毛本泉,巫仁亮,姚國仲 MAO Benquan, WU Renliang, YAO Guozhong
(昆明理工大學(xué) 交通工程學(xué)院,云南 昆明650500)
企業(yè)的庫存控制問題一直十分棘手,也是物流業(yè)與學(xué)術(shù)界非常關(guān)注的焦點(diǎn)。錯(cuò)誤的庫存控制策略會(huì)增加企業(yè)的成本,也無法滿足客戶的要求。長(zhǎng)此以往,企業(yè)會(huì)越來越難以經(jīng)營,無法得到進(jìn)一步的發(fā)展,在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,失去市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,從而無法生存下去。尋求最少的庫存成本和最好的庫存服務(wù)一直是生產(chǎn)企業(yè)不變的追求,而要得到最優(yōu)庫存與最少成本則需要最優(yōu)的庫存控制管理策略。
汪小京等[1]在供應(yīng)商管理庫存模式中采用第三方物流,由第三方物流管理整個(gè)供應(yīng)鏈的庫存,構(gòu)建第三方物流管理庫存模式,利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué),建立了TMI-APIOBPCS 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。通過分析使得庫存降低,服務(wù)水平得到顯著提高。溫志桃等[2]用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法和思想建立了延遲情況購買條件下的經(jīng)濟(jì)批量仿真模型,并利用實(shí)際社會(huì)生活中的商品價(jià)格上漲狀況對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了修改,使庫存管理控制活動(dòng)得到了優(yōu)化。牟倩[3]從云南鮮花物流整個(gè)過程入手,利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)發(fā)現(xiàn)消費(fèi)者不大的需求波動(dòng)會(huì)被慢慢擴(kuò)大,致使鮮花供應(yīng)鏈的庫存產(chǎn)生不小的波動(dòng),致使整個(gè)庫存的成本升高,針對(duì)這些問題,牟倩提出四點(diǎn)建議:一是簡(jiǎn)化物流節(jié)點(diǎn),整合供應(yīng)鏈;二是提高物流過程的專業(yè)化水平;三是構(gòu)建信息化與共享平臺(tái);四是增強(qiáng)合作機(jī)制。周亞蓉[4]以某啤酒市場(chǎng)的庫存為例子,利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的思想和方法,并使用Vensim 仿真軟件進(jìn)行模擬仿真。結(jié)果發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)市場(chǎng)銷售量和穩(wěn)定的庫存調(diào)整時(shí)間是兩個(gè)對(duì)庫存影響比較大的因素。所以提高供應(yīng)鏈的信息共享能提升整個(gè)供應(yīng)鏈的效率。張磊[5]對(duì)供應(yīng)鏈供應(yīng)商的庫存進(jìn)行研究,建立了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,并對(duì)模型進(jìn)行了模擬仿真,最后發(fā)現(xiàn),供應(yīng)商管理庫存模式會(huì)使制造商的庫存服務(wù)水平得到很大的提高,并且會(huì)減弱“牛鞭效應(yīng)”對(duì)庫存系統(tǒng)的不良影響。陜潤(rùn)[6]以生產(chǎn)制造企業(yè)X和生產(chǎn)制造企業(yè)Y 為研究對(duì)象,利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理建立X、Y 企業(yè)的第三方合資企業(yè)Z 為X、Y 企業(yè)控制庫存模型,最終得到X 生產(chǎn)制造企業(yè)和Y 生產(chǎn)制造企業(yè)的庫存優(yōu)化控制管理策略。黃杰等[7]考慮了和供應(yīng)商管理庫存系統(tǒng)有關(guān)的所有因素,經(jīng)過系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)因果關(guān)系分析,構(gòu)建了在供應(yīng)商管理庫存基礎(chǔ)上的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型,為企業(yè)庫存管理制定了優(yōu)化決策。王鵬飛[8]建立了產(chǎn)銷兩級(jí)供應(yīng)鏈庫存管理控制系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型,結(jié)合R 設(shè)備制造企業(yè)的庫存管理實(shí)際狀況,最后使庫存波動(dòng)減少,并降低了庫存水平,證明了建立的模型的有用性。