摘要:本文简要概括目前已有系统动力学在库存管理中的应用研究成果,对系统动力学在VMI和JMI领域、在供应链库存方面以及在具体案例中的应用进行梳理总结,并提出研究展望,以为后续系统动力学在库存管理中的研究作参考基础。
关键词:系统动力学; 库存管理; 研究综述 一、绪论
1956年,美国麻省理工学院(MIT)的福瑞斯特(J.W.Forrester)教授提出了系统动力学(system dynamics,SD)。1961年,福瑞斯特出版的《工业动力学》(industrial dynamics)是系统动力学的最初形态,它是为分析生产管理及库存管理等企业问题、分析研究信息反馈系统、认识系统问题和解决系统问题而提出的系统仿真方法。
随着现代技术的发展,企业的竞争压力也越来越大,控制库存、降低库存成本成为了企业取得竞争优势的有效途径之一。然而,传统的库存管理模式存在许多的弊端,已经无法完全满足现代企业对于多样化库存管理的需求,因此,利用系统动力学的动态性研究库存管理具有重要意义。本文在VMI和JMI、供应链库存以及在具体案例3个方面对系统动力学在其中的应用研究进行分梳理,提出了研究展望。
二、系统动力学在VMI和JMI中的研究
基于系统动力学,众学者通过建立相应数学模型和仿真软件来研究实施VMI与实施JMI对供应链运营中的相关问题进行分析,寻找所要解决的问题,由此总结出VMI和JMI模型的优势及其发展方向。
陈虎、韩玉启、王斌(2005)基于系统动力学理论建立了库存控制系统模型,并对VMI库存管理模式的差异和运行绩效进行了探讨和分析[1]。张力菠(2006)运用系统动力学理论,构建仿真模型,定量分析了随机流需求下模型仿真结果,并对该模式下不同的经济补货阀值对供应链中的牛鞭效应和库存变化进行分析[2]。刘志妍、李乃梁、韩可琦(2007),运用系统动力学的方法研究企业库存管理系统,对VMI和JMI供应链管理模式从牛鞭效应、缺货、成本等进行了分析[3]。陈小峰、郭鹏(2008)建立系统动力学模型研究联合库存供应链与一般库存供应链两者存在的差别,并分析了瓶颈环节和牛鞭效应对供应链的影响规律[4]。何晓兰 (2009)基于JMI 模式的农产品供应链管理研究,以系统动力学的相关理论为基础,以平武县农产品为例,并运用Vensim仿真软件,构建系统动力学模型,研究JMI模式的农产品供应链管理相比于原有的供应链管理技术的优[5]。焦岩,甄晓燕(2013)根据VMl和JMl这两种库存管理的方法,运用系统动力学原理构建供应商管理库存策略和联合库存管理策略的模型,并进行分析[6]。周三元、王秀星、张力夫(2014)通过增加了订单处理流程的系统动力学模型,比较 VMI 模型和传统模式下的库存管理模型及其仿真结果[7]。王明葆、杜志平(2015)基于系统动力学原理,结合山东省某企业的食用油生产供应链现状,对食用油生产流通环节进行分析建立出多级库存管理下的供应链模型,并运用vensim仿真软件,将传统库存控制模式和VMI模式进行比照[8]。汪小京、刘志学、徐娟(2016)基于系统动力学的第三方物流管理库存模型,建立了TMI-APIOBPCS系统动力学模型,模拟分析TMI运作模式在阶跃需求和随机需求下的系统表现,并与VMI运作模式下的绩效进行比较分析[9]。高云鹏(2016)从联合库存管理(JMI)的角度,并考虑供应链中生产、入库等各个环节的供求联合库存,用系统动力学以及vensim仿真软件构建动态模型[10]。李金凤 (2016)研究了基于系统动力学的分布式库存系统模型,结果表明,选择关键技术、完善软件设计能有效的促进分布式库存系统充分发挥协调作用,实现对有限资源的优化配置[11]。朱江浩,吴兆东,张大鹏(2017)运用系统动力学(SD)方法建立军事供应链VMI库存管理模型,通过Vensim仿真软件,对传统军事供应链模型进行了分析和优化。研究结果表明,仿真能够模拟和预测生产线极端情况下综合物流培训系统各环节的发展趋势[12]。
