【正文】 量的區(qū)別。 流圖及其表示 流圖及其表示符號 ? 流圖的構