（企业管理专业论文）供应商管理库存的系统动力学建模与整合补货模式研究.pdf

摘要 摘要 供应商管理库存是一种新型的供应链库存管理方法，本文着重就供应 商管理库存中的补货环节进行了研究。文章研究的主要目的是比较供应商 管理库存环境下三种整合补货模式与传统的补货模式的优劣，并通过改变 整合补货模式下的补货周期、补货阀值来研究这些参数对库存系统的影响。 针对库存系统中长时滞、多反馈、非线性等特点，文章引入了系统动力学 方法来对库存系统进行建模，并运用v e n s i m 软件进行计算机仿真，在对 仿真数据进行分析的时候采用了比较分析法、定性分析与定量分析相结合 研究方法。本文具体的研究内容如下： 首先，通过分析传统库存控制方法中存在的问题引出本文要研究的新 型的库存管理方法一供应商管理库存，并就供应商管理库存的基本原理 及运作模式进行了介绍。 其次，应用系统动力学的方法对供应商管理库存与传统的零售商管理 库存进行了比较分析。并通过对仿真数据的分析从定量的角度分析得出了 供应商管理库存较传统库存管理方法具有的优势。 再次，详细地研究了供应商管理库存环境下的三种整合补货模式：基 于时间的供应商管理库存整合补货模式、基于数量的供应商管理库存整合 补货模式以及基于时间数量混合的供应商管理库存整合补货模式。在分析 了它们的原理之后，分别建立了它们的系统动力学流程图。 最后，在建立了模型的基础上，运用v e n s i m 软件对他们进行仿真。 通过仿真结果分析，定量的比较了整合补货模式及传统补货模式中供应商 和零售商对随机需求输入的订单影响率的波动以及不同模式下牛鞭效应的 程度。 关键词库存管理；供应商管理库存；整合补货；牛鞭效应；系统动力学； 动态仿真 燕山大学管理学硕士学位论文 a b s t r a c t v e n d o rm a n a g e di n v e n t o r y ( v m i ) i san e w i n v e n t o r ym a n a g e m e n tm e t h o d t h i sp a p e rm a i n l yd o e ss o m er e s e a r c ho nt h er e p l e n i s h m e n tp o l i c yi n v m i t h e r e s e a r c ha i ma n dm e a n i n gf o rt h i sp a p e ri s c o m p a r i n gt h ec o n s o l i d a t i o n r e p l e n i s h m e n tp o l i c ya n dt h et r a d i t i o n a lr e p l e n i s h m e n tp o l i c y , a n dr e s e a r c h e s t h ei n f l u e n c eo ft h ep a r a m e t e r st ot h ei n v e n t o r ys y s t e mt h r o u g hc h a n g et h e i r p a r a m e t e rd a t a t h ei n v e n t o r ys y s t e mi sal o n gt i m e d e l a ys y s t e m ，a n dt h e r ea r e m a n yf e e d b a c k si nt h es y s t e m , a n dt h es y s t e mi sn o tl i n e a r , s ot h ea u t h o ru s e s s y s t e md y n a m i c st or e s e a r c h t h e ns t r u c t u r et h em o d e la n ds i m u l a t i o ni n c o m p u t e r w h e na n a l y s i st h es i m u l a t i o nd a t a , t h ea u t h o rp u t st ou s ec o n t r a s t i n g ， q u a l i t a t i v ea n a l y s i s ，q u a n t i t a t i v ea n a l y s i sa n ds oo n t h eb a s i cr e s e a r c hc o n t e n t o f t h i sp a p e ri sa r r a n g e da sf o l l o w s f i r s t , t h ep a p e rp r e s e n tc o n c i s e l yt h et r a d i t i o n a li n v e n t o r ym a n a g e m e n t m e t h o d sa n dp o i n t so u tt h ee x i s t i n gq u e s t i o n si nt r a d i t i o n a l l yi n v e n t o r yc o n t r o