王旭陽

（安徽理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院， 安徽淮南232001）

汽車零部件庫存的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真研究

王旭陽

（安徽理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院， 安徽淮南232001）

針對(duì)汽車零部件庫存管理的兩種不同模式，在假設(shè)一個(gè)供應(yīng)商、一個(gè)第三方物流、一個(gè)汽車制造商和同一種市場(chǎng)需求情況下，構(gòu)建了基于汽車零部件的供應(yīng)商和制造商的庫存管理的Vensim仿真模型;對(duì)各Vensim仿真模型的模擬分析，選取供應(yīng)商備貨節(jié)奏、庫存水平、客戶服務(wù)水平以及牛鞭效應(yīng)等指標(biāo)，分析兩種模式對(duì)供應(yīng)鏈績效的影響，同時(shí)對(duì)類似企業(yè)的供應(yīng)鏈管理也具有實(shí)際的應(yīng)用意義。

汽車零部件; 第三方物流; Vensim; 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真

一、引言

在當(dāng)今全球的汽車工業(yè)價(jià)值鏈中，傳統(tǒng)的庫存管理方法已經(jīng)暴露出諸多嚴(yán)重的問題。伴隨著中國加入世界貿(mào)易組織后，中國汽車物流業(yè)務(wù)呈現(xiàn)井噴式增長，其中汽車供應(yīng)鏈系統(tǒng)又是極其復(fù)雜的系統(tǒng)。整車生產(chǎn)廠是汽車工業(yè)供應(yīng)鏈上的核心企業(yè)，汽車零部件居于汽車制造商的重要地位，而其庫存過高或過低都不利于整車生產(chǎn)商資產(chǎn)運(yùn)營的效率和經(jīng)營業(yè)績的提升[1]。基于從控制“第三方利潤源泉“的角度出發(fā)，汽車零部件庫存管理逐漸被汽車生產(chǎn)過程中視為銷售、生產(chǎn)、庫存等的”總體系“的一環(huán)[2]。

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)作為研究社會(huì)系統(tǒng)問題的一門學(xué)科，強(qiáng)調(diào)通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的方法，并且將信息論、決策理論、反饋控制理論、系統(tǒng)思考、系統(tǒng)分析的試驗(yàn)綜合起來，是處理信息反饋系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為的方法論[3]。作為其研究對(duì)象，一般都是高階性、非線性、多變量的復(fù)雜反饋問題，并且利用系統(tǒng)思考的觀點(diǎn)界定系統(tǒng)的組織邊界、運(yùn)作及信息傳遞流程，對(duì)供應(yīng)鏈的具體流程進(jìn)行系統(tǒng)層面上的整體分析，并通過仿真模型模擬系統(tǒng)行為隨時(shí)間的變化[4]。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與其他模型方法相比更適用于處理長周期和周期性問題，并對(duì)數(shù)據(jù)不足和精度要求不高的復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題研究作出較為科學(xué)的解釋。

本文主要借鑒系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的思想，基于汽車零部件庫存VMI與TPL整合后的運(yùn)作模式，與引入TPL前的VMI的模式進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真模擬測(cè)試，為汽車制造商的一系列經(jīng)營生產(chǎn)活動(dòng)做出科學(xué)的決策。

二、汽車零部件供應(yīng)鏈庫存模型構(gòu)建

本文以供應(yīng)鏈上游為背景，以系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)為方法基礎(chǔ)構(gòu)建的仿真系統(tǒng)，我們需要對(duì)引入TPL前的VMI的模式和VMI與TPL整合后的運(yùn)作模式特征進(jìn)行大致的了解。所謂的引入TPL前的VMI的模式是指汽車制造商生成訂單的功能由其合作的上游零部件供應(yīng)商所取代，相應(yīng)的需求和庫存信息可直接從汽車制造商那里獲取。VMI模式下零部件供應(yīng)商的生產(chǎn)、配送決策均可依據(jù)下游客戶庫存訂單和成品信息來進(jìn)行，并且詳盡的周期性補(bǔ)貨策略通常是由供應(yīng)商制定[5]。

所謂的汽車零部件庫存VMI與TPL整合后的運(yùn)作模式是全新的一種通過第三方物流的參與來提升VMI實(shí)施效果、提升汽車零部件供應(yīng)鏈物流績效的模式。第三方物流具有極優(yōu)的專業(yè)化程度，能及時(shí)準(zhǔn)確的反應(yīng)市場(chǎng)的需求數(shù)量，企業(yè)間的信息共享也能得到安全保障。其模式實(shí)質(zhì)符合供應(yīng)鏈管理的核心，即供應(yīng)鏈中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)能夠充分發(fā)揮最大優(yōu)勢(shì)，各盡所能[6]。

