财务信息系统5–库存管理的系统动力学仿真.docVIP

基于Excel的存货管理系统动力学仿真 温素彬 [摘要]利用EXCEL的函数、控件等工具，建立存货管理的系统动力学模型，通过仿真计算，达到模拟并控制库存波动的目的。结果表明，改变调节时间和延迟时间可以减小库存的波动幅度。 [关键词]存货管理，系统动力学，EXCEL 系统动力学是应用模拟方法来研究社会经济系统的行为并在此基础上对系统的状态变量在未来时间内的发展趋势进行预测的学问。按照系统动力学原理建立的模型就是系统动力学模拟模型。利用Excel可建立一个系统动力学模型，对库存管理进行系统模拟。 1 构建系统动力学模型的基本方法 一个完整的系统动力学模拟需要经过以下程序： 其中，系统动力学模型的构建和系统动力学仿真计算是系统动力学模拟的两个关键步骤。 1.1 构建系统动力学模型 （1）构建系统动力学流程图 系统动力学流程图的作用是明确系统的基本结构。系统动力学流程图需要以下基本要素：流（flow）、水准（level）、速率（rate）、信息（information）、源（source）与汇（sink）、滞后（delay）、参数（parameter）等，其基本含义和表示法分别是： ①流。流是系统中的活动和行为。以实箭头表示实体流，以虚箭头表示信息流。 ②水准。水准是系统中反映子系统和要素的状态，如库存量、库存现金等。水准是实体流的积累，用矩形框表示。 ③速率。速率用来描述系统中的流随时间变化的活动状态，如物资的入库速率、出库速率等。 ④信息的取出。信息可以取自水准、速率等处，用虚箭头线表示。箭尾的小圆圈表示信息源，箭头表示信息的接收端。 ⑤源与汇。源指流的来源。汇指流的归宿。 ⑥滞后。滞后是指由于信息的传递需要一定时间而导致输入和输出、发送和接收之间的时间滞后。滞后分物流滞后和信息流滞后。 ⑦参数。参数是系统在一次运行过程中保持不变的量。如库存调整时间、计划满足缺货量的时间等。 构建系统动力学流程图的过程也就是应用模拟方法对现实问题抽象化，将以上各要素有机组合，形成一个系统结构图的过程。 （2）建立结构方程式 系统动力学流程图能够说明系统的基本结构，但不能对系统进行定量分析，而结构方程式就是用来定量分析系统动态行为的方程式。结构方程式要根据实际问题设立，主要包括水准方程式、速率方程式、给定常量方程式、赋初值方程式，还可以包括辅助方程式、附加方程式。 例如,时刻t的商品库存量y与单位时间商品入库量xin和出库量xout的关系用数学关系式表示为: 用DYNAMO语言描述则可表示为: L Y.K =Y.J+DT *(XIN.JK-XOUT.JK ) （1） 上式中,L表示水准方程。Y.K表示K时刻的库存量， Y.J表示J时刻的库存量， DT表示时间步长， XIN.JK和XOUT.JK分别表示从时刻J到时刻K的入库量和出库量。 再如，商品订货速率可表示为： （2） 其中OR.KJ表示订货速率，AT是调节时间，EQ.K为K时刻期望库量，Q.K为K时刻实际库存量。 以上，（1）式为水准方程，（2）式为速率方程。 1.2 系统动力学仿真计算 系统动力学的仿真计算通常是运用DYNAMO语言通过计算机实现。但是，DYNAMO语言专业性较强，难以掌握，而Excel对于大多数管理者来说相对易于掌握和操作，因此本文运用Excel进行仿真计算，并通过建立存货管理系统动力学仿真模型加以说明。Excel具有强大的计算功能，运用Excel进行仿真计算的主要工具有Excel的电子表格功能、各种计算函数以及窗体和控件。 2 库存管理的Excel系统动力学仿真 2.1 常见的库存管理问题 常见的存管理问题的基本条件（或假定）如下：（1）存货采用定期实地盘存制；（2）仓库管理员根据期望库存量与实际库存量的差额来决定订货速率，即订货速率和期望库存量与实际库存量的差呈正比，比例系数为调节时间的倒数；（3）实际库存量的变化率等于收货速率；（4）收货速率与订货在途量呈正比，比例系数为订货延迟（订货商品的入库时间）的倒数；（5）在途订货量的变化率等于订货速率与收货速率之差；（6）给定参数：期望库存量为5000件，初始库存量为1100件，初始在途订货量为9000件，调节时间为5周，订货商品的入库时间为10周，模拟间隔时间为2周。 2.2 系统目的 模拟库存波动情况，控制库存波动性。 2.3 构建系统动力学流程图 为构建系统动力学流程图，首先令EQ为期望库存量，Q0为初始库存量，DQ0为初始在途订货量，Qt为t时刻的库存量，DQt为t时刻的在途订货量，AT为调节时间，DT为订货延迟时间，IT为模拟间隔时间，VQ为库存量的改变量，VDQ为在途订货量的改变量， OR为订货速率，RR为收货速率。 按照系统动力学常用的流