l m o d e l s ，t h e np u tf o r w a r dt h en e wi n v e n t o r ym a n a g e m e n tm e t h o d ，i e ，v e n d o r m a n a g e di n v e n t o r y ( v m i ) s e c o n d l y , t h ep a p e rc o n s t r u c t st h em o d e l so fs y s t e md y n a m i c st ov m ia n d r e t a i l e rm a n a g e di n v e n t o r y ( r m i ) ，a n ds i m u l a t e si nc o m p u t e r t h e nt h ep a p e r p o i n t so u tt h ed i s a d v a n t a g eo f v m it h r o u g hq u a n t i t ya n a l y s i s t h i r d l y , t h ea u t h o rp o i n to u tt h r e ek i n d so fv m ic o n s o l i d a t i o n , i e ， t i m e - b a s e dv m ic o n s o l i d a t i o nr e p l e n i s h m e n t p o l i c y , q u a n t i t y - b a s e dv m i c o n s o l i d a t i o n r e p l e n i s h m e n tp o l i c y a n d t i m e a n d q u a n t i t y - b a s e dv m i c o n s o l i d a t i o nr e p l e n i s h m e n tp o l i c y a f t e rp r e s e n t i n gt h e i rb a s i cp r i n c i p l e ，t h e p a p e ra n a l y s i st h em a i np a r a m e t e r st h a th a v ei n f l u e n c eo nt h ei n v e n t o r ys y s t e m , d e t e r m i n e st h e i rr e l a t i o n s h i p s ，a n ds t r u c t u r et h e i rm o d e lw i t hs y s t e md y n a m i c s m e t h o d l a s t l y , t h r o u g hc o n s t r u c t i n gt h em o d e l so f s y s t e md y n a m i c st ot h et h r e e n a b s t r a c t k i n d so f v m ic o n s o l i d a t i o np o l i c y , t h eo r d e rr e s p o n s er a t eo f v e n d o ra n dr e t a i l e r a n dt h eb u l l w h i pe f f e c t ( b e ) i nt h ev m ic o n s o l i d a t i o nr e p l e n i s h m e n tp o l i c ya n d t r a d i t i o n a l l yr e p l e n i s h m e n tp o l i c y a r e q u a n t i t a t i v e l yc o m p a r e dt h r o u g h d y n a m i c ss i m u l a t i o n k e y w o r d si n v e n t o r ym a n a g e m e n t ；v e n d o rm a n a g e di n v e n t o r y ( v m i ) ；c o n s o l i - d a t i o nr e p l e n i s h m e n t ；b u l l w h i pe f f e c t ；s y s t e md y n a m i c s ；s i m u l a t i o n h i 燕山大学硕士学位论文原创眭声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文供应商管理库存的系统 动力学建模与整合补货模式研究，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读 硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已 注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结 果将完全由本人承担。 