毕设论文_供应链弹性分析

1、清 华 大 学综 合 论 文 训 练题目：供应链弹性衡量指标探索与分析系 别：工业工程专 业：工业工程姓 名：徐昕恺指导教师：王晓芳2007年 6月 10日关于学位论文使用授权的说明本人完全了解清华大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该论文。(涉密的学位论文在解密后应遵守此规定)签 名： 导师签名： 日 期： 中文摘要近年来自然灾害、事故、人为中断等供应链风险问题受到人们的关注，而它们给供应链带来的损害又随着供应链长度的增加、供应链全球化、产品周期缩短和难以预见的市场

2、需求变化而放大。为了应对这些难以克服的高风险低概率事件，供应链弹性的研究应运而生。Sheffi（2005）指出增加供应链弹性的手段在于增加冗余、提高供应链柔性、和改变企业文化。而关键之处在于改良供应链结构。本文建立可变结构的完整供应链模型，通过仿真手段定量观察供应链弹性曲线，并抽象出能够描述弹性曲线的一套参数；之后设计仿真实验观察供应链不同结构参数（库存水平、供应链级数、可选择供应商来源数目）对于供应链弹性曲线的影响。同时观察分析供应链受到风险冲击和弹性恢复过程中的现象规律。并最终定量评价供应链结构参数对于供应链弹性的影响。关键词：供应链，风险，结构，弹性ABSTRACTThreats to

3、supply chainnature disasters, accidents, and intentional disruptionstheir likelihood and consequence heightened by long, global supply chains, ever-shrinking product lifecycles, and volatile and unpredictable markets.No sure way exists for overcoming all such risks, especially high-impact/low-probab

4、ility events, because the absence of historical data excludes the use of predictive statistical tools to help ensure containment of those risks.Supply chain resilience is then heightened to overcome these risks. Sheffi (2005) in his book gives three major methods to enhance supply chain resilience:

5、increasing redundancy, building flexibility, and changing the corporate culture, which all rely on improving the infrastructure of supply chain.This paper gives an infrastructure-changeable supply chain network model and run simulation to seize the resilience curve. After abstract a series of parame

6、ters that can describe the resilience curve, we design simulation experiments to perceive the effect of different supply chain network parameters on supply chain resilience quantitatively. Also some phenomenon and rules appearing in the supply chain resilience process are described. Finally we give

7、a quantitative assessment of the effect of different supply chain network parameters on supply chain resilience.Keywords：supply chain, risk, infrastructure, resilience目 录第1章引言I1.1 课题背景及意义I1.2 课题相关文献综述II1.2.1 供应链风险研究概况II1.2.2 供应链弹性研究概况III1.2.3 供应链研究方法V1.3 研究目的、方法和预期成果IX1.3.1 观察供应链弹性曲线IX1.3.2 定量分析供应链各

8、结构参量对于供应链弹性的影响XII第2章正文XII2.1 供应链仿真模型XII2.1.1 供应链概念模型XII2.1.2 仿真程序编写XIX2.1.3 仿真程序功能及其运行XXXVI2.2 仿真实验XXXIX2.2.1 仿真实验目的XXXIX2.2.2 仿真实验设计XL2.2.3 仿真实验过程XLVII2.3 仿真结果分析L2.3.1 观察供应链弹性曲线L2.3.2 定量分析供应链各结构参量对于供应链弹性的影响LIV第3章结论LXIII3.1 课题总结LXIII3.2 经验与感受LXV插图索引LXV表格索引LXVII参考文献LXIX致 谢LXXI声 明LXXIII附录A 实验数据表格LXXV附

9、录B 第2大组实验数据分析LXXXIII在学期间参加课题的研究成果XCIII第1章 引言1.1 课题背景及意义在过去的十年中，地震、金融危机、非典、罢工以及恐怖袭击不断的给供应链运作带来中断。供应链中断对于公司短期绩效会造成重大的影响。例如，Ericsson在其供应商的半导体制造厂2000年失火后损失了4亿欧元；Apple在1999年台湾地震后，由于DRAM芯片供应不足损失了大量的客户订单。同时供应链中断也能对公司的财务绩效造成长期的负面影响。例如，Hendricks和 Singhal (2005)在他们的报告中提到，由于供应链中断，他们的公司股价比预期标杆下跌了33-40个百分点。为了减轻供

10、应链中断以及各种各样的供应链风险（不确定经济周期、不确定顾客需求以及不可预知的自然和人为灾害），许多学者开发了不同的策略和模型来管理供应链风险。但是，虽然供应链风险的评价和管理体系已经被开发，人们仍然没有确定的办法克服所有这些风险，尤其是高影响/低概率事件，比如非典和口蹄疫的爆发，或者一次集中式的恐怖袭击。这是因为对于历史数据的缺乏使各种预测和统计工具无法奏效。然而，某些组织却在对于这些不可测量的风险的发掘和认知上表现杰出。他们的共同点不是某个公式或者处理风险的过程，而是一个关键的特性：弹性。组织弹性是一个全新的概念：一个组织克服不测事件的能力是成功的核心元素。由于能够颠覆供应链的危机如今越来

