1、摘 要隨著社會的發展，企業的競爭變為供應鏈的競爭，其中庫存方面尤為重要，供應商管理庫存能有效降低總庫存，提升企業競爭力。針對供應商管理庫存系統復雜和動態性，本設計創新地運用系統動力學方法，研究整個供應商管理庫存系統，通過對影響因素的分析，對企業不斷優化庫存策略具有重大意義。本文對制造型企業的供應商管理庫存系統進行了研究，并根據實際情況進行建模以及仿真分析。主要研究內容包括：1.介紹供應鏈管理庫存的基本概念，優勢及目標。又闡述了系統動力學的基礎理論，確定了供應商管理庫存系統在系統動力學的系統邊界，為建模做準備。2.通過研究系統的運作機理、劃分子系統，以系統動力學為工具，建立了針對單一產品、基于V

2、MI策略的供應鏈動態仿真模型。3.運用Vensim_PLE軟件，針對供應鏈過程中的關鍵影響因素進行了定量的分析，找出了4個主要變量，即訂貨時間、運輸時間、庫存調節時間和期望庫存量對VMI系統平均總庫存和穩定性的影響規律，從牛鞭效應、瓶頸對模型進行了分析和優化，最終確定了在一定條件下的具體實施策略，為企業制定物流庫存方面決策提供輔助和參考。關鍵詞： 供應商管理庫存；控制影響因素；系統動力學The System Dynamics Simulation and Control Factors Analysis of VMI InventoryAbstract: With the developmen

3、t of society, the competitiveness of enterprises has become supply chain competition, besides, inventory is particularly important.Vendor managed inventory can effectively reduce the total inventory, whats more,it can improve the competitiveness of enterprises. As vendor-managed inventory system is

4、complex,so we can use system dynamics method to study the entire vendor managed inventory system, through the analysis of the factors ,it is of great significance to affect the enterprise to optimize inventory policy .Manufacturing enterprises VMI system is studied in this paper, and in accordance w

5、ith the actual situation of modeling and simulation analysis. The main contents include:1.It is introducted of basic concepts, advantages and objectives of VMI. Also the basic theory of system dynamics is described to determine the vendor-managed inventory system in system dynamics system boundary,

6、in preparation for the modeling.2.The operation of the system by studying the mechanism of division subsystem to system dynamics as a tool created for a single product, policy-based VMI supply chain dynamic simulation model.3. Use Vensim_PLE software for supply chain process of the key factors affec

7、ting a quantitative analysis to identify the four main variables, namely ordering time, transport time, inventory adjustment time and expect stocks on average total inventory and VMI system stability of the law, from the bullwhip effect, the bottleneck of the model is analyzed and optimized, and ult

8、imately determine under certain conditions, the specific implementation strategies for enterprises to develop logistics inventory decisions auxiliary and reference.Keywords: Vendor-managed Inventory; Influencing Factors; System Dynamics目 錄1 緒論11.1 設計背景和意義11.2 國內外研究現狀21.2.1VMI國內外研究應用現狀21.2.2系統動力學在庫存管

9、理中研究應用現狀31.3 研究目的與內容41.3.1 研究目的41.3.2研究內容42 供應商管理庫存理論及系統動力學理論52.1 供應商管理庫存概述52.1.1 供應商管理庫存的概念52.1.2 供應商管理庫存的優勢62.2 系統動力學理論62.2.1 系統動力學的特點62.2.2 系統動力學對系統的數學描述72.2.3 系統動力學方法的選擇83 供應商管理庫存控制機制的系統動力學建模93.1 供應商管理庫存系統分析93.1.1 系統目標分析103.1.2 系統假設與系統邊界103.1.3 系統的運動機理113.1.4 劃分子系統123.2 影響因素分析123.2.1 時間影響因素分析123

10、.2.2 庫存量影響因素分析133.2.3 供應商管理庫存的其他影響因素分析133.3 因果關系的確定133.3.1 系統因果關系圖133.3.2 模型反饋關系分析143.4 模型流圖分析153.4.1 模型的流圖表示153.4.2模型的描述方程163.5 VMI模型的結構分析174 模型仿真與結果分析194.1 數據來源與模型設置194.2 模型檢驗214.3 模型仿真結果及分析234.4 模型仿真控制分析234.4.1 各影響因素的控制分析234.4.2 控制模擬分析總結33結 論34參 考 文 獻36致 謝38 1 緒論1.1 設計背景和意義傳統的庫存控制模式是，流通中各個環節，比如分銷

11、商、代理商、供應商各自管理自己的庫存，這種形式導致需求放大現象。分銷商根據銷售數據向上一部門上報計劃單，為了保持自己能及時供貨，分銷商會多報一些商品，這樣一級級傳達計劃信息，最終到達最后的供應商時，會出現需求扭曲，無法準確快速地響應用戶需求。由此，供應商管理庫存（VMI）應運而生，供應商管理庫存（Vendor Managed Inventory，VMI）是按照雙方達成的協議，由供應鏈的上游企業根據下游企業的各方面信息，包括物料需求計劃、銷售信息和庫存量，主動對下游企業的庫存，進行管理和控制的供應鏈庫存管理方式。這種庫存管理策略打破了傳統各自為政的庫存管理模式，充分體現了供應鏈的集成化管理思想，

