基于分销商选择的弹性供应链网络设计研究

摘 要 供应链网络易受洪水、暴风雪、地震等自然风险及战争、矿难、罢工等社会风险的影响，其中任意一个节点企业发生风险后会对其他节点企业产生很大影响，进而对整个供应链网络产生巨大冲击。因此在设计供应链网络时，要考虑各种自然风险和社会风险等失效风险的影响，使其能在风险发生后迅速恢复到正常状态，即设计弹性供应链网络。

关键词 弹性供应链 外部风险 分销商 运输频率

21世纪以来，弹性供应链的概念越来越受到实践者和研究人员的重视。2013年世界经济论坛的一项研究结果表明，供应链的弹性受到超过80%的公司的关注。设计供应链时要考虑的风险因素有两种，一是供应链外部风险，主要包括技术因素（如财务危机等）、自然灾害（如地震、火灾等）、社会环境因素（如恐怖袭击、网络攻击等）等；二是供应链内部风险，如契约、信息、合作、道德等。本文研究的是供应链外部风险因素，尽管其发生的概率很小，但一旦发生，整个供应链就会受到巨大的影响甚至瘫痪。Diodes（达尔科技）是全球领先的分立、逻辑、模拟及混合信号半导体产品的制造商和供应商，2016年11月18日，该公司位于美国密苏里州的Lees Summ晶圆厂因设备老化引发冒烟起火，事故区域为该工厂的湿法刻蚀晶圆制造区。该工厂所有产品因火灾全部暂停供应，导致全球范围内二极管、三极管严重缺货，使LED行业价格飙升。由此看来，外部风险的发生对供应链有很大影响，对此人们提出了供应链设计新的研究方向，即弹性供应链，这种供应链面对外部风险具有事先规避或事后迅速恢复等优势。

一、弹性供应链

国内外学者对弹性供应链进行了一定的研究，Rice和Caniato认为弹性是应对意料之外的中断并恢复正常运营的能力；刘希龙在分析各学科对弹性的定义和度量后，将弹性定义为供应网络在受到各种失效事件冲击时，仍然能保持连续供应且快速恢复到正常供应状态的能力。[1]本文认为，企业受到内外部风险冲击后的反应能力及恢复稳定运行的能力就是弹性。

二、供应链网络模型

本模型研究了在外部风险因素影响下弹性供应链网络的设计问题。为减少外部风险因素对供应链网络的影响，分销商共同建立应急库存中心，当且仅当分销商受到外部风险因素影响、零售商的需求不能得到满足时，才能向零售商提供产品。本模型引入了运输频率和中断系数φd概念。前者与产品在供应链网络上不同节点之间运输的次数有关，如一种产品通过某种运输方式从生产商运到分销商处，一年内运输3次，那么此种产品的运输频率就是1/3，产品年库存成本是其一年内只运输一次的1/3。后者指分销商受到外部风险因素影响后满足零售商需求的能力，即当分销商受到外部风险因素影响时，有可能发生部分中断（0﹤φd﹤1），也有可能完全瘫痪（φd=0），此时分销商只能满足零售商产品需求量的φd倍。

本模型既考虑了分销商受到影响的概率，又考虑了受到影响后分销商的服务水平，因此在设计供应链网络时要具有弹性最大和成本最少的优点。

（一）假设条件

本模型假设：第一，研究时间为一年；第二，生产商只有一个；第三，所有分销商共同建立应急库存中心；第四，供应链网络受到干扰后，只有一个分销商受到影响；第五，当有分销商受到影响时，启动应急库存补充供应不足的部分。

（二）符号和参数定义

1.集合定义。D：分销商d的集合，D={1，2，3...，d}；R：零售商r的集合，R={1，2，3...，r}；T：运输方式t的集合，T={1，2，3...，t}。

