多級供應鏈系統(tǒng)動力學建模與仿真研究_畢業(yè)論文ppt

1、多級供應鏈系統(tǒng)動力學建模與仿真研究多級供應鏈系統(tǒng)動力學建模與仿真研究_ _畢業(yè)論畢業(yè)論文文pptppt論文導讀:供應鏈是一個由多個節(jié)點企業(yè)組成的動態(tài)系統(tǒng)。而系統(tǒng)動力學研究系統(tǒng)如何隨著時間而動態(tài)地改變。講究根據(jù)所研究的問題和所研究的系統(tǒng)構(gòu)建模型。系統(tǒng)動力學仿真更提供了一種分析系統(tǒng)的直觀方式1。論文關鍵詞：供應鏈，系統(tǒng)動力學，建模，仿真供應鏈是一個由多個節(jié)點企業(yè)組成的動態(tài)系統(tǒng)，它包含了不同節(jié)點企業(yè)之間持續(xù)不斷的信息流、物流和資金流。這些節(jié)點企業(yè)之間相互作用和影響，使得供應鏈系統(tǒng)變得非常復雜。供應鏈運作希望能夠藉由這些相互作用實現(xiàn)更低的成本、更短的生產(chǎn)時間、更小的庫存、更多的產(chǎn)品品類、更好的產(chǎn)品質(zhì)量

2、、更準確的送貨時間、更高的顧客水平和更有效的合作。這就需要一種更有效的建模技術來表達供應鏈中跨組織的復雜關系。特別地，供應鏈系統(tǒng)各節(jié)點企業(yè)間的交互存在著諸多隨時間不斷變化的非線性關系，對于這種復雜的非線性系統(tǒng)，一些傳統(tǒng)方法不能夠很好地對其進行描述和研究。而系統(tǒng)動力學研究系統(tǒng)如何隨著時間而動態(tài)地改變，講究根據(jù)所研究的問題和所研究的系統(tǒng)構(gòu)建模型，分析變量之間的相互關系，從而確定其對系統(tǒng)的影響。不僅如此，系統(tǒng)動力學仿真更提供了一種分析系統(tǒng)的直觀方式1。系統(tǒng)動力學是一種有效地分析供應鏈結(jié)構(gòu)和行為的方法。在所有的研究方法中，系統(tǒng)動力學是研究復雜和多變量非線性系統(tǒng)隨時間變化情況的理想方法2。實際上畢業(yè)論文

3、 ppt，在理論研究領域，系統(tǒng)動力學研究方法最先由麻省理工學院的 Forrester 教授于 1961 年在其工業(yè)動力學中提出。Forrester3最先觀察到了結(jié)構(gòu)、策略和供應鏈節(jié)點企業(yè)之間的相互影響使得需求沿著供應鏈下游向上游逐漸放大，并提出了系統(tǒng)的分析方法。Sterman4最先將這種方法應用于供應鏈系統(tǒng)，并建立了簡單的供應鏈節(jié)點企業(yè)的系統(tǒng)動力學模型。Ovalle O.R.5完善了這一供應鏈節(jié)點企業(yè)模型，分析了共享不同信息對供應鏈系統(tǒng)的影響，但并沒有給出完整的供應鏈系統(tǒng)動力學模型。國內(nèi)學者黃麗珍6和張立菠7都從不同角度建立了供應鏈的系統(tǒng)動力學模型。本文嘗試從節(jié)點企業(yè)的系統(tǒng)動力學模型推廣到多級

4、供應鏈的系統(tǒng)動力學模型，并進行仿真研究。1、供應鏈節(jié)點企業(yè)系統(tǒng)動力學建模供應鏈上貫穿了物流、信息流、資金流、決策流和商流等流程，本文的建模重點研究物流和信息流兩種流程。這是因為系統(tǒng)動力學研究方法能夠很直觀地表達供應鏈上的物流和信息流。本文一方面對所研究的供應鏈系統(tǒng)鏈環(huán)節(jié)進行了簡化，主要討論訂貨、庫存和發(fā)貨三個環(huán)節(jié)論文開題報告范文。另一方面對其決策進行簡化，以牛鞭效應（訂貨量波動比）作為重要的對比指標6。供應鏈系統(tǒng)中各節(jié)點企業(yè)通過訂貨和發(fā)貨分別實現(xiàn)與上下游節(jié)點企業(yè)聯(lián)系，從而使得系統(tǒng)的有效地運作。供應鏈節(jié)點企業(yè)系統(tǒng)動力學模型建立在其因果回路圖和反饋環(huán)的基礎上，因此建模前須分析得出其因果回路圖和反饋