作者签字史确客 日期：湖年5 月f ；日 燕山大学硕士学位论文使用授权书 供应商管理库存的系统动力学建模与整合补货模式研究系本人在 燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的 研究成果归燕山大学所有，本人如需发表将署名燕山大学为第一完成单位 及相关人员。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅 和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论 文，可以公布论文的全部或部分内容。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密囱。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名：史丽君日期：加1 年5 月1 3 日 导师签名 第1 章绪论 1 1 研究背景及意义 第1 章绪论 1 1 1 研究的背景 供应链管理是当前国际企业管理的重要发展方向，也是国内外学者和 企业热衷讨论和关注的焦点，作为供应链管理中一个重要组成部分的库存 管理也受到越来越多人的关注。库存是一把“双刃剑”：它会占用一定的资 金。据b a u o u 估计，库存费用占企业总费用的2 0 - - 4 0 f l 】；据中国现代 物流发展报告2 0 0 3 年 2 1 测算，2 0 0 3 年中国社会物流总成本为2 4 9 7 4 亿元， 其中库存成本为7 3 7 6 亿元，库存费用所占社会物流总成本的2 9 5 3 。在 产品生命周期越来越短的市场环境下。如果企业拥有较大库存量，企业会 因流动资金占用量过大而具有较高的运营风险。 但同时如果企业库存量不足则会造成缺货损失，影响企业生产进而影 响客户服务水平，这样的结果也是许多企业不愿看到的，所以企业必须根 据自身的实际情况作出一个适合自己的库存控制策略，从而既保证库存水 平不会影响生产的连续性，又不会占用太多的资金。 对于库存理论的研究，传统的库存管理方法有很多，如：a b c 重点管 理法、经济订货批量( e o q ) 、定期订货法等1 3 】。但是仔细分析一下这些库存 管理方法，不难发现传统库存理论研究结果绝大多数是关于随机库存的最 优订货策略及其敏感性分析。这些研究虽然成果丰富，然而在实际生产运 作中却难以贯彻实施。 此外，2 0 世纪9 0 年代以来，随着市场环境的改变以及信息技术的发展， 越来越多的企业在改变传统的经营体制，逐渐向现代物流与供应链管理方 向发展。在供应链环境下的库存控制中，传统库存理论应用的结果是：各 节点企业的库存管理是各自为政的，物流渠道中的每一个部门都各自管理 自有库存，不利于供应链的整体优化。于是，科研人员寻找在供应链管理 环境下的更有效的库存控制方法，得到联合库存管理法、协同式供应链库 燕山大学管理学硕士学位论文 存管理法以及供应商管理库存法【4 】。在供应链管理环境下的库存控制方法 中，被人们广泛关注的是供应商管理库存( v e n d o rm a n a g e di n v e n t o r y ，v m i ) 。 供应商管理库存作为一种新型的供应链库存管理方法，正被越来越多 的企业所了解并采用，但是作为供应商管理库存的主导者供应商而言， 究竟该采取什么样的补货策略才能更有效的降低成本，减少牛鞭效应的影 响，这是一个有待研究的问题。 1 1 2 研究意义 在越来越多的企业开始关注供应商管理库存时，用系统动力学的方法 来研究供应商管理库存中的补货模式无论从理论上还是实际应用中都是有 重要意义的。 首先，从理论上来讲库存控制不仅要有正确的库存理论作指导，而且 还应该有一套有效的方法来辅助库存研究工作。但是，综合分析一下传统 的库存管理问题就可以发现，尽管目前已有许多数学模型和计算机软件能 够辅助库存管理，但是这些研究都侧重于库存管理的微观方面，出发点主 要集中在库存里的算法分析，最典型的就是应用运筹学建立的模型去进行 库存量的优化。 如果跳出传统的考虑方法来审视库存这个问题，可以看到库存系统首 先是一个动态系统，影响库存的各种因素在不断变化，比如说市场需求变 动、生产能力变化等，因此可以考虑用动态的眼光去研究它，而不是仅仅 局限在列出方程去求一个最优解。 而且，研究库存还应该采用系统的观念，把库存管理纳入到整个企业 这个大系统中去，从系统的角度来分析库存管理。本文就是针对库存管理 的这两个特点，应用新的思路研究库存管理的问题。本文对库存管理的研 究侧重点不再局限于库存量最优解的求解，而是站在系统的角度上，从用 动态的研究问题的方法，从宏观上分析库存管理问题。 为此，本文引入系统动力学来研究供应商管理库存f v m i ) 问题，系统动 力学( s y s t e md y n a m i c s ) 是系统学与动力学相结合的综合学科，它是- - f 分 析研究信息反馈系统的学科，是- - 1 沟通自然科学和社会科学等领域的横 2 第1 苹绪论 向学科，是系统科学的一个分支 5 1 。本文引入系统动力学来研究库存管理， 主要是因为库存管理具有如下特点： ( 1 ) 库存系统具有多重反馈结构考察一下库存的影响因素就会发现，库 存的变化可以通过多种因素重新影响本身的变化，而库存量的变化则是这 一系列反馈作用综合影响的结果。