管理學(xué)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)課件與案例分析

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)SystemDynamicsContents系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展歷程1系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理2系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析問(wèn)題的步驟3系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)根本概念45

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)實(shí)際案例1.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展歷程1.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展歷程1.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展歷程Systemdynamicswascreatedduringthemid-1950sbyProfessorJayW.ForresteroftheMassachusettsInstituteofTechnology.1.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展歷程等教授在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的主要成果：1958年發(fā)表著名論文?工業(yè)動(dòng)力學(xué)——決策的一個(gè)重要突破口?，首次介紹工業(yè)動(dòng)力學(xué)的概念與方法。1961年出版?工業(yè)動(dòng)力學(xué)?(IndustrialDynamics)一書(shū)，該書(shū)代表了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的早期成果。1968年出版?系統(tǒng)原理?(PrinciplesofSystems)一書(shū)，論述了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的根本原理和方法。1969年出版?城市動(dòng)力學(xué)?(UrbanDynamics)，研究波士頓市的各種問(wèn)題。1971年進(jìn)一步把研究對(duì)象擴(kuò)大到世界范圍，出版?世界動(dòng)力學(xué)?(WorldDynamics)一書(shū)，提出了“世界模型II〞。1.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展歷程1972年他的學(xué)生梅多斯教授等出版了?增長(zhǎng)的極限?(TheLimitstoGrowth)一書(shū)，提出了更為細(xì)致的“世界模型III〞。這個(gè)由羅馬俱樂(lè)部主持的世界模型的研究報(bào)告已被翻譯成34種語(yǔ)言，在世界上發(fā)行了600多萬(wàn)冊(cè)。兩個(gè)世界模型在國(guó)際上引起強(qiáng)烈的反響。1972年Forrester領(lǐng)導(dǎo)MIT小組，在政府與企業(yè)的資助下花費(fèi)10年的時(shí)間完成國(guó)家模型的研究，該模型揭示了美國(guó)與西方國(guó)家的經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)波的內(nèi)在機(jī)制，成功解釋了美國(guó)70年代以來(lái)的通貨膨脹、失業(yè)率和實(shí)際利率同時(shí)增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。(經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)波通常是指經(jīng)濟(jì)開(kāi)展過(guò)程中存在的持續(xù)時(shí)間為50年左右的周期波動(dòng))1.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展歷程系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的開(kāi)展過(guò)程大致可分為三個(gè)階段：1、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的誕生—20世紀(jì)50-60年代 由于SD這種方法早期研究對(duì)象是以企業(yè)為中心的工業(yè)系統(tǒng)，初名也就叫工業(yè)動(dòng)力學(xué)。這階段主要是以福雷斯特教授在哈佛商業(yè)評(píng)論發(fā)表的?工業(yè)動(dòng)力學(xué)?作為奠基之作，之后他又講述了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法論和原理，系統(tǒng)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)行為的根本原理。后來(lái)，以福雷斯特教授對(duì)城市的興衰問(wèn)題進(jìn)行深入的研究，提出了城市模型。1.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展歷程2、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展成熟—20世紀(jì)70-80年代這階段主要的標(biāo)準(zhǔn)性成果是系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)世界模型與美國(guó)國(guó)家模型的研究成功。這兩個(gè)模型的研究成功地解決了困擾經(jīng)濟(jì)學(xué)界長(zhǎng)波問(wèn)題，因此吸引了世界范圍內(nèi)學(xué)者的關(guān)注，促進(jìn)它在世界范圍內(nèi)的傳播與開(kāi)展,確立了在社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題研究中的學(xué)科地位。