多級庫存實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

多級庫存〔信息共享〕管理實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 在由多級節(jié)點(diǎn)組成的庫存系統(tǒng)中，如果各節(jié)點(diǎn)以分散獨(dú)立決策的方式進(jìn)行運(yùn)作，即每個節(jié)點(diǎn)決策的目標(biāo)是使各自局部的利益到達(dá)最優(yōu)，這時系統(tǒng)整體并不一定處在最優(yōu)的運(yùn)作狀態(tài)。 這種情況下，常會出現(xiàn)長鞭效應(yīng)現(xiàn)象。長鞭效應(yīng)產(chǎn)生的原因主要有以下幾方面：需求預(yù)測的數(shù)據(jù)更新、批量補(bǔ)貨、價格波動、限量供給和短缺博弈、補(bǔ)貨提前期。長鞭效應(yīng)對供給鏈整體來講是一種不利的現(xiàn)象，它會增加企業(yè)的經(jīng)營本錢，尤其是處在上游的企業(yè)。針對長鞭效應(yīng)產(chǎn)生的原因，可以從以下幾方面采取措施來降低長鞭效應(yīng)的影響。防止所有節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行需求預(yù)測的更新。如果供給鏈上的企業(yè)都獨(dú)立地進(jìn)行決策，那么他必須對下游企業(yè)的需求進(jìn)行預(yù)測，如前所述，需求預(yù)測要進(jìn)行數(shù)據(jù)的更新，這就可能會造成需求波動的逐級放大。一個有效的方法是讓上游企業(yè)直接獲得終端市場的需求預(yù)測結(jié)果，這樣就可防止各級獨(dú)立進(jìn)行預(yù)測而帶來的需求波動的逐級放大。從技術(shù)上是可以實(shí)現(xiàn)這一目的的，如可以通過電子數(shù)據(jù)交換〔EDI〕系統(tǒng)或英特網(wǎng)來使上游企業(yè)獲得其下游企業(yè)的需求信息。還有的企業(yè)采取繞過下游企業(yè)來獲得終端市場需求信息，例如戴爾計算機(jī)公司就繞過傳統(tǒng)的分銷渠道，實(shí)行全球網(wǎng)上訂貨，這樣戴爾公司就可以直接了解其產(chǎn)品的終端市場需求情況?？s小補(bǔ)貨批量。補(bǔ)貨批量越大，就越有可能造成需求波動的放大，應(yīng)鼓勵企業(yè)調(diào)整補(bǔ)貨策略，實(shí)行小批量、多頻次地采購或供給模式。當(dāng)然，這又帶來另一個問題，就是縮小補(bǔ)貨批量后，如何繼續(xù)獲得運(yùn)作的規(guī)模效益。有一些切實(shí)可行的方法來解決這一問題，許多實(shí)際的系統(tǒng)中，下游企業(yè)會從供給商處購進(jìn)多種品目的物料，因此，貨車一次就可從同一供給商處滿載多品種的產(chǎn)品，而不是滿載同一品種的產(chǎn)品。這樣，對每一產(chǎn)品來說其補(bǔ)貨的頻率增大了，但總體上的送貨頻率并沒有改變，仍可獲得運(yùn)輸?shù)囊?guī)模效益。例如，寶潔公司對愿意進(jìn)行這種混合訂購的顧客給予折扣優(yōu)惠。還有，可以考慮使用第三方物流公司，也可使小批訂購實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益。穩(wěn)定價格。前面已分析，促銷等價格波動會導(dǎo)致長鞭效應(yīng)現(xiàn)象，可以設(shè)法控制提前購置，盡量減少價格折扣的頻率和幅度。還可以通過精確計算庫存、特殊處理和運(yùn)輸?shù)缺惧X，使企業(yè)實(shí)行天天低價的價格策略。消除短缺情況下的博弈行為。當(dāng)供給商面臨貨源缺乏時，可以根據(jù)下游企業(yè)以前的銷售記錄來進(jìn)行限額供給，而不是根據(jù)當(dāng)前的訂購數(shù)量來按比例配貨。例如，通用汽車，還有惠普等公司，就采取這種方式來處理貨源缺乏時的配貨問題。還有，也可以與下游企業(yè)共享生產(chǎn)能力和庫存狀況的有關(guān)信息，來減輕下游企業(yè)的憂慮，從而減少他們參與博弈的主動性。此外，上游企業(yè)給下游企業(yè)的退貨政策也會鼓勵博弈行為，由于缺乏懲罰約束，下游企業(yè)會不斷夸大他們的需求，在供給過剩的時候再退貨或取消訂單。因此，應(yīng)合理制定退貨約束機(jī)制?？s短補(bǔ)貨提前期。最理想的狀況是消除所有的補(bǔ)貨提前期，這樣可以使長鞭效應(yīng)現(xiàn)象得到抑制。