军用车辆器材供应链库存协同策略研究

殷礼祥，谢鑫鹏，王凤忠，文正中

（1.军事交通学院 学员旅二营八连，天津 300161；2.军事交通学院 军用车辆系，天津 300161 3.军事交通学院 研究生管理大队，天津 300161）

军用车辆器材供应链库存协同策略研究

殷礼祥1，谢鑫鹏2，王凤忠2，文正中3

（1.军事交通学院 学员旅二营八连，天津 300161；2.军事交通学院 军用车辆系，天津 300161 3.军事交通学院 研究生管理大队，天津 300161）

通过分析战略、战役、战术三级库存系统之间车辆器材缺货的不同情况，求出了各级库存订货批量和最高储存量的最优值，从中可以得到在不同情况下，军用车辆器材供应链三级库存系统的总库存成本的最佳决策方案，最终实现了对三级库存系统的全局优化与有效控制。

车辆器材；军事供应链；库存协同；成本控制

1 引言

库存管理是军用车辆器材保障的重要组成部分，库存成本是军用车辆器材成本的主要来源，军事供应链是部队在实施后勤保障过程中涉及部队内部和部队外部的所有实体，以及实体间相互关系所构成的网络。是从供应商到部队后勤系统最终到部队的一个链条。各成员之间的库存协同是军事供应链协同的一个重要内容。

军用车辆器材供应链运作过程中，部队所需器材经由地方供应商到军队器材管理部门内部三级库存系统，最后送到最终部队用户。在这个过程中，车辆器材分别储存在军队各级库存中，如图1所示。

图1 军用车辆器材三级库存系统

2 文献回顾

最早给出供应链定义的是Stevens[1]，他认为供应链包括物流和其反向信息流在内的供应商、经销商、配送和需求顾客在内的网络系统。随着供应链的不断发展，其定义更注重围绕各生产企业间的网链关系。Ellram[2]将供应链定义为从原材料供应到最终将产品或服务交到顾客手中的，通过各种连接、相互影响的各实体构成的网络系统。Christopher[3]将供应链定义为通过上游、下游各实体连接在一起的网络结构，这些实体参与以产品或服务送达顾客手中而产生价值为目标的活动流程。

德州理工大学的Surya D.Liman[4]用启发式算法来解决供应链管理中库存控制以及由于需求波动或市场不确定性带来的复杂性。爱荷华大学Schwartz.L.B.[5]用WW算法解决供应链管理多品种生产与库存管理问题，并对库存控制与分布计划给出最优策略。Afentakis[6]提出一种由需求驱动的生产和分布((DDPD)运作理念，根据计划、生产、库存行程决策以降低整个供应链的运营成本。Gerard P.Cachon[7]用博弈论分析了一个零供两级供应链的竞合政策。ChenZheng[8]探索了需求随机条件下，多级流水生产线的库存决策问题。

国内学者雷延军[9]分析了军事供应链“超网络”结构实现的措施。从供应链结构的角度，高鲁[10]构建了军用物资供应链结构模型。王进发[11]认为供应树是军事供应链核心结构，分别比较了刚性和柔性供应树在运作中的绩效。潘小霞[12]基于军用物资保障的快速响应机制探讨了军事供应链的柔性问题。戴锡群[13]将多目标决策模型应用在军事供应链中。王树礼[14]借鉴多级库存优化理论，对装甲器材供应链库存进行了协调控制。

通过分析国内外文献发现，大部分都集中在单级库存控制方面，有些文献虽然涉及了多级库存，但大多局限于理论分析，缺乏在军用车辆器材供应链管理实际应用的研究。

3 模型建立及求解

军用车辆器材库存协同的目的是使军队内部供应链各成员库存总量最低。军事供应链现行的库存管理模式只考虑各级库存系统内部优化，因此不能使军事供应链整体效益达到最优。因此，要对战略、战役、战术三级库存进行优化。本文将运用多级库存优化控制理论和方法，对军事供应链内部进行优化控制。

3.1 模型描述

军事供应链多级库存成本主要由以下三个部分构成：

3.1.1 库存持有成本。各级库存系统都维持有一定的库存量，以保证部队用户的需要。这些库存维持费用包括资金成本、仓库以及设备折旧费等。库存持有成本与库存价值以及库存费的大小有关，是沿供应链上游至下游的一个积累的过程，如图2所示。