11、越繁多，弹性在供应链管理中扮演着前所未有重要的角色。于是各行业的领导人更加努力地寻求增强供应链弹性的方法。因此供应链弹性的知识体系出现了萌芽。供应链弹性不再只意味着管理风险的能力。风险管理现今包含了更深的意义：在供应链中断时找到自己更合适的位置，甚至从中获利。通过对于组织弹性大量的调查，学者们已经发现了增加供应链弹性的一些关键理论。但这些理论大都是定性的，比如Sheffi（2005）在弹性企业一书中指出，增强供应链弹性的方法在于增加冗余、提高供应链柔性、和改变企业文化。而最直接有效的方法就是改良供应链本身结构。虽然我们知道各种手段能够切实的提高供应链弹性，但是这些手段对于供应链弹性的作用至今没

12、有定量的衡量。比如：增加供应链各节点的库存水平和增加可选择供应商数目都有利于减弱供应链受到冲击时的损失，但这两种方法在增加供应链弹性时各具有何种规律，它们对于增强供应链弹性的效果对比如何，都没有定量的描述。然而想要找到各种方法对于供应链弹性的方法，另一个前提是如何定量描述和衡量供应链弹性。寻找合适的方法定量描述供应链弹性，并通过合适的研究方法观察供应链结构各项参数对于供应链弹性的影响规律，定量分析供应链弹性在这些参数作用下的变化规律，最终定量的评价供应链弹性衡量指标是本文的目的。1.2 课题相关文献综述本课题的知识背景所涉及的文献主要涉及三个方面：供应链风险、供应链弹性和供应链的研究方法。1.

13、2.1 供应链风险研究概况C.S.Tang（2005）对迄今为止供应链风险领域研究成果作了较全面的综述。供应链风险的种类可分为运作风险和中断风险两类。运作风险是指内部不确定因素，例如不确定的顾客需求、不确定供给、不确定价格等。中断风险是指自然或人为的中断型灾难如地震、洪水、飓风、恐怖袭击等，以及类似汇率浮动或者罢工的经济危机。在大多数情况下，由中断风险带来的影响远大于由运作风险带来的影响。为了减轻供应链风险的危害，公司可通过合作机制采用四项基本措施（图2.1）：供应商管理、需求管理、生产管理和信息管理。图 11供应链风险管理项基本措施每项措施都希望通过协调与合作来改进供应链运作。首先，公司可通

14、过与上游企业的协作确保高效的供应链原材料流通。第二，公司可通过与下游企业的合作以影响需求变化。第三，公司可通过改进生产和流程设计以便于满足供给需求。最后，如果公司能获得其伙伴的各类私有信息，整条供应链就能实现更好的协调合作。供应链管理领域的文章可按下表归纳分类（表2.1）。表11供应链风险管理的战略及战术计划1.2.2 供应链弹性研究概况Yossi Sheffi（2005）对供应链弹性及其相关概念和现有理论作了较全面的介绍。在材料科学中，弹性是指材料在变形后恢复原形的能力。在企业界，弹性是指公司受到中断后恢复的能力。例如，公司恢复其绩效（生产、服务、订单满足率等）的速度。公司发展弹性主要有三种

15、方法：增加冗余、建立柔性和改变企业文化。增加冗余的效用是有限的，而柔性和企业文化的作用至关重要。理论上，弹性企业可以通过供应链冗余的增加建立。组织可以保持更高的库存水平、低生产能力使用率，同时拥有更多的供应商。虽然冗余可以保证供应链在中断后继续运作，但这种方法是暂时的且高费用的。公司必须为冗余的库存、生产能力和工人支付更多的成本；同时这样的生产方式会使生产运作更加迟滞，降低产品质量，提高成本。与此相反的，目前受人推崇的先进生产战略例如丰田生产模式、精益生产过程、6Sigma生产方式都致力于创造高效率企业利用极少的库存产生高质量的产品和及时的物流。因此如果企业试图通过增加冗余来增加弹性，必然会抑

16、制这种效率的提高。与此不同的是，如果企业增加了柔性，它就不仅能承受严重的中断，而且能更好地对需求波动作出反应。建立供应链柔性需要采取的措施是：采用标准化过程、并行工程、计划延迟、建立与供应商合作战略。标准化过程是指在具有相似功能的工厂和工人中将生产过程标准化，并在不同产品中使用可以互换的标准化零件。这种可互换的零件、生产设备和工人允许公司在发生中断时迅速做出反应，将资源配置到最需要的地方去。例如因特尔就在其半成品工厂中完全使用相同的设备布局和生产程序。得益于这种标准化的生产设计，当需求变化时英特尔可以在不同工厂任意分配生产任务。在产品开发、生产和销售等关键领域使用并行工程可以加速企业在中断后的