12、適應了市場的變化，是一種新的、有代表性的庫存管理思想。 由于目前國內外關于VMI研究主要集中在庫存控制機制的理論基礎方面，而對企業整個VMI庫存模式系統化做的不足，庫存控制的流程方面沒有細致研究，針對VMI庫存控制的主要因素不夠清楚，而在VMI整個實施過程，只有系統的研究VMI流程，正確分析VMI的影響因素，才會使VMI高效運行，著實幫助企業解決庫存問題，所以，在本文中，通過運用系統動力學，能夠全面、系統地研究影響企業運用VMI的影響因素，從而能夠為企業提供庫存策略。顧客需求日益多樣化，導致產品的生命周期越來越短，導致了供應鏈管理不確定性、動態性也隨之增加，使供應鏈呈現出復雜的動態行為模式。早

13、期相關研究方法已不能解決此變化。例如，傳統運籌學等解決問題的方法，傾向于在一定假設下，尋找問題最優解，有時使問題簡化，往往容易忽略系統的非線性行為，造成最優解失效。可見傳統靜態、局部的研究方法有一定的局限性。所以，在此情況下越來越注重供應鏈整體研究方法。系統動力學(System Dynamic，SD)就是其中之一。本文就是基于供應鏈本身的特點和系統動力學的優勢做出的選擇。系統動力學是一種仿真建模方法，一般不追求嚴謹的數學邏輯，不依據抽象的假設，不拘泥于最優解，而是以現實世界為前提，面向時間對象或者事件，考慮很多不可度量的隨機性、復雜性和動態性，以尋求改善系統行為性能的方法與策略。1.2 國內外

14、研究現狀1.2.1VMI國內外研究應用現狀目前，很多行業和企業都應用了VMI庫存策略，VMI的研究形式和運作模式也有了很大的發展。最初的VMI策略是從兩個基礎發展起來的，第一個是信息基礎，指的是上下游企業共享供需方面的信息，上游企業要負責根據各方面數據如銷售數據和銷售預測，來確定自身和下游企業的庫存水平。第二個是策略基礎，指的是連續補貨計劃（Continuous replenishment program CRP)，前身是ECR(Efficient customer response ,ECR)，在第一個基礎之上，上游企業要在一定時間內進行補貨，來保持規定的庫存水平，此過程關鍵是確定什么時候補

15、貨，每次補多少等等問題。通過實施CRP等策略，上游企業可以在滿足客戶服務水平的前提下，降低下游企業的庫存水平。VMI已經在很多行業得到了應用，許多學者對VMI進行實證研究。研究方面，通過總結，大致分以下兩大類，第一類研究是為了證明實施VMI的可行性，以及相比于傳統的庫存模式的優勢，代表研究有梁裸等人(2006)調查的安徽奇瑞汽車的零部件庫存；Kaipia等人(2002)分析的三個VMI庫存案例，他們還認為，庫存水平的有效控制能改變企業生產情況，從備貨到訂單式生產；Jan Holmstrom(1998)研究的批發商全面實施VMI例子，證明VMI能有效降低運輸成本；Jouni Kauremaa，J

16、ohanna Smaros和Jan Holmstrom(2009)選擇了5個相關領域的企業研究，表明，傳略戰術兩個方面，VMI給供應鏈上的各個環節都帶來了利益；Dale和Shelby(2000)在研究了服裝制造業實際的情況，發現，VMI能有效降低庫存總成本，并穩定庫存水平；Manfred Gronalt(2008)分析在家具生產商實施VMI后，得出庫存水平降低了38%，服務水平還得到了提高。第二類研究是，為了有效實施VMI而分析的不同影響方面，代表研究有Alberto Felice De Toni和Elena Zamolo(2005)研究后發現，VMI實施的關鍵因素是兩方面，第一是流程的設計，

17、第二是參數的確定；Holmstrom(1998)分析了第一個批發商全面實施VMI情況，發現VMI的成功實施在于上下游企業雙方對運作流程的一致理解，兩者的有效信息傳遞和交流，而不需要太復雜的技術；George Kuk(2004)對電器行業VMI庫存控制影響因素分析后，發現組織結構影響VMI的實施，組織規模越小，員工層次越高，物流集成水平越高，VMI就越能實現其價值。但是，也有研究發現VMI實施后效果并不太明顯。如Vergin和Bar(1999)研究10個已經實施VMI的各類制造型企業后，結果表明:只有一個企業降低企業內部庫存。現在社會中，由于理論和實踐上的深入研究，各方都比較重視VMI在企業里的

18、優化作用，所以，在選擇庫存管理的方法時，要首先考慮VMI。1.2.2系統動力學在庫存管理中研究應用現狀系統動力學在供應鏈管理(Supply Chain Management，SCM)的應用研究起始于麻省理工大學Forrester教授1958年所發表“dustrialnynamics:Amajor breakthrough for decision”建立的生產分配系統模型稱為“Forrester模型”此模型在供應鏈動力學上出現了重要的觀點，它表明了供應鏈中間時期的需求放大是一個關于系統動力學的現象，可以靠減少，消除延遲和反饋環的恰當設計來解決。 由Forrester需求放大的研究起始發展至今，系

