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物流操作可靠性对供应链总成本的影响评估

摘要：当今物流与供应链相关流程之间的整合过程发展地越来越快。然而，尽管反映整体过程的统计数据量不断增加，物流运营可靠性指标对物流总成本的影响评估问题仍然存在，需要通过相应的研究得以落实。

在本文中，我们提供了基于现有方法分析的方法论。这种方法允许评估物流运营实施可靠性对物流成本总成本的影响。同时，供应链也被视为可恢复（预留）系统。在文章中，您可以看到具有可靠工作概率设定级别的供应链的计算示例。

关键词：供应链，可靠性，物流总成本，故障模型，决策

1.绪论

根据Vasiliauskas和Jakubauskas（2007），为了具有国际竞争力，企业正在组织战略性的全球网络，可以对世界市场的任何一个部分的需求提供高效、高质量的响应。这种活动的有效和综合组织通常被称为全球物流或供应链管理（SCM），已成为全球竞争力的核心。

大多数专家认为，现在我们正处于物流发展的第四阶段。更准确地说，它是供应链中主要（材料）和相关（信息，金融和其他）流程的整合阶段。同时评估整体供应链除了物流总成本以外的有效性，还有一种倾向，就是使用一些新的标准来反映物流业务的实施质量和可靠性，例如需求满足系数（项目填充率）FR（Stock and Lambert，2001）或产品可用性水平（客户服务水平）SL（Bowersox和Closs，1996）。根据Palscaron;aitis和Ponomariovas（2012），铁路货运中满足直接客户（如托运人和收货人）最重要的指标是：及时交货；适应客户需求；获取有关费率；运输条件和货物位置的可靠信息。

根据所检查问题的来源分析表明，它们可以分为两组。以下是对两种评估方法的详述：

第一组是广泛使用的物流总成本评估方法，但在计算中考虑的费用金额通常为4-5（Bowersox和Closs，1996; Stock and Lambert，2001）。

如果TLC仅由订购费用Сor和当前库存成本Сcs两部分组成，则它们可用于计算最优订单数量（EOQ），额定期间订单数量N，供应频率和总成本最小值C min。

鉴于库存管理策略，物流总成本由4个组成部分组成，因为除了Сor和Сcs外，还添加了保险库存储费用Сss和赤字支出Cplc（Ballou，1999; Buchan和Koenigsberg，1963; Hadley 和Whitin，1963）。

由于估计Сss和Cplc含有统计特征，那么基本上物流总成本模型包括可靠性指标，即保险储备可用性概率。重要的是要强调，在这种情况下，我们正在谈论一个物流业务，而不是供应链的可靠性评估。

第二组是供应链可靠性评估方法。考虑供应链可靠性评估问题的工作要少得多（Blanchard，2004; Lukinskiy等，2014; Kersten和Blecker，2006）。根据Chalumuri和Yasuo（2014），很少有研究集中在量化不确定因素的来源，使行程时间不可靠。

这主要是基于所谓的电路可靠性（串行，并行和不同冗余类型的元件的混合组合）形成检查的模型。所有估计都是基于链组件无故障运行的概率。根据（Yatskiv等人，2012），可靠性度量之一是无故障概率，其定义为在特定时间段内物体（物品，系统）故障不出现的概率条件。

当我们对这个源组进行描述时，重要的是一方面形成了可靠性指标的定量评估技术; 另一方面，电路可靠性估计和物流运作（功能）故障模型的联合问题仍然是一个问题。

总之，有必要强调的是我们几乎没有办法可以同时找到物流总成本的指标和物流操作可靠性的估计指标。唯一的例外是关键绩效指标和供应链运作参考模型（SCOR）指标，但我们可以在“最佳实践分析”、统计数据和基准测试的帮助下找到已经制定的指标。第一级标准SCOR包括“最佳订单履行”（供应链可靠性），“订单履行周期时间”（供应链响应）和“供应链管理成本”（供应链成本）。

因此，这项工作的目的是开发一种新的方法来对供应链的可靠性和效率进行复杂的评估。2. 物流总成本法可靠性影响评估的技术研究

对连续的知识领域（经济学，管理学，市场营销学等）的研究表明，物流运营可靠性指标对物流总成本的干扰评估的可能变量必须基于提供综合的系统方法，而这种系统方法为管理理论模型，可靠性理论，经济学分析方法等的综合提供了依据。

