基于供应链分销网络的多级库存控制研究

华北电力大学（保定）

硕士学位论文

基于供应链分销网络的多级库存控制研究

姓名：毛智敏

申请学位级别：硕士

专业：管理科学与工程

指导教师：田金玉

20090504

摘要

随着全球经济一体化的发展和技术进步，形成了以买方为主导的市场，企业的竞争也由企业间的竞争发展为供应链间的竞争，为此我们必须对库存控制做进一步的研究。

本文从介绍供应链管理模式入手，介绍了供应链环境下多级库存的复杂性，引入了供应链网络建模的多级库存管理方法，研究了一个核心企业（制造商）和若干个区域代理商及多个零售商组成的供应链分销系统的库存控制策略问题。本文提出了弹性订货这一新的概念，并利用弹性订货概念对多层供应链分销网络库存问题进行了研究，确定了弹性订货系数，从而确定了多层供应链分销网络库存控制策略。关键词：供应链，分销网络，多级库存，库存控制

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

ＷｉｔｈｔｈｅｄｅＶｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｃｏｎｏｍｉｃｇｌｏｂａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｇｒｅｓｓ，ｂｕｙｅｒ’ｓｍａｒｋｅｔｈａｓｂｅｅｎｆ．ｏｍｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｅｎｔｅ叩ｒｉｓｅｓｈａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｔｏｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｗｈ０１ｅｓｕｐｐｌｙｃｈａｉｎｓ．Ｆｏｒｔｈｉｓｒｅａｓｏｎ，ｗｅｍｕｓｔ

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ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｓ

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ＭａｏＺｈｉｍｉｎｇ（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ

Ｄｉｒｅｃｔｅｄｂｙｐｒｏ￡Ｔｉａｎ

ＫＥＹｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）Ｊｉｎ”ＷｏＲＤＳ：ｓｕｐｐｌｙｃｈａｉｎ，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓ，ｍｕｌｔｉ．ｅｃｈｅｌｏｎｉｎｖｅｎｔｏｒｙ，ｉｎＶｅｎｔｏｒｙ

。

ｃｏｎｔｒ０１

摘要

随着全球经济一体化的发展和技术进步，形成了以买方为主导的市场，企业的竞争也由企业间的竞争发展为供应链间的竞争，为此我们必须对库存控制做进一步的研究。

本文从介绍供应链管理模式入手，介绍了供应链环境下多级库存的复杂性，引入了供应链网络建模的多级库存管理方法，研究了一个核心企业（制造商）和若干个区域代理商及多个零售商组成的供应链分销系统的库存控制策略问题。本文提出了弹性订货这一新的概念，并利用弹性订货概念对多层供应链分销网络库存问题进行了研究，确定了弹性订货系数，从而确定了多层供应链分销网络库存控制策略。关键词：供应链，分销网络，多级库存，库存控制

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｃｏｎｏｍｉｃｇｌｏｂａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｇｒｅｓｓ，ｂｕｙｅｒ’ｓｍａｒｋｅｔｈａｓｂｅｅｎｆ．ｏｍｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｅｎｔｅ叩ｒｉｓｅｓｈａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｔｏｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｗｈ０１ｅｓｕｐｐｌｙｃｈａｉｎｓ．Ｆｏｒｔｈｉｓｒｅａｓｏｎ，ｗｅｍｕｓｔ

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。ｃｏｎｔｒ０１

声尸明

本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于供应链分销网络的多级库存控制研究》，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

学位论文作者签名埤日期．ｆ‘

关于学位论文使用授权的说明

本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。

（涉密的学位论文在解密后遵守此规定）

作者签名：

日导师签名：日期：期：

１．１研究背景与意义

库存管理是一个古老的课题，人类为了维持正常的生产、生活或军事活动，需要储备一定量的资源。供应链管理的概念则是把企业资源的范畴从过去的单个企业扩大到整个供应链甚至整个社会，使企业之间为了共同的市场利益而结成战略联盟，而这个联盟往往面对具体顾客的个性化需求，供应商就与客户共同研究，如何满足客户的需要，还可能要对原设计进行重新思考、重新设计，这样在供应商和顾客之间建立了一种长期联系的依存关系。

从供应链的组织结构上看，供应链是涉及多企业、多部门的复杂网络，包括一系列的高度相关的核心业务流程，如需求预测、原材料订货、生产计划、产品库存管理等。供应链管理把供应链中所有节点企业看成一个整体，通过业务流程重组，取消各部门以及供应链成员企业的自我保护屏障，实现供应链组织的集成与优化。供应链管理的集成思想和方法不是对供应链成员企业、核心业务、技术方法等资源的简单连接，而是把供应链中的各个环节看成彼此不能分割的、环环相扣的一个有机整体。就供应链库存管理而言，库存以原材料、在制品、半成品、成品的形式存在于供应链的各个环节中，维持供应链库存，库存费用占库存物品价值的２０％一４０％。当前供应链库存成本普遍过高，其重要的原因是供应链企业采用简单的库存策略，忽视了供应链的有机整体特性。传统的供应链在交易关系的各节点企业侧重于优化各自的库存绩效以及各自履行各自的库存控制目标和库存控制策略，由于企业之间缺乏沟通，不可避免会产生需求信息的扭曲和时间上的滞后，往往使得库存需求信息在从供应链的下游向上游的传递过程中逐步放大，从而大大增加了供应链上的整体库存水平，在很大程度上削弱了供应链的整体竞争能力。而供应链管理的目标是通过供应链各成员间的密切合作和信息共享，以最小的成本提供最大的客户价值（包括产品的服务），这就要求供应链上各节点企业的活动要同步，以集成的角度管理供应链系统库存，从而降低整个供应链的库存成本。

库存是整个供应链上各个成员之间联系的纽带，而库存控制和管理是整个供应链管理的重要组成部分。供应链上的节点企业，从原材料的供应开始，经过链中不同企业的加工、组装、分销等过程，把产品送到最终客户手中。企业为了能够及时地满足客户需求，避免发生缺货或应对供应链不确定因素，需要有一定的库存。库存管理的目的就是要在保持较高的客户服务的前提下，对企业的库存水平进行控制，尽可能地降低库存水平，减少企业的成本负担，提高企业的市场竞争力。因此，

