英语原文共 21 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
附录X 译文
易腐产品库存管理的最佳订购、发放和处置政策
摘要
可食用的，如包装的新鲜食品和药品(血液产品)，通常有一个固定的保质期，由一个固定的使用日期或销售日期。尽管它们的寿命有限，但在实践中，订单通常是基于库存水平，而不考虑库存产品的年龄。通过适用与库存年龄相关的订购、发行和处置政策，可以改善此类产品的库存管理。
本文研究了随机动态规划所获得的最优库存-年龄相关排序、发行或处置策略可以实现的成本降低。订单是在不确定的需求被揭示之前发出的。当需求相对较低时，处置政策可以消除过剩（旧）库存。处置决定是一个研究不足的领域，但可能与零售商有关，因为零售商显示最新鲜的物品是非常重要的。此外，血库更倾向于不发行即将到期的产品，因为更年轻的血液产品的输血更有效。本文填补了研究中发现的一个空白Karaesmen等人(2011)，这份文件似乎是第一份报告在基本库存政策下和在最优库存依赖排序下的最优库存年龄相关处置决定。将最优库存-年龄依赖排序、处置和发行的结果与实践中常用的基本库存政策进行比较。
在FIFO发布下，最优处置策略的附加值很高。最优处置政策与最优订购相结合，只有在发行旧产品受到惩罚时，才能降低平均成本。例如：以折扣价出售。在LIFO发行下，当订单由BSP设置时，最优处置策略会产生显著影响，但在最优库存年龄依赖排序下则不会产生显著影响。如果不适用任何罚款或折扣，处置只在订购不佳的情况下降低成本，例如BSP。
关键词 库存管理；血液制品处置政策发布政策退出政策命令政策模拟；马尔可夫决策问题；动态规划
1 导言
易腐产品库存控制问题包括（至少）三个优化问题：确定最优订单策略问题、最优发行策略问题和最优处置策略问题。在定期审查设置中，订单策略规定要订购多少。发行政策，在文献中也称为采摘、调度或退出政策，规定了从货架上提取产品以满足需求的顺序。处置政策规定了从库存中取出多少产品。在许多研究中，订单政策仅限于基本股票政策，发行政策要么是FIFO（最老的第一），要么是LIFO（最小的第一），要么是FIFO和LIFO的混合物。通常处置政策是在过期时处置产品，但可以决定处置过早地使用一些产品，即在过期日期之前。过早处置产品的实际原因如下：（1)在高市场销售的零售商喜欢只展示最新鲜的产品；(2) 顾客认为旧产品的价值较低，因此零售商对销售价格提供折扣；(3）血液银行和医院可能希望在库存水平较高的情况下处置最古老的血液产品，因为输血更有效。处置决定不会造成更多的产品浪费，如果处置的产品被放在后面的储存中，以满足需求，以防一个人缺货，或当处置的产品在另一个市场销售时。在我们的分析中，我们没有包括出售处置产品。
本文的重点是一个产品的固定最大保质期为m天，之后一个产品不能出售。 当有关于库存产品年龄的信息时，最优策略是所谓的库存年龄依赖。然而，在实践中，人们发现主要是股票级的依赖政策，这是不要尽量减少库存系统的业务和管理成本。许多自动化商店订购(ASO)和计算机辅助订购(CAO)系统应用基本库存策略(BSP)，也称为订单到S策略，以定期设置订单数量，而不考虑库存产品的年龄。我们研究了在不改变这种排序系统的情况下，通过股票年龄依赖的发行或处置可以改善库存控制的程度，并将结果与最优股票年龄依赖排序的情况进行了比较。我们通过计算和模拟组合排序和处置策略以及没有过早处置的最优排序策略来检查处置策略的附加值。
最近，海耶马（2011年）表明在丢失的销售库存系统中，库存年龄相关的发行可能不是FIFO。这个结果首先显示在Pierskalla和Roach（1972年）。在某些股票水平相对较高的情况下，似乎最好不要发行最老的产品，而是让它们过期，因为这降低了持有成本，并通过以折扣价格出售较少的产品来增加销售收入。最优发行可能导致较少的短缺，而不会产生更多的过时。显然，最优的发行结果是更好的时间处理产品。最优处置政策比年龄相关的发行政策更容易实施，因为一项处置决定每天只做出一次，而根据具体情况，一天做出多次发行决定。此外，与库存年龄相关的发行只适用于控制产品采摘的情况，如在血库和医院。在大卖场中，商店经理对发行政策没有完全的控制，因为顾客自己从货架上拿产品：他们的采摘订单是FIFO和LIFO之间的混合。通过在货架上镜像产品，即将最古老的产品展示在货架的前面，并将最新鲜的产品保存在后面的存储中，商店经理强迫采摘订单接近FIFO。
