信息更新环境下供应链的风险及运行策略

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1、在信息更新环境下供应链的风险、应急管理及运行策略研究 中国科学院数学与系统科学研究院应用数学研究所 张汉勤应用数学研究所主要研究方向q概率论与数理统计（070103）q应用数学（070104）q运筹学与控制论（070105）q管理科学与工程（120100）一、概率论与数理统计狄氏型（狄氏型（Dirichlet form）随机微分几何与无穷维随机分析随机微分几何与无穷维随机分析白噪声分析白噪声分析非线性时间序列分析非线性时间序列分析随机分析随机分析金融数学（亦称数理金融学）金融数学（亦称数理金融学）生物统计生物统计二、应用数学非线性双曲型守恒律组非线性双曲型守恒律组非线性椭圆型方程非线性椭圆型方

2、程微分方程数值方法和应用微分方程数值方法和应用数学物理数学物理动力系统动力系统三、运筹学与控制论运筹学与控制论数学规划数学规划随机优化随机优化组合最优化组合最优化图论图论决策科学决策科学运筹与管理运筹与管理交叉学科交叉学科运筹学、决策科学与信息科学的应用运筹学、决策科学与信息科学的应用生命信息科学生命信息科学四、管理科学与工程管理科学与工程管理决策金融工程理论及其应用运 筹 学 研究对象：人类对其资源的运作与筹划 研究目的：发现基本规律 研究特点：完整性及实用性 运筹学的分类v以其解决问题的对象分：工业运筹学，农业运筹学，军事运筹学，管理运筹学，金融工程运筹学，工程技术运筹学v以解决问题抽象成

3、的模型分：线形与整数规划，非线形规划，多目标规划，动态规划，图与网络流，组合优化，排队论，可靠性理论，存储论，供应链，马氏决策理论，随机模拟，管理信息系统，神经网络理论，决策分析提纲一、历史背景、实际价值和理论意义二、解决的问题三、工作基础 历史背景，实际价值和理论意义 历史背景 信息技术的飞速发展和当今经济的全球化。例子例子：美国的工业企业平均外购零件的费用占总销售的57。Simchi-Levi et.al.“Designing and Managing the Supply Chain”,Irwin McGraw-Hill,2000.美国食品加工业损失300亿美元，见 Fisher,“Wh

4、at is the Right Supply Chain for Product”,Harvard Business Review,pp.105-116,1997.历史背景，实际价值和理论意义 实际价值 供应链中各个成员之间的密切合作，增强了的竞争优势。如 HP 公司：Davis，“Effective Supply Chain Management”,Sloan Management Review，pp.35-46,1993.IBM 公司：Cheng et.al.,“Inventory-Service Optimization in Configure-to-Order Systems”,Ma

5、nufacturing and Service Operations Management,Vol.4,2002,pp.114-132.历史背景，实际价值和理论意义 理论意义 国际上最具有权威的四个运筹与管理科学杂志中，有三个都将供应链管理作为最为感兴趣的研究领域之一。Operations Research(OR):Manufacturing,Service,and Supply Chain OperationsManagement Science(MS):Operations and Supply Chain ManagementManufacturing and Service Opera

6、tions Management(M&SOM):Supply-Chain OperationsMathematics of Operations Research(MOR):主要研究的问题 在信息更新环境下，带有风险度量机制的供应链协作运作管理 在信息更新环境下，连锁库存管理 在信息更新环境下，实时供应链控制和应急管理带有风险度量机制的供应链协作管理1.历史背景 带有信息更新的供应链协作管理是随着信息技术的发展而出现的一个研究领域。见 P.Zipkin,Supply Chain Management:Reflections,Interpretations,and Predictions,ple

7、nary speech,Global Supply Chain Management Conference,Beijing,2002 带有风险度量机制的供应链协作管理 特别是,人们发现了“牛鞭效应”之后，见 H.L.Lee,V.Padmanabhan,and S.Whang.Information distortion in supply chains.Sloan Management Review,38:93-102,1997.使在信息更新环境下，供应链的协作管理研究变得更为活跃。带有风险度量机制的供应链协作管理2.研究现状 在信息更新环境下，供应链中各个成员在没有考虑风险仅仅追求自身利益的

8、最大化条件下，供应链的协作管理。代表作是 D.Barnes-Schuster,Y.Bassok,and R.Anupindi.Coordination and flexibility in supply contracts and options.Manufacturing and Service Operations Management,4:171-207,2002.P.G.Cachon and P.H.Zipkin.Competitive and cooperative inventory policies in a two-stage supply chain.Management S

9、cience,45:936-953,1999.带有风险度量机制的供应链协作管理 在信息更新环境下，供应链各个成员本身在其信息花费为零的情况下，如何有效的利用获得的信息来使自身的利益极大化。见 G.D.Eppen and A.V.Iyer.Improved fashion buying with bayesian updates.Operations Research,45:805-819,1997.O.Johnson and H.Thompson.Optimality of myopic inventory policies for certain depended processes.Man

10、agement Science,21:1303-1307,1975.W.H.Hausmann.Sequential decision problems:a model to exploit existing forecast.Management Science,16,1969.带有风险度量机制的供应链协作管理 在信息更新环境下，带有风险度量机制的供应链协作管理 风险度量化的引进 J.Buzacott,H.Yan,and H.Zhang.Risk analysis of commitment-option contracts with forecast updates.Operations R

