軍用車輛器材供應(yīng)鏈庫存協(xié)同策略研究

殷禮祥，謝鑫鵬，王鳳忠，文正中

（1.軍事交通學(xué)院 學(xué)員旅二營八連，天津 300161；2.軍事交通學(xué)院 軍用車輛系，天津 300161 3.軍事交通學(xué)院 研究生管理大隊(duì)，天津 300161）

軍用車輛器材供應(yīng)鏈庫存協(xié)同策略研究

殷禮祥1，謝鑫鵬2，王鳳忠2，文正中3

（1.軍事交通學(xué)院 學(xué)員旅二營八連，天津 300161；2.軍事交通學(xué)院 軍用車輛系，天津 300161 3.軍事交通學(xué)院 研究生管理大隊(duì)，天津 300161）

通過分析戰(zhàn)略、戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)三級庫存系統(tǒng)之間車輛器材缺貨的不同情況，求出了各級庫存訂貨批量和最高儲存量的最優(yōu)值，從中可以得到在不同情況下，軍用車輛器材供應(yīng)鏈三級庫存系統(tǒng)的總庫存成本的最佳決策方案，最終實(shí)現(xiàn)了對三級庫存系統(tǒng)的全局優(yōu)化與有效控制。

車輛器材；軍事供應(yīng)鏈；庫存協(xié)同；成本控制

1 引言

庫存管理是軍用車輛器材保障的重要組成部分，庫存成本是軍用車輛器材成本的主要來源，軍事供應(yīng)鏈?zhǔn)遣筷?duì)在實(shí)施后勤保障過程中涉及部隊(duì)內(nèi)部和部隊(duì)外部的所有實(shí)體，以及實(shí)體間相互關(guān)系所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。是從供應(yīng)商到部隊(duì)后勤系統(tǒng)最終到部隊(duì)的一個(gè)鏈條。各成員之間的庫存協(xié)同是軍事供應(yīng)鏈協(xié)同的一個(gè)重要內(nèi)容。

軍用車輛器材供應(yīng)鏈運(yùn)作過程中，部隊(duì)所需器材經(jīng)由地方供應(yīng)商到軍隊(duì)器材管理部門內(nèi)部三級庫存系統(tǒng)，最后送到最終部隊(duì)用戶。在這個(gè)過程中，車輛器材分別儲存在軍隊(duì)各級庫存中，如圖1所示。

圖1 軍用車輛器材三級庫存系統(tǒng)

2 文獻(xiàn)回顧

最早給出供應(yīng)鏈定義的是Stevens[1]，他認(rèn)為供應(yīng)鏈包括物流和其反向信息流在內(nèi)的供應(yīng)商、經(jīng)銷商、配送和需求顧客在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。隨著供應(yīng)鏈的不斷發(fā)展，其定義更注重圍繞各生產(chǎn)企業(yè)間的網(wǎng)鏈關(guān)系。Ellram[2]將供應(yīng)鏈定義為從原材料供應(yīng)到最終將產(chǎn)品或服務(wù)交到顧客手中的，通過各種連接、相互影響的各實(shí)體構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。Christopher[3]將供應(yīng)鏈定義為通過上游、下游各實(shí)體連接在一起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這些實(shí)體參與以產(chǎn)品或服務(wù)送達(dá)顧客手中而產(chǎn)生價(jià)值為目標(biāo)的活動(dòng)流程。

德州理工大學(xué)的Surya D.Liman[4]用啟發(fā)式算法來解決供應(yīng)鏈管理中庫存控制以及由于需求波動(dòng)或市場不確定性帶來的復(fù)雜性。愛荷華大學(xué)Schwartz.L.B.[5]用WW算法解決供應(yīng)鏈管理多品種生產(chǎn)與庫存管理問題，并對庫存控制與分布計(jì)劃給出最優(yōu)策略。Afentakis[6]提出一種由需求驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)和分布((DDPD)運(yùn)作理念，根據(jù)計(jì)劃、生產(chǎn)、庫存行程決策以降低整個(gè)供應(yīng)鏈的運(yùn)營成本。Gerard P.Cachon[7]用博弈論分析了一個(gè)零供兩級供應(yīng)鏈的競合政策。ChenZheng[8]探索了需求隨機(jī)條件下，多級流水生產(chǎn)線的庫存決策問題。

國內(nèi)學(xué)者雷延軍[9]分析了軍事供應(yīng)鏈“超網(wǎng)絡(luò)”結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的措施。從供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)的角度，高魯[10]構(gòu)建了軍用物資供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)模型。王進(jìn)發(fā)[11]認(rèn)為供應(yīng)樹是軍事供應(yīng)鏈核心結(jié)構(gòu)，分別比較了剛性和柔性供應(yīng)樹在運(yùn)作中的績效。潘小霞[12]基于軍用物資保障的快速響應(yīng)機(jī)制探討了軍事供應(yīng)鏈的柔性問題。戴錫群[13]將多目標(biāo)決策模型應(yīng)用在軍事供應(yīng)鏈中。王樹禮[14]借鑒多級庫存優(yōu)化理論，對裝甲器材供應(yīng)鏈庫存進(jìn)行了協(xié)調(diào)控制。

