基于系统动力学模型的库存控制机理研究.pdf

摘要 应用系统动力学的原理和方法分析了库存控制系统。建立了库存控制系统动力学 模型，利用软件提供的模拟环境，对模型进行了运行和结果分析。 关键词 系统动力学；库存； SD 模型 1 前言 物资流通的经济效益是提高全社会经济效益的一个重要因素。 一般来说库存物资过多会 影响企业的经济效益， 由于物价波动及存在的某些物资短缺， 许多企业在不同程度上对一些 关键物资作合理存储。一般说来，物资供应保证率与库存物资的数量成正比。但是，库存物 资过多， 却影响企业的经济效益。 因此确定合理的库存量对保证物资供应和提高企业的经济 效益有着重要的影响。 本文利用系统动力学的定性分析和定量分析相结合的原理和方法建立库存控制系统的 模型， 并以计算机为工具， 进行仿真试验和计算。 所获得的信息被用来分析和研究系统的结 构和行为，为正确决策提供科学的依据。 2 库存控制模型的系统动力学仿真程序框架图 库存控制模型的系统动力学仿真程序框图如图 1 所示。 根据仿真程序框架图， 可知系统 动力学的仿真实验过程如下： 1）确定系统目标：主要包括预测系统的期望状态、观测系统的特征、找出系统中的问 题所在、描述与问题有关的系统状态、划定问题的范围和边界、选择适当的变量等。 2 ）分析系统中的因果关系：描述问题的有关因素、 解释各因素间的内在关系、画出因 果关系图、隔离和分析反馈环路及它们的作用。 3）建立系统动力学模型：建立流图、构造 DYANAMO 语言方程式。 4 ）计算机模拟： 将 DYANAMO 语言方程式和原始数据及相关数据 (变量 )在计算机上 多方案模拟实验，得出结果，绘制结果曲线图，修改程序 (方程式 ) ，调整数据 (变量 )，进 行反复模拟实验。 5）分析结果：通过对结果的分析，不仅可发现系统的构造错误和缺陷，而且还可找出 错误和缺陷的原因。 根据结果分析情况， 确定是否对模型进行修正，然后再做仿真实验，直 至得到满意的结果为止。 图 1 系统动力学程序框图 3 库存控制系统动力学模型的建立 从库存控制系统的因果关系图可以得到系统中各个部分相互影响的基本关系， 便于对整 个系统的发展情况有一大致的了解。图 2 库存控制模型的因果关系图。 图中带箭头的的线段为因果链（ Link ），表明了两个要素的因果关系。加了正负符号的 因果链可以表明相互影响的性质， 正号表明箭头指向的变量将随箭头源发的变量的增加而增 加，减少而减少；而负号则表明变量间取与此相反的关系。 图 2 库存控制系统的因果关系图 从图 2 中可以看到整个模型是一个负反馈环， 负反馈环控制环中的变量趋于稳定。 正是 由于负反馈环的存在，使得库存控制中避免出现订货量的激增导致系统的恶化。 图 2 仅是描述了反馈结构的基本方面， 不能表示不同性质变量的区别， 必须进一步运用 流图来表示。通过库存控制模型的因果关系图可画出它的流图（见图 3 ）。 图 3 库存控制系统流图 本模型中共有变量 19 个，其中水平变量 2 个，速率变量 3 个，辅助变量 6 个，常数 7 个，自定义变量 1 个。相应的构造方程（ DYNAMO 语言方程，在软件 vensim 上运行）如 下： 库存＝ INTEG （进货速率－发货速率）×时间间隔＋初始库存；单位：千元。 订单积压＝ INTEG （订货速率－进货速率）×时间间隔＋初值；单位：千元。 订