0 引言

在日益激烈的全球化競爭中，技術(shù)革新的加速、產(chǎn)品生命周期的縮短，都需要供應(yīng)鏈敏捷快速的反應(yīng)能力。然而供應(yīng)鏈管理中卻長期存在著信息不明、滯后、失真等問題，這大大降低了供應(yīng)鏈管理的效果和效率。如何保證產(chǎn)品信息在供應(yīng)鏈中流通的及時(shí)性、準(zhǔn)確性從而增強(qiáng)供應(yīng)鏈的快速反應(yīng)能力，成為供應(yīng)鏈管理的難點(diǎn)。而RFID技術(shù)為這一難題提供了新的解決手段和思路。

RFID(無線射頻，Radio Frequency Identification)，是一種利用無線射頻通信方式實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。與常見的其他信息采集技術(shù)相比，RFID技術(shù)優(yōu)勢主要有兩大類：速度優(yōu)勢和可見性優(yōu)勢。由于這兩種優(yōu)勢，供應(yīng)鏈上的相關(guān)企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)RFID在“供應(yīng)鏈到存儲(chǔ)倉庫”的應(yīng)用，通過帶有電子標(biāo)簽的貨盤、紙箱以及可重復(fù)利用的集裝箱來追蹤整個(gè)分銷系統(tǒng)商品的流動(dòng)情況，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)掌握物品流動(dòng)信息，有效削弱“牛鞭效應(yīng)”，為企業(yè)的決策提供最真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)。

目前，針對(duì)RFID技術(shù)在供應(yīng)鏈中的研究已經(jīng)很多，但基于RFID在供應(yīng)鏈中優(yōu)化庫存控制模型上的應(yīng)用還很少。郭龍巖^[1]等在對(duì)一般性供應(yīng)鏈信息模型的基礎(chǔ)上，提出了概念化的基于RFID的供應(yīng)鏈信息模型。為此，本文將在經(jīng)典的(Q,R)庫存優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上，利用RFID信息采集的優(yōu)勢構(gòu)建復(fù)合的（Q,R）庫存優(yōu)化模型，并應(yīng)用在品名為紅河（軟甲）香煙庫存控制管理的實(shí)際營銷數(shù)據(jù)仿真分析中，得到在嵌入RFID敏感數(shù)據(jù)采集后的庫存狀況優(yōu)化效果。

1.庫存管理應(yīng)用RFID技術(shù)回顧

通俗地說，庫存管理的目標(biāo)是在正確的時(shí)間，正確的地點(diǎn)能夠提供正確數(shù)量的商品。實(shí)際上，因?yàn)樯唐返亩鄻有院托畔⒌臏笮?，這個(gè)目標(biāo)是不可能完全達(dá)到的本科畢業(yè)論文格式，但是我們可以提高時(shí)間和空間的效率，改善庫存狀況。解決商品多樣性通常是按照“關(guān)鍵少數(shù)、次要多數(shù)”的原則，而RFID技術(shù)的敏感數(shù)據(jù)采集正好克服信息滯后問題，二者相結(jié)合構(gòu)成庫存管理中的優(yōu)化方案。

RFID作為物資的識(shí)別手段，除了存儲(chǔ)唯一標(biāo)識(shí)號(hào)之外，還可以存儲(chǔ)大量和物資相關(guān)的有用信息，并且通過無線方式安全傳輸。RFID標(biāo)簽將被封裝在物資的表面，其中包含的各種信息被存儲(chǔ)在標(biāo)簽中央的芯片中，并且可以被與之配合工作的讀卡器在可控范圍內(nèi)讀取并更新。RFID讀卡器可以有多種接口和方式與后臺(tái)的軟件系統(tǒng)連接，進(jìn)行更為復(fù)雜的邏輯處理。RFID技術(shù)與現(xiàn)在常見的條碼技術(shù)不同，RFID標(biāo)簽?zāi)軌驍y帶的信息量更大，能夠通訊的距離更長，使用方式靈活。其基本原理如圖1所示。^[2]