5、環(huán)。1.1 供應鏈節(jié)點企業(yè)運作的因果回路圖（Casual Loop Diagram, CLD）本文所研究的供應鏈是一種沒有信息共享的運作模式，MIT 的啤酒游戲很好地再現(xiàn)了這種供應鏈。在供應鏈的運作過程中，各節(jié)點企業(yè)最重要的流程是對上游的訂貨流程和對下游的發(fā)貨流程。對上游的訂貨決策是建立在對未來的銷售預測和庫存控制策略的基礎之上，即各節(jié)點企業(yè)根據(jù)過往的數(shù)據(jù)，運用簡單移動平均或指數(shù)平滑等方法來預測 t 期的銷售率，并同時考慮 t 期初企業(yè)的渠道存量和庫存狀況來進行訂貨決策。對下游的發(fā)貨決策則是權衡下游的訂貨量和節(jié)點企業(yè)的最大發(fā)貨量來進行的。圖 1 給出了供應鏈節(jié)點企業(yè)（用 k 節(jié)點表示）運作過程

6、的因果回路圖，其中包含了九個反饋回路，即兩個正反饋回路和七個負反饋回路。其中第七和第八個回路是正反饋回路，除此之外都是趨于平衡的負反饋回路。圖 1 供應鏈節(jié)點企業(yè)運作過程的因果回路圖1.2 供應鏈節(jié)點企業(yè)的系統(tǒng)動力學模型根據(jù)供應鏈節(jié)點企業(yè)運作過程的因果回路圖，可以得到供應鏈節(jié)點企業(yè)的系統(tǒng)動力學模型，如圖 2 所示。將供應鏈節(jié)點企業(yè)的運作流程分為物流和信息流。物流始于進貨（即上游節(jié)點的發(fā)貨），從而形成渠道存量畢業(yè)論文 ppt，渠道存量（Pipeline）指的是因為運輸延遲和生產(chǎn)延遲過程中引起的庫存。對于生產(chǎn)商來說，進貨指的是進原材料，渠道存量包括運輸延遲和生產(chǎn)延遲引起的庫存；對于其他節(jié)點企業(yè)來說

7、，進貨都是成品，渠道存量指的是運輸延遲引起的庫存。收貨后渠道存量減少，同時庫存增加。對于生產(chǎn)商來說，收貨指的是原材料經(jīng)生產(chǎn)加工后變?yōu)槌善?，進入成品庫存；對于其他節(jié)點企業(yè)來說，收貨指的是成品到達該節(jié)點企業(yè)倉庫。對下游的發(fā)貨取決于下游節(jié)點企業(yè)的訂貨和該節(jié)點企業(yè)的最大發(fā)貨率。發(fā)貨使得各節(jié)點企業(yè)的庫存減少。此外，模型還受到其他內(nèi)外部影響因素的影響，受研究問題所限，在此不多作分析。要分析供應鏈節(jié)點企業(yè)模型中的信息流，首先要分析其運作流程。在圖 2的模型中，為了突出節(jié)點企業(yè)在供應鏈中與上下游企業(yè)的關系，把企業(yè)的運作流程分為對下游節(jié)點企業(yè)的發(fā)貨和對上游節(jié)點企業(yè)的訂貨流程。對下游節(jié)點企業(yè)的發(fā)貨是建立在權衡該節(jié)