19、統動力學在SCM的研究大致上是為解決供應鏈中所產生的下列問題: 需求放大、供應鏈整合、存貨管理、政策支持、國際化供應鏈管理、縮短前置時間。目前此方面的研究可分為三類:(1)建立模型的基礎理論研究;(2)實際問題的模型分析;(3)建模方法的優化改進。在庫存管理方面Sterman(1989)提出了在動態決策制定中應用反饋的理論。此類決策過程是基于一個穩固的適應性的啟發式。反饋不僅僅是結果的反饋，還包括了環境或選擇條件的改變，這是由過去行為造成的。多重反饋是真實選擇問題的標準。他提出了庫存管理系統通用模型，形成在一定環境中，進行決策實驗的基本結構。這通用的庫存管理結構在許多不同規劃中應用，包括生產控

20、制、原材料預定、資金儲備的控制等宏觀經濟方面。有關庫存管理策略的典型研究是Barfas和Sogam(1997)的研究工作。他們用服裝行業的案例研究，建立一個典型的零售供應鏈系統動力學仿真模型，在此案例中由生產廠商、批發商、零售商和最終的消費者組成三層鏈結構。仿真試驗目的是為研究庫存策略以增加零售商的收入，并且減少成本;還有就是研究多樣化經營策略帶來的影響。他們通過研究發現連續系統中，訂單策略不適合于部分離散、部分連續的庫存系統，所以建立應用于部分連續、部分離散的庫存系統的訂單策略，這對需求波動有很強的抑制作用。Sterman解釋了在大多數實際的庫存管理情況下，變量之間反饋復雜性消除了最優策略的

21、決策，并提出基于局部理性啟發式的訂單決策模型。提出決策的過程是由局部理性啟發式控制，并處在一個支持和適應性策略形勢下。這是在決策的實施是在系統的復雜性，時間的壓力下進行的。在決策假設中包括的其他因素是可得的，不受時間影響，并有供應鏈的信息可證明其精確性。 國內對系統動力學研究是以王其藩等專家為核心的，建立了系統動力學在社會經濟系統運作中的整體認識。在供應鏈方面應用系統動力學的主要研究有:俊強，戴勇(2001)建立配送中心與超市庫存系統動力學模型，模擬并且分析了配送中心收貨量與訂貨量之間關系，及配送中心與超市的庫存量波動情況。尤安軍(2002)、桂壽平等(2003)將系統動力學方法用于物質配送、

22、區域物流、供應鏈物流系統等問題進行分析研究，嘗試動態的觀點、利用全局和方法來模擬再現物流系統運行機制和行為模式，探尋提高整體的運行效率和服務水平的途徑。張聽等(2005)采用了聯合庫存管理模式，運用系統動力學軟件(vensims.)建立了供應鏈動態的仿真模型。從成本、系統瓶頸、長鞭效應等方面對模型進行分析及優化，并且通過計算機仿真對系統的未來行為進行了描述。桂壽平等(2003)通過了一個實例構建庫存控制的系統動力學模型。測試運行的結果表明，系統動學模型具有較好的決策支持及環境協調能力。1.3 研究目的與內容1.3.1 研究目的供應商管理庫存（VMI）有助于降低庫存水平和總庫存成本，近年來，理論

23、界和企業界對供應商管理庫存的研究給予極大的關注。但是，目前的研究主要集中在理論模式上的探討，例如，如何建立上下游企業的合作機制等。事實上，通過有效的方法分析、確定影響庫存的關鍵因素，能夠優化供應商管理庫存，有效降低庫存總成本，但是這部分研究恰恰是目前所欠缺的。因此，本文希望通過VMI的相關研究，基于系統動力學的基本理論，從我國制造型企業供應商管理庫存現狀出發，分析VMI的關鍵影響因素及其相互關系，利用系統動力學方法建立VMI庫存控制機制模型，針對供應商、在途運輸商、分銷商三階系統進行仿真和結果分析，對企業庫存的優化提出政策建議。1.3.2研究內容以系統動力學建模方法為主線，比較并分析了目前國內

24、主要研究方法和成果，將影響VMI庫存控制因素考慮到系統動力學建模的過程中去，結合VMI供應商管理庫存的特點，選擇合適的建模方法，確定邊界問題，并充分考慮制造企業的實際情況，提出合理的供應商管理庫存策略。本篇論文研究的內容主要有四個方面：1.了解國內外系統動力學在庫存管理中研究應用現狀。2分析影響VMI庫存控制的因素。3.應用系統動力學的相關理論和方法，從系統性和動態性的角度對供應商管理庫存進行了仿真模擬和分析。4.針對關鍵因素，通過相應變量值的調整及變量間的相互關系，運用牛鞭效應和瓶頸分析了不同因素對VMI總庫存的影響規律。2 供應商管理庫存理論及系統動力學理論2.1 供應商管理庫存概述2.1

25、.1 供應商管理庫存的概念庫存，就是在生產及流通領域中各環節（供應商、制造商、零售商及運輸環節）所持有的原材料、零部件、成品。自從有了生產，就有了庫存物品的存在，由于庫存物品的存儲成本往往會占本身價值成本的20%-40%,因此有效地管理庫存、控制庫存成本對于降低整個物流系統成本有非常重要的作用。其中良好的庫存策略有助于有效地管理庫存，庫存策略是指決定什么時間對庫存進行檢查、補充，每次補充的數量多少。傳統的庫存是各自為政的，下游根據銷售量預測庫存量會造成牛鞭效應等問題，為了提高庫存效率，出現了供應商管理庫存。供應商管理庫存（Vendor Managed Inventory, VMI)是指供應商等