17、恢复过程，同时提高对市场需求反应的速度。Lucent科技公司通过将公司各种职能（包括工程、销售等）集中式管理形成并行工程。通过这种手段公司可以非常容易的观察各个领域的工作，并且在紧急时刻对于各项活动做出迅速的判断。计划延迟是指在供应链运作过程中尽可能长的保持产品的半成品状态。这种方式对防止产品过剩和不足非常有效。同时它能在不提高库存水平的情况下提高订单满足率和顾客满意度，因为公司能够在更精确的顾客需求产生后再进行最后一道加工。意大利服装生产和零售商Benetton就是采用这种方法。对于那些对需求变化及其敏感的产品，Benetton会将它们先生产至未染色的通用版，在更精确地需求信息到达之后再进行

18、最后的加工。发展供应商合作战略是建立企业柔性的重要方法。如果公司依赖于少数几个关键供应商，那么它就必须与每个这样的供应商保持紧密的合作。这些供应商对于企业异常重要。它们中任何一个的实效都会对该企业带来灾难性的影响。通过深入了解每个供应商，企业能够更好的控制这些供应商以预见可能发生的问题。在另一方面，如果一家公司不是那么强烈的依赖于少数几个供应商，那么它的供应商网络最好是广泛的以建立弹性和对市场的反应能力。由于公司对于那些关系较浅的供应商很难有深入的了解，所以很难在风险发生前得到警告。因此保持广泛的可直接利用的供应商网络是这类企业分散风险的好方法。两种供应商策略孰优孰劣没有确定的答案，这要根据具

19、体的环境和公司生产策略而定。Land Rover险些因为对于供应商控制的失误而破产。2001年12月其Discovery车型的底座主要供应商UPF-Thompson出乎意料的突然破产，而Land Rover完全没有准备以至于被迫为UPF支付债务以确保底座的供应。如果Land Rover能够保持与UPF更深入的合作，就很可能实现得到警告。在中断过后，那些迅速恢复甚至盈利的公司与那些失败者的明显区别就是企业文化。成功的企业文化包括：保持与有识雇员的长期交流；权力分散，使个体有权采取必要行为；具有工作热情；时刻准备遭遇中断。建立供应链弹性带来的好处是显而易见的。那些“坚固”的企业不仅能够承受各种类型

20、的中断，同时也具有更强的竞争力。不可预见的中断能够制造与因供需平衡带来的需求突变无异的产品短缺；弹性供应链能够在变化的需求市场面前比其竞争对手做出更早的反应。1.2.3 供应链研究方法近些年来，关于供应链的研究是世界各国研究人员的一个重要研究热点。研究供应链的方法有很多种，归纳起来有以下3 类：控制理论. 控制理论用微分方程或差分方程为供应链建模，用积分变换来研究其特性。这种方法的优点是可以动态地分析供应链,但是它要求系统是线性的，而实际上大多数供应链都不能满足这个条件，这就严重地限制了其使用的范围。运筹学。运筹学研究的方法包括优化理论、博弈论及统计分析。这些方法可以适用于非线性系统，但总是需

21、要一些统计假设，而且不是严格动态的。仿真。仿真方法一般是对系统的可执行的模型进行实验。这些模型可以分为基于方程的模型和基于agent 的模型。基于方程的模型就是利用前面两种方法建立的模型，目前是比较流行的方法。控制理论方法是Simon获得1978 年诺贝尔经济学奖的工作的一部分，通常有两种研究方法：一种是频域方法，使用拉氏变换研究微分方程，用Z变换研究差分方程，从而揭示其内在的特性。这是一种动态的研究方法，对于系统的时间特性非常敏感。但是，由于对变换的依赖,使得它只适用于线性系统。 另一种是时域的研究方法，其建模也是微分方程或差分方程，但求解时不是通过变换的方式，而是直接求出其数值解，所以并不

22、会受到线性的约束。J . F.Burns和B. D. Sivazlian通过对基于时间均值的定单规则求Z 变换，揭示出需求放大是由于在安全库存的基础上又加上了安全库存。他们建议把来自下一级的用户的定单分为两个部分，一部分反映最终用户的实际需求，另一部分反映该客户为了自身的目的所做的调整。供应链上的一个给定节点应该只根据最终用户的需求变化而调整生产。要想从定单中区分出这两个部分，只能依据有关其下一级用户订货策略的详细资料。但是，在公司间是不可能公布出这些资料的。除非是为了迷惑其贸易伙伴而对这些信息加以扭曲而公布出来。Towill通过对一个一阶供应链模进行的Laplace变换分析，证明了如果一个供

23、应链系统反应迅速并且没有震荡，那么他的3 个参数应该是相同的：库存的调整时间、定单的提前时间和生产的延迟时间。在另外一篇文章中，Towill、Naim和Wikner对这种方法进行推广，将Forrester模型分解为多阶的供应链模型，使用传递函数来分析它的特性，并将重点放在定单需求差异放大的问题上。Towill和他的小组除了变换分析外，还在仿真方面做了大量的工作。运筹学方面的研究工具主要是优化理论、博弈论及统计分析等运筹学技术。这些技术都不需要假定线性，但需要做出其他方面的假设，如概率分布等，而且研究的侧重点集中在稳定状态而不是动态变化。H.L.Lee ，V. Padmanabhan和S. Wh

