大規(guī)模定制下紡織服裝供應(yīng)鏈訂單決策優(yōu)化

陳筱娣，舒 晨，周興建，黃少南（武漢紡織大學(xué) 管理學(xué)院，湖北 武漢 430073）

大規(guī)模定制下紡織服裝供應(yīng)鏈訂單決策優(yōu)化

陳筱娣，舒 晨，周興建*，黃少南
（武漢紡織大學(xué) 管理學(xué)院，湖北 武漢 430073）

在大規(guī)模定制環(huán)境下，紡織服裝供應(yīng)鏈成員間通過協(xié)作對(duì)客戶訂單進(jìn)行決策及處理?？紤]到紡織服裝供應(yīng)鏈采用模塊化與定制化相結(jié)合（MTS+MTO）的生產(chǎn)方式，通過對(duì)紡織服裝生產(chǎn)企業(yè)和供應(yīng)商的利潤函數(shù)分析，基于Nash均衡建立非合作策略下的紡織服裝供應(yīng)鏈訂單決策一般模型。在此基礎(chǔ)上，討論紡織服裝供應(yīng)鏈成員間協(xié)商合作的情形對(duì)訂單決策進(jìn)行Pareto優(yōu)化。分析表明，通過訂單決策優(yōu)化可確定最優(yōu)定價(jià)和最佳交貨期，在滿足客戶需求的同時(shí)為紡織服裝供應(yīng)鏈企業(yè)帶來最大化利潤。

紡織服裝；大規(guī)模定制；訂單決策；Pareto優(yōu)化

隨著消費(fèi)者對(duì)紡織服裝及服飾品的需求呈現(xiàn)多樣化、個(gè)性化、定制化等特點(diǎn)，紡織服裝企業(yè)需要快速的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售，最大限度的縮短前置期和交貨期。如，H&M把消費(fèi)者所鐘情的時(shí)尚服裝、流行服飾視為容易腐壞的食品，必須時(shí)時(shí)保持它的新鮮，為了達(dá)到這種效率，H&M與供應(yīng)商間密切合作，嚴(yán)格控制紡織服裝供應(yīng)鏈的全程，從接受客戶訂單開始，到款式設(shè)計(jì)，直至上架銷售全流程的訂單處理時(shí)間壓縮至最短只需三個(gè)星期[1]，以確保能夠及時(shí)滿足消費(fèi)者的要求。

對(duì)于紡織服裝業(yè)而言，隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，交貨期以及價(jià)格越來越成為供應(yīng)鏈上的有力競(jìng)爭(zhēng)因素。目前在交貨期的理論研究方面，陳杰等[2]建立了以庫存總成本最小為目標(biāo)的供應(yīng)鏈訂單決策優(yōu)化模型，并研究了如何確定訂單的承諾交貨期； 林勇等[3]建立了基于生產(chǎn)能力的訂單定價(jià)和交貨期決策模型，分析了生產(chǎn)企業(yè)如何在價(jià)格和交貨期之間作出權(quán)衡；趙明等[4]基于對(duì)訂單價(jià)格和交貨期敏感的需求，構(gòu)建了Stackelberg下和收益共享兩種訂單決策模型。現(xiàn)有文獻(xiàn)主要集中于對(duì)供應(yīng)鏈上下游成員相互獨(dú)立環(huán)境下的訂單交貨期問題研究，但對(duì)供應(yīng)鏈成員間相互博弈的情形，尤其是大規(guī)模定制下如何進(jìn)行訂單決策及確定最佳交貨期的研究鮮有涉及。

