摘 要

随着经济全球化的发展，制造业的发展日渐趋于成熟，市场竞争也越来越激烈。企业的生产运营成本构成日益复杂，为制造企业带来了严峻的挑战。调查数据显示，采购成本占制造企业运营总成本的40%-60%，采购成本最小化是制造企业提升经济效益的有效手段。供应商的供应不确定影响着制造企业的供应商选择和订单分配，其中影响较大的因素是供应商的交货提前期和产品价格。通过科学的供应商选择和订单分配，既能有效降低供应不确定带来的风险，也可以降低制造企业的损失与采购成本。

本文在回顾总结学者们对多源供应商选择和订单分配的研究的基础上，集中研究了供应商的交货提前期以及产品价格对于制造企业多源供应商选择和订单分配的影响。通过构建0-1整数规划模型，来求解使得制造企业采购成本最小化的供应商选择及订单分配方案。最后通过案例分析对模型可行性及有效性进行了验证。

本文的研究结论如下：

（1）供应商的交货提前期和产品价格是影响供应商选择的重要因素。当交货提前期和产品价格都变化时，订货越集中，企业的采购成本越低。

（2）在产品价格确定的情况下，当订单的交货提前期适当较长时，制造企业面临着延期交货的风险，采购成本也相对较高。

（3）当交货提前期确定时，产品价格的升高会使制造企业的采购成本增加。为了降低采购成本，制造企业在订单交货提前期短的供应商中可以选择产品价格相对较低者，以平衡交货提前期和价格的影响，有效弥补订单延误造成的处罚，使企业利润最大化。

关键词：交货提前期；产品价格；多源供应商选择；订单分配；0-1整数规划

Abstract

With the development of economic globalization, the development of manufacturing industry is becoming more and more mature, and the market competition is becoming more and more fierce. The cost structure of production and operation is becoming increasingly complex, which brings severe challenges to the development of manufacturing enterprises. Survey data show that procurement cost accounts for 40% to 60% of the total operating cost of manufacturing enterprises, and the minimization of procurement cost is an effective means for manufacturing enterprises to improve economic benefits. Supplier uncertainty affects supplier selection and order allocation of manufacturing enterprises, among which supplier lead time and product price are the most important factors. Scientific supplier selection and order allocation can not only effectively reduce the risk of supply uncertainty, but also reduce the loss and procurement cost of manufacturing enterprises.

On the basis of reviewing and summarizing scholars' studies on multi-source supplier selection and order allocation, this paper focuses on the impact of supplier lead time and product price on multi-source supplier selection and order allocation in manufacturing enterprises. A 0-1 integer programming model is constructed to solve the supplier selection and order allocation schemes that minimize the procurement cost of manufacturing enterprises. Finally, the feasibility and validity of the model are verified by case analysis.

The research conclusions of this paper are as follows:

(1) Supplier lead time and product price are important factors influencing supplier selection. When the lead time of delivery and product price change, the more concentrated the order, the lower the cost of procurement.

(2) In the case of product price determination, when the delivery lead time of orders is appropriately long, manufacturing enterprises are faced with the risk of delayed delivery and relatively high procurement cost.

(3) When the lead time of delivery is determined, the increase of product price will increase the procurement cost of manufacturing enterprises. In order to minimize procurement costs, manufacturing enterprises can choose suppliers with relatively low product prices while setting the minimum lead time for orders. In this way, the impact of lead time and price can be balanced, and penalties caused by order delay can be effectively compensated, so as to maximize the profits of enterprises.

Key words：Lead time; Product price; Multi-source supplier selection; Order allocation; 0-1 integer programming

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及研究问题 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究问题 2

