考虑多级设施中断的供应链选址-库存优化建议

0 引言

由于自然灾害、人为因素、政治和经济波动，供应链面临中断的风险，并且公司在设施供应链中断的风险下变得越来越脆弱。随着公司不断创新其业务概念并改变其营销方式以适应新趋势，在过去的几十年间，许多先进的供应链管理理论在实践中被证实有利于企业长期发展。因此，提出供应链选址-库存的合理建议，以降低成本，使供应链在多级设施中断事件发生之后，其仍然具有恢复能力，并且对供应链管理者具有重要的理论和实践意义。

当前国内外研究人员研究设施选址库存问题时，其会在供应链网络内做出设施选址决策，但是选址决策不是在供应链中设施的每个级别上，而是简单地针对一个设施完成的。Snyder 和Daskin[1]建立了经典的设施选址模型，并用拉格朗日松弛算法证实在不增加运行成本的情况下可以提高设施的可靠性；LI 和ZHANG[2]提出一种样本平均近似算法来解决设施中断的问题，结果表明该方法是具有保证的高质量解决方法；ZHANG 等[3]等研究了一个可靠的、容量有界定的设施选址-路径题目，测试表明启发式算法能够使运营成本和故障成本保持平衡；MOHAMMAD 等[4]引入有效的Benders 分解的算法以及样本近似平均算法，计算结果表明模型能够有效解决问题；Li 和Ouyang[5]研究了无限制容量设施的选址问题，建立了连续近似模型，并进行了数值实验，以说明所提出的模型如何优化设施选址问题，以及相关性如何影响系统总成本等。

对于不确定环境，Jabalameli 等[6]考虑了针对模糊环境下的设施选址问题，提出了一种风险管理模型；Wang 和Ouyang[7]提出了一种基于连续逼近算法的博弈模型，以优化服务设施的选址设计，避免空间竞争和设施破坏的风险；Cui等[8]建立了设施选址模型可以最大程度地减少正常的建设和运输成本，为了解决设施选址可靠的问题，介绍了连续和离散设施选址的问题；Wang 等[9]提出了一种在供应链中对可靠性设施选址问题进行建模并说明其重要性；Novaes 等[10]运用连续逼近模型解决设施选址问题；Chen 等[11]研究了一个可靠的联合库存分配问题，使用拉格朗日松弛算法快速计算出接近最佳解的解决方案，并提出最低的库存管理成本。

在国内的研究中，计小宇和邵震[12]使用不确定性编程进行建模，并使用混合智能算法来解决该问题；李志和周瑜峰[13]研究了供应链中可能会遇到的各种风险，采用遗传算法求解并证实其有效性，能够明显降低未来的应急成本；李新军等[14]针对随机需求，零售商和备用供应商通过功能选项建立了订单合同；王世雄[15]研究了供应链的网络结构，节点公司之间的互动以及应对突发风险的重要性；马卫民等[16]研究了设施破坏的风险，建立了供应链网络设计模型，并使用混合智能遗传算法对其进行了求解；于冬梅等[17]建立了不确定需求下容量受限的可靠性设施选址的鲁棒优化模型，并设计了一种蝙蝠算法来求解模型；王艳敏[18]基于容量受限的设施可靠性布局问题，建立了一个多目标优化模型，并证明了该算法可以获得更好的全局最优解；马祖军和周愉峰[19]考虑到可能遇到的各种中断风险，能够大幅度降低应急成本；原丕业等[20]考虑到转运可以降低成本，建立库存-选址模型；桂云苗等[21]研究了供应链网络的鲁棒优化问题，并使用混合智能算法对其进行了求解，这样可以降低市场风险；王继光和李景峰[22]考虑了中断的风险，并使用拉格朗日松弛算法来测试该算法的有效性。

1 考虑多级设施中断的供应链选址-库存的意义

随着市场经济的快速发展，消费者的水平、精神以及物质等方面也在不断提高，使得整个社会的消费价值观发生了重大的明显的变化。消费者对产品或服务质量的要求和期望越来越高，形成了各种发展趋势。所以，为了尽量满足消费者的有关需求，供应链中涉及的所有公司，包括制造商、分销商、零售商和其他相关公司，都应协调产品开发、生产、宣传与售卖，以客户的需求为指导。在动态的全球业务环境中，供应链模型也是赢得竞争的关键方法。供应链网络由于一些不可预知的风险导致供应链多级设施中断，如何提高供应链管理者的能力来积极应对未知风险，也是目前需要迫切解决的问题。因此，库存优化设计与公司供应链的未来发展息息相关。

本文进一步研究现阶段供应链优化领域设施选址方面的问题并加以扩展，由于在过去的研究背景之中并没有考虑多级设施中断的情形，本文在一定程度上补充该领域，对供应链管理理论与实际的研究具有重要意义。

2 当前对考虑多级设施中断的供应链选址-库存优化研究存在的问题

尽管实践证明供应链运作模式是一种有效的战略工具，可以通过双赢的力量有效地提高关联公司的竞争力，但是，随着市场环境的变化，由于供应链网络的开放性和可扩展性，漏洞也越来越多，导致供应链决策者需要解决供应链网络的缺陷和潜在问题，以及可能导致网络中断的威胁。这些中断会导致供应链中短期运营损失以及对运营结果的长期影响。因此，如何提高供应链组织的抗风险能力已经成为供应链研究的主要问题。