在大規(guī)模定制化需求下，紡織服裝企業(yè)一般采取模塊化[5]基礎(chǔ)部件與定制化特色部件相結(jié)合的生產(chǎn)工藝，即MTO（Make to Order，按訂單生產(chǎn)）+MTS（Make to Stock，按庫存生產(chǎn)），以兼顧生產(chǎn)成本、庫存成本和交付時(shí)間之間的效益悖反[6]。這就要求紡織服裝供應(yīng)鏈上生產(chǎn)企業(yè)要與各供應(yīng)商之間進(jìn)行協(xié)作，在實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈總利潤最優(yōu)并進(jìn)行供應(yīng)鏈成員間合理利潤分配的基礎(chǔ)上[7]，制定合理的訂單決策，在最佳交貨期內(nèi)將紡織服裝成品交付客戶。因此，本文從紡織服裝供應(yīng)鏈成員間博弈的角度，研究訂單決策過程中交貨期對(duì)供應(yīng)鏈成員利潤的影響，以及訂單定價(jià)和交貨期策略。

一、問題描述與假設(shè)

紡織服裝供應(yīng)鏈接受客戶的定制化訂單后，基于利潤最大化進(jìn)行訂單決策。對(duì)生產(chǎn)企業(yè)而言，由于其生產(chǎn)的紡織服裝品采取“MTO+MTS”的方式，故在訂單決策過程中，需要考慮對(duì)客戶的交貨期與供應(yīng)商的原料交貨期，同時(shí)還需要考慮自身的生產(chǎn)資源和生產(chǎn)能力限制。這一供應(yīng)鏈訂單決策構(gòu)成如圖1所示。

圖1 紡織服裝供應(yīng)鏈訂單決策構(gòu)成示意圖

為描述方便，設(shè)紡織服裝供應(yīng)鏈上生產(chǎn)企業(yè)有單一供應(yīng)商，單周期下由供應(yīng)商將加工好的服飾、輔料等供應(yīng)給生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行加工組配。如果供應(yīng)商或生產(chǎn)企業(yè)提前完成訂單，需承擔(dān)因提前交付而產(chǎn)生的紡織服裝品庫存費(fèi)用；當(dāng)供應(yīng)商推遲完成訂單，則需支付因延遲而產(chǎn)生的懲罰費(fèi)用。設(shè)紡織服裝供應(yīng)鏈成本（包括供應(yīng)商原料庫存成本和延遲成本、供應(yīng)商交付延遲懲罰成本）是關(guān)于時(shí)間的線性函數(shù)，同時(shí)，生產(chǎn)企業(yè)對(duì)原料的訂貨量Q是關(guān)于交貨期T和價(jià)格P的線性函數(shù)，即。設(shè)紡織服裝生產(chǎn)企業(yè)原材料（包括模塊化與定制化部分）的單位變動(dòng)成本（生產(chǎn)成本及采購成本之和）是模塊化程度r和單位生產(chǎn)成本ci以及單位采購成本cj的函數(shù)（Mg表示單位模塊），即為：

由于客戶定制化訂單對(duì)交貨期、定價(jià)存在多種不確定性，因此供應(yīng)商的實(shí)際交貨期t為隨機(jī)變量。設(shè)t服從[Te, Tl]上的均勻分布，則其密度函數(shù)為：

同時(shí)，文中涉及到的符號(hào)及含義如表1所示。

表1 文中符號(hào)及含義

二、紡織服裝供應(yīng)鏈利潤分析

（一）生產(chǎn)利潤函數(shù)

生產(chǎn)企業(yè)接收到供應(yīng)商的模塊化部件供貨后開始生產(chǎn)，其中，生產(chǎn)固定成本為定制化部件的原料庫存成本，生產(chǎn)變動(dòng)成本為定制化部件完成后所占用的庫存成本。據(jù)此，生產(chǎn)企業(yè)利潤函數(shù)為：

生產(chǎn)企業(yè)的利潤函數(shù)為客戶訂單的銷售收入減去各項(xiàng)成本，包括生產(chǎn)該訂單的單位模塊部件成本，供應(yīng)商延遲交貨而收到的罰金成本，供應(yīng)商延遲交貨導(dǎo)致生產(chǎn)企業(yè)延遲交貨的懲罰成本，供應(yīng)商延遲交貨導(dǎo)致的庫存成本，單位紡織服裝品的變動(dòng)成本，以及生產(chǎn)固定成本。

（二）供應(yīng)商的利潤函數(shù)