于美娜等[9]在結(jié)合客戶需求和服務(wù)水平兩個(gè)因素的相互關(guān)系基礎(chǔ)上,構(gòu)建了變質(zhì)商品庫存管理系統(tǒng)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型,優(yōu)化的目的是零售商利潤(rùn)的最大化,并利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模擬軟件進(jìn)行了仿真分析,分析結(jié)果顯示變質(zhì)商品庫存管理系統(tǒng)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型優(yōu)于經(jīng)典EOQ 模型。陳文佳[10]使用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法建立了配送中心的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型,在結(jié)合了實(shí)例基礎(chǔ)上對(duì)建立的模型進(jìn)行分析,結(jié)果顯示準(zhǔn)確的需求預(yù)測(cè)、供貨延遲時(shí)間縮小、信息溝通增強(qiáng)等能優(yōu)化配送中心的庫存控制。Sila Cetinkaya et al[11]在構(gòu)建VMI 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模擬模型基礎(chǔ)上,研究了供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)中運(yùn)輸和庫存的協(xié)調(diào)控制問題。Martha C. Wilson[12]使用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法,建立了相關(guān)仿真模型對(duì)傳統(tǒng)庫存管理供應(yīng)鏈與供應(yīng)商管理庫存供應(yīng)鏈進(jìn)行了對(duì)比分析,分析了二者運(yùn)輸中斷所發(fā)生的問題。Barlas 等[13]對(duì)比研究了他們建立的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型與經(jīng)典案例,發(fā)現(xiàn)不同管理模式都具有實(shí)用性,都能在特定條件下實(shí)現(xiàn)企業(yè)的盈利。
本文走訪了解四川某公司的實(shí)際運(yùn)營情況和庫存情況,并找出問題。采用問卷調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)訪問的方法收集企業(yè)老板、現(xiàn)場(chǎng)工人及企業(yè)客戶對(duì)四川某公司庫存及運(yùn)輸?shù)目捶ê鸵庖?,綜合分析收集的庫存信息,找出存在的問題,以及造成這些問題的原因;針對(duì)找出的問題提出改善庫存現(xiàn)狀的最優(yōu)方案,提出一種具有協(xié)同管理的基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的庫存優(yōu)化方案。
四川某公司在瀘縣地區(qū)使用中的自有及租用的各類倉庫設(shè)施有3 個(gè),倉庫的總?cè)萘窟_(dá)到25 300 件,倉庫總面達(dá)到2 564m2。根據(jù)歷史數(shù)據(jù),倉庫的存儲(chǔ)量大約在3 萬件左右。其庫存數(shù)據(jù)如表1 所示。
表1 四川某公司庫存數(shù)據(jù) 單位:件
根據(jù)表1 可以看出四川某公司給出的其5 個(gè)月的濃香型大曲、五糧型大曲、醬香型大曲和高溫大曲,中高溫大曲,多功能產(chǎn)酯大曲,中溫大曲七種酒曲的庫存持有變化狀態(tài),可以看出:
濃香型大曲產(chǎn)品在5 個(gè)月中多數(shù)時(shí)間庫存持有量處于2 600 件左右,即濃香型大曲產(chǎn)品庫存持有量多數(shù)時(shí)間為正值,每天平均出庫量為550 件,最高庫存持有量為5 630 件,最低庫存持有量為-1 230 件;
五糧型大曲產(chǎn)品在5 個(gè)月中庫存持有量多數(shù)時(shí)間為2 400 件左右,即其庫存持有量為正值,每天平均出庫量為450 件,最高庫存持有量為5 440 件,最低庫存持有量為-2 130 件;
醬香型大曲產(chǎn)品在5 個(gè)月中庫存持有量多數(shù)時(shí)間為2 400 件左右,每天平均出庫量為750 件,最高庫存持有量為5 440 件,最低庫存持有量為-1 450 件;
高溫大曲產(chǎn)品在5 個(gè)月中的庫存情況總是處于無貨狀態(tài)的,庫存持有量一直保持正值,其每天平均出庫量為110 件,最高庫存持有量為3 440 件,最低庫存持有量為-440 件。