寻找一种最佳库存策略，降低整个供应链库存水平，降低各节点库存成本，达到从整体效益获取个体效益的目的。从整体效益获取个体效益的目的。本文正是在这样的背景下，研究供应链分销网络的多级库存控制策略问题。供应链多级库存问题的复杂性在于库存持有者遍布在供应链的不同层次和不同环节上，受到各种不确定性因素的影响，其复杂程度远远高于单节点库存问题。也正是因为这一切入点，本文将供应链库存研究问题进行系统分类，并在此基础上对分销网络的多级库存控制策略问题进行研究。

１．２文献综述

１．２．１国外研究文献综述

１供应链定义的界定

在物流基础上发展起来的供应链管理（ＳｕｐｐｌｙＣｈａｉｎＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳＣＭ）越来越受到企业的重视，并已经成为现代企业的主要管理模式。对于供应链（ＳｕｐｐｌｙＣｈａｉｎ）目前尚未形成统一定义，许多学者从不同的角度出发给出了不同的定义。归结起来主要有三种：

①从静态、拓扑结构的角度认为，供应链强调的是一个网络，是指由原材料的供应商、制造商、分销商、零售商、顾客等成员，通过与上游、下游成员的连接（Ｌｉｎｋａｇｅ）组成的链状结构或网络结构。具有代表性的是如Ｈａｒｒｉｓｏｎ对供应链的界定：供应链是执行采购原材料，将它们转换成为中间产品和成品，并将产品销售到用户的功能网络。

②从动态、运行机制的角度认为，供应链强调的是一个过程，是指对供应链节点与节点之间的商流、资金流、物流、信息流等进行协同计划、组织、协调、控制的过程。具有代表性的是如ｓｔｅｖｅｎｓ对供应链的界定：通过增值过程和分销渠道控制从供应商的供应商，到用户的用户的流就是供应链。

③立足于综合的角度认为既强凋供应链是一种功能网络，也强调供应链是一个过程，同时认为供应链是一个对多公司“关系管理”的集成供需链，它包含从原材料的采购到产品和服务交付给最终消费者的全过程。具有代表性的是ＭｉｃｈｉｇａｎＳｔａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ的近期的研究成果：供应链管理程序。

综合上述观点，我们可以认为：供应链是在相互关联的部门或业务伙伴之间所发生的物流、资金流、信息流、服务流，覆盖从产品（或服务）设计、原材料采购、制造加工、组装、分销直到支付给最终用户的全过程的功能链、知识链和增值链。

２供应链管理的定义２

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①ＳＣＭ的广义定义认为ＳＣＭ包含了整个价值链，它描述了从原材料开采到使用结束，整个过程中的采购与供应管理流程。Ｂａａｔｚ进一步将ＳｃＭ扩展到物资的再生成或再利用过程。

②ＳＣＭ的狭义定义认为在一个组织内集成不同功能领域的物流，加强从直接战略供应商通过生产制造商与分销商到最终客户的关系过程。

③ＳＣＭ的另一种狭义定义强调地理分布与物流集成的重要性，认为物流是商业活动中的一个重要的功能而且已经发展成为ＳＣＭ的主要的组成部分。

全球供应链论坛（ｇｌｏｂａｌｓｕｐｐｌｙｃｈａｉｎｆｏｒｕｍ，ＧＳＣＦ）将ＳＣＭ定义成“为消费者带来有价值的产品、服务以及信息的，从源头供应商到最终消费者的集成业务流程＂。

３供应链管理发展研究

由于ＳＣＭ研究涉及到多学科及多研究领域，因此ＳＣＭ研究的层次、角度是多位的，内容是多样的。而且进入２０世纪９０年代后ＳＣＭ才被人们所重视，从而ＳＣＭ本身的发展历史比较短，因此ｓｃＭ的研究内容及研究侧重没有形成统一的观点。基于ＳＣＭ模型，ＣｈｏｐｒａＳ和ＭｅｉｎｄｌＰ从战略层、战术层和运作层对供应链模型进行了分类，对供应链问题的研究范围和模型适应尺度确定了一定的参照依据。ＣｏｏｐｅｒＭＣ等从供应链合作伙伴关系、供应链结构纬度和合作伙伴流程特征方面对供应链模型进行了阐述。ＪｅｒｅｍｙＦ．Ｓｈａｐｉｒｏ在文献中详细介绍了供应链管理的最优模型基础到高级模型的应用，给研究者提供了供应链管理建模方法和建模过程。ＢｅａｍｏｎＢＭ将供应链定义成一个组织实体的整合过程，根据该过程中的组织实体的活动把供应链模型分成了确定性分析、随机分析、经济、仿真等模型。ＭｉｎＨ和ｚｈｏｕＧ则将供应链模型分为确定性模型、概率模型、混合模型和驱动模型。陈剑将供应链优化模型分为排队论、决策论、网络和策略评价等模型。众多学者研究成果表明，供应链管理的基本内容可以分类为：（１）模型与结构问题；（２）供应商协调机制问题；（３）动态联盟、虚拟组织、供需关系问题；（４）伙伴关系问题；（５）供应链信息系统问题。Ｓｉｍｏｎｃｒｏｏｍ等提出了供应链管理研究的六个领域：（１）战略管理；（２）物流管理；（３）市场营销；（４）关系／伙伴；（５）最佳效用；（６）组织行为。Ｂｅｃｔｈｔｅｌ和Ｊａｙａｒａｍ将供应链管理研究分为五个学派：（１）功能认识派；（２）整合过程学派；（３）物流学派；（４）信息学派；（５）未来学派。Ｏｔｔｏ等人从供应链绩效的角度将供应链研究领域分成为六类：（１）系统动力学；（２）运筹学；（３）物流；（４）市场营销；（５）系统组织；（６）信息系统；高峻峻等从供应链建模的侧面对供应链管理模型进行了两个层面的分类：第一个层面——研究对象与方法的界定；第二个层面——研究内容的界定：董安邦等在文献中从三个维度对供应链管理研究进行了分类：（１）研究方法的维度；３