本文研究汽車零部件庫存管理模型，由于其項(xiàng)目周期短、市場(chǎng)變化大、產(chǎn)品更新快等特點(diǎn)，使得其與其他商品物流流通體系有所差異?；诖?，利用Vensim軟件構(gòu)建兩種模式的模型，在兩種不同模式下庫存管理方面的優(yōu)劣做出對(duì)比，以期為汽車制造商選擇不同的庫存管理模式提出理論指導(dǎo)和決策依據(jù)。

（一）模型的基本假定

模型中，均引入一個(gè)供應(yīng)商、第三方物流、制造商和相同的市場(chǎng)需求環(huán)境和外部影響，比如供應(yīng)商距離制造商的地理位置相等、供應(yīng)商備貨不受雨雪天氣等因素影響;模型中，汽車制造商需求服從隨機(jī)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)函數(shù)分布;模型假設(shè)供應(yīng)商庫存經(jīng)驗(yàn)、能力有限，無法區(qū)分制造商日常需求和突發(fā)性需求;設(shè)備、人力和資源是充足的，不會(huì)發(fā)生無法供應(yīng)和生產(chǎn)等突發(fā)情況;為簡化TPL對(duì)零部件配送過程的具體服務(wù)，主要建立倉儲(chǔ)和運(yùn)輸配送環(huán)節(jié)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，其他各項(xiàng)服務(wù)均通過設(shè)置參數(shù)來完成;運(yùn)輸過程中，缺貨訂單會(huì)累計(jì)到下一時(shí)間單位內(nèi)，當(dāng)期要彌補(bǔ)前期缺貨訂單;在途運(yùn)輸零部件不會(huì)產(chǎn)生貶值損失，運(yùn)輸延遲時(shí)間為常量。

（二）系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型

本文根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的建模思想以及VMI和引入TPL整合后的汽車零部件庫存的運(yùn)作模式，利用Vensim建模軟件，分別建立引入TPL前的VMI的模式（如圖2-1）和VMI與TPL整合后的運(yùn)作模式的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,如圖1、圖2所示。

圖1 引入TPL前的VMI的模式

圖2 VMI與TPL整合后的模式

三、仿真對(duì)比分析

針對(duì)VMI-APIOBPCS模型中將庫存成本和生產(chǎn)調(diào)整成本等因素考慮在內(nèi)，得出安全庫存系數(shù)對(duì)各參數(shù)的優(yōu)化問題，本文參數(shù)參考其成果對(duì)客戶日常需求Normal Demand設(shè)置為隨機(jī)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)函數(shù)，初始值為Random Normal（0,25,14,2,1），其中的數(shù)值僅代表多少個(gè)單位，而不是具體的數(shù)量；第30個(gè)和第80個(gè)時(shí)間單位內(nèi)短期的需求波動(dòng)設(shè)置為客戶的突發(fā)性需求。

其他參數(shù)設(shè)定見表1，其中運(yùn)輸延遲時(shí)間和供應(yīng)商庫存調(diào)整時(shí)間，兩者都受第三方物流提供服務(wù)的影響，因此其設(shè)定根據(jù)各模型中TPL提供服務(wù)的情況分別進(jìn)行，具體表現(xiàn)為VMI模式有最長的第三方物流提前期，TPL模式的提前期依次遞減；其他的相關(guān)變量之間由相關(guān)函數(shù)關(guān)系表示相互聯(lián)系，這些函數(shù)能夠體現(xiàn)它們之間的動(dòng)態(tài)行為；另外假定初始庫存值都為0，仿真模擬為100個(gè)時(shí)間單位。

表1 其他參數(shù)設(shè)定表

（一）供應(yīng)商備貨節(jié)奏對(duì)比分析

在經(jīng)歷了兩次突發(fā)性需求后，供應(yīng)商在相應(yīng)的兩個(gè)時(shí)期內(nèi)備貨量明顯上升，但是TPL能夠根據(jù)專業(yè)知識(shí)和共享信息判斷日常需求和突發(fā)性需求，較為準(zhǔn)確迅速地為供應(yīng)商提供備貨建議，為供應(yīng)商制定備貨建議。圖3顯示TPL下對(duì)于突發(fā)性需求的沖擊明顯較小，其峰值低于VMI模式下的備貨量。因此在TPL模式下更易為較快的突發(fā)性需求做出反應(yīng)，避免對(duì)供應(yīng)商出現(xiàn)較大的沖擊。

