精益供应物流整合优化研究

论文摘要

制造企业的主要物流活动可以按发生区域划分为供应物流、生产物流、销售物流和回收物流。其中,供应物流是连接（一级）供应商与制造企业之间物料供应的重要活动。稳定高效的供应物流系统是企业生产制造系统的重要后勤保障,而精益供应物流系统也是近二十年间国内外制造企业所纷纷学习采用的精益生产模式的重要支撑。在精益生产模式下,生产线以JIT准时制生产产品,同时要求供应物流系统在每种零部件被生产线需求的时候JIT准时到达,在合理的成本范围内,以“少量多频”的JIT送货方式剔除物料过早到达和库存囤积的各种“浪费”。本文综合考虑生产与各物流活动（如运输、库存等）的成本与效益,在精益原理下研究制造企业供应物流的整合优化方法,分别在直接送货和间接送货方式下,解决多零部件JIT供应的几个关键的策略层决策问题。首先,在文献综述的基础上,提出了制造企业供应物流系统的基本构架和模型,探讨了精益供应物流的原理和运作机制,研究了零部件供应ABC分类方法,解决了精益供应物流策略层决策中的一个重要问题,即直接/间接供应方式的选择。对A类零部件,在JIT直接供应方式下对其供应物流策略进行了整合优化研究。从最理想的供应商与装配制造厂都采用JIT生产的情况开始,逐步调整假设,讨论了供应商最大生产率JIT生产、同步生产、混线生产和大批量生产四种可能的情况,分别进行了流程描述,分析了各供应物流和生产活动,建立了以供应总成本最优为目标的整合优化模型,并给出理论最优解。然后考虑了实践运作中可能遇到的各种约束（运输、仓储等方面）,分别给出了解决方法,获得运作最优解。最后,在单产品决策优化的基础上,对单供应商提供多种零部件的情况进行了研究,并以上海某汽车零部件供应商的实际案例进行了案例分析。对B/C类零部件,对其采用经过中间仓库的JIT间接供应方式下的供应物流策略进行了整合优化研究。从最基本的单零部件经过中间仓库的单独运输开始,逐步调整不同零部件和供应商之间运输合并的复杂性,分别讨论了集货和短驳皆不合并运输、集货不合并短驳合并、集货和短驳都合并运输三种情况下的优化问题,分别构建了整合优化模型,设计并实现了有效算法进行求解,利用汽车制造业数据进行算例分析和实证。其中,包含短驳合并的问题被视为一类直接合并策略的“联合补货问题”,构建了多约束的非线性混合整数规划模型,设计并实现了基于BFD的启发式算法和“组群遗传算法”进行求解;包含集货运输合并的问题（循环取货路径）被视为一类需求不可拆分的“库存-路径联合优化问题”,构建了多元、多约束、非线性的混合整数规划模型并分解为两个层面的嵌套模型,设计并实现了“带更新节约算法”和“混合组群遗传算法”进行求解。所设计的“整数箱子编码的组群遗传算法”适合求解分组问题,包含了“两点组群杂交”、“基于适应值的启发式组群变异”等具有创新意义的遗传算子,实验算例证明了算法的有效性。决策优化必须得到实践中的供应物流运作模式的支持,因此本文对供应物流管理中的另一个重要决策问题,即供应物流运作模式的选择进行了研究,分别分析了传统的非整合运作模式和以LLP为代表的整合运作模式,描述了两种运作模式的运作机理,进行了计算机仿真比较与分析,得出了结论:只有在整合运作模式下,才能有效实施包含运输合并的精益供应物流整合决策优化,并使供应物流总成本和运作效率得到显著提高。最后,对进一步的研究方向进行了简要的讨论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和研究意义
• 1.2 相关研究综述
• 1.2.1 供应物流的国内外相关研究现状
• 1.2.2 供应物流决策优化的国内外研究现状
• 1.2.3 库存-路径问题的研究现状
• 1.2.4 相关理论研究评述
• 1.3 研究对象和研究思路
• 1.4 研究内容和论文结构
• 第2章 精益供应物流系统的设计和运作
• 2.1 制造企业供应物流概述
• 2.1.1 制造企业物流系统
• 2.1.2 制造企业供应物流管理的任务和目标
• 2.1.3 制造企业供应物流管理的特点
• 2.2 制造企业供应物流系统的构成
• 2.2.1 制造企业供应物流的主要活动