1.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展歷程1.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展歷程國(guó)內(nèi)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展?fàn)顩r20世紀(jì)70年代末系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)引入我國(guó)，其中楊通誼，王其藩，許慶瑞，陶在樸，胡玉奎等專家學(xué)者是先驅(qū)和積極倡導(dǎo)者。二十多年來(lái)，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究和應(yīng)用在我國(guó)取得飛躍開(kāi)展。我國(guó)成立國(guó)內(nèi)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)學(xué)會(huì)，國(guó)際系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)學(xué)會(huì)中國(guó)分會(huì)，主持了屢次國(guó)際系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)大會(huì)和有關(guān)會(huì)議。目前我國(guó)SD學(xué)者和研究人員在區(qū)域和城市規(guī)劃、企業(yè)管理、產(chǎn)業(yè)研究、科技管理、生態(tài)環(huán)保、海洋經(jīng)濟(jì)等應(yīng)用研究領(lǐng)域都取得了巨大的成績(jī)。Forrester教授與王其藩在其MIT辦公室Contents系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展歷程1系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理2系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析問(wèn)題的步驟3系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)根本概念45

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)實(shí)際案例2.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是一門分析研究信息反響系統(tǒng)的學(xué)科。它是系統(tǒng)科學(xué)中的一個(gè)分支，是跨越自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的橫向?qū)W科。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基于系統(tǒng)論，吸收控制論、信息論的精髓，是一門認(rèn)識(shí)系統(tǒng)問(wèn)題和解決系統(tǒng)問(wèn)題交叉、綜合性的新學(xué)科。從系統(tǒng)方法論來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法是結(jié)構(gòu)方法、功能方法和歷史方法的統(tǒng)一。2.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是在系統(tǒng)論的根底上開(kāi)展起來(lái)的，因此它包含著系統(tǒng)論的思想。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是以系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定著系統(tǒng)行為前提條件而展開(kāi)研究的。它認(rèn)為存在系統(tǒng)內(nèi)的眾多變量在它們相互作用的反響環(huán)里有因果聯(lián)系。反響之間有系統(tǒng)的相互聯(lián)系，構(gòu)成了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，而正是這個(gè)結(jié)構(gòu)成為系統(tǒng)行為的根本性決定因素。2.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理人們?cè)谇蠼鈫?wèn)題時(shí)都是想獲得較優(yōu)的解決方案，能夠得到較優(yōu)的結(jié)果。所以系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)解決問(wèn)題的過(guò)程實(shí)質(zhì)上也是尋優(yōu)過(guò)程，來(lái)獲得較優(yōu)的系統(tǒng)功能。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)角度來(lái)分析系統(tǒng)的功能和行為，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定了系統(tǒng)的行為。因此系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是通過(guò)尋找系統(tǒng)的較優(yōu)結(jié)構(gòu)，來(lái)獲得較優(yōu)的系統(tǒng)行為。2.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)怎樣尋找較優(yōu)的結(jié)構(gòu)？系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)把系統(tǒng)看成一個(gè)具有多重信息因果反響機(jī)制。