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（２）研究内容的维度；（３）运行模式的维度。

（１）供应链模型优化问题

建模方法是从实际运行到理论分析的最好的手段之一。能客观的反映供应链实际运行特征的，并给决策者提供决策依据的模型是研究者们的主要研究内容。学者和研究者们的成果和文献来看，采用的供应链建模方法归结为运筹与最优化方法、概率论方法、控制论方法、博弈论方法、嵌入式建模方法和仿真建模方法等。各种优化模型及分析方法都将供应链简化为供应商一制造商一分销商一零售商～最终客户等供需链状结构上来，并且要求供应链上各节点企业在中心化策略下相互协调和相互制约。由于受具体问题的限制，往往用一些理论变量来代替实际的复杂数量，从而对供应链动态特性的表述有一定的缺陷。

近年来从复杂适应系统（ＣＡＳ）理论、多代理系统（ＭＡＳ）技术来设计和分析供应链成为了供应链模型设计和优化的热点。ＣＡＳ的主要思想指ＣＡＳ整体或系统由具有适应能力的，用规则描述的，相互作用的主体（ＡｄａｐｔｉｖｅＡｇｅｎｔ）聚集（Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）而成。这些主体随着经验的积累，靠不断变换规划来适应环境以及其他主体。利用ＣＡＳ理论来研究供应链主要表现在供应链系统的具有ＣＡＳ特性分析或供应链组成各节点企业的聚集（Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）特性研究方面。ＭＡＳ技术用于供应链模型设计是当Ｉｊ｛ｆ的一个研究热点，但还没有形成一个公认的体系模型。Ｒ．Ａｎａｎｅ等提出ＳＣＭ的ＭＡＳ框架，ＮｉｒｕｐａｍＪｕｌｋａ等对一精炼厂建立了基于ＭＡＳ的供应链管理框架，并以此作为供应链的决策支持系统；ＤａｒｉｅｌＦｒｅｙ等建立了基于ＭＡＳ的用于解决汽车工业供应链计划、供应链执行功能的集成ＳＣＭ结构。

（２）供应链伙伴关系问题

供应链管理的一个重要思想是建立供应链上各节点企业间的合作伙伴关系。对提高供应链的绩效而言，建立良好的伙伴关系要比信息技术更为重要，因为伙伴关系是成功运用信息技术的前提。在国外，伙伴关系研究最多的主要集中在伙伴的选择和评价层面上。

伙伴选择方面，ＭａｒｒｙＪｏｈｎｓｏｎ等提出供应商选择的６个纬度；Ｔｕｌｌｕｒｉ而等提出了两个阶段的伙伴选择过程模型；ＭａｌｏｎｉＭＪ等认为把供应链伙伴关系可以称之为战略联盟，因为供应链中两个相互独立的实体为获取特定的目标和利益而形成的一种关系；ＢｏｂｅｒｔＪ．Ｖｏｋｕｒｋａ等提出伙伴关系是买方和卖方就一段时间达成的承诺和协议，内容包括信息共享和分担伙伴关系带来的利益和风险，也就是说，伙伴关系的概念必须建立在合作和信任上。

伙伴关系评价方面，主要表现在对供应商的评价研究，最常用的方法是权重点４

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计划（或线性权重）法，该方法给出了评价的标准，并给每个标准分配一个权重，每个供应商的定量结果为各项标准的得分与权重乘积之和，Ｗｅｂｅｒ给出了供应商评价的标准；另一种常用的评价方法是ＡＨＰ方法，它解决了定性指标的量化问题；马士华等提出３层次综合评价指标体系；Ｌｅａｖｙ对传统的供应关系与合作伙伴战略关系间的差异进行了对比和研究。

（３）供应链绩效评价问题

供应链评价体系总体上可以分为基于供应链运作参数模型的评价体系、基于供应链平衡记分卡的评价体系和Ｂｅａｍｏｎ提出的ＲＯＦ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｏｕｔｐｕｔ，Ｆｌｅｘｉｂ订ｉｔｙ）评价体系三类。供应链运作参考模型（ｓｕｐｐｌｙＣｈａｉｎＯｐｅｒａｔｉｏｎＲｅｆｅｒｅｎｃｅ～ｍｏｄｅｌ简称ＳＣＯＲ）是目前影响最大应用面最广的参考模型，它能测评和改善企业内、外部业务流程，使战略性的进行企业管理成为可能。Ｂｕｌｌｉｎｇｅｒ等人用ＳＣＯＲ框架对供应链进行了自低向上的绩效评价：Ｂｅａｍｏｎ从供应链的战略目标入手，通过影响战略目标的几个关键因素建立供应链绩效评价体系框架。

（４）供应链协调问题

从研究方法上看供应链协调问题主要集中在基于优化分析的研究、基于博弈论的研究和基于分布式人工智能的研究。从研究问题的性质上可以分为物流协调问题和信息流协调问题。从供应链协调机制的职能出发，可以分为不同职能活动之间的协调与集成和同一职能活动内部的协调。基于优化分析的协调研究主要是从数学、经济学、最优化理论、控制论等方法对协调模型进行优化。如：Ｔｈｏｍａｓ等的协调供应链结构。

（５）供应链结构问题

企业的多样性导致供应链结构的多样化。Ｔｈｏｍａｓ

Ｇｅｒｗｉｎ，１９８４；ＧｂｓｏｎｅｔＹＣｈｏｉ在前人（Ｄａｆｔ，１９８９；ａ１，１９９７）的研究基础上，提出了在供应链网络结构研究

Ｒ中可以从组织方式、集约化程度、复杂性三方面展开定性研究；ＣｒａｉｇＣａｒｔｅｒ对

供应链中的供应商关系进行了深入的研究，并对供应链结构作了定性分析；ＨｏｋｅｙＭｉｎ等提出了过程模型，描述了在供应链过程中的物流和信息流，同时将物流划分为物流管理和物流配送两部分。还有一些学者对供应链的组织结构做了大量的研究。