26、上游企業基于其下游客戶的生產經營、庫存信息，對下游客戶的庫存進行管理和控制。在滿足用戶滿意度的前提下，如何降低庫存成本是VMI庫存控制的主要目標，以家電制造型企業為例，分析其VMI庫存運作流程，即供應商通過整合銷售商的銷售數據以及預測數據，進行制作庫存計劃，最終滿足前端的庫存需求的同時，使庫存成本達到最低。而庫存成本本質是通過庫存量表現出來的。測算模型如下：總庫存=供應商庫存+在途庫存+分銷商庫存 （2-1）上式表明影響系統庫存狀況的庫存主要有三種，即供應商庫存、在途庫存、分銷商庫存。此三類庫存最優策略就是確定什么時間補貨，每次補充量，能夠使總庫存成本達到最低。公司庫存訂貨策略沿用的是定期訂貨

27、策略中的（T，S）模型。在倉庫管理者發現實際庫存低于期望庫存時即發出訂貨請求，經過一段時間的庫存調整后向供應商發出訂單，經過一定時間的運輸把半成品送達分銷商。通過對家電制造企業生產及分銷商的庫存控制系統運行過程以及影響因素進行分析可知，其主要影響因素確定為供應商庫存，在途庫存，分銷商庫存、供貨時間，在途運輸時間，分銷商庫存調節時間、訂貨速率、供貨速率、收貨速率、銷售速率、速率差。因此，影響VMI庫存控制總結為兩大類因素是，時間因素，庫存量因素。通過分析影響因素，能夠合理的確定最優庫存策略，如確定訂貨提前期等，從而有助于穩定整體庫存，提高VMI效率，降低庫存成本。2.1.2 供應商管理庫存的優勢

28、鑒于VMI在分銷鏈中的作用越來越明顯，即VMI系統可以大大降低供應商和零售商的成本，提高供應鏈的整體性能，更多的企業開始廣泛使用這一管理模式。通過VMI的研究可以有效幫助企業做到提高服務質量和成本縮減。1.服務改善在VMI庫存模式中，在多用戶補貨訂單、及時運輸協調大大改善了服務水平。由于VMI庫存模式中信息共享，新貨上架速度快，將會有更少的舊貨在系統中流通，所以顧客可以避免搶購，商家也不必為推銷著急。2.成本縮減（1）VMI庫存模式可以緩和需求的不確定性。由于終端客戶需求的波動性使得分銷商不得不擴大訂貨需求，最終生產商不得不維持剩余的能力或超額的成品存貨量，這就極大的增加了供應鏈成本。而VMI

29、庫存模式可以有效消弱產量的峰值和谷值，允許小規模的生產能力和存貨方法。 （2）在VMI模式中，更大的合作協調將支持供應商對平穩生產的需求，從而不必犧牲購買者的存儲和服務目標。（3）VMI庫存模式將有效降低運輸成本。如果處理得當，這種方法將會增加低成本的滿載運輸比例而消減高成本的未滿載貨比例。2.2 系統動力學理論2.2.1 系統動力學的特點系統動力學方法的基礎是反饋控制理論，運用相關計算機仿真建模仿真，是一種定量的研究方法，一般經常研究復雜系統。從模型的建立來看，其實質是一階微分方程，而且帶時間滯后，建模過程中，通過繪制模型流圖，能夠更清楚“積累”“流率”與方程的一致性。此方法和其他數學模型不

30、同，有自己的特點。1.反饋環路式的建模方法 圖2-1 認識世界的開環、閉環方法傳統的研究方法是，通過分析問題的相關信息，再針對性的提出策略和實施步驟，最后得出結果。但是系統動力學中，如圖2-1，最大的亮點在于其有反饋回路，即得出結果后，結果再反作用于問題的相關信息，這種封閉式的環路，顯示了其系統的動態性。此環路叫做反饋環，我們發現，反饋環是由各種不同的因果關系組成的。原因會對結果產生正影響和負影響，因果關系是有正負之分的，比如在生產銷售過程中，生產質量增大，則銷售量增大，收益增多，就為正變化。銷售量增多，則庫存量降低，則表示為負變化。正負因果反饋示意圖如圖2-2： 圖2-2正、負因果關系反饋環

31、示意圖2.善于處理高階、非線、多環的動態問題實際問題中，經常會出現動態的、復雜、多變量的系統問題，而對于這種高階、非線性的方程求解時，發現很難求解。此時，可運用系統動力學方法，不僅能有效解決實際問題，還能夠清晰準確的預測系統的真實發展趨勢，通過系統的仿真模型，變化不同變量來研究系統的關鍵影響因素，結果非常的易于分析，能夠有效的支持決策的制定。3.模型的支持系統是真實系統結構因為系統動力學模型是站在系統的角度，分析系統內部各種因素，以及之間的關系，從而確定其系統行為，并通過反饋來，更加準確的預測未來發展趨勢。真實的系統結構中的數據，不是特別的準確，基于系統越完全越真實，參數的微小改變并不印象結果