因此系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在經(jīng)過(guò)剖析系統(tǒng)，獲得深刻、豐富的信息之后建立起系統(tǒng)的因果關(guān)系反響圖，之后再轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)流圖，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。最后通過(guò)仿真語(yǔ)言和仿真軟件對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，來(lái)完成對(duì)真實(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真。通過(guò)上述過(guò)程完成了對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的仿真，接下來(lái)就要尋找較優(yōu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。2.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理2.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)原理總結(jié)：系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)把系統(tǒng)的行為模式看成是由系統(tǒng)內(nèi)部的信息反響機(jī)制決定的。通過(guò)建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，利用DYNAMO仿真語(yǔ)言和Vensim軟件在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)系統(tǒng)的仿真，可以研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和行為之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，以便尋求較優(yōu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能。Contents系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展歷程1系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理2系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析問(wèn)題的步驟3系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)根本概念45

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)實(shí)際案例3.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)根本概念本節(jié)主要是介紹系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中一些比較重要的概念，以便后面的案例分析。系統(tǒng)與反響：系統(tǒng):一個(gè)由相互區(qū)別、相互作用的各局部(即單元或要素)有機(jī)地聯(lián)結(jié)在一起，為同一目的完成某種功能的集合體。

反響:系統(tǒng)內(nèi)同一單元或同一子塊其輸出與輸入間的關(guān)系。對(duì)整個(gè)系統(tǒng)而言，“反響〞那么指系統(tǒng)輸出與來(lái)自外部環(huán)境的輸入的關(guān)系。3.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)根本概念反響系統(tǒng)：反響系統(tǒng)就是包含有反響環(huán)節(jié)與其作用的系統(tǒng)。它要受系統(tǒng)本身的歷史行為的影響，把歷史行為的后果回授給系統(tǒng)本身，以影響未來(lái)的行為。如庫(kù)存訂貨控制系統(tǒng)。反響回路：反響回路就是由一系列的因果與相互作用鏈組成的閉合回路或者說(shuō)是由信息與動(dòng)作構(gòu)成的閉合路徑。3.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)根本概念因果回路圖(CLD):表示系統(tǒng)反響結(jié)構(gòu)的重要工具，因果圖包含多個(gè)變量，變量之間由標(biāo)出因果關(guān)系的箭頭所連接。變量是由因果鏈所聯(lián)系，因果鏈由箭頭所表示。因果鏈極性：每條因果鏈都具有極性，或者為正(+)或者為負(fù)〔-〕。極性是指當(dāng)箭尾端變量變化時(shí)，箭頭端變量會(huì)如何變化。極性為正是指兩個(gè)變量的變化趨勢(shì)相同，極性為負(fù)指兩個(gè)變量的變化趨勢(shì)相反。期望水位水位差決定添水斟水速率杯中水位++-++3.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)根本概念反響回路的極性：反響回路的極性取決于回路中各因果鏈符號(hào)。回路極性也分為正反響和負(fù)反響，正反響回路的作用是使回路中變量的偏離增強(qiáng)，而負(fù)反響回路那么力圖控制回路的變量趨于穩(wěn)定。確定回路極性的方法假設(shè)反響回路包含偶數(shù)個(gè)負(fù)的因果鏈，那么其極性為正；假設(shè)反響回路包含奇數(shù)個(gè)負(fù)的因果鏈，那么其極性為負(fù)。3.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)根本概念系統(tǒng)流圖：表示反響回路中的各水平變量和各速率變量相互聯(lián)系形式及反響系統(tǒng)中各回路之間互連關(guān)系的圖示模型。水平變量：也被稱作狀態(tài)變量或流量，代表事物(包括物質(zhì)和非物質(zhì)的)的積累。其數(shù)值大小是表示某一系統(tǒng)變量在某一特定時(shí)刻的狀況?？梢哉f(shuō)是系統(tǒng)過(guò)去累積的結(jié)果，它是流入率與流出率的凈差額。它必須由速率變量的作用才能由某一個(gè)數(shù)值狀態(tài)改變另一數(shù)值狀態(tài)。速率變量：又稱變化率，隨著時(shí)間的推移，使水平變量的值增加或減少。速率變量表示某個(gè)水平變量變化的快慢。3.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)根本概念水平變量和速率變量的符號(hào)標(biāo)識(shí)：

