2022.7朱占峰教授、博士后、博士生導師高級物流師、高級咨詢師

《物流工程導論》第2章物流工程理論基礎

物流就是將恰當?shù)馁|(zhì)量恰當?shù)臄?shù)量恰當?shù)膬r格恰當?shù)纳唐吩谇‘數(shù)臅r間送到恰當?shù)膱鏊?23456物流7R理論7恰當?shù)念櫩?.1運籌學理論2.1.1運籌學理論的本質(zhì)2.1.2運籌學理論的方法 2.1.3運籌學理論的應用運籌學的思想在古代就已經(jīng)產(chǎn)生了。但是作為一門學科，用純數(shù)學的方法來解決最優(yōu)方法的選擇安排，卻是在二十世紀三十年代才開始興起的一門分支。運籌學主要研究經(jīng)濟活動和軍事活動中能用數(shù)量來表達的有關策劃、管理方面的問題。當然，隨著客觀實際的發(fā)展，運籌學的許多內(nèi)容已經(jīng)深入到日常生活當中去了。隨著科學技術和生產(chǎn)的發(fā)展，運籌學已滲入很多領域里，發(fā)揮了越來越重要的作用?！\籌學的產(chǎn)生運籌學194819381940194219571959英國成立了運籌學俱樂部，1954年改名為英國運籌學會。Operationalresearch（運籌學）一詞由英國波德塞雷達站負責人A.P.羅提出。在英國牛津大學召開第一屆國際運籌學會議，以后每隔3年舉行一次。英國成立了由物理學家P.M.S.布萊克特領導的第一個運籌學小組。美國和加拿大都相繼建立了運籌學小組。成立國際運籌學聯(lián)合會(IFORS)?！\籌學的產(chǎn)生初步目標于1980年成立中國運籌學會（ORSC）。于1982年加入國際運籌學聯(lián)合會（IFORS）。于1957年正式定名為“運籌學”。在1956年曾用過“運用學”的名字。我國運籌學的演變——我國運籌學的演變運籌，字面意義是指操作研究、作業(yè)研究、運用研究、作戰(zhàn)研究。運籌學可看作是近代應用數(shù)學的一個分支，是研究如何將生產(chǎn)、管理等事件中出現(xiàn)的運籌問題加以提煉，然后利用數(shù)學方法進行解決的學科。莫爾斯（P.M.Morse）與金博爾（G.E.Kimball）在他們合著的《運籌學方法》一書中給運籌學下的定義是：“運籌學是在實行管理的領域，運用數(shù)學方法，對需要進行管理的問題統(tǒng)籌規(guī)劃，做出決策的一門應用科學?！边\籌學是一門利用數(shù)學工具（包括概率統(tǒng)計、數(shù)理分析、線性代數(shù)等）和邏輯判斷方法，來研究系統(tǒng)中人、財、物的組織管理、籌劃調(diào)度等問題，以期發(fā)揮最大效益的學科。由于它研究的對象主要是管理，研究的基本工具是數(shù)學，所以它也被稱為管理科學?！\籌學的產(chǎn)生一般來說，運籌學可分為規(guī)劃理論、決策理論、隨機理論。其中規(guī)劃理論包括線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、目標規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃等，主要解決資源的優(yōu)化利用和配置、最佳路線的確定、非線性系統(tǒng)的優(yōu)化等問題。決策理論包括對策論、決策論、圖與網(wǎng)絡、網(wǎng)路計劃技術等，主要解決管理領域的各種復雜的決策問題。隨機理論包括的領域更加廣泛，如排隊論、存儲論、仿真技術、為序更新理論、可靠性和質(zhì)量管理等分支，它主要解決隨機系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)以及不確定系統(tǒng)的復雜問題。由此可見，運籌學是具有許多分支、方法和應用廣泛的一門學科?！\籌學的內(nèi)容21345運籌學是基于數(shù)學的一門學科。運籌學的發(fā)展與實際應用息息相關。運籌學是一門邊緣學科。運籌學的領域越來越大。運籌學的發(fā)展促進了很多相關學科的發(fā)展?！\籌學的特點運籌學是計劃工作的最全面的分析方法之一，它是“管理科學”理論的基礎。就內(nèi)容講，運籌學又是一種分析的、實驗的和定量的科學方法，用于研究在物質(zhì)條件(人、財、物)已定的情況下，為了達到一定的目的，如何統(tǒng)籌兼顧整個活動所有各個環(huán)節(jié)之間的關系，為選擇一個最好的方案提供數(shù)量上的依據(jù)，以便能為最經(jīng)濟、最有效地使用人、財、物做出綜合性的合理安排，取得最好的效果?！