32、的變化，所以軟化了數據要求，是我們易于進行定量研究，不必獲得十分精確的數據。2.2.2 系統動力學對系統的數學描述系統動力學通過把系統分為若干個子系統，來研究系統內部各組成部門之間的非線性復雜關系。因為高階非線性微分方程非常難用數學和模擬語言處理，所以借助系統動力學中的流程圖進行描述，并分析建模。建模過程中涉及到變量和定量，變量分為狀態變量和速度變量，定量為時間序列，每個狀態變量LEV(t)與其匯總流率變量RAT(t)滿足微分方程 （2-2） 在系統中，由于其復雜性，很多子系統是無法用微分方程和數學函數來表示的，對于這種類型的系統只能以定量描述為主，定性描述為輔，它是定量模型與概念模型的結合與

33、統一。2.2.3 系統動力學方法的選擇供應商管理庫存是供應鏈管理的核心內容，對于企業有效管理庫存，推進供應鏈和企業長久可持續的發展具有重要意義。選擇系統動力學方法來供應商管理庫存基于如下原因：1.供應商管理庫存系統的復雜性、周期性和不確定性。庫存一直伴隨著企業，如何在滿足顧客需求的前提下，降低庫存成本，提高企業效益，是一個長期研究的問題。此外，供應商管理庫存除了由時間、成本和庫存量這三個驅動因素決定外還受到客戶需求量、行業競爭強度和服務水平等諸多因素的影響，而且一些影響還只能是定性的確定，而不能作定量的量化，各影響因素間又存在錯綜復雜的關系。而系統動力學方法對于此情況仍可借助因果關系圖、反饋回

34、路及有限的數據進行預測推算。2.供應商管理庫存形成的動態性和反饋性。如系統中的供應商管理庫存受成本、時間和庫存量的影響，而供應商管理庫存同時影響企業成本、提前期等時間因素，因此供應商管理庫存與成本、時間之間形成了一個相互影響的動態反饋回路。系統動力學采用反饋環路結構動態定義問題，能夠彌補靜態模型局部優化而不是全局優化的缺陷，模擬出系統的反直觀特性。3.穩定庫存和不確定的顧客需求的要求。企業希望建立供應商管理庫存模型，獲取高效的庫存策略，以達到穩定庫存，降低庫存成本。但同時顧客需求的不確定性導致庫存的動態性，什么時間運送的庫存量不確定，導致成本增加。因此企業在成本控制，時間和庫存量控制等方面要考

35、慮多方面的動態因素影響。系統動力學能據此通過系統仿真動態模擬出優化后的基值，為企業正確制定策略，提升供應商管理庫存效率，降低庫存總成本提供政策參考。確定本文建模方法后，基于系統動力學建模的一般步驟，確定本文供應商管理庫存系統的分析和建模的步驟如圖3-3所示。下文將根據此步驟詳細論述。明確供應商管理庫存系統目標供應商管理庫存系統分析因果關系分析系統流圖設計建立系統動力學方程系統參數初始值確定模型模擬模型評估政策分析修改模型圖2-3供應商管理庫存系統建模過程圖3 供應商管理庫存控制機制的系統動力學建模 本章首先分析了供應商管理庫存系統以及影響因素，為確定系統因果關系和模型流圖，即建立模型做準備。3

36、.1 供應商管理庫存系統分析以供應商管理庫存理論為基礎建立供應商管理庫存控制機制模型，必須要滿足以下原則:(l)合作性原則:實施該策略的過程中，供需雙方要互相理解，有一致的目標，相互信任，在簽署的合作協議下，履行好自己的職責，要有比較好的合作觀念。(2)互惠原則:供需雙方的目標是讓自己的庫存成本都降低，來減少總成本，而不是分配成本如何安排。 (3)目標一致性原則：雙方因為是合作性關系，所以目標一定要一致，但是畢竟處在不同環節，所以要通過協議來監督和執行，明白自己的責任。比如庫存問題，資金問題，都要在協議上清楚的體現出來。雙方在清楚自己的責任與權力的基礎之上，通過不斷監督執行情況，及時修正協議內

37、容。 (4)連續改進原則: 高效的供應商管理庫存系統，是通過供需雙方在實際操作中，針對實際問題，不斷的連續改進，才能達到降低供應鏈總成本和庫存水平的目的。根據上述原則，經過對文獻資料的整理，通過下述步驟確立了供應商管理庫存的系統結構。3.1.1 系統目標分析如前文所述，本文的核心是解決在供應鏈環境下供應商管理庫存類問題。以家電制造企業為例，確定供應商管理庫存策略，即訂貨批量和訂貨時間，已達到滿足顧客需求的同時降低庫存成本，減少多余庫存的浪費，降低缺貨的風險。為了確定穩定的庫存，找到了影響供應商管理庫存的關鍵因素，不斷采取措施，優化庫存策略，降低庫存總成本，促進企業健康的發展。供應商管理庫存要求