我们研究了通过最优订购策略、最优发行策略和最优处置策略可 以提高基准库存策略(BSP)的成本。特别是，我们还感兴趣的是，是否可以通过组合最优排序和处置策略来改进最优排序策略。利用随机动态规划(SDP)对最优库存年龄相关策略进行了数值计算)。在本文中，“最优”策略一词代表由SDP获得的最优股票年龄依赖策略。贡献：本文是第一篇研究易腐库存综合最优库存-年龄相关订购、发行和处置政策的论文。因此，建立了同时优化排序和处理决策的随机动态规划(SDP)模型。数值实验提供了对库存年龄依赖的订购、发布和处置政策对成本、废物和短缺的影响的洞察。这些见解，除了具有理论价值外，对实践也是有价值的管理易腐产品的库存。
概述：在下一节中，我们介绍了处理易腐库存管理时的三个优化问题的相关文献。 将最优排序和最优处置的组合问题描述为一个可通过随机动态规划(SDP)求解的马尔可夫决策问题第3章。为广泛设计实验，定义在第4章给出了FIFO和LIFO发行的结果第5章。最后，第6章，对主要发现和见解进行了讨论和总结。
2 文献
2.1 订单系统和订单策略
在过去（20年）中，自动商店订购(ASO)和计算机辅助订购(CAO)系统变得越来越多并更多地用于提高零售商库存管理的效率和有效性(van der Vorst等人，1998年；van Donselaar 等人，2006年)。使用销售点数据，商店中的库存水平自动更新，或者由ASO系统自动下订单，或者由CAO系统提出订单数量。在后一种情况下，订单将由负责订购过程的决策者进一步处理。ASO系统主要存在于提供多种产品的超市和零售商。在设置较小的产品分类，如血库和医院，CAO系统可以使用。
设定订单数量的机制是以实际库存水平（由系统跟踪)和任何关于未来需求的信息(基于需求实现的历史信息和基于促销的预测)作为输入的订购策略）。如果库存补充每天发生，通常传统的定期审查订购政策是像BSP一样实施的。BSP的一个例子是，每个工作日的订单d 到股票级别Sd。在日常排序的情况下，评审周期R，即两个连续顺序时刻之间的时间为1.在一些研究中，明确包含了用于订购的批处理大小：在本文中，批处理大小被设置为1.由于大多数ASO和CAO系统都是为非易购产品的库存管理而设计的，这些系统不承认库存产品的老 化，因此不会预测旧库存的过期。在最近的工作中，Donselaar（2006）等人 ；Haijema（ 2007）等人；布罗克穆伦和 van Donselaar（2009）还有海耶马（2013年） 提出了新的启发式和订购策略，通过这些系统改进易腐物品的库存管理。这些政策尚未（广泛）在目前的ASO和CAO系统中实施，因此可能导致零售商的易腐产品不必要的过期。
2.2 发布政策
关于发行政策，文献中发现的大多数研究都依赖于简单的发行政策，如FIFO（最老的产品第一）或LIFO（最小的产品第一），或两者的结合。有关概述，请参阅审查Nahmias（1982）还有Karaesmen(2011)等人。如果消费者自己选择产品，LIFO是一种常见的建模客户选择行为的方法，因为许多消费者更喜欢最年轻的产 品，即使用时间最长的产品。商店经理试图通过把最老的产品放在前面来影响选择行为。如果消费者不选择自己，产品通常由供应商在FIFO订单中发布，因为这减少了过时的产品数量。虽然FIFO的发布似乎是直观上最优的，皮尔斯卡拉和Roach（1972）还有海耶马（2011）表明在丢失的销售库存系统中，当采用基本库存政策和旧产品以折扣价格出售时，FIFO的发行可能不是最优的成本。在海耶马（2011）马尔可夫决策问题是指将一天分割成多个时间间隔，称为时代。在每个时代结束时，产品都是从库存中提取的，以满足对那个时代的需求。在SDP术语中，状态是元组：一周中的一天，历元，每m个年龄类别中库存的产品数量，以及所需的产品数量。发行动作为元组：从m个年龄类别中的每个类别中发行的产品数量。库存根据基本库存政策补充，只有在当天结束时，过期的产品才被处置。结果出来了海耶马 (2011) 表明有时最好在一些产品过期前处置它们。也就是说，FIFO并不总是最优的。