（６）供应链信息技术问题

以Ｉｎｔｅｒｎｅｔ为代表的信息技术为供应链管理提供了大量消减成本和改善服务的机会，并优化了供应链管理的业务流程，同时信息技术是实现供应链“无缝连接”的关键，也是供应链管理的基础。Ｉｎｔｅｒｎｅｔ全球化，ＥＤＩ逐渐推广，客户一服务器５

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平台领域的技术发展和基于ＷＥＢ的技术的推广应用，企业在供应链管理中的可用手段大为增加，这些信息技术也使企业的ＳＣＭ更为有效和高效。还有众多软件公司推出的多种ＳＣＭ软件，ＩＴ已经成为企业实施ＳＣＭ的不可获缺的手段。为了实现企业间的横向沟通，软件公司纷纷在其软件上预留了与Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的接口，已经有了真正意义上的“Ｅ—ｓｕｐｐｌｙｃｈａｉｎ＂。目前，在供应链管理中强调的ＩＴ技术主要有：条形码技术、ＥＤＩ、ＰＯＳ系统、ＧＩＳ／ＧＰ等。研究的焦点是电子商务与ＳＣＭ；ＶＥ与ＳＣ；ＩＴ在ＳＣＭ中的基础构造；Ｔ在ＳＣＭ中的执行等。

４供应链库存控制研究

库存控制问题真正作为一门理论发展起来追溯到加世纪５０年代，Ｔ．ｗ．ｗｈｉｔｉｎ写的题为“库存管理的理论＂（ＴｈｅＴｈｅｏｒｙｏｆＩｎｖｅｎｔｏｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔ）的一书标志着库存控制理论研究的开始。几十年来，经过诸多研究者的大量理论研究和实验分析，库存控制理论研究取得了较大的发展，予以供应链库存控制理论研究打下了良好的研究基础，同时促进了供应链库存理论的发展。

经典的ＥＯＱ模型是针对单个产品和需求率是定常的且不允许缺货情况下提出的。ＥＯＱ模型提出以来，在实际中得到了广泛的应用，取得了显著的经济效益。然而随着应用的深入，人们发现使用该模型时受到很多实际因素的制约，无法准确控制生产、经营中的库存。为此许多学者、企业管理者围绕ＥＯＱ模型展开了大量的扩展性研究，使ＥＯＱ模型更加适合实际应用。

（１）定常需求下的扩展研究

需求为定常条件下的ＥｏＱ模型的研究文献资料特别丰富，如文献研究了当市场需求固定时对缺货期的不同控制决策下的利益影响分析，提出了相应的库存控制策略；ＨａｒｉｇａＭ等研究了需求为定常、不允许缺货且供应商的供货能力为随机变量的ＥＯＱ扩展模型；Ｇｏｙｂｅｔ．Ｓ．Ｋ、等通过需求为定常、不允许缺货且供应商有数量折扣条件下供需双方的最优费用问题的研究，得出了经济批量控制模型；

（２）随机需求下的扩展研究

在库存问题的实际运作中，库存物资的需求量往往具备随机特征的，因此人们在传统的ＥＯＱ模型基础上，对随机需求问题进行了深入的研究。最为典型的是

Ｎｅｗｓｂｏｙ问题，也就是单周期随机库存问题。迄今为止，已有很多学者对基本Ｎｅｗｓｂｏｙ问题进行了广泛的扩展性研究。比如，初始库存量非零；增加订货次数，考虑订货费用；具有批量折扣问题的研究；在此基础上人们研究发现，零售商可以通过组合其订单来增加总期望利润，因为在可购商品数量有限时，各零售商之间可以转移商品，出现联合订货再分配问题。如，可以通过订货来影响分配策略，并使总利润的６

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提高；单周期内初始订货决策和订货后的再分配决策问题等。还有需求依赖于销售价格：带有紧急供应选择；调整预测方法来影响缺货期间的截尾需求等。

（３）其他扩展研究．

在库存管理策略的研究中，除了需求因素外影响库存策略的因素很多，如订货提前期、各种成本、订货批量以及库存损耗等。有些实际问题的研究中，这些因素很可能直接影响库存策略。比如，采购成本为变量的ＥＯＱ模型；采购成本为变量的量折扣模型。根据ＨｕａＬ等人的研究提前期是库存分析中影响需求的主要因素之一。环顾近来的研究，有些学者认为，订货提前期是不可控的常数或随机变量，更多的则认为根据它的形成的特征可以由追加额外的赶工成本加以控制，最早研究可控提前期的是Ｌｉａｏ和ｓｈｙｕ，他们假定提前期由多个操作时间段构成，每个操作时间段都有一个正常持续时间和一个最小持续时间，而且每个时段内提ｆｊ｛『期缩短的时间和成本成线性变化，在假定订货量已知的情况下，求解提前期的最优值使总成本最小。Ｂｅｎ推广了Ｌｉａｏ等人的研究结果，把提前期和订货批量作为决策变量加以控制，但是研究中没能考虑顾客流失问题。０ｕｙａｎｇ进一步研究了存在顾客流失情况下的可控提前期模型。Ｍｏｏｎ和Ｃｈｏｉ完整的考虑了同时决策订货量、订货点和提前期使库存成本最小模型。基于库存损耗的库存控制问题的研究也引起人们的广泛关注。如，Ｇｈａｒｅ和ｓｃｈｒａｄｅｒ给出Ｔ常数变质率情况下的ＥＯＱ模型，Ｃｏｖｅｒｔ等在Ｇｈａｒｅ和ｓｃｈｒａｄｅｒ研究的基础上得出了变质率为时变的ＥＯＱ模型，ｓｈａｈ［１０４］通过使用具有一般分布的变质率得出了更为广义的ＥＯＱ模型。