38、在充分發揮庫存功能的同時，盡可能地降低庫存成本。這是庫存控制的基本目標。 庫存控制應實現以下目標： （1）保證顧客服務水平。庫存的基本功能是滿足顧客服務水平的正常進行，使分銷商經常維持適度的庫存，避免因供應不足而出現非計劃性的銷售間斷。 （2）降低庫存成本。供應商管理庫存的重要目標之一是控制庫存成本。無論是運輸過程中的流動資金占用，還是銷售過程中的物資消耗，都與庫存控制有關。在工業生產中，物資的消耗常占產品總成本的50-70%，庫存資金常占企業流動資金的60-80%。因此，必須通過有效的庫存控制策略，使企業在保障生產的同時，減少庫存量，提高庫存物資的周轉率。3.1.2 系統假設與系統邊界通過對

39、系統的分析，本文對于供應商管理庫存系統提出如下假設：(1)本VMI模型采用的是定量訂貨管理系統，即有效控制訂貨點(期望庫存量)和訂貨量；(2)對于各個倉庫的容積率部考慮；(3)假定銷售速率是個定值，連續平穩消耗；(4)要充分考慮到供應商的供應時間，包括準備貨物和因為其他原因造成的延滯時間。(5)實際物流過程中，分銷商發出訂貨的時間，供應商提供運輸商貨物的時間，分銷商收到貨物的時間都不是瞬時的，存在空間時間的延遲，所以存在上述3個過程的速率。(6)確定系統邊界。確定系統邊界主要是確定系統的上、下游邊界。在本系統中，由于不考慮宏觀環境和政府的干預，因此涉及到的實體比較簡單，即供應商（制造商）、分銷

40、商。本文將研究二者間由于相互關系而構成的系統，其中分銷商處于系統的最下游，因此是系統的下游邊界，供應商及為上游邊界。3.1.3 系統的運動機理雖然目前已有一些企業已開展VMI供應商管理庫存模式，但大多數企業對于供應商管理庫存只是思想上的認知，研究庫存策略也僅僅是運用了簡單的模型，本文試圖從時間和庫存量等角度來研究供應商管理庫存，并考慮了供應商管理庫存對時間、成本和庫存量的反饋作用。其運動機理如圖3-4所示：時間服務水平庫存成本供應商管理庫存庫存量圖3-1 系統運行機理圖上圖中方框中的每個名詞都是在本系統中起作用的變量，箭頭表示因果作用關系，其始端變量為原因變量，末端變量為結果變量。在本系統中，

41、供應商管理庫存既是我們最終關心的結果變量，受時間、庫存量因素直接驅動，同時也是原因變量，他能通過對顧客服務水平，庫存成本反饋作用于時間、庫存量這些驅動因素。3.1.4 劃分子系統在第二章中，本文已經通過對供應商管理庫存相關文獻的總結閱讀分析出供應商管理庫存主要由三部分構成：供應商庫存、在途庫存、分銷商庫存。因此，根據第二章相關理論，結合企業現實運營情況，本文將供應商庫存系統劃分為三個子系統，分別命名為“供應商庫存子系統”、“ 在途庫存子系統”、“ 分銷商庫存子系統”，各個系統之間通過變量相互影響、相互作用，如圖3-5所示：供應商庫存子系統供應商管理庫存控制系統在途庫存子系統分銷商庫存子系統圖3

42、-2 供應商管理庫存系統分解圖3.2 影響因素分析上面已經將VMI系統劃分為3個相對獨立的子系統，在這個復雜的系統中不僅各子系統之間是相互作用和影響的，各子系統內部也包含了諸多對子系統產生影響的因素，并且這些因素之間存在著錯綜復雜的關系。經分析發現，每個子系統都涉及到時間和庫存量的因素，下面逐一分析各子系統的影響因素及其相互之間的關系。3.2.1 時間影響因素分析庫存策略是指決定什么時間對庫存進行檢查、補充，訂貨提前期是多少，每次補充的數量多少。時間方面涉及到兩部分，第一是檢查周期，第二是訂貨提前期。本文主要研究訂貨提前期對供應商管理庫存控制的影響，訂貨提前期是指從訂貨開始到收到訂貨批量位置的

43、一段時間。因為本文研究的是制造商（供應商）與分銷商之間的庫存策略，因此時間因素可以分三類，供貨時間，在途運輸時間，分銷商庫存調節時間。1.供貨時間供貨時間是指供應商的供應是不是瞬時的，需考慮生產延滯時間和準備時間。2.在途運輸時間實際物流過程中總是存在時間和空間的延遲，在途運輸時間是運輸過程所花費的時間。3.分銷商庫存調節時間實際貨物到達以后，進行分類入庫，裝卸，盤點等時間。3.2.2 庫存量影響因素分析通過分析VMI3個子系統，發現總的庫存量有三部分構成，供應商庫存，在途庫存，分銷商期望庫存。其中分銷商庫存中的期望庫存量對整個VMI系統穩定性和平均總庫存的影響甚大，因為，期望庫存量決定訂貨批

44、量，也就是說決定供應商送多少的貨，合適的訂貨批量有助于優化庫存策略，最終是庫存成本達到最低。3.2.3 供應商管理庫存的其他影響因素分析除了上述關鍵因素以外，下面的因素也時刻影響VMI庫存控制。1.顧客服務水平顧客服務水平指的是指在所有補貨過程中，可以滿足顧客所有需求的比率。2.存儲成本存儲成本包括保管、存儲庫存物品相關的成本，與庫存貨品的數量、貨品的價值、保管的時間以及實際發生的庫存細項有關。3.3 因果關系的確定3.3.1 系統因果關系圖VIM庫存控制系統物流順次經過供應商、第三方物流商、分銷商。首先，因供應商和分銷商簽訂了相關協議，并且相互之間的信息通過網絡有效傳輸，供應商的計劃人員根據