圖3 供應(yīng)商備貨節(jié)奏仿真圖圖

（二）系統(tǒng)庫存水平對(duì)比分析

在兩種模式下，TPL模式下的總庫存要明顯低于VMI模式下的系統(tǒng)總庫存,如圖4（a）所示，這主要由于第三方物流運(yùn)輸提前期較短、供應(yīng)商能夠?yàn)橹圃焐踢M(jìn)行快速補(bǔ)貨而不需儲(chǔ)備大量貨物; 如圖4（b）所示，相比于VMI模式下，TPL的供應(yīng)商總體庫存水平較為穩(wěn)定，里面會(huì)因?yàn)橥话l(fā)性需求產(chǎn)生一定的波動(dòng)，但是整體庫存水平較為平穩(wěn)。由于日常性需求，VMI模式下的供應(yīng)商庫存水平也會(huì)出現(xiàn)不小的波動(dòng)；為保證穩(wěn)定的運(yùn)輸效果應(yīng)選擇TPL，如圖4（c）所示,引入第三方物流管理零部件庫存不會(huì)對(duì)在途庫存水平產(chǎn)生影響；制造商庫存在VMI模式下波動(dòng)較大，這時(shí)缺貨情況下供應(yīng)商需要一個(gè)較大的運(yùn)輸提前期和運(yùn)輸提前量來保證按時(shí)按量完成制造商需求，而引入TPL后會(huì)產(chǎn)生快速響應(yīng)，如圖4（d）所示,汽車制造商庫存變化明顯快于VMI模式下的庫存變化。

（a） 系統(tǒng)總庫存水平仿真圖圖

（b） 供應(yīng)商庫存水平仿真圖

（c） 在途庫存水平仿真圖

（d）汽車制造商庫存水平仿真圖

（三）客戶滿意度對(duì)比分析

相比于兩種模式下的客戶滿意度，TPL的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是客戶滿意度的反應(yīng)變化幅度相對(duì)于VMI較小，在第20期和地50期等VMI的客戶滿意度降低較大的情況下，TPL的客戶滿意度要顯著高于VMI的情況；另一個(gè)方面是客戶滿意度的波動(dòng)較VMI模式反應(yīng)較快。從圖5來看，在第30期和第80期的突發(fā)性需求，由于其庫存反應(yīng)較快，因此客戶滿意度較為快速的返回到1的水平。

（四）牛鞭效應(yīng)

兩種整合模式下的牛鞭效應(yīng)值分別為1.39、1.26，后者相對(duì)于前者下降了約10 %，因此可以認(rèn)為有第三方物流參與的整合模式更有助于控制并降低系統(tǒng)的牛鞭效應(yīng)，且第三方物流參與度越高的供應(yīng)鏈對(duì)牛鞭效應(yīng)的控制程度也越大。

四、結(jié)語

本文主要研究基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)汽車汽車零部件庫存管理的兩種不同模式，通過Vensim仿真軟件對(duì)兩種模式模擬分析，分別對(duì)所建立的引入TPL前后的兩種模式模型進(jìn)行了仿真模擬，主要選取四種指標(biāo)分析兩種模式對(duì)供應(yīng)鏈績效的影響。證實(shí)了模型的有效性和合理性。

作為傳統(tǒng)的汽車零部件行業(yè)，伴隨著市場(chǎng)環(huán)境的變化和市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，整車制造商的需求程度和客戶滿意度也變得日趨不可控，引入第三方物流后，供應(yīng)鏈上各節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)溝通和信息共享有利于提高供應(yīng)鏈績效，并能給整車制造商提供專業(yè)的物流配送網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)，大大地提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和長期效益。

[1] 喻小軍，楊雙會(huì)，譚建.2010-2020年我國轎車市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)分析[J].武漢：武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào),2008（6）:163-166.

[2] 肯特卡丁.全球物流管理——新千年的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[M].北京：人民郵電出版社,2002.

[3] 劉曉琳.基于第三方物流的供應(yīng)鏈庫存協(xié)同管理研究[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2013（2）:44-46.

[4] 付國慶.基于汽車供應(yīng)鏈戰(zhàn)略的第三方物流模式研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2005.

[5] 牛穎.關(guān)于供應(yīng)鏈庫存管理模式與機(jī)制研究[J].經(jīng)營管理者，2012（9）.

[6] 徐彬彬.引入 TPL 前后的 VMI 集成庫存模型研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2009.

2017-02-15

王旭陽（1991-），男，安徽淮南人，碩士，研究方向?yàn)楣?yīng)鏈管理，電話：18556528586。

F253;F224

A

1671-4733（2017）01-0069-04

10.3969/j.issn.1671-4733.2017.01.022