多级供应链系统动力学建模与仿真研究_毕业论文ppt

1、多级供应链系统动力学建模与仿真研究多级供应链系统动力学建模与仿真研究_ _毕业论毕业论文文pptppt论文导读:供应链是一个由多个节点企业组成的动态系统。而系统动力学研究系统如何随着时间而动态地改变。讲究根据所研究的问题和所研究的系统构建模型。系统动力学仿真更提供了一种分析系统的直观方式1。论文关键词：供应链，系统动力学，建模，仿真供应链是一个由多个节点企业组成的动态系统，它包含了不同节点企业之间持续不断的信息流、物流和资金流。这些节点企业之间相互作用和影响，使得供应链系统变得非常复杂。供应链运作希望能够藉由这些相互作用实现更低的成本、更短的生产时间、更小的库存、更多的产品品类、更好的产品质量

2、、更准确的送货时间、更高的顾客水平和更有效的合作。这就需要一种更有效的建模技术来表达供应链中跨组织的复杂关系。特别地，供应链系统各节点企业间的交互存在着诸多随时间不断变化的非线性关系，对于这种复杂的非线性系统，一些传统方法不能够很好地对其进行描述和研究。而系统动力学研究系统如何随着时间而动态地改变，讲究根据所研究的问题和所研究的系统构建模型，分析变量之间的相互关系，从而确定其对系统的影响。不仅如此，系统动力学仿真更提供了一种分析系统的直观方式1。系统动力学是一种有效地分析供应链结构和行为的方法。在所有的研究方法中，系统动力学是研究复杂和多变量非线性系统随时间变化情况的理想方法2。实际上毕业论文

3、 ppt，在理论研究领域，系统动力学研究方法最先由麻省理工学院的 Forrester 教授于 1961 年在其工业动力学中提出。Forrester3最先观察到了结构、策略和供应链节点企业之间的相互影响使得需求沿着供应链下游向上游逐渐放大，并提出了系统的分析方法。Sterman4最先将这种方法应用于供应链系统，并建立了简单的供应链节点企业的系统动力学模型。Ovalle O.R.5完善了这一供应链节点企业模型，分析了共享不同信息对供应链系统的影响，但并没有给出完整的供应链系统动力学模型。国内学者黄丽珍6和张立菠7都从不同角度建立了供应链的系统动力学模型。本文尝试从节点企业的系统动力学模型推广到多级

4、供应链的系统动力学模型，并进行仿真研究。1、供应链节点企业系统动力学建模供应链上贯穿了物流、信息流、资金流、决策流和商流等流程，本文的建模重点研究物流和信息流两种流程。这是因为系统动力学研究方法能够很直观地表达供应链上的物流和信息流。本文一方面对所研究的供应链系统链环节进行了简化，主要讨论订货、库存和发货三个环节论文开题报告范文。另一方面对其决策进行简化，以牛鞭效应（订货量波动比）作为重要的对比指标6。供应链系统中各节点企业通过订货和发货分别实现与上下游节点企业联系，从而使得系统的有效地运作。供应链节点企业系统动力学模型建立在其因果回路图和反馈环的基础上，因此建模前须分析得出其因果回路图和反馈

5、环。1.1 供应链节点企业运作的因果回路图（Casual Loop Diagram, CLD）本文所研究的供应链是一种没有信息共享的运作模式，MIT 的啤酒游戏很好地再现了这种供应链。在供应链的运作过程中，各节点企业最重要的流程是对上游的订货流程和对下游的发货流程。对上游的订货决策是建立在对未来的销售预测和库存控制策略的基础之上，即各节点企业根据过往的数据，运用简单移动平均或指数平滑等方法来预测 t 期的销售率，并同时考虑 t 期初企业的渠道存量和库存状况来进行订货决策。对下游的发货决策则是权衡下游的订货量和节点企业的最大发货量来进行的。图 1 给出了供应链节点企业（用 k 节点表示）运作过程