如图卜l 所示。 调整时问 期望库存 一 图1 - 1 库存系统反馈图 f i g 1 - 1f e e d b a c ko f i n v e n t o r ys y s t e m ( 2 ) 库存是一个非线性系统库存量的多少和销售量、在制品、产成品 等之间的关系，表现出明显的非线性。这些非线性因素极大的限制了一般 数学方法对其的研究。 ( 3 ) 库存系统各变量之间存在长时滞库存系统中，各变量之间的时间 滞后通常以周、月甚至年来计算。例如，收到订单到进行生产决策、生产 决策下达到开始生产、在制品和产成品之间的延迟等等。 ( 4 1 库存系统是一种因果系统同其他社会系统一样，库存系统的每一 次波动，都必然有其原因。如果没有原因，也不会产生相应的结果，尽管 这种原因和结果的联系在时间和空间上并不一定表现出连续性。 ( 5 ) 库存系统具有明显的组织结构库存系统的物质流动和信息流动， 与系统的组织结构有着密切的关系。库存本身属于生产系统的一部分，它 与生产系统、销售系统紧密相关。 其次，从实际应用来讲，研究供应商管理库存中的补货模式，能给供 应商管理库存中占主导地位的供应商提供一些参考意见，当决策者在做补 广0 燕山大学管理学硕士学位论文 货决策时，可以根据企业自身的特点，确定合适的补货周期，补货阀值等 关键指标，以保证将牛鞭效应的影响降到最低程度，从而进一步保证整个 供应链中的库存成本最低。 1 2 国内外研究现状 人们对于库存的研究是由来已久的，库存问题也一直是困扰管理界的 一个难题，著名的“啤酒游戏”将库存界存在的问题暴露无疑。企业的库 存水平究竟控制在多少，才能使企业因缺货而损失利润和因库存过多而承 担运营风险之间得以平衡呢? 这个问题是经典的库存控制问题，它既是决 策者们在日常生产经营中急需解决的问题，也受到世界各国的物流专家们 的广泛关注，这方面的研究结果也层出不穷。而对于供应商管理库存( v m i ) 的研究，国外起步要早一些，并且到目前为止，许多国外的企业应用v m i 已经取得了很大的收益，相对而言，国内企业应用v m i 才刚刚起步，v m i 还是一个相对较新的课题。 1 2 1 国外研究现状 v m i 最先出现于零售业，以适应有效消费者反映( e c r ) 这一商业理念， 即消费者对于企业库存状况的满意度或期望度是企业获取竞争优势至关重 要的因素。沃尔玛是成功采用v m i 供应链战略的先驱者。v m i 正在日益 发展成为一种供需方之间的战略伙伴关系模式，这种模式对企业的库存规 划产生了深远影响，并逐渐成为一种面向供应链的新战略。 国外对v m i 的研究主要集中在以下两个方面： 第一、v m i 与传统的库存策略相比较的优势以及给供应链上下游企业 带来的好处，这方面的研究成果主要有： y o s s ia v i v ( 1 9 9 8 ) 对供应商管理库存模式作了很详细的研究，认为v m i 导入后不但可以使供应商增加责任感与业务拓展能力，还能在运作中获得 如下效益：节省企业营运成本，降低库存成本，快速应对市场，提升客户服 务满意度，去除不合理的营运流程1 6 j 。 c h o is e o k k i ，j gd a ia n dj s s o n g ( 2 0 0 5 ) 的研究结果显示：非供应商管 4 第l 苹绪论 理库存系统中，零售商的服务水平不足以保证供应链系统的目标参数；而 在供应商管理库存的管理机制下，零售商的服务水平可以保证供应链系统 的目标参数。并提出v m i 系统的出现，可使供应商与零售商彼此分享信息 来改善库存、配送、订购以及缺货方面的问题。v m i 模式使得零售商把所 有的库存管理及运输配送的工作都交由供应商完成，而供应商也因此能够 对其进行统一管理，能够对运送成本及订购( 缺货) 成本进行有效的管理【”。 e i l l i n g e re ta 1 ( 1 9 9 9 ) 指出：错误的消费信息、促销活动情报、竞争折价 能导致需求量增加：另外，企业面临日益复杂的环境挑战，平衡库存成本 和满足顾客需求已成为企业努力的两大目标，在这些方面v m i 是一种有效 解决方法嗍。 d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 探讨了v m i 对供应链的影响，他指出：v m i 会导致用 户的利润提高；对供应商而言，利润却是变动的：就短期而言，在确定的 用户及供应商成本下，v m i 能降低购买成本并且减少供应链的总成本；就 长期而言，供应商的获利能力比短期应用v m i 时要高。此外，v m i 还可达 成整体协调合作下所设定的其它目标。因此，在一个整合的供应链中，应 用v m i 是有益的。但是该文没有考虑供应链中的信息共享因素和提前期等 因素，对于供应商利润和成本的不确定性分析还不够例。 另外，虽然供应商在v m i 实现其效益前要一个比较长的时间来进行结 构调整和组织调整，但是有足够的证据可以证明供应商管理库存对供应链 中的供货方和买货方都是有利的，h o l m s t r o m ( 1 9 9 8 ) 以- - 个食品杂货供应链 案例，就从实证分析的角度分析了v m i 的优点，说明v m i 是一种上游企 业管理下游企业库存的有效方式，可以解决供应链中的库存管理问题l l u j 。 