材料量;单位原材料的采购成本是c;产品售价为s;每次订货费用为A;单位产品的库存成本为h;单位时间的产品需求率与价格成线性关系,,制造商的生产率为;为t时刻的库存;制造商每年的利息支付率和收益率分别为Ip和Ie。供货商提供的延期支付时间为M,向上一级采购材料的单位成本为v,每次订货费用为A,供货商每年的利息收益率为Is。
2. 模型假设。本文假设单位原材料生产单个产品,允许缺货且缺货全部积压;所缺产品将在下一生产周期初开始送达;供货商提供一定的延期支付时间即信用期M给制造商;假设供货商采用lot-for-lot(按需订货法)策略,。
3. 模型建立。整个生产-库存过程是从t=0时刻制造商开始生产,在生产过程中满足当时需求的同时还拥有库存,当库存达到最大时,即从t2时刻开始停止生产,需求消耗库存,当t=t3时,库存降为0,在至T时间段中,缺货会产生缺货积压。当缺货积压达到最大允许缺货量时进入下一周期。
库存水平I(t)必须满足以下微分方程:
(1)
(2)
根据初始条件可得:
(3)
(4)
(1 )制造商的收益函数。制造商的收益(单位周期)包括销售收入、采购成本、订货费用、库存成本、缺货成本、赚取利息、支付利息、其中:
a. 销售收入=;
b. 采购成本=;
c. 订货费用=;
d. 库存成本
;
e. 缺货成本
;
考虑M,t1和t3的大小,求赚取的利息f和支付的利息g可以分为三种情形:
①
从0时刻开始,制造商开始生产产品,既要补发缺货产品,又要满足时刻的需求。由于供货商提供给制造商一定信用期M,一方面,在0至M时间内,制造商可通过这个时间段的销售收入来赚取利息;另一方面,从M时刻开始还得对未销售出去的商品支付给供应商利息,制造商单位周期赚取的利息和支付的利息分别为:
②
同情况①,单位时间赚取和支付的利息分别为f2和g2,其中:
③
同理,和情况①、②类似,又因为从t=t3时刻开始,制造商的库存降为0,所以在这段时间区域内,制造商不需要支付利息,即有:
根据以上情况,可知制造商的收益为:
=(a)-(b)-(c)-(d)-(e)+(fi)-(gi),其中i=1,2,3。
(2)供货商的收益
由于供货商采用的是按需定量法(lot-for-lot)策略,因此供货商并不承担任何库存产生的持有成本,库存成本费用为0。所以供货商的收益=销售收入-采购成本-订货费用-信用期内的利息损失,即:
(3)供货商-制造商的整体收益
供货商-制造商的整体利润函数为:
三、 模型分析及求解
本文采用的是Stackelberg博弈方法。首先供应商决策,并将其反馈给制造商,然后制造商再根据供应商的反馈再做决策。
1.供货商决策
对于任意T,供货商-制造商整体利润函数JTP(M)是关于信用期M连续。为了证明JTP(M)是凸函数,及求得最优解M,给定T,对函数JTP(M)求导,可求得Mi(T)。
2.制造商决策
将Mi(T)代入到中,对T求一阶导和二阶导,根据JMPi(M,T)的凹凸性,求得最优解。
(1),求得:
,将代入中得 。
(2),求得
, 将代入中,可得: 。
(3),求得:
,将代入中得。
四、算例分析
假设利用Matlab10a软件求得最优补货周期及信用期为,整体利润为$142572。
参考文献:
[1] 汤勤深,周永务,郑倩倩. 变化信用期下易变质品分散独立决策供应链系统[J].工业工程,2013,16(3):38-44.
[2]潘义前,黄海,周优军. 延期支付条件下允许缺货的变质物品库存模型[J]. 经济数学,2011,28(4):34-37.
作者简介:彭小玲(1989- ),女,江西抚州,重庆交通大学硕士研究生,专业为系统工程,主要研究方向:供应链系统优化与决策;何友全 (1964- ),男,湖北,重庆交通大学教授,主要研究方向:管理信息系统及物流工业工程;王琼瑶(1987- )女,湖北黄冈,重庆交通大+学研究生,系统工程专业,研究方向:控制与决策
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