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      基于低碳理念的供應(yīng)商訂貨量研究

      2014-09-12 08:57:19駿,任
      關(guān)鍵詞:訂貨量供應(yīng)商供應(yīng)鏈

      劉 駿,任 龍

      (1.東北財(cái)經(jīng)大學(xué)金融學(xué)院,遼寧大連116023;2.清華大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,北京100084)

      基于低碳理念的供應(yīng)商訂貨量研究

      劉 駿,任 龍

      (1.東北財(cái)經(jīng)大學(xué)金融學(xué)院,遼寧大連116023;2.清華大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,北京100084)

      從綠色供應(yīng)鏈的角度對(duì)核心企業(yè)供應(yīng)商選擇問(wèn)題進(jìn)行了建模求解,除考慮傳統(tǒng)供需關(guān)系中的成本、質(zhì)量、時(shí)間、敏捷性等主要因素外,將溫室氣體排放量納入模型中。數(shù)值模擬說(shuō)明:隨著環(huán)境問(wèn)題加劇,要想贏得更大市場(chǎng)份額,供應(yīng)商不僅需要繼續(xù)提高自身的響應(yīng)速度,更需要降低溫室氣體排放量。隨著低碳理念制度化,供應(yīng)鏈上下級(jí)之間應(yīng)以更加環(huán)保的方式實(shí)現(xiàn)雙贏。

      低碳;供應(yīng)商選擇;最優(yōu)訂貨量

      一、研究背景及文獻(xiàn)綜述

      隨著客戶需求多樣化與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇,企業(yè)管理者認(rèn)識(shí)到橫向一體化戰(zhàn)略的局限性,轉(zhuǎn)而尋求“縱向一體化”聯(lián)盟。供應(yīng)鏈管理(SCM) 突破了以往企業(yè)大而全的運(yùn)作模式,把供應(yīng)鏈中所有節(jié)點(diǎn)企業(yè)看作一個(gè)整體,涵蓋整個(gè)物流和從供應(yīng)商到最終用戶的采購(gòu)、制造、分銷、零售等職能領(lǐng)域。

      傳統(tǒng)運(yùn)作管理理念從TQCF等四個(gè)競(jìng)爭(zhēng)要素方面對(duì)企業(yè)績(jī)效進(jìn)行衡量,SCM更是如此。其中主要包括時(shí)間、質(zhì)量、成本以及快速響應(yīng)能力。已有很多學(xué)者對(duì)此予以關(guān)注。[1][2][3]但實(shí)際上,企業(yè)往往無(wú)法從這四個(gè)方面全部領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,只能根據(jù)自身實(shí)際情況合理設(shè)計(jì)企業(yè)戰(zhàn)略以滿足市場(chǎng)需求。

      隨著全球氣候變暖、環(huán)境問(wèn)題日益突出,國(guó)際與國(guó)內(nèi)相關(guān)組織對(duì)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力提出了新要求,顧客也對(duì)新的低碳綠色產(chǎn)品提出了新要求,這已為大勢(shì)所趨。在競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天,如同馬斯洛需求理論,客戶對(duì)企業(yè)的要求也同樣存在這樣的需求層次。[4]當(dāng)客戶的低層級(jí)需求得到滿足后必然轉(zhuǎn)向更高層級(jí)需求?;诃h(huán)保理念的綠色供應(yīng)鏈管理正引起人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。[5]低碳與綠色化程度也成為新競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

      在此背景下,學(xué)者們提出了綠色供應(yīng)鏈(Green Supply Chain)這一概念。這是一種以綠色制造理論和供應(yīng)鏈管理技術(shù)為基礎(chǔ),在整個(gè)供應(yīng)鏈管理過(guò)程中綜合考慮環(huán)境影響和資源效率的現(xiàn)代管理模式。它涉及供應(yīng)商、生產(chǎn)商、銷售商、終端用戶以及回收處理商,其目的是使整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境影響與負(fù)作用最小,實(shí)現(xiàn)最高的資源利用效率。[6]低碳供應(yīng)鏈作為GSCM的拓展,在低碳排放方面提出了更多要求,但其本質(zhì)上相同。