关于供应链多级库存的研究可以追溯到２０世纪６０年代初Ｃｌａｒｋ和ＳｃａｒｆＨ提出了“级库存”开始，并有了不少的研究成果。在二级库存优化方面，ＭｉｎｎｅＳ等研究采用周期盘点提出了二级库存优化策略；ＧａｎｅｓｈａｎＲ等研究供应链基于连续盘点，得出了最佳订货策略。而多级库存优化方面，ＭｏｉｎＺａｄｅｈ在（Ｑ，Ｒ）策略基础上提出了利用信息快速交换实现多级库存成本控制；ＧｅｒａｒｄＰ等通过分析信息共享的作用研究多级库存模型的成本简化策略；周曙光，Ｆｆｌ证研究了多级仓库的串行系统为例对多级库存进行分析，得出了多级仓库的最佳订货批量：曹桂林，孙见荆，吴磊基于核心企业的三级库存系统，建立了三级库存结构模型，并求解模型，得出三级库存优化控制策略；ＡｇｇａｒｗａｌＰ等研究了零售商采取（Ｓ—ｌ，Ｓ）策略且需求为独立泊松分布时制造商不设置库存的多级库存成本优化方法；胡朝晖，刘大成，骆武伟等研究了需求确定的分销系统，分析了中心化策略和非中心化策略下的供应链库存成本，得出了多级库存控制优化策略；Ｍｏｉｎｚａｄｅｈ等提出了具有加急订单处理机制的供应链多级库存模型，采用数学模型求解，得出库存优化控制策略。７

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１．２．２国内研究文献综述

我国对库存方面的研究，主要是２０世纪８０年代针对存储论的研究，取得了一定的研究成果；２０世纪９０年代后期到现在对库存方面的研究则非常少，而从供应链的角度研究库存问题的就更少了。目前我国相当一部分专家已经认识到库存体系对企业发展的重要性，开展了一系列的研究工作，并积极构架库存优化理论和具体实践之间的桥梁纽带，取得了一定的成绩。曾艳研究了需求确定的多级库存系统，得出了允许缺货和不允许缺货下的库存控制策略。

黄培清提出改善供应链库存管理的几项措施：为供应链库存管理而设计；保证在供应链集成管理中的有效信息传递；克服组织障碍，重新设计组织激励，研究和建立供应链性能量度；加强理解不确定性。

徐贤浩、马士华提出了供应链网络结构模型，引入了供应率和需求率两个变量，建立了供应链网络结构模型的多级库存控制模型，根据经济批量原理，求出了最佳订货批量和最佳订货批量周期。

张得良、刘树明研究了供需双方在订货数量折扣下，如何运用连续价格折扣和非连续价格折扣的形势，确定经济订购批量问题。

周家务分析了购买费用滞后支付对库存系统库存补充策略的影响，建立了带有两种不同滞后支付规则的库存系统的库存补充模型。

陈学给出了需求率符合产品寿命周期变化规律的库存模型。周曙光，田征研究了多级仓库的串行系统为例对多级库存进行分析，得出了多级仓库的最佳订货批量。曹桂林等基于核心企业的三级库存系统，建立了三级库存结构模型，并求解模型，得出三缴库存优化控制策略。

徐贤浩、马士华（１９９８）分析了基于供应链网络状结构模型中的多级库存控制问题，引入了供应率和需求率两个参量，提出了供应链上各个节点企业在保证生产、供应连续进行的条件下的最佳订货批量和最佳订货周期的确定方法，使供应链的库存成本最低。候香菊、晏启鹏（２００２）从集成化的观点出发，对供应链中库存合理化概念进行了阐述；在此基础上，以信息技术为操作平台，根据库存在生产过程中的状态，提出了模块化库存管理模式，对供应链中库存的合理化进行了模块化分析。

何忠伟等人选择ｓｃＯＲ模型的绩效衡量指标作为基准，对供应链流程进行了绩效评价。马士华等人从整个供应链的业务流程以及供应链各节点企业间的关系，提出了相应的评价指标。从绩效测评的内容上总体可分为定性和定量的绩效评价体系，提出定性方面主要是以客户满意度和供应链柔性度等参数指标来对供应链绩效进行测评，而定量方面主要是基于成本和基于顾客反应来对供应链绩效进行测评。

马士华等研究了需求率为定常、允许缺货且随机提前期的库存控制策略问题；在一些运筹学教材中，直接把允许缺货、价格折扣、多品种产品等作为补充条件，说明了更为广义意义上的ＥＯＱ模型。

白少布，薛恒新分析了系列系统库存结构，分别建立了点库存和级库存模型，采用递归搜索法得出了多级库存控制策略。

石为人和张黎（２００３）针对工业企业库存控制问题，结合遗传算法的特点，提出了一种新型的探索策略。瞿建军等人（２００４）采用一种变适应度函数的遗传算法对其所建的多级库存模型进行求解。在此算法中，采用轮盘赌选择个体，为了避免轮盘赌方法带来的收敛性不好和全局搜索能力弱化的影响，通过改变适应度的方法来调整各个个体的轮盘赌胜率，从而保证算法不趋向局部最优。在不允许缺货方面，邵晓峰等分析了一个供应商、一个销售商组成的两级库存系统，分别建立了非合作时各自成本最优和合作时供应链整体最优的库存模型。汪云峰对供应链上的不确定因素对库存的影响进行了分析研究，他认为由于供应链中供应与需求信息的集成使库存结构和库存水平发生变化，因此需要消除供应链信息流中的不确定因素，逐步减少库存。陈美霞、沈厚才在供应链背景下提出了一种生产批量与定价的联合决策模型，在分析了最优联合决策的性质后，开发了求解模型的算法，以有效地辅助供应链协调管理。张钦、达庆利研究在一个供应商和一个零售商的供应链中，供应商在链中占据垄断地位，拥有零售商的成本信息和交货时间的决策权，当市场固定、供应商的交货时间是可控制的变量时，给出了零售商的最优订货策略和供应商的最优交货时间的近似解，并用数值法分析了对交货时间的控制给供应商和零售商带来的利益和损失。陆贵斌研究两阶段一个供应商和两个零售商的供应链，假设供应商缺货时，按一定比例分配货源，分别分析了独立市场非合作型，独立市场合作型和完全竞争市场型情况下各供应链成员的最佳库存策略，以及在完全竞争的情况下，分析了零售商定价策略及其纳什均衡网。