從上述分析中可以看出,對(duì)濃香型大曲產(chǎn)品與醬香型大曲產(chǎn)品、五糧型大曲產(chǎn)品的每天平均出庫量相對(duì)比較大,而對(duì)多功能產(chǎn)酯大曲產(chǎn)品與高溫大曲產(chǎn)品、中高溫大曲產(chǎn)品的每天平均出庫量相對(duì)比較小,特別對(duì)多功能產(chǎn)酯大曲產(chǎn)品的每天平均出庫量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他6 種產(chǎn)品。生產(chǎn)中心中央倉庫按照酒曲需求地不同的方式進(jìn)行存儲(chǔ),每個(gè)倉庫存儲(chǔ)不同種類的酒曲產(chǎn)成品,由于每個(gè)不同倉庫存儲(chǔ)著各個(gè)酒曲需求地的產(chǎn)品,所以這樣能減少運(yùn)輸汽車在不同酒曲倉庫的重復(fù)裝車現(xiàn)象。
(1) 仍采用傳統(tǒng)的倉庫庫存控制技術(shù)。由于四川某公司規(guī)模較小,所處位置為一個(gè)小縣城,存在資金少和技術(shù)落后的問題。該公司基本憑以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行酒曲庫存管理,對(duì)所有原材料、半成品酒曲、成品酒曲采用落后的庫存控制方式,沒有對(duì)存貨進(jìn)行分類,是一種較為傳統(tǒng)、粗放的庫存管理;該公司在庫存控制方面不能依據(jù)不同原材料、半成品酒曲、成品酒曲的庫存要求水平用科學(xué)有效的方法對(duì)7 種酒曲各自提前期來確定庫存,還只能憑感覺與經(jīng)驗(yàn)設(shè)置比較高的安全庫存來應(yīng)對(duì)公司經(jīng)常面臨的預(yù)期外的酒曲需求。
(2) 靜態(tài)反映實(shí)時(shí)庫存和消耗,庫存管理效率不高。四川某公司因?yàn)樾畔⒒潭炔桓撸詫?duì)于同樣的酒曲進(jìn)行多次入庫、出庫,不能計(jì)算實(shí)時(shí)庫存,即便酒曲入庫和酒曲出庫是使用集中記賬方式,但酒曲原材料的采購和消耗查詢困難,手工記賬方法根本難以提供酒曲原材料的及時(shí)庫存和消耗情況。
(3) 銷售范圍較廣。四川某公司物流輻射范圍較廣泛,范圍多達(dá)十幾個(gè)省市,配送中心也比較多,而生產(chǎn)中心中央倉庫的庫存十分有限。
系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(System dynamics) 是一門分析研究信息反饋系統(tǒng)的學(xué)科,也是一門認(rèn)識(shí)系統(tǒng)問題和解決系統(tǒng)問題交叉的綜合性的新學(xué)科;它是系統(tǒng)科學(xué)和管理科學(xué)中的一個(gè)分支,它也是一門溝通自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)等領(lǐng)域的橫向?qū)W科;系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論的基本點(diǎn)鮮明地表明了它的唯物的辯證特征;它強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)、整體的觀點(diǎn)和聯(lián)系、發(fā)展、運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn);系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究處理復(fù)雜系統(tǒng)問題的方法是定性與定量結(jié)合,系統(tǒng)綜合推理的方法;按照系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的理論與方法建立的模型,借助計(jì)算機(jī)模擬可以用于定性與定量地研究系統(tǒng)問題;系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的模型模擬是一種結(jié)構(gòu)—功能的模擬;它最適用于研究復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能與行為之間動(dòng)態(tài)的辯證對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系;系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型可作為實(shí)際系統(tǒng),特別是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)復(fù)雜大系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室;系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的建模過程就是一個(gè)學(xué)習(xí)、調(diào)查研究的過程,模型的主要功用在于向人們提供一個(gè)進(jìn)行學(xué)習(xí)與政策分析的工具,并使決策群體或整個(gè)組織逐步成為一種學(xué)習(xí)型和創(chuàng)造型的組織[14]。