      為適應(yīng)多變的市場(chǎng)需求,企業(yè)越來(lái)越強(qiáng)調(diào)自身核心能力。供應(yīng)商選擇成為供應(yīng)鏈管理決策中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。[7]供應(yīng)商選擇評(píng)價(jià)準(zhǔn)則始于1996年Dickson的研究。[8]他認(rèn)為,產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、交貨期是選擇供應(yīng)商的最重要標(biāo)準(zhǔn),這與TQCF標(biāo)準(zhǔn)不謀而合。能否選擇合適的供應(yīng)商,將直接關(guān)系到供應(yīng)鏈整體成本及綠色化程度,進(jìn)而增強(qiáng)供應(yīng)鏈的整體競(jìng)爭(zhēng)力。然而供應(yīng)商選擇涉及很多定性與定量因素,這是一個(gè)典型的多目標(biāo)決策問(wèn)題。[9]以往的評(píng)估方法包括線性加權(quán)模型、多目標(biāo)規(guī)劃模型、數(shù)學(xué)規(guī)劃、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)、[10]層次分析法[11]以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。[12]

      在低碳供應(yīng)鏈體系架構(gòu)中,影響環(huán)境的有害物質(zhì)多產(chǎn)生于供應(yīng)鏈的上游。核心企業(yè)對(duì)于供應(yīng)商的選擇將在很大程度上影響整條供應(yīng)鏈的綠色化程度,因此基于“低碳”供應(yīng)鏈理念的供應(yīng)商選擇模型正變得越來(lái)越重要。

      在供應(yīng)商選擇問(wèn)題上,國(guó)內(nèi)學(xué)者大都將目光集中于價(jià)格、供應(yīng)時(shí)間及供應(yīng)商能力等要素的評(píng)估,往往忽略了環(huán)保因素在供應(yīng)商選擇中的作用。[7]在低碳供應(yīng)商評(píng)價(jià)上,王能民等學(xué)者提出了綠色制造模式下評(píng)價(jià)供應(yīng)商的指標(biāo)體系,在此基礎(chǔ)上結(jié)合模糊決策的方法給出了評(píng)價(jià)模型。[13]很多即使使用了模型辦法對(duì)問(wèn)題求解的也都偏重供應(yīng)商的選擇而沒(méi)有考慮訂貨量大小的問(wèn)題。

      本文從基本運(yùn)作管理核心要素TQCF出發(fā),考慮低碳要素在供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)與優(yōu)化中的重要作用,從產(chǎn)品回收率、溫室氣體排放量、供應(yīng)時(shí)間、供應(yīng)商能力、成本要素等工程與非工程因素出發(fā),通過(guò)核心企業(yè)利潤(rùn)最大化得出供應(yīng)商選擇的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型,并在第三部分結(jié)合我國(guó)電子行業(yè)實(shí)際企業(yè)給出數(shù)值結(jié)果。

      二、模型建立

      (一)基本假設(shè)

      在本模型中,核心制造企業(yè)僅有一家,不考慮競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。只考慮一種原材料的多供應(yīng)商選擇問(wèn)題,且每單位原材料對(duì)應(yīng)一單位制造商產(chǎn)成品。進(jìn)貨量沒(méi)有整數(shù)限制。核心企業(yè)具備已存供應(yīng)商的全部信息。

      考慮到“低碳”理念,產(chǎn)品存在回收利用的問(wèn)題,每個(gè)供應(yīng)商供應(yīng)材料的回收率為已知,為了滿足國(guó)家或地方標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品必須達(dá)到一定回收率。

      正常情況下,供應(yīng)商的生產(chǎn)能力與生產(chǎn)時(shí)間成線性關(guān)系;當(dāng)制造商對(duì)供應(yīng)商提出更高數(shù)量要求時(shí),超過(guò)部分的原材料的生產(chǎn)量與時(shí)間仍成線性關(guān)系,但比例系數(shù)發(fā)生變化。在本問(wèn)題中沒(méi)有考慮制造商由于未及時(shí)供貨所帶來(lái)的缺貨損失,而用制造商在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提前交貨的收益做替代。

