英语原文共 11 页

采购批量、供应商选择、承运商选择的联合决策

Devendra Choudhary，Ravi Shankar

摘要

通过采购批量、供应商选择和承运商选择的联合决策可以降低买方的采购支出，另外采购和运输成本的规模经济以及减少供应链中断（如拒收和延迟交货）可降低总的物流成本。在我们的研究中，设定买方需要在有限的离散时间段内从一组供应商处购买单一产品，以满足服务水平要求，供应商提供全单位数量折扣，运输成本取决于承运人的运力以及供应商的地理位置。在本文中，提出了一个整数线性规划模型，用来同时确定采购时期、采购批量、供应商和承运商，从而使计划期内的总成本最小，并用一个数值例子证明了该模型在采购成本、交易成本和库存持有成本三者之间建立权衡的有效性。为了解模型参数对采购决策和总成本的影响，进行了灵敏度分析。本研究的管理见解可作为决策者制定有效采购策略的参考。

关键词：整数规划；采购批量；数量折扣；供应商选择；承运商选择

1. 导言

在当今竞争激烈的市场中，产品的采购和管理必须用最有效的方式，以最大限度地降低成本，并同时满足服务水平要求。企业的采购策略可以通过整合采购过程的各种内部活动，来降低购买成本、交易成本以及库存成本。采购部完全负责供应商选择过程、采购决策过程和采购评估过程（Aissaoui等人，2007年）。在供应商选择过程中，需要根据预先确定的一组标准，选择一组供应商进行采购。根据当前的学术文献，Ho等人（2010）查阅了2000年至2008年期间发表的78篇相关文章，他们指出质量是供应商选择过程中最流行的标准，第二个最流行的标准是交货，价格或成本是第三个最受欢迎的标准。此外，他们还发现，从最初（2000-2004年）到最近四年（2005-2008年），供应商评估和选择问题有使用多标准决策方法的趋势。另外，采购决策过程涉及批量大小和其他与库存相关的问题。最后，在采购评估过程中，需要评估采购过程的整体效率和有效性。

在多采购周期范围内，产品可以在每个周期从一个或多个供应商处采购，而且过剩的产品可以结转到未来的一个周期。有时当供应商对大批量订单提供折扣时，也可以通过采购一些大批量产品，以利用采购成本和交易成本（即订购成本加上运输成本）的规模经济性。考虑规模经济是通过优化订购和运输成本，以及供应商提供折扣时的采购成本，来使得决策范围内的总成本最小。事实上，频繁的小批量采购减少了库存持有成本，但增加了采购和交易成本。买方可以通过少量的大批量采购来降低采购和交易成本，但这可能导致更高的库存成本或短缺成本。供应商选择和批量是任何采购部门必须做出的两个重要决定。在文献中，供应商选择被认为是一个战略决策，而批量大小被认为是一个战术决策。关于供应商的选择，买方需要考虑成本最小化、质量和服务水平最大化等目标。对于批量问题，买方需要考虑库存成本和短缺成本最小化。然而由于这两个决策之间固有的相互依赖性，采购部门无法单独优化它们（Aissaoui等人，2007年，Rezaei和Davoodi，2011年）。此外，一些研究报告称，公司可以通过整合采购数量和运输决策而受益（Russell和Krajewski，1991年，Swenseth和Godfrey，2002年，Mansini等人，2012年）。买方可以选择合适的运输公司或与第三方物流商（3PL）协商折扣率，以降低运输成本。因此，将采购时间决策与供应商选择和运输承运商选择结合起来，可以显著降低计划范围内的总成本。尽管这有许多优点，但文献中提出的关于供应商选择的库存批量计算的模型还并没有充分考虑采购和运输成本的规模经济性。另外，供应链中的中断如今越来越普遍，这导致了供应链风险（Giannakis和Louis，2011年）。供应链中断如拒收和延迟交付，也会影响采购决策（Choudhary和Shankar，2011年）。如果买方在采购决策中对供应商设定质量和交付方面相关的绩效，那么供应商可能会被激励，会在之后的时期内根据这些标准提高其绩效。