也有一些学者从不同的角度研究证明了实施v m i 对供应链上的上下游 企业而言都是有益的，v m i 均能为其带来收益，并进一步说明了实施v m i 能减少了缺货费用，不仅仅能赢得顾客的信赖，而且对促进销售起到了推 动作用。这是因为从顾客需求中可以获取更多的信息，帮助供应商更好的 策划库存。 第二、国外对于v m i 的研究的另一个方面就是，v m i 实施过程中的一 些关键性的问题及解决方法，这些问题主要有： 燕山大学管理学硕士学位论文 ( 1 1 信息共享的问题信息共享在供应商管理库存( v m i ) 的实施过程中 起着举足轻重的作用，因此也成为研究的热点之一。很多研究者一致认为 实现供应商管理库存后供应链各方实现了信息共享，但同时指出阻碍供应 商管理库存顺利实施的一个问题也是信息共享问题，在供应链上不可避免 的存在着信息扭曲的现象。 供应链中扭曲的信息会造成很多问题：包括过多的库存累积、产能规划 的失调、生产计划的错误、利润减少及顾客服务品质降低等。这种供给与 需求信息在供应链中被扭曲传播所产生的结果，即为“牛鞭效应”( b u l l w h i p e f f e c t ) t 1 1 - 1 3 1 。“牛鞭效应”的问题并不是单一的厂商所能解决的，必须由供 应链中全体的成员共同解决。因此在供应链中，上、下游厂商信息的公开 化，是有效解决此问题的途径之一。 在v m i 的实施过程中，信息共享问题的必要性显得更为重要，因此对 于v m i 中信息系统及信息共享问题的研究成果相对也比较多一些，这方面 的研究成果有： c a c h o n 在供应链中包含一个供应商及多个零售商，且消费者需求为固 定的情况下，比较传统库存未信息共享策略下及信息共享策略下的库存政 策和效益。在其个案研究中发现供应链中的成本在信息共享的库存政策下 平均较未信息共享得库存策略下低2 2 ，且最大差距为1 2 1 。2 0 0 5 年该 作者又研究了一个包含零售商及制造商的两阶层供应链模型，模型中假设 零售商的需求为一时间序列函数，零售商及制造商库存制度都采取定期盘 存制，探讨信息共享对制造商的库存及成本的影响。在其研究中发现，当 前后期需求时间相关性显著时，信息共享对供应链库存成本降低的影响较 大。且当需求变异数较高时，信息共享对供应链有更显著的效益提升【l 酗。 g a v i r n e n i e t a l 考虑在一种特殊的模式下：制造商有容量限制、零售商每 期的需求为独立的且库存制度采取( s ) ，s ) 定期盘存制( 其中s 为订购点，每 个时间周期检查，若实际库存不小于订购点时则不予订购；s 为订购上限) 的具体情况下，信息共享为供应链上的企业带来的好处。具体分了三种情 况分别进行探讨：第一种情况是供应链中缺乏信息共享，供应商对于零售 商的需求即订购量都是未知的：第二种情况假设零售商的需求每期为独立 6 第1 苹绪论 时，将需求信息告知供应商，且零售商订购方式是采取定期盘存制；第三 种为供应链中充分的信息共享，供应商得知每周期零售商的需求及每天的 需求信息。研究发现，当s 与s 的差异非常大时，供应商及制造商间信息 共享的效益是有限的。但当需求变化很稳定且s 与s 的差异变化不会很大 时，供应商及制造商间采用信息共享是很有利的。 另外还有学者将供应链中信息的组成分为产品信息、客户信息、供应 商信息、制造程序信息、运输信息、库存信息、供应链同盟信息、竞争信 息、销售及市场信息、供应链流程信息等。近年来也有许多文献在探讨着 信息共享在供应链中的价值并将其量化。 ( 2 ) 库存数量、运输费用及库存成本问题这是v m i 研究中另一个热 点，因为关于这个问题的研究可以更多的使用定量的方法，而且这几方面 的问题也是供应链上各节点企业最关注的问题，同时这些可以反映在数据 上的问题也是评价一个库存策略优良与否的重要指标，因此对于这方面的 研究也有很多，这方面的文献见诸于： 在计算库存数量上，c e t i n k a y a ( 2 0 0 0 ) 依据确定时刻和运输的时间表提出 了一个集成化库存补充策略的新模型【”n 。此数学模型内包含一个制造商及 多个零售商，制造商及零售商间采用v m i 系统，使制造商能满足零售商的 需求及控制运输决策。结果显示当库存水准提高时，其固定成本将会增高。 且随着库存派送时间的增长，其固定成本也会增高。 f r y e ta 1 ( 2 0 0 1 ) 研究了包括一个供应商和一个零售商结构v m i 系统的最 优供货合同i l s 】。 c h e u n g & l e e ( 2 0 0 2 ) 探讨了v m i 中一个供应商服务多个位置相近的零 售商的问题，并找出信息共享条件下运送整合和库存平衡对供应链的帮助， 其研究证明：当同时达到运送整合和库存平衡时，所得到的库存期望成本 最低；同一区域内零售商数量越多，期望成本越低；前置时间越长越可显 出运送与库存整合的效益【1 9 1 。 ( 3 ) 供应商的管理方面，如相互之间的信任问题、激励问题等。在v m i 的实施中，双方之间的互相信赖关系非常重要，很多学者对供应商管理库 存系统中的激励机制进行了研究。 