閉環(huán)供應(yīng)鏈跨鏈間庫(kù)存合作模型的仿真研究(盲審搞)

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

2、明，通過(guò)實(shí)施閉環(huán)供應(yīng)鏈跨鏈間庫(kù)存合作策略，調(diào)節(jié)補(bǔ)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(kù)存，減弱牛鞭效應(yīng)，減輕緊急補(bǔ)貨時(shí)的補(bǔ)貨量和供應(yīng)鏈中各成員的庫(kù)存負(fù)擔(dān)，可以提高市場(chǎng)響應(yīng)能力和客戶服務(wù)水平。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：閉環(huán)供應(yīng)鏈；牛鞭效應(yīng)；系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)；庫(kù)存合作；仿真中圖分類號(hào)：中圖分類號(hào)：F270F270文獻(xiàn)標(biāo)志碼：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A1引言庫(kù)存管理中如何減弱牛鞭效應(yīng)是供應(yīng)鏈領(lǐng)域中重要的研究?jī)?nèi)容之一。集群式供應(yīng)鏈?zhǔn)堑湫偷哪Ｊ?，如何控制供?yīng)鏈

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

4、下，考慮兩個(gè)銷售商的庫(kù)存互補(bǔ)模型[6]。黎繼子[7]等人的研究表明訂貨間隔期短，緊急庫(kù)存補(bǔ)充價(jià)格較低時(shí)，有促使集群供應(yīng)鏈跨鏈間庫(kù)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(guò)協(xié)作來(lái)減弱庫(kù)存波動(dòng)，但模型沒(méi)有考慮動(dòng)態(tài)的、多周期的問(wèn)題，容易造成誤差。閉環(huán)供應(yīng)鏈的整體運(yùn)作性能隨著回收率的增大而增加[9]，當(dāng)維修成本高于再造時(shí)節(jié)約下來(lái)的單位成本時(shí)，選擇維修中心回收模式，閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的利潤(rùn)較高[10]而閉環(huán)供應(yīng)鏈也可以減小物流中的牛鞭效應(yīng)

5、[11]，跨鏈間庫(kù)存補(bǔ)充策略與單鏈庫(kù)存補(bǔ)充相比，明顯提高了庫(kù)存管理的滿意度[12]。目前，企業(yè)追求零庫(kù)存，但由于存在許多隨機(jī)不可控因素，實(shí)際上很難達(dá)到，企業(yè)即使保證零庫(kù)存生產(chǎn)，但是出現(xiàn)急需庫(kù)存的時(shí)候就難以應(yīng)對(duì)了，此時(shí)，依靠其他企業(yè)補(bǔ)貨可以解決庫(kù)存緊缺問(wèn)題。上述文獻(xiàn)雖然對(duì)庫(kù)存合作模型研究，也對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈模型進(jìn)行了研究，但沒(méi)有將庫(kù)存合作和不合格產(chǎn)品回收結(jié)合起來(lái)進(jìn)行研究。所以，本文以汽車行業(yè)零部件供應(yīng)鏈為研究背景，根據(jù)供應(yīng)鏈中的不合格產(chǎn)品可以

6、回收，以及零售商之間可以進(jìn)行庫(kù)存合作的特點(diǎn)，建立一個(gè)閉環(huán)供應(yīng)鏈跨鏈間庫(kù)存合作模型，利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法和Vensim軟件進(jìn)行建模和仿真，研究和分析閉環(huán)模型中庫(kù)存協(xié)作的功效。2系統(tǒng)基本描述系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法通過(guò)構(gòu)建仿真模型來(lái)反映現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，采用定性和定量相結(jié)合的方法處理復(fù)雜系統(tǒng)問(wèn)題，動(dòng)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(jì)算機(jī)模擬定性和定量地研究系統(tǒng)問(wèn)題[

7、9]。汽車行業(yè)的牛鞭效應(yīng)是汽車供應(yīng)鏈運(yùn)作中重要的指標(biāo)之一，從制造商到零售商的整條供應(yīng)鏈中，會(huì)有許多上游供應(yīng)商、制造商、批發(fā)商、零售商和客戶，每一級(jí)都與前后兩個(gè)級(jí)緊密聯(lián)系，進(jìn)而形成了復(fù)雜的供應(yīng)鏈網(wǎng)，本文只研究?jī)蓷l供應(yīng)鏈的情況。目前的汽車制造業(yè)一般按訂單生產(chǎn)，每個(gè)環(huán)節(jié)從訂單到到貨需要比較長(zhǎng)的時(shí)間，對(duì)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(hào)、質(zhì)量等規(guī)格進(jìn)行驗(yàn)收，有問(wèn)題的立即退貨，如果產(chǎn)品檢測(cè)出質(zhì)量問(wèn)題，配送

