閉環(huán)供應鏈跨鏈間庫存合作模型的仿真研究(盲審搞)

1、閉環(huán)供應鏈跨鏈間庫存合作模型的仿真研究閉環(huán)供應鏈跨鏈間庫存合作模型的仿真研究摘要：本文以汽車行業(yè)配件供應鏈的物流管理為背景，針對供應鏈中產(chǎn)生的不合格品和實際需求量從下級到上級被放大的現(xiàn)象，建立閉環(huán)供應鏈跨鏈間庫存合作模型，以兩條單鏈為例，在零售商急需庫存補充的條件下，以另一條供應鏈的零售商作為緊急庫存補充渠道，利用系統(tǒng)動力學方法和Vensim軟件進行建模和仿真，對閉環(huán)供應鏈中各成員的庫存水平和顧客需求滿足率以及閉環(huán)進行研究和分析。結果表

2、明，通過實施閉環(huán)供應鏈跨鏈間庫存合作策略，調節(jié)補貨規(guī)則、零售商銷售率、產(chǎn)品回收比例等參數(shù)可以有效降低庫存，減弱牛鞭效應，減輕緊急補貨時的補貨量和供應鏈中各成員的庫存負擔，可以提高市場響應能力和客戶服務水平。關鍵詞關鍵詞：閉環(huán)供應鏈；牛鞭效應；系統(tǒng)動力學；庫存合作；仿真中圖分類號：中圖分類號：F270F270文獻標志碼：文獻標志碼：A1引言庫存管理中如何減弱牛鞭效應是供應鏈領域中重要的研究內容之一。集群式供應鏈是典型的模式，如何控制供應鏈

3、中各環(huán)節(jié)企業(yè)庫存和抑制牛鞭效應已成為國內外關注的重點。轉接控制法同樣能夠減弱牛鞭效應，并能減少庫存積壓，提高企業(yè)的敏捷性和靈活性[1]。庫存補充有正常渠道補充，同時還有鏈外的庫存補充模型[2]。實施H∞控制和跨鏈間庫存互補策略能有效抑制牛鞭效應，尋求最優(yōu)訂貨系列以達到安全庫存水平，并能有效減小庫存以及生產(chǎn)波動，減小訂貨間隔期[34]。集群式供應鏈中的庫存合作機制能夠提高合作方的利潤，并能降低庫存成本[5]。在成本不同和服務水平不同的情況

4、下，考慮兩個銷售商的庫存互補模型[6]。黎繼子[7]等人的研究表明訂貨間隔期短，緊急庫存補充價格較低時，有促使集群供應鏈跨鏈間庫存協(xié)作的傾向。雖然這些模型引入了單鏈，在不同層面上通過協(xié)作來減弱庫存波動，但模型沒有考慮動態(tài)的、多周期的問題，容易造成誤差。閉環(huán)供應鏈的整體運作性能隨著回收率的增大而增加[9]，當維修成本高于再造時節(jié)約下來的單位成本時，選擇維修中心回收模式，閉環(huán)供應鏈系統(tǒng)的利潤較高[10]而閉環(huán)供應鏈也可以減小物流中的牛鞭效應

5、[11]，跨鏈間庫存補充策略與單鏈庫存補充相比，明顯提高了庫存管理的滿意度[12]。目前，企業(yè)追求零庫存，但由于存在許多隨機不可控因素，實際上很難達到，企業(yè)即使保證零庫存生產(chǎn)，但是出現(xiàn)急需庫存的時候就難以應對了，此時，依靠其他企業(yè)補貨可以解決庫存緊缺問題。上述文獻雖然對庫存合作模型研究，也對閉環(huán)供應鏈模型進行了研究，但沒有將庫存合作和不合格產(chǎn)品回收結合起來進行研究。所以，本文以汽車行業(yè)零部件供應鏈為研究背景，根據(jù)供應鏈中的不合格產(chǎn)品可以