6、的因果回路图，其中包含了九个反馈回路，即两个正反馈回路和七个负反馈回路。其中第七和第八个回路是正反馈回路，除此之外都是趋于平衡的负反馈回路。图 1 供应链节点企业运作过程的因果回路图1.2 供应链节点企业的系统动力学模型根据供应链节点企业运作过程的因果回路图，可以得到供应链节点企业的系统动力学模型，如图 2 所示。将供应链节点企业的运作流程分为物流和信息流。物流始于进货（即上游节点的发货），从而形成渠道存量毕业论文 ppt，渠道存量（Pipeline）指的是因为运输延迟和生产延迟过程中引起的库存。对于生产商来说，进货指的是进原材料，渠道存量包括运输延迟和生产延迟引起的库存；对于其他节点企业来说

7、，进货都是成品，渠道存量指的是运输延迟引起的库存。收货后渠道存量减少，同时库存增加。对于生产商来说，收货指的是原材料经生产加工后变为成品，进入成品库存；对于其他节点企业来说，收货指的是成品到达该节点企业仓库。对下游的发货取决于下游节点企业的订货和该节点企业的最大发货率。发货使得各节点企业的库存减少。此外，模型还受到其他内外部影响因素的影响，受研究问题所限，在此不多作分析。要分析供应链节点企业模型中的信息流，首先要分析其运作流程。在图 2的模型中，为了突出节点企业在供应链中与上下游企业的关系，把企业的运作流程分为对下游节点企业的发货和对上游节点企业的订货流程。对下游节点企业的发货是建立在权衡该节

8、点企业最大发货量和下游节点企业的订货量的基础上决定的；对上游节点企业的发货则需要用库存和渠道存量决策来修正销售预测率，得出最后的订货量。供应链节点企业信息流就是该节点企业与其上下游节点企业交换信息和库存信息的处理过程。本文着重分析了三种信息流：即销售信息，需求预测信息和库存信息。物流信息流图 2 供应链节点企业系统动力学模型2、多级供应链的系统动力学建模从供应链节点企业的系统动力学模型可以容易得到供应链的系统动力学模型。如图 3 所示。由此可以清楚地看出生产商、分销商、批发商和零售商的系统动力学行为。以分销商为例，生产商的发货构成了分销商的进货，进而使得分销商的渠道存量增加。分销商收货使得其渠

9、道存量减少，而库存增加。分销商的发货构成了批发商的进货。分销商的发货需权衡其最大发货率和期望发货率（即分销商的需求率和分销商缺货的总和），如果分销商的期望发货率小于其最大发货率，则分销商能够满足批发商的订货要求，其订单履行率为 1；如果分销商的期望发货率大于其最大发货率毕业论文 ppt，则分销商只能以最大发货率来发货，未满足的订单构成分销商缺货，且其订单履行率小于 1。分销商的订货建立在对其销售预测的基础上，经过库存和渠道存量的两次修正后得到分销商的订货率。供应链其他节点企业的运作方式与分销商类似，即通过订货和上游节点企业联系起来，通过发货和下游节点企业起来。这样便使得供应链能够表现出其系统动

10、力学特性，即随着时间的变化，渠道存量、库存、订货量不断变化。图图 3 3 多级供应链系统动力学模型多级供应链系统动力学模型3、多级供应链的系统动力学仿真应用啤酒游戏的基础数据，使用 Vensim 进行仿真，共计 100 个仿真周期。尝试分析在阶跃需求情况下生产商、分销商、批发商和零售商四个节点企业的动态性。使用牛鞭效应作为分析动态性的指标。阶跃函数为幅值在给定时刻发生突变的函数，常被用来突然改变变量数值论文开题报告范文。阶跃需求指的是顾客需求在给定时刻突然增加，这与啤酒游戏设置的场景类似。本文设置顾客需求为 4+STEP(4, 20 )，即需求在第 20个仿真周期时从每周的需求量为 4 突然增