但實(shí)際的供給鏈系統(tǒng)中，不可能做到所有的企業(yè)都無補(bǔ)貨提前期，企業(yè)的目標(biāo)是努力縮短補(bǔ)貨提前期，將補(bǔ)貨提前期內(nèi)需求的不確定性限制在最小的范圍。表1長鞭效應(yīng)產(chǎn)生因素及抑制方法一覽二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康男畔⒐蚕淼亩嗉墡齑婀芾韺?shí)驗(yàn)是為輔助物流概論課程的教學(xué)而設(shè)計的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，也是在牛鞭效應(yīng)實(shí)驗(yàn)之后進(jìn)行的比照實(shí)驗(yàn)。我們旨在通過網(wǎng)絡(luò)平臺提供給學(xué)生一個可以模擬供給鏈上各節(jié)點(diǎn)操作決策的環(huán)境，使學(xué)生通過實(shí)踐，體會并掌握多級庫存管理的概念和方法，加深對對多級庫存管理策略的意義和作用的理解。同時可與之前的無信息共享的牛鞭效應(yīng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比照，進(jìn)一步輔助學(xué)生分析牛鞭效應(yīng)現(xiàn)象的原因及抑制方法，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和分析問題解決問題的能力，為今后關(guān)于庫存管理課程的學(xué)習(xí)奠定根底。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)著重：理解掌握庫存管理的根本概念和原理。練習(xí)運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行多級庫存系統(tǒng)的管理。比照實(shí)驗(yàn)一，體驗(yàn)多級庫存管理方式對牛鞭效應(yīng)的抑制作用，體驗(yàn)信息共享對供給鏈協(xié)調(diào)管理的重要作用。三、實(shí)驗(yàn)環(huán)境實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)驗(yàn)在物流實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行，該實(shí)驗(yàn)平臺采用B/S〔客戶機(jī)/效勞器〕的體系結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由聯(lián)網(wǎng)的一臺效勞器和多臺客戶機(jī)組成，用來模擬單一產(chǎn)品、多級庫存的供給鏈的運(yùn)營管理。產(chǎn)生顧客需求產(chǎn)生顧客需求學(xué)生通過在每臺客戶機(jī)前端的操作來扮演一條供給鏈上的某個節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行各種決策。各個節(jié)點(diǎn)間信息共享，即每個節(jié)點(diǎn)都可以看到鏈上所有節(jié)點(diǎn)的各種信息。每個節(jié)點(diǎn)每期都可獲得關(guān)于節(jié)點(diǎn)自身的庫存水平和缺貨水平，上游到貨數(shù)，下游需求數(shù)的信息。除此之外，每個節(jié)點(diǎn)都設(shè)有一些固定的屬性參數(shù)，如提前期、訂貨啟動本錢〔即固定本錢，本實(shí)驗(yàn)設(shè)為0〕、庫存率，進(jìn)貨價格和出貨價格等〔提示：持貨本錢、缺貨懲罰本錢等參數(shù)可由此得出〕，固定參數(shù)在實(shí)驗(yàn)開始前設(shè)定。學(xué)生通過登錄網(wǎng)絡(luò)平臺來參與實(shí)驗(yàn)，每期提交向上游的訂貨和向下游的發(fā)貨決策，與其他合作者一起模擬單一產(chǎn)品、多級庫存系統(tǒng)的運(yùn)作管理。四、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)任務(wù)：某種產(chǎn)品的供給鏈由原材料商、供給商、制造商、分銷商、零售商5個環(huán)節(jié)組成，如上圖所示。每個環(huán)節(jié)看作供給鏈的一個節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)有其根本屬性，包括提前期〔從發(fā)出訂貨訂單到收到實(shí)貨的時間〕、訂貨本錢、庫存持有率，進(jìn)貨價格，出貨價格等，供給鏈的末端面對顧客的需求服從某種隨機(jī)分布，每期會產(chǎn)生一個顧客需求數(shù)目。