在应用方面，长期以来，对库存的管理集中在对单个企业的管理，而很少从供应链的角度实现库存管理。现在很多企业己经充分认识到现代信息技术对企业生存和发展的重要性，积极引进现代信息技术，增强企业快速反应市场的能力，这为库存体系的改善带来显著的效果。但从总体上来看，我国在库存方面的研究和应用同国外的发展速度、发展水平还存在一定的差距，所以急需加强这方面的工作。１．３研究思路与方法

库存管理作为企业生产经营过程中不可缺少的重要组成部分，是实现价值链增值的重要环节。在供应链管理模式下，库存是供应链管理的很大的障碍，库存管理９

的高低不仅影响到单一企业的综合成本，而且也制约着整个整个供应链的性能。因此，如何建立适当的库存量，既减少库存成本，又不影响正常的产品生产和对客户的服务，已经成为企业管理者实施供应链管理过程中必须考虑的首要问题，同时如何建立与市场不确定性需求相对应的库存，也是企业管理者改善和优化供应链时必须考虑的重要问题。

单一企业库存管理或库存控制问题，无论是从方法或者技术角度都已相当成熟。但供应链环境下的库存管理或库存控制问题，目前仍未形成统一的观点或结论，因为供应链环境下的库存问题研究所采用的方法各有不同，研究的范围和纬度也各有不同。

从库存管理研究的系统角度分析，供应链环境下的库存管理或库存控制问题，主要是围绕核心企业，根据具体供应链的供需特征，从不同的纬度（宽度）、不同的层面（问题）对供应链环境下的库存问题进行讨论的。本文采用了理论和实践相结合的方法，依据现有的文献资料，对库存管理或库存控制问题，从系统的角度可以分分类，然后进行了供应链环境下分销网络多级库存管理研究。。

（１）供应链供应库存系统：库存问题的研究，围绕核心企业，由供应核心企业生产、经营所需物料的供应商、供应商的供应商以及更上游的供应商组成的系统。如图卜１所示，该系统的特点是核心企业作为需求源，根据生产或经营计划，对上游的物料供应商发出需求信息，供应商根据得到的需求信息再向供应商的供应商发出需求信息，需求信息与物流反向逐级传递到最上游的供应源节点。该系统沿着供应链物料的供应方向，物料最终集约到核心企业。

供应源＜二）、～供应商的供应商

ｏ：：二◆、▲ｃ）：＝『≥

（＝＞一，

图１—１供应链供应库存系统’■净核心企业

ｌＯ（２）供应链分销库存系统：库存问题的研究，围绕核心企业，由核心企业生产产品，产品经过用户到用户的用户，最终到达最终用户的库存系统。

最终用户

用户的用户，＜＝＝＞

图１．２供应链分销库存系统

如图卜２所示，其特点是需求发生在最终用户节点上，需求信息与物流反向逐级传递，最上游的核心企业根据需求信息，调整生产和经营活动。该系统主要是以核心企业生产或经营的产品销售为目的，由各层的分销节点组成的系统。该系统的物料从核心企业出发，沿着物料供应方向，逐级扩大，物料最终到达最终用户。

（３）全局供应链库存系统：库存问题的研究，由围绕核心企业的供应商、供应商的供应商以及更上游的供应商和核心企业下游的用户、用户的用户以及更下游的用户组成的系统。由如下图卜３所示，图中的箭头指向物流流动方向。该系统的特征是需求发生在供应链最下游的最终客户节点上，需求信息与物流反向逐级往上游传递，核心企业根据市场信息（需求信息）做出相应的生产和经营所需物料计划，并向供应商发出物料需求信息。

镞皮潍囊黪阂户

圉１．３全周供应链库存幕统

１．４主要内容框架与创新点

１．４．１论文主要内容

本文主要从介绍库存控制方法入手，着重分析了供应链环境下多级库存管理的ｌｌ

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结构、特点控制策略等。文章中引入了供应链网络建模的理论，并列举了供应链网络建模能够解决的多级库存管理问题。

第一章介绍了论文工作背景，对供应链管理的产生和发展历程进行了回顾，阐述了供应链库存管理现状与需要解决的关键问题，对供应链库存问题的研究进行了总结和系统分类，对后面的讨论打下了研究框架。

第二章介绍了库存管理的基本知识和概念，阐述了供应链库存控制原理和方法，说明了供应链环境下的库存问题。从供应链的信息衔接和供应链节点之间的合作角度分析了不确定性因素对库存的影响。

第三章研究了供应链环境下多级库存问题，首先介绍了几种多层供应链系统结构，介绍了多层供应链级库存控制中心化策略和分布式策略，给出了级库存定义和相关概念，以多层系列系统为研究对象，说明了供应链的级库存特性，为研究多层供应链系统库存策略打下了理论基础。

第四章研究了多层供应链分销网络库存问题，基于一个制造商和若干个区域代理商及多个零售商组成的供应链分销网络，根据供应链网络供需结构和特点提出了弹性订货的概念，并利用弹性订货的思想确定了在客户需求随机情况下该供应链系统的库存控制策略，在此基础上进一步研究了多层供应链的库存控制策略，利用弹性订货方法得出了多层供应链分销系统的库存控制策略。

第五章对论文工作进行了总结，阐述了以后的研究方向。

本论文拟采用管理学、概率论与数理统计、物流管理、运筹学、统计与决策等相关学科的综合知识来撰写，并进行了案例研究。希望本文的研究能够对我国的供应链分销网络多级库存管理提供一定的借鉴意义。

