牛鞭效應——多級庫存實驗報告

1、供應鏈管理實驗報告專業(yè)物流工程班級2班實驗地點B10-305實驗時間2013.12.6指導教師姓名劉洋學號201230710336實驗二：多級庫存實驗一、對多級庫存問題的理解（1）供應鏈多級庫存控制的概念多級庫存的優(yōu)化與控制是在單級庫存控制的基礎上形成的，多級庫存系統(tǒng)有很多 種配置方式，如串行系統(tǒng)、并行系統(tǒng)、純組裝系統(tǒng)、樹形系統(tǒng)、無回路系統(tǒng)和一 般系統(tǒng)。多級庫存控制的方法有兩種：一種是非中心化（分布式）策略，另一種是中心化（集中式）策略。（2）供應鏈多級庫存控制應考慮的幾個問題庫存優(yōu)化的目標是成本還是時間明確庫存優(yōu)化的邊界，多級庫存優(yōu)化的效率問 題，明確采用的庫存控制策略。（3）基于成本優(yōu)化的

2、多級庫存優(yōu)化中心化控制是將控制中心放在核心企業(yè)上，由核心企業(yè)對供應鏈系統(tǒng)的庫存進行 控制，協(xié)調上游與下游企業(yè)的庫存活動。中心化庫存優(yōu)化控制的目標是使供應鏈 上總的庫存成本最低。非中心化控制策略非中心化庫存控制是把供應鏈的庫存控 制分為三個成本歸結中心即制造商成本中心，分銷商成本中心和零售商的成本中 心，各自根據自己的庫存成本優(yōu)化做出優(yōu)化的控制策略。（4）基于時間優(yōu)化的多級庫存控制前面探討了基于成本優(yōu)化的多級庫存優(yōu)化方法， 這是傳統(tǒng)的做法。隨著市場變化,市場競爭已從傳統(tǒng)的簡單成本優(yōu)先的競爭模式轉變?yōu)闀r間優(yōu)先的競爭，這就是敏捷制造的思想。因此供應鏈的庫存優(yōu)化不能僅簡單地優(yōu)化成本，還應該考慮對時 間

3、的優(yōu)化，比如庫存周轉率優(yōu)化、供應提前期優(yōu)化、平均上市時間優(yōu)化等。庫存 時間過長對產品的競爭力不利，因此，供應鏈系統(tǒng)應從提高用戶響應速度的角度 提咼供應鏈的庫存管理水平。二、本實驗中所使用的庫存管理策略在由多級節(jié)點組成的庫存系統(tǒng)中，各節(jié)點以信息共享方式進行運作，即每個 節(jié)點決策的目標是使整體的利益達到最優(yōu)，此時系統(tǒng)整體處在最優(yōu)的運作狀態(tài)。 各個節(jié)點在獲得信息共享的情況下進行訂貨量的預測和決策，并且發(fā)貨給下游企業(yè)，完成整條供應鏈的運作，并且盡量使得供應鏈整體價值最大化。供應鏈在信息共享的運作下，信息的種類很多，有庫存信息、原料和訂單信 息、供應或生產能力等。在供應鏈上，每個企業(yè)利用企業(yè)自身的信息以

4、及能夠獲 得的供應鏈上其他成員的信息進行合理的預測和決策。三、實驗結果分析和總結本報告主要分析各節(jié)點上決策的制定以及數據產生的原因。（一）因素分析各節(jié)點在實驗過程中需要做出兩個決策，一方面是根據下游訂貨量向上游訂貨， 另一方面是向下游發(fā)貨。主體屬性參數說明每個節(jié)占八、節(jié)點序號代表該節(jié)點在整條鏈中所處的位置，1為最靠近市場的下游節(jié)點，5為最靠近原材料的上游節(jié)點。小組序號節(jié)點所在的供應鏈小組序號。提前期指從上游向該節(jié)點發(fā)貨，到該節(jié)點收到貨物的時間， 以期為單位初始庫存實驗開始時，第一期初的庫存的數量初始訂貨發(fā)貨量實驗開始時，第一期初的在途訂貨的數量訂貨啟動成單次訂貨成本，當某節(jié)點訂貨數量不為0且其