11、esearch,Under Revision。风险的分割化 H.Yan,C.Yano and H.Zhang“Risk-Averse Multi-Period Inventory Model”Working paper,University of California Berkeley.CA.2003.带有风险度量机制的供应链协作管理风险的分享 S.P.Sethi,H.Yan,and H.Zhang.Quantity flexible contracts:Optimal decisions and information revisions.Management Science,Under R

12、eviewing.通过引进有偿信息与信息精确性之间的平衡来降低风险 H.Chen,D.Yao and H.Zhang,“A Trade-off between the Accuracy and the cost of obtained information”,Working Paper,Columbia University,2003.带有风险度量机制的供应链协作管理3.拟解决的关键问题这种带有风险度量机制的供应链给定通常的目标函数之后最优策略是否还有修正的Base-Stock策略的结构或有修正的(s,S)策略结构？获取信息在不同的质量下（准确度）如何合理调整相应的风险度量量？最优策略很难精

13、确给出，如何发展有效的、便于实现的算法近似给出最优策略？连锁库存管理(Vendor Managed Inventory(VMI)1.历史背景 供应链中各个成员相互信任，电子数据有效交换上级供应商来管理下级零售商的库存时会降低总成本并且提高服务水平。见 R.J.Schonberger,“Strategic Collaboration:Breaching the Castle Walls”,Business Horizons,39,p.20,1996.连锁库存管理(VMI)K-Mart 采用连锁库存管理，服务率由80%上升到90%，提高了流转率及降低了缺货损失。见E.Nelson and A.Zi

14、mmerman.“Minding the Store:Kimberly-Clark Keep Costco in Diapers,Absobing Costs Itself”,The Wall Street Journal.September 7,2000,New York,NY.中国TCL的销售分公司建立了“进、销、存”统计系统。连锁库存管理（VMI）2.研究现状 派遣线路的优化问题 N.G.Hall,“Supply Chain Scheduling”,International Workshop on Decision Making under Uncertainty,May,2002.L

15、.Bertazzi,G.Paletta and MG.Speranza(2002),“Deterministic Order-Up-To Level Policies in an Inventory Routing Problem”,Transpotation Science,36(1),pp119-132.连锁库存管理（VMI）和谐协作问题 G.Cachon,“Competitive Supply Chain Inventory Management”,in Quantitative Model for Supply Chain Management,S.Tayur,M.Magazine a

16、nd R.Ganeshan(Eds.),Kluwer,2000.F.Bernstein,F.Chen and A.Federtgruen,“Vendor Managed Inventories and Supply Chain Coordination:The Case with One Supplier and Competing Retailers”,Management Science,Vol.48,2002.连锁库存管理（VMI）信息价值 F.Chen,Z.Drezner,J.K.Ryan and D.Simchi-Levi(2000)“Quantifying the Bullwhip

17、 Effect in a Simple Supply Chain:the Impact of Forecasting,Lead Times and Information”,Management Science,46:3,pp436-443.H.Yan,Liu Ke and A.Hsu,“Optimal Order Quantity in a Dual-Supplies Systems with Demand Forecast Updates”,Production and Operations Management,12:1,pp30-45,2003连锁库存管理（VMI）3.拟解决的主要问题

18、获取信息在不同的质量条件下，是怎样影响连锁库存管理的供应链中的上级供应商和其相应的下级供应商？信息的质量是如何影响其最优的库存水平、最小费用（或最大利润）？信息的质量与服务水平的关系如何？实时供应链控制和应急管理1.历史背景 实时供应链控制和应急管理就是响实际管理者提供一种最优的实时决策。实时决策就是在受到干扰的条件下，解决怎样让最优决策尽快恢复和能够实施的问题。实时供应链控制和应急管理 应急管理的产生是一个长期的积累的过程，很难准确地说出它是什么时候由谁首先提出的。但它也是一个不断发展和深化的领域，发展到现在，和以前的思想概念有很大的区别。可以认为，应急管理（Disruption Manag

19、ement）这个术语是由Clausen等人提出的，见 Clausen J.et.al.,“Disruption Management”,OR/MS Today,28(5),2001,pp.40-43.实时供应链控制和应急管理 建立了航空管理中航班延误和取消的模型和求解方法，并且开发了应急管理的应用软件。“911”事件后，为大陆航空公司立下了汗马功劳的OpsSolver和CrewSolver应急管理软件.Yu G.,M.Arguello,M.Song,S.McCowan and A.White,“A new Era for Crew Recovery at Continental Airline

20、s,”Interfaces,forthcoming.Thengvall,B.,J.F.Bard,and G.Yu.“Balancing User Preferences for Aircraft Recovery during Airline Irregular Operations,”IIE Transactions on Operations Engineering,32,181-193,2000.实时供应链控制和应急管理2.研究现状 需求发生变化时 Qi X.T.,Jonathan F.B.,Yu G.,“Supply chain coordination with demand dis

21、ruptions”,submitted to Manufacturing&Service Operations Management.生产成本或（和）库存成本发生变化时 Yu,G.,Yang,J.,X.Qi,“Operational Control for Production Recovery under Cost Disruptions,”to be submitted to Operations Research.实时供应链控制和应急管理3.拟解决的问题 如何设计有效的快速算法，在较短的时间内给出“近似最优”的可行策略？在实施过程中有诸多软因素、软成本、软约束，这样就需要多个“近似最优”可行策略。如何向决策者提供在更一般的可变环境下尽可能多的“近似最优”可行策略？往往在有的变化条件下，问题可能不存在任何可行策略，如何引进合理的“部分可行解”概念？基于这个新概念的框架，找出“近似最优”可行策略也能把问题的最重要部分（或主要部分）解决。