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1、天马行空官方博客：http:/ ；QQ:1318241189；QQ 群：175569632European Journal of Operational Research 98 (1997) 1-18战略生产-分销模型:特别关注全球供应链模型Carlos J.Vidal & Marc Goetschalckx（牟德一编译）摘要广泛综述了战略的生产-分销模型。分 4 部分：过去的评述、优化模型、建模的补充说明与案例研究和应用。重要部分是混合整数规划（MIP）模型，重点放在模型中相关因素的确定、解法特点与计算过程。同时，给出一简表描述了所述的各模型的主要特征。特别关注全球后勤系统模型，指出其不足以
2、及今后研究的方向。关键词：分销；战略生产-分销模型；全球供应链建模；全球后勤系统。1引言关于生产-分销系统的分析与设计，大多数仅涉及单个环节，如，采购、生产计划、库存、仓储或运输。很少见到将单个环节集成为完整供应链的研究。另一类研究考虑系统的两种不同的功能的协调问题（Thomas and Griffin（1995） ）他们将协调问题分为三种类型：买与卖、生产与分销、库存与分销。Bhatnagar(1993)给出了类似的分类。计划的三个水平可按时间长短予以区分为：战略、策略与运营，时间分别战略为一年以上、运营一天、策略介于之间。如运输问题的运输方式选择、车辆大小、运输计划。最重要的战略问题是完整
3、供应链的优化。一个供应链的战略设计需考虑确定： 制造厂、仓库的数量、选址、能力与类型； 供应商的选择； 运输渠道； 在供应商、工厂、仓库、用户之间的原料与产品的生产与装运数量； 原料、中间产品、最终产品在库存计划中不同地点的存放。许多模型已作了供应链的战略设计。我们称这些模型为“战略生产分销”模型。本文的目的之一是综述并将其分类，重点是 MIP 模型。在经济日益全球化的今天以及伴随全球后勤管理作为一种新方法的出现，这些模型在全球后勤系统设计(GLS)中的作用举足轻重（见 Vidal 1996） 。图示。将讨论本地与国际（全球）模型的区别。全球模型较之本地模型解决起来复杂与困难得多。如，不同的税
4、收政策、汇率、贸易壁垒、退税等，以及一些不确定性，基础设施、政局稳定等。2文献的评述本节分 4 部分，可能有遗漏但包括了在构造供应链过程中的主要方面，特别强调全球供应链，最重要的部分是 MIP 模型的主要特点，包括目标函数的确定、约束条件、解法特点与计算过程。不同于 MIP 的模型，如 Burns (1985)、Cohen (1988) ，作为对比，也介绍了它们的假设、计算过程以及在国际供应链系统中的应用。21过去的评述Aikens (1985) 主要设施选址模型的评述。从简单到复杂。在分销模型中较少考虑随机需求。Aikens 称这并非是一个严重的缺陷，因为用一个确定性模型预测需求价格在多数情
5、况下是正确的。此外，作者指出，动态多产品问题与边界约束条件的考虑是今后最看好的课题。Bhatnagar (1993) 对多工厂协调的模型的评述。定义了两个水平， “一般协调”和“多工厂协调” 。 “一般协调”问题的三种类型：供应与生产活动、生产与分销以及库存与分销之间的协调。 “多工厂协调”主要涉及生产计划、 “灵敏性”(nervousness)、规模划分(lotsizing)与库存安全的满足等问题。Geoffrion & Powers (1995) 讨论了 20 年来战略分销系统的演变。涉及起团队作用的后勤、计算机通讯技术、算法、数据采集与管理的工具、模型特征、软件性能以及公司如何利用软件设