燕山大学管理学硕士学位论文 除上述几方面的问题外，在v m i 的实施过程中还有很多问题需要解决， 比如大型零售商能够运用他们强大的影响力从供应商处获取成本上的让 步，最典型的就是将库存、运输、缺货的成本转嫁给供应商。在此情况下， 供应商面对的关键问题是如何在库存投资、必要的运送频率、期望的缺货 损失之间取得平衡，其中需求的不确定性成为库存管理中的重要问题。 ( 4 ) 解决方法v m i 实施过程中出现的问题会有很多，正如上文中提的 那样，针对这些问题，一些学者提出了自己的解决方法。如有的学者指出 v m i 中的上下游企业可通过紧密的结合、更多地分享信息、共同参与规划 来减少库存膨胀，并由这样的合作与事前相关需求信息的获得，降低不确 定性现象。有人则认为通过联合通用标准( u n i f o r mc o m m u n i c a t i o ns t a n d a r d , o c s ) 的资料信息与v m i 的整合，能改善缺货的现象和降低库存水平。也有 相当一些著作围绕着渠道合作的主题进行研究，托马斯和格丽芬( 1 9 9 8 ) 对此 主题进行了综述。 1 2 2 国内研究现状 国内对v m i 研究还处于一个相对探索的阶段。对于库存管理研究的还 很少，尽管对v m i 有了一定研究，国内企业对v m i 的实施仍然多流于形式。 主要的研究成果有： 隋明刚，魏康( 2 0 0 0 ) 对供应链下的库存成本研究的发展、现状和发展 趋势作了总结性的阐述。对各个库存系统方法，包括v m i 作了简短的介绍， 但没有对v m i 做很详尽的解释1 2 0 l 。 马士华( 2 0 0 0 ) 对供应链的库存问题、供应商管理库存( v m i ) ，联合管理 库存( j o i n t m a n a g e d i n v e n t o r y ，j m i ) 都作了详细地阐述。但是基本是以介绍 国外的研究为主，未做很深入地分析。另外，在他的另外一篇文献中他对 实施供应商管理库存( v m i ) 的方法与我国企业的应用进行结合研究，在分 析“风神”汽车公司实施v m i 的具体方法和流程作了深入的探讨【2 1 1 。 高霞认为v m i 可以提高供应链的库存管理水平，并且分析了实施方法 和实施环境【2 2 j 。并对v m i 作业流程做了研究，指出v m i 系统作业流程主 要分为两个模块，一个是需求计划模块：协助供应商作库存管理决策，准 8 第1 章绪论 确地预测信息可协助供应商在决定销售产品的种类、销售对象、产品的售 价及销售时机时作参考；另一个是配销计划模块：有效的管理库存量，利 用v m i 配销计划模块可以比较库存计划和实际库存量，并得知目前库存量 上能维持多久，所产生的补货计划是依据需求预测模块得到的需求预测与 批发商的补货规则( 如最小订购量、配送前置时间、安全库存) 、配送规则等。 至于补货配送方面，v m i 可以自动产生最符合经济效益的建议配送策略f 如 运送量、运输工具的承载量) 及配送时程。 郭成探讨了在供应链环境下，企业实施v m i 的必要性，并且进行了大 量的实证研究。但是，没有说明实施v m i 的普遍性1 2 3 1 。 同时很多学者都指出信息共享在供应链管理中扮演着极其重要的角色。 供应链整合，成功的条件之一便是信息的共享与一致。并根据信息的种类 及功能将信息共享分为三个层级( 分别为作业信息层、管理信息层及策略信 息层) 。 作业信息层的信息共享( 如订单透过e d i 联机传送) ，尤其对于需求稳定 且生命周期较长的产品，可降低整体产销成本，节省处理的人力、物力及 时间，并提高效率，使交易更迅速正确。 管理信息层的信息共享，尤其对于生命周期短、需求不稳定、不易预测， 强调时间重要的产品，可让供应商了解下游的库存水平，以便及早做更佳 的生产与备料规划，提高对客户准时交货率。 策略信息层的信息共享则可让厂商间共同分析市场需求预测，以求对市 场需求能快速的反应。另外，企业本身应用信息技术的能力( 包括其合作厂 商) 也关系着组织间的信息共享，组织内现有的信息系统使用程度愈高，接 受信息共享的意愿及信息共享的能力也愈高。 1 2 3 国内外研究现状评述 纵观国内外学者们对v m i 的研究可以看出，国内目前对于v m i 的研究 绝大多数停留在对v m i 的定性研究阶段，主要针对v m i 的实施方法及实 施过程中应该注意的问题进行了研究。对于v m i 的定量研究虽然在国内外 也有不少研究成果，但是研究的方向很大一部分都是以信息共享问题、库 燕山大学管理学硕士学位论文 存成本及库存数量为主要的研究对象。而对于v m i 下，供应商的发货模式 的研究成果还很少，目前见诸于文献的有： ( 1 ) 我国清华大学经济管理学院刘丽文，袁佳瑞在2 0 0 3 对v m i 环境下 的库存与发货模型进行的研究，文中在c e t i n k a y a 提出的基于时间的整合发 货和库存补充策略的基础上，提出了基于数量的发货策略以及基于时间和 数量的混合发货策略口】。 ( 2 ) 文献【2 5 】和 2 6 从库存成本优化角度探讨了v m i 整合补货的策略优 化，但该文献没有从系统动态性的角度去研究v m i 整合补货及其对牛鞭效 应的影响。 ( 3 ) 文献 2 7 1 虽然是从动态的角度去考虑整合补货的，但是未考虑基于时 间的整合补货。 