\籌學的概念規(guī)劃法主要類別它包括線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃和動態(tài)規(guī)劃等方法。對策法對策法也叫博弈論，田忌賽馬就是典型的博弈論問題。排隊法排隊法又叫隨機服務系統(tǒng)理論?！\籌學理論的主要類別在計劃工作中應用運籌學的一般程序的主要步驟界定問題性質(zhì)和范圍。建立問題的數(shù)學模型。規(guī)定一個目標函數(shù)，作為對各種可能的行動方案進行比較的尺度。確定模型中各參量的具體數(shù)值。求解模型，找出使目標函數(shù)達到最大值(或最小值)的最優(yōu)解。運籌學研究對象的客觀普遍性，以及強調(diào)研究過程完整性的重要特點，決定了運籌學應用的廣泛性，它的應用范圍遍及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟管理、工程技術、國防安全、自然科學等各個方面和領域。運籌學起初是運用在軍事上，第二次世界大戰(zhàn)過后，運籌學除軍事方面的應用研究以外，相繼在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟和社會問題等領域都有應用。50年代中期由錢學森等人從西方國家引入我國，成為一門正式學科，并得到了一定的發(fā)展，現(xiàn)在運籌學主要運用于生活、軍事、企業(yè)管理、物流業(yè)等各個領域。運籌涉及到生活的大小事務、方方面面，不但涉及面廣，而且實用性強，為人們解決了不少難題。運籌學在經(jīng)濟管理中的運用，有著深刻的實際背景和廣闊的應用前景。簡單的來講運籌學的研究根本在于資源的最優(yōu)化配置，并且經(jīng)濟學的根本點也是在資源的優(yōu)化配置和有限資源的有效使用問題上。將運籌學的方法運用到經(jīng)濟管理中，將現(xiàn)實問題歸結(jié)為數(shù)學問題，通過數(shù)學模型的建立來解決經(jīng)濟最優(yōu)化問題，具有重大的現(xiàn)實意義?！\籌學理論的應用生產(chǎn)計劃庫存管理運輸問題人事管理產(chǎn)品營銷財務和會計123456運籌學在工程管理領域的應用涉及到以下幾方面：2.2系統(tǒng)動力學理論2.2.1系統(tǒng)動力學理論的本質(zhì)2.2.2動力學理論的方法2.2.3系統(tǒng)動力學理論的應用系統(tǒng)動力學作為系統(tǒng)科學的一個分支，已眾所周知。在系統(tǒng)動力學產(chǎn)生之初，它主要應用于工商企業(yè)管理，處理諸如生產(chǎn)與雇員情況的變動，企業(yè)的供銷，生產(chǎn)與庫存等問題，歷經(jīng)多年的發(fā)展之后，應用范圍日益擴大，幾乎遍及各類系統(tǒng)和各個領域?！到y(tǒng)動力學系統(tǒng)動力學的創(chuàng)始者為美國麻省理工學院福瑞斯特（ForresterJ.W.）教授。1956年系統(tǒng)動力學成長的重要時期，一批代表這一階段理論與應用研究成果水平的論著問世。20世紀60年代系統(tǒng)動力學進入蓬勃發(fā)展時期20世紀70年代系統(tǒng)動力學在理論和應用研究兩方面都取得了飛躍地進展，達到了更成熟的階段。20世紀80年代初系統(tǒng)動力學自身的理論、方法和模型體系仍在深度和廣度上發(fā)展進化?，F(xiàn)今——系統(tǒng)動力學的產(chǎn)生系統(tǒng)動力學1986年國內(nèi)成立系統(tǒng)動力學學會籌委會。1990年正式成立國際系統(tǒng)動力學學會中國分會。20世紀70年代末系統(tǒng)動力學引入我國。1993年正式成立中國系統(tǒng)工程學會系統(tǒng)動力學專業(yè)委員會。至今，國內(nèi)系統(tǒng)動力學應用領域幾乎涉及人類社會與自然科學的所有領域?！覈到y(tǒng)動力學的發(fā)展系統(tǒng)動力學(Systemdynamics，SD)是一門以系統(tǒng)反饋控制理論為基礎，以計算機仿真技術為主要手段，定量地研究系統(tǒng)發(fā)展的動態(tài)行為的一門應用學科。系統(tǒng)動力學是一門分析研究信息反饋系統(tǒng)的學科，也是一門探索如何認識和解決系統(tǒng)問題的交叉綜合學科。