供應鏈不確定性的分析和控制——一個隨機控制理論的觀點.pdf

1、在供應鏈系統(tǒng)中，信息流的不確定性(客戶需求不確定性、前置時間不確定性、庫存數(shù)據(jù)不確定性)通常是妨礙有效的供應鏈管理決策，進而阻礙高質(zhì)量與高效率的物流的主要原因。現(xiàn)代信息技術的長足進步為形成平穩(wěn)可靠的供應鏈信息流，進而改善供應鏈管理決策奠定了堅實的基礎，但信息的價值(對不確定性的克服)問題尚未被充分理解。本文將供應鏈系統(tǒng)看作是一個輸入輸出為隨機過程的動態(tài)系統(tǒng)，嘗試提出一個基于隨機控制理論的架構，以統(tǒng)一的視角考察供應鏈的各種不確定性，系統(tǒng)地

2、設計不確定性條件下的控制和估計策略，并以解析的形式探討不確定性對供應鏈運行的影響以及不確定性的對立面-信息在供應鏈管理中的價值。全文主要研究內(nèi)容如下：
　　 1)研究客戶需求不確定性及其在供應鏈系統(tǒng)當中的傳播問題(牛鞭效應)。其中供應鏈系統(tǒng)由動態(tài)物科平衡方程構成，供應鏈前置時間為任意固定常數(shù)，客戶需求采用一般的ARMA時間序列模型進行刻畫。我們將供應鏈看作是一個輸入為隨機信號的線性時不變動態(tài)系統(tǒng)。在此設定下，本文提出了一個基于經(jīng)

3、典最小方差控制理論的結(jié)構化框架用于供應鏈管理策略的設計和分析：我們根據(jù)最小方差準則直接導出了最優(yōu)預測方法、傳統(tǒng)的Order-Up-To訂貨策略和廣義Order-Up-To策略的解析數(shù)學表達式；在給定以上策略的基礎上，我們采用線性時不變系統(tǒng)理論(時域和頻域工具)分析供應鏈系統(tǒng)的隨機特性。通過這個框架，我們從控制理論的角度重新解釋了前人研究當中的若干重要結(jié)果，并且推導和分析了廣義OUT策略的新的特性。進一步，我們構造了一個優(yōu)化模型用以降低整

4、條供應鏈運行的可變成本，該成本同供應鏈管理策略的參數(shù)緊密相關。
　　 2)研究供應鏈前置時間不確定性問題。其中的供應鏈模型繼承自研究客戶需求不確定性時所采用的基本設置，但供應鏈前置時間不再設定為固定常數(shù)，而是擴展為一個馬爾可夫隨機過程。由于前置時間特性發(fā)生改變，供應鏈系統(tǒng)的動力學特性也隨之變化。我們以固定常數(shù)前置時間供應鏈模型作為起點，對比分析了時變前置時間供應鏈模型的動力學特性。在此基礎上，我們從最小方差控制理論的角度出發(fā)，提

5、出了一個供應鏈管理策略設計和分析的量化框架，將分析客戶需求不確定性時所采用的解析方法連貫地拓展到前置時間不確定性的研究領域中。在這個框架中，我們給出了前置時間不確定條件下的Order-Up-To和廣義Order-Up-To策略的解析表達式，并且給出了上述策略在不同信息完備程度下的變化形式。在此基礎上，我們量化討論了在這些策略下的庫存變量和訂單變量的統(tǒng)計特性，分析了前置時間不確定性以及信息的不完備對供應鏈運行造成的影響。
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6、)考慮供應鏈庫存數(shù)據(jù)不確定性問題，重點研究如何充分利用信息以改進庫存數(shù)據(jù)的精度。我們首先研究庫存數(shù)據(jù)不確定性對供應鏈系統(tǒng)運行的影響，以說明改進庫存數(shù)據(jù)精度的必要性。然后，著重探討流程工業(yè)庫存數(shù)據(jù)處理問題，即流程工業(yè)數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)問題。我們提出一個新的框架，用于流程工業(yè)廣義線性動態(tài)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)。同經(jīng)典的動態(tài)數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)方法相比，本文提出的新的框架能夠以一個更為簡化的形式保持相同的濾波精度。同時，這個框架的統(tǒng)計性質(zhì)為動態(tài)顯著誤差識別技術的改進提供了

7、新的可能性。在這個框架的基礎上，我們重新推導了前人提出的遞推濾波公式，并修改了經(jīng)典的廣義極大似然比方法用于廣義線性動態(tài)系統(tǒng)的顯差檢測。進一步，我們提出的框架提供了若干新觀點以揭示線性穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)技術，線性動態(tài)數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)技術和卡爾曼濾波器之間的理論聯(lián)系和區(qū)別，以及在提高庫存數(shù)據(jù)精度方面，線性動態(tài)數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)相比于線性穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)技術的優(yōu)勢所在。
　　 4)初步嘗試將ARMA客戶需求不確定性研究擴展到多變量網(wǎng)狀供應鏈系統(tǒng)(即每個供應鏈成員