24、ang对需求放大现象进行了深入的研究，把其产生的原因归纳为4个方面：需求预测修正、订货批量决策、价格波动和短缺博奕，其中2 个方面牵涉到优化理论。需求预测修正是指当供应链的成员采用其直接的下游定货数据作为市场需求信号时,即产生需求放大。比如一个零售商需要决定向供应商的订货量时，为了使成本最小，一般会采用一些简单的需求预测方法，如指数平滑法，根据历史数据或市场信息预测未来的需求。这样会导致其订单的方差大于其销售的方差，价格波动促动了一种商业行为预先购买(forward buy)。这是面对价格波动时商家的购买策略。当市场产品价格较高时，优化的策略是使库存降下来；当市场产品价格较低时，优化的策略是使

25、库存升高，以至于高过实际用户的需求。对于一个三层供应链，S. Tzafestas和G. Kapsiotis用Lagrangian优化方法比较了3 种不同优化机制的成本：只优化顶层、全局优化和递阶优化。他们的研究结果是第三种机制的效果要明显好于第一种机制，运算量要明显小于第二种机制。需求放大现象产生的4个原因之一就是短缺博奕。当需求大于供应量时，理性的决策是按照用户的订货量比例分配现有的库存供应量，比如，总的供应量只有订货量的500Þ0，合理的配给办法是所有的用户获得其订货的500Þ0。此时，用户就为了获得更大份额的配给量，故意地夸大其订货需求，当需求降温时，订货又突然消失。

26、这种由于个体参与的组织的完全理性经济决策导致的需求信息的扭曲，最终导致需求放大。统计分析的主要运算对象是一些关键随机变量，如订单数量与库存数量。 他们不需要线性假设，但是他们需要其他方面的假设，比如概率分布密度以及这些随机变量之间的线性无关性。除此之外，他们处理的都是时间均值问题，所以也不是真正动态的。需求放大现象产生的4个原因之一，还有订货批量决策。比如，一个制造商的订单来自于许多家零售商，而这些零售商的订单之间可能是完全无关的，或称为随机的，也可能是相关的，还可能是相互平衡后的折衷。假设有个零售商,其均方差均为2，统计分析的结果显示，在不同假设下，制造商的订单的均方差不同；Var ( Co

27、rrelated)Var ( Random)Var ( Balanced) N 32。H.L.Lee和C.Billington使用标准的统计分析方法推导出了基础库存水平与目标服务水平之间的关系。G. P. Cachon通过代数分析和一个仿真模型，考察了供应链分配方的订单方差、库存成本及定货成本。他研究了3个问题：零售商的订单是否应该排序、零售商订单的间隔期及最小订单数量。其结论是：为降低整个供应链的不稳定性和成本，降低制造商收到的零售商订单的方差，可采取3 种方法：固定订单间隔期。增加订单间隔期将会增加成本。减小订单数量可以保持零售商订单稳定，减小成本及方差。仿真方法实际上是通过执行系统的模型

28、来观察系统行为的一种方法。在仿真范畴内，模型有两类：基于方程的模型(equation-based model)和基于agent的模型(agent-based model)。在基于agent 的模型方面，J . M. Swaminathan，S. F.Smith和N.M. Sadeh 推出了带有结构参数及控制参数的供应链模型系统的结构，但没有结果分析。F. R.Lin，G.W. Tan 和M. J. Shaw及T. J . Strader，F. R. Lin和M. J . Shaw描述了一个框架并对库存阶数及循环时间求出了一些简单的平均结果，但是没有进行动态分析。而在基于方程的模型方面，Forr

29、ester及其研究小组做了许多开创性的工作，特别是在系统动力学领域，其建模方法被广泛应用于软科学研究。在文献中，利用差分方程仿真供应链，将整个供应链视为一个系统，通过不同的控制变量来研究其“what-if”博弈特性，而没有分别研究其各组成成员的内在特性。J . D. Sterman继续了Forrester的研究，将研究重点放在供应链的各成员上，为供应链的每一层建立了一个差分方程模型。对其进行仿真，不仅观察到供应链的“差异放大”，而且观察到其振动特性和相位滞后。Towill 及其研究团队利用仿真研究来支持控制理论分析。基于Towill的多阶供应链模型，通过仿真揭示了在供应链中订单的两个组成部分对

30、供应链的影响，这两部分分别是客户的原始订单需求量及由于供应链的“牛鞭效应”而增加的那部分需求,结论是这两部分对供应链的影响是线性无关的。目前，这些供应链管理研究方法离真正辅助供应链管理还有一段距离，这主要表现为：真正被应用去解决实际问题的模型还很少。其主要原因是：一方面，供应链管理这一新的管理理论与方法提出的时间很短，还有很多基本概念不明确；另一方面，现有的模型大多是建立在诸如对供应链所有参与者有全面信息这一假设条件基础之上，而且大多是以现有的供应链绩效改进为研究导向。这些都限制了这些方法的实际应用，加上真正的供应链管理又十分复杂，现有的优化技术还很难较好地分析解决这些问题。1.3 研究目的、