45、分銷商銷售量，及需求制定供應計劃，確定所需的各類原材料和部件的數量，供應商和分銷商希望實際庫存能夠保持在自己制定的期望庫存水平。整個VMI系統庫存的變化情況可通過因果回路圖表示出來。圖3-3 VMI系統因果關系圖3.3.2 模型反饋關系分析系統動力學的因果反饋是指，如果事件A（原因）引起事件B（結果），AB便形成因果關系。若A增加引起B增加，稱AB構成正因果關系，用+或R標示；若A增加引起B減少，則稱為負因果關系。兩個以上因果關系鏈首尾相連構成反饋回路，亦分正、負反饋回路，用-或B標示。在系統中，正負反饋環相互約束，由此來推動系統向不同方向發展。反饋回路的分析有助于在研究復雜反饋系統的時候，幫

46、助我們分析關鍵變量的變化趨勢和變化原因。以下是圖3-3的因果關系分析，8個因果關系，前7個因果關系，經分析都是同向增長，所以因果鏈取“+”號，分別是期望庫存-庫存差，因庫存差=期望庫存-分銷商庫存，在某一時刻，期望庫存越大，庫存差越大；庫存差-訂貨速率：訂貨速率=，訂貨速率同庫存差之間成正比關系，庫存差越大，訂貨速率越大；訂貨速率-供應商庫存：供貨速率=，分銷商的訂貨速率越大，在這個環節出現的貨物滯留量越多；供應商庫存-供貨速率：供貨速率=，供應商環節庫存越多，供貨的速率越大；供貨速率-第三方物流企業庫存，供貨速率越大，貨物在途累積的存量就會越多；第三方物流企業庫存-收貨速率：收貨速率=；收貨

47、速率-分銷商庫存，收貨速率越大，在一段時間內就使庫存累積逐漸增加。一條負因果鏈是分銷商庫存-庫存差，根據上述公式，期望庫存是一般是常數，分銷商庫存越大，則庫存差越小，所以是反向變化。根據回路極性判斷原則，若反饋回路有奇數個因果鏈，則整條回路極性為負，負反饋會使系統不斷縮小偏離趨勢，有助于穩定。經分析，發現VMI庫存模型是一個負反饋回路。3.4 模型流圖分析3.4.1 模型的流圖表示系統因果關系圖最主要的是描述反饋結構，出現一些不足，首先，該圖只是表示變量間定性關系，無法表示定量關系。其次，變量是有不同性質的，因果關系圖沒有很準確的區分變量之前的不同之處，比如系統動力學最重要的是狀態變量的積累概

48、念。模型流圖中的“流”，是指它的規程量便是"積累"，用以描述系統狀態，系統輸入輸出流量之差為積累增量。"流率"表述流的活動狀態，亦稱決策函數，積累則是流的結果。任何決策過程均可用流的反饋回路描述。在模型流圖中包含狀態變量，速度變量，輔助變量和參量。因此，在因果關系分析的基礎上，我們進一步建立供應商管理庫存(VMI)系統模型流圖(見圖3-5)，為模擬方程的建立做好準備。 此流圖中，庫存都會隨著時間進行積累，所以3個庫存屬于狀態變量；3個環節的速率反映輸入輸出之間的關系，屬于速度變量；庫存差是訂貨行為的一個開始，影響訂貨速率，它輔助建立速率方程，是輔助變量；

49、各個環節所用的時間，認為是常數，是時間參量。VMI運作流程是從供應商依次到運輸，到分銷商，各狀態變量之間是實物流經過程，用實線表示，虛線表示信息流。根據上文因果關系圖中提取的變量和假設條件，在下面的流圖分析中，本文將重點結合家電制造業庫存實際情況進行模型假設和變量的調整，并對各變量進行定義和說明，以此來滿足實證的需要。下面將就系統流圖進行分析，流圖中的符號含義如圖3-4所示: 圖3-4 流圖中各符號定義 圖3-5 供應商管理庫存（VMI）系統的模型流圖圖3-5是該VMI系統的存量流圖，仍能反映圖3-3所表達的信息，在此基礎上還可以知道，庫存是一個存量，訂貨速率、供貨速率、收貨速率、銷售速率是流

50、量，我們對系統實施控制的目的就是通過訂貨決策來調節庫存，從而滿足銷售。“訂貨”是庫存控制所必要的決策，決策的流程是：盤點庫存，比較實際庫存和期望庫存得到庫存偏差，根據庫存偏差（考慮庫存調節時間）進行訂貨。3.4.2模型的描述方程根據系統模型流圖，我們可以利用Vensim軟件工具建立該VMI系統的系統動力學描述方程，主要包括三個獨立的狀態方程和三個獨立的速率方程，具體方程如下:其中以L表示為狀態變量方程，以R表示為速率方程，而以A表示為輔助方程。方程中的參量，由變量和常量構成。根據前面介紹，其中狀態變量有供應商庫存（I1），在途庫存（I2），分銷商庫存（I3），總庫存（AI）量綱是單位（可按體積