與生產(chǎn)成本組成類似，供應(yīng)商的成本主要為提前完成訂單的庫存成本、受到生產(chǎn)商的懲罰成本、單位模塊的變動(dòng)成本以及固定成本。供應(yīng)商利潤函數(shù)為：

三、紡織服裝供應(yīng)鏈訂單決策基本模型

在Nash均衡條件下[8]，紡織服裝供應(yīng)鏈上的供應(yīng)商和生產(chǎn)企業(yè)在信息透明的情況下選擇非合作博弈，作為不同的利益主體追求各自利潤的最大化，即在個(gè)體達(dá)到自身利潤最大時(shí)不會(huì)選擇改變此狀態(tài)。為此，假設(shè)紡織服裝生產(chǎn)企業(yè)在交貨期Tm不變的情況下選擇改變其定價(jià)Pm來追求其最大利潤，生產(chǎn)企業(yè)在其定價(jià)sP不變的情況下選擇改變交貨期Ts來追求其最優(yōu)利潤。在此基礎(chǔ)上建立紡織服裝供應(yīng)鏈訂單決策基本模型，研究非合作策略下紡織服裝供應(yīng)鏈訂單決策策略，即供應(yīng)鏈成員各自最優(yōu)的定制化訂單定價(jià)Pm和交貨期Ts。

（一）紡織服裝生產(chǎn)企業(yè)的定價(jià)策略

對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)而言，將交貨期Tm看作一個(gè)常量，對(duì)利潤pm求Pm的一階和二階偏導(dǎo)，得到：

（二）供應(yīng)商的交貨期策略

對(duì)于供應(yīng)商而言，在非合作狀態(tài)下設(shè)供應(yīng)商的訂單量只與生產(chǎn)企業(yè)有關(guān)。將定價(jià)sP看作一個(gè)常量，對(duì)變量sP求一階和二階偏導(dǎo)。得到：

式（6）和式（8）聯(lián)立，可以求得滿足Nash均衡的供應(yīng)鏈成員各自的最大利潤pm和ps。設(shè)此時(shí)紡織服裝生產(chǎn)企業(yè)最大利潤為pm

*，供應(yīng)商最大利潤為 ps*，即：

四、紡織服裝供應(yīng)鏈訂單決策Pareto優(yōu)化

在上述基本模型的基礎(chǔ)上，考慮到紡織服裝供應(yīng)鏈上生產(chǎn)企業(yè)與供應(yīng)商處于均勢(shì)，兩者可以通過協(xié)商的方式達(dá)到Pareto最優(yōu)[9]，在這種情形下，紡織服裝生產(chǎn)企業(yè)和供應(yīng)商協(xié)商的承諾交貨期為sp，并滿足Nash談判公理：

式（11）中的 psd和 pmd分別代表談判破裂時(shí)供應(yīng)商和生產(chǎn)企業(yè)的損失，兩者的利潤威脅點(diǎn)分別是。此時(shí)有：

（一）供應(yīng)商交貨期策略

對(duì)y進(jìn)行微分，得到：

即f( y)在 y ?(-￥ , y *)上單調(diào)遞減， y?( y* ,+￥)上單調(diào)遞增。而對(duì)于，易知g( t)在上為單調(diào)遞減函數(shù)。為方便比較，設(shè)單位懲罰成本大于單位庫存成本，且生產(chǎn)企業(yè)的半成品庫存成本小于供應(yīng)商的懲罰成本，生產(chǎn)企業(yè)的單位變動(dòng)成本大于供應(yīng)商的單位變動(dòng)成本。那么：，且存在 Tst*使得)。由復(fù)合函數(shù)的性質(zhì)可得，上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增。