6、计分销系统。指出了若干与数据有关的理论课题，如 ，产品与用户的归并（aggregation） 、库存函数的线性化、运输比例中的差错的影响等将是今后的研究方向。涉及算法，Benders 分解法、因子分解法，并作了比较。涉及国际模型，作者强调，需涉及专门的金融及有形的数量在模型中，税收、退税在国际分销模型中起重要作用。涉及数据管理，包括数据的采集、换算及其有效性的确定。其方法的选择是战略国际后勤模型的成功应用的关键。主要问题是“applicationspecific details”。基于数据库的SQL 对于数据采集呈现出很多优点。Thomas and Griffin (1995) 对涉及协调的文
7、献作了广泛的评述。今后研究课题：非线性运输成本的建模、生命周期约束、一般国际供应项目、国际问题中的第三方以及供应链内部的分界点的确定等。Slats (1995) 对后勤链的特征进行了描述，重点最新技术发展上，如，EDI、PDI 。这些技术可改进对供应链中的信息流的控制。OR、MS 技术，如，数学规划、启发式算法和模拟等。应用分析模型的缺点，如为使问题易于求解而作了不切实际的假设与忽视了不确定性。为克服之，有必要建立一个试验环境“后勤实验室” 。Verter and Dincer (1995) 讨论了多国机构的设施选址问题。 “制造战略”与其他战略及其交互作用构成了确定一个公司的全球框架的核心部
8、分。而生产分销网络是构建全球供应链框架的有效工具。多数模型重点在选址与分配决策的优化，而忽视了重要的结构方面，如性能和制造设备的技术含量。未涉及全球市场的不确定性，如汇率与价格的变化。提及了选址与资金决策之间的交互作用的模型。结论，关于国际的战略生产分销模型的研究文献十分有限。现有的模型的结构方面的可行性问题值得研究。都未提及全球环境的动态性质，作者指出特别需要研究的是： 包括一个公司的核心能力，如质量、柔性和交货状态； 在全球供应链结构决策中考虑全球协调； 包括竞争对手的作用与政府的政策、法规； 研制更有效的算法，以结构决策变量的方式得到最优结构。22、优化模型221、 MIP 模型Geof
9、frion & Graves (1974), 在一个多产品单时段的生产分销问题中，最早用 MIP 解决这类问题，基于 Benders 分解算法求解。之后，一直用 Benders 分解算法求解这类模型。但如今正在被其他方法取代，如因子分解法（Brown & Olson 1994） 。由 Geoffrion & Graves 建立的模型描述了一个涉及几个已知性能的工厂、分销中心和消费群的生产分销系统。目标函数中包括固定的和可变的（线性）成本，DC、生产成本和线性的运输成本。约束条件包括工厂的性能、用户的满意率、用户区域的单个来源、DC中产量的范围和线性结构约束（二进制变量，逻辑变量） 。主要贡献是
10、解法。简言之，一些二进制变量用解“主问题”法暂时固定，接着，余下的问题可以化为一系列传统的运输问题，每次针对一个商品，这一过程是迭代的并且在完整问题的最大、最小边界之间发展，当最大、最小边界的差距小于或等于指定值时，终止。Geoffrion (1978) ，对基于分解算法技术的战略生产分销系统计划提出了一个现状报告，1982 年给出了修改稿。Cohen & Lee (1985) ，PILOT 生产分销模型。确定最小成本的数学规划，非线性目标函数，Geoffrion(1974)模型的推广。进一步包括了工厂的开设与关闭、伴随的生产计划决策和原料与中间产品的物流。其解法是嵌入在一个大型电脑化的制造计
11、划支持系统（MPSS）的一个启发式算法。Hodder & Dincer (1986) ，含资金内容的国际工厂选址模型。考虑到了汇率的变化、市场价格、国际利润率和在随机环境下的固定成本。生产成本、运输成本、进口关税、出口税隐含在净值的税收计算中。目标函数为税后利润的期望值与随利润变化具风险因素的结果之间的差异。约束条件包括工厂的性能、市场需求的上限、资金上的限制和决策变量的限制。大规模的非线性 MIP，求解近乎不可能。设计了近似算法，1,600 个连续变量、20个整数变量 。DEC 上 CPU 时间 7 分钟。未考虑多产品、运输渠道、供应商、多级 DC、内部转运和库存成本。Brown (1987