系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)認(rèn)為,不同領(lǐng)域之間并無不可逾越的鴻溝;一個(gè)功能有多種結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象,頗為常見;因此存在結(jié)構(gòu)—功能模擬的可能性,即以一種結(jié)構(gòu)模擬另一種結(jié)構(gòu)的功能與行為的可能性,這也就是建立模型去模擬系統(tǒng)的一個(gè)依據(jù);系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)長(zhǎng)期以來正是根據(jù)這一點(diǎn)溝通了不同領(lǐng)域內(nèi)系統(tǒng)的規(guī)律與理論;也正是基于系統(tǒng)的相似性,透過各類絕然不同的系統(tǒng),可以找到組成這些系統(tǒng)的類似反饋機(jī)制和類似的單元與環(huán)節(jié);系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)用反饋回路去統(tǒng)一系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),應(yīng)用各類反饋機(jī)制及其組合和各類單元與環(huán)節(jié)來描述系統(tǒng)的模型;并認(rèn)為,狀態(tài)變量、狀態(tài)的變化速率、某些邏輯函數(shù)和延遲環(huán)節(jié)等,是各類系統(tǒng)中普遍存在的變量與函數(shù);運(yùn)用這些單元與環(huán)節(jié)則有可能建立起在結(jié)構(gòu)上與功能上都較能反映真實(shí)系統(tǒng)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型[15]。
系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的建模過程大體可以分為五步,如圖1 所示。
在建模過程中,需要按照?qǐng)D2 所示的流程以保證建模的正確性和科學(xué)性。
圖1 建模過程
圖2 邏輯流程圖
在建模完成后,需要對(duì)變量進(jìn)行確定,用來分析各變量對(duì)于結(jié)果的影響,其變量如表2 所示。
表2 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)變量
表2 中,所需因素如下:
(1) inventory 為庫存,代表當(dāng)前實(shí)際存貨量。(2) target inventory 為目標(biāo)庫存,代表計(jì)劃達(dá)到庫存量。(3) inventor y correction 為庫存調(diào)整量,代表將庫存補(bǔ)充到目標(biāo)庫存的速度。(4) time to correct inventory 為庫存調(diào)整時(shí)間,代表補(bǔ)充到目標(biāo)庫存所需要的時(shí)間。(5) sales 為銷量,代表月銷售產(chǎn)品量。(6) production 為產(chǎn)量,代表月產(chǎn)品數(shù)量。(7) Workforce 為勞動(dòng)力,代表當(dāng)前勞動(dòng)力數(shù)量。(8) target production 為目標(biāo)產(chǎn)量,代表計(jì)劃月產(chǎn)量。(9) target workforce 為目標(biāo)勞動(dòng)力,代表計(jì)劃產(chǎn)量和計(jì)劃庫存需要的勞動(dòng)力數(shù)量。(10) hire rate 為雇用量,代表月實(shí)際增加的勞動(dòng)力數(shù)量。(11) order delay 為訂貨延遲,代表訂貨后在規(guī)定時(shí)間發(fā)貨,不是立即發(fā)貨。(12) time to adjust workforce 為勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間,代表當(dāng)前勞動(dòng)力補(bǔ)充到目標(biāo)勞動(dòng)力所需時(shí)間。(13) purchase 為采購,代表從市場(chǎng)獲取資源。(14) inventory coverage 為庫存覆蓋比例,代表目標(biāo)庫存與銷售量的比例。(15) order 為訂貨,代表買家支付定金后,賣家才發(fā)貨。(16) productivity 為勞動(dòng)生產(chǎn)率,代表每人每月的產(chǎn)量。
繪制的因果關(guān)系圖如圖3(a) 所示,繪制的積量與流量圖如圖3(b) 所示。
圖3 因果關(guān)系圖、積量與流量圖
庫存調(diào)整時(shí)間分別調(diào)整為5、4、3 時(shí),其庫存變化如圖4 所示。
圖4 庫存調(diào)整時(shí)間對(duì)庫存的影響
從圖4 可以看出:原來的庫存變化是先減少后穩(wěn)定在1 600 左右,當(dāng)庫存調(diào)整時(shí)間=5 時(shí),庫存是先增加,然后穩(wěn)定在4 000 左右。當(dāng)庫存調(diào)整時(shí)間=4 時(shí),庫存是先減少,后穩(wěn)定在3 200 左右。當(dāng)庫存調(diào)整時(shí)間=3 時(shí),庫存是先減少,后穩(wěn)定在2 500 左右。
勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間變化對(duì)勞動(dòng)力數(shù)量影響如圖5 所示。