8、點企業(yè)最大發(fā)貨量和下游節(jié)點企業(yè)的訂貨量的基礎上決定的；對上游節(jié)點企業(yè)的發(fā)貨則需要用庫存和渠道存量決策來修正銷售預測率，得出最后的訂貨量。供應鏈節(jié)點企業(yè)信息流就是該節(jié)點企業(yè)與其上下游節(jié)點企業(yè)交換信息和庫存信息的處理過程。本文著重分析了三種信息流：即銷售信息，需求預測信息和庫存信息。物流信息流圖 2 供應鏈節(jié)點企業(yè)系統(tǒng)動力學模型2、多級供應鏈的系統(tǒng)動力學建模從供應鏈節(jié)點企業(yè)的系統(tǒng)動力學模型可以容易得到供應鏈的系統(tǒng)動力學模型。如圖 3 所示。由此可以清楚地看出生產(chǎn)商、分銷商、批發(fā)商和零售商的系統(tǒng)動力學行為。以分銷商為例，生產(chǎn)商的發(fā)貨構(gòu)成了分銷商的進貨，進而使得分銷商的渠道存量增加。分銷商收貨使得其渠

9、道存量減少，而庫存增加。分銷商的發(fā)貨構(gòu)成了批發(fā)商的進貨。分銷商的發(fā)貨需權衡其最大發(fā)貨率和期望發(fā)貨率（即分銷商的需求率和分銷商缺貨的總和），如果分銷商的期望發(fā)貨率小于其最大發(fā)貨率，則分銷商能夠滿足批發(fā)商的訂貨要求，其訂單履行率為 1；如果分銷商的期望發(fā)貨率大于其最大發(fā)貨率畢業(yè)論文 ppt，則分銷商只能以最大發(fā)貨率來發(fā)貨，未滿足的訂單構(gòu)成分銷商缺貨，且其訂單履行率小于 1。分銷商的訂貨建立在對其銷售預測的基礎上，經(jīng)過庫存和渠道存量的兩次修正后得到分銷商的訂貨率。供應鏈其他節(jié)點企業(yè)的運作方式與分銷商類似，即通過訂貨和上游節(jié)點企業(yè)聯(lián)系起來，通過發(fā)貨和下游節(jié)點企業(yè)起來。這樣便使得供應鏈能夠表現(xiàn)出其系統(tǒng)動

10、力學特性，即隨著時間的變化，渠道存量、庫存、訂貨量不斷變化。圖圖 3 3 多級供應鏈系統(tǒng)動力學模型多級供應鏈系統(tǒng)動力學模型3、多級供應鏈的系統(tǒng)動力學仿真應用啤酒游戲的基礎數(shù)據(jù)，使用 Vensim 進行仿真，共計 100 個仿真周期。嘗試分析在階躍需求情況下生產(chǎn)商、分銷商、批發(fā)商和零售商四個節(jié)點企業(yè)的動態(tài)性。使用牛鞭效應作為分析動態(tài)性的指標。階躍函數(shù)為幅值在給定時刻發(fā)生突變的函數(shù)，常被用來突然改變變量數(shù)值論文開題報告范文。階躍需求指的是顧客需求在給定時刻突然增加，這與啤酒游戲設置的場景類似。本文設置顧客需求為 4+STEP(4, 20 )，即需求在第 20個仿真周期時從每周的需求量為 4 突然增

11、加到 8。圖 4 給出了階躍需求下供應鏈各節(jié)點企業(yè)的訂貨響應。圖 4 中的曲線 1、2、3、4 分別對應生產(chǎn)商、分銷商、批發(fā)商和零售商隨時間變化的訂貨率。可以清楚地看出：由于引入了階躍需求，使得零售商、批發(fā)商、分銷商和生產(chǎn)商的訂貨率出現(xiàn)較大的波動，且波動幅度依次遞增，出現(xiàn)了牛鞭效應。從具體的曲線來看，零售商的訂貨率最先出現(xiàn)波動，生產(chǎn)商的訂貨率波動則出現(xiàn)的最晚。零售商的訂貨率從第 20 個仿真周期后的第一個時間步長開始波動，隨后批發(fā)商、分銷商和生產(chǎn)商分別開始波動。零售商訂貨率的第一次波動在第 32 個仿真周期達到峰值后急劇下降，在第 41 個仿真周期降為 0。零售商訂貨率的第二次波動始于第 52

