虚拟供应链环境下的协同运作研究

重庆大学硕士学位论文虚拟供应链环境下的协同运作研究姓名：刘晓红申请学位级别：硕士专业：管理科学与工程指导教师：但斌20050301重庆大学硕士学位论文中文摘要I摘要供应链是一种有效的企业间合作模式，近年来网络技术和电子商务技术的发展和逐渐普及，为供应链的研究和应用提供了强有力的技术支持，使供应链及其管理再次成为管理科学领域的一个热门课题。本文研究的虚拟供应链环境下的协同运作，对于降低供应链成本、提高响应速度和效率、提高产品和服务质量，进而高质量、快速和低价地满足客户需求有着积极的作用。首先，分析了虚拟供应链环境下的协同问题，研究了虚拟供应链环境下基于Multi-agent技术的协同管理，提出了协同管理系统框架，并在此基础上建立了虚拟供应链环境下的协调机制，包括信息共享机制、任务跟踪机制、利益分配和绩效评价机制和激励机制。然后，针对虚拟供应链的动态性、网状结构等特点，提出了虚拟供应链环境下的协同计划框架和流程，建立了虚拟供应链环境下的协同计划功能模型；提出了虚拟供应链环境下的任务分配优化方法；研究了虚拟供应链环境下的批量调度，建立了基于交货期窗口约束的虚拟供应链批量调度模型，并采用了两级遗传算法求解。最后，研究了支持虚拟供应链协同的物流管理。通过分析虚拟供应链的物流运作特点，建立了虚拟供应链物流管理模型；提出了虚拟供应链物流运作模式，并描述了虚拟供应链物流联盟的运作过程；研究了基于Petri网技术的虚拟供应链物流网络优化方法，并通过一个应用案例，证明了方法的可行性。关键词：虚拟供应链，协同，计划，调度，物流管理重庆大学硕士学位论文英文摘要IIABSTRACTSupplychainisaneffectivecooperativemodeamongenterprises,thedevelopmentandgraduallypopularizationofthenetworkandElectronicCommerceprovidestrongtechniquesupportsforthestudyandapplicationofsupplychain,andmakesupplychainanditsmanagementahotresearcharea.Thecoordinationoperationofvirtualsupplychainwhichfacesthevastsmallandmediumenterprisesisresearched,whichisimportanttoreducecost,improvetheefficiencyandthequalityoftheproductandserviceinordertosatisfycustomers’requirements.Firstly,thecoordinationproblemofvirtualsupplychainisanalyzed.ThecoordinationmanagementofvirtualsupplychainbasedonMulti-agentisresearched,thentheframeofcoordinationmanagementsystemisbuilt,basedonwhichthecoordinationmechanismsincludinginformationsharingmechanism,taskfollowingmechanism,profitdistributionandperformanceevaluationmechanism,incentivemechanismareconstituted.Secondly,aimingatthecharacteristicsofvirtualsupplychain,thecoordinationplanningframeofvirtualsupplychainisproposed.Thenthecoordinationplanningfunctionmodeofvirtualsupplychainisestablished.Tasksdistributionmethodofvirtualsupplychainisresearched.Batchingscheduleproblemofvirtualsupplychainisresearched.Themodeofschedulingvirtualsupplychainbatchwithduewindowsisestablished.Atwo-levelgeneticalgorithmandatwo-levelcodingaredevelopedforresolvingoptimization.Finally,thelogisticsmanagementsupportingforvirtualsupplychain’coordinationisresearched.Throughanalyzingthecharacteristicsofvirtualsupplychain’slogisticsoperation,thelogisticsmanagementmodeofvirtualsupplychainisbuilt.Thelogisticsoperationmodeofvirtualsupplychainisproposed,andthentheoperationprocessofvirtualsupplychain’slogisticsallianceisdescribed.LogisticsnetworkoptimizationofvirtualsupplychainbasedonPetrinetisresearched,andacasestudyonaceramicsindustryvirtualsupplychainisgiven.Keywords:supplychain,coordination,planning,scheduling,logisticsmanagement重庆大学硕士学位论文1绪论11绪论1.1本文的研究意义和课题来源1.1.1本文的研究意义21世纪市场全球化、个性化、绿色化和快速多变的特点，向广大企业(包括制造商、供应商和销售商等)提出了T(及时生产出市场需要的产品并快速投放市场)、Q(产品质量高)、C(生产和递送成本低)、S(售前和售后服务好)、E(资源消耗少和环境影响小)、F(满足多变市场需求的灵活性)的要求，并迫使它们走向合作，而信息技术和网络技术的飞速发展又使得分布在不同地域的制造商、供应商和销售商的有效合作成为可能。