從圖5 可以看出:勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間為2 時(shí),原來的勞動(dòng)力先增加,后平穩(wěn),穩(wěn)定在15 左右,而把勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間調(diào)整為3~5 時(shí),勞動(dòng)力也是先增加后平穩(wěn)在20 左右。
圖5 勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間對(duì)勞動(dòng)力數(shù)量影響
圖6 庫存覆蓋比例對(duì)目標(biāo)庫存的影響
當(dāng)庫存覆蓋比例=1 時(shí),目標(biāo)庫存在550 穩(wěn)定一段時(shí)間后,突然上升穩(wěn)定在600 左右。當(dāng)庫存覆蓋比例=1.5 時(shí),目標(biāo)庫存在820 左右穩(wěn)定,一段時(shí)間后目標(biāo)庫存突然上升到900 左右穩(wěn)定。
圖7 表述了勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間對(duì)于目標(biāo)產(chǎn)量的影響。
圖7 勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間對(duì)于目標(biāo)產(chǎn)量的影響
從圖7 中可以看出:當(dāng)勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間=2 時(shí),目標(biāo)產(chǎn)量先增加后減少,最后穩(wěn)定在360 左右;當(dāng)勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間=1 時(shí),目標(biāo)產(chǎn)量先增加后減少,最后穩(wěn)定在780 左右;當(dāng)勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間=4~8 時(shí),目標(biāo)產(chǎn)量先增加后減少,最后穩(wěn)定在360 左右。
圖8 說明了勞動(dòng)生產(chǎn)率對(duì)目標(biāo)工人數(shù)的影響。
圖8 勞動(dòng)生產(chǎn)率對(duì)目標(biāo)工人數(shù)的影響
從圖8 可以看出:當(dāng)勞動(dòng)生產(chǎn)率=100 時(shí),目標(biāo)工人先增加后平穩(wěn)在4 個(gè)左右;當(dāng)勞動(dòng)生產(chǎn)率=30 時(shí),目標(biāo)工人先增加后平穩(wěn)在14 個(gè)左右。
圖9 闡述了勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間對(duì)產(chǎn)量的影響。
圖9 勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間對(duì)產(chǎn)量的影響
從圖9 可以看出:當(dāng)勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間=2 時(shí),產(chǎn)量先增加后平穩(wěn)在800 左右;當(dāng)勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間=1 時(shí),產(chǎn)量先增加后平穩(wěn)在600 左右;當(dāng)勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間=3~8 時(shí),產(chǎn)量先增加后平穩(wěn)在900 左右。
本文以系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法和原理,以Vensim 仿真軟件為工具,在分析四川某公司的庫存數(shù)據(jù)與各項(xiàng)與庫存有關(guān)的因素基礎(chǔ)上。主要研究了該公司濃香型大曲產(chǎn)品的庫存情況,以濃香型大曲產(chǎn)品庫存優(yōu)化研究估計(jì)其他酒曲的情況。建立了針對(duì)濃香型大曲的庫存系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,通過Vensim 仿真軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬仿真和分析參數(shù),得出了濃香型大曲的庫存優(yōu)化策略:
(1) 當(dāng)庫存調(diào)整時(shí)間應(yīng)定為3,則庫存維持在1 600 左右,有效降低了庫存。
(2) 當(dāng)勞動(dòng)力調(diào)整時(shí)間為2,勞動(dòng)力大概維持在15,減少了勞動(dòng)力數(shù)量和成本,目標(biāo)產(chǎn)量也能維持在360 左右的合理范圍內(nèi)。
(3) 庫存覆蓋比例為1,使目標(biāo)庫存大概維持在600 左右,降低了目標(biāo)庫存。