水平變量用矩形表示，具體符號(hào)中應(yīng)包括有描述輸入與輸出流速率的流線、變量名稱等。速率變量用閥門符號(hào)表示，應(yīng)包括變量名稱、速率變量控制的流的流線和其所依賴的信息輸入量。

3.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)根本概念延遲：延遲現(xiàn)象在系統(tǒng)內(nèi)無(wú)處不在。如貨物需要運(yùn)輸，決策需要時(shí)間。延遲會(huì)對(duì)系統(tǒng)的行為有很大的影響，因此必須要刻畫延遲機(jī)制。延遲包括物質(zhì)延遲與信息延遲。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)通過(guò)延遲函數(shù)來(lái)刻畫延遲現(xiàn)象。如物質(zhì)延遲中DELAY1，DELAY3函數(shù)；信息延遲的DLINF3函數(shù)。平滑：平滑是指從信息中排除隨機(jī)因素，找出事物的真實(shí)的趨勢(shì)，如一般決策者不會(huì)直接根據(jù)銷售信息制定決策，而是對(duì)銷售信息求出一段時(shí)間內(nèi)的平均值。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)提供SMOOTH函數(shù)來(lái)表示平滑。

3.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)根本概念系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)在于它能處理高階次、非線性、多重反響復(fù)雜時(shí)變系統(tǒng)的問(wèn)題。高階次：系統(tǒng)階數(shù)在四階或五階以上者稱為高階次系統(tǒng)。典型的社會(huì)一經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型階數(shù)那么約在十至數(shù)百之間。如美國(guó)國(guó)家模型的階數(shù)在兩百以上。多重回路：復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)部相互作用的回路數(shù)目一般在三個(gè)或四個(gè)以上。諸回路中通常存在一個(gè)或一個(gè)以上起主導(dǎo)作用的回路，稱為主回路。主回路的性質(zhì)主要地決定了系統(tǒng)內(nèi)部反響結(jié)構(gòu)的性質(zhì)及其相應(yīng)的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的特性，3.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)根本概念而且，主回路并非固定不變，它們往在在諸回路之間隨時(shí)間而轉(zhuǎn)移，結(jié)果導(dǎo)致變化多端的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為。非線性：線性指量與量之間按比例、成直線的關(guān)系，在空間和時(shí)間上代表規(guī)那么和光滑的運(yùn)動(dòng)；而非線性那么指不按比例、不成直線的關(guān)系，代表不規(guī)那么的運(yùn)動(dòng)和突變。線性關(guān)系是互不相干的獨(dú)立關(guān)系，而非線性那么是相互作用，而正是這種相互作用，使得整體不再是簡(jiǎn)單地等于局部之和，而可能出現(xiàn)不同于“線性疊加〞的增益或虧損。實(shí)際生活中的過(guò)程與系統(tǒng)幾乎毫無(wú)例外地帶有非線性的特征。正是這些非線性關(guān)系的耦合導(dǎo)致主回路轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)表現(xiàn)出多變的動(dòng)態(tài)行為。Contents系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展歷程1系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理2系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析問(wèn)題的步驟3系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)根本概念45

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)實(shí)際案例4.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析問(wèn)題的步驟4.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析問(wèn)題的步驟4.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析問(wèn)題的步驟系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程圖問(wèn)題的識(shí)別因果關(guān)系圖確定系統(tǒng)邊界系統(tǒng)流圖仿真實(shí)現(xiàn)政策分析Contents系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展歷程1系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理2系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析問(wèn)題的步驟3系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)根本概念45

