魏倩麗

(上海海事大學(xué)，上海 200000)

一、引言

近年來，企業(yè)之間的競爭逐漸演變?yōu)楣?yīng)鏈之間的競爭，對供應(yīng)鏈管理的研究越來越受到關(guān)注，目前供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)研究很少涉及到運輸商，隨著第三方物流的不斷發(fā)展，運輸商在供應(yīng)鏈中的地位日益突顯。同時，利用系統(tǒng)動力學(xué)建模，對供應(yīng)鏈進行仿真分析，也是供應(yīng)鏈研究重要手段之一。于洋，杜文等對供應(yīng)鏈中的供應(yīng)商、制造商、分銷商分別建立了庫存管理系統(tǒng)動力學(xué)模型，進行仿真，得出結(jié)論，為供應(yīng)鏈庫存管理提供一種定量與定性相結(jié)合的管理決策方法［1］。楊琚，李金寶，盧巍等建立了基于系統(tǒng)動力學(xué)的單個供應(yīng)商和銷售商的供應(yīng)鏈模型，并在此基礎(chǔ)上引入強制排放和碳稅兩種碳排放政策。利用模型仿真，分析兩種排放政策對于供應(yīng)商、銷售商及整個供應(yīng)鏈的總成本和碳排放的影響［2］。但這些文獻都沒有將運輸商納入到整個系統(tǒng)模型中。雖然，翁亮，鄭少鋒等把第三方物流納入供應(yīng)鏈伙伴，整合買方、賣方與物流供應(yīng)商，在有運輸容量的限制條件下，構(gòu)建一個有第三方物流參與的供應(yīng)鏈系統(tǒng)動力學(xué)模型［3］。但這里的第三方物流只是作為一個限制條件加之到原有的系統(tǒng)模型中。本文研究并沒有將運輸商僅僅作為運輸容量的限制，而是將其作為連接生產(chǎn)商、銷售商的中間環(huán)節(jié)，利用vensim軟件對三者進行系統(tǒng)動力學(xué)分析，見圖1。

圖1 運輸商參與的供應(yīng)鏈模式

二、模型的建立

本文利用系統(tǒng)動力學(xué)vensim軟件，建立了一個供應(yīng)鏈仿真模型，模型只涉及一個生產(chǎn)商、一個運輸商和一個銷售商，生產(chǎn)商負責(zé)生產(chǎn)產(chǎn)品，并產(chǎn)生一定的庫存，以及承擔(dān)產(chǎn)品從產(chǎn)地到銷售商的運輸費用;運輸商負責(zé)運輸產(chǎn)品，并產(chǎn)生一定的在途庫存;銷售商每隔一個周期從供應(yīng)商處訂購產(chǎn)品，訂購會產(chǎn)生訂購成本，同時，由于需求的隨機性，銷售商也會產(chǎn)生自己的庫存。市場需求確定，生產(chǎn)速率已知，生產(chǎn)商的成本由生產(chǎn)成本、生產(chǎn)商庫存成本和運輸費用構(gòu)成，運輸商的成本由運輸成本構(gòu)成，銷售商的成本由訂購成本和銷售商庫存成本構(gòu)成。銷售商每隔一段時間向生產(chǎn)商購一次貨物。取周期為5，10，15，20 以及運價為3，4，5，7 等值進行比較分析。

1.vensim建立模型

在此基礎(chǔ)上，利用系統(tǒng)動力學(xué)軟件vensim建立了如圖2的模型。

模型中方程的建置關(guān)系如下:

單位生產(chǎn)成本=20;訂單=市場需求×周期;

訂購成本=INTEG(訂購費用累積速率，0);

訂購費用累積速率 =INTEGER(每次訂購費 ×PULSE TRAIN(0，1，周期，90));

供應(yīng)速率 =訂單 ×PULSE TRAIN(0，1，周期，100);

生產(chǎn)庫存費用累積速率=生產(chǎn)商庫存×生產(chǎn)商單位庫存費用;

每次訂購費用=4000;

市場需求 =RANDOM NORMAL(70，130，100，5，5);

生產(chǎn)成本=INTEG(生產(chǎn)費用累積速率，0);