• 2.2.2 制造企业供应物流系统的基本模型
• 2.2.3 制造企业供应物流管理中的决策
• 2.3 精益供应物流系统的原理
• 2.3.1 精益思想的起源和本质
• 2.3.2 精益思想在供应物流管理中的应用
• 2.3.3 看板拉动下的精益供应物流系统
• 2.4 精益供应物流系统的零部件供应ABC分类
• 2.4.1 ABC分类法在供应物流管理中的三种应用
• 2.4.2 零部件供应ABC分类的国外案例
• 2.4.3 零部件供应ABC分类的一般方法
• 本章小结
• 第3章 JIT直接供应方式下的供应物流策略优化
• 3.1 JIT直接供应方式的特点
• 3.2 情况1: 供应商专线JIT生产情况下的供应物流策略
• 3.2.1 问题的描述
• 3.2.2 问题的分析
• 3.2.3 模型的符号与说明
• 3.2.4 模型的建立
• 3.2.5 模型的求解
• 3.3 情况2: 供应商调整生产率的JIT生产情况下的供应物流策略
• 3.3.1 模型的假设
• 3.3.2 模型的分析
• 3.3.3 模型的最优批量和批次
• 3.4 情况3: 供应商混线JIT生产情况下的供应物流策略
• 3.4.1 混线生产的优势
• 3.4.2 模型的假设
• 3.4.3 预先设定m时模型的求解
• 3.4.4 分析不同划分阶段m下模型的最优解
• 3.5 情况4: 供应商非JIT生产情况下的供应物流策略
• 3.5.1 问题的描述
• 3.5.2 问题的分析
• 3.5.3 模型的建立
• 3.5.4 模型的求解
• 3.6 考虑各类实际运作中的约束
• 3.6.1 考虑JIT送货次数为整数的实际约束
• 3.6.2 考虑整车厂处库存面积的限制
• 5.6.3 考虑运输车辆的运输能力限制
• 3.6.4 考虑不同批量的运输成本不同
• 3.6.5 单产品JIT直接送货的方法总结
• 3.7 情况5: 供应商提供多产品时的供应物流策略
• 3.7.1 问题的描述
• 3.7.2 模型的建立
• 3.7.3 模型的求解
• 3.7.4 与不混合装载的比较分析
• 3.8 案例分析
• 3.8.1 案例背景
• 3.8.2 具体数据
• 3.8.3 混合装载的情况
• 3.8.4 非混合装载的情况
• 本章小结
• 第4章 JIT间接供应方式下的供应物流策略优化
• 4.1 JIT间接供应方式的特点
• 4.2 短驳与集货运输均不合并下的供应物流策略
• 4.2.1 问题的描述
• 4.2.2 问题的分析
• 4.2.3 模型的符号与说明
• 4.2.4 模型的建立
• 4.2.5 模型的求解
• 4.2.6 讨论k的取值
• 4.3 短驳合并下的供应物流策略
• 4.3.1 问题的描述
• 4.3.2 问题的分析
• 4.3.3 模型的符号与说明
• 4.3.4 模型的建立
• 4.3.5 模型的求解
• 4.3.6 基于BFD思想的启发式算法的设计
• 4.3.7 组群遗传算法的设计与实现
• 4.3.8 案例与算例分析
• 4.4 短驳与集货运输都合并下的供应物流策略
• 4.4.1 问题的描述
• 4.4.2 问题的分析
• 4.4.3 模型的符号与说明
• 4.4.4 模型的建立
• 4.4.5 模型的求解
• 4.4.6 带更新的节约算法
• 4.4.7 混合组群遗传算法
• 4.4.8 案例与算例分析
• 本章小结
• 第5章 精益供应物流的运作模式
• 5.1 供应物流的非整合运作模式
• 5.1.1 非整合运作模式的参与方
• 5.1.2 非整合运作模式的缺点分析
• 5.2 供应物流的整合运作模式
• 5.2.1 整合运作模式的参与方
• 5.2.2 整合运作模式的合作机制
• 5.3 供应物流运作模式的计算机仿真与比较
• 5.3.1 计算机仿真模型的构建
• 5.3.2 仿真结果与分析
• 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 主要研究内容与创新点
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果