5、上游本(固定成本)節(jié)點實際發(fā)貨量大于0，就會產生該項成本。本實驗 中固疋成本為0.庫存持有率用于計算持貨成本的系數進貨價格從上游節(jié)點買入單位貨物的價格出貨價格向下游節(jié)點賣出單位貨物的價格各節(jié)點實驗參數:鏈序號節(jié)點序號當前狀態(tài)提、八 刖期初始庫存初始到貨固定成本進貨價格銷售價格單位庫存成本單位缺貨成本3213201100.041614.120.03223101100.026412.615.03233201100.016261.610.03243301100.06160.610.03253101100.0160.15.0(1) 訂貨需要考慮的因素下游需求量：下游需求量是決策過程中十分重要的因素，若

6、訂貨量小于存貨 則多余貨物會產生存貨持有成本，若訂貨量多于存貨則該節(jié)點會由于缺貨產生缺 貨成本。因此，每次訂貨都需要慎重考慮缺貨成本與存貨持有成本的博弈關系。本節(jié)點現有庫存：現有庫存的多少直接決定了訂貨量的多少，因為庫存直接 影響了缺貨成本以及存貨持有成本。其它節(jié)點現有庫存：由于在本實驗中，信息共享，我們在訂貨的時候需要考 慮下游的庫存水平。若下游有較大的庫存水平，則我們要適當的降低我們的訂貨 量，以維持較低的庫存水平。單位存貨成本以及單位缺貨成本：這兩種成本之間存在著博弈關系，單位缺 貨成本大約是單位存貨成本的50倍，需要合理地安排安全庫存使兩成本之和到 達最小。提前期：提前期即是從發(fā)出訂單

7、到收到訂單的時間，在本次試驗中假設提前 期為一個周期，即本期訂貨，下期到貨。提前期的存在就需要企業(yè)合理確定再訂 貨水平，避免出現缺貨。（2）發(fā)貨需要考慮的因素在本實驗中，發(fā)貨需要考慮的因素很少，由于缺貨成本和存貨持有成本的存 在，只要下游企業(yè)有需求就會盡量滿足。（二）數據分析1、本節(jié)點需求分布圖憲緘廂存乘統(tǒng)第32供應進比點5號群求分亦曲線阱D 1234-5 -fl 7 B 0 1D 11121314151017 1B 102021222324 2S 2Q 27232030HI內* WAS2、本節(jié)點的數據分析該節(jié)點各期實驗數據:鏈序號節(jié)占八、序號期數期初 庫 存期初 缺 貨本期到貨本期需求本期發(fā)

8、貨本期訂貨單期成本單期利潤3253110000000.00.0325301008080809081.0339.0325292008090908081.0399.0325281008070708082.0338.032527008070708081.0339.0325262505580808055.0425.0325254505070705552.5457.532524 |5506070705064.5475.5325235508080806085.5514.5325226008085858085.5634.532521500100909080106.0794.03252000150100100

9、100155.0445.03251900120120120150120.0360.032518030150120150120150.0390.032517020100110100150100.0380.03251600801008010080.0460.0325151008090908080.0400.032514009080808091.0389.0325133006090909060.0480.0325123008080806083.0457.0325112009080808093.0507.0325103008090909082.0518.032597005090908053.0607.

10、03258800901001005097.0743.0325750013010010090138.0702.03256100150110110130155.0505.03255010150130140150151.0509.03254020140130140150140.0520.0325300110130110140110.0550.0325200110110110110110.0550.0325100110110110110110.0550.0R5 =91.77419VAR( R5) =1149.272R5:節(jié)點5平均需求量VAR(R5):節(jié)點5需求量的方差在實驗中，最終用戶的平均需求量是

11、100,方差是225,波動范圍是(85,115) 到了第五節(jié)點，需求有一定的波動，但是波動的范圍相對信息封閉時小了很多， 需求均值也維持在一個變化相對較小的水平之中。這兩個節(jié)點平均需求量以及需求量方差的變化充分說明了信息共享在供應鏈中的重要性。由于信息共享的存 在，信息扭曲程度大幅度減小。3、各節(jié)點利潤圖各節(jié)點到目前總利潤鏈序號節(jié)點序號總利潤總成本32156620.9128514.132243835.080600.032329656.048864.032429890.018270.032514738.02932.0多級庫存拱驗第麗供應龜節(jié)點5號轉冊利潤樁狀圖（1）缺貨成本：在此次試驗中，缺貨成