生產(chǎn)費用累積速率 =單位生產(chǎn)成本 ×生產(chǎn)需求;

生產(chǎn)需求=生產(chǎn)速率;生產(chǎn)商單位庫存費用=0.5;

生產(chǎn)商庫存 =INTEG(生產(chǎn)速率 －供應(yīng)速率，2000);

生產(chǎn)商庫存成本=INTEG(庫存費用累積速率，0);

運輸費用=INTEG(生產(chǎn)商運輸費用累積速率，0);

生產(chǎn)商運輸費用累積速率=單位運價×運輸商在途庫存;

生產(chǎn)商總成本=生產(chǎn)成本+生產(chǎn)商庫存成本+運輸費用;

生產(chǎn)速率=100;

FINAL TIME=100;INITIAL TIME=0;

單位運價=5;

運輸商在途庫存=INTEG(供應(yīng)速率 －發(fā)貨速率，0);

發(fā)貨速率=運輸商在途庫存/每次訂單的運輸時間;每次訂單的運輸時間=3;

運輸成本=INTEG(運輸費用累積速率，0);

運輸費用累積速率=單位運輸成本×運輸商在途

圖2 運輸商參與的供應(yīng)鏈模型

2.仿真分析

以100天為一個仿真周期，一天為一個步長，利用vensim軟件進行了仿真。首先可以得到在周期20，運輸成本3，運價5的背景下生產(chǎn)商、運輸商、銷售商隨時間變化的三條總成本曲線(見圖3)。

由圖3可以看到在整個供應(yīng)鏈總成本中各成員所占的基本次序，生產(chǎn)商成本最高，其次是運輸商，最后是銷售商。顯然將整個供應(yīng)鏈看做一個系統(tǒng)，運輸商作用不可忽視，但在以往的研究中運輸商并沒作為一個重要的研究對象納入到供應(yīng)鏈系統(tǒng)中。因此，可以從運輸商的角度找到一個可能減少供應(yīng)鏈總成本的突破點。

首先討論生產(chǎn)商的總成本。生產(chǎn)商總成本由生產(chǎn)成庫存;

單位運輸成本=3;運輸商總成本=運輸成本;

銷售庫存費用累積速率=銷售商單位庫存費用 ×銷售商庫存;

銷售商單位庫存費用=0.5;

銷售商庫存=INTEG(供應(yīng)速率一市場需求，500);

銷售商庫存成本=INTEG(銷售庫存費用累積速率，0);

銷售商總成本=訂購成本+銷售商庫存成本;

供應(yīng)鏈總成本=生產(chǎn)商總成本+運輸商總成本+銷售商總成本;

周期=20;

SAVEPER=TIME STEP;

TIME STEP=1。本、生產(chǎn)商庫存成本和運輸費用構(gòu)成，其中，在單位生產(chǎn)成本和生產(chǎn)速率一定的前提下，生產(chǎn)成本隨著時間線性增長;生產(chǎn)商庫存成本如圖4所示，隨著周期的增加而減少;而運輸費用卻隨著周期的增加而增加(見圖5)。

所以生產(chǎn)商的總成本隨時間線性增長。但是，隨著訂購周期的增加，生產(chǎn)商平均庫存降低，得出庫存成本降低，而運輸費用卻增加，因此總成本沒有明確的下降或上升趨勢，而是呈現(xiàn)忽增忽減的狀態(tài)(見圖6)。

圖3 供應(yīng)鏈中各成員總成本曲線

圖4 生產(chǎn)庫存成本

其次，討論銷售商的總成本。銷售商的總成本為庫存成本和訂購成本之和，而庫存成本隨著周期增加而增加，訂購成本隨著周期增加而減少，二者進行權(quán)衡博弈。由此得出的銷售商總成本隨時間和訂購周期的變化曲線如圖7所示，比較發(fā)現(xiàn)，在訂購周期由T=5增加到 T=15過程中，銷售的總成本有所下降，即訂購成本的減量大于庫存成本的增量;而在周期由 T=15增加到 T=20的過程中，總成本開始增加，庫存成本的增量大于訂購成本的減量，因而銷售商成本隨著周期的增加呈現(xiàn)“先減后增”的趨勢，對于模型給定的四個周期值來說，T=15時總成本最低。