1.2国内外相关研究综述 2

1.2.1供应不确定及多源供应商 2

1.2.2 订单分配的相关研究 4

1.2.3模型中的影响因素研究 6

1.3 研究目的与研究意义 7

1.3.1 研究目的 7

1.3.2 研究意义 7

1.4 研究内容及框架 8

1.4.1 研究内容 8

1.4.2 研究框架 9

1.5 研究方法与技术路线 9

1.5.1 研究方法 9

1.5.2 技术路线 10

第2章 多源供应商选择与订单分配决策模型 12

2.1 引言 12

2.2 问题描述 12

2.3 符号定义与假设条件 13

2.3.1 假设条件 13

2.3.2 符号定义 13

2.4 数学模型构建 14

第3章 算例及敏感性分析 16

3.1 模型案例 16

3.2 案例求解 17

3.2.1 求解工具 17

3.2.2 案例求解结果 18

3.3 敏感性分析 19

3.3.1 交货提前期因素分析 19

3.3.2 价格因素分析 20

3.4 结论 21

第4章 总结与展望 22

4.1 研究总结 22

4.2 不足与展望 23

参考文献 24

致 谢 25

附录A 26

附录B 28

附录C 30

第1章 绪论

1.1 研究背景及研究问题

1.1.1 研究背景

成本控制一直以来是制造企业在运营发展过程中的重要环节，也是学术界的研究重点。制造企业的运营成本由多种成本共同构成，所占比重各不相同，而采购环节作为制造企业供应链中的重要组成部分，在整个供应链中起着至关重要的作用，因此采购成本是影响制造企业总成本的重要因素。相关研究资料显示，采购成本占据了产品单位成本的40%-60%，汽车制造企业的外购件成本占销售额的50%以上^[1]。采购是企业经济活动的重要组成部分，采购成本在企业经营成本最小化的过程中具有关键性作用。不论是制造企业控制自身经营成本，还是考虑供应链整体利润最大化，采购成本都是重点考虑要素。制造企业的成本构成如图1.1所示（数据来源：蒋云龙^[2]）。

图1.1 制造企业主要成本构成

在当今互联网时代，信息技术高速发展，企业之间的竞争日益激烈，竞争范围也越来越广，竞争形式也从单个企业之间的竞争向着供应链之间的竞争发展。供应链管理由采购管理、生产运营管理以及物流管理构成，其中采购管理是企业实施供应链管理的基础。采购管理的基本思想是：在确保产品质量的前提下，从合适的厂商，在合适的时间以合适的价格购入合适数量的产品。从其中可以看出，对制造企业而言，供应商的供货时间和供货价格是影响企业采购管理的重要因素。

面对竞争激烈的市场环境，制造企业通过各种手段提高自身的竞争力，为企业赢得竞争优势。目前大多数制造企业想依靠产品价格取得竞争优势，在市场相同的价格水平上，采购成本的降低是实现利润增长的突破口。而在企业进行原材料采购的过程中，供应商供货通常存在各种不确定性，为了控制供应风险，制造企业往往通过和供应商建立战略合作的方式来维护和供应商之间的良好关系，利用双方的资源和竞争优势进行整合，以此提高供应链的整体效益。

1.1.2 研究问题

在供应链管理中存在各种各样的不确定性，对于制造企业而言，供应商供货的准时性，供货质量和价格的稳定性是影响企业生产运营的重要因素。对于企业供应商选择和订单分配问题，很多学者在不同情境下进行了深入的研究与探讨。首先，薛军，薛红，纪尚峰^[3]针对连锁零售供应链中的核心企业在供应商能力不确定的情况下进行供应源选择和订单分配的问题进行了研究。Subramanian Pazhani, José A. Ventura 和Abraham Mendoza ^[4]研究了多供应商同时参与库存补充、库存持有和运输成本的多级串联供应链系统中的供应商选择和订单数量分配问题，提出了一种混合整数非线性规划模型，用于确定供应链各阶段的最优发明策略和初始阶段供应商之间的订单分配。在产能约束条件下，黄辉，纪玉娇等人^[5]研究了多产品、多价格折扣、考虑供应商负荷与产能状况及需求量为模糊值等多重约束条件下，供应商组合的优选及订单任务量的分配问题。马跃如，王子彦，万光羽^[6]则针对产能约束条件下订单交货提前期和产品价格对企业利润的影响进行了研究。郝丽，胡大伟，李晨^[7]以T－JIT 拉式生产方式的企业环境为研究背景，对采购管理中供应商选择和订单分配问题进行了优化。在供应商选择方面，臧运华^[8]研究了需求量大， 单一供应商无法满足供货需求情况下的多元供应商选择问题在订单分配及优化方面，王剑，周壮等人^[9]研究了考虑依赖关系和能力约束下的多供应链中的相互依赖订单分配问题。蒋云龙^[2]研究了制造企业在面临供应中断风险的情况下，以改善订单分配的方式来降低风险带来的损失的问题。

在以上的研究背景下，结合制造企业的实际情况，本文从制造企业存在的实际问题出发，以制造企业采购成本最小化为主要目标，同时兼顾企业其他目标，以制造企业的某种核心原材料为主要研究对象，在供应商供应情况不确定的情况下，研究制造企业核心原材料的供应商选择和订单分配问题。同时充分利用现有文献及数据，对研究结果进行优化，在丰富学术理论研究的同时，对制造企业有一定的建议和参考价值。

1.2国内外相关研究综述

1.2.1供应不确定及多源供应商

1）供应不确定的概念及影响因素

随着经济全球化速度的加深，由于产品更新加快、市场竞争加剧等因素的影响，供应链的规模日益扩大。随着供应链结构的复杂化，供应链不仅仅包括供应商、制造商、运输商、经销商和顾客，而且还增加了满足客户需求的诸多功能。随着环境动态性、供应链复杂性的加剧，供应链上的各个参与者面临着越来越多的不确定性。