由于研究的系统化和泛化，已经制定了以下有效的方法。它主要包括5个阶段：

1. 必须选择可分析物流系统（LS）（需要重新设计或正在设计的现有供应链）和决策层面（战略，战术，运营或情境）的变量。显然，对于建模的链条，可以限于一个简单的供应链，其中包括供应商和消费者成本的一部分。

2. 在这个阶段，必须使用保留系统的可靠性计算原理（Ventsel和Ovcharov，1983），并提出了一个方程来评估检验简单供应链的可靠工作概率。由于关于设计系统的问题，首先必须定义简单供应链链路无故障的要求，然后必须对物流运营部件进行计算。

3. 所选择的物流系统变量与形成的总物流费有很大的相关性。这种相关性包括反映供应链指数（采购，订单，运输，仓储，库存管理，回流等）可靠性的最大因素。根据Huber等人（2015年），运输相关决策中的物流战略和决策包括了出现的总物流成本。这些费用包括订购和通信费用，库存成本，装卸成本以及一般运输成本。此外，总物流成本受到对行为者之间分配和运输交易至关重要的商品特征和业务关系的影响。

4. 采用供应链物流业务失败的模型来计算概率描述，这些概率描述可以估计可靠性指标对物流总成本模型的支出要素的影响程度（例如，最佳订单履行或交付“及时”的概率）。在这里我们要检查2个变量：第一个是如果可靠性指标有任何限制，则物流总成本最小化; 第二个是利用物流总成本的数量限制来最大化运营可靠性指标。

5. 分析所获得的计算物流总成本值和决定关于物流业务概率指标如果其值将超过设定规范值的可能变化。在这种情况下，您应该重新检查因素的复杂性，也就是说，您必须返回到该算法的第2点。

3.物流运营可靠性指标的计算

根据已制定的方法，我们选择计划供应链的可靠性指标计算变量。与其他变量（重新设计或存在的供应链）的根本区别在于，在这种情况下，有限的信息量可以用于计算，因为有关于真实对象功能的数据收集可能性。另外还有一个限制，就是在集合操作层面看到供应链被放大。例如，代替包括装载，运输和卸载在内的过程规范，计算图中仅包括一个逻辑操作。对此我们需要从以下几阶段入手进行操作：

第一阶段。让我们假设简单供应链在多层次物流体系形成的基础上，由三个操作组成，每个操作的特点是：在供应商仓库中排序成功的概率-Р1；运输（从供应商到消费者）-Р2；消费者仓库的订单接收和控制 -Р3。

我们认为，对于供应链中的每个指定的业务，都有一些储备组件（保险库，替代品，服务实现的替代变型等），其实际上将被检查的供应链转化为可恢复系统（图1）。根据Mazurkiewicz和Walkowiak（2013），该系统旨在通过在系统资源（主要是卡车和司机）中包含一些冗余来处理给定的可用性水平，以防一些不可预测和罕见的情况，如驾驶员不足（例如，由于一些传染性疾病或罢工）等等。对这种危急情况的唯一解决方案是扩大系统资源，即在短时间内雇用更多的司机和卡车。而问题是应该向系统添加多少额外的资源以消除危急情况或增加多长时间来缓解情况。

图1.计划供应链的可靠性评估计算图

在图1中，显示以下计算图组件的无故障概率：

Р11, Р12是定量和定性的完美秩序评估；

Р1С是供应商的保险库存（用于最佳订单）；

Р21, Р2А是相应的主要和替代运输方式；

Р31, Р3С是对消费者仓库收到的订单和保险储备的评估；

РП1, РП2是逻辑开关。

测定当逻辑开关转换为РП1= 1，РП2= 0时的情况；同时测定当逻辑开关转换为РП1= 0和РП2= 1时的情况。

作为具有串行组件连接的简单供应链无故障工作概率的通用方程式以下列方式写入：

在考虑到等式（1）中的预留分量的Pi值的替换中，我们将得到：

依赖性分析表明，一些Pij无故障工作概率在设计阶段是规范性的（或设定），例如Р11 和 Р12; 而其他的，特别是Р1С，Р2А和Р3С，必须考虑到整个系统的限制。

