牛鞭效应——多级库存实验报告

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1、专业物流工程班级2班实验地点B10-305实验时间2013.12.6指导教师姓名刘洋学号201230710336实验二：多级库存实验一、对多级库存问题的理解（1）供应链多级库存控制的概念多级库存的优化与控制是在单级库存控制的基础上形成的，多级库存系统有很多种配置方式，如串行系统、并行系统、纯组装系统、树形系统、无回路系统和一般系统。多级库存控制的方法有两种：一种是非中心化（分布式）策略，另一种是中心化（集中式）策略。（2）供应链多级库存控制应考虑的几个问题库存优化的目标是成本还是时间明确库存优化的边界，多级库存优化的效率问题，明确采用的库存控制策略。（3）基于成本优化的多级库存优化中心化控制是

2、将控制中心放在核心企业上，由核心企业对供应链系统的库存进行控制，协调上游与下游企业的库存活动。中心化库存优化控制的目标是使供应链上总的库存成本最低。非中心化控制策略非中心化库存控制是把供应链的库存控制分为二个成本归结中心即制造商成本中心，分销商成本中心和零售商的成本中心，各自根据自己的库存成本优化做出优化的控制策略。（4）基于时间优化的多级库存控制前面探讨了基于成本优化的多级库存优化方法，这是传统的做法。随着市场变化，市场竞争已从传统的简单成本优先的竞争模式转变为时间优先的竞争，这就是敏捷制造的思想。因此供应链的库存优化不能仅简单地优化成本，还应该考虑对时间的优化，比如库存周转率优化、供应提前

3、期优化、平均上市时间优化等。库存时间过长对产品的竞争力不利，因此，供应链系统应从提高用户响应速度的角度提高供应链的库存管理水平。二、本实验中所使用的库存管理策略在由多级节点组成的库存系统中，各节点以信息共享方式进行运作，即每个节点决策的目标是使整体的利益达到最优，此时系统整体处在最优的运作状态。各个节点在获得信息共享的情况下进行订货量的预测和决策，并且发货给下游企业，完成整条供应链的运作，并且尽量使得供应链整体价值最大化。供应链在信息共享的运作下，信息的种类很多，有库存信息、原料和订单信息、供应或生产能力等。在供应链上，每个企业利用企业自身的信息以及能够获得的供应链上其他成员的信息进行合理的预

4、测和决策。三、实验结果分析和总结本报告主要分析各节点上决策的制定以及数据产生的原因。（一）因素分析各节点在实验过程中需要做出两个决策，一方面是根据下游订货量向上游订货，另一方面是向下游发货。主体属性参数说明每个节占八、节点序号代表该节点在整条链中所处的位置，1为最靠近市场的下游节点，5为最靠近原材料的上游节点。小组序号节点所在的供应链小组序号。提前期指从上游向该节点发货，到该节点收到货物的时间，以期为单位初始库存实验开始时，第期初的库存的数量初始订货发化U货量实验开始时，第一期初的在途订货的数量订货启动成单次订货成本，当某节点订货数量不为且其上游本(固定成本)节点实际发货量大于0，就会产生该项

5、成本。本实验中固定成本为0.库存持有率用于计算持货成本的系数进货价格从上游节点买入单位货物的价格出货价格向下游节点卖出单位货物的价格各节点实验参数:链序号节点序号当前状态提、前期初始库存初始到货固定成本进货价格销售价格单位库存成本单位缺货成本3213201100.041614.120.03223101100.026412.615.03233201100.016261.610.03243301100.06160.610.03253101100.0160.15.0(1) 订货需要考虑的因素下游需求量：下游需求量是决策过程中十分重要的因素，若订货量小于存货则多余货物会产生存货持有成本，若订货量多于存

6、货则该节点会由于缺货产生缺货成本。因此，每次订货都需要慎重考虑缺货成本与存货持有成本的博弈关系。本节点现有库存：现有库存的多少直接决定了订货量的多少，因为库存直接影响了缺货成本以及存货持有成本。其它节点现有库存：由于在本实验中，信息共享，我们在订货的时候需要考虑下游的库存水平。若下游有较大的库存水平，则我们要适当的降低我们的订货量，以维持较低的库存水平。单位存货成本以及单位缺货成本：这两种成本之间存在着博弈关系，单位缺货成本大约是单位存货成本的50倍，需要合理地安排安全库存使两成本之和到达最小。提前期：提前期即是从发出订单到收到订单的时间，在本次试验中假设提前期为一个周期，即本期订货，下期到货

7、。提前期的存在就需要企业合理确定再订货水平，避免出现缺货。（2）发货需要考虑的因素在本实验中，发货需要考虑的因素很少，由于缺货成本和存货持有成本的存在，只要下游企业有需求就会尽量满足。（二）数据分析1、本节点需求分布图多游碌卿洪鯛节亦嚅求施6#2、-U.MUUUMUUU|本节点的数据分析/iiL?K:F?_i2iZ厶二二广该节点各期实验数据：链节期期期本期本期本期本期单期单期序占八、数初初到货需求发货订货成本利润号序库缺号存货3253110000000.00.0325301008080809081.0339.0325292008090908081.0399.032528100807070808

8、2.0338.032527008070708081.0339.0325262505580808055.0425.07325254505070705552.5457.5325245506070705064.5475.5325235508080806085.5514.5325226008085858085.5634.532521500100909080106.0794.03252000150100100100155.0445.03251900120120120150120.0360.032518030150120150120150.0390.032517020100110100150100.038

9、0.03251600801008010080.0460.0325151008090908080.0400.032514009080808091.0389.0325133006090909060.0480.0325123008080806083.0457.0325112009080808093.0507.0325103008090909082.0518.032597005090908053.0607.03258800901001005097.0743.0325750013010010090138.0702.03256100150110110130155.0505.0325501015013014