通過分析國內(nèi)外文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，大部分都集中在單級庫存控制方面，有些文獻(xiàn)雖然涉及了多級庫存，但大多局限于理論分析，缺乏在軍用車輛器材供應(yīng)鏈管理實(shí)際應(yīng)用的研究。

3 模型建立及求解

軍用車輛器材庫存協(xié)同的目的是使軍隊(duì)內(nèi)部供應(yīng)鏈各成員庫存總量最低。軍事供應(yīng)鏈現(xiàn)行的庫存管理模式只考慮各級庫存系統(tǒng)內(nèi)部優(yōu)化，因此不能使軍事供應(yīng)鏈整體效益達(dá)到最優(yōu)。因此，要對戰(zhàn)略、戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)三級庫存進(jìn)行優(yōu)化。本文將運(yùn)用多級庫存優(yōu)化控制理論和方法，對軍事供應(yīng)鏈內(nèi)部進(jìn)行優(yōu)化控制。

3.1 模型描述

軍事供應(yīng)鏈多級庫存成本主要由以下三個(gè)部分構(gòu)成：

3.1.1 庫存持有成本。各級庫存系統(tǒng)都維持有一定的庫存量，以保證部隊(duì)用戶的需要。這些庫存維持費(fèi)用包括資金成本、倉庫以及設(shè)備折舊費(fèi)等。庫存持有成本與庫存價(jià)值以及庫存費(fèi)的大小有關(guān)，是沿供應(yīng)鏈上游至下游的一個(gè)積累的過程，如圖2所示。

圖2 單位車輛器材的庫存持有成本示意圖

假設(shè)CG表示三級庫存系統(tǒng)總庫存的維持費(fèi)用；Wi表示在單位周期內(nèi)單位物資的維持庫存費(fèi)用；Gi表示第i級庫存量，那么整個(gè)軍事供應(yīng)鏈的庫存的維持費(fèi)用可以表示為：

3.1.2 交易成本。各級庫存之間在保障過程中產(chǎn)生的各種費(fèi)用，包括訂單準(zhǔn)備費(fèi)、檢驗(yàn)費(fèi)、人工勞務(wù)費(fèi)等。交易成本用CT表示，且隨著交易量的增加而減少。

3.1.3 缺貨成本。缺貨損失成本是指保障不能滿足需求給器材保障造成的損失成本。缺貨損失成本與庫存大小成反比。但庫存量過多將增加維持成本，因此可以將缺貨損失表示為其中表示缺貨數(shù)量，ε表示單位產(chǎn)品的損失。

采用中心化控制的優(yōu)勢在于能夠?qū)Ω骷墡齑嫠接腥嬲莆?，能夠協(xié)調(diào)各級庫存間的活動(dòng)。中心化控制是將控制中心放在核心成員上，由核心成員對各級庫存活動(dòng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，其目標(biāo)是使各級庫存系統(tǒng)總的庫存成本最低，即考慮到軍事供應(yīng)鏈三級庫存策略，因此其總成本可表示為：

在給定的三級庫存系統(tǒng)中，外部對系統(tǒng)的需求以額定速度發(fā)生時(shí)，求解各級庫存的控制策略，使得整個(gè)系統(tǒng)的庫存費(fèi)用最小。軍隊(duì)庫存系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)部隊(duì)用戶所需車輛器材的儲存與供應(yīng)保障。同時(shí)，庫存器材允許缺貨。設(shè)軍事供應(yīng)鏈三級庫存?zhèn)}庫中各倉庫的單位保管成本分別為G1,G2,G3，單位缺貨損失和訂貨費(fèi)用分別為J1,J2,J3及M1,M2,M3，總需求量為D1,D2,D3，其訂貨批量分別為Q1,Q2,Q3，最高儲存量分別為N1,N2,N3。

3.2 模型求解

對于任意一級庫存系統(tǒng)，考慮保管成本、缺貨損失成本、訂購費(fèi)用，其庫存成本最小值函數(shù)為：

由式（3）可求對變量的一階偏導(dǎo)數(shù)并令其等于零，得到任意一級庫存系統(tǒng)的最優(yōu)經(jīng)濟(jì)訂貨量和最高存儲數(shù)量為：

對軍隊(duì)器材管理部門的三級庫存系統(tǒng)整體分析，其庫存持有成本、交易成本、缺貨成本分別為：

同理，對于軍隊(duì)車輛器材三級庫存系統(tǒng)來說，其總庫存成本目標(biāo)函數(shù)為：

運(yùn)用迭代法可得庫存成本目標(biāo)函數(shù)為：

由于式（9）對Q3和N3可微，并令其一階導(dǎo)數(shù)等于零，可求得最優(yōu)經(jīng)濟(jì)訂購批量和最高儲存量分別為：

4 比較分析

4.1 戰(zhàn)役庫存

對戰(zhàn)役庫存進(jìn)行分析，首先不考慮對戰(zhàn)術(shù)庫存的影響，運(yùn)用迭代法求出其訂貨量和最高儲存量，分別記為然后再分析對戰(zhàn)術(shù)庫存的影響，可以得到以下兩種情況[15]：

