基于系統(tǒng)動力學(xué)的供應(yīng)鏈庫存控制系統(tǒng)

劉亞男+王延平

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各企業(yè)之間的競爭不僅僅是所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量、成本、外觀，而是轉(zhuǎn)化為供應(yīng)鏈之間的競爭。本文旨在對供應(yīng)鏈庫存系統(tǒng)進(jìn)行研究，運用系統(tǒng)動力學(xué)仿真方法，基于Anylogic仿真軟件，研究供應(yīng)鏈分銷網(wǎng)絡(luò)中的庫存控制問題。并對庫存控制問題進(jìn)行建模。

關(guān)鍵詞：仿真技術(shù)；庫存控制；系統(tǒng)動力學(xué)

一、引言

隨著市場經(jīng)濟(jì)的全球化，無論是傳統(tǒng)行業(yè)還是新興行業(yè)，之間的競爭都越來越大，大家關(guān)注的重點對象轉(zhuǎn)移到了供應(yīng)鏈的管理上。為了應(yīng)對企業(yè)生產(chǎn)過程中的不確定性以及顧客需求的多樣性、不確定性，供應(yīng)鏈的各節(jié)點都必須要有一定的庫存，這些庫存不僅占用了很大的資金量，使企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營成本增加，而且也供應(yīng)鏈整體性能和綜合成本受到制約。

在供應(yīng)鏈系統(tǒng)中，每個節(jié)點企業(yè)具有一定庫存，它們共同形成了一個多級庫存系統(tǒng)。在傳統(tǒng)的庫存控制系統(tǒng)中，大多是僅僅考慮單個企業(yè)的庫存，并沒有綜合研究。但是，隨著企業(yè)內(nèi)、外潛在的不確定性越來越多，對企業(yè)的影響也就越來越大。位于供應(yīng)鏈上每個節(jié)點企業(yè)，為了能夠更有效地管理和控制企業(yè)的運營，都在尋找?guī)齑娉杀九c收益綜合最大利潤點，如何得到較高的顧客滿意度和更低的庫存成本，成為了企業(yè)家們更加關(guān)注的話題。因此需要從一個更廣泛的角度來考慮和研究供應(yīng)鏈環(huán)境下的庫存控制問題。

有關(guān)供應(yīng)鏈管理的研究逐漸成為熱點，如Thomas等提出了協(xié)調(diào)的供應(yīng)鏈管理結(jié)構(gòu)，Bhatnagar等建立了多工廠協(xié)作模型。但大多數(shù)研究都是從管理運籌學(xué)的角度，運用線性規(guī)劃、最優(yōu)化理論等數(shù)學(xué)方法對庫存控制系統(tǒng)進(jìn)行分析。然而，供應(yīng)鏈管理過程中也存在著許多復(fù)雜的制約因素。所以用系統(tǒng)的方法來解決供應(yīng)鏈問題，能更好地展現(xiàn)與協(xié)調(diào)各節(jié)點之間的關(guān)系。

二、系統(tǒng)動力學(xué)方法

系統(tǒng)動力學(xué)是以系統(tǒng)反饋控制理論為基礎(chǔ)的，定量與定性相結(jié)合，研究系統(tǒng)發(fā)展變化的動態(tài)行為的仿真方法。其主要的理論基礎(chǔ)有：決策過程、反饋控制理論、系統(tǒng)分析的試驗方法、計算機(jī)仿真技術(shù)等。它把系統(tǒng)方法作為基本的思考方法，為解決和分析復(fù)雜的動態(tài)性問題提供了獨到而鮮明新思路。

系統(tǒng)的思考為系統(tǒng)動力學(xué)方法的理論基礎(chǔ)，該方法能夠把現(xiàn)實世界中系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與決策，轉(zhuǎn)換成動態(tài)的模型來表示，可進(jìn)行試驗，并對該模型進(jìn)行仿真運行，把得到仿真結(jié)果作為反饋信息，用來參考并指導(dǎo)修正所構(gòu)建模型，之后改進(jìn)模型或重新制訂策略。然后將新的策略加入之前得系統(tǒng)模型中，繼續(xù)仿真運行，分析并比較結(jié)果，以到達(dá)進(jìn)一步改進(jìn)模型和策略。這些程序也許會不斷地往復(fù)進(jìn)行，直到我們建立的最終模型更加接近現(xiàn)實情況。

