供應鏈環(huán)境下庫存控制的系統(tǒng)動力學仿真研究.pdf

1、庫存控制是供應鏈管理的主要內容之一，是實現(xiàn)價值鏈增值的重要環(huán)節(jié)，對供應鏈的協(xié)調發(fā)展起著至關重要的作用。特別在客戶需求日益呈現(xiàn)出不確定性、多樣性和動態(tài)性的全球化市場環(huán)境中，產品生命周期日趨縮短，企業(yè)競爭日益激烈，使得供應鏈庫存控制呈現(xiàn)出復雜的動態(tài)行為，增加了協(xié)調控制的難度。如何實現(xiàn)供應鏈中成本、庫存波動和牛鞭效應等的協(xié)調控制是當前企業(yè)經(jīng)營者和研究人員共同關心的議題。供應鏈庫存控制的很多方面有必要進行深入的研究，尤其是從不同的研究視角，利用

2、不同于傳統(tǒng)的研究方法，研究不同的庫存控制對象，將有助于完善供應鏈庫存控制的理論研究，更好的為實踐服務。本文正是在這樣的背景下展開研究的，主要利用系統(tǒng)動力學的方法，從系統(tǒng)動態(tài)角度研究供應鏈環(huán)境下庫存控制的動力學特性。 首先，在分析系統(tǒng)動力學的相關理論的基礎上，通過對一階、二階系統(tǒng)與簡單的定量、定期庫存控制模式及其行為的系統(tǒng)動力學描述，分析了系統(tǒng)動力學的建模原理及特點；分析了供應鏈庫存控制的復雜性、動態(tài)性、延遲性等特性：比較了供應鏈

3、庫存控制的幾種研究方法，并借鑒以往文獻的研究成果，分析了系統(tǒng)動力學在供應鏈庫存控制研究中不同的視角與優(yōu)勢，論證了系統(tǒng)動力學研究供應鏈庫存控制的可行性。 其次，在分析傳統(tǒng)庫存控制模式的流程及特點的基礎上，利用系統(tǒng)動力學的方法構建了傳統(tǒng)庫存模式下兩級供應鏈的因果反饋模型和系統(tǒng)動力學流圖，并對模型進行了有效性測試；通過在階躍、隨機流和正弦波動需求下的動態(tài)仿真，定量的研究了傳統(tǒng)庫存模式下供應鏈的牛鞭效應及庫存波動情況，并在此基礎上對傳統(tǒng)

4、庫存模式進行了策略要點分析。 第三，通過參考大量的文獻及專家建議，在分析基于時間和基于數(shù)量的VMI整合模式的流程及特點的基礎上，利用系統(tǒng)動力學的方法確定了兩種模式的因果關系、系統(tǒng)結構、邏輯與數(shù)學關系，構建了因果反饋模型、系統(tǒng)動力學流圖及成本評價的系統(tǒng)動力學模型；對模型進行了有效性測試，結果證明了模型的有效性。 第四，通過對基于時間和基于數(shù)量的VMI整合模式在階躍、隨機流和正弦波動需求下的定量仿真，研究了兩種模式下兩級供應

5、鏈系統(tǒng)的牛鞭效應及庫存波動情況；研究了補貨周期與經(jīng)濟補貨數(shù)量對VMI整合模式下兩級供應鏈的系統(tǒng)成本與牛鞭效應的影響，并通過曲線擬合與二次函數(shù)回歸分析，定量的描述了系統(tǒng)成本與牛鞭效應的關系；通過對大量仿真曲線和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析及對比研究，分析比較了基于時間的VMI整合模式、基于數(shù)量的VMI整合模式與傳統(tǒng)庫存模式的策略要點。 第五，分析了控制理論與系統(tǒng)動力學（System Dynamics，SD）的相通性，通過模擬比例積分控制（Pro

6、portional Integral control，PI）在單庫存系統(tǒng)中的動力學行為，論證了PI控制與SD相結合研究供應鏈庫存控制的可行性；給出了分布式?jīng)Q策供應鏈庫存的PI-SD控制的數(shù)學模式及仿真模型；通過隨機流需求下的動態(tài)仿真，定量的研究了牛鞭效應、庫存波動及缺貨情況；通過對大量仿真曲線和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，研究了實現(xiàn)供應鏈中牛鞭效應、庫存波動及缺貨的協(xié)調控制的控制參數(shù)組合，并對PI-SD模式與傳統(tǒng)庫存模式、VMI整合補貨模式進行了對

7、比研究。 研究結果表明，本文構建的仿真模型能在一定程度上反映供應鏈庫存控制的系統(tǒng)動態(tài)特性；與傳統(tǒng)庫存模式相比，基于時間和基于數(shù)量的VMI整合能有效的緩解供應鏈系統(tǒng)的牛鞭效益，減輕庫存波動，降低庫存水平；這兩種模式下，供應鏈系統(tǒng)的牛鞭效應隨補貨周期／經(jīng)濟補貨數(shù)量呈現(xiàn)出單調遞增的關系，但系統(tǒng)成本與牛鞭效應之間，并不是簡單的單調遞增關系，而是一種二次凹函數(shù)的關系；在合適的參數(shù)組合下，PI-SD模式能有效的緩解分布式?jīng)Q策供應鏈系統(tǒng)中的牛