血液是医疗与健康系统的重要组成部分,是治疗病症、抢救患者生命的必需品。血液管理是我国公共卫生事业管理工作的重中之重。国家从重视血液的质量安全,逐步转移到重视血液的供需匹配。血液的供需匹配离不开血液的供应链管理。因此,科学合理的血液供应链管理是血液管理工作的重点和难点。然而,血液供应随机、需求随机异质和多库龄共存的复杂特质增加了血液在供应端、需求端和库存端的风险,加大了血液供应链的管理难度,给血液中心和医院带来了新的挑战。并且,针对血液不同复杂特质,在血液供应链管理实际运作中也会存在不同的应急策略或情境,如补货、替代策略。因此,立足血液供应链管理面临的实际运作情境,聚焦血液复杂特质,研究血液供应链管理理论与方法具有重要理论意义与实践价值。本文结合国内外血液供应链管理理论研究和实践应用的进展、不足和发展趋势,立足血液供应链管理面临的实际运作情境,聚焦血液供应随机、需求随机异质和多库龄共存的复杂特质,运用动态规划、随机库存理论和数值仿真等理论和方法,分别构建了考虑血液需求紧急度异质的血液供应链管理模型、考虑血液供应随机和需求新鲜度异质的血液库存模型、考虑血液供应随机和多库龄共存的库存模型,系统深入研究了血液的最优订血策略。主要研究内容与结论如下:首先,研究了考虑血液需求紧急程度异质的订血策略。本部分在血液需求随机环境下,研究了由一个医院和一个血液中心组成的两级血液供应链管理问题。医院面对优先级不同的异质需求:紧急需求和常规需求。考虑血液短缺程度可能存在差异性,医院可针对紧急需求和常规需求采取不同的补血策略。本章构建了仅对紧急需求补血、对紧急和常规需求都补血情形下的血液供应链管理优化模型,给出了血液中心的最优采集策略和医院的最优订血策略。在此基础之上,讨论了不同补血策略和紧急需求波动的影响。研究表明:仅对紧急需求补血时,血液中心的最优采集策略取决于医院订血量、紧急需求分布、血液中心单位短缺和报废成本以及单位补血成本等参数。对紧急和常规需求都补血时,紧急需求分布和成本等参数决定了可行的采集策略,而期望成本决定了最优的采集策略。对紧急和常规血液需求都补血的策略下,医院的最优订血量总是最低的,血液中心最优采集量总是最高的。对整个血液供应链来讲,无论是从成本效益,还是社会效益,对紧急和常规血液需求都补血策略是最好的。其次,研究了考虑血液供应随机和需求新鲜程度异质的订血策略。本部分在血液供应和需求双边随机环境下,研究了医院的联合订血策决策优化问题。医院面对着对血液新鲜程度要求不同的异质需求,考虑到新鲜血液和非新鲜血液在需求满足上存在的单向替代行为,构建了不考虑和考虑血液替代策略的医院订血决策优化模型,给出了医院的最优联合订血策略,讨论了血液替代策略、供应随机和血液需求波动的影响。研究表明:医院关于新鲜血液和非新鲜血液的联合订血策略存在且唯一。血液替代策略使得医院通过调节新鲜血液和非新鲜血液订血量,来提高服务水平、降低成本。应对新鲜血液供应随机,医院“放大”对新鲜血液订血量。当新鲜血液供应可靠性很低或者很高时,血液替代效果最好。此时,医院能够以最低的成本提供最高的服务水平。血液需求波动增加将提高医院成本。新鲜血液需求波动增大促使医院提高订血量以维持较高的服务水平。当新鲜血液波动处于中间值时,对血液新鲜度无偏好需求的服务水平最高,替代效果最好。然而,血液新鲜度无偏好需求波动增大时,虽然其服务水平降低,但替代策略在成本优化上的效果将变好。最后,研究了考虑血液供应随机和多库龄共存的订血策略。本部分在血液供应和需求双边随机环境下,研究了不同生命周期成分血的订血决策优化问题。医院针对不同生命周期的成分血会做出不同的订血决策。本章考虑三种不同生命周期,分别为单个生命周期、两个生命周期以及多个生命周期,构建了有限时间界限下的多周期动态规划的医院订血决策优化模型,研究了针对不同生命周期成分血的最优订血策略,分析了生命周期和供应随机的影响。研究表明:针对单个生命周期的成分血,其最优库存水平也是订血量,满足基本库存策略。针对两个生命周期的成分血,其订血点和最优库存水平不同。最优库存水平是随着期初库存水平的不同而不同。针对多个生命周期的成分血,最优库存水平是订血点,满足基本库存策略。单个生命周期成分血的订血点总是低于两个和多个生命周期成分血的订血点。给定相同期初库存水平,成分血生命周期越长,订血量越大,最优库存水平越高。订血点的高低只与各项成本参数以及随机需求相关,不受供应随机的影响。当供应随机性升高时,将会增加订血量,来对冲血液供应的随机波动,以降低血液短缺风险。