三、系统动力学在供应链库存中的研究
怎样达成供应链库存的协调管理是当今企业经营者和研究人员共同关心的课题。因此,学者们通过运用系统动力学原理对供应链库存管理领域进行系统、动态的研究。
吴克文、柯伟(2006)将同步思想、Kanban方法及CONWIP方法结合起来,对不同步复杂供应链。库存进行管理,以库存、缺货成本之和为目标函数,建立系统动力学模型,并对模拟结果进行分析[13]。耿庆峰(2006)使用系统动力学原理,以供应链管理为基础,构建出联合库存S.D模型。优化模型后结合具体企业库存的管理现状,进行了模型行为预测分析、联合库存模式与传统库存模式差异分析[14]。郭鹏(2006)以联合库存管理策略为基础,用系统动力学vensim仿真软件构建供应链动态仿真模型。以供应链中的主要影响为参考数值进行定量剖析,研讨了牛鞭效应和瓶颈对整个供应链的影响[15]。张显东、华思炜(2008)以系统动力学为工具,建立了供应链库存控制模式的系统动力学仿真模型,对具有折扣因子的供应链环境进行研究[16]。于洋,杜文(2008)从供应链中的供应商、制造商、分销商的角度,用系统动力学原理研究其供应链库存管理,分别对其构建库存管理模型。然后运用仿真进行定量和定性分析,为供应链库存管理提供两者结合的管理措施[17]。张力菠、方志耕(2008)在供应链库存控制的研究中使用比例积分控制原理,做出两级供应链环境下的库存比例积分控制器,运用系统动力学的vensim仿真软件对此构建出动态仿真模型[18]。温志桃、董雄报 (2008)采用系统动力学的方法建立经济批量模型,研究供应链的库存成本,并把在途库存成本纳入到库存管理当中,得出更具有先进性的库存管理方法,实现库存的优化控制[19]。于洪洋、周艳山、滕春贤(2009)从订货成本和供应链成员间的产品售价相互协调的角度,利用系统动力学的方法,模拟仿真了两级供应链系统,并分析了订货成本和产品单价的变化对供应链各成员库存波动及牛鞭效应的影响[20]。柯华虎、李惠强、尹秀琴(2009)采用系统动力学方法对传统模式下的库存管理进行建模分析,从动态连续的角度分析了正常条件、材料超计划使用和交货延误三种情况下库存量的变化情况[21]。王科、姜大立、万玉成 (2010)基于联合库存管理的军事供应链系统动力学研究,采用供应链管理与系统动力学相结合的研究方法进行建模,并从系统的瓶颈环节和整个供应链的牛鞭效应对模型进行分析,使整个军事供应链管理战略可以有效地规避风险,降低成本[22]。王玉、李从东、梁晓玲(2013)基于系统动力学对单与多CODP供应链库存进行了仿真建模,并用汽轮机生产的案例及其相关敏据进行了仿真论证[23]。高志远、窦园园(2013)基于系统动力学和Vensim建模平台,构建了库存控制模型,研究了双边供应链的库存补货问题[24]。路世昌、许艳(2015)通过构建多客户供应链库存模型,对比分析了局部信息共享对于供应链库存系统的影响作用[25]。焦岩、甄晓燕(2016)根据VMl和JMl这两种库存管理的方法,运用系统动力学原理构建供应商管理库存策略和联合库存管理策略的模型,并进行分析[26]。李旭、陆天(2019)基于系统动力学的动态研究的方法,以啤酒游戏为例,从动态复杂性的视角,探讨了改善供应链库存管理绩效的影响因素和解决方案[27]。
四、系统动力学在具体案例中研究
依据系统动力学原理,许多学者针对要进行分析仿真的系统,找出所要解决的问题,最后通过变换测试指标的值进行模拟分析或参数优化,进而得出想要达成的仿真目的所需要的结果。