3 对考虑多级设施中断的供应链选址-库存优化的建议

3.1 先进的技术设备

在对供应链的节点设施库存进行优化时，要结合先进的科学知识，对系统进行信息化处理，进而改善供应链的系统，信息化处理在系统进行事件决策时发挥关键性作用，为了实现信息的共享，供应链的风险管理也得到了保证。信息系统的及时性、快速性使供应链在设施中断发生之前能够及时预防和评估，快速做出应对决策。与此同时，加强供应链节点设施的硬件设备、技术水平，有助于提高供应链的可靠性和鲁棒性。

沃尔玛是全世界最大的连锁零售企业，它也同样非常重视信息技术的提高和信息系统的建设，信息化处理是控制和降低风险的有效措施。沃尔玛采用世界上领先的信息技术水平，具有投资成本高、速度快、全球信息化、反应迅速等特征，公司还有专门的设计师负责软件开发。沃尔玛利用信息化处理，全自动补货系统等使得供应链的整个系统变得更加精准，更加高效率，在一定程度上减少了系统成本，更快速占领市场，满足消费者的需求。除此之外，沃尔玛的物流在先进信息技术的辅助下，成为了全球顶尖的分销系统。

3.2 预先制定应急对策

如果要在供应链发生设施中断事件时能够及时有效地对风险进行控制，就必须提前做好充分的准备。在一些突发概率很小但是一旦发生就会造成不可估量的中断情形，需要提前拟定相应的措施。措施要制定详细的应急方案，应对风险的流程、人员配备、信息共享等，从而将损失降到最低。

近些年来，地震、海啸、恐怖分子袭击、流行病等风险事件突发的频率越来越高，许多公司的经营也越发糟糕，进而导致破产的企业数不胜数。21 世纪初，位于美国墨西哥州的飞利浦公司芯片厂突发火灾，阻断了诺基亚、爱立信的芯片供应来源，但是因为诺基亚在应对突如其来事故时有预先制定紧急措施，市场份额不减反增，而爱立信公司没有充分意识到企业的潜在危险事故，导致出现了巨大的损失，销售快速下降，这也说明了企业要提高警觉性，要有预先制定应急措施的危机意识。

3.3 供应链网络规划设计与优化

很多企业在调节供应链系统的时候，通常是建立一个新的项目，虽然运用了最新的技术，但是很少会考虑供应链网络的优化设计问题。在现实中，开发一个新项目需要耗费大量的时间和精力，最终的结果几乎不能令人满意。最近几年以来，越来越多的产品竞争让企业意识到，要想获得更多的利润，还需要提高效率，供应链网络规划设计与优化能够给企业带来长期优势。供应链网络规划是相对于整个系统而言的，是从起点到终点的评估和决策，主要包括网络规划设计、库存管理、资源的合理分配等。

麦当劳作为全球领先的快餐企业，在全球拥有三万多家连锁店，麦当劳的供应链网络规划设计对其经营和发展特别重要，对于供应商有非常严苛的培训，还有标准的界定，对每个环节实时监控，极大地提高了供应链的效率，完全可以表明供应链网络规划、设计与优化的重要性。

3.3.1 网络规划设计

网络规划与设计是影响企业长期稳定性、供应链基础设施设计、配置等的重要决策。其中配置是指供应商的选择以及采购方式，由哪个工厂生产、交货方式、仓库的选址、库存管理模式、产品配送、零售商的位置等。当然，网络规划设计要根据具体的动态情况来确定，适应形势，主要在于设施的数量、容量、位置等。

3.3.2 库存管理

从制造商的观点来看，库存管理主要是在于原材料、半成品和制成品的管理。库存管理包括设置库存节点以维持一段时间内可以满足工厂需求的材料或成品，选择供应商等，合理控制库存，使之与供应链系统相适应，这样可以满足多方需求，合理降低成本。

3.3.3 资源的合理分配

合理分配资源是生产、运输、库存等资源的合理分配，这非常复杂，面临许多重大挑战。例如，客户需求不确定性、制造商的能力、市场环境的变化等，确定这些方面的决策极大地影响着供应链的性能。

3.4 保险对策

结合以上研究分析，错误地估计中断风险概率在一定程度上会造成非常严重的后果，因此，不要低估可能发生的风险事故。

如果运用先进的技术设备、预先指定应急策略、对供应链网络进行规划设计与优化是供应链在运营中遇到危险时的应对策略，那么相比较而言，保险是供应链关于资产中断情形的应对措施。保险能够保证企业的持续运营，通过保险对策，企业在中断风险发生期间可以支付损失。

4 结束语

市场环境错综复杂，竞争也不断加剧，供应链的节点设施的变化将快速扩大，所以研究人员更加注意设施中断对供应链的影响。设施选址问题是运筹学中非常典型的问题，受到广泛关注，设施选址-库存问题与供应链网络系统的长期发展有关。设施选址问题影响整个供应链的利益，合理科学地确定供应链设施的数量、容量、位置等是研究的核心。本文基于现存问题提出相关的解决措施，有利于降低多级设施中断对供应链的不良影响，对于配送中心和零售商的应急策略具有现实意义。