8、方應(yīng)及時(shí)更換不合格產(chǎn)品，若沒(méi)有多余的產(chǎn)品則需重新配送。各個(gè)供應(yīng)鏈角色之間會(huì)有送貨延遲和訂購(gòu)接收延遲，這可能會(huì)出現(xiàn)許多不利于企業(yè)的片面影響。在實(shí)際供應(yīng)鏈中，零件和產(chǎn)品零部件的供應(yīng)和配送存在復(fù)雜關(guān)系。例如，送貨延遲會(huì)導(dǎo)致庫(kù)存積壓進(jìn)而占用企業(yè)的庫(kù)存成本，并給在制品的存儲(chǔ)問(wèn)題帶來(lái)影響；貨物緊缺可能會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程不能正常進(jìn)行，最終影響整體效益。生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品中會(huì)存在不合格品，此時(shí)，要求將不合格品回收到出問(wèn)題的環(huán)節(jié)進(jìn)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(yīng)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(kù)存補(bǔ)貨的跨鏈間庫(kù)存合作模型，兩條供應(yīng)鏈的生產(chǎn)商之間、批發(fā)商之間不存在補(bǔ)貨，每條供應(yīng)鏈中的成員只能接收來(lái)自其上一級(jí)成員的發(fā)貨并向其下一級(jí)成員發(fā)貨。通常，各單鏈的正常供貨方式是分別對(duì)各自的零售商提供商品。單鏈2的零售商只有當(dāng)單鏈1的顧客需求滿足率少于一定值（假設(shè)為90%），即單鏈1中的批發(fā)商不能及時(shí)滿足訂貨需求，且單鏈2的零售商有足夠

10、的庫(kù)存，此時(shí)，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(shè)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(kù)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(bǔ)貨量為系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)；模擬時(shí)間為200周，步長(zhǎng)為1周；兩條供應(yīng)鏈各級(jí)成員庫(kù)存量的初始值均為相應(yīng)的期望庫(kù)存值，假設(shè)單鏈1中各成員的庫(kù)存量均為1000箱，單鏈2中各成員的

11、庫(kù)存量均為1500箱；期望庫(kù)存等于平均發(fā)貨率(或銷售率)乘以期望庫(kù)存覆蓋時(shí)間(假設(shè)均為1.5周)；生產(chǎn)商、批發(fā)商、零售商庫(kù)存調(diào)整時(shí)間分別為3周、2周、1周，收貨延遲時(shí)間分別為4周、2.5周、1.5周，跨鏈間庫(kù)存互補(bǔ)延遲時(shí)間為0，批發(fā)商、零售商、顧客訂貨平滑時(shí)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(shè)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(shè)分別為25%、75%）之和為1。供應(yīng)鏈中各個(gè)參數(shù)表示如表1所示：表1參數(shù)設(shè)置名稱符號(hào)名稱符號(hào)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(kù)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(kù)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(shí)間STssr零售商期望庫(kù)存覆蓋時(shí)間CTseq零售商期望庫(kù)存量EQs零售商平均銷售率ASRs零售商庫(kù)存調(diào)節(jié)率QARs零售商庫(kù)存量Q

13、s零售商銷售率SRs回收延遲DTr零售商的庫(kù)存調(diào)節(jié)時(shí)間QATs批發(fā)商訂貨量平滑時(shí)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(kù)存量EQm產(chǎn)品回收比例Rpr回收產(chǎn)品庫(kù)存Qrp回收產(chǎn)品再制造率RMRrp生產(chǎn)商期望庫(kù)存覆CTmeq回收產(chǎn)品再制造的RMRrp蓋時(shí)間比例生產(chǎn)商的庫(kù)存調(diào)節(jié)時(shí)間QATm回收產(chǎn)品再制造的延遲RMDTrp生產(chǎn)商庫(kù)存調(diào)節(jié)率QARm回收零件再制造率RMRrc回收產(chǎn)品庫(kù)存調(diào)整時(shí)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(kù)存量EQw零售商訂貨量平滑時(shí)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(bǔ)貨RQ21顧客需求滿足率FRc批發(fā)商期望庫(kù)存覆蓋時(shí)間CTweq批發(fā)商的庫(kù)存調(diào)節(jié)時(shí)間QATw批發(fā)商訂貨量OQw批發(fā)商庫(kù)存調(diào)節(jié)率QARs供應(yīng)鏈的水平TQ模型中有許多變量，供應(yīng)鏈成員、變量、供應(yīng)鏈成員和變量之間存在復(fù)雜的關(guān)系，它們之間的關(guān)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(shí)間延遲。當(dāng)批發(fā)商庫(kù)存量大于零售商訂貨量時(shí)，批發(fā)商發(fā)貨量為零售商訂貨量；當(dāng)批發(fā)商庫(kù)存量小于等于0，且小于零售商訂貨量時(shí)，批發(fā)商發(fā)貨量為0；當(dāng)批發(fā)商庫(kù)存量大于0，且小于零售商訂貨量時(shí)，批發(fā)商發(fā)貨量為批發(fā)商的庫(kù)存量。

16、批發(fā)商的DYNAMO方程表示為：000swswwswwswOQQOQSRQOQQQINVDOQQ?????????????（）（）（）①②③(2)當(dāng)零售商的庫(kù)存大于顧客的需求時(shí)，顧客需求滿足率為1，當(dāng)零售商沒(méi)有庫(kù)存時(shí)，表示顧客需求滿足率為0。顧客需求滿足率和幾個(gè)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(yīng)鏈中，生產(chǎn)商和批發(fā)商的訂貨量、平均發(fā)貨率、庫(kù)存調(diào)節(jié)率、期望庫(kù)存量及實(shí)時(shí)庫(kù)存量的DYNAMO方程也類似銷售商的DYNAMO方程。但計(jì)算批發(fā)商的訂貨量時(shí)，還需考慮回收品，所以在約束條件中，批發(fā)商庫(kù)存量要加上回收品制造率，由于篇幅所限，類似以上幾個(gè)變量的D