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)實(shí)際案例5.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)實(shí)際案例案例背景:S公司是一家高科技公司，因?yàn)橛幸豁?xiàng)能產(chǎn)業(yè)化的科技創(chuàng)新成果而創(chuàng)業(yè)，且一開(kāi)始便以流星般的速度成長(zhǎng)。因?yàn)殇N售業(yè)績(jī)太好，以致積欠交貨的訂單在第2年就開(kāi)始越積越多，于是管理層決定擴(kuò)大產(chǎn)量，但是這需要時(shí)間；與此同時(shí)使原先對(duì)顧客允諾的交貨期一再拖延，但領(lǐng)導(dǎo)層認(rèn)為，企業(yè)的產(chǎn)品功能是無(wú)法替代，顧客能夠接受交貨期的延長(zhǎng)。同時(shí)為了繼續(xù)能使公司開(kāi)展增長(zhǎng)，他們將收入的大局部直接投入營(yíng)銷，到第3年公司銷售人員增加了一倍。但是，到了第3年年末開(kāi)始出現(xiàn)困境，而第4年銷售業(yè)績(jī)出現(xiàn)危機(jī)。雖然企業(yè)雇用了更多的銷售人員和新裝置，但是銷售速度反而下滑。于是企業(yè)的注意力又是集中營(yíng)銷：提高銷售獎(jiǎng)?lì)~、增加特別折扣和新的促銷廣告，跟著情況一時(shí)好轉(zhuǎn)，但是很快困境再度出現(xiàn)；于是再進(jìn)一步加強(qiáng)營(yíng)銷，如此循環(huán)如圖的變化形態(tài)，雖然有小幅度而間歇性的成長(zhǎng)，但是企業(yè)從來(lái)沒(méi)發(fā)揮它真正的潛力。問(wèn)題分析：公司開(kāi)始成長(zhǎng)十分迅速，但后面成長(zhǎng)逐漸慢下來(lái)到達(dá)困境。之后采取強(qiáng)化措施，有幾次周期性的改善，但是公司整體仍趨于惡化。不過(guò)市場(chǎng)對(duì)公司產(chǎn)品需求仍然很強(qiáng)勁，而且沒(méi)什么重大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，那么為什么出現(xiàn)這種振蕩試開(kāi)展？怎樣才能改善公司的成長(zhǎng)，使得以指數(shù)方式增長(zhǎng)。第3年第6年第10年?duì)I業(yè)收入S公司營(yíng)業(yè)收入變化形態(tài)系統(tǒng)邊界確實(shí)定：劃定系統(tǒng)邊界應(yīng)根據(jù)建模目的，把那些與所研究的問(wèn)題關(guān)系密切的重要變量劃入系統(tǒng)邊界內(nèi)。在此案例中，我們主要關(guān)注企業(yè)成長(zhǎng)問(wèn)題，研究影響企業(yè)營(yíng)業(yè)收入的因素。根據(jù)案例介紹因此我們將僅僅研究企業(yè)的生產(chǎn)、市場(chǎng)、銷售部門。不涉及其他部門，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手等等。因果關(guān)系圖：在確定系統(tǒng)邊界，并設(shè)定了系統(tǒng)變量以后，就應(yīng)該在詳細(xì)分析系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的根底上，找出反映系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的主要變量之間的因果關(guān)系，繪制因果關(guān)系圖。這一步也是系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模的關(guān)鍵所在。1.首先我們主要研究企業(yè)的營(yíng)業(yè)收入，那么考慮什么在影響它。營(yíng)業(yè)收入嚴(yán)重依賴企業(yè)銷售人員所取得的訂單數(shù)量，那么訂單數(shù)目和營(yíng)業(yè)收入是正反響的，而銷售人員的規(guī)模和訂單數(shù)目是正反響，營(yíng)業(yè)收入和銷售人員的規(guī)模是正反響，因此它們組成一個(gè)正反響回路。2.如果公司僅存在第一步的正反響回路，那么營(yíng)業(yè)收入應(yīng)該按指數(shù)方式增長(zhǎng)，這樣實(shí)際情況不符，所以還應(yīng)該存在阻礙營(yíng)業(yè)收入增長(zhǎng)的負(fù)反響回路。公司銷售業(yè)績(jī)太好，但是產(chǎn)能跟不上，所以存在很多積壓的訂單，導(dǎo)致交貨期太長(zhǎng)。因此這樣影響到公司的聲譽(yù)，使得銷售變得困難，所獲得的訂單量會(huì)減少，從而導(dǎo)致?tīng)I(yíng)業(yè)收入的下滑。這就存在一條負(fù)反響回路，同時(shí)交貨期對(duì)銷售的影響不會(huì)立刻顯現(xiàn)，會(huì)存在延遲的現(xiàn)象。3.那么從上圖可以看出正反響回路使得營(yíng)業(yè)收入增長(zhǎng)，但負(fù)反響回路使得營(yíng)業(yè)收入減少。正是這兩個(gè)正負(fù)回路的耦合關(guān)系才導(dǎo)致了企業(yè)振蕩式成長(zhǎng)。因此要營(yíng)業(yè)收入指數(shù)增長(zhǎng)必須消除負(fù)反響回路的作用，那就是縮短交貨期。所以關(guān)鍵在于交貨期，但是該公司對(duì)這個(gè)沒(méi)有給予重視，只是一直注意正反響回路的作用。我們可以通過(guò)擴(kuò)大企業(yè)的產(chǎn)能來(lái)縮短交貨期，也就是交貨期作為企業(yè)擴(kuò)大產(chǎn)能的信號(hào)，當(dāng)交貨期超過(guò)一定的交貨標(biāo)準(zhǔn)，就需要等待產(chǎn)能擴(kuò)大到足夠的程度，但是產(chǎn)能擴(kuò)大需要時(shí)間，存在這個(gè)延遲就會(huì)影響企業(yè)的開(kāi)展。通過(guò)因果關(guān)系分析可以知道，S公司的開(kāi)展可以是一帆風(fēng)順的，在結(jié)構(gòu)中存在一個(gè)杠桿點(diǎn)即公司承諾的交貨期，那么根本解是根據(jù)需要及時(shí)擴(kuò)大產(chǎn)能。我們知道企業(yè)擴(kuò)大產(chǎn)能是必須花費(fèi)時(shí)日的，關(guān)鍵在于怎樣克服這個(gè)延遲。這里我們可以采取外包的方式或組成動(dòng)態(tài)聯(lián)盟方式來(lái)迅速擴(kuò)大產(chǎn)能。