從系統(tǒng)方法論來說：系統(tǒng)動力學是結(jié)構(gòu)的方法、功能的方法和歷史的方法的統(tǒng)一。它基于系統(tǒng)論，吸收了控制論、信息論的精髓，是一門綜合自然科學和社會科學的橫向?qū)W科?！到y(tǒng)動力學的定義系統(tǒng)動力學是以系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定著系統(tǒng)行為前提條件而展開研究的。它認為存在系統(tǒng)內(nèi)的眾多變量在它們相互作用的反饋環(huán)里有因果聯(lián)系。所以系統(tǒng)動力學解決問題的過程實質(zhì)上也是尋優(yōu)過程，來獲得較優(yōu)的系統(tǒng)功能。系統(tǒng)動力學是通過尋找系統(tǒng)的較優(yōu)結(jié)構(gòu)，來獲得較優(yōu)的系統(tǒng)行為。系統(tǒng)動力學把系統(tǒng)看成一個具有多重信息因果反饋機制。因此系統(tǒng)動力學在經(jīng)過剖析系統(tǒng)，獲得深刻、豐富的信息之后建立起系統(tǒng)的因果關系反饋圖，之后再轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)流圖，建立系統(tǒng)動力學模型。最后通過仿真語言和仿真軟件對系統(tǒng)動力學模型進行計算機模擬，來完成對真實系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行仿真。通過上述過程完成了對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的仿真，接下來就要尋找較優(yōu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?！到y(tǒng)動力學原理由于系統(tǒng)動力學方法作為一種研究復雜的社會經(jīng)濟系統(tǒng)的定量方法，它強調(diào)以反饋控制理論為基礎，并以計算機仿真技術為手段。其內(nèi)涵包括五個要素：①因果反饋。如果事件A（原因）引起事件B（結(jié)果），AB間便形成因果關系。②積累。本方法視社會經(jīng)濟狀態(tài)變化為由許多參變量組成的一種流，通過對流的研究來掌握系統(tǒng)性質(zhì)和運動規(guī)律。③流圖。流圖由“積累”、“流率”、“物料流”、“信息流”等符號構(gòu)成，直觀形象地反映系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和動態(tài)特征。④延遲。任何決策實施均需一定時間，此現(xiàn)象即為延遲。⑤仿真語言。為使用方便，往往使用專用語言，內(nèi)含20多種函數(shù)，只需輸入系統(tǒng)動力學議程和必要參數(shù)，即可提供結(jié)果?！碚搩?nèi)涵①用于處理長期性和周期性的問題。對一些呈現(xiàn)周期性規(guī)律并需通過較長的歷史階段來觀察的問題，通過系統(tǒng)動力學模型可對其對其機制作出了較為科學的解釋。②適用于對數(shù)據(jù)不足的問題進行研究。建模中常常遇到數(shù)據(jù)不足或某些數(shù)據(jù)難于量化的問題，系統(tǒng)動力學藉各要素間的因果關系及有限的數(shù)據(jù)及一定的結(jié)構(gòu)仍可進行推算分析。③適用于處理精度要求不高的復雜的社會經(jīng)濟問題。上述總是常因描述方程是高階非線性動態(tài)的，應用一般數(shù)學方法很難求解。系統(tǒng)動力學則藉助于計算機及仿真技術仍能獲得主要信息。④強調(diào)有條件預測。本方法強調(diào)產(chǎn)生結(jié)果的條件，采用“如果……則”的形式，對預測未來提供了新的手段?！碚撎攸c用系統(tǒng)動力學方法解決實際問題，往往需要以下六個步驟：①找出問題。②對問題產(chǎn)生的原因形成動態(tài)假設。③從問題根源出發(fā)，建立計算機仿真模型系統(tǒng)。④對模型進行測試，確?，F(xiàn)實中的行為能夠再現(xiàn)于計算機模型系統(tǒng)。⑤設計、測試各選擇性方案，減少問題。⑥形成實施方案?！獞貌襟E至今，系統(tǒng)動力學應用領域幾乎涉及人類社會與自然科學的所有領域。