31、方法和预期成果目前供应链弹性领域的研究停留在定性阶段。专家通过对大量企业的访谈、调查，总结出供应链风险的种类、危害严重性、供应链弹性恢复过程中的现象规律、供应链弹性增强的有效措施等，从而给出经验性的规律总结和建议，供企业采纳。虽然企业的访谈和北美一些高校的研究项目给出了丰富的对于供应链弹性的描述和经验，但真实的供应链不可能给出具体的历史数据供我们研究。比如911事件中福特公司关闭了美国的五个工厂，信息系统也完全失效。在这样的情况下，顾客等待时间增加了多少，订单满足率下降了多少，供应链成本上升了多少，这些参数随时间变化的情况又是如何，这些具体的数据都无从获得。要获得能够反应真实供应链弹性过程的数

32、据，最直接有效的方法是通过仿真实验。本文通过建立合理完整的供应链网络模型，通过仿真实验模拟供应链中断过程中弹性恢复的过程，获得直接反应供应链各指标的数据，以观察供应链弹性曲线和定量分析供应链各结构参量对于供应链弹性的影响。1.3.1 观察供应链弹性曲线Yossi Sheffi（2005）在弹性企业一书中用Error! Reference source not found.的曲线描述供应链中的某企业在中断后绩效恢复情况。这里的绩效可以指销售量、生产水平、利润、顾客服务、库存量、订单满足率等，只是一个抽象的指标。图示中的8个阶段是由中断的性质和不同阶段供应链的反应决定的。阶段一：中断准备。在某些情

33、况下，公司可以预见并为某个中断做准备以最小化中断的损害。这种预警可以是俄克拉何马州GM公司30分钟的飓风警报，也可以是美国西海岸港口几个月以来日益恶化的工人谈判。在其他一些情况下，例如911袭击和Philips的失火，这样的预警是不存在的。阶段二：中断开始。也就是当飓风到来，事故发生，爆破发生，供应商实效，恐怖袭击开始或其他任何高风险低概率中断开始的时候。阶段三：首次反应。当中断开始时，反应主体（警察，消防员，一线工人）开始注意到中断带来的原始损害并作出反应。这段时间可以是扑灭大火所需要的时间，也可以是清理世贸中心残骸所需要的几个月时间。企业的资源会参与首次反应。例如Philips扑灭自己的大

34、火，世贸中心的安全人员参与911恐怖事件的调查。在其他种类的中断中，例如罢工和信息技术实效，首次反应是为了避免物理损失和人身伤害。包括取消生产作业以确保在即使没有工人或者信息系统的情况下，工厂、设备和人员不会受到物理损害。图 12供应链中断后弹性恢复曲线阶段四：迟滞影响。有些中断带来的影响立刻就能感觉到，而有些中断带来的影响需要一段时间后才显现出来。这取决于中断的放大，事前准备，以及供应链本身的弹性等许多因素。NUMMI的JIT库存系统意味着当美国西海岸封闭时，几个小时内就会受到中断影响。事实上NUMMI所积累的库存在它倒闭前仅维持了4天的时间。在911袭击后的几天后，汽车市场开始感觉到飞机航

35、班延时和取消带来的影响。阶段五：完全影响。当完全影响出现时，供应链绩效往往急转直下。西海岸罢工后，当关键零件的库存消耗完时，NUMMI完全停止了生产。1999年台湾地震后Apple试图发售运行较慢的电脑作为应对，却受到了消费者的抵制。零售商对于恐慌性抢购往往手足无措，例如汽油短缺期之前的汽油储备潮，暴风雪到来前的食品储备潮，或者飓风警报时为加固窗户而抢购木条。在有些情况下，当中断直接作用于公司设施时，完全影响是直接发生的。例如，俄克拉何马州GM工厂在被飓风袭击后立刻停产，Wall Street公司在911袭击后立刻停止贸易活动。阶段六：恢复准备。恢复准备往往在首次反应后就开始进行。包括开始评价

36、其他供应商并重新分配供应商资源，例如2000年Philips大火后Nokia就是如此；寻找新的运输方法例如2002西海岸罢工后NUMMI使用飞机运输零件；根据能够获得的零件制定生产和销售计划，例如1999年台湾地震后Dell所为。阶段七：恢复。重新开始生产，重新分配恢复后的供应商，修复受损的结构，重新连接受损的信息系统都需要花费很长的时间。在神户地震之后，很多公司都恢复的十分缓慢，因为资源的缺乏和劳动力的缺乏（工人们都在为恢复个人生活而忙碌）。神户港的严重损害经历了两年的时间才得以重建。为了回到正常的生产水平，许多公司通过超负荷运转或利用供应商和客户的资源弥补生产损失。西海岸罢工后，NUMMI