在整條供給鏈信息完全共享的情況下，每個節(jié)點(diǎn)每期需要決定向上游訂貨和向下游發(fā)貨的數(shù)量。系統(tǒng)根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的根本屬性參數(shù)和每期庫存、訂貨、發(fā)貨數(shù)量計算相應(yīng)的本錢和收益。實(shí)驗(yàn)者決策的目標(biāo)是使整條供給鏈所有期的總收益最大。同學(xué)們分成假設(shè)干個小組來模擬供給鏈的運(yùn)營，每個小組控制一條供給鏈。每個小組的節(jié)點(diǎn)序號按自然數(shù)排列：1，2，3，4，5……依次代表供給鏈中最接近需求市場的下游，到接近原材料供給的上游。相鄰的節(jié)點(diǎn)序號代表供給鏈上有直接供求關(guān)系的角色。同學(xué)們通過登錄網(wǎng)絡(luò)平臺參與實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)分為假設(shè)干期，每期開始時系統(tǒng)會產(chǎn)生一個顧客需求〔顧客需求服從某種隨機(jī)分布〕，然后各個節(jié)點(diǎn)分兩步做出決策。第一步：訂貨決策。用戶根據(jù)以往的需求記錄、現(xiàn)有的庫存水平和到貨數(shù)量，屬性參數(shù)等信息發(fā)出向上游訂貨的訂單。待供給鏈上所有節(jié)點(diǎn)都提交了訂貨訂單以后，進(jìn)入該期實(shí)驗(yàn)的第二步。第二步：發(fā)貨決策。每個節(jié)點(diǎn)此時可以看到在本期第一步來自下游節(jié)點(diǎn)的訂單〔最下游的節(jié)點(diǎn)看到的就是由系統(tǒng)產(chǎn)生的該期顧客需求〕，根據(jù)這些信息和以往的各項(xiàng)信息，由用戶決定向下游發(fā)出貨物的數(shù)量。當(dāng)所有用戶都提交了發(fā)貨決策后，該期操作結(jié)束，系統(tǒng)進(jìn)入下一期。每一期根據(jù)系統(tǒng)提供的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息決定所在節(jié)點(diǎn)每期訂貨和發(fā)貨的數(shù)量，以使整條供給鏈所有期的總收益最大。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生可根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和總結(jié)，進(jìn)一步理解多級庫存系統(tǒng)的管理。實(shí)驗(yàn)操作步驟從管理員處獲得小組序號、用戶序號和密碼，登錄進(jìn)入自己相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)。瀏覽熟悉各個頁面。進(jìn)入操作界面，提交訂單或者發(fā)貨。進(jìn)入數(shù)據(jù)界面\每期數(shù)據(jù)，查看自己每次的操作記錄。進(jìn)入數(shù)據(jù)界面\統(tǒng)計數(shù)據(jù)，查看一些按節(jié)點(diǎn)或周期進(jìn)行了匯總的統(tǒng)計數(shù)據(jù)?！膊襟E3，4，5反復(fù)進(jìn)行，直到實(shí)驗(yàn)結(jié)束?！钞?dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束，請從數(shù)據(jù)界面導(dǎo)出自己的歷史數(shù)據(jù)，以便實(shí)驗(yàn)后進(jìn)一步分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果評估最終對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評價的標(biāo)準(zhǔn)是整條供給鏈的績效?？冃Э疾榈膬?nèi)容包括分為三局部：1、整條鏈的總凈利潤；2、整條鏈的總運(yùn)營本錢；3、各節(jié)點(diǎn)每期產(chǎn)生的訂貨需求。其中第1項(xiàng)整條鏈的總凈利潤是評估實(shí)驗(yàn)結(jié)果優(yōu)劣的第一標(biāo)準(zhǔn)，第二項(xiàng)運(yùn)營本錢是輔助評估結(jié)果的參考信息，第3項(xiàng)考查每期每個節(jié)點(diǎn)的訂貨需求是為了觀察牛鞭效應(yīng)現(xiàn)象?？