通过以上观察结果，我们建立一个库存批量、供应商选择和承运商选择问题的集成模型。我们研究的问题是在多个采购周期内从多个供应商处采购单一产品，并考虑到采购和交易成本的规模经济，以及供应链中断，如拒收和延迟交付。由于物流成本在批量确定、供应商和承运商选择中起着关键作用，因此有必要在采购和运输成本中考虑规模经济。我们考虑了购买成本的全单位数量折扣结构，承运商规模，以及在整车满载（FTL）容量下运输成本的折扣。我们考虑采购和库存管理中的所有现实约束，如买方需求、服务水平要求和仓储容量，以及供应商的生产能力、折扣，拒收和延迟交货。该模型允许问题中的参数可随时间变化，如供应商的质量和交付能力、价格、生产能力和买方的订购成本、库存持有成本、运输成本、仓储容量、服务水平等。该模型的目的是确定正确的采购时期、合适的供应商、采购批量以及承运商。

2. 文献综述

供应商选择问题是买方必须做出的重要战略决策，研究人员从多个角度对它进行了研究。Ghodsypour和O#39;Brien（2001）在多标准框架中研究了该问题，提出了一种混合整数非线性规划模型，以确定产品对供应商的最优配置，从而使年度总采购成本最小化。Sucky（2007）提出了一种基于层次规划原则的战略供应商选择动态决策方法。这种方法考虑了由于选择新供应商的投资成本，以及从现有供应商切换到新供应商的成本而产生的时间上的相互依赖性。

表1 供应商选择及采购批量文献总结

注：MIP指混合整数规划、GP指目标规划、ANP指网络分析法

由于供应链管理的重要性越来越高，最新的方法是建立能够同时考虑采购批量和供应商选择问题的模型。后来，Rezaei和Davoodi（2008）在有限的规划范围内提出了多个供应商和多个产品的混合整数规划模型。他们扩展了Basnet 和 Leung (2005)的工作，以研究供应商能力和质量相关绩效的影响。此外，近年来，一些研究人员提出了多采购周期、多目标的批量模型（Ustun和Demirtas, 2008a, Ustun和Demirtas, 2008b, Demirtas和Ustun, 2009, Rezaei和 Davoodi,2011,等）。表1总结了有关供应商选择和采购批量的文章。

一些研究考虑了与入境运输和采购批量相关的综合问题，以便在规划范围内优化总物流成本。Liao和Rittscher（2007）研究了供应商选择、采购批量和承运商选择决策的集成。他们考虑了动态需求情况，提出了一个多目标规划模型，用于在每个补货阶段中选择供应商、确定采购批量和选择承运商。目的是最大限度地降低总物流成本、质量不合格品和交货延迟。曼西尼等（2012）提出了一个整数规划模型来研究一个采购设定，其中供应商提供总数量折扣，运输成本基于卡车运输费率。该模型用于选择一组供应商，以最低的总成本满足产品需求。最近，Choudhary和Shankar（2011）研究了一个多采购周期采购问题，买方从单一供应商处采购单一产品，并考虑到采购规模经济性和交易成本以及供应链中断。他们提出了一个整数规划模型，以建立成本目标之间的权衡，并确定适当的批量及采购时间，以最大限度地减少决策范围内的总成本。他们的研究表明，批量决策受买方对采购成本、交易成本和库存持有成本三个目标之间相对重要性的影响。此外，供应链中断会对解决方案的结构产生重大影响，并影响买方的总成本目标。本研究扩展了Choudhary和Shankar（2011）的工作，对多供应商-单买方的系统进行了研究。它总结了现有的供应商选择多采购周期采购批量的定量模型。现有文献仅考虑了订货成本、库存持有成本和采购成本的最小化，然而据观察产品总物流成本的50%以上是由运输带来的

资料编号：[4285]

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