The purpose of this study is to determine an optimal or near optimal inventory policy for a two-echelon distribution system, in which one central warehouse stocks goods for distribution to retailers. The criterion is to minimize the total variable system cost per year incurred at the central warehouse and retailers as a system.
The main part of this study is in the following three areas: First, this thesis presents a deterministic inventory model for a two-echelon distribution system. The model is developed under the assumption that the central warehouse and retailers order periodically. Based on the characteristics of the optimal policy, an iterative algorithm is developed to find an optimal inventory policy. Solutions of the model to a large number of test problems show that the model outperforms other existing models in the literature without sacrificing the computation time.
Second, this thesis presents a stochastic inventory model for a single-echelon system in which, during a stockout period, a fraction β of demand is backordered and remaining fraction 1-β is lost. An iterative algorithm is developed to find an optimal inventory policy. At the extremes β=1 and β=0, the model presented reduces to the usual backorders and lost sales case, respectively.
Third, this thesis presents a stochastic inventory model for a two-echelon distribution system. Based on the interactions between the central warehouse and retailers, an iterative algorithm is developed to find an optimal or near optimal inventory policy. Numerical experience with a large number of problems shows that the algorithm converges rapidly. A numerical example is given to illustrate the savings in annual cost by the two-echelon inventory model compared to the situation where the suboptimal inventory policies are determined sequentially, from the retailer level to the central warehouse.
본 논문은 2단계 분배체계(two-echelon distribution system)에 대한 최적 재고 정책을 결정하고 일반적인 다단계 분배체계(multiechelon distribution system)의 재고 정책을 결정하는 데 대한 기초를 제공하고자 한다. 일반적으로 대단위 분배체계는 여러 곳의 보관장소(stocking point)로 구성되어 있으며 이들 장소에 제품을 보관하고 있다가 한 체계내의 다른 보관장소로 제품을 분배하게 된다. 비록 이와 같은 다단계 분배체계가 실제적으로 흔히 발견되고 이에 대한 최적 재고 정책이 많이 연구되어 왔지만 대부분 실제의 분배체계는 단일단계 재고 모형(single-echelon inventory model)을 이용하여 관리되고 있다. 이와 같은 모형은 여러 보관장소에서의 수요, 주문량 및 재발주점간에 상호작용(interaction)을 무시한 것이다. 다단계 분배체계를 관리하는 데 있어서 단일단계 재고 모형을 사용하는 것보다는 전체적인 체계 모형으로 다단계 재고 모형을 사용하는 것이 훨씬 좋은 결과를 낳는다는 것이 알려져 있다.
본 연구에서 얻어진 결과는 다음의 3가지 분야로 구분될 수있다.
첫째로, 본 논문은 2단계 분배체계에 대한 확정적 재고모형을 제시 하였다. 이 모형은 중앙창고와 소매상들이 정기발주를 한다는 가정하에서 개발되었다. 최적 재고 정책의 특성에 근거하여 최적해를 결정할 수 있도록 반복적 해법이 개발되었다. 많은 수의 문제들에 대한 해를 구해 본 결과 계산시간을 희생시키지 않고도 기존의 모형들 보다 좋은 결과를 보였다.
둘째로, 본 논문은 품절 기간 중 수요의 β는 부재고(backorder)되고 β는 유실(lost)되는 상황하에서의 단일단계에 대한 확률적 재고 모형을 제시하였고, 최적 재고 정책을 결정하는 반복적 해법이 개발되었다. β=1과 β=0의 양 극단에서는, 제시된 모형은 통상의 부재고 경우와 유실 판매의 경우로 각각 환원되었다.
세째로, 본 논문은 2단계 분배체계에 대한 확률적 재고 모형을 제시하였고, 중앙창고와 소매상들간의 상호작용에 근거하여 최적 또는 최적에 가까운 재고 정책을 결정할 수 있도록 반복적 해법이 개발되었다. 많은 수의 문제에 대한 해를 구해 본 결과 해법이 빠르게 수렴하였다. 소매상 수준으로부터 중앙창고까지, 축차적으로 준최적화(subpotimal) 재고 정책이 결정되는 경우와 비교하여 2단계재고 모형에 의하여 연간 비용이 절감되는 수치 예를 제시하였다.
