基于CPFR的协同订单预测模型研究

张洋 刘勇军 周小平

摘 要：

协同订单预测是协同预测、规划与补货（CPFR）的核心研究内容，影响着供应链内成员的库存、补货以及客户的服务水平。以供应链成员协同预测为研究背景，分析供应链内多层次、多对象、多形式的成本模型，在达到客户服务水平的需求下，建立起供应链整体的协同订单预测模型，以期使供应链总成本最低，供应链整体效益最大化。

关键词：

CPFR;订单预测;多级库存成本控制

中图分类号：

F2

文献标识码：A

文章编号：1672-3198（2015）01-0063-03

0 引言

协同预测是协同预测、规划与补货（CPFR）的核心阶段，协同预测分为协同销售预测与协同订单预测。协同订单预测是根据销售预测、存货策略与供给面信息来做实际订单预测，以作为补货之用。由于订单预测是下个阶段实际补货的依据，订单预测结果偏高會导致库存积压，库存成本增加;订单预测结果偏低会导致缺货现象，顾客服务水平降低。因此订单预测的结果需要在客户服务水平和库存成本之间达到一种平衡，既要达到一定的客户服务水平，又要使库存成本最低。

沃尔玛和Warner-Lambert在1995年提出了CFAR（联合预测补货），项目实施成功后使得库存降低的同时也提高了补货能力。VICS委员会在吸纳CFAR理念和基于ECR（Efficient Consumer Response）原理的基础上，于1998年颁布了最早的CPFR指导方针，即协同规划、预测及补货三个阶段和九项步骤，以期推广为中立的全球开放式标准。东北大学戢守峰在借鉴国际上最新的理论和优化模型的基础上，从定性和定量分析相结合的角度，提出了协同商务下多层次CPFR库存控制方法和优化模型。Lyu等在分析供应链总成本和客户服务水平的基础上提出了基于CPFR的三种门市级零售商与供应商之间的协同补货策略。对于预测方法的研究，大部分都偏向于单一企业内部预测方法，很少有针对跨企业协同预测模型的研究，更没有针对CPFR的订单预测来建立预测模型。因此本文根据协同销售阶段确定的销售预测量以及供应链各节点企业的库存策略，以供应链总库存成本最小为目标函数，以客户服务水平为约束条件，以各个节点企业的订单预测量为变量，构建出协同订单预测模型。

1 多级库存成本结构分析

根据企业库存成本产生的原因，库存成本由以下三部分组成：

（1）库存持有成本。企业内部都会储存一定的库存以保证生产、销售的连续性，为保持这些库存会发生相关费用，如资金占用成本、仓库以及设备折旧费用、库存服务费用等。库存持有成本与库存量成正比。

（2）订货成本。是指本企业向外部发出一次订货所发生的各种活动的成本。这部分的成本主要包括谈判、订单、佣金等费用。订货成本与订货次数成正比。

（3）缺货成本。是指由于供应量不能满足需求时造成的损失，如市场机会损失、客户罚款、原材料供应中断导致的停产损失、高价紧急外购造成的损失等。缺货成本与库存量成反比的关系。

2 模型假设

为了研究问题的针对性，现做出如下假设：

（1）供应链模型是一个核心制造商以及该制造商的在某个地区的分销系统组成，分销系统包括一个物流中心，q个分销商和s个零售商。

（2）假设零售商和分销商的库存策略都为周期性盘点库存策略，其中零售商每周二、周四、周六、周日进行库存盘点，然后根据库存水平向分销商订货。分销商每周日进行库存盘点，然后根据库存水平向物流中心订货。物流中心的库存策略为连续性盘点的库存策略，实行库存水平的实时监控，当库存降到安全库存则向制造商订货。

（3）由于分销商和零售商的距离较近，一般下达订单后产品能很快送至零售商，故将这一段的提前期设置为0。分销商对零售商反馈上来的组合销售预测进行单项预测后，根据自己的库存策略向物流中心订货，分销商和物流中心的运输提前期为2天（2/7周）。

（4）鉴于供应链内成员间合作关系稳定，假设订货成本为0。

（5）假设零售商缺货时将会带来所有销售额的损失，因此零售商的缺货成本应该等于缺货量与单位产品销售价格的乘积。分销商缺货时将会采用紧急采购的方式向物流中心采购，紧急采购的方式将比正常采购的方式的价格要贵，假设紧急采购方式的价格是正常采购价格的两倍。物流中心缺货时会用紧急采购的方式向制造商采购，如果采购批量大于制造商的最大产能时将会发生销售额的损失。

（6）假设参与协同预测的企业的单位库存持有成本都相同。

（7）假设供应链的客户服务水平至少应大于SL（如：95%）。

下面是模型需要使用的符号列表：

3 协同订单预测模型建立

要求得最佳订货预测量，首先要构建出整个供应链的总库存成本模型。供应链的总库存成本等于供应链各个节点企业库存成本之和。

（1）零售商的库存成本模型，零售商的库存成本包括库存持有成本和缺货成本。零售商的库存策略如图1所示：

图1 零售商的库存策略图

首先计算零售商的库存持有成本。

4 结论

提高客户服务水平是以提高库存为代价的。而此模型得出的订单预测量既可以使得供应链总库存成本最小，又可以达到目标客户服务水平，因此具有很高的实际价值。该模型可以用遗传算法进行优化求解。

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