      產(chǎn)品利潤(rùn)包括一次售出利潤(rùn)、二次售出利潤(rùn)與提前供應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì),其支出包括由于溫室氣體的排放而必須繳納的稅金。其中第一次售出利潤(rùn)為全新產(chǎn)品售出價(jià)格減去對(duì)應(yīng)于相關(guān)供應(yīng)商的轉(zhuǎn)換費(fèi)用,包括:運(yùn)輸成本、制造成本等要素;第二次售出利潤(rùn)為折舊產(chǎn)品售出價(jià)格減去第二次轉(zhuǎn)換費(fèi)用,其中包括:回收成本、維修費(fèi)用等成本要素。

      因環(huán)保需要,各地政府在制造過(guò)程中開(kāi)始限制溫室氣體的排放量,假定每個(gè)供應(yīng)商的單位原材料在生產(chǎn)過(guò)程中氣體排放量為已知,國(guó)家的單位氣體排放處罰也已知。

      (二)符號(hào)說(shuō)明

      表1 符號(hào)說(shuō)明

      (三)累計(jì)生產(chǎn)時(shí)間設(shè)定

      假定單一廠商在正常生產(chǎn)負(fù)荷情況下單位生產(chǎn)時(shí)間恒定。當(dāng)生產(chǎn)負(fù)荷超過(guò)正常水平時(shí),雖然所需時(shí)間與超過(guò)部分仍成線性關(guān)系,但此時(shí)單位時(shí)間提高。圖1所示為生產(chǎn)量與累計(jì)生產(chǎn)時(shí)間的關(guān)系:?jiǎn)挝簧a(chǎn)時(shí)間隨累計(jì)生產(chǎn)數(shù)量的升高而提高。

      圖1 生產(chǎn)量與累計(jì)生產(chǎn)時(shí)間關(guān)系

      (四)供應(yīng)商訂貨量決策模型

      作為運(yùn)籌學(xué)中的重要組成部分,數(shù)學(xué)規(guī)劃在供應(yīng)鏈決策、生產(chǎn)運(yùn)作管理領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。[14][15]本文使用數(shù)學(xué)規(guī)劃辦法,目標(biāo)函數(shù)為線性函數(shù),而約束中存在非線性等式,總體上屬于非線性規(guī)劃(NLP)問(wèn)題。

      s.t.

      xi1+xi2=xi

      (xi1-Oi1)xi2=0

      xi1≤Oi1

      xi2≤Oi2

      Ti≤t,i=1,2…n

      Ti=xi1/ui1+xi2/ui2,i=1,2…n

      xi≥0,xij≥0,i=1,2…n,j=1,2

      上式為模型表達(dá)式,旨在求取核心企業(yè)利潤(rùn)最大值,其利潤(rùn)來(lái)自于三部分,即一次產(chǎn)品銷售利潤(rùn),二次產(chǎn)品銷售利潤(rùn)以及提前生產(chǎn)獎(jiǎng)勵(lì)(由原材料的提前供應(yīng)產(chǎn)生),分別為上述模型中目標(biāo)函數(shù)的第1、2、3項(xiàng)。在總的模型中,僅考慮由于溫室氣體排放而帶來(lái)的罰款損失,為原目標(biāo)函數(shù)的第4項(xiàng)。

      約束部分:由于供應(yīng)商生產(chǎn)能力有限,超額的生產(chǎn)將導(dǎo)致更長(zhǎng)的單位生產(chǎn)時(shí)間,故核心企業(yè)對(duì)于每個(gè)供應(yīng)商的需求應(yīng)該被分成兩部分考慮:正常生產(chǎn)能力下的需求及超常生產(chǎn)能力下的需求,這兩部分的總和為核心企業(yè)對(duì)應(yīng)于該供應(yīng)商的總的原料需求量。接下來(lái)的約束為總的需求量不應(yīng)超過(guò)核心企業(yè)的生產(chǎn)能力,核心企業(yè)對(duì)于各個(gè)供應(yīng)商的需求量不應(yīng)超過(guò)其總生產(chǎn)能力。

      隨著國(guó)家對(duì)制造業(yè)環(huán)保要求的提高,對(duì)制造企業(yè)的產(chǎn)品回收率與溫室氣體排放量做出了具體要求,接下來(lái)的兩個(gè)約束描述了這方面的相關(guān)要求。從傳統(tǒng)供應(yīng)鏈的角度來(lái)看,也一定程度上反映了產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。

