基于系统动力学供应链的联合库存的研究

高云鹏

摘 要：本文运用系统动力学及Vensim软件通过对联合库存管理中其供应链的研究考虑生产、运输各个环节建立了供需联合库存建立系统动力学动态模型仿真并对结果进行分析，证明了供应链中牛鞭效应的存在，并且说明联合库存对于供应链的改进是有作用的。

关键词：联合库存；供应链；牛鞭效应；系统动力学

一、引言

随着信息技术和时代的发展，B2C的发展，C2C等形式的电商模式如雨后春笋般的涌现，物流这一行业也同互联网电商的技术和平台被协同在一起发展壮大起来。随着服务对象的骤然激增和时代的发展，“物流”也被重新改造成“物流网络”而被企业重视，企业的良好不仅要自身经营的好，其上游的产品，宣传，售后服务厂商，下游的用户，商场的管理的发展也是企业生存下去的必要条件，相互扶持，共同生存发展才能走的更远，于是产生了——供应链，以用户为服务中心，向用户提供好产品的同时，提供快速有效的服务，使商品能够在快速流动，提高企业的市场反应速度和运作效率，降低运作成本，这就需要建立有效的供应链管理模式，进而从根本上增强企业的核心竞争力，并通过对供应链的不断优化，使企业获得持续的竞争优势。

“库存”在供应链中占有及其重要的地位，供应链的效率成本的高低与库存紧密相关，本文将用系统动力学的方法来研究联合库存的管理，它作为一种新型的供应链库存管理模式，从根本上实现了供应商、批发商、零售商在供应链中共享有效信息，并且协调自身能力和所得信息进行协商的基础上做出出合理的生产或是销售计划

本文的研究价值：

第一，构建联合库存管理的系统动力学模型，对仿真结果进行分析，证明牛鞭效应的存在，丰富供应链的研究。

第二，将供应链分类并通过Vensim 软件说明联合库存的管理模式的优点，

二、联合库存管理对于供应链的影响

供应链的库存就像是独立的单位，每个环节都有自己控制库存的策略，联合库存管理强调库存管理者间的协调，整条供应链协调同步运作，主要强调“合作互利”的关系，强化整体性作用。

在联合库存管理中，配送中心由供应商和批发商共同建立，并且一起对产成品库存进行控制和管理，按照产成品靠近批发商的原则，配送中心选址应该距离批发商较近，这样有利于批发及时响应零售商的需求，及时从配送中心补货给下游零售商；

所以要建立模型的系统边界也据此设置：供应商模块、配送中心模块、零售商模块。

1、供应商模块：产成品入库率、产成品在途库存、生产率

2、配送中心模块：配送中心需求预测、配送中心缺货积压、配送中心期望库存、配送中心库存调整、配送中心库存、批发商为零售商做的需求预测、批发商发货率

3、零售商模块：市场订单和零售商缺货积压、市场需求、零售商库存、零售商库存调整、零售商库存调整周期、零售商收货率、零售商期望库存、零售商缺货积压、零售商订单执行率、市场销售率

三、系统动力学模型的构建与分析

（一）系统动力学模型的构建步骤

系统动力学以系统动力学的系统观和方法论为建模指导思想，系统动力学可以将真实世界系统的结构与决策用动态的实验模型表示出来，并进行仿真运行，系统动力学建模的过程如下：

1、先对研究对象进行系统的分析，明确联合库存建模目标；2、划定界限；3、分析联合库存管理各因素的因果关系；4、建立供应链联合库存管理系统流图；5、确定模型中的各变量的性质、确定变量的初值、量纲单位等；6、方程的确定；7、仿真结果及分析。

（二）供应链联合库存管理模型构架

因果关系图。经过第2节所设定的边界，明确运行条件和模式后，研究系统内部各变量之间的因果关系，分析各变量的关系，确定反馈回路，画出因果关系图（见图1）。

各反馈回路因果图分析：（1）零售商反馈回路——零售商的活动受市场需求的影响，根据市场需求进行销售预测并以此制定期望库存，当销售预测增加的时候期望库存增加，零售商需求增加，当市场需求大于零售商库存水平的时候，零售商就会产生缺货积压，零售商库存得到补充后，会补货给市场。同时零售商根据市场需求，对市场未来的需求做出预测，来控制零售商的订货量。

零售商需要根据市场需求的历史数据等信息，对市场未来的需求进行预测，零售商根据预测信息来调整库存，发出订单给上游批发商，批发商接受订单后向零售商补货，以补充零售商库存。（2）配送中心反馈回路——配送中心库存是由批发商和供应商联合管理的产成品库存，这样在整个供应链中减少了一个库存节点，更有利于提高整个供应链的反应速度，当批发商接收到零售商订单以后从配送中心发货给零售商，此时批发商就不需要对库存做出调整也不需要给供应商发出订单，当配送中心发货给零售商以后库存减少，此时批发商和供应商根据配送中心的库存水平和零售商的需求信息等联合制订库存计划和库存调整量，最后供应商根据配送中心库存调整信息来调节生产率。当产品生产完成后供应商直接将产品发到配送中心，以保障批发商可以及时供货给零售商以保证满足其订货需求。

（三）系统流图的构建。通过因果关系图可以表达出供应链联合库存管理系统中变量和变量之间的影响关系，反映变量之间的反馈关系结构，但是不能将系统中各变量的不同性质加以区分，所以建立供应链管理库存管理系统动力学流图来研究各变量之间的相互作用关系，在构造时加入了一些辅助变量，构建的模型如图3-2。

四、仿真结果及分析

根据仿真结果输出，变量随时间变化的曲线，以零售商的角度进行结果分析，在JMI 模式下SD模型仿真结果如图2JMI系统动力学缺货积压曲线。

从图2可以看出，在JMI的模式下，由于供应商和批发商共同管理产品成品库存即模型中的配送中心库，共同承担配送中心的风险，零售商订单和配送中心缺货积压渐渐趋于平缓，可见这种联合管理的方式可以降低缺货积压的风险，让零售商承担风险相对较低，而且通过库存变化的时间可以看出JMI的响应速度比较敏捷，零售商库存首先反映市场需求的变化，仿真的前50天，积压库存开始发生变化，零售商的需求便得到了响应。

根据参数灵敏度测试原理，本文选取运输延迟变量，运输延迟1变量，因为零售商库存由通过仿真研究变量对模型的灵敏度。运输延迟在Current分别取12，13，14值时，单位：天。灵敏度测试的仿真结果如图3。

从图中可以看出在JMI模式下产成品到配送中心的运输延迟和配送中心和零售商之间的运输延迟1，对于模型中各个节点的库存的灵敏度较高。

五、结论

通过这个动态模型所得的仿真数据，以下几条结论：第一，供应链中存在着需求变异放大效应；第二，联合库存管理系统的反应快，灵敏度高；第三，JMI强调的是上下游企业之间的协调与合作从而达到共赢的目的。

（作者单位：成都理工大学管理科学学院）