（二）紡織服裝生產(chǎn)企業(yè)的定價(jià)策略

對(duì)Pm進(jìn)行微分：

存在Pm使得max.W，此時(shí)：

聯(lián)立式（15）和（18），得到承諾交貨期Ts：

對(duì)比優(yōu)化前后的最優(yōu)解Ts和Pm的大小變化，將代入g( t)得到，此時(shí)：

聯(lián)立式（6）、（13）、（19）可得紡織服裝供應(yīng)鏈上成員各自利潤：

將（21）、（22）、（23）)代入紡織服裝供應(yīng)鏈總利潤函數(shù)中，可得：

也即經(jīng)過Pareto優(yōu)化后，紡織服裝供應(yīng)鏈總利潤大于Nash均衡下的情形。

五、結(jié)束語

在對(duì)大規(guī)模的定制化訂單進(jìn)行定價(jià)和交貨期決策時(shí)，考慮紡織服裝供應(yīng)鏈成員間存在博弈的情形，建立Nash均衡基礎(chǔ)的供應(yīng)鏈訂單決策Pareto優(yōu)化模型，以合理分配供應(yīng)鏈成員間的利潤，紡織服裝生產(chǎn)企業(yè)與供應(yīng)商之間形成的緊密協(xié)作，從而實(shí)現(xiàn)紡織服裝供應(yīng)鏈總利潤最優(yōu)。在供應(yīng)鏈中僅考慮單一供應(yīng)商的基礎(chǔ)上，針對(duì)多供應(yīng)商下的供應(yīng)鏈訂單決策，以及跨供應(yīng)鏈訂單決策，是接下來值得進(jìn)一步研究的方向。

[1] 周興建，李順，駱祥．漢派服裝與ZARA及H&M企業(yè)供應(yīng)鏈發(fā)展比較[J]．武漢紡織大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，26(2)：10- 13．[2] 周穎．MTO供應(yīng)鏈承諾交貨期決策研究[D]．成都：電子科技大學(xué)，2012．

[3] 林勇，樂曉娟，于建紅．基于生產(chǎn)能力的價(jià)格與交貨期協(xié)調(diào)決策模型[J]．工業(yè)工程管理，2009，(05)：18- 22．

[4] 趙明，張雁．需求依賴價(jià)格和交貨期的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)模型[J]．合肥學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，(02)：33- 36．

[5] Schilling M． Towards a general modular systems theory and its application to inter firm product modularity [J]．Academy of Management Review，2010，(02)：336- 352．

[6] 黃晶．基于模塊化供應(yīng)的縮短交貨期的協(xié)同決策模型研究[D]．武漢：華中科技大學(xué)，2009．

[7] 周興建，黎繼子，謝少安．集群式供應(yīng)鏈中的物流價(jià)值鏈優(yōu)化[J]．中國流通經(jīng)濟(jì)，2011，4(4)：34- 37．

[8] 孫東川，葉飛．動(dòng)態(tài)聯(lián)盟分配的談判模型研究[J]．科研管理，2011，(03)：91- 95．

[9] 宋華明，馬士華．供應(yīng)鏈中提前期壓縮的Pareto優(yōu)化[J]．控制與決策，2012，(07)：776- 780．

Optimization of Order Decision for Textile and Clothing Supply Chain Base on Mass Customization

CHEN Xiao-di, SHU Chen, ZHOU Xing-jian, HUANG Shao-nan
（School of Management, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China）

In the environment of mass customization, the supply chain of textile and clothing make order decisions and process orders with members’ collaborations. Considering the supply chain use the production way of combining modular and customization, i.e. MTO + MTS, the profit function of manufacturing and supplying is analyzed, and then the general model of order decision is established with non cooperative strategy based on Nash equilibrium. Moreover, considering the collaboration between the supply chain members, the order decision is optimized by Pareto optimization. Analysis shows that through the order decision optimization, the supply chain of textile and clothing can determine the best price and the best delivery time, and which maximize profits for the enterprises in the supply chain and meet the needs of customers.

textile and clothing; mass customization; order decision; Pareto optimization

C93；F253.4

A

2095－414X(2016)02－0003－05

*通訊作者：周興建（1979-），男，講師，博士，研究方向：紡織服裝物流與供應(yīng)鏈、系統(tǒng)仿真與優(yōu)化.

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（71171152）；武漢紡織大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目（2015）.