這里由于案例數(shù)據(jù)不充分，就不進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真實(shí)現(xiàn)。有一個(gè)與此案例相似的比較著名的案例，關(guān)于美國(guó)人民航空公司案例。S公司人民航空公司制造業(yè)服務(wù)業(yè)關(guān)鍵在于產(chǎn)能擴(kuò)大關(guān)鍵在于服務(wù)品質(zhì)加強(qiáng)營(yíng)銷人員帶到業(yè)績(jī)通過(guò)飛機(jī)和班次推動(dòng)成長(zhǎng)沒(méi)落原因是交貨期的延長(zhǎng)失敗原因是服務(wù)品質(zhì)的下降5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)背景知識(shí)：牛鞭效應(yīng)：最早由寶潔公司在20世紀(jì)90年代提出的。寶潔公司對(duì)其中某項(xiàng)產(chǎn)品的訂貨進(jìn)行考察時(shí)發(fā)現(xiàn)，其產(chǎn)品的零售商的庫(kù)存是穩(wěn)定的，波動(dòng)幅度不大，然后再考察分銷商的訂貨情況時(shí)，發(fā)現(xiàn)分銷商的訂貨需求波動(dòng)比較大，而寶潔公司向它的供給商訂貨幅度變化更大。從產(chǎn)品的零售商到供給商，他們的訂貨需求的波動(dòng)幅度逐漸增大，形似一條鞭子，因此被稱為牛鞭效應(yīng)〔如圖〕。5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)

牛鞭效應(yīng)示意圖市場(chǎng)需求量零售商訂貨量分銷商訂貨量供應(yīng)商訂貨量訂貨量時(shí)間5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)啤酒游戲：該游戲是由麻省理工學(xué)院斯隆管理學(xué)院在20世紀(jì)60年代創(chuàng)立的庫(kù)存管理策略游戲，該游戲形象地反映出牛鞭效應(yīng)的存在及影響。幾十年來(lái)，游戲的參加者成千上萬(wàn)，但游戲總是產(chǎn)生類似的結(jié)果。因此游戲產(chǎn)生惡劣結(jié)果的原因必定超出個(gè)人因素,這些原因必定是藏在游戲本身的結(jié)構(gòu)里。在游戲中，零售商通過(guò)向某一批發(fā)商訂貨，來(lái)響應(yīng)顧客要求購(gòu)置的啤酒訂單，批發(fā)商通過(guò)向生產(chǎn)啤酒的工廠訂貨來(lái)響應(yīng)這個(gè)訂單。該實(shí)驗(yàn)分成三組，分別扮演零售經(jīng)理、批發(fā)經(jīng)理和工廠經(jīng)理。每一組都以最優(yōu)的方式管理庫(kù)存，準(zhǔn)確訂貨以使利潤(rùn)最大化。5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)案例介紹：此案例主要是通過(guò)模擬啤酒游戲來(lái)仿真供給鏈中的牛鞭效應(yīng)，從為改善牛鞭效應(yīng)來(lái)提供幫助。首先假設(shè)啤酒游戲中包含零售商、批發(fā)商、供給商三個(gè)成員。同時(shí)對(duì)游戲中的參數(shù)進(jìn)行如下假設(shè)：市場(chǎng)對(duì)啤酒的前4周的需求率為1000周/箱，在5周時(shí)開(kāi)始隨機(jī)波動(dòng)，波動(dòng)幅度為±200，均值為0，波動(dòng)次數(shù)為100次，隨機(jī)因子為4個(gè)。假設(shè)各節(jié)點(diǎn)初始庫(kù)存和期望庫(kù)存為3000箱，期望庫(kù)存持續(xù)時(shí)間為3周，庫(kù)存調(diào)整時(shí)間為4周，移動(dòng)平均時(shí)間為5周，生產(chǎn)延遲時(shí)間和運(yùn)輸延遲時(shí)間均為3周，不存在訂單延遲。仿真時(shí)間為0～200周，仿真步長(zhǎng)為1周。期望庫(kù)存等于期望庫(kù)存持續(xù)時(shí)間和各節(jié)點(diǎn)的銷售預(yù)測(cè)之積。5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)問(wèn)題識(shí)別：本案例主要研究供給鏈中牛鞭效應(yīng)，各個(gè)供給鏈節(jié)點(diǎn)庫(kù)存積壓，庫(kù)存波動(dòng)幅度比較大，不夠穩(wěn)定，導(dǎo)致供給鏈的本錢居高不下，失去了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此急需采取措施來(lái)削弱牛鞭效應(yīng)，從而能夠降低整條供給鏈的本錢，建立穩(wěn)定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因此本案例通過(guò)啤酒游戲來(lái)對(duì)供給鏈進(jìn)行仿真，從而為尋找較優(yōu)的供給鏈結(jié)構(gòu)來(lái)削弱牛鞭效應(yīng)，降低本錢。系統(tǒng)邊界確定：本案例中只考慮供給鏈中零售商、批發(fā)商、供給商，而且僅考慮他們之間的庫(kù)存訂貨系統(tǒng)，沒(méi)有涉及供給商的生產(chǎn)系統(tǒng)，供給鏈中的物流供給系統(tǒng)等等。5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)因果關(guān)系圖：當(dāng)市場(chǎng)需求增加時(shí)，零售商的庫(kù)存將會(huì)減少，從而導(dǎo)致零售商期望庫(kù)存和零售商的庫(kù)存之差即零售商庫(kù)存差增加，當(dāng)零售商庫(kù)存差增加，零售商增加向批發(fā)商訂貨來(lái)彌補(bǔ)庫(kù)存差。零售商的訂貨增加會(huì)加快批發(fā)商對(duì)零售商的送貨率，但是這個(gè)過(guò)程存在兩個(gè)延遲過(guò)程。一個(gè)信息延遲過(guò)程，就是零售商將市場(chǎng)需求變化情況反響批發(fā)商過(guò)程。另一個(gè)是物質(zhì)延遲過(guò)程，就是批發(fā)商得到零售商的訂貨要求需要一個(gè)時(shí)間過(guò)程來(lái)滿足這個(gè)要求。同樣，批發(fā)商的庫(kù)存也會(huì)減少，這樣就引起批發(fā)商期望庫(kù)存和批發(fā)商庫(kù)存之差，批發(fā)商就會(huì)增加向供給商訂貨來(lái)彌補(bǔ)庫(kù)存差。