10、0150151.0509.03254020140130140150140.0520.0325300110130110140110.0550.0325200110110110110110.0550.0325100110110110110110.0550.08R591.77419VAR(R5)1149.272R5:节点5平均需求量VAR(R5):节点5需求量的方差在实验中，最终用户的平均需求量是100,方差是225,波动范围是(85,115)。到了第五节点，需求有一定的波动，但是波动的范围相对信息封闭时小了很多,需求均值也维持在一个变化相对较小的水平之中。这两个节点平均需求量以及需求量方差的变化充

11、分说明了信息共享在供应链中的重要性。由于信息共享的存在，信息扭曲程度大幅度减小。3、各节点利润图各节点到目前总利润链序号节点序号总利润总成本32156620.9128514.132243835.080600.032329656.048864.032429890.018270.032514738.02932.0多级库尊魏鄴2洪应斷带弛駅爛柱腿EC(1) 缺货成本：在此次试验中，缺货成本是库存成本的50倍，这说明了在本节点利润中主要是通过降低缺货水平来货期利润。由于信息的共享，在本实验中，只出现过两次短暂的缺货，降低缺货次数不仅提高了服务水平，而且很大程度地提升了利润。(2) 库存成本：库存成本是

12、本次试验中成本的重要组成部分。从第6期到13期，由于库存成本较低，同时考虑到需求的波动，保有了一定量的库存。从第21期到30期，由于下游企业也存在较大的库存，导致后几期的需求量较小，所以在有一定水平的库存且下游订货较小的情况下，这几期都耗费了一定的库存成本。其它期，由于信息共享的优势，几乎保持着零库存，降低了库存成本。(3) 提前期：提前期不仅会影响需求量的波动，也会使各企业之间的利润变化存在时间上的递推性。四、实验结论在由多级节点组成的库存系统中，各节点以信息共享方式进行运作，即每个节点决策的目标是使整体的利益达到最优，此时系统整体处在最优的运作状态。各个节点在获得信息共享的情况下进行订货量

13、的预测和决策，并且发货给下游企业，完成整条供应链的运作，并且尽量使得供应链整体价值最大化。在信息共享的情况下，供应链上各节点共同分担库存量。在实验后期时，节点5的库存量较大，通过节点5增加对节点4的供货，节点5能够消耗自身的库存量，减少存货持有成本，达到利润的增加。同时，可以根据各节点的需求调整经济订货批量。在实验中期，由于下游需求的波动，导致整条供应链的整体出现库存的情况，通过后期整条供应链减小经济订货批量而逐步改善库存的状况。最后，通过共同制定订货策略，在订货批量发生错误时，尽快进行调整，保持整条供应链的价值最大化，不是考虑单个节点的利益最大化而是将各个节点的利益综合考量，并统一作出决策。

14、从而避免出现需求放大的想象。供应链上各成员拥有和掌握的信息越多，其做出的决策越科学，对自身越有利。在生产商能够准确和即使地得到其产品在零售商处的销售情况，就能根据销售情况即使调整生产计划，增加或减少产品的生产，避免产品的大量积压或供应不足。当信息不对称的情况下，使得供应链上各节点企业能够追求各自利益最大化，而非集体利益的最优，造成供应链上其他节点企业的利益损失。因此，在供应链中实现信息共享是十分必要的。五、思考题信息共享和封闭的情况，对库存管理的策略有何影响？应用何种库存控制策略？两次试验结果数据对比：信息封闭总利润总成本需求均值需求方差节点119364.5165038.5104711.52节

15、点214260120844129.3369813.33节点3898894752164.33353135.75节点41435468046299.333171647.81节点54185414006295361067.65总计98820.5462686.5信息共享总利润总成本需求均值需求方差节点156620.9128514.110148.9节点243835.080600.0100.3365.4节点329656.048864.098147.5862节点429890.018270.095345.6609节点514738.02932.091.771149.2723总计174739.9279180.1分析对

16、比：通过表格中数据的对比，可以明显的看出，在信息共享的情况下的总利润几乎是信息封闭时的两倍，而成本仅相当于信息封闭时的1/2。两次试验中，最下游顾客的需求都服从均值为100，方差为225的分布。在信息封闭的情况下，各节点需求均值逐级递增，而需求方差以较大趋势递增，以至于在最后一个节点处,需求均值达到了295，而需求方差达到了361067这样一个相当可观的值。而在信息共享时，需求均值逐级递减，需求方差以接近两倍的速度逐级递增，最后一个节点的需求均值为91，较最下游需求均值更小，需求方差仅为1149,几乎是信息圭寸闭时的1/36。在信息封闭的情况下，当信息流从最终客户端向原材料供应商端传递的过程中

17、，只根据来自其相邻的下级企业的需求信息进行生产或者供应决策，无法有效地实现信息的共享，使得信息扭曲而逐级放大，导致了需求信息出现越来越大的波动。而在信息共享的情况下，采用多级库存管理策略，各节点以信息共享方式进行运作，即每个节点决策的目标是使整体的利益达到最优，此时系统整体处在最优的运作状态。各个节点在获得信息共享的情况下进行订货量的预测和决策，并且发货给下游企业，完成整条供应链的运作，并且尽量使得供应链整体价值最大化。参考文献：1、白少布;薛恒新：供应链多级系列系统库存控制策略J;数学的实践与认识;2006年08期2、刘桂艳，李跃宇，陈广州；敏捷供应链下的多级库存优化策略研究J;现代管理科学;2005年04期教师评语成绩签名:日期:13