在一些关于发行政策的研究中，需求是按年龄类别指定的，产品的效用取决于其年龄。然后，优化问题是发布这样的长期效用是最大化的，允许几个程度的替换，见德曼和克莱因（1958）, Pierskalla 和Roach（1972 还有丹尼斯(2010)等人。Pierskalla和Roach（1972）通过一个单一的数值例子，表明FIFO的发行是一个损失的销售库存系统的产品，具有固定的保质期。它们的结果适用于一个特定的目标函数，它最大限度地发挥满足需求的效用。在他们的研究中，效用函数为满足年龄偏好更强的客户的需求分配了越来越多的效用：需要最年轻产品的客户的价值高于更灵活的客户设定的需求，他们确实介意得到一些旧的产品。Pierskalla和Roach没有提出最优发行策略，也没有对FIFO发行和最优发行策略之间的差异进行数值研究。在我们的模型中，在下一节中，我们假设产品的效用是由发布的产品的年龄而不是客户类别来设定的。这与荷兰大卖场的折扣做法是一致的：所有产品都有相同的利润率，但打折的产品除外，因为它们将在一天结束前到期。 在血库和医院，没有折扣，尽管效用在产品年龄下降。 在这种情况下，我们建议对发行旧产品设定一个虚拟的惩罚。本研究中的目标函数略有不同Pierskalla和Roach（1972）但我们再次看到FIFO的发行是次优的。此外，我们还显示了43种情况下，最佳发行和FIFO发行在效用上的差异。
2.3 处置政策
关于易腐食品最优处置政策的第一批研究之一见于维诺特（1960）需求是确定性的。找到了第一个随机最优处置模型马丁（1986）。对于具有固定最大寿命和随机需求的易腐产品，马丁（1986）研究了一种新产品被处置的最佳时机和概率。处置策略是独立于订单策略和残值以及库存持有成本构建的。我们在本文中制定的处置政策最大限度地降低了运营和管理成本，并考虑了库存水平、库存产品的年龄、成本结构以及订单政策设定的补充过程。将对最优处置政策进行解释第3章。在再制造系统中也研究了处理策略：在重复使用一个组件多次后，它被处理以防止再制造的产品由于不可靠的组件而失效。主要是在再制造的背景下研究组合订货和处置策略。这些模型的结构与我们的易腐问题有很大的不同，最大保质期短的产品为m天。
Karaesmen等人的概述，表明处置政策是关于易腐产品库存管理的文献中研究不足的领域Karaesmen（2011)等人：“当顾客更喜欢新鲜的商品时，处置和过时是影响库存的年龄构成（新鲜度）并能影响需求的关键决定。分析简单有效的处置和过期政 策，处置与补充政策的协调[.]仍然是研究不足的研究问题。在下一节中，我们提出了一个MDP模型，用于导出成本最优的库存-年龄依赖的排序和处置策略。因此，本文有助于从理论和实践的角度更好地理解易腐食品库存的最佳控制。
3 马尔可夫决策模型
我们研究的三个库存优化问题是确定最优订单策略，即最优发布政策和最优处置政策。 这些问题都可以表述为马尔可夫决策问题(MDP)。最小化的目标函数是一个线性成本函数，由库存持有成本、短缺成本、废物成本（包括单位订购成本）和发行将在一天结束 时到期的旧产品的折扣或罚款成本组成。罚款成本可以看作是供应商给予其消费者的真实或虚构的折扣。如果旧产品显示效用下降，单位罚款成本作为一种激励，发行不太多的旧产品。在下面的MDP模型中，我们假设一个单一类型的客户，其需求可以由m个年龄类别中的任何一个产品来满足。
成本最优订单策略的计算在文献中得到了很好的解决：在几乎所有的研究中，人们都假设一个固定的发行策略，并且没有过早的处置（也就是说，只有过期的产品才会被处置）。最近，一个最优的股票年龄相关发行策略的计算在海耶（2011）在医院发放血液产品的实际环境中，使用基本库存政策订购血液产品。结果表明，有时最好发行年轻产品，让库存中最老的产品过期。由于控制发行在许多情况下可能是不切实际的，特别是在大卖场，我们检查是否可以通过最优的库存年龄依赖的处置政策来实现类似的成本降低。由于结果可能强烈依赖于基准库存策略的参数，我们还考虑了订购策略和处置策略的积分优化。在这一部分中，我们提出了一个马尔可夫决策模型，它同时优化了排序策略和处理策略。该模型还可用于相互隔离地优化两种策略。
课题毕业论文、文献综述、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