同理，批發(fā)商增加訂貨量會(huì)引起供給商向生產(chǎn)商或上級(jí)供給商增加訂貨量，在這兩個(gè)彌補(bǔ)庫(kù)存差的過(guò)程中同樣存在延遲過(guò)程，然后來(lái)響應(yīng)市場(chǎng)需求。5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)系統(tǒng)流程圖：根據(jù)因果關(guān)系圖繪制系統(tǒng)流程圖。首先要識(shí)別系統(tǒng)中的水平變量、速率變量。本系統(tǒng)中包括零售商庫(kù)存、批發(fā)商庫(kù)存、供給商庫(kù)存三個(gè)水平變量；市場(chǎng)需求率、批發(fā)商發(fā)貨率、供給商發(fā)貨率、供給商生產(chǎn)率、三個(gè)速率變量。各個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)貨率是根據(jù)下級(jí)節(jié)點(diǎn)的訂單來(lái)決定的。各級(jí)節(jié)點(diǎn)的訂單又是由產(chǎn)品銷售預(yù)測(cè)和庫(kù)存差來(lái)決定的。各個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)貨率還需要輔助變量來(lái)表達(dá)。輔助變量包括各節(jié)點(diǎn)的訂單量，期望庫(kù)存、銷售預(yù)測(cè)量、供給商生產(chǎn)需求。5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)建立仿真方程式：(1)市場(chǎng)銷售率=1000+IFTHENELSE(TIME>4，RANDOMNORMAL(-200，200，0，100，4),0)單位：箱/周(2)零售商銷售預(yù)測(cè)=SMOOTH(市場(chǎng)銷售率，移動(dòng)平均時(shí)間)單位：箱/周(3)零售商期望庫(kù)存=期望庫(kù)存持續(xù)時(shí)間×零售商銷售預(yù)測(cè)單位：箱(4)零售商庫(kù)存=INTEG(分銷商發(fā)貨率-市場(chǎng)銷售率，3000)單位：箱(5)零售商訂單=MAX(0，零售商銷售預(yù)測(cè)+(零售商期望庫(kù)存-零售商庫(kù)存)/庫(kù)存調(diào)整時(shí)間)單位：箱/周(6)批發(fā)商發(fā)貨率=DELAY3(零售商訂單，運(yùn)輸延遲時(shí)間)單位：箱/周5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)(7)批發(fā)商銷售預(yù)測(cè)=SMOOTH(批發(fā)商發(fā)貨率，移動(dòng)平均時(shí)間)單位：箱/周(8)批發(fā)商庫(kù)存=INTEG(供給商發(fā)貨率-批發(fā)商發(fā)貨率，3000)單位：箱(9)批發(fā)商期望庫(kù)存=期望庫(kù)存持續(xù)時(shí)間×批發(fā)商銷售預(yù)測(cè)單位：箱(10)批發(fā)商訂單=MAX(0，批發(fā)商銷售預(yù)測(cè)+(批發(fā)商期望庫(kù)存-分銷商庫(kù)存)/庫(kù)存調(diào)整時(shí)間)單位：箱/周(11)供給商發(fā)貨率=DELAY3(分銷商訂單，運(yùn)輸延遲時(shí)間)單位：箱/周5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)(12)供給商銷售預(yù)測(cè)=SMOOTH(供給商發(fā)貨率，移動(dòng)平均時(shí)間)單位：箱/周(13)供給商庫(kù)存=INTEG(供給商生產(chǎn)率-供給商發(fā)貨率，3000)單位：箱(14)供給商期望庫(kù)存=期望庫(kù)存持續(xù)時(shí)間×供給商銷售預(yù)測(cè)單位：箱(15)供給商生產(chǎn)需求=MAX(0，供給商銷售預(yù)測(cè)+(供給商期望庫(kù)存-供給商庫(kù)存)/庫(kù)存調(diào)整時(shí)間)單位：箱/周(16)供給商生產(chǎn)率=DELAY3(供給商生產(chǎn)需求率，生產(chǎn)延遲)單位：箱/周5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)計(jì)算機(jī)仿真：使用Vensim軟件建立系統(tǒng)流圖和填入方程式，就可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。建立仿真模型可以與現(xiàn)實(shí)對(duì)照，可以尋求削弱牛鞭效應(yīng)的策略，可以預(yù)測(cè)系統(tǒng)未來(lái)的行為趨勢(shì)。5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)仿真結(jié)果5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)對(duì)于牛鞭效應(yīng)現(xiàn)象，已經(jīng)很多國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了深入的研究，關(guān)于牛鞭效應(yīng)的原因提出了許多原因。因此在此借鑒他們的研究成果，提出的措施來(lái)削弱牛鞭效應(yīng)，通過(guò)對(duì)它們進(jìn)行仿真模擬，來(lái)驗(yàn)證這些措施的效果。其中斯坦福大學(xué)HauL.Lee教授對(duì)牛鞭效應(yīng)的原因比較有說(shuō)服力。本案例主要研究供給鏈組織結(jié)構(gòu)和信息結(jié)構(gòu)對(duì)牛鞭效應(yīng)的影響，從而為優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供幫助。5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)1.供給鏈組織結(jié)構(gòu)：通過(guò)增長(zhǎng)供給鏈的長(zhǎng)度和縮短供給鏈的長(zhǎng)度來(lái)研究牛鞭效應(yīng)的變化情況。所以我們分別研究二級(jí)供給鏈和四級(jí)供給鏈的庫(kù)存和訂單情況，從而與三級(jí)供給鏈進(jìn)行比照，看驗(yàn)證牛鞭效應(yīng)是否與供給鏈的長(zhǎng)度有關(guān)。