11、加到 8。图 4 给出了阶跃需求下供应链各节点企业的订货响应。图 4 中的曲线 1、2、3、4 分别对应生产商、分销商、批发商和零售商随时间变化的订货率。可以清楚地看出：由于引入了阶跃需求，使得零售商、批发商、分销商和生产商的订货率出现较大的波动，且波动幅度依次递增，出现了牛鞭效应。从具体的曲线来看，零售商的订货率最先出现波动，生产商的订货率波动则出现的最晚。零售商的订货率从第 20 个仿真周期后的第一个时间步长开始波动，随后批发商、分销商和生产商分别开始波动。零售商订货率的第一次波动在第 32 个仿真周期达到峰值后急剧下降，在第 41 个仿真周期降为 0。零售商订货率的第二次波动始于第 52

12、 个仿真周期，波幅较第一次明显小，在第57 个仿真周期到达峰值后回落，大约到第 72 个仿真周期稳定下来毕业论文ppt，订货量维持在 8 左右。批发商、分销商和生产商都出现了类似的波动，但由于订货延迟的存在，在时间上均滞后于零售商的波动。图 4 阶跃需求下供应链节点企业订货响应表 2 给出了各节点企业对阶跃需求的订货率响应数据。该表中出现的MIN、MAX、MEAN、VAR、BWE 分别表示最小值、最大值、均值、方差和牛鞭效应。这里牛鞭效应的计算公式仍然使用 Chen8提出的 BWE=VAR(q)/VAR(D)，其中 q 表示相应节点企业的订货率，D 表示顾客需求。从表 2 可以看出，阶跃需求下

13、，供应链存在显著的牛鞭效应，生产商的订货率放大为顾客实际需求的55.89 倍，离顾客最近的零售商的订货率放大也达到了 6.92 倍。此外，各节点企业的最大值和均值都沿着供应链逐级增加。表 1 阶跃需求下供应链节点企业订货响应数据数字特征供应链各节点企业的订货率生产商分销商批发商零售商顾客需求MIN00004.00MAX37.5733.9824.4315.328.00MEAN7.907.747.527.407.20VAR143.07115.9353.8217.722.56BWE55.8945.2921.026.92-注：数据均作保留小数点后两位处理5、结论本文识别出七个趋向于稳定的负反馈环和两个

14、增加不稳定性的正反馈环，建立了供应链节点企业的因果回路图。随后建立了供应链节点企业的系统动力学模型，并在此基础上得出包含生产商、分销商、批发商和零售商的四节点供应链的系统动力学模型。使用啤酒游戏数据进行仿真结果表明，由于订货延迟的存在，上游节点企业的波动均滞后于零售商的波动。阶跃需求下供应链波动较大，产生了显著的牛鞭效应。下一步的研究重点是分析不同需求和信息共享对供应链系统动态性的影响。参考文献：1Soo Wook Kim.An investigation of information technologyinvestments on buyer-supplierrelationship an

15、d supply chaindynamicsD. Michigan: Michigan State University,20032Senge P.M. The fifth disciplineM. New York: Doubleday, 19903Forrester J.W. Industrial DynamicsM. New York: MIT Press andWiley& Sons, Inc. 19614Sterman J. D. Modeling managerial behavior: Misperception offeedbackin a dynamic decisi

16、on making experimentJ. ManagementScience, 1989, 35(3):321-3395Ovalle O.R., Marquez A.C. The effectiveness of using e-collaborationtools in the supply chain: an assessment study withsystem dynamicsJ. Journalof Purchasing And Supply Management, 2003,(9): 151-1636黄丽珍.供应链建模及其动力学机制研究D.上海: 同济大学, 20057张力菠.

17、供应链环境下库存控制的系统动力学仿真研究D. 南京: 南京理工大学, 20068Chen F. Echelon reorder points, installation reorder points, andthevalue of centralized demand informationJ. Management Science,1998, 44: 221-234图 4 阶跃需求下供应链节点企业订货响应表 2 给出了各节点企业对阶跃需求的订货率响应数据。该表中出现的MIN、MAX、MEAN、VAR、BWE 分别表示最小值、最大值、均值、方差和牛鞭效应。这里牛鞭效应的计算公式仍然使用 Che