51、、重量、數量等單位，為簡便，統一為單位），取值范圍可正可負。3個速度變量是訂貨速率（OR），供貨速率(DR)，收獲速率(RR)，取值范圍是O，速率差（RS）=RR-SR，SR是銷售速率，其取值范圍可正可負，速率量綱是：。庫存差（DI），根據方程DI=EI一I3，其取值范圍可正可負，量綱是:單位。其中常量有6個，分別是供貨時間（T1），在途運輸時間（T2），庫存調節時間（T3），分銷商速率（SR），期望庫存(EI)，模擬采樣的時間間隔(DT),時間的量綱是日。3個狀態變量I1、 I2、 I3的計算應先賦予非零初始值(t=0時刻)，而常量EI、SR應該為2個常量賦值，這些常數可以根據企業的不同情況

52、任意設置，具有一般性。3.5 VMI模型的結構分析結構分析包括3個，分別是原因樹分析、結果樹分析和反饋列表。下面就用原因樹分析一下關鍵變量的結構。下列原因樹圖，可通過對影響各庫存量的若干個因素進行控制，來優化供應商的庫存量。從圖3-6到圖3-9，分別是供應商庫存量、在途庫存量、分銷商庫存量、VMI系統總庫存量的原因樹：圖3-6供應商庫存量的原因樹圖3-7 在途庫存量的原因樹圖3-8 分銷商庫存量的原因樹圖3-9 VMI系統總庫存量的原因樹4 模型仿真與結果分析前面已對結構進行了分析，接下來，將上述方程導入Vensim軟件進行模型仿真與分析。Vensim是基于視窗界面的系統動力學仿真語言，并提供

53、了功能強大的圖形編輯環境。上述的流圖也是運用Vensim畫出來的，此軟件可提供形成系統模型的結構圖，又是數據分析工具，有助于系統分析。本文在之前流圖的基礎上，使用Vensim的公式編輯器，生成完整模擬模型。在正式進入模擬前，需要確定模型個參數值，并對模型進行檢驗和調試。本章先介紹模型中的數據來源和個參數值的取值，然后對模型的仿真進行簡要說明并初步檢驗模型與實際的符合度，接著分析模型中系統運行的總體特征，最后通過模型結果的控制分析找出各影響因素對供應商管理庫存的影響，并據此找到關鍵因素，對供應商管理庫存提出策略建議，以達到本文的目的。4.1 數據來源與模型設置我們主要針對供應商管理庫存過程中的關

54、鍵影響參數進行定量分析，通過細致的研究，找出了訂貨時間、運輸時間、庫存調節時間以及期望庫存量對整個VMI系統平均總庫存和穩定性的影響規律，即從牛鞭效應、瓶頸兩方面對模型進行分析和優化，以確定該供應鏈系統在一定條件下的具體實施策略。通過分析，發現該庫存模型是三階系統，以上是根據模型寫出的方程是差分形式，下面用微分方程的形式表示: (4-1) (4-2) (4-3)對公式（4-3）求導得： （4-4） 再對公式（4-4）進行求導： （4-5）展開公式（4-5）得到公式（4-6）： （4-6）將公式（4-4）代入公式（4-6）并展開：最終可以得到下面的公式： （4-7）上公式表示I3的3階常系數非齊

55、次微分方程，要解此方程，需要先求解特征方程，將I3=en帶入上述方程，得到特征方程為： （4-8）觀察發現求解特征方程(一元三次方程)的判別式很復雜，取值分為4種情況，所以欲求得I3的解析表達式很困難，因此我們決定利用Vensim軟件工具來分析該VMI模型三階系統的規律。我們為了確定在一定條件下供應商管理庫存的具體實施策略，必須對模型中的影響參數進行賦值，不失一般性，我們給模型賦予任意的初始值，然后通過初始值對整個VMI系統模型進行仿真分析。需要注意的是，各參數的取值具有隨機性，但是都不能小于零。假設該三階庫存系統在t=0時，其余各參量的取值如下表4-1：表4-1初始賦值表 表中的各參量是任意

56、選取的，除了取樣間隔時間DT要小于其余時間參量外。根據表中數據，t=0時刻分銷商的實際庫存I3小于期望庫存EI，即該時刻，由于某種原因(即銷售需求突然增加促進需求量快速增加)使得實際庫存量突然下降，低于期望庫存量，這可以看作類似于尖脈沖的一次波動。Vensim在建立系統動力學方程時，首先要設定模擬的時間參數，其中包括初始時間、結束時間、時間步長和數據存儲時間。因為時間參數由常量表示，為了圖形的清晰，我們模擬了初始擾動后，360天的庫存和速率變化情況，并且以0. 5天為間隔仿真出模擬結果。接著，設置系統流圖中其他變量方程，運用Vensim提供的函數工具，可簡便的設置。設定的數值和單位可隨時更改。需要特別注意的是，每個變量進行設置方程時，應涉及與其有關系的變量。4.2 模型檢驗對系統模型檢驗的目的是驗證模型是否較好的反映供應商管理庫存控制系統的本質特征，是否滿足實際系統的基本要求。為了檢驗本模型仿真的真實可靠性，主要選擇了“供應商庫存”、“在途庫存”、“分銷商庫存”三個個變量進行分析。本文從頭開始進行仿真，仿真時間