圖1 RFID標(biāo)簽工作原理示意圖

RFID作為一項(xiàng)識(shí)別技術(shù)，在軍事上已經(jīng)應(yīng)用了20多年，最初是用來尋找和識(shí)別軍用罐頭^[3]。在商用物流供應(yīng)鏈管理上的應(yīng)用開始于2001年的休閑時(shí)裝巨頭GAP公司采用RFID追蹤管理服飾，獲得了99.9%的庫存準(zhǔn)確率和使其銷售收入增加了2～7%^[4]。零售商巨頭沃爾瑪從2003年起在其物流倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)使用RFID技術(shù)，并要求它的前100名主要供應(yīng)商在2005年前使用電子標(biāo)簽^[5]。RFID在國內(nèi)同樣得到了廣泛應(yīng)用，白沙集團(tuán)在其卷煙物流中巧妙地將RFID技術(shù)運(yùn)用到收貨、揀貨、盤點(diǎn)、移庫、調(diào)整等倉儲(chǔ)管理環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的突破^[6]。上海石化把RFID與BPM（Business Process Management ，交易流程管理）相融合建成物流信息系統(tǒng)管理平臺(tái)，擴(kuò)展了信息系統(tǒng)的應(yīng)用層面和管理幅度^[7]。

Brewer^[8] 從供應(yīng)鏈的視角對(duì)RFID的應(yīng)用進(jìn)行了解釋，他認(rèn)為RFID與GPS等技術(shù)的使用能夠提供商品更加及時(shí)準(zhǔn)確的信息。Moran^[9] 等通過仔細(xì)觀察零售企業(yè)使用RFID后的庫存狀況進(jìn)行了詳細(xì)的描述。他們的研究結(jié)論是由于RFID在商品過程的操作、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換等過程信息的采集，涉及到商品的訂購、內(nèi)部單據(jù)、盤點(diǎn)、補(bǔ)貨、逆向物流等信息收集，從而能夠提升生產(chǎn)效率、降低成本、改善服務(wù)。Moran^[9]等還指出，RFID的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)庫存可視化，倉容設(shè)施更加有效利用，從而確保訂貨又能減低庫存量，加快商品周轉(zhuǎn)，讓“信息”成為“庫存”（即不需有實(shí)物庫存卻能通過信息及時(shí)獲取商品）論文怎么寫。Garcia^[10]還提出了通過RFID技術(shù)，能夠?qū)ι唐返淖詣?dòng)分類，提高工作效率等。

基于射頻識(shí)別技術(shù)，根據(jù)倉儲(chǔ)管理中的實(shí)際情況和需求，將電子標(biāo)簽封成卡狀，貼在每個(gè)貨物的包裝上或托盤上，在標(biāo)簽中寫入貨物的具體資料、存放位置等信息。同時(shí)在貨物進(jìn)出倉庫時(shí)可寫入送達(dá)方的詳細(xì)資料，在倉庫和各經(jīng)銷管道設(shè)置固定式或手持式閱讀機(jī)，以辨識(shí)、偵測貨物流通。這是RFID在物流倉儲(chǔ)系統(tǒng)中應(yīng)用的基本思路。

2 庫存控制模型

庫存管理是物流過程中的核心內(nèi)容，在庫存決策中，有三大類成本起到非常重要的作用：

（1）訂購成本：指補(bǔ)貨時(shí)采購商品的相關(guān)成本。

（2）庫存持有成本：該成本是因一段時(shí)間內(nèi)存儲(chǔ)或持有商品而導(dǎo)致的，一般與所持有的平均庫存量成正比。

（3）缺貨成本：當(dāng)客戶下達(dá)訂單但所訂購的貨物無法由平常所指定的倉庫供貨時(shí)，就產(chǎn)生了缺貨成本。

這三種成本之間相互沖突或存在悖反關(guān)系。要確定訂購量補(bǔ)足某種產(chǎn)品的庫存，就需要對(duì)其成本關(guān)系進(jìn)行權(quán)衡。通常這三種成本的關(guān)系可以用圖2表示：

2.1 傳統(tǒng)庫存控制(Q,R)模型

庫存控制常用的模型主要是定量訂貨模型（Q,R）,它是基于連續(xù)性檢查的固定訂貨量、固定訂貨點(diǎn)的策略，其基本思想是：對(duì)庫存進(jìn)行連續(xù)盤點(diǎn)，當(dāng)庫存低于訂貨點(diǎn)水平R時(shí)，發(fā)出一次訂貨，訂貨量為Q。如果用C（Q,R）表示每年庫存持有、訂貨及缺貨的期望平均成本，且假設(shè)所有超過需求的訂單都可以延遲本科畢業(yè)論文格式，則有：