１．４．２论文创新点

供应链库存问题是供应链管理的主要内容之一，是一个庞大的研究课题，对多层供应链库存控制问题的研究更是当前供应链管理研究领域中的热门问题也是众多研究者们力求攻克的难点课题。本文针对多层供应链分销网络系统，根据订货批量与需求量之问的关系提出了弹性订货这一新的概念。根据供应链各节点成本变化特性，利用弹性订货概念，确定了弹性订货系数，从而确定了基于弹性订货的多层供应链分销网络系统的库存控制策略。该方法的主要思想是通过供应链最下游节点的订货批量来描述供应链各层各节点的订货批量，达到集成优化供应链整体的库存成本的目的。１２

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第二章供应链管理及库存控制的理论

２．１供应链管理理论概述

２．１．１供应链管理概念

供应链管理是一种集成的管理思想和方法，它执行供应链中从供应商到最终用户的物流的计划和控制等职能。关于它的定义有很多。Ｅｖｅｎｓ认为：“供应链管理是通过前馈的信息流和反馈的物料流及信息流，将供应商、制造商、分销商、零售商，直到最终用户连成一个整体的管理模式＂。Ｐｈｉｌｌｉｐ则认为供应链管理不是供应商管理的别称，而是一种新的管理策略，它把不同企业集成起来以增加整个供应链的效率，注重企业之间的合作。ＤａｖｉｄＳｉｍｄｖｉ—Ｌｅｖｉ认为供应链管理是在满足服务水平需要的同时，为了使得系统成本最小而采用的把供应商、制造商、仓库和商店（也可以是批发商和零售商）以及用户有效地结合成一体来生产商品，并把Ｊ下确数量的商品在正确的时问配送到正确地点的一套方法。

由上面的定义可以得出如下几个结论：

（１）供应链管理把对成本有影响和在产品满足顾客需求的过程中起作用的每一方都考虑在内，从供应商和制造工厂经过仓库和配送中心到零售商和商店。实际上，在供应链分析中，还有必要考虑供应商的供应商及顾客的顾客，因为他们对供应链的业绩都有影响。

（２）供应链管理的目的在于追求效率和整个系统的费用有效性：使系统总成本达到最小，这个成本包括从运输和配送成本到原材料、在制品和产成品的库存成本。因此，供应链管理的重点不在于简单地使单一成本最小，而在于采用系统方法来进行供应链管理。

（３）因为供应链管理是围绕着把供应商、制造商、仓库、商店以及用户有机地结合成一体这一问题来展开的，因此它包括公司许多层次上的活动，从战略层次到战术层次一直到作业层次。

综上所述，供应链管理的概念可表述为：指人们在认识和掌握供应链上各环节内在规律和相互联系的基础上，利用管理的计划、组织、指挥、协调、控制和激励职能，对产品生产和流通过程中各个环节所涉及的物流、信息流、资金流、价值流以及业务流进行合理调控，以期达到最佳组合，发挥最大效率，迅速以最小成本为客户提供最大的附加值。

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２．１．２供应链管理内容

供应链管理主要涉及到四个主要领域：供应（Ｓｕｐｐｌｙ）、生产计划（Ｓｃｈｅｄｕｌｅ

ｐｌａｎ）、物流（Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ）、需求（Ｄｅｍａｎｄ）。供应链管理是以同步化、集成化生产计划为指导，以各种技术为支持，尤其以Ｉｎｔｅｒｎｅｔ／Ｉｎｔｒａｎｅｔ为依托，围绕供应、生产作业、物流（主要指制造过程）、满足需求来实施的。供应链管理主要包括计划、合作、控制从供应商到用户的物料（零部件和成品等）和信息。供应链管理的目标在于提高用户服务水平和降低总的交易成本，并且在寻求两个目标之间的平衡。在以上四个领域的基础上，可以将供应链管理细分为职能领域和辅助领域。职能领域主要包括产品工程、产品技术保证、采购、生产控制、库存控制、仓储管理、分销管理。辅助领域主要包括客户服务、制造、设计工程、会计核算、人力资源、市场营销等方面。

由此可见，供应链管理不仅仅关心物料实体在供应链中的流动，除了企业内部与企业之间的运输问题和实物分销以外，供应链管理还包括以下主要内容：

（１）战略性供应商和用户合作伙伴关系管理：

（２）供应链产品需求预测和计划：

（３）供应链的设计（全球节点企业、资源、设备等的评价、选择和定位）：

（４）企业内部和企业之间物料供应与需求管理：

（５）基于供应链管理的产品设计与制造管理、生产计划、跟踪和控制：

（６）基于供应链的用户服务和物流（运输、库存、包装等）管理：

（７）基于工ｎｔｅｒｎｅｔ／工ｎｔｒａｎｅｔ的供应链交互信息管理。

供应链管理注重总的物流成本（从原材料到最终产成品的费用）与用户服务水平之间的关系，为此要把供应链各个职能部门有机地结合在一起，最大限度地发挥出供应链整体的力量，达到供应链企业群体获益的目的。

２．２库存控制理论概述

２．２．１相关概念

库存管理是对库存的管理与控制，它只考虑库存的合理性、经济性与最优性，而不是从技术上去考虑存货的保管与储藏以及如何运输。

（１）库存的概念：“Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ”一词表示某段时间内持有的存货（可看见、可称量和可计算的有形资产），即库存。库存里的物资叫存货，存货是指储存作为今后１４

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按预定的目的使用而处于闲置状态的物料。

（２）库存按其作用和功能分为储备、转运、周转等库存。

（３）库存订货点水平：也称之为订货点（订购点）或报警点，企业为了保证生产与经营中的连续性，当库存量降到某一点时，必须立即进行订货或采购。在所订物料尚未到验收之前，该点库存量应能按既定服务水平满足备运期问的需求。订货时所订物料的数量称为订货批量。

（４）订货提前期：当库存量降到订货点水平时安排了订货，等待物料到达补充库存，这种等待时间称为订货提前期或订货前置时间，也就是从发出订单开始至物料到达为止的一段时间。