37、在年底才弥补了工厂停产一周的损失。Cantor Fitzgerald交易所在911后损失它在世贸中心的所有员工和系统。在2001年12月17日股市恢复时Cantor Fitzgerald才恢复交易，并且使用了两个月的时间回到911之前的绩效。阶段八：长期影响。即使供应链花了很长的时间从中断恢复，如果顾客关系被毁坏了，那么这种影响就是长期而难以恢复的。例如在神户地震后，原来年产3400万的制鞋厂损失了90%的生意，因为在地震过后大部分的转向中国工厂并且再也没有回头。其他的例子包括Philips大火后Ericsson退出手机制造行业，在口蹄疫爆发后英国的旅馆大批倒闭。在有些情况下，长期影响是间接的

38、。例如在911之后的三个月中，许多原来乘坐飞机的人选择了公路交通。一条结果显示那年的车祸平均死亡率提高了353人。在西海岸罢工中，Dell，P&G和Intel都对许多供应商视罢工为“天命”的态度极其失望。在供应链遭受如此中断时那些供应商只是不断声称“对不起”，“大家都坐在同一条船里”，“在罢工前我们什么也做不了”之类的话。Dell，P&G和Intel认为供应商应该预测到这样的冲击，可以做更多事来重新规划阻塞的物流和加速订单运输。Dell和P&G因此取消了与许多不负责任的供应商的合作。正因为供应链的复杂性，供应链弹性曲线也会不拘于以上的八个阶段而千变万化。本文通过仿真实验

39、，将直接体验供应链受到冲击后的变化过程，验证Sheffi提出的弹性曲线，并提出自己的想法。1.3.2 定量分析供应链各结构参量对于供应链弹性的影响Sheffi（2005）在弹性企业一书中指出，引起供应链脆弱的原因包括：供应链本身结构、过分注重JIT、全球采购、供应商数目减少等。与此相应的，他提出增强供应链弹性的方法：增加冗余（提高库存水平、建立冗余的生产能力）、建立柔性（采用标准化过程、并行工程、计划延迟、建立与供应商合作战略）和改变企业文化。由于仿真方法所能模拟的事件有限，本文中主要通过三个方法影响供应链弹性：改变库存水平、改变供应链长度、改变供应商数量。通过大量的仿真实验，将得到这三个因素

40、单个作用时供应链弹性的变化曲线，从而定量的衡量这三个因素对于供应链弹性的影响。第2章 正文2.1 供应链仿真模型为了在仿真实验中获得较真实的供应链弹性曲线，本文建立较为复杂完整的供应链网络模型。仿真实现采用Anylogic仿真软件。2.1.1 供应链概念模型根据SCOR模型的分层描述供应链理添加模型示意图念，本文将分三层描述供应链概念模型：物流与信息流（Error! Reference source not found.）、供应链节点运行机制（Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.Error! R

41、eference source not found.）、具体任务实现机制（在描述各类节点运行机制时描述）。本模型采用Averill M. Law（1982）所著Simulation Modeling And Analysis一书1.5节中对于的库存问题的描述并将其拓展。该供应链24小时运作，由四种节点组成：顾客、零售商、装配商、制造商（Error! Reference source not found.）。其中顾客节点一个，零售商节点一个，装配商节点任意级任意个，制造商节点一级任意个。顾客与零售商间交互物流与信息流，零售商与任意个与其相连的装配商间交互物流与信息流，装配商与其直接相连的任意个上

42、一级装配商或制造商交互物流与信息流。供应链的级数可以通过调节装配商的级数调节为大于等于3的任意级。图 21供应链概念模型物流与信息流(i) 顾客顾客需求以指数时间间隔到达，参数为次/天。需求为一种产品。每次需求量的大小服从人工制定的离散分布函数。比如每次需求量大小分别以概率0.2，0.4，0.2，0.1，0.1为1，2，3，4，5的值什么意思？。(ii) 零售商如Error! Reference source not found.，当顾客需求到达时，在库存至少大于此次需求时立刻满足该需求。这里假设顾客是上门取货，因此满足顾客需求不需要任何时间。新的库存水平等于旧的库存水平减去此次需求的大小。假

43、设T为顾客需求到达和满足之间的等待时间，则T=0。如果顾客某次顾客需求超过了库存量，那么顾客先取走所有的库存，剩余的需求保持为未完成订单。未完成订单要等待上一级装配商送货到达时满足。新的库存水平为旧的库存水平减去该需求大小，那么就出现了负的困存水平值。在这种情况下，T是该需求到达时间与该需求完全被满足时间之间的差。在每日的00：00，零售商会检查库存以决定要从上级装配商订多少货物。订单通过电子信号传递，因此传递时间是很短而且确定的。考虑零售商盘货时间，订单将在盘货后0.25天到达目标装配商。零售商使用静态（，）策略管理库存和决定订单。假设为订单大小，为当时库存水平，是已发出而未被满足的订单量（