二級(jí)供給鏈裁掉批發(fā)商，供給商直接和零售商進(jìn)行交易。四級(jí)供給鏈增加一個(gè)分銷商。二級(jí)供給鏈、四級(jí)供給鏈和三級(jí)供給鏈的因果關(guān)系圖、系統(tǒng)流圖、方程式都類似，因此在這里不再重復(fù)。5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)通過(guò)對(duì)各級(jí)供給鏈的各成員庫(kù)存量和訂單的比較，隨著供給鏈上節(jié)點(diǎn)企業(yè)的增加,供給商生產(chǎn)需求大幅上升，在四級(jí)供給鏈中更是到達(dá)6000箱/周。由此說(shuō)明,供給鏈中水平層次的參與者越多,信息被加工迭代次數(shù)就越多,放大現(xiàn)象越嚴(yán)重,市場(chǎng)需求扭曲的程度也越大。可以知道隨著供給鏈長(zhǎng)度增長(zhǎng)，供給鏈的牛鞭效應(yīng)越來(lái)越嚴(yán)重。因此可以知道供給鏈的組織結(jié)構(gòu)對(duì)牛鞭效應(yīng)是有一定的影響的，所以通過(guò)調(diào)整供給鏈的組織結(jié)構(gòu)可以來(lái)削弱牛鞭效應(yīng)。現(xiàn)在供給鏈越來(lái)越向網(wǎng)絡(luò)化，虛擬化；那么這樣的供給鏈組織調(diào)整是不是有利于供給鏈庫(kù)存水平的穩(wěn)定呢？(拓展局部)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)2.供給鏈信息結(jié)構(gòu)：許多研究牛鞭效應(yīng)的學(xué)者都認(rèn)為供給鏈的信息結(jié)構(gòu)對(duì)牛鞭效應(yīng)有很大的影響，由于供給鏈成員之間利用信息不對(duì)稱進(jìn)行商業(yè)博弈，從而導(dǎo)致市場(chǎng)需求信息在各級(jí)成員之間被扭曲，逐漸放大市場(chǎng)需求。因此很多學(xué)者提出通過(guò)供給鏈各成員之間的協(xié)調(diào),建立有效的信息共享機(jī)制與鼓勵(lì)機(jī)制,可以減輕牛鞭效應(yīng)的影響。所以當(dāng)前出現(xiàn)了許多新的供給鏈庫(kù)存管理模式如供給商庫(kù)存管理(VendorManagedInventory,VMI)、聯(lián)合庫(kù)存管理(JointlyManagedInventory，JMI)、協(xié)同規(guī)劃、預(yù)測(cè)與補(bǔ)給〔CollaborativePlanningForecastingandReplenishment,CPFR)等等。5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)本案例中我們選取VMI模式來(lái)驗(yàn)證通過(guò)改善供給鏈信息結(jié)構(gòu)是否能夠削弱牛鞭效應(yīng)。VMI(供給商管理庫(kù)存)是一種較為典型的信息共享下的庫(kù)存管理方式.在傳統(tǒng)的供給鏈管理模式中,信息流由下至上到達(dá)制造商,物流由上至下到達(dá)終端客戶,在這個(gè)過(guò)程中,供給鏈成員彼此都是獨(dú)立的,沒(méi)有信息共享,每個(gè)個(gè)體都是為了自己的利益最大化考慮,只會(huì)采取自己的預(yù)測(cè)方法,遵守各自的補(bǔ)貨原那么等。5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)與傳統(tǒng)供給鏈不同的是,由于信息共享,使得VMI下的供給鏈中只包含有用的和真實(shí)的需求信息,供給鏈成員不再依賴預(yù)期來(lái)進(jìn)行訂貨。在VMI的協(xié)議下,零售商及時(shí)將其商品銷售信息和庫(kù)存消耗量跨越分銷環(huán)節(jié)的多個(gè)成員,與批發(fā)商、制造商共享,供給商監(jiān)視零售商的庫(kù)存狀況,確定庫(kù)存補(bǔ)充數(shù)量。本案例我們以三級(jí)VMI模式下的供給鏈為研究對(duì)象，將其與傳統(tǒng)三級(jí)供給鏈進(jìn)行比照，來(lái)驗(yàn)證信息結(jié)構(gòu)的調(diào)整對(duì)牛鞭效應(yīng)的影響。5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)VMI模式下的三級(jí)供給鏈與傳統(tǒng)的三級(jí)供給鏈只是在信息結(jié)構(gòu)不同，VMI中成員不再是根據(jù)自己的銷售預(yù)測(cè)來(lái)進(jìn)行訂貨，而是在VMI協(xié)議下由零售商將市場(chǎng)的需求信息與批發(fā)商、供給商來(lái)共享，由供給商來(lái)對(duì)零售商的庫(kù)存進(jìn)行管理。所以VMI模式的三級(jí)供給鏈的因果關(guān)系圖與傳統(tǒng)三級(jí)供給鏈一樣，只是系統(tǒng)流圖有點(diǎn)差異。

5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)由系統(tǒng)流圖可以知道，VMI模式下的三級(jí)供給鏈各成員的訂單直接依賴于市場(chǎng)需求信息，不再根據(jù)自己的銷售預(yù)測(cè)來(lái)訂貨。同時(shí)各上游節(jié)點(diǎn)需要對(duì)下游節(jié)點(diǎn)的庫(kù)存進(jìn)行管理。因此它們的方程式也要進(jìn)行修改。(1)批發(fā)商訂單=MAX(0，零售商銷售預(yù)測(cè)+(批發(fā)商期望庫(kù)存×2-批發(fā)商庫(kù)存-零售商庫(kù)存)/庫(kù)存調(diào)整時(shí)間)單位：箱/周(2)供給商生產(chǎn)需求=MAX(0，零售商銷售預(yù)測(cè)+(供給商期望庫(kù)存×3-供給商庫(kù)存-批發(fā)商庫(kù)存-零售商庫(kù)存)/庫(kù)存調(diào)整時(shí)間)單位：箱/周仿真結(jié)果比照方以下圖所示：5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)5.2供給鏈中牛鞭效應(yīng)由仿真輸出結(jié)果可知，與傳統(tǒng)供給鏈相比，在實(shí)施VMI的供給鏈中，各節(jié)點(diǎn)庫(kù)存量比較穩(wěn)定，波動(dòng)幅度明顯減小。供給鏈各節(jié)點(diǎn)訂