其中，宏觀區(qū)域經(jīng)濟、可持續(xù)發(fā)展及城市規(guī)劃領域，物流與供應鏈管理、庫存管理、物流工程領域，企業(yè)戰(zhàn)略與創(chuàng)新管理領域，金融、財務、保險及信用領域，交通、運輸調(diào)度領域，服務營銷與客戶關系領域，軍事、武器及戰(zhàn)略領域，公共安全及行政管理領域等，是系統(tǒng)動力學應用研究最熱門的領域。在系統(tǒng)動力學應用研究涉及的物流工程領域中，以物流決策、庫存控制、流程設計和規(guī)模優(yōu)化最為廣泛?！獞妙I域物流決策系統(tǒng)動力學方法主要依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部諸因素之間形成的各種反饋環(huán)進行建模，同時搜集與系統(tǒng)行為有關的數(shù)據(jù)進行仿真，作出預測。它具有優(yōu)于回歸預測、線性規(guī)劃等方法的特點，既可以進行時間上的動態(tài)分析，又可以進行系統(tǒng)內(nèi)各因素之間的協(xié)調(diào)。因而，對物流工程的各項決策具有實際應用意義。庫存控制應用系統(tǒng)動力學進行優(yōu)化與控制研究對系統(tǒng)進行優(yōu)化與控制是系統(tǒng)動力學方法最重要的作用之一，也是應用系統(tǒng)動力學研究的最終目的。影響系統(tǒng)運行和發(fā)展的因素眾多，也很復雜。系統(tǒng)動力學從動態(tài)的角度出發(fā)，構(gòu)建系統(tǒng)模型，展示和把握系統(tǒng)變化發(fā)展的規(guī)律，進而對庫存系統(tǒng)進行優(yōu)化和控制。——主要應用流程設計系統(tǒng)動力學通過模擬分析基于流程的組織中的能力動態(tài)構(gòu)成及其管理問題，找出能力的主導源，確立相應的流程圖，實現(xiàn)組織流程再造的目標。規(guī)模優(yōu)化系統(tǒng)動力學對物料供應系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)分析，并用系統(tǒng)動力學建立物料供應系統(tǒng)的模型。通過對工程規(guī)模及產(chǎn)品市場進行系統(tǒng)動力學仿真，分析產(chǎn)品生產(chǎn)周期、采購速率和庫存量，從而實現(xiàn)規(guī)模優(yōu)化?！饕獞?.3供應鏈管理理論2.3.1供應鏈管理理論的本質(zhì)2.3.2供應鏈管理理論的方法2.3.3供應鏈管理理論的應用

20世紀末，知識經(jīng)濟促進了生產(chǎn)力進一步的發(fā)展，客戶（Customer）的消費水平在提高，企業(yè)之間的競爭（Competition）在加劇，加上政治、經(jīng)濟、社會環(huán)境的巨大變化（Change），使得市場需求日益多樣化，且不確定性大大加強?！?C”既是市場需求多樣化與不確定性的根源，也是企業(yè)不斷提高其自身競爭能力的外在壓力。在全球市場的激烈競爭中，企業(yè)面對的是一個變化迅速且無法預測的買方市場，傳統(tǒng)的生產(chǎn)與經(jīng)營模式對市場巨變的響應越來越遲鈍和被動，為了改變被動局面，許多企業(yè)逐步把目光投向供應鏈的建立上。供應鏈產(chǎn)生的土壤、環(huán)境和動力逐步形成。供應鏈管理理論1985年供應鏈管理美國哈佛商學院教授邁克爾?波特（MichaelPorter）出版了《競爭優(yōu)勢》一書，在該書第2章闡述了“價值鏈”的理論框架。波特的價值鏈理論可以看作是供應鏈產(chǎn)生的前奏。1996年詹姆斯?P．沃麥克（美）和丹尼爾?T．瓊斯（英）又出版了《精益思想》一書。該書以價值流為線索引出了“供貨鏈”和“銷售鏈”的概念，這是供應鏈產(chǎn)生的雛形。1998年美國供應鏈專家弗雷德·A.庫琳（FredA.Kuglin）在其《以顧客為中心的供應鏈管理》一書中，提出供應鏈管理就是制造商與它的供應商，分銷商及用戶，也即整個“外延企業(yè)”中的所有環(huán)節(jié)-協(xié)同合作，為顧客所希望并愿意為之付出的市場，提供一個共同的產(chǎn)品和服務?！湽芾淼漠a(chǎn)生定義一英國著名物流專家馬丁·克里斯多夫(MartinChristopher)教授在《物流與供應鏈管理》一書中對供應鏈做出了如下定義：供應鏈是指涉及將產(chǎn)品或服務提供給最終消費者的過程活動的上游及下游企業(yè)組織所構(gòu)成的網(wǎng)絡。定義二美國的格雷厄姆·史蒂文斯(GrahamC.Stevens)認為：“通過增值過程和分銷渠道控制從供應商的供應商到用戶的用戶的流就是供應鏈，它開始于供應的源點，結(jié)束于消費的終點。”定義三