12、 個仿真周期，波幅較第一次明顯小，在第57 個仿真周期到達峰值后回落，大約到第 72 個仿真周期穩(wěn)定下來畢業(yè)論文ppt，訂貨量維持在 8 左右。批發(fā)商、分銷商和生產(chǎn)商都出現(xiàn)了類似的波動，但由于訂貨延遲的存在，在時間上均滯后于零售商的波動。圖 4 階躍需求下供應鏈節(jié)點企業(yè)訂貨響應表 2 給出了各節(jié)點企業(yè)對階躍需求的訂貨率響應數(shù)據(jù)。該表中出現(xiàn)的MIN、MAX、MEAN、VAR、BWE 分別表示最小值、最大值、均值、方差和牛鞭效應。這里牛鞭效應的計算公式仍然使用 Chen8提出的 BWE=VAR(q)/VAR(D)，其中 q 表示相應節(jié)點企業(yè)的訂貨率，D 表示顧客需求。從表 2 可以看出，階躍需求下

13、，供應鏈存在顯著的牛鞭效應，生產(chǎn)商的訂貨率放大為顧客實際需求的55.89 倍，離顧客最近的零售商的訂貨率放大也達到了 6.92 倍。此外，各節(jié)點企業(yè)的最大值和均值都沿著供應鏈逐級增加。表 1 階躍需求下供應鏈節(jié)點企業(yè)訂貨響應數(shù)據(jù)數(shù)字特征供應鏈各節(jié)點企業(yè)的訂貨率生產(chǎn)商分銷商批發(fā)商零售商顧客需求MIN00004.00MAX37.5733.9824.4315.328.00MEAN7.907.747.527.407.20VAR143.07115.9353.8217.722.56BWE55.8945.2921.026.92-注：數(shù)據(jù)均作保留小數(shù)點后兩位處理5、結(jié)論本文識別出七個趨向于穩(wěn)定的負反饋環(huán)和兩個

14、增加不穩(wěn)定性的正反饋環(huán)，建立了供應鏈節(jié)點企業(yè)的因果回路圖。隨后建立了供應鏈節(jié)點企業(yè)的系統(tǒng)動力學模型，并在此基礎上得出包含生產(chǎn)商、分銷商、批發(fā)商和零售商的四節(jié)點供應鏈的系統(tǒng)動力學模型。使用啤酒游戲數(shù)據(jù)進行仿真結(jié)果表明，由于訂貨延遲的存在，上游節(jié)點企業(yè)的波動均滯后于零售商的波動。階躍需求下供應鏈波動較大，產(chǎn)生了顯著的牛鞭效應。下一步的研究重點是分析不同需求和信息共享對供應鏈系統(tǒng)動態(tài)性的影響。參考文獻：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黃麗珍.供應鏈建模及其動力學機制研究D.上海: 同濟大學, 20057張力菠.

17、供應鏈環(huán)境下庫存控制的系統(tǒng)動力學仿真研究D. 南京: 南京理工大學, 20068Chen F. Echelon reorder points, installation reorder points, andthevalue of centralized demand informationJ. Management Science,1998, 44: 221-234圖 4 階躍需求下供應鏈節(jié)點企業(yè)訂貨響應表 2 給出了各節(jié)點企業(yè)對階躍需求的訂貨率響應數(shù)據(jù)。該表中出現(xiàn)的MIN、MAX、MEAN、VAR、BWE 分別表示最小值、最大值、均值、方差和牛鞭效應。這里牛鞭效應的計算公式仍然使用 Che

18、n8提出的 BWE=VAR(q)/VAR(D)，其中 q 表示相應節(jié)點企業(yè)的訂貨率，D 表示顧客需求。從表 2 可以看出，階躍需求下，供應鏈存在顯著的牛鞭效應，生產(chǎn)商的訂貨率放大為顧客實際需求的55.89 倍，離顧客最近的零售商的訂貨率放大也達到了 6.92 倍。此外，各節(jié)點企業(yè)的最大值和均值都沿著供應鏈逐級增加。表 1 階躍需求下供應鏈節(jié)點企業(yè)訂貨響應數(shù)據(jù)數(shù)字特征供應鏈各節(jié)點企業(yè)的訂貨率生產(chǎn)商分銷商批發(fā)商零售商顧客需求MIN00004.00MAX37.5733.9824.4315.328.00MEAN7.907.747.527.407.20VAR143.07115.9353.8217.722