图2 单位车辆器材的库存持有成本示意图

假设CG表示三级库存系统总库存的维持费用；Wi表示在单位周期内单位物资的维持库存费用；Gi表示第i级库存量，那么整个军事供应链的库存的维持费用可以表示为：

3.1.2 交易成本。各级库存之间在保障过程中产生的各种费用，包括订单准备费、检验费、人工劳务费等。交易成本用CT表示，且随着交易量的增加而减少。

3.1.3 缺货成本。缺货损失成本是指保障不能满足需求给器材保障造成的损失成本。缺货损失成本与库存大小成反比。但库存量过多将增加维持成本，因此可以将缺货损失表示为其中表示缺货数量，ε表示单位产品的损失。

采用中心化控制的优势在于能够对各级库存水平有全面掌握，能够协调各级库存间的活动。中心化控制是将控制中心放在核心成员上，由核心成员对各级库存活动进行协调控制，其目标是使各级库存系统总的库存成本最低，即考虑到军事供应链三级库存策略，因此其总成本可表示为：

在给定的三级库存系统中，外部对系统的需求以额定速度发生时，求解各级库存的控制策略，使得整个系统的库存费用最小。军队库存系统主要负责部队用户所需车辆器材的储存与供应保障。同时，库存器材允许缺货。设军事供应链三级库存仓库中各仓库的单位保管成本分别为G1,G2,G3，单位缺货损失和订货费用分别为J1,J2,J3及M1,M2,M3，总需求量为D1,D2,D3，其订货批量分别为Q1,Q2,Q3，最高储存量分别为N1,N2,N3。

3.2 模型求解

对于任意一级库存系统，考虑保管成本、缺货损失成本、订购费用，其库存成本最小值函数为：

由式（3）可求对变量的一阶偏导数并令其等于零，得到任意一级库存系统的最优经济订货量和最高存储数量为：

对军队器材管理部门的三级库存系统整体分析，其库存持有成本、交易成本、缺货成本分别为：

同理，对于军队车辆器材三级库存系统来说，其总库存成本目标函数为：

运用迭代法可得库存成本目标函数为：

由于式（9）对Q3和N3可微，并令其一阶导数等于零，可求得最优经济订购批量和最高储存量分别为：

4 比较分析

4.1 战役库存

对战役库存进行分析，首先不考虑对战术库存的影响，运用迭代法求出其订货量和最高储存量，分别记为然后再分析对战术库存的影响，可以得到以下两种情况[15]：

从式（12）可以得到战役库存的订货批量与最高储存量的最优值分别为：

其中，

4.2 战略库存

对战略库存进行分析，首先不考虑对战役库存和战术库存的影响，运用迭代法求出其订货批量和最高储存量分别记为然后再考虑以下几种情况[15]：

战略库存的订货量和最高储存量的最优值分别为：

战略库存的订货量和最高储存量的最优值分别为：

由以上分析可知：在分别考虑战略、战役、战术三级库存的库存控制过程中，首先由于军用车辆器材保障时物资的流向确定了战术库存系统是单独的决策控制，并求出其订货批量和最高储存量的最优值，然后分别对战役和战略库存系统的库存进行分析，再利用缺货量大小不同的约束条件，对各级库存之间的相互影响情况进行分析，从分析结果可以看出，当上级库存系统缺货量小于等于下级库存系统的缺货量时，上级库存系统不受下级库存系统的影响，其订货批量和最高储存量的最优值可以通过式（3）求得，而当上级库存系统的缺货数量大于下级库存系统的缺货数量时，它的库存决策将受到下级库存系统的影响，利用研究结果可以分别求出它们的订货批量和最高储存量的最优值。

我军车辆器材库存控制不同于地方生产企业对产品的库存控制，主要表现在以下几个方面：一是部队仓库一般以一年为周期进行补货，即补货提前期为一年。二是我军车辆器材库存是为了保障部队执行军事任务，追求的是军事和经济效益的统一。三是军事任务的突然性和训练计划的调整都会影响车辆器材的保障效率。因此，部队对车辆器材的需求是随机变化的，而且器材仓库经常会出现缺货的情况。