從式（12）可以得到戰(zhàn)役庫存的訂貨批量與最高儲存量的最優(yōu)值分別為：

其中，

4.2 戰(zhàn)略庫存

對戰(zhàn)略庫存進(jìn)行分析，首先不考慮對戰(zhàn)役庫存和戰(zhàn)術(shù)庫存的影響，運(yùn)用迭代法求出其訂貨批量和最高儲存量分別記為然后再考慮以下幾種情況[15]：

戰(zhàn)略庫存的訂貨量和最高儲存量的最優(yōu)值分別為：

戰(zhàn)略庫存的訂貨量和最高儲存量的最優(yōu)值分別為：

由以上分析可知：在分別考慮戰(zhàn)略、戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)三級庫存的庫存控制過程中，首先由于軍用車輛器材保障時(shí)物資的流向確定了戰(zhàn)術(shù)庫存系統(tǒng)是單獨(dú)的決策控制，并求出其訂貨批量和最高儲存量的最優(yōu)值，然后分別對戰(zhàn)役和戰(zhàn)略庫存系統(tǒng)的庫存進(jìn)行分析，再利用缺貨量大小不同的約束條件，對各級庫存之間的相互影響情況進(jìn)行分析，從分析結(jié)果可以看出，當(dāng)上級庫存系統(tǒng)缺貨量小于等于下級庫存系統(tǒng)的缺貨量時(shí)，上級庫存系統(tǒng)不受下級庫存系統(tǒng)的影響，其訂貨批量和最高儲存量的最優(yōu)值可以通過式（3）求得，而當(dāng)上級庫存系統(tǒng)的缺貨數(shù)量大于下級庫存系統(tǒng)的缺貨數(shù)量時(shí)，它的庫存決策將受到下級庫存系統(tǒng)的影響，利用研究結(jié)果可以分別求出它們的訂貨批量和最高儲存量的最優(yōu)值。

我軍車輛器材庫存控制不同于地方生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品的庫存控制，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是部隊(duì)倉庫一般以一年為周期進(jìn)行補(bǔ)貨，即補(bǔ)貨提前期為一年。二是我軍車輛器材庫存是為了保障部隊(duì)執(zhí)行軍事任務(wù)，追求的是軍事和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。三是軍事任務(wù)的突然性和訓(xùn)練計(jì)劃的調(diào)整都會(huì)影響車輛器材的保障效率。因此，部隊(duì)對車輛器材的需求是隨機(jī)變化的，而且器材倉庫經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)缺貨的情況。

5 結(jié)論

軍事供應(yīng)鏈庫存控制問題很多，針對這些問題解決的方法更是多種多樣，但大多都有其使用的特殊條件，本文是從庫存控制的共性因素—周期性的角度建立的庫存控制模型。

本文通過分析戰(zhàn)略、戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)三級庫存系統(tǒng)之間缺貨數(shù)量的不同情況，求出了在不同情況下各級庫存訂貨批量和最高儲存量的最優(yōu)值，從中可以得到在不同情況下，軍隊(duì)后勤系統(tǒng)內(nèi)部三級庫存系統(tǒng)的總庫存成本的最佳決策方案，實(shí)現(xiàn)了對三級庫存系統(tǒng)的全局優(yōu)化與控制，使戰(zhàn)略、戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)三級庫存系統(tǒng)的總成本最小，提高軍事供應(yīng)鏈整體效益，從而實(shí)現(xiàn)了軍用車輛器材供應(yīng)鏈的保障效益。

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Study on Inventory Collaboration Strategy of Military Vehicle Material Supply Chain

Yin Lixiang1,Xie Xinpeng2,Wang Fengzhong2,Wen Zhengzhong3
(1.Company 8,Division 2 of Student Brigade,Military Transportation Academy,Tianjin 300161; 2.Military Vehicle Department,Military Transportation Academy,Tianjin 300161; 3.Postgraduate Student Management Brigade,Military Transportation Academy,Tianjin 300161,China)

In this paper,through analyzing the difference between the events of vehicle material shortage in the strategic,battle and tactical inventory systems,we derived the optimal value of the order quantity and maximum storage volume of the three from which we could calculate the optimal decision concerning the total inventory cost of the overall inventory system under different situations so as to put the inventory system under global optimization and effective control.

vehicle material;military supply chain;inventory collaboration;cost control

F253.4;E075

A

1005-152X(2016)11-0155-04

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.11.032

2016-09-22

殷禮祥，男，海南人，研究方向：軍事供應(yīng)鏈管理、管理工程；謝鑫鵬，男，天津人，博士，研究方向：軍事供應(yīng)鏈管理、庫存控制；王鳳忠，男，山東人，研究方向：管理工程、器材檢驗(yàn)、質(zhì)量管理；文正中，男，四川人，碩士，研究方向：管理科學(xué)與工程、庫存控制。