18、n8提出的 BWE=VAR(q)/VAR(D)，其中 q 表示相应节点企业的订货率，D 表示顾客需求。从表 2 可以看出，阶跃需求下，供应链存在显著的牛鞭效应，生产商的订货率放大为顾客实际需求的55.89 倍，离顾客最近的零售商的订货率放大也达到了 6.92 倍。此外，各节点企业的最大值和均值都沿着供应链逐级增加。表 1 阶跃需求下供应链节点企业订货响应数据数字特征供应链各节点企业的订货率生产商分销商批发商零售商顾客需求MIN00004.00MAX37.5733.9824.4315.328.00MEAN7.907.747.527.407.20VAR143.07115.9353.8217.722

19、.56BWE55.8945.2921.026.92-注：数据均作保留小数点后两位处理5、结论本文识别出七个趋向于稳定的负反馈环和两个增加不稳定性的正反馈环，建立了供应链节点企业的因果回路图。随后建立了供应链节点企业的系统动力学模型，并在此基础上得出包含生产商、分销商、批发商和零售商的四节点供应链的系统动力学模型。使用啤酒游戏数据进行仿真结果表明，由于订货延迟的存在，上游节点企业的波动均滞后于零售商的波动。阶跃需求下供应链波动较大，产生了显著的牛鞭效应。下一步的研究重点是分析不同需求和信息共享对供应链系统动态性的影响。参考文献：1Soo Wook Kim.An investigation of

20、information technologyinvestments on buyer-supplierrelationship and supply chaindynamicsD. Michigan: Michigan State University,20032Senge P.M. The fifth disciplineM. New York: Doubleday, 19903Forrester J.W. Industrial DynamicsM. New York: MIT Press andWiley& Sons, Inc. 19614Sterman J. D. Modelin

21、g managerial behavior: Misperception offeedbackin a dynamic decision making experimentJ. ManagementScience, 1989, 35(3):321-3395Ovalle O.R., Marquez A.C. The effectiveness of using e-collaborationtools in the supply chain: an assessment study withsystem dynamicsJ. Journalof Purchasing And Supply Man

22、agement, 2003,(9): 151-1636黄丽珍.供应链建模及其动力学机制研究D.上海: 同济大学, 20057张力菠.供应链环境下库存控制的系统动力学仿真研究D. 南京: 南京理工大学, 20068Chen F. Echelon reorder points, installation reorder points, andthevalue of centralized demand informationJ. Management Science,1998, 44: 221-234图 4 阶跃需求下供应链节点企业订货响应表 2 给出了各节点企业对阶跃需求的订货率响应数据。该表中

23、出现的MIN、MAX、MEAN、VAR、BWE 分别表示最小值、最大值、均值、方差和牛鞭效应。这里牛鞭效应的计算公式仍然使用 Chen8提出的 BWE=VAR(q)/VAR(D)，其中 q 表示相应节点企业的订货率，D 表示顾客需求。从表 2 可以看出，阶跃需求下，供应链存在显著的牛鞭效应，生产商的订货率放大为顾客实际需求的55.89 倍，离顾客最近的零售商的订货率放大也达到了 6.92 倍。此外，各节点企业的最大值和均值都沿着供应链逐级增加。表 1 阶跃需求下供应链节点企业订货响应数据数字特征供应链各节点企业的订货率生产商分销商批发商零售商顾客需求MIN00004.00MAX37.5733.

24、9824.4315.328.00MEAN7.907.747.527.407.20VAR143.07115.9353.8217.722.56BWE55.8945.2921.026.92-注：数据均作保留小数点后两位处理5、结论本文识别出七个趋向于稳定的负反馈环和两个增加不稳定性的正反馈环，建立了供应链节点企业的因果回路图。随后建立了供应链节点企业的系统动力学模型，并在此基础上得出包含生产商、分销商、批发商和零售商的四节点供应链的系统动力学模型。使用啤酒游戏数据进行仿真结果表明，由于订货延迟的存在，上游节点企业的波动均滞后于零售商的波动。阶跃需求下供应链波动较大，产生了显著的牛鞭效应。下一步的研究重点是分析不同需求和信息共享对供应链系统动态性的影响。参考文献：1Soo Wook Kim.An investigation of information technologyinvestments on buy