本文就在上述文献的基础上对三种补货模式分别建立系统动力学模型， 然后对他们进行仿真分析，并对三种整合补货模式下的牛鞭效应进行量化 研究，最后对三种整合补货模式进行比较。 1 3 本文主要研究内容及研究方法 1 3 1 本文主要研究内容 库存管理是供应链管理中的重要内容，对企业的生产和营销活动有重 要的影响。本文通过对传统的库存管理方法和供应链环境下库存问题的分 析，引出一种新的适应供应链环境的库存管理方法供应商管理库存 ( v m i ) ，并对v m i 产生的涵义、动因、及运作模式进行了介绍，并着重对 v m i 环境下三种整合补货模式进行了比较全面的分析，希望能为国内企业 提高库存管理水平，增强企业竞争力起到一点微薄的促进作用。本文主要 的研究内容如下： 首先介绍进行本课题的研究目的和意义、运用系统动力学方法进行本 课题研究的可行性、国内外针对这一问题的研究现状。紧接着对供应链环 境下的库存问题进行分析并就系统动力学基本理论进行介绍。文章将从库 存控制和管理的基本理论介绍开始，简要提及传统库存管理的几种策略并 1 0 第1 苹绪论 就其管理中存在的问题进行分析，从而引出本文要研究的新型的库存管理 方法供应商管理库存( v m i ) ，接着对供应商管理库存的含义和动因进行 阐述，最后介绍系统动力学的一些基本理论。 其次将对供应商管理库存( v m d 进行系统动力学建模。文中将就供应商 管理库存( v m i ) 的两种运作模式及管理模块进行介绍，然后分别建立供应商 管理库存及传统的零售商管理库存的系统动力学模型，从而运用计算机仿 真的方法很直观的研究供应商管理库存较传统的库存管理策略所具有的优 越性。 再次是本文的重点部分，本章将着重研究v m i 环境下的三种整合补货 模式：基于时间的v m i 整合补货模式、基于数量的v m i 整合补货模式以 及综合了前两种整合补货模式特点的基于时间数量混合的v m i 整合补货模 式。文中分别对这三种整合补货模式建立系统动力学模型，运用v e n s i m 软件对他们进行仿真。通过仿真，定量的比较整合补货模式及传统补货模 式中供应商和零售商对随机需求输入的订单影响率的波动，并定量的比较 不同模式下牛鞭效应的程度。另外文中还通过改变模型中的某些参数的取 值，来分析这些变量对系统的影响。 最后是本文的结论部分，对本文的研究内容和结论以及下一步要研究 的问题进行总结性的阐述。 1 3 2 本文主要的研究方法 本文采用的主要的研究方法有： ( 1 ) 计算机仿真的方法文中大量采用计算机仿真的方法，利用系统动 力学建模软件v e n s i m 5 0 ，分别对供应商管理库存、传统的库存管理 方法以及供应商管理库存的三种整合补货模式建立系统动力学模型，并进 行仿真分析。 ( 2 ) 定性与定量相结合的方法文中在比较供应商管理库存与传统库存 管理方法的时候以及供应商管理库存环境下整合补货模式与传统补货模式 时，不仅有定性的比较说明而且还设定了牛鞭效应的定量方法，来对不同 的库存管理策略进行比较。 燕山大学管理学硕士学位论文 ( 3 ) 对比分析法文中多处采用对比的方法，将仿真结果进行比较，从 而得出结论。 第2 章供应链库存管理及系统动力学基本理论 第2 章供应链库存管理及系统动力学基本理论 2 1 供应链下的库存管理 库存是供应链物流系统的一项重要功能，它克服了物品生产和消费在 时间上的差异，提供了物流的时间效用。在企业供应、生产、销售的一系 列物流活动中，无处不涉及库存。尤其是在供应物流的终点和生产物流起 点的衔接处、生产物流环节中以及生产物流末端与销售物流起点的衔接处， 都存在着库存，图2 - 1 展示了供应链物流过程中的这种库存结构口引。 供应商制造商分销商用户 原材料在制品产成品产品分产品零 采购订货车同订货生产订货分销订货零售订货用户订货 一4 - - - - 一 - - - - 一 - - - - 一1 - - - 图2 - 1 供应链物流过程中的库存结构 f i g 2 - 1i n v e n t o r y s t r u c t u r ei ns u p p l yc h a i n 从图中可以看出，供应链上的每个节点企业都无一例外地拥有自己的 库存，这无疑将导致库存成本过高，并占据了整个物流成本的很大一部分， 这是供应链物流过程中普遍存在的现象，因而，库存管理是物流管理过程 中一个比较突出的问题。库存控制是否合理，库存管理是否得当，对加快 物流速度，降低物流成本，发挥物流系统的整体功能，都起着重要作用。 在供应链体系中，始终都存在着两种最基本的流动 2 9 1 ：从最终消费者 的需求开始，各节点企业根据下游需求信息逐级向上游企业订货的订单信 燕山大学管理学硕士学位论文 息流动：从订单的终点出发，各节点企业根据订单信息逐级向下游节点企 业供货的物品转移流动，图2 1 中展示了供应链中传递方向截然相反的两 种流动。市场的不确定性，使得在这个双向的流动过程中每个节点都可能 有风险的存在；同时，物品在某些环节或节点流转时，都可能发生正常或 非正常的滞留，从而在整个供应链上出现了不同功能的仓库，来解决从原 材料、在制品、半成品、成品直到最终消费者的转换和流动过程中可能出 现的风险和滞留问题。 2 1 1 库存的概念及其分类 库存( i n v e n t o r y ) 是企业生产经营过程中一个不可缺少的重要环节，是企 业物流的基本功能。