供应链环境下库存控制的系统动力学仿真研究

【摘要】：库存控制是供应链管理的主要内容之一，是实现价值链增值的重要环节，对供应链的协调发展起着至关重要的作用。特别在客户需求日益呈现出不确定性、多样性和动态性的全球化市场环境中，产品生命周期日趋缩短，企业竞争日益激烈，使得供应链库存控制呈现出复杂的动态行为，增加了协调控制的难度。如何实现供应链中成本、库存波动和牛鞭效应等的协调控制是当前企业经营者和研究人员共同关心的议题。供应链库存控制的很多方面有必要进行深入的研究，尤其是从不同的研究视角，利用不同于传统的研究方法，研究不同的库存控制对象，将有助于完善供应链库存控制的理论研究，更好的为实践服务。本文正是在这样的背景下展开研究的，主要利用系统动力学的方法，从系统动态角度研究供应链环境下库存控制的动力学特性。 首先，在分析系统动力学的相关理论的基础上，通过对一阶、二阶系统与简单的定量、定期库存控制模式及其行为的系统动力学描述，分析了系统动力学的建模原理及特点；分析了供应链库存控制的复杂性、动态性、延迟性等特性；比较了供应链库存控制的几种研究方法，并借鉴以往文献的研究成果，分析了系统动力学在供应链库存控制研究中不同的视角与优势，论证了系统动力学研究供应链库存控制的可行性。 其次，在分析传统库存控制模式的流程及特点的基础上，利用系统动力学的方法构建了传统库存模式下两级供应链的因果反馈模型和系统动力学流图，并对模型进行了有效性测试；通过在阶跃、随机流和正弦波动需求下的动态仿真，定量的研究了传统库存模式下供应链的牛鞭效应及库存波动情况，并在此基础上对传统库存模式进行了策略要点分析。 第三，通过参考大量的文献及专家建议，在分析基于时间和基于数量的VMI整合模式的流程及特点的基础上，利用系统动力学的方法确定了两种模式的因果关系、系统结构、逻辑与数学关系，构建了因果反馈模型、系统动力学流图及成本评价的系统动力学模型；对模型进行了有效性测试，结果证明了模型的有效性。 第四，通过对基于时间和基于数量的VMI整合模式在阶跃、随机流和正弦波动需求下的定量仿真，研究了两种模式下两级供应链系统的牛鞭效应及库存波动情况；研究了补货周期与经济补货数量对VMI整合模式下两级供应链的系统成本与牛鞭效应的影响，并通过曲线拟合与二次函数回归分析，定量的描述了系统成本与牛鞭效应的关系；通过对大量仿真曲线和数据的统计分析及对比研究，分析比较了基于时间的VMI整合模式、基于数量的VMI整合模式与传统库存模式的策略要点。 第五，分析了控制理论与系统动力学(System Dynamics，SD)的相通性，通过模拟比例积分控制(Proportional Integral control，PI)在简单库存系统中的动力学行