三、庫存控制的系統(tǒng)動力學(xué)模型

（一）庫存控制模式流程

在以往的庫存控制模式下，每個節(jié)點處企業(yè)自己管理控制庫存，物流鏈中的每一個節(jié)點都具備自有庫存。每個企業(yè)都要對自己的庫存控制和生產(chǎn)、分銷或訂貨行為負(fù)責(zé)。在供應(yīng)鏈中的每一個級別都有自己的庫存，但這種模式使每個庫存控制策略相互封閉，信息流與物流都是單向傳遞，它們之間不通信息，只有零售商真實的掌握客戶需求。

（二）定量庫存控制模型

當(dāng)庫存水平到達(dá)訂貨點（根據(jù)公司需要預(yù)先設(shè)定的庫存水平）時，就發(fā)出訂單，進(jìn)行補(bǔ)貨，這種模式就是定量庫存控制。為了能夠準(zhǔn)確提供信息，必須經(jīng)常檢查物料的庫存水平。訂貨點和訂貨批量是定量庫存控制的兩個重要參數(shù)。其中訂貨點的計算公式為：

訂貨點=平均需求率×采購提前期+安全庫存

而訂多少貨則要根據(jù)經(jīng)濟(jì)訂貨批量法則來計算。該法則要求采購費用與庫存費用（即總費用）最小。通常，庫存費用與庫存量是正相關(guān)的，而采購費用一般會隨著采購批量的增加而相對減少，但是采購批量如果增加也會使庫存費用增加。所以要找到一個最優(yōu)的訂貨批量，來解決總成本與庫存水平的矛盾，使得總費用最小。這時系統(tǒng)動力學(xué)方法就比傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法具有明顯的優(yōu)勢。

假設(shè)訂貨批量每次都是一定的，采購提前期固定，平均物料消耗水平穩(wěn)定，那么該條件下的定量庫存控制模型如圖1所示。（用Anylogic軟件）

（三）定期庫存控制模型

定期庫存控制模式是按照設(shè)定的周期（T）來檢查庫存，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個物資的當(dāng)前庫存（I）低于之前設(shè)定的庫存水平（S）時，就開始補(bǔ)貨。訂貨量計算方式為：Q=S-I+M（M為訂貨提前期期間消耗的庫存量）。相比于定量庫存控制方式，在定期庫存控制模式?jīng)]有固定的訂貨點，也不具有一定的訂貨批量，但需要設(shè)立安全庫存。由此看來，確定訂貨周期和庫存補(bǔ)充量是定期庫存控制的核心問題。

訂貨數(shù)量要根據(jù)當(dāng)前庫存、最大庫存和采購提前期三個指標(biāo)來確定：

訂貨量=最大庫存-當(dāng)前庫存+（采購提前期×物料的月或年需求/月或年）

那么，用Anylogic建立定期庫存控制的系統(tǒng)動力學(xué)流程圖如圖2所示：

四、結(jié)論

庫存的管理和控制是供應(yīng)鏈管理中的重要組成部分。庫存控制的目的就是要在保持較高的客戶服務(wù)的前提下，控制并優(yōu)化企業(yè)庫存水平，盡可能地降低庫存費用，減少企業(yè)的生產(chǎn)成本，使企業(yè)的市場競爭力爭強(qiáng)，最終提高供應(yīng)鏈管理的質(zhì)量。本文采用系統(tǒng)動力學(xué)的方法，使用Anylogic軟件，對定量與定期兩種庫存控制模式進(jìn)行建模，能夠較好的解決庫存控制問題。由于篇幅限制，并沒有對復(fù)雜的庫存控制問題建模，可以根據(jù)實際問題在本文模型的基礎(chǔ)上限制條件。（作者單位：首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)）

參考文獻(xiàn)：

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