在企业生产运营过程中，供应不确定是一个不可避免的现象。在以制造企业为核心的供应链系统中，制造商上游的每一个待选供应商都是独立的经济实体，供应商之间存在着不同的竞争与合作。由于供应商之间经营目标、经营策略、生产渠道的不同，各个企业会采取适用于自身的个性化操作方法来不断提高自己的竞争力，从而获得持久的生存动力与发展空间。因此各个独立的经济个体会拥有自己独特的定价策略、服务方式、质量保障手段，供应商客观存在的内在复杂性与瞬息万变的市场环境，令制造企业在选择供应商时面临着极大的不确定性。

造成供应商供应不确定的因素很多，设备故障、技术缺陷、安全事故、产出不确定、运输过程中的货损、自然灾害等原因都可能对供应商供货时间和供货数量或者产品质量造成影响。供应不确定对农业、医药业、机械制造业、电子装配业等行业的影响表现得尤其明显。例如，2015年天津港爆炸导致周围车企损失超过20亿元，丰田公司的部分零部件供应也因此中断^[10]。在制造行业中，例如电子、汽车等，由于生产工艺较为负责而且生产过程中涉及到的零部件较多，对于供应商的供货及时性和供货质量有更高的要求，因此对于制造企业来说，在供应商的供应不确定的情况下制定合理的采购策略是保证企业经济效益的重要决策。

2）供应不确定对企业的影响

供应商的供应不确定性对于制造企业进行采购决策提出了很大的挑战。供应不确定可能会导致供应链的参与者生产计划临时变更、生产效率降低、生产成本增加等不良后果。对于制造企业而言，当供应商的供应确定性不能保证时，可能会由于原材料供应不足，导致自身的产品产出数量或者产出质量不确定，从而影响对于下游客户的供货，进而造成客户流失，给企业带来信誉危机和巨额经济损失。麦肯锡咨询公司进行过一项针对制造企业的调查研究，调查结果表明，近年来供应不确定给企业带来的影响日益增大，也成为企业运营策略和战略规划中需要考虑的重要内容。例如，2008年，塑料及内饰供应商Plastech宣布破产，这直接导致其下游企业—克莱斯勒关闭了位于北美的五家整车总装厂，造成了克莱勒斯的巨额损失。2000年，美国飞利浦半导体工厂意外雷击事件导致其供应给客户爱立信公司的芯片被迫中断数周，这一供应中断事件给两家公司均带来了巨大损失^[11]。供应不确定的存在将会对企业造成缺货、延迟交货、信誉受损以及经济损失等不良影响。因此，在当代竞争激烈的市场环境中，企业尤其是制造企业将供应不确定考虑到运营决策当中是十分必要的。

3）选取多源供应商的原因

对于制造企业而言，成本控制是保证企业经济利益的重要手段，而采购成本作为生产成本的重要组成部分，是成本控制的重点考虑方向。在企业采购过程中，对于需求量大而且通用性高的原材料，为了取得价格竞争优势，企业往往执行的是多源采购，即单个原材料由两家或以上的供应商进行供货。制造企业采取多源供应期望通过供应商之间的价格竞争来降低采购价格，达到采购成本最小化的目的。除了价格优势之外，企业采取多源供应还能够帮助企业规避风险，在供应商由于无法抗拒原因无法交货时，企业可以采取防范措施。企业采取多源供应商的优势还有：

采取多源供应策略对于制造企业的资金管理具有积极作用。由于多源供应商的资金承受能力总是强于单源供应商的，所以当制造企业资金周转在短期内出现问题时，供应商可以充当缓冲。

选择多源供应商时，制造企业可以通过合理的订单分配维持与供应商之间的伙伴关系，并且在交货时间、产品质量、采购成本方面争取利益最大化。多源供应商还可以提高采购过程的透明度，多个供应商之间的竞争使采购行为具备基准，有利于制造企业与行业趋势保持同步。

多源供应商采购有利于制造企业解决信息不对称问题。多个供应商之间的竞价能使需求方及时了解产品的市场平均价格，从而作出准确的决策。

多源供应商采购有利于产品创新。供应商之间的竞争会加快产品的新陈代谢，新的替代品的产生，有利于制造企业获得外形美观，材料优异，结构稳定，附加值高的新型产品。

在信息时代，技术的更迭日新月异，多源供应商选择能使制造企业与新技术同行。多个供应商可以促进协作，避免单源供应商采购产生的“从一而终”现象。制造企业可以充分利用供应商中存在的专家型人才资源，重视他们的意见从而实现双赢。