（５）订购成本：订购成本也称订货成本，是指取得物资而订购时所需要费用。库存的订购成本包括：订购手续成本、采购成本、进货验收成本、进货成本等。

（６）维持成本：也称库存保管费用或持有成本，是指货物在库存期间所需要的费用。库存维持成本包括：资金成本、搬运成本、仓储成本、折旧及陈腐成本、其他成本等。

（７）缺货成本：也称为亏空成本，是由于外部或内部中断供应所导致的库存成本。外部的短缺将造成延期交货和中断交货，从而导致当ｆｊ｛『利润损失（潜在销售量的损失）和未来利润损失（商誉受损）。内部短缺可能导致生产损失（人员和机器的闲置）和完工日期的延误。假若某项货物或物料缺货时出现需求，则经济损失要根据这种短缺是延期付货还是用其他替代物品来补偿或者取消订货而定。

（８）服务水平：库存存货满足用户需求的能力叫服务水平。对每个企业而言，仓库绝对不缺货从理论上讲是不可能的，在实际上也是不经济的，因为这样要保持过大的安全储备，问题在于恰如其分地规定缺货的程度，使用户的需求满足到一定程度。

（９）安全库存：表示当不确定因素导致更高的预期需求或导致更长完成周期时的缓冲存货。安全库存是库存的一部分，它主要是为了应对在需求和订货点发生短期的随机变动而设置的，通过建立适当的安全库存，减少缺货的可能性，从而在一定程度上降低库存短缺成本。但安全库存的加大会使库存持有成本的增加，因此，必须在缺货成本和库存持有成本两者之间进行权衡。

２．２．２库存的功能分析和分类

（一）库存的功能

商业组织或企业之所以需要库存，是由于货物的供应和需求往往是不同步的，１５

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因此必须要有库存，否则商业组织或企业无法连续其生产和经营活动。库存具有以下时间性、经济性、分离性、不确定性几个功能。

随着世界经济的发展，曾经历过经济高度增长的大批量生产、大批量销售的时代，进入稳定增长时期之后，由于需求方式出现了个性化、多样化、特色化的改变，生产方式也变为多品种、小批量的柔性生产方式。物流也由少品种、大批量物流进入多品种、少批量或多批次、小批量时代，库存管理功能从重视保管效率逐渐变为重视如何才能更顺利地进行发货和配送作业。周转仓库作为物流服务的据点，它将不再以保管为其主要目的，库存管理还包括拣选、配送、检验、分类等作业，并具有多品种小批量、多批次小批量等收货配送功能以及附加标签、重新包装等流通加工功能。

（二）库存的分类

库存可以从库存物品的用途、存放地点、来源、所处状态或从生产角度以及经营角度等几个方面来分类。

（１）按经济用途分为：商品库存、制造业库存、其他库存；

（２）按存放地点分为：存货库存、在途库存、委托加工库存、委托代销库存；（３）按库存来源分为：外购库存、自制库存；

（４）从生产过程的角度分为：原材料库存、零部件库存及半成品库存、产品库存四类。

（５）从物品所处状态分类：静态库存、动态库存；

（６）从经营过程的角度分为：经常库存、安全库存、生产加工库存、运输过程库存、季节性库存、促销库存、投机库存、沉淀库存（积压库存）。

（三）库存过程及要素分析

一个完整的库存过程可以分为订货、进货、保管及供货等四个活动阶段。

（１）订货活动阶段：是指从外出订货或发出订货单丌始，直到订货成交为止的整个过程，其作用是使物资的所有权从供应方转移到需求方。订货过程是商流过程。

（２）进货活动阶段：是指把货物从供应方运进需求方仓库的过程，它导致直接增加需求方的库存量，是属于物流活动。

（３）保管活动阶段：是指从物资验收入库开始，直到物资供应或销售出去（出库）为止的全过程。该过程是在仓库内对物资实行一系列保管养护的活动，是物流性质活动。１６

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（４）供货活动阶段：是指供应或出售物资，把出库物资送到用户或消费者手中的过程。其结果是使供应方库存量逐渐减少，是属于物流活动。

库存管理是受许多环境条件制约的，如企业的经营和生产、订货批量、订货批次、运输、库存信息、管理水平、资金的投入以及需求的不确定性、订货周期的变化等都是库存管理的制约因素。而且库存控制系统各要素之间也存在“效益悖反＂（或“交替损益”）现象。

２．２．３库存控制原理和方法

（一）库存控制原理

对以上库存过程分析，库存过程包括订货、进货、保管及供货四个活动阶段。从库存控制的角度来看，订货、进货和供货活动过程对库存策略起着关键作用。订货、进货过程使库存量增加，销售供应过程使库存量减少。要进行库存控制，既可以控制订货、进货过程，也可以控制销售出库过程，两者均可达到库存控制的目的。对于订货和进货过程的控制来控制库存，是在保证用户需求的情况下，通过控制订货、进货的批量和频次达到控制库存的目的，由于它是以满足用户需求为出发点，因而它是可行的、主动的。通过销售供应过程束控制库存，意味着要对用户需求进行限制性的供应，这样自然会影响到客户需求的满足度，即影响对客户的服务水平。这种情况一般适用于紧缺物资的营销库存系统。

通过控制订货、进货过程来控制库存的基本思想，是要制定一个合适的采购订货策略。即对采购订货时问、数量和操作方法等进行优化控制，从而达到整个库存水平进行优化控制的目的。制定采购订货策略主要考虑需求类型、经营者的经营方式和选用合适的控制方法等三个方面的问题。

（１）需求类型：对库存控制系统而言，针对不同性质的需求采用不同的订货策略。

根据需求的特征分为确定型和随机型两种。确定型需求是指单位时问内的需求量均匀稳定，是确定的需求。随机需求是指在单位时间内的需求量随机变化，需求的变化是随机的。但是可以知道它大概的取值范围和取值的可能性，取值情况可以用概率分布表来描述。

根据物料需求的重复程度分为单周期和多周期需求问题。单周期需求也叫一次性订货问题，这种需求的特征是具有偶发性和物品生命周期短，因而很少重复订货，如报纸、月饼等生命周期短和特定时间物品。多周期需求问题是在长时间内需求反复发生，库存需要不断的补充，在实际生活中，这种需求现象较为多见。

根据需求物料的依存程度分为独立需求和相关需求问题。独立需求是企业无法１７

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