令P为这样的限制，并且Pi的概率相等。然后应用于三个被检查的子系统，可以得出如下式子：

它允许获得每个预留组件的计算依赖性。例如，对于供应商的仓库，我们可以得到：

其中Y是供应商仓库寻求的无缺陷概率。

从等式（4）我们发现：

显然，这些类比依赖性可用于计算Р3С。

第二阶段。许多研究的分析使我们能够创建如下的物流总成本模型（对于随机变量的正态分布规律）：

其中，Cps是常规单位（c.u）中单位供应商的价格，A表示单位消费（产品），Co是订单成本（包括仓库订单处理和采货费用），Q为单位出货量，Ct为运输成本，f为初级库存的存储成本，f *为保险库存的成本， s是单位股票的标准差，xр是正态分布法，j表示违约类型（例如延迟，缺乏文档，错误订单拣选等）的比率，n表示违规类型数量，I(xр)j是损害整体的平均规模，C pl _ j是常规单位的罚款（第j种违规类型的罚款）。

对与供应链故障或供应链短缺相关的第j个费用（罚款）的登记，或对在仓库或运输途中拣货的延误进行了所谓的整体损失的处理，这是等式（6）的特征。

其中 ( x)，( x)分别是x的随机变量分布的密度和函数。

为了计算C的值，有必要从简单供应链的物流运营可靠性指标中获得成本和费用的依赖性。而公式（6）的计算特点是保险存储费用在供应商的仓库和消费者的仓库中都被考虑。

第三阶段。第三阶段主要是物流运营指标的计算，这将有助于进行预估保险储备，筹备业务的替代方案和其他服务活动等。其主要由以下变量组成：

计算供应商仓库的保险库存量。我们假设为了描述一个完美的顺序，可以使用二项分布。这意味着根据不完全供应q=1-p，每个订单的完全拣选的概率将使P P11 P12。然后，在已知的Р1С（公式5）中，我们找到了хр并计算保险库存：

其中QEOQ是经济订单数量。

在Qss基础上，我们计算总成本方程中包含的成本。

运输。根据Kruuml;ger和Vierth（2015），可能导致运输不可靠的不同因素有：人为因素（即由司机引起的事故），随机因素（即极端天气）和相关基础设施（即超载道路）。

使用“即时”模型（Lukinskiy V.S.和Lukinskiy V.V.，2015）计算运输指标。根据该模型，由公式定义估计递送时间：

其中T ,T是相应递送时间的平均值和标准差。

在预设（或选择）参数T和T中，我们设置时间TJIT，这将允许我们定义xР，然后是Р21，即JIT操作及时执行的概率。

在表1中，有各种T和T的传送概率的计算结果。分析了表1后，我们可以得出结论，第三种替代变量允许满足条件Р2gt; 0.98，但主要变量可以被认为是令人满意的。

当我们计算主要变量的运输成本时，我们考虑到TJIT = 16小时，当计算替代方案时，TJIT等于13和14小时，这使得运输更便宜，但增加了费用路线段成本。

表1.“准时”运输实施概率的评估变量

消费者仓库。指标计算采用与供应商仓库计算中使用的公式相似的公式进行。不同之处在于，另外确定了明确的存货管理策略，例如固定的订单规模或订单点ROP，以及相应的成本和费用。同样要考虑到在一般情况下，由于在进行一些物流操作（储存，装载，运输，卸载，损失，自然损失，盗窃）的同时，可能会失去一部分生产。

因此，我们可以使用这项技术对总成本和某些物流运营可靠性指标进行比较计算。

4.数据分析

在表2中，呈现的是所设计的供应链有无物流作业预留的计算结果。对于计算，已使用以下数据：А=1200单位；С0 = 150常规单位；Сt = 500常规单位；Сps = 300常规单位；f = 0.2；P =0.94； P11=P12=0.95；P21=0.977； P31=0.95； S = 7单位；QEOQ=161单位；交货数量N=7；C pl _ 1= 150常规单位；收费路线段费用为一趟行程100常规单位；xР=1.3；I(xр)=0.046。

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