它具有整合需求和供给、维持各项活动顺畅进行的功 能，并通过克服产品生产与消费在时间上的差异而创造出时间效应。库存 有狭义和广义两层含义【3 0 l ：从狭义的角度看，库存是指物品在仓库中的暂 时闲置状态；从广义的角度看，库存表示用于将来目的的物品的暂时闲置 状态。 库存的资源称为存货，无论是广义角度的库存还是狭义角度的库存都 包含两种不同的形态：一是处于固定仓库的静态库存，包括原材料、在制 品、半成品和制成品的库存；二是在途库存( 或移动库存) ，指还处于运输途 中的运输工具上的库存。 库存的概念包含两层含义：首先，存货闲置的位置，可以是仓库、生 产线或车间里，也可在非仓库的任何位置，如车站、机场或码头等类型的 流通节点，甚至可以是在运输的途中；另外，存货闲置的原因可以是主动 的各种形态的储备，也可以是被动的各种形态的仓储，同样也可以是完全 的积压。 库存的分类方法很多，从不同的角度来分，库存可以有不同的分类，本 文就分别按照功能不同，生产、配送状态的不同，用户需求的不同以及所 有权的不同来对库存进行分类1 3 1 】。 具体分类可归纳为下所示。 1 4 第2 章供应链库存管理及系统动力学基本理论 表2 - 1 不同角度库存分类 t a b l e2 - 1c l a s s i f i c a t i o no f i n v e n t o r yf r o md i f f e r e n td i r e c t i o n 分类标准库存具体分类 ( i ) 安全库存( 2 ) 调节库存 按功能分类 ( 3 ) 周转库存( 4 ) 在途库存 ( 5 ) 投机性库存 ( 1 ) 原材料库存( 2 ) 在制品库存 按生产、配送状态分类 f 3 ) 成品库存 按用户需求分类 ( 1 ) 独立需求库存( 2 ) 相关需求库存 ( 1 ) 制造商库存( 2 ) 零售商库存 按所有权的属性 ( 3 ) 分销商库存( 批发商库存) 2 1 1 1按功能分类库存按照功能的不同可以有不同的分类，本文将库存 按功能的分类分为以下几种： ( 1 ) 安全库存是为了应付需求、生产周期或者供应周期等可能发生的 意外变化而设置的一定量的库存。它是由于不能准确预测销售数量、生产 数量和时机而持有的库存。 ( 2 ) 调节库存为了调节供应或需求的不均衡，生产速度与供应速率不 均衡及各生产阶段的产出不均衡而设置的库存。如为了迎接一个高峰销售 季节，企业需要在淡季设置调节库存等。 ( 3 ) 周转库存指由批量周期性形成的库存。企业要按照销售速率来制 造或采购物品往往是不可能的。在相邻两次订货之间即订货周期内，企业 也需要持有一定库存以避免缺货。订货批量即每次订货的数量。订货批量 越大，定购周期越长，周转库存量就越大。 ( 4 ) 在途库存即正处于运输途中以及停放在相邻两个工作地点之间或 相邻两个组织之间的库存。这种库存不能为工厂或客户服务，它的存在原 因只是因为运输需要时间。其大小取决于运输时间以及该期间内的平均需 求。 燕山大学管理学硕士学位论文 ( 5 ) 投机性库存对于矿产品或农牧产品等公司，可以通过低价时大量 购进的方式实现可观的成本节约。即对于预期要涨价的物品，在现行价格 较低时大量购进就会降低物品的物料成本。 2 1 1 2 按库存在生产和配送过程中所处的状态分类按这种标准可以将 库存分为以下三类： ( 1 ) 原材料库存用来制造成品中组件的钢铁、木料、面粉、布料或其 他物料。 ( 2 ) 在制品库存工厂中正被加工或等待与作业之间的物料和组件。 ( 3 ) 成品库存备货生产工厂里库存中所持有的已完工物品或订货生产 工厂里准备按某一订单发货给顾客的完工货物。 这三种库存存在于一条供应链上的不同位置。对于分销商和零售商，其 库存只有产成品一种状态。但是对于大型的制造商来说，生产工序繁多， 各种不同水准的在制品会大量存在，使库存包括了多种不同程度上的中间 产品，制造厂商还可能拥有自己的配送中心，从而产成品的库存也会大量 存在。这样整个物流和库存系统就会变得相当复杂。 2 1 1 3 按用户对库存的需求特性分类按照这种标准可以将库存分为独 立需求库存和相关需求库存两种： ( 1 ) 独立需求库存即用户对某种库存物品的需求与其他种类的库存无 关，表现出对这种库存需求的独立性。这种独立需求库存是指那些随机的、 企业无法控制而是由市场决定的需求，它与企业对其他库存产品所作的生 产决策没有关系，如用户对企业产成品、维修备件等的需求。独立需求库 存的数量和出现频率都是随机的、不确定的，但可以通过一定的预测方法 粗略估计。 ( 2 ) 相关需求库存是与其他需求有内在相关性的需求。相关需求的需 求数量和需求时间与其他变量存在一定的关系，可以通过一定的数量关系 推算得出。如生产过程中的在制品以及需求的原料，可以通过产品的结构 关系和一定的生产比例准确确定。 2 1 1 4 按照所有权不同分类在供应链企业范围内，库存按其所有权的属 性可以分为制造商库存、分销商库存( 批发商库存) 和零售商库存三种类型。 1 6 第2 章供应链库存管理及系统动力学基本理论 三种类型的存货在库存商品的品种、数量和保管时间上都是有差异的。 2 1 2 库存的作用 荷兰m s m 商学院m b a 、中国管理科学学会高级会员胡松评指出，库 存与企业的