圖5 運輸費用

最后討論運輸商的總成本。運輸商總成本僅由貨物的運輸成本構(gòu)成。隨著訂購周期增加，運輸商的平均在途庫存增加，因而庫存成本也增加。如圖8所示。

圖6 生產(chǎn)商總成

圖7 銷售商總成本

圖8 運輸商總成本

綜上所述，生產(chǎn)商成本隨周期忽增忽減，生產(chǎn)成本隨時間遞增，生產(chǎn)庫存成本隨周期增加而降低，而運輸費用隨周期增加而增長，故在三者的作用下，生產(chǎn)商總成本隨周期的具體變化趨勢并不明確。運輸商總成本隨周期增長而遞增。而銷售商成本則會出現(xiàn)一個“拐點”，之所以會出現(xiàn)拐點是因為T較小時，庫存較小，庫存成本低，所以T增加，會帶來訂購次數(shù)減少，訂購成本明顯減少，而周期增加雖然會帶來銷售商平均庫存的增加，但是在較低庫存成本基礎(chǔ)上增加的相對并不多，故周期 T從5增加到10的過程中，銷售商的成本會下降;而當(dāng)T從10變化到20的過程中，則在訂購成本和庫存成本的權(quán)衡中，庫存成本的增量大于訂購成本的減量，銷售商成本會出現(xiàn)一定的上升，因此銷售商的成本曲線會有“拐點”。

若從生產(chǎn)商角度考慮，則周期應(yīng)隨它的成本變化而定;從運輸商角度考慮，則周期越小越好;但是，從銷售商角度考慮，T=15時總成本最低，因此決策訂購周期為T=15。而在實際運作中，訂購周期是由銷售商制定，故實際周期為15，而在銷售商根據(jù)自身成本最低進行決策時，生產(chǎn)商、運輸商的總成本尚未達到最低，還有很大的下降空間。因此該供應(yīng)鏈并沒有達到最優(yōu)。

圖9 生產(chǎn)商總成本

要想使整個供應(yīng)鏈達到最優(yōu)狀態(tài)，策略一就是調(diào)節(jié)生產(chǎn)商和運輸商使其產(chǎn)生聯(lián)盟，使運輸商以成本價為單位運價，使其在銷售商確定周期的前提下，達到供應(yīng)鏈總成本最低，最后生產(chǎn)商再以一定的比例分配給運輸商利潤。策略二就是要對供應(yīng)鏈中各成員進行協(xié)調(diào)，銷售商周期的改變有時對其成本的變化并沒有生產(chǎn)商成本變化大，生產(chǎn)商可以給銷售商一定的價格補貼，使銷售商以生產(chǎn)商最優(yōu)的周期訂貨，然而由于運輸費用的影響，生產(chǎn)商的最優(yōu)周期往往不易得出，可以通過調(diào)節(jié)運輸商的單位運價等于單位運輸成本得到最優(yōu)的周期(如圖9)，最終生產(chǎn)商、運輸商再以一定的比例利潤分配。

三、結(jié)語

基于系統(tǒng)動力學(xué)角度分析供應(yīng)鏈中生產(chǎn)商、運輸商以及銷售商之間的關(guān)系，通過分析各成員的成本變化，找出使整個供應(yīng)鏈最優(yōu)的方向，以期在以后的研究中得到更加具體的協(xié)調(diào)方法。

［1］于洋，杜文.基于系統(tǒng)動力學(xué)的供應(yīng)鏈庫存管理研究［J］.商業(yè)研究，2008(4):78－81.

［2］楊琚，李金寶，盧巍.系統(tǒng)動力學(xué)的碳排放政策對供應(yīng)鏈影響［J］.工業(yè)工程與管理，2012(8):21－30.

［3］翁亮，鄭少鋒.第三方物流參與的供應(yīng)鏈庫存經(jīng)濟分析［J］.生產(chǎn)力研究，2009(10):98－100.

［4］錢燕云，李亭亭，倪兆勇.基于系統(tǒng)動力學(xué)的供應(yīng)鏈庫存策略仿真研究［J］.數(shù)學(xué)的實踐與認識，2010(12):39－47.