12、) 给出了多商品的 MIP 模型，用以确定工厂的开 /闭，每个工厂生产的商品和递送给每一用户，设备分配NABISCO。可变的生产和装运成本，固定的设备分配成本，固定的工厂运营成本包括在目标函数中。约束条件，用户需求满意率，平衡约束，多产品能力约束，分配工厂的设备最大量以及每一设备在每一工厂的生产产品数量的上界。模型的求解，用到了类似于 Geoffrion(1974)的一个分解算法，将生产目标约束加入主问题。这些约束以一个小的线性惩罚费用加入，依作者称，使用目标对分解算法的性能有十分严重的影响。Cole(1995)的主要工作，考虑正常需求和基于安全库存随机用户服务与仓库选址，用户分配、运输渠道选
13、择，在 Cole 的模型中当安全库存用很大时，其作用明显。Cohen (1989) 区别于单一国家的国际供应链模型。考虑了税收、关税、不同的税率、货币汇率的随机波动和地方法规。动态的、非线性 MIP 模型。该模型的主要贡献是明显包含了卖方供应合约，即固定的卖方成本与订合约，以及地方限制。汇率的随机波动虽被提及但未包含在模型中，这是因为一旦加进去，模型会变得难以求解。见 Hodder(1986)。使用启发式算法求解，先固定交换成本与分配经营开支变量，使得模型转换为易处理的线性 MIP 模型。求解之后，资金变量的最优值便得已确定，过程重复进行直至获得可接受的解。此模型的某些变形已有很成功的应用结果
14、。Cohen & Lee(1989) 单一时段的多商品模型，为一个国际公司分析了资源配置决策问题。是上述模型 Cohen(1989)的简化。考虑了税后利润 的最大化，包括可变的生产、采购成本、运输成本、固定的组织与仓储成本和固定的卖方成本。约束条件：工厂的生产性能、每个工厂（主要部门和辅装配线）的物料需求、工厂与 DC 之间的平衡约束、需求限制、可行流约束（系统结构约束） 、供应商的性能和交易要求。顾及公司的国际间的相互作用，后者表示一些国家之间的协议。该模型在特定时段相继运行以反映不同时段的特点。不同组的二进制变量的值确定以分析多种情况，进而，LP 问题得以解决。 1,500 个连续变量，3
15、,000 个约束条件，计算过程与时间未提及。Cohen & Moon(1991) 混合整数多产品模型。寻求内地的原材料流、生产线的分配、生产规模以及在生产分销系统中销往外地（国）的最终产品流的确定。主要贡献：针对求解带有分段线性凹生产成本函数的一些生产分销系统提出了一种算法。也有局限。作者称，除非是一个特殊结构，全球优化算法是不可能得到的。求解用到了常见的 Benders分解技术的一个变形。求解了一个带 60 个二进制变量和 204 个连续变量的小问题 CPU49秒。Cohen & Kleindorfer(1993) 全球公司运营的一个标准模型框架，Cohen 等（1989）的工作的推广。选址
16、、性能、产品混合、物流和资金流方面的特征作为决策变量。其结构：一个主问题、一个单时段随机规划的子问题与一组子模型组成。其中主问题是一个多时段的随机规划。一组子问题是两个规划之间的相互作用，如，随机供应链网络模型，资金流模型，随机交换率模型，价格/ 需求模型。作者称，模型的几个版本已获得成功或正在试验中，如上述的 Cohen & Lee(1989)。该模型在不同场合的应用研究正在进行，然而，文中没有数学的推导与信息。Brown & Olson(1994) 新的数学结构，动态的行因子分解法，用于 LP 的基的特殊结构的确定。应用于两个模型，1、OPS，类似于 Geoffrion & Graves(1974) 的问题。多商品单时段模型。2、DEC. Arntzen(1995)下面讨论。对这些模型，因子分解法的应用显示出很好的前景。Goetschalckx (1994,1995) 战略生产分销系统的通用模型。他们试图打破用户设计