19、.56BWE55.8945.2921.026.92-注：數(shù)據(jù)均作保留小數(shù)點后兩位處理5、結(jié)論本文識別出七個趨向于穩(wěn)定的負反饋環(huán)和兩個增加不穩(wěn)定性的正反饋環(huán)，建立了供應鏈節(jié)點企業(yè)的因果回路圖。隨后建立了供應鏈節(jié)點企業(yè)的系統(tǒng)動力學模型，并在此基礎上得出包含生產(chǎn)商、分銷商、批發(fā)商和零售商的四節(jié)點供應鏈的系統(tǒng)動力學模型。使用啤酒游戲數(shù)據(jù)進行仿真結(jié)果表明，由于訂貨延遲的存在，上游節(jié)點企業(yè)的波動均滯后于零售商的波動。階躍需求下供應鏈波動較大，產(chǎn)生了顯著的牛鞭效應。下一步的研究重點是分析不同需求和信息共享對供應鏈系統(tǒng)動態(tài)性的影響。參考文獻：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黃麗珍.供應鏈建模及其動力學機制研究D.上海: 同濟大學, 20057張力菠.供應鏈環(huán)境下庫存控制的系統(tǒng)動力學仿真研究D. 南京: 南京理工大學, 20068Chen F. Echelon reorder points, installation reorder points, andthevalue of centralized demand informationJ. Management Science,1998, 44: 221-234圖 4 階躍需求下供應鏈節(jié)點企業(yè)訂貨響應表 2 給出了各節(jié)點企業(yè)對階躍需求的訂貨率響應數(shù)據(jù)。該表中

23、出現(xiàn)的MIN、MAX、MEAN、VAR、BWE 分別表示最小值、最大值、均值、方差和牛鞭效應。這里牛鞭效應的計算公式仍然使用 Chen8提出的 BWE=VAR(q)/VAR(D)，其中 q 表示相應節(jié)點企業(yè)的訂貨率，D 表示顧客需求。從表 2 可以看出，階躍需求下，供應鏈存在顯著的牛鞭效應，生產(chǎn)商的訂貨率放大為顧客實際需求的55.89 倍，離顧客最近的零售商的訂貨率放大也達到了 6.92 倍。此外，各節(jié)點企業(yè)的最大值和均值都沿著供應鏈逐級增加。表 1 階躍需求下供應鏈節(jié)點企業(yè)訂貨響應數(shù)據(jù)數(shù)字特征供應鏈各節(jié)點企業(yè)的訂貨率生產(chǎn)商分銷商批發(fā)商零售商顧客需求MIN00004.00MAX37.5733.

24、9824.4315.328.00MEAN7.907.747.527.407.20VAR143.07115.9353.8217.722.56BWE55.8945.2921.026.92-注：數(shù)據(jù)均作保留小數(shù)點后兩位處理5、結(jié)論本文識別出七個趨向于穩(wěn)定的負反饋環(huán)和兩個增加不穩(wěn)定性的正反饋環(huán)，建立了供應鏈節(jié)點企業(yè)的因果回路圖。隨后建立了供應鏈節(jié)點企業(yè)的系統(tǒng)動力學模型，并在此基礎上得出包含生產(chǎn)商、分銷商、批發(fā)商和零售商的四節(jié)點供應鏈的系統(tǒng)動力學模型。使用啤酒游戲數(shù)據(jù)進行仿真結(jié)果表明，由于訂貨延遲的存在，上游節(jié)點企業(yè)的波動均滯后于零售商的波動。階躍需求下供應鏈波動較大，產(chǎn)生了顯著的牛鞭效應。下一步的研究重點是分析不同需求和信息共享對供應鏈系統(tǒng)動態(tài)性的影響。參考文獻：1Soo Wook Kim.An investigation of information technologyinvestments on buy