wǎng)絡采取集中協(xié)同策略下，定制產(chǎn)品制造商向顧客承諾的交貨提前期設為 TL ;并依據(jù)訂貨情況將市場周期總需求D、以及因需求隨機性所引起的標準差〇 D傳遞給各 定制模塊供應商； 若設制造商自身裝配生產(chǎn)周期為Ts,考慮制造商采取準時制生產(chǎn)模式，為了保證裝配 作業(yè)的組織與連續(xù)，各定制模塊的供應必須及時、且與裝配作業(yè)同步，制造商向各供應商訂 購各定制模塊的訂貨周期應與其生產(chǎn)周期Ts相同、以 減少不必要的庫存；從而TL = 2XTs、每Ts訂貨周期內(nèi)的需求率為Q = Ts*D ; 設定制產(chǎn)品含M個定制模塊或部件，第k個定制模塊所擁有的變型品種數(shù)為mv (k)，整 數(shù)變量V表示它的第V個變型、即V = 1，2,. . .，mv (k);設顧客對定制模塊k各變型品種V 的選擇率為：fd(k, V)，
；定制產(chǎn)品i的 需求率和標準差分別為d(i)、〇 (i); 對于定制模塊k，假定在每次訂貨量為Q時通用階段生產(chǎn)總時間為Tt (k)、生產(chǎn)率 為pt(k);令ht(k)、htw(k)分別為通用生產(chǎn)階段半成品、在制品的平均庫存持有成本系 數(shù)，Mt (k)為通用半成品單位生產(chǎn)成本；Md(k，V)為定制模塊k的第V個變型品種在定 制階段的單位成品生產(chǎn)成本，hd(k，v)為成品庫存持有成本系數(shù)，hdw(k，v)為在制品平 均庫存持有成本系數(shù)，Qd(k，v)為模塊k的第V個變型品種在訂貨期Ts內(nèi)的需求批量， Qd(k，v) =QXfd(k，V);假定定制模塊k的各變型品種V在同一條線上生產(chǎn)、且生產(chǎn)率分 別為Pd(k，v)，當由定制模塊k的其它變型品種轉(zhuǎn)為第V個變型品種時生產(chǎn)轉(zhuǎn)換成本為 Ad (k, v)； 2) 確定定制生產(chǎn)階段通用半成品庫存成本： 經(jīng)通用生產(chǎn)各環(huán)節(jié)后，定制模塊通用半成品進入定制生產(chǎn)環(huán)節(jié)并經(jīng)延遲定制區(qū)分形成 該定制模塊的多個變型品種；由于各定制模塊供應商的定制生產(chǎn)時間Td(k)不同，故Td(k) 小的供應商在制造商訂貨周期內(nèi)會有空閑時間（Ts-Td(k));假定供應商按準時制方式組 織生產(chǎn)、由預期定制生產(chǎn)時間Td(k)倒排生產(chǎn)開始時間，這意味著以通用半成品形式存儲、 直至延遲定制區(qū)分開始時刻，從而保證低的庫存成本，再考慮定制模塊產(chǎn)品從供應商配送 到制造商的運輸時間Tcv(k)，從而產(chǎn)生庫存成本：QX (Ts-Td(k)-Tcv(k)) Xht(k); 3) 構建各變型品種產(chǎn)成品庫存成本模型： 假定在模塊k所有變型品種延遲定制生產(chǎn)完成后再整體交付給制造商，因各變型品種 完成定制生廣在時間上存在先后次序，各變型品種V廣成品庫存成本為：
生產(chǎn)積累階段的產(chǎn)成品庫存成本、在定制生產(chǎn)完成后的產(chǎn)成品儲存成本； 4) 構建定制模塊供應商定制階段生產(chǎn)成本模型： 考慮由其它變型品種轉(zhuǎn)為生產(chǎn)第V個變型品種時轉(zhuǎn)換成本Ad(k，V)、以及定制階段生 產(chǎn)成本Md (k, V)、在制品庫存成本Qd (k, V) XTd (k) Xhdw (k, V)，模塊k在定制階段、在訂貨 周期Ts上的單位時間定制制造成本Cd (k):
3.根據(jù)權利要求2所述的一種延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型及求解 方法，其特征是：所述構建定制產(chǎn)品供應鏈網(wǎng)絡總成本模型，步驟包括： 1) 給出所述定制模塊供應商通用階段生產(chǎn)成本模型為： 因供應商需在Tt (k)內(nèi)完成該批次的通用階段生產(chǎn)，故通用階段在制品在制造商訂貨
2) 給出所述制造商訂貨成本模型為： 設各變型品種的訂貨單價為Cp (k，V)、庫存持有成本系數(shù)為hg(k，V)，并設當訂貨批量 為Q時定制模塊k的訂貨啟動費用為Ag(k)，依經(jīng)典經(jīng)濟訂貨批量EOQ模型，則在訂貨周期 Ts上的單位時間訂貨成本為：
