供应链环境下物流服务集成商资源整合决策研究

华中科技大学博士学位论文供应链环境下物流服务集成商资源整合决策研究姓名：王晓立申请学位级别：博士专业：管理科学与工程指导教师：马士华2011-04-28华中科技大学博士学位论文I摘要以供应链环境下物流服务集成商资源整合决策为研究对象，综合运用管理学、运筹学、系统决策理论、优化建模方法，将理论研究与实证研究、定性分析与定量研究相结合，分析和研究了物流服务集成商服务能力数量优化和服务时间优化运作问题。全文主要内容如下：首先，建立了需求信息更新以及物流服务提供商供应能力约束环境下，物流服务集成商的三阶段能力采购优化模型，提出了物流服务集成商动态能力采购优化策略。分析了物流服务提供商的能力供应成本、能力柔性、物流服务集成商的需求信息管理水平参数变化对昀优能力采购决策的影响。研究结果表明：物流服务集成商在第二阶段的服务能力昀优采购数量与该阶段观察到的物流服务需求量期望值有关；第一阶段物流服务集成商的昀优采购量则会受物流服务提供商的能力供应成本参数的影响。并且随着需求信息管理能力的提高，物流服务集成商将逐渐降低对提供商供应能力柔性的要求，更偏好于选择成本较低的服务提供商。其次，建立了能力供应和需求不确定环境下，物流服务集成商能力采购与物流服务提供商能力投资决策的Stackelberg主从博弈模型，对批发价合约以及集中决策下物流服务集成商和提供商的昀优决策进行了分析。为了提高物流服务水平，实现物流服务集成商与提供商能力采购和投资决策的协同，提出了基于收益共享的能力采购费用补偿契约协调机制。研究结果表明：该合约参数在满足一定要求时，物流服务集成商可以实现集中决策机制下的昀优收益及采购数量。同时物流服务集成商还可以根据运作环境中供应及需求风险状况，对协调契约中的参数进行选择性的调整，以提高资源整合的效率。再次，建立了两级供应链物流服务时间窗约束下，基于运输车辆整合的物流配送网络运输及库存成本优化模型。针对供应商与整合中心之间采取的是多次运输的方式，对供应链上游的运输车辆的装载数量进行了整合。模型求解采用了混合遗传华中科技大学博士学位论文II算法。数值实验证实，该遗传混合算法能够有效、快速地解决物流服务集成商的运输时间及运输路径选择优化问题。昀后，提出了多级供应链软服务时间窗约束下，物流服务集成商任务分配优化决策机制。以昀大化供应链节点企业总体满意度和昀小化物流服务集成商运作成本为目标，建立了集成决策机制下多目标资源整合优化模型，采用NSGA-II算法对模型求解。将集成优化机制下获得的优化结果与逐级顺序决策下供应链物流运作模型结果进行了比较。数值结果表明：集成优化机制能够实现对供应链物流流程的整体优化。关键词：供应链；物流服务集成商；资源整合；服务能力优化；服务时间优化；优化算法华中科技大学博士学位论文IIIAbstractThisthesishasstudiedresourceconsolidationdecisionoflogisticsserviceintegrator(LSI).Combinedwiththeoreticalanalysisinareasofmanagement,operationresearch,systemdecisionmaking,optimizationmodeling,integratingqualitativeanalysisandquantitativeanalysis,LSI’sservicecapabilityquantityandservicetimeoptimizationproblemwasstudied.Themaincontentsandconclusionsareasfollows:First,basedonLSI’sthreestagessourcingdecisionmodelunderservicedemandinformationupdatingandlogisticsserviceprovider(LSP)supplycapacityconstraint,optimaldynamicsourcingtacticwaspresented.TheparametersofLSPcapabilitycostandflexibility,demandinformationmanagementcapabilityparametersvariation’seffectonoptimalsourcingstrategywasanalyzed.Theresearchresultsshowthat:capacitysourcingquantityonthesecondstagehasrelationshipwithdemandexpectedvalueobservicetemporality.TheinitialsourcingquantityonthefirststagehasconnectionwithLSPcapacitycost.Inaddition,increasingwithLSIdemandinformationmanagementcapability,LSIwillchooselowercostLSPmorethancapacityflexibility’sone.Second,inthetextofuncertainLSPsupplycapacityandservicedemand,LSI’scapacitysourcingandLSP’sinvestmentstrategiesmodelunderStackelbergleader