6、回收，以及零售商之間可以進行庫存合作的特點，建立一個閉環(huán)供應鏈跨鏈間庫存合作模型，利用系統(tǒng)動力學的方法和Vensim軟件進行建模和仿真，研究和分析閉環(huán)模型中庫存協(xié)作的功效。2系統(tǒng)基本描述系統(tǒng)動力學方法通過構建仿真模型來反映現(xiàn)實系統(tǒng)，采用定性和定量相結合的方法處理復雜系統(tǒng)問題，動態(tài)策略優(yōu)化的定量仿真及模型的有效性、靈敏度分析一般采用“試湊法”，系統(tǒng)的仿真模擬主要采用連續(xù)模式。按照理論和方法建立模型，借助計算機模擬定性和定量地研究系統(tǒng)問題[

7、9]。汽車行業(yè)的牛鞭效應是汽車供應鏈運作中重要的指標之一，從制造商到零售商的整條供應鏈中，會有許多上游供應商、制造商、批發(fā)商、零售商和客戶，每一級都與前后兩個級緊密聯(lián)系，進而形成了復雜的供應鏈網(wǎng)，本文只研究兩條供應鏈的情況。目前的汽車制造業(yè)一般按訂單生產(chǎn)，每個環(huán)節(jié)從訂單到到貨需要比較長的時間，對于小型的部件或產(chǎn)品，零部件配送方把產(chǎn)品或零件送到接收方后，接收方按外觀、型號、質量等規(guī)格進行驗收，有問題的立即退貨，如果產(chǎn)品檢測出質量問題，配送

8、方應及時更換不合格產(chǎn)品，若沒有多余的產(chǎn)品則需重新配送。各個供應鏈角色之間會有送貨延遲和訂購接收延遲，這可能會出現(xiàn)許多不利于企業(yè)的片面影響。在實際供應鏈中，零件和產(chǎn)品零部件的供應和配送存在復雜關系。例如，送貨延遲會導致庫存積壓進而占用企業(yè)的庫存成本，并給在制品的存儲問題帶來影響；貨物緊缺可能會導致生產(chǎn)過程不能正常進行，最終影響整體效益。生產(chǎn)出來的產(chǎn)品中會存在不合格品，此時，要求將不合格品回收到出問題的環(huán)節(jié)進行再制造。圖1描述的是系統(tǒng)模型框

9、架，物流和信息流在供應鏈的上游到下游之間互相傳遞的流程。本文研究的是單鏈2中的零售商向單鏈1中的零售商提供庫存補貨的跨鏈間庫存合作模型，兩條供應鏈的生產(chǎn)商之間、批發(fā)商之間不存在補貨，每條供應鏈中的成員只能接收來自其上一級成員的發(fā)貨并向其下一級成員發(fā)貨。通常，各單鏈的正常供貨方式是分別對各自的零售商提供商品。單鏈2的零售商只有當單鏈1的顧客需求滿足率少于一定值（假設為90%），即單鏈1中的批發(fā)商不能及時滿足訂貨需求，且單鏈2的零售商有足夠

10、的庫存，此時，單鏈2的零售商才向單鏈1的零售商發(fā)貨。另外，考慮不合格品在總產(chǎn)品中占有一定的比重，先假設產(chǎn)品回收的比例為10%，其中，產(chǎn)品再制造比例和零件再制造比例分別占25%、75%。3.3模型參數(shù)的定義本文假定以兩鏈庫存總量、各自的顧客需求滿足率、零售商2為零售商1提供補貨量為系統(tǒng)的評價指標；模擬時間為200周，步長為1周；兩條供應鏈各級成員庫存量的初始值均為相應的期望庫存值，假設單鏈1中各成員的庫存量均為1000箱，單鏈2中各成員的

11、庫存量均為1500箱；期望庫存等于平均發(fā)貨率(或銷售率)乘以期望庫存覆蓋時間(假設均為1.5周)；生產(chǎn)商、批發(fā)商、零售商庫存調整時間分別為3周、2周、1周，收貨延遲時間分別為4周、2.5周、1.5周，跨鏈間庫存互補延遲時間為0，批發(fā)商、零售商、顧客訂貨平滑時間分別為3.5周、2.5周、1.5周；回收產(chǎn)品再制造延遲、回收零件再制造延遲和回收延遲分別為1.5周、2周、1.5周；產(chǎn)品回收比例（假設均為10%），而回收產(chǎn)品再制造的比例和回收零件