44、也就是在途库存），是欠下级顾客的货物量，则公式有问题？公式 21其中=+-当零售商决定向供应商（上级装配商）发出订单时，选择最佳供应商发出订单。最佳供应商的选择策略是：逐条审查所有供应商记录，如果某供应商满足以下两个要求之一，则确定其为新的最佳供应商：1) 如果在所有供应商记录中该供应商的欠货数量小于当前最佳供应商的欠货数量减去3倍的订单大小2) 或者在两者的欠货数量绝对值之差小于2倍订单大小情况下该供应商的等待时间小于最佳供应商的等待时间当货物从供货的装配商到达零售商时，这里假设所有可用的货物都用来立刻直接满足未完成的顾客订单。同时零售商会记录该供应商（上级装配商）完成订单的时间，并更新其欠

45、货的数量。同时假设未完成订单的顾客此时愿意继续部分满足未完成部分的订单。假设顾客与零售商住得很近，上门取货不需要时间。为了计算顾客等待时间T，必须在顾客在未完成订单队列中等待时保持两个属性：需求产生的时间和当前未完成订单大小。假设为时间t时零售商的库存水品，可为正值、负值或者0。那么就是t时刻实际库存水平，为非负值。为t时刻零售商的未完成订单总量，为非负值。经过n天的运行，零售商平均每天的库存水平为零售商平均每天的未完成订单量为最后假设零售商初始库存，并且初始情况下没有未完成订单。如果仿真运行n天，则零售商实际是在时间点进行库存检查。最好画成竖着的流程图，这样太乱。图 22供应链概念模型零售商

46、运行机制(iii) 装配商如Error! Reference source not found.，装配商利用供应商（制造商或者上一级装配商）提供的原料装配成新的成品并卖给零售商或下一级装配商。在每天的00：00，装配商首先检查是否有零售商或上一级装配商的订单未完成，包括也许刚刚到达的订单。如果有订单未完成并且有库存足够满足一个或多个整订单，装配商就根据FIFO顺序发出一个或多个整订单的货物。这里部分订单满足是不允许的。而运输时间为随机变量，服从normal( 0.2, 1 )day分布，其中1天为均值，0.2为方差。新的成品库存量为旧的成品库存量减去发出的货物量。没有被完成的订单保存在未完成订

47、单记录中。在向零售商或上一级装配商发出货物后，装配商检查成品库存， 是欠下级顾客的货物量，则决定将要装配多少成品。装配商采用静态策略决定将要装配成品的量：？公式 22其中=-能更清楚的表达吗？图 23 供应链概念模型装配商运行机制之后观察原料库存量。假设装配的原料与成品比例为1：1。则能够装配的量为与中的较小值min（，）？。假设装配每件成品需要时间小时，每次生产作业的准备时间为1小时。考虑装配时间不能超过一天（第二天开始会产生新的装配作业），则最终实行装配的零件数量A为：公式 23最终实行装配的时间（小时）为公式 24执行装配开始时从原料库存减去装配量A，经过时间在成品库存加上装配完成的成品

48、量A。装配作业开始执行之后装配商检查原料库存，决定将向最佳供应商订多少原料。是已发出而未被满足的订单量（也就是在途库存），是欠下级顾客的货物量。装配商采用静态策略决定将要装配成品的量：公式 25其中=+-订单在0.25天后到达最佳供应商。最佳供应商的选择策略如同零售商。最后假设装配商的初始库存，并且初始情况下没有未完成订单。装配商在时间点检查库存。(iv) 制造商制造商在这里扮演终端供应商的角色。也就是供应链原始材料在这里产生。如Error! Reference source not found.，在每天的00：00，制造商首先检查是否有装配商的订单未完成，包括也许刚刚到达的订单。如果有订单未

49、完成并且有库存足够满足一个或多个整订单，制造商就根据FIFO顺序发出一个或多个整订单的货物。这里部分订单满足是不允许的。而运输时间为随机变量，服从normal( 0.2, 1 )day分布，其中1天为均值，0.2为方差。新库存量为旧的成品库存量减去发出的货物量。没有被完成的订单保存在未完成订单记录中。图 24供应链概念模型制造商运行机制在向装配商发出货物后，制造商检查成品库存， 是欠下级顾客的货物量，则决定将要制造多少成品。假设制造原料无限。装配商采用静态策略决定将要装配成品的量：公式 26其中=-假设制造每件成品需要时间小时，每次制造作业的准备时间为1小时。考虑制造时间不能超过一天（第二天开

50、始会产生新的制造作业），则最终实行制造的成品数量M为：生产能力考虑了吗？公式 27最终实行制造的时间（小时）为公式 28执行制造后经过时间在库存加上制造完成的成品量M。假设制造商的初始库存量为70，没有产品正在制造中。制造商在时间点检查库存。2.1.2 仿真程序编写仿真模型使用Anylogic 6编软件介绍写而成。(i) 模型结构Anylogic是一款面向对象的仿真平台。因此首先要为零售商、装配商和制造商分别创建一个对象类。Retailer代表零售商，Wholesaler代表装配商，Factory代表制造商。每个对象类都是独立的单元，能够独立做出决定，并与其关联的对象类存在清晰明确的接口。如此