2.定义参数。cd：设立分销商d的成本；cu：建立应急库存中心的成本；cm：生产商的单位生产成本；cmt：生产商通过运输方式t的单位运输成本；nmdt：生产商通过t运输方式到分销商d处的运输次数；im：生产商单位库存成本；cdt：分销商d通过t运输方式的单位运输成本；id：分销商d单位库存成本；iu：应急库存中心单位库存成本；nmut：生产商通过t运输方式到应急库存中心的运输次数；ndrt：分销商d通过t运输方式到零售商r处的运输次数；cut：应急库存中心通过t运输方式的单位运输成本；nurt：应急库存中心通过t运输方式到零售商r处的运输次数；pd：分销中心d受外部风险因素影响发生中断的概率；qr：零售商r的需求量；g：零售商需求未得到满足的单位违约成本；[2]φ：分销商d的干扰系数，φd∈[0，1），表示分销商d受外部风险因素影响后只能满足零售商产品需求量的φd倍；B：一个很大的数；Id：分销商d的产品库存能力上限；Ld：分销商的选择数量上限；Iu：应急库存中心的库存能力上限；S：供应链网络的稳定运行能力。

3.决策变量。xd=1表明选择在d∈D设立分销商，否则xd=0；ydr表明第d个分销商服务第r个零售商，否则ydr=0；zu=1表明设应急库存中心，否则zu=0；qd：分销商d的需求量；qu：应急库存中心的需求量；qur：分销商d受到外部风险因素影响发生中断的情况下，由应急库存中心配送给零售商r的产品数量；fdt：生产商通过t运输方式到分销商d处的运输频率；fut：生产商通过t运输方式到应急库存中心的运输频率；fdrt：分销商d通过t运输方式到零售商r处的运输频率；furt：应急库存中心通过t运输方式到零售商r处的运输频率。

（三）模型构建

模型中要考虑因供应链网络受到外界风险因素影响产生的额外成本，如分销商d因受到外界风险因素的干扰不能完全满足零售商需求量导致的违约成本。因此，这个目标函数的公式为：

目标函数表示供应链网络总成本最小化。第一项为设立分销商的固定成本，第二项为设立应急库存中心的成本，第三项为生产商满足分销商需求的生产成本，第四项为生产商满足应急库存中心需求的生产成本，第五项为生产商满足分销商需求的运输成本，第六项为生产商满足应急库存中心需求的运输成本，第七项为生产商满足分销商需求的库存持有成本，第八项为生产商满足应急库存中心需求的库存持有成本，第九项为分销商不中断情况下满足零售商需求的运输成本及分销商中断情况下分销商和应急库存中心满足零售商需求的运输成本，第十项为分销商不中断情况下满足零售商需求的库存成本及分销商中断情况下分销商和应急库存中心满足零售商需求的库存持有成本，最后一项为零售商需求未得到满足的违约成本。

（四）约束条件

分销商d服务r零售商的需求量等于分销商d对生产商的需求量∑qrydr=qd；分销商的库存能力上限Id≥qd；只有确定选址的分销商才由生产商供应产品qd≤B*xd；零售商对应急库存中心的需求量小于等于应急库存中心对生产商的需求量∑qurzu≤qu；零售商需求量等于分销商受外部风险因素影响发生中断后的供应量加应急库存中心供应量qr=ydr（qur+φdqd）；应急库存中心的库存能力上限0≤qu≤Iu；供应链网络稳定运行能力S=∏（1-xdpd）；确定选址的分销商数满足数量约束∑xd≤Ld；每个零售商仅一个分销商提供产品∑ydr=1；只有已经确定选址的分销商才能为零售商提供产品ydr≤xd；运输次数和运输频率呈倒数关系，fdtnmdt=1，futnmut=1，fdrtndrt=1，furtnurt=1。

三、结语

本文讨论了单一分销商在外部风险因素影响下，发生中断的供应链网络弹性设计问题。为更好地设计弹性供应链网络，本文加入了运输频率这个因素，同时考虑了运输方式的选择。案例结果说明，在设计弹性供应链网络时，首要考虑成本这一核心因素，然后合理选择应急库存中心和分销商的库存量，从而达到满意的弹性。

（作者单位为山东科技职业学院）

[作者简介：马巍巍（1988—），女，黑龙江人，硕士，主要研究方向：企业管理，市场营销。]

参考文献

[1] 刘希龙.供应网络弹性研究[D].上海交通大学，2007.

[2] 赵长源.基于失效风险环境的弹性分銷网络设计研究[D].东北大学，2012.