《中華人民共和國國家標準·物流術語》(GB／T18354--2001)，該文件對供應鏈(SupplyChain)作出了明確界定：供應鏈是在“生產(chǎn)及流通過程中，涉及將產(chǎn)品或服務提供給最終用戶活動的上游與下游企業(yè)所形成的網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)?！薄湹亩x

《中華人民共和國國家標準·物流術語》(GB／T18354--2001)，該文件對供應鏈管理（SupplyChainManagement)給出了如下定義：供應鏈管理是“利用計算機網(wǎng)絡技術全面規(guī)劃供應鏈中的商流、物流、信息流、資金流等，并進行計劃、組織、協(xié)調(diào)與控制。”——供應鏈管理的定義21345供應鏈管理具有順應全球經(jīng)濟一體化發(fā)展的強大功能。戰(zhàn)略性供應鏈管理所涉及的管理對象大多是包含多種要素且相互關聯(lián)的有機體系，具有整體性、綜合性、層次性、相關性等特點。系統(tǒng)性供應鏈管理是事物發(fā)展的過程性和規(guī)律性的具體體現(xiàn)，具有很強的時序性、目的性、重復性和不可逆性。過程性供應鏈管理是基于提高企業(yè)市場應變能力、及時滿足客戶需求而出現(xiàn)的一種管理方式。動態(tài)性供應鏈節(jié)點企業(yè)可以同時是幾個供應鏈的成員，充當不同的角色。交叉性——供應鏈管理的特征準時化采購

JIT采購（JITprocurement）又稱為準時化采購，它是由準時化生產(chǎn)(JustInTime)管理思想演變而來的。準時化采購和準時化生產(chǎn)一樣，它不但能夠最好地滿足用戶需要，而且可以極大的消除庫存、最大限度的消除浪費，從而極大地降低企業(yè)的采購成本和經(jīng)營成本，提高企業(yè)的競爭力。在供應鏈管理環(huán)境下，準時化采購成為現(xiàn)實。JIT采購的主要原理表現(xiàn)在以下幾個方面：與傳統(tǒng)采購面向庫存不同，準時化采購是一種直接面向需求的采購模式，它的采購送貸是直接送到需求點上；用戶需要什么，就送什么，品種規(guī)格符合客戶需要；用戶需要什么質(zhì)量．就送什么質(zhì)量，品種質(zhì)量符合客戶需要，拒絕次品和廢品；用戶需要多少就送多少，不少送，也不多送；用戶什么時候需要，就什么時候送貨，不晚送，也不早送，非常準時；用戶在什么地點需要，就送到什么地點?！湽芾砝碚摰姆椒ㄑ舆t策略延遲策略（Postponementstrategy）是指盡量延遲產(chǎn)品的生產(chǎn)和最終產(chǎn)品的組裝時間，即盡量延長產(chǎn)品的一般性，推遲其個性實現(xiàn)的時間。由于越接近需求發(fā)生點的預測越準確，通過延長產(chǎn)品的生產(chǎn)和組裝時間，可以獲得更精確的需求信息，降低不確定性，從而減少庫存積壓和缺貨的成本，更好的滿足顧客需求。延遲策略主要有以下幾種：形式延遲策略，是指改變產(chǎn)品和零件的基本結(jié)構(gòu)，使其標準化和簡單化；生產(chǎn)延遲策略，是指盡量保持產(chǎn)品的通用形態(tài)，由各地的分銷中心作最后的生產(chǎn)或組裝；物流延遲策略，是指產(chǎn)品全部存放在工廠的中心倉庫中，盡量延遲產(chǎn)品的實物配送；完全延遲策略，是指工廠直接根據(jù)顧客的訂單進行生產(chǎn)，并將產(chǎn)品直接運送給顧客或零售商。延遲策略只有在供應鏈管理模式下才能真正落實?！湽芾砝碚摰姆椒ü┴浬坦芾韼齑婀┴浬坦芾韼齑妫╒endorManagedInventory，VMI），是生產(chǎn)家等上游企業(yè)對零售商等下游企業(yè)的流通存貨進行管理和控制。生產(chǎn)廠家基于零售商銷售中心發(fā)出發(fā)貨指令，補充零售商的庫存。這個系統(tǒng)的特點是把管理存貨的責任基本歸功于供應商。零售商把每天或每周的銷售、庫存、缺貨及送貨資料直接通過EDI（ElectronicDataInterchange）直接與供應商聯(lián)系。這個系統(tǒng)零售商充分利用與供應商的良好關