傔\(yùn)營本錢和總凈利潤的計算方法是：鏈總運(yùn)營本錢＝∑期數(shù)((每個節(jié)點(diǎn)的固定本錢＋單位持貨本錢×本期庫存＋單位缺貨本錢×缺貨數(shù))〔注：只在節(jié)點(diǎn)1處計算缺貨本錢〕鏈總凈利潤＝∑期數(shù)〔最下游賣出貨物數(shù)量×出貨價格－最上游進(jìn)貨數(shù)量×進(jìn)貨價格－每期運(yùn)營本錢〕除了這兩個計算整條鏈總本錢和總凈利潤績效指標(biāo)外，系統(tǒng)提供的可供參考的數(shù)據(jù)還有：單個節(jié)點(diǎn)每期的運(yùn)營本錢的凈利潤：節(jié)點(diǎn)運(yùn)營本錢＝節(jié)點(diǎn)單位持貨本錢×本期庫存＋節(jié)點(diǎn)固定訂貨本錢節(jié)點(diǎn)凈利潤＝節(jié)點(diǎn)出貨價格×節(jié)點(diǎn)發(fā)貨數(shù)量－節(jié)點(diǎn)進(jìn)貨價格×節(jié)點(diǎn)進(jìn)貨數(shù)量－節(jié)點(diǎn)運(yùn)營本錢每期都會按節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計以上指標(biāo)，最終會按每個節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計所有期數(shù)的總本錢。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，比照實(shí)驗(yàn)一，對多級庫存管理策略對牛鞭效應(yīng)的抑制現(xiàn)象進(jìn)行分析。五、思考題與初次體驗(yàn)牛鞭效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)不同，在本實(shí)驗(yàn)中，不僅是自己的信息，實(shí)驗(yàn)者共享所有節(jié)點(diǎn)的信息。請你思考：信息共享和封閉的情況，對庫存管理的策略有何影響？應(yīng)用何種庫存控制的策略？多級庫存管理是否對牛鞭效應(yīng)產(chǎn)生了抑制作用？產(chǎn)生牛鞭效應(yīng)的因素有哪些？通過這個實(shí)驗(yàn)，相信你會對多級庫存系統(tǒng)的管理有進(jìn)一步的認(rèn)識與體會，歡送寫在實(shí)驗(yàn)報告里。六、實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)對牛鞭效應(yīng)現(xiàn)象及多級庫存管理的了解。對各種庫存管理概念，如各種庫存本錢，提前期，庫存策略的理解和掌握?？紤]自己將在實(shí)驗(yàn)中使用的庫存管理決策。實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可從網(wǎng)絡(luò)平臺中下載excel文件得到。實(shí)驗(yàn)報告報告應(yīng)該包括：對多級庫存管理問題的理解；對自己所用庫存控制策略的說明；對實(shí)驗(yàn)結(jié)果和過程的分析和總結(jié)。思考：如果能使利潤更高。七、附錄附錄1實(shí)驗(yàn)參數(shù)使用說明每個節(jié)點(diǎn)的屬性參數(shù)主體屬性參數(shù)說明每個節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)序號代表該節(jié)點(diǎn)在整條鏈中所處的位置，1為最靠近市場的下游節(jié)點(diǎn)，5為最靠近原材料的上游節(jié)點(diǎn)。小組序號節(jié)點(diǎn)所在的供給鏈小組序號。提前期指從上游向該節(jié)點(diǎn)發(fā)貨，到該節(jié)點(diǎn)收到貨物的時間，以期為單位初始庫存實(shí)驗(yàn)開始時，第一期初的庫存的數(shù)量初始訂貨發(fā)貨量實(shí)驗(yàn)開始時，第一期初的在途訂貨的數(shù)量訂貨啟動本錢〔固定本錢〕單次訂貨本錢，當(dāng)某節(jié)點(diǎn)訂貨數(shù)量不為0且其上游節(jié)點(diǎn)實(shí)際發(fā)貨量大于0，就會產(chǎn)生該項(xiàng)本錢。本實(shí)驗(yàn)中固定本錢為0.