陆俊强、戴勇(2001)以配送中心为超市配送货物为例,借助系统动力学,建立配送中心与超市库存系统动力学模型,以此来研究配送中心的仓库库存量[28]。李红启、刘凯(2002)运用系统动力学模型对城市物流中心商品库存量进行模拟预测分析[29]。黄丽珍、李旭、王其藩(2006)基于系统动力学原理,建立了系统动力学模型的战略优化一般描述,而后将系统动力学与遗传算法相结合,探求超市配送中心系统的最优库存与订货策略[30]。邹辉霞、龙志军(2007)运用系统动力学的理论观点,构建生产商库存管理模型[31]。陶永德(2008)以制造企业库存管理的实际为例,运用系统动力学理论,研讨该企业的库存管理问题,构建出制造企业库存管理模型[32]。宋广太、余国合、郭修甫(2009)以郑煤集团汽油供应库存成本为例,以系统动力学作为工具,建立仿真模型,研究并分析郑煤集团的汽油供应链[33]。于美娜、毛海军,杭文(2009)利用系统动力学的动态性,并运用系统动力学仿真软件STELLA9.0 建立变质商品库存系统的系统动力学模型[34]。刘丽丽(2009)研究了大型超市货存调节与控制系统动力学模型,引进初始在途库存量、延迟时间、初始库存量、订货速率、在途库存量等系统因子进行仿真研究[35]。孙洪华、程光亚(2010)以某加工型企业为例,根据系统动力学原理,并运用vensim仿真软件构建该企业的库存控制流图[36]。刘声亮、张旭凤、朱丹(2011)针对零售店库存优化的问题,借助系统动力学软件Vensim构建零售店配送与库存系统的因果图和流图,结合案例并经过仿真模拟分析[37]。张鹏、葛婷 (2013)在构建影响航材库存的因果图和系统动力学流图基础上,建立系统动力学模型,并运用了Vensim软件进行仿真模拟[38]。石永强,彭树(2015)研究了单一供应商对多制造商的供应链环境下,第三方直通集配中心模式的系统动力学仿真[39]。李翔、董洁霜、刘魏巍(2016)针对易变质商品的两级库存系统中的库存控制策略问题,在需求率、变质率确定的情况下,建立了供应商和销售商的易变质商品的Vensim仿真模型[40]。殷美霞(2018)基于系统动力学的方法研究库存控制策略,运用 Vensim 软件构建系统动力学的模型并模拟现场仓库存的动态变化[41]。樊相宇、柴晓萌(2018)从商家备货角度思考了额外货物积压与仓储费用两个问题,并运用系统动力学方法建立库存剖析模型,研讨了电子商务平台B2C商业零售形式(Business-to-Customer)下的库存控制问题[42]。朱桃杏(2019)以高铁施工项目的费用、设备的库存及施工效率为基础,用系统动力学的方法构建了高铁项目施工设备库存控制流程图,对高铁项目施工设备库存进行研究[43]。梅振国(2019)建立制造企业备件库存系统的动力学模型,并对随机检修和计划检修情况下的各影响因素和之间的因果关系进行研究[44]。
五、研究展望
通过以上的综述,可以看出我们在系统动力学理论方面的研究已经具备一定的系统性,作为一种系统的科学分析方法,它在各个领域的研究应用均获得显著成效,其上总结前人把库存作为研究对象运用系统动力学进行的分析,只是对系统动力学相关理论及应用进行初步探索,研究结果尚存不足之处,不能完全作为今后开展的系统动力学在库存研究中的参考,但其对往后的研究方向具有现实可行的指导作用。C
(作者单位:广州工商学院)
基金项目:广州工商学院2019年校级项目“基于系统动力学的两阶段价格生鲜品库存策略”(编号:KA201911);2019年中国物流学会、中国物流与采购联合会研究课题“两阶段价格报童问题研究”(项目编号:2019CSLKT3-170)。
参考文献
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