51、一来利用这些对象类能够演化出任意复杂的供应链网络。为了能够通过连接组合图形化的对象以建立任意结构的供应链网络，在模型中使用了对象接口（Anylogic ports）作为对象之间的交互界面。Ports的连接可以通过鼠标的点击轻易实现。如Error! Reference source not found.，零售商和装配商都各有两个接口：一个用来接收订单和发出成品，一个用来发出订单和接收原料。制造商只有一个接口，因为我们假设初始原料是无限的，制造商之前的供应链结点不再予以考虑。图 25 三种对象类：零售商、装配商、制造商模型顶层结构如Error! Reference source not found

52、.。图 26供应链模型顶层结构之所以不在Anylogic中创建顾客的对象类是因为顾客除了产生需求和统计需求等待时间之外没有别的复杂行为。需求的产生和统计可以在模型顶层使用事件发生器（event generation）轻易实现。(ii) 信息流与物流：对象交互任何供应链都存在相反方向的两个流：从顾客到零售商到装配商直到制造商的信息流（需求和订单），和从制造商到装配商到零售商直到顾客的物流。在本模型中需要模拟这两种流的单元。因为这样的单元是被动数据单元（passive data units），那么最简的模拟方法就是使用数据域（data fields）。Anylogic中定义数据的语言是Java，因

53、此我们需要创建三个Java类（Java classes）:Demand单个顾客产生的需求；包含需求的量和需求产生的时间。Demand类型的信息（message）由零售商对象的portCustomers接口接收。Order发往装配商或制造商的订单；包含需求的量、发出点、目的点和订单发出的时间。这是为了保证在多源供应网络中的顺利分辨合作商。发出点和目的点使用对象接口表示。Order类型的信息通过零售商对象的portWholesaler接口和装配商对象的portFactory接口发送，由装配商对象的portRetailers接口和制造商对象的Port接收。Shipment发往零售商和装配商的货物；包

54、含货物的量、发出点、目的点和货物发出的时间。Shipment类型的信息通过装配商对象的portRetailers接口和制造商对象的port接口发送，由零售商对象的portWholesaler接口和装配商对象的portFactory接口接收。为了在零售商和装配商决定最佳供应商是有据可循，还要创建一个Java类SupplierRecord。SupplierRecord是对每个供应商历史绩效的纪录；包含供应商名称（用发出货物的接口表示）、等待该供应山供货的时间、该供应商欠货数量。SupplierRecord在零售商和装配商每次接收到货物时更新。这四种Java类的创建代码如Error! Referen

55、ce source not found.。图 27 四种Java类创建代码我们还需要在每个对象类的接口声明该接口接收和发送信息的Java类：这种声明可以作为确保发送接收正确的检查，也能简化信息传递过程（Error! Reference source not found.）。图 28接口对于信息Java类的声明在模型设计过程中，我们确保了对象之间的交互形式只有信息传递。这样就保证零售商、装配商和制造商各自独立发展，以及模型结构的任意调整。(iii) 装配商模型由于装配商对象的结构和功能是三种对象类型中最完整最复杂的，在此先描述装配商模型。首先定义装配商Wholesaler对象类的内部信息（Sta

56、te）和参数。我们需要表示库存水平，记录未完成订单。由于供应链中相同种类产品之间无差别，可以使用普通整数变量（plain integer variable）表示库存水平。因为订单的处理使用FIF原则，我们可在collection链表（LinkedList）中记录它们。Plain variable和collection在Anylogic中都是图形化表示的（Error! Reference source not found.）：图 29 variable和collection的图标I表示材料库存水平，IFinished表示成品库存水平，orders是对于保存了Order Java类的LinkedL

57、ist类型的集合（collection）。前两者有初始值，后者初始状态为空。类似的，expected表示期待的在途库存。BestSupplier是表示最佳供应商的SupplierRecord Java类的变量。Suppliers是对于保存了SupplierRecord Java类的LinkedList类型的集合。Wholesaler的参数直接定义如Error! Reference source not found.：图 210 装配商参数s和S是原料和成品库存策略的参数。InventoryCapacity是库存能力的限制。AssemblyRate是装配能力的限制（小时/件）。接下来要定义那些事件作为Wholesaler对象反应的触发事件（triggers）。在此定义三种触发事件：l 收到订单（可以是来自下级零售商或装配商）：在订单队列的末尾加上新到订单。l 货物到达（可以是来自上级工厂或装配商）：更新原料库存和期望的在途库存水平，更新供应商状态，选择出新的最佳供应商。l 每天开始：处理下级订单、发出货物、产生装配作业、向上级发出订单。因为对于这些事件的反应不依赖于Who