12、本是庫存成本的 50倍，這說明了在本節(jié)點利潤中主 要是通過降低缺貨水平來貨期利潤。由于信息的共享，在本實驗中，只出現過兩 次短暫的缺貨，降低缺貨次數不僅提高了服務水平，而且很大程度地提升了利潤。（2）庫存成本：庫存成本是本次試驗中成本的重要組成部分。從第 6期到13期，由于庫存 成本較低，同時考慮到需求的波動，保有了一定量的庫存。從第 21期到30 期, 由于下游企業(yè)也存在較大的庫存，導致后幾期的需求量較小，所以在有一定水平 的庫存且下游訂貨較小的情況下，這幾期都耗費了一定的庫存成本。 其它期，由 于信息共享的優(yōu)勢，幾乎保持著零庫存，降低了庫存成本。（3）提前期：提前期不僅會影響需求量的波動，

13、也會使各企業(yè)之間的利潤變化存在時間上 的遞推性。四、實驗結論在由多級節(jié)點組成的庫存系統(tǒng)中，各節(jié)點以信息共享方式進行運作，即每個 節(jié)點決策的目標是使整體的利益達到最優(yōu)，此時系統(tǒng)整體處在最優(yōu)的運作狀態(tài)。 各個節(jié)點在獲得信息共享的情況下進行訂貨量的預測和決策，并且發(fā)貨給下游企業(yè)，完成整條供應鏈的運作，并且盡量使得供應鏈整體價值最大化。在信息共享的情況下，供應鏈上各節(jié)點共同分擔庫存量。 在實驗后期時，節(jié) 點5的庫存量較大，通過節(jié)點5增加對節(jié)點4的供貨，節(jié)點5能夠消耗自身的庫 存量，減少存貨持有成本，達到利潤的增加。同時，可以根據各節(jié)點的需求調整 經濟訂貨批量。在實驗中期，由于下游需求的波動，導致整條供

14、應鏈的整體出現 庫存的情況，通過后期整條供應鏈減小經濟訂貨批量而逐步改善庫存的狀況。最后，通過共同制定訂貨策略，在訂貨批量發(fā)生錯誤時，盡快進行調整，保持整條 供應鏈的價值最大化，不是考慮單個節(jié)點的利益最大化而是將各個節(jié)點的利益綜 合考量，并統(tǒng)一作出決策。從而避免出現需求放大的想象。供應鏈上各成員擁有和掌握的信息越多， 其做出的決策越科學，對自身越有 利。在生產商能夠準確和即使地得到其產品在零售商處的銷售情況，就能根據銷售情況即使調整生產計劃，增加或減少產品的生產，避免產品的大量積壓或供應 不足。當信息不對稱的情況下，使得供應鏈上各節(jié)點企業(yè)能夠追求各自利益最大 化，而非集體利益的最優(yōu)，造成供應鏈

15、上其他節(jié)點企業(yè)的利益損失。因此，在供 應鏈中實現信息共享是十分必要的。五、思考題信息共享和封閉的情況，對庫存管理的策略有何影響？應用何種庫存控制策略？兩次試驗結果數據對比：信息封閉總利潤總成本需求均值需求方差節(jié)點119364.5165038.5104711.52節(jié)點214260120844129.3369813.33節(jié)點3898894752164.33353135.75節(jié)點41435468046299.333171647.81節(jié)點54185414006295361067.65總計98820.5462686.5信息共享總利潤總成本需求均值需求方差節(jié)點156620.9128514.110148.9

16、節(jié)點243835.080600.0100.3365.4節(jié)點329656.048864.098147.5862節(jié)點429890.018270.095345.6609節(jié)點514738.02932.091.771149.2723總計174739.9279180.1分析對比：通過表格中數據的對比，可以明顯的看出，在信息共享的情況下的總利潤幾 乎是信息封閉時的兩倍，而成本僅相當于信息封閉時的 1/2。兩次試驗中，最下 游顧客的需求都服從均值為100，方差為225的分布。在信息封閉的情況下，各節(jié)點需求均值逐級遞增，而需求方差以較大趨勢遞增，以至于在最后一個節(jié)點處， 需求均值達到了 295,而需求方差達到了 361067這樣一個相當可觀的值。而在 信息共享時，需求均值逐級遞減，需求方差以接近兩倍的速度逐級遞增，最后一個節(jié)點的需求均值為91,較最下游需求均值更小，需求方差僅為 1149,幾乎 是信息封閉時的1/36。在信息圭寸閉的情況下，當信息流從最終客戶端向原材料供應商端傳遞的過程 中，只根據來自其相鄰的下級企業(yè)的需求信息進行生產或者供應決策，無法有效地實現信息的共享，使得信息扭曲而逐級放大，導致了需求信息出現越來