庫存持有率用于計算持貨本錢的系數(shù)進(jìn)貨價格從上游節(jié)點(diǎn)買入單位貨物的價格出貨價格向下游節(jié)點(diǎn)賣出單位貨物的價格每條鏈的屬性參數(shù)主體屬性參數(shù)說明每條鏈總期數(shù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的總期數(shù)需求分布類型該條鏈面對的市場顧客需求服從的隨機(jī)分布類型，如均勻分布，指數(shù)分布等需求分布精度分布函數(shù)的精度，整數(shù)或精確到某幾位的小數(shù)需求分布參數(shù)包括均值，方差等說明多級庫存管理實(shí)現(xiàn)了信息共享，各個節(jié)點(diǎn)不僅能看到自己的信息，也可以看到全部節(jié)點(diǎn)的各項(xiàng)信息。每期系統(tǒng)為每個節(jié)點(diǎn)給出向下游的默認(rèn)發(fā)貨數(shù)：min(期初庫存＋本期到貨，期初缺貨＋本期需求)，總之，默認(rèn)發(fā)貨數(shù)就是以現(xiàn)有貨物盡量地滿足顧客需求，不能發(fā)出大于默認(rèn)值的發(fā)貨數(shù)量，但可以發(fā)出小于默認(rèn)值的發(fā)貨數(shù)，建議盡量使用默認(rèn)發(fā)貨數(shù)。期初庫存：用戶操作界面看到的庫存是期初庫存，也就是上一期的期末庫存；而在數(shù)據(jù)界面看到的表格里的庫存是“期末庫存〞，也就是“＝期初庫存＋到貨數(shù)－發(fā)貨數(shù)〞之后得到的本期末的庫存，兩個是不一樣的，請大家注意。本期到貨：本期開始時所具有的庫存。本期到貨：本期開始時收到的貨物，期初庫存加上本期到貨可用來滿足本期下游的需求。期末缺貨：缺貨不會消失，即本期未被滿足的下游需求而造成的缺貨，累計到下一期，訂單不喪失。如果發(fā)現(xiàn)某期的數(shù)據(jù)是庫存與缺貨數(shù)同時存在也不要奇怪，這種情況是可能發(fā)生的，如果手頭上有貨物，但是卻發(fā)出小于默認(rèn)發(fā)貨數(shù)的數(shù)值，成心造成下游缺貨，就會出現(xiàn)這種情況。決策方法同學(xué)可以思考，采用什么樣的方法優(yōu)化你的決策方案。附錄2實(shí)驗(yàn)平臺使用說明獲得登錄賬號在開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前需要事先向管理員詢問你的供給鏈編號、用戶序號和登錄密碼，點(diǎn)擊本網(wǎng)頁左側(cè)的“登錄頁面〞，進(jìn)入登錄界面，選擇供給鏈編號和用戶序號、輸入密碼，即可登錄到用戶實(shí)驗(yàn)界面。圖SEQ圖\*ARABIC1實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站的首頁－登錄頁面操作界面這里你可以決定向下游發(fā)出貨物和向上游發(fā)出訂單的數(shù)量。每一期各個節(jié)點(diǎn)都需要做出兩步?jīng)Q策：1、決定向上游發(fā)出訂單的數(shù)量；2、決定向下游發(fā)出貨物的數(shù)量。當(dāng)在操作界面輸入向上游發(fā)出訂單的數(shù)量，然后進(jìn)入等待頁面。等所有的節(jié)點(diǎn)都提交了第一階段的訂貨決策之后，又進(jìn)入操作界面，這時會看到來自下游節(jié)點(diǎn)提交的訂貨需求〔最下游的節(jié)點(diǎn)就會看到由計算機(jī)產(chǎn)生的顧客需求〕，這時你可以輸入向下游發(fā)貨的數(shù)量，再次進(jìn)入等待頁面，等所有的用戶都提交了發(fā)貨之后，本期操作結(jié)束并進(jìn)入下一期，直到實(shí)驗(yàn)結(jié)束。當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束，你能查看歷史數(shù)據(jù)。圖SEQ圖\*ARABIC2操作界面，你可以在此頁面內(nèi)提交向上游的訂貨和向下游的發(fā)貨圖3操作等待界面，當(dāng)你提交了決策但其他用戶還未提交時，進(jìn)入這個頁面等待。用戶數(shù)據(jù)界面及圖表這里記錄了供給鏈的固有屬性，每個節(jié)點(diǎn)的固有屬性，你所在節(jié)點(diǎn)的每期庫存記錄，以及整個節(jié)點(diǎn)的記錄；其中在整個小組記錄的旁邊有一個“將數(shù)據(jù)導(dǎo)出為Excel〞的超鏈接。點(diǎn)擊它可以將整個小組的記錄導(dǎo)出為excel文件，方便大家獲得數(shù)據(jù)。圖5用戶可自行查看的數(shù)據(jù)界面及圖表界面數(shù)據(jù)界面〔管理員可查看的統(tǒng)計數(shù)據(jù)〕與圖5不同，這里記錄的不是根本的操作記錄，而是經(jīng)過一