（1）

其中A：每次訂貨的固定成本；Q：經(jīng)濟(jì)訂貨批量；H：單位庫存持有成本；B：單位缺貨成本；：提前期內(nèi)需求概率密度函數(shù)；：提前期內(nèi)需求累計(jì)分布函數(shù)；：需求是隨機(jī)的靜態(tài)的，任意固定的時(shí)間間隔內(nèi)需求的期望值；：存在一個(gè)正的、固定的訂貨提前期。

2.2 基于RFID的復(fù)合(Q,R)庫存模型

由于RFID技術(shù)，我們可以實(shí)時(shí)的了解到訂單在提前期內(nèi)的狀態(tài)和位置，而傳統(tǒng)的(Q,R)庫存策略并沒有利用到這些豐富的供應(yīng)鏈信息，（Q,R）模型不能動(dòng)態(tài)的及時(shí)的調(diào)整訂購策略，為此我們?cè)冢≦,R）的基礎(chǔ)上定義一個(gè)零售商可選擇的緊急訂購策略，經(jīng)濟(jì)訂購量，成本為，而（Q,R）則用來處理正常的訂購。

假定1 在一個(gè)提前期內(nèi)，只會(huì)有一個(gè)訂貨，即不發(fā)生合同交叉的問題；

假定2 連續(xù)的隨機(jī)提前期是相互獨(dú)立的，訂貨合同之間不發(fā)生交叉；

假定3 將提前期分為N個(gè)階段，RFID閱讀器置于N>1，訂單從階段i到i+1的時(shí)間服從指數(shù)分布；

零售商在階段b中選擇緊急訂購策略的概率為：，是正常訂購提前期內(nèi)的隨機(jī)變量。提前期內(nèi)的需求，它的概率密度函數(shù)：，是的概率密度函數(shù)。

 考慮在一個(gè)庫存周期中，零售商沒有選擇緊急訂購策略的期望成本：

（2）

零售商在階段b中選擇緊急訂購策略的期望成本：

（3）

其中：滿足，即緊急訂購提前期越短，訂購成本越高。

令： （4）

即：在階段b庫存量時(shí),零售商選擇緊急訂購，訂購量為；反之選擇正常訂購。下面我們對(duì)（3）式求偏導(dǎo)：

可知F（x）為單增函數(shù)，如果K(l)增加， y都有增加，因此增加，由定義知必然下降。

如果Q是常數(shù)，緊急訂購策略下的訂購點(diǎn)必然小于等于（Q,R）中的，因?yàn)樵诰o急訂購策略中，持有成本和缺貨成本（H,B）等于（Q,R）模型中的相應(yīng)成本。由于K>A，則緊急訂購降低了缺貨成本，為了使缺貨概率達(dá)到最優(yōu)水平，必然。

3 仿真優(yōu)化

對(duì)于隨機(jī)性庫存系統(tǒng)，因?yàn)樽兞康碾S機(jī)性以及系統(tǒng)變量之間存在的復(fù)雜非線性關(guān)系，用解析方法求解不但需要作一些假設(shè)，而且公式復(fù)雜求解困難。啟發(fā)式算法則不受隨機(jī)變量的影響，而且可以更自然地描述系統(tǒng)變量之間的非線性關(guān)系。因此本文采用遺傳算法計(jì)算復(fù)合（Q,R）模型最優(yōu)解。

3.1 遺傳算法

遺傳算法是一種全局優(yōu)化自適應(yīng)概率搜索的仿生算法，它借鑒生物的自然選擇和遺傳進(jìn)化進(jìn)制，使用群體搜索技術(shù)，通過對(duì)當(dāng)前群體施加選擇、交叉、變異等一系列遺傳操作，從而產(chǎn)生出新一代的群體，并逐步使群體進(jìn)化到包含或接近最優(yōu)解的狀態(tài)。仿真算法的優(yōu)化步驟如下：

（1）針對(duì)復(fù)合（Q,R）庫存模型的特點(diǎn)，采用實(shí)數(shù)隊(duì)作為編碼，將作為庫存模型仿真優(yōu)化的染色體；