-followergamewasestablished.LSIandLSPoptimaldecisionwereanalyzedunderwholesalepricecontractandcentralizeddecisionmechanism.InordertorealizeLSI’scapacitysourcingandLSP’sinvestmentstrategycoordination,asourcingexpensesreimbursementbasedonrevenuesharingcontractwaspresented.ItisshownthatgivensomecontractparameterandintervalsthecontractcanrealizesupplychaincoordinationandParetoimprovement.AlsonumericalexampleshowthatLSIcaneffectivelycoordinateinvestmentandsourcingriskbyadjustingcontractparameteraccordingtosupplyanddemandvolatility,whichwillimprovetheefficiencyofresourceconsolidation.Third,transportationandinventorycostoptimizationmodelconstrainedwithservicetimewindowinthetwo-echelonsupplychainlogisticsdistributionnetworkwasconstructed.Theshipmentvehicleswereconsolidatedintheupstreamofsupplychain华中科技大学博士学位论文IVbecauseofmultipleshippingbetweensupplierandconsolidationcentre.Hybridgeneticalgorithm(HGA)waspresentedtosolvethemodel.ThecomputationalresultsshowtheeffectivenessofHGAinsolvingoptimizationmodel.Finally,LSP’soptimizationdecisionmechanismonlogisticstaskassignmentwithservicesofttimewindowconstraintwasputforward.Amulti-objectiveintegrationoptimizationmodelwasestablishedtomaximizesupplychainsatisfactiondegreeandminimizeLSIlogisticscost.Non-dominatedSortingGeneticAlgorithm-IIwasdesignedtosolvethismodel.Anumericalexampleindicatedthat,comparedwithsupplychainlogisticsoperationindividualdecisionmodel,themodelishelpfultorealizecollaborationofsupplychainlogisticsprocess.KeyWords:Supplychain;Logisticsserviceintegrator;Resourceconsolidation;Servicecapabilityoptimization;Servicetimeoptimization;Optimizationalgorithm;独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日本论文属于华中科技大学博士学位论文11绪论1.1论文研究背景与课题来源1.1.1研究背景随着经济全球化的发展，进入21世纪之后，全球性的激烈竞争使企业面临着复杂的市场竞争环境，产品的生命周期越来越短，产品品种数量飞速膨胀，顾客对交货期、产品质量和服务质量的要求越来越高。在这种环境下，企业管理模式从单个企业向扩展企业模式转变，企业资源范畴也从企业内部扩大到整个社会的优质资源。制造商、供应商、分销商和客户之间，已不再是简单的业务往来对象，而是在利益共享的战略合作关系基础上形成供应链（SupplyChain）。为了在激烈的竞争中胜出，企业不仅需要关注自身的内部运营，更重要的是能够将在地理上分散的采购、制造、分销等活动进行有效整合，缩短交货期，实现对顾客个性化的需求的快速响应。基于这种企业之间的协作关系，企业与企业之间的竞争演变为供应链与供应链之间的竞争。Agility（敏捷）、Adaptability（适应）、Alignment（联盟）、Architecture（整体连接），即4A，成为在新的竞争环境下衡量供应链竞争力水平的重要标准。要达到上述要求，供应链物流是决定其实现与否的昀为关键的因素（DaweRichardL.,2000）。马士华等（2000）将供应链管理环境下对物流活动的要求概括为：敏捷性（即能快速满足顾客个性化的需求）、合作性（即能对资源进行动态的重组，利用先进的信息技术和信息网络实现知识和信息的共享）、柔性（即物流服务系统能对多样化的需求进行实时响应）和满意度（即能提供高质量的物流服务，满足客户多样化的需求等