供应链，作为一种有效的企业间合作模式，使供应商、制造商、分销商和零售商的经营和生产管理能够实现集成和优化运作，使合作伙伴优势互补，从而达到有效降低供应链成本、及时准确地响应市场需求的目的。并且有人认为，21世纪的市场竞争不是公司与公司的竞争，而是供应链与供应链之间的竞争。近年来网络技术和电子商务技术的发展和逐渐普及，为供应链的研究和应用提供了强有力的技术支持，使供应链及其管理再次成为国内外管理技术领域的一个热门课题。许多国际著名的企业和高校如IBM公司、HP(惠普)公司、Wal-Mart(沃尔玛)、美国斯坦福大学和俄亥俄州立大学等均致力于供应链及其运作和管理的研究和应用，并且取得了一定的成效；国内的许多高校和研究机构也正在致力于供应链方面的研究和应用[1-9]。但是，在目前的供应链合作中往往是由一个核心企业来提供技术支持和服务，其他企业则作为合作伙伴加入到供应链中。这样，一方面核心企业必须投入大量人力和物力扩建其网络、数据库和服务系统，另一方面其他合作伙伴却又担心自己会受制于核心企业。另外，对于量大面广的中小企业(占企业总数的90%以上)来说，在它们之间的合作中很难有企业能够有实力胜任核心企业的角色，使得广大中小企业合作组建供应链参与市场竞争的愿望难以实现。上述原因大大制约了供应链及其相关技术的发展和应用。本课题“虚拟供应链环境下的协同运作研究”就是在目前供应链管理和虚拟供应链已有研究的基础上，进一步深入研究在专门、中立的技术支持中心支持下的虚拟供应链环境下的协同运作研究。本课题的学术和实用意义在于为广大中小企业的虚拟供应链的协同运作提出协同管理系统的框架，为虚拟供应链环境下的协同计划、任务分配和协同调度提供了一些方法和技术，降低整个供应链成本，提高响应速度和效率，增加客户的满意度，最终获得市场竞争优势。本课题的学术重庆大学硕士学位论文1绪论2和实用意义主要包括以下几点：(1)有利于供应链动态联盟快速响应市场和赢得市场竞争。近年来，供应链作为产品制造企业、销售企业、原材料和零部件供应企业等组成的企业联盟，其目的是应用系统工程统筹规划和优化供应链联盟的各种物流、信息流、资金流和工作流，克服各种损益，从而降低整个供应链的成本、缩短交货期、提高产品和服务质量，以适应快速多变的市场需求和赢得市场竞争。因此，供应链日渐成为现代企业进行市场竞争的重要战略手段和国内外学术界研究的热点。虚拟供应链环境下的协同运作研究，对于供应链联盟快速开发和制造出适应市场需求的产品，充分和优化供应链联盟的设计资源、制造资源、信息资源、智力资源和市场资源等均有着重要的意义。(2)有利于供应链的进一步发展和应用。供应链联盟是一种企业间的实质性和深层次的合作模式。虚拟供应链环境下的协同运作，使得产品制造企业、销售企业、原材料和零部件供应企业能够通过网络进行协同设计、协同制造和协同管理，使得供应链联盟实现对市场的快速反应，促进供应链技术的研究和应用。(3)有利于我国制造企业尤其是广大中小企业市场竞争力的提高。在专门、中立的技术支持中心提供技术支持和服务的环境下进行虚拟供应链管理，可以使供应链的组建和运作成本大大降低，效率和敏捷性大大提高，更使得广大中小企业发起和组建供应链成为可能，最终提高广大中小企业的市场竞争力。我国即将加入WTO。我国的企业面临来自国外大公司竞争的压力和走向全球市场的机遇。我国的绝大部分企业属于中小企业，必须走联合发展的道路才能与国际大公司抗衡。供应链是一种有效的企业合作模式。但是，依靠这些企业自己的技术实力难以建立功能完善的供应链技术支持和信息服务中心。即使能够建立，也难以接受高昂的建设、维护和运作成本，这样建立的供应链往往因为敏捷性差和成本高而难以适应快速变化的市场节奏和激烈的市场竞争。本文的研究将为我国的广大企业提供一种低成本、敏捷、高效率的供应链合作模式和技术，使得我国的广大企业能够联合组建供应链参与全球化市场竞争。1.1.2课题的来源本论文的主要研究内容来源于国家自然科学基金项目：“虚拟供应链组建及运作技术研究”(课题编号：70272043)，涉及其中的协同运作、任务计划与分配、协调与调度技术，物流网络优化等内容的研究。重庆大学硕士学位论文1绪论31.2国内外相关研究现状及其发展趋势1.2.1供应链问题的研究现状当今世界，激烈的市场竞争和快速多变的市场需求使企业面临不断缩短交货期、提高质量、降低成本和改进服务的压力，迫使供应商、制造商、分销商和零售商走向合作。因此，供应链作为包括供应商、制造商、分销商和零售商的“由物料获取并加工成中间件或成品，再将成品送到用户手中的一些企业和部门构成的网络”[1-2]，成为了学术界和企业界研究和实践的热点。早期的观点认为供应链是制造企业中的一个内部过程，它是指把从企业外部采购的原材料和零部件，通过生产转换和销售等活动，再传递到零售商和用户的一个过程。这种传统的供应链概念局限于企业的内部操作，注重企业自身的资源利用。供应链从80年代初提出概念到现在，已经有了很大的发展。其外延从企业内部供应链发展为现在的覆盖产品整个生命周期的全程供应链。特别是近年来网络技术和电子商务技术的发展和逐渐普及，为供应链的研究和应用提供了强有力的技术支持，使供应链及其管理再次成为国内外管理科学领域的一个热门课题[3-5]。例如，针对目前市场全球化和公司跨国化的发展趋