5 结论

军事供应链库存控制问题很多，针对这些问题解决的方法更是多种多样，但大多都有其使用的特殊条件，本文是从库存控制的共性因素—周期性的角度建立的库存控制模型。

本文通过分析战略、战役、战术三级库存系统之间缺货数量的不同情况，求出了在不同情况下各级库存订货批量和最高储存量的最优值，从中可以得到在不同情况下，军队后勤系统内部三级库存系统的总库存成本的最佳决策方案，实现了对三级库存系统的全局优化与控制，使战略、战役、战术三级库存系统的总成本最小，提高军事供应链整体效益，从而实现了军用车辆器材供应链的保障效益。

[1]Stevens J.Integrating the supply chain[J].International Journal of Physical Distribution and Material Management,l987,17(2): 51-56.

[2]Ellram L M.Supply chain management:the industrial organization perspective[J].International Journal of Physical Distribution and Logistics Management,1991,21(1):13-22.

[3]Christopher M.Logistics and Supply Chain Management[M]. London:Prentice Publishing,1998.

[4]Benjamin J.An analysis of mode choice for shippers in a constrained network with applications to just-in-time in ventory[J]. Transportation Research Part B Methodological,1990,24(3):229-245.

[5]Schwartz L B,Schrage L.Optimal and system myopic policies for muftiechelon production[J].Inventory assembly systems. Management Science,1975,21(11):1 285-1 294.

[6]Afentakis P,Gavish B.Optimal lot sizing algorithms for complex product structures[J].Operations Research,1986,(34):237-249.

[7]Gerand P Cachon.Competitive and Cooperative Inventory Policies In a Two Stage Supply Chain[J].Management Science, 1999,45(7):936-952.

[8]Chen F,Zheng S.Evaluating Echelon Stock(RnQ)Policies in Serial Production[J].Inventory Systems with Stochastic Demand Management Science,1994,40(10):1 262-1 275.

[9]雷延军,李向阳.军事供应链“超网络”结构模型研究[J].物流科技,2006,(12):60-62.

[10]高鲁,陈松林,赵纳新.装备物资供应链构建初探[J].军械工程学院学报,2001,(3):38-43.

[11]王进发,李励,李仕明.军事供应链的结构柔化[J].军事运筹和系统工程,2005,(1):4-5.

[12]潘小霞,辛立民.基于快速响应机制的军事供应链[J].商场现代化,2008,(17):102-104.

[13]戴锡群,孙邦栋,唐中泉.军事物流供应链中的多目标决策[J].军事经济学院学报,2003,(4):27-28.

[14]王树礼,盛卫超,黄俊.装甲装备周转器材多级库存控制优化研究[J].物流技术,2005,(10):290-293.

[15]贾明亮.军事供应链协同管理研究[D].重庆:后勤工程学院, 2014.

Study on Inventory Collaboration Strategy of Military Vehicle Material Supply Chain

Yin Lixiang1,Xie Xinpeng2,Wang Fengzhong2,Wen Zhengzhong3
(1.Company 8,Division 2 of Student Brigade,Military Transportation Academy,Tianjin 300161; 2.Military Vehicle Department,Military Transportation Academy,Tianjin 300161; 3.Postgraduate Student Management Brigade,Military Transportation Academy,Tianjin 300161,China)

In this paper,through analyzing the difference between the events of vehicle material shortage in the strategic,battle and tactical inventory systems,we derived the optimal value of the order quantity and maximum storage volume of the three from which we could calculate the optimal decision concerning the total inventory cost of the overall inventory system under different situations so as to put the inventory system under global optimization and effective control.

vehicle material;military supply chain;inventory collaboration;cost control

F253.4;E075

A

1005-152X(2016)11-0155-04

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.11.032

2016-09-22

殷礼祥，男，海南人，研究方向：军事供应链管理、管理工程；谢鑫鹏，男，天津人，博士，研究方向：军事供应链管理、库存控制；王凤忠，男，山东人，研究方向：管理工程、器材检验、质量管理；文正中，男，四川人，硕士，研究方向：管理科学与工程、库存控制。