12、再制造的比例（假設分別為25%、75%）之和為1。供應鏈中各個參數(shù)表示如表1所示：表1參數(shù)設置名稱符號名稱符號生產(chǎn)商生產(chǎn)率PRm批發(fā)商收貨延遲DTwr生產(chǎn)商收貨率RRm生產(chǎn)商庫存量Qm生產(chǎn)商發(fā)貨率SRm批發(fā)商收貨率RRw批發(fā)商庫存量Qw批發(fā)商發(fā)貨率SRw零售商收貨率RRs零售商收貨延遲DTsr零售商銷售率平滑時間STssr零售商期望庫存覆蓋時間CTseq零售商期望庫存量EQs零售商平均銷售率ASRs零售商庫存調節(jié)率QARs零售商庫存量Q

13、s零售商銷售率SRs回收延遲DTr零售商的庫存調節(jié)時間QATs批發(fā)商訂貨量平滑時間STwoq批發(fā)商平均訂貨量AOQw回收產(chǎn)品率Rrp生產(chǎn)商期望庫存量EQm產(chǎn)品回收比例Rpr回收產(chǎn)品庫存Qrp回收產(chǎn)品再制造率RMRrp生產(chǎn)商期望庫存覆CTmeq回收產(chǎn)品再制造的RMRrp蓋時間比例生產(chǎn)商的庫存調節(jié)時間QATm回收產(chǎn)品再制造的延遲RMDTrp生產(chǎn)商庫存調節(jié)率QARm回收零件再制造率RMRrc回收產(chǎn)品庫存調整時間QATrp回收零件再制造的比例R

14、MRrc生產(chǎn)商生產(chǎn)延遲DTmp批發(fā)商期望庫存量EQw零售商訂貨量平滑時間STsoq回收零件再制造的延遲RMDTrc零售商平均訂貨量AOQs零售商訂貨量OQs零售商2為零售商1提供補貨RQ21顧客需求滿足率FRc批發(fā)商期望庫存覆蓋時間CTweq批發(fā)商的庫存調節(jié)時間QATw批發(fā)商訂貨量OQw批發(fā)商庫存調節(jié)率QARs供應鏈的水平TQ模型中有許多變量，供應鏈成員、變量、供應鏈成員和變量之間存在復雜的關系，它們之間的關系可以用DYNAMO方程表示

15、。零售商訂貨量的DYNAMO方程表示為：0000sssssssssssssQEQOQQEQASRQARASRQARQEQASRQAR????????????????（）（）（）①②③(1)零售商收貨率，即批發(fā)商發(fā)貨率，兩者之間有時間延遲。當批發(fā)商庫存量大于零售商訂貨量時，批發(fā)商發(fā)貨量為零售商訂貨量；當批發(fā)商庫存量小于等于0，且小于零售商訂貨量時，批發(fā)商發(fā)貨量為0；當批發(fā)商庫存量大于0，且小于零售商訂貨量時，批發(fā)商發(fā)貨量為批發(fā)商的庫存量。

16、批發(fā)商的DYNAMO方程表示為：000swswwswwswOQQOQSRQOQQQINVDOQQ?????????????（）（）（）①②③(2)當零售商的庫存大于顧客的需求時，顧客需求滿足率為1，當零售商沒有庫存時，表示顧客需求滿足率為0。顧客需求滿足率和幾個變量的DYNAMO方程表示如下：1000sccssscsscsQFRFRQSRQFRQQFRQ?????????????①②③（）（）（）(3)=(:)wwrcwoqAOQSMO

17、OTHOQRMRSTUnitboxweek(4)(:=)ssssrASRSSRSTUnitboxMOOTHweek(5)=(:)ssssQAREQQQATUnitboxweek(6)兩條供應鏈中，生產(chǎn)商和批發(fā)商的訂貨量、平均發(fā)貨率、庫存調節(jié)率、期望庫存量及實時庫存量的DYNAMO方程也類似銷售商的DYNAMO方程。但計算批發(fā)商的訂貨量時，還需考慮回收品，所以在約束條件中，批發(fā)商庫存量要加上回收品制造率，由于篇幅所限，類似以上幾個變量的D