（2）根據(jù)編碼方案產(chǎn)生初始種群；

（3）在遺傳算法終止前循環(huán)執(zhí)行（4）—（6）；

（4）計(jì)算適應(yīng)度函數(shù)值：，將個(gè)體的適應(yīng)度由大到小進(jìn)行排序；

（5）選擇算子：采用最優(yōu)保存策略，具體操作過程是：

（a）找出當(dāng)前群體中適應(yīng)度最高的個(gè)體和適應(yīng)度最低的個(gè)體；

（b）若當(dāng)前群體中最佳個(gè)體的適應(yīng)度比總的迄今為止的最好個(gè)體的適應(yīng)度還要高，則以當(dāng)前群體中的最佳個(gè)體作為新的迄今為止的最好個(gè)體。

（6）交叉算子：在相互配對(duì)的兩個(gè)個(gè)體編碼串中隨機(jī)設(shè)置兩個(gè)交叉點(diǎn)，交換兩個(gè)個(gè)體在所設(shè)定的兩個(gè)交叉點(diǎn)之間的部分染色體；

（7）變異算子：均勻變異，具體操作過程是：

（a）依次指定個(gè)體編碼串中的每個(gè)基因座為變異點(diǎn)；

（b）對(duì)每一個(gè)變異點(diǎn)，以變異概率從對(duì)應(yīng)基因的取值范圍內(nèi)取一隨機(jī)數(shù)來替代原有的基因值。

4 案例分析

由RFID跟蹤的銷售記錄本科畢業(yè)論文格式，某卷煙商業(yè)企業(yè)品名為紅河（軟甲）某月份日銷售記錄如表1所示，提前期分布如表二所示：

表一 某月份紅河（軟甲）日銷售記錄

表二 提前期分布

通過RFID跟蹤獲得的數(shù)據(jù)可以及時(shí)、準(zhǔn)確地得到所需參數(shù)：

日需求均值：日需求標(biāo)準(zhǔn)差：

持有成本：H=4400缺貨成本：B=530

正常訂購成本：A=120 緊急訂購成本：K=[130，220]

緊急訂購提前期：=2天

現(xiàn)將正常訂購提前期分為三個(gè)階段b=1,2,3，，Q=[400,700]，R=[250,450]

由前述遺傳算法可得到傳統(tǒng)的(Q,R)模型中的最優(yōu)解Q=486；R=372；K=130；=0.85，在服務(wù)水平為95%時(shí)可節(jié)約成本為4.4%，降低缺貨成本81.2%，如下表三：

表三 傳統(tǒng)(Q,R)模型與復(fù)合（Q,R）模型比較結(jié)果

以一個(gè)周期內(nèi)的庫存成本作為目標(biāo)函數(shù)，采用遺傳算法的尋優(yōu)過程（通過MATLAB7.0編程實(shí)現(xiàn)）如圖3所示：

圖3 遺傳算法尋優(yōu)迭代過程

（Q,R）模型中當(dāng)庫存位置到達(dá)訂購點(diǎn)R=372時(shí)，則訂購批量Q=486，為了盡可能的避免缺貨的發(fā)生，當(dāng)庫存位置到達(dá)Yb=315時(shí)，則采用復(fù)合（Q,R）模型中的緊急訂購策略，訂購批量為aQ=413，傳統(tǒng)的（Q,R）模型與復(fù)合（Q,R）模型的比較如圖4所示：

圖4 傳統(tǒng)（Q,R）模型與復(fù)合（Q,R）模型

4 結(jié)語

本文利用RFID信息采集的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性，在傳統(tǒng)的（Q，R）庫存控制模型的基礎(chǔ)上定義了復(fù)合的（Q,R）模型，由于模型的非線性給模型的精確求解帶來了困難，本文采用啟發(fā)式算法中的遺傳算法尋優(yōu)求解，并結(jié)合紅河香煙的庫存管理實(shí)際案例分析比較了傳統(tǒng)的（Q,R）模型與復(fù)合模型，采用復(fù)合模型可以降低庫存成本3%—4%，降低缺貨成本78%—81%,可見復(fù)合的（Q,R）庫存控制模型具有更明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

由于RFID讀取率還不能達(dá)到100%，從而難免會(huì)有數(shù)據(jù)缺失，因此在數(shù)據(jù)缺失的情況下庫存控制模型需要做怎樣的改動(dòng)本文沒有作進(jìn)一步的探索。