3) 給出制造商裝配生產(chǎn)成本模型： 借助經(jīng)濟排產(chǎn)批量模型ELSP的公共周期法、考慮定制產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)劃的時序相關性，令 f為所有排產(chǎn)次序集合F中一個集合元素，用f(j) = i表示定制產(chǎn)品i依生產(chǎn)次序f?在第 j個序位生產(chǎn)，并設Az(i)、s(i)、Mz(i)、Qz(i)、hz(i)、d(i)、p(i)分別為定制產(chǎn)品i的生 產(chǎn)轉(zhuǎn)換成本、轉(zhuǎn)換時間、單位產(chǎn)品生產(chǎn)成本、生產(chǎn)量、庫存成本系數(shù)、需求率、生產(chǎn)率，則在生 產(chǎn)周期Ts上的單位時間裝配作業(yè)成本Cz優(yōu)化模型為：
式中右邊第一、二、三項分別對應生產(chǎn)轉(zhuǎn)換成本、生產(chǎn)成本、庫存成本； 4) 構建定制廣品供應鏈網(wǎng)絡總成本I旲型： 定制模塊k供應商在訂貨周期Ts上一個批次的成本為： STC (k) = Ct (k) +Cd (k) (6) 進而可求得定制模塊供應商子系統(tǒng)在訂貨周期Ts上一個批次的總成本為：
對于具有M個定制模塊的定制產(chǎn)品族而言，一個批次在訂貨周期Ts上的單位時間平均 總成本為：
4.根據(jù)權利要求3所述的一種延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型及求解 方法，其特征是：所述建立延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型，步驟為： 1)提出延遲制定裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型： 因所述定制產(chǎn)品供應鏈網(wǎng)絡總成本為訂貨周期Ts的函數(shù)，將其對訂貨周期Ts求導，并 設.

2)延遲制定裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型的簡化： 當忽略各變型品種之間在成本上的微少差異時，可假定定制階段各變型品種的在制 品庫存成本系數(shù)hdw(k, V)、產(chǎn)成品庫存成本系數(shù)hd(k, V)、生產(chǎn)率pd(k, V)、訂購時單價 〇口(1^￥)、訂購時庫存成本系數(shù)1^(1^￥)均取為對應均值11(1￥(1〇、11(1(1〇、口(1(1〇、0口(1〇;并設：
5.根據(jù)權利要求4所述的一種延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型及求解 方法，其特征是：所述在確定性市場需求下推導出延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批 量模型的簡單求解方法，包括： 在確定性需求時，通用半成品的單位周期隨機性庫存成本f (Ts) = O ; 由ul、u2、構成可知，ul、u2分別表示了定制產(chǎn)品供應鏈的廣義啟動成本、廣義庫存成 本，故可得在廣義啟動成本和廣義庫存成本意義下的延遲定制裝配型供應鏈無限期確定性 聯(lián)合經(jīng)濟批量模型：
運作周期，最佳交貨提前期為TLd = 2XTsd ;
6.根據(jù)權利要求5所述的一種延遲定制裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型及求解 方法，其特征是：所述在隨機性市場需求下，推導出簡捷的迭代求解方法以及高精度近似解 的公式求解方法，并確定最優(yōu)解界限，包括： 1) 模型的迭代求解方法： 在隨機性市場需求下延遲制定裝配型供應鏈網(wǎng)絡聯(lián)合經(jīng)濟批量模型從形式上可視為 考慮安全庫存時在廣義啟動成本和廣義庫存成本意義下的隨機性聯(lián)合經(jīng)濟批量模型； 將聯(lián)合經(jīng)濟批量模型轉(zhuǎn)換為：
f (Ts)，再將f (Ts)代入上式（23)、求出Ts ;如此迭代，直至達到規(guī)定精確，即可求出模型的 精確最優(yōu)解Tstjpt，為無限期隨機性需求下延遲定制裝配型供應鏈最佳運作周期，最佳交貨 提前期為TLtjpt = 2*TS()pt ;且有：
2) 高精度近似值的公式求解方法： 信息技術總是可以讓企業(yè)取更短的盤點期，從而使該批次Q個產(chǎn)品的通用生產(chǎn)提前期
x4+sXx3+t = O (25) 對于此一元四次方程式，按費拉里求解公式求出四個解，選取滿足約束條件的最小實 數(shù)值、通過平方即得模型的高精度近似解Tss，為無限期隨機性需求下延遲定制裝配型供應 鏈最佳運作周期的高精度近似值，最佳交貨提前期的高精度近似值：TLS = 2XTss ;且有：
【文檔編號】G06Q10/06GK104331783SQ201410690745
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權日:2014年11月25日
【發(fā)明者】王志亮 申請人:南京工程學院