      接下來(lái)的約束為非線性約束,模型描述了核心企業(yè)對(duì)于同一供應(yīng)商的兩種不同需求之間的相互關(guān)系,這也是結(jié)合下面的兩種需求的非負(fù)性與最大生產(chǎn)條件所體現(xiàn)的。約束條件的意義在于,只有當(dāng)正常條件下的供應(yīng)商制造能力被達(dá)到后,才可以考慮增加其超長(zhǎng)的生產(chǎn)能力。

      最后關(guān)于時(shí)間的約束表示每個(gè)供應(yīng)商的供貨時(shí)間存在一個(gè)上界。為了處理簡(jiǎn)便起見(jiàn),在本模型中假設(shè)正常與超常情況下生產(chǎn)時(shí)間與相對(duì)的生產(chǎn)數(shù)量之間成線性關(guān)系。隨著研究的深入,也可以用更加精確并且復(fù)雜的模型對(duì)二者的關(guān)系進(jìn)行處理。

      三、電子行業(yè)企業(yè)應(yīng)用

      新的發(fā)展戰(zhàn)略要求經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式必須從粗放型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向綠色經(jīng)濟(jì),綠色供應(yīng)鏈的理念正得到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。就電子行業(yè)而言,其面臨的挑戰(zhàn)主要是如何有效地使用有限資源,在最大程度減少對(duì)環(huán)境危害的基礎(chǔ)上創(chuàng)造最大價(jià)值。

      (一)基本數(shù)據(jù)

      根據(jù)本地區(qū)某電器企業(yè)的原始數(shù)據(jù),在其基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,得到各供應(yīng)商的基本數(shù)據(jù)如表2所示:

      表2 供應(yīng)商基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

      核心企業(yè)的自身要求信息及相關(guān)常數(shù)如表3所示:

      表3 問(wèn)題常數(shù)

      (二)最優(yōu)訂貨量

      使用Lingo軟件進(jìn)行求解。第一行表示在正常生產(chǎn)能力范圍內(nèi)核心企業(yè)對(duì)每個(gè)供應(yīng)商的訂貨量。第二行是超過(guò)供應(yīng)商生產(chǎn)能力的訂貨量。第三行表示總訂貨量。求解結(jié)果模型最優(yōu)值為12573.9。

      表4 最優(yōu)解

      四、結(jié)論與展望

      本文從綠色供應(yīng)鏈的角度對(duì)核心企業(yè)供應(yīng)商選擇問(wèn)題進(jìn)行了建模求解,除考慮傳統(tǒng)供需關(guān)系中的成本、質(zhì)量、時(shí)間、敏捷性等主要因素外,還將溫室氣體排放量納入模型體系中。數(shù)值模擬表示:隨著環(huán)境問(wèn)題的加劇,要想贏得更大的市場(chǎng)份額,供應(yīng)商不僅需要繼續(xù)提高自己的響應(yīng)速度,更需要降低溫室氣體排放量。隨著低碳理念制度化,供應(yīng)鏈上下級(jí)之間應(yīng)以更加環(huán)保的方式實(shí)現(xiàn)雙贏。這必將成為大勢(shì)所趨。

      本文僅考慮了諸如供應(yīng)時(shí)間、產(chǎn)品回收率、溫室氣體排放量、核心企業(yè)成本等因素,在今后研究中應(yīng)把更多因素納入到這個(gè)體系中來(lái)。整條綠色供應(yīng)鏈的優(yōu)化問(wèn)題也應(yīng)該成為后續(xù)研究的重點(diǎn)。該模型中使用了非整數(shù)NLP建模辦法,但在實(shí)際中,離散制造型企業(yè)的決策變量大多為整數(shù)型規(guī)劃問(wèn)題,這類問(wèn)題的理論算法也是一個(gè)研究問(wèn)題。另外,還有二者總利益最大化問(wèn)題,這涉及供應(yīng)商與制造商的利潤(rùn)分配與契約問(wèn)題,需建立更科學(xué)的供應(yīng)商選擇模型予以分析。

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      (編輯:李學(xué)迎)

      2014-05-06

      F274

      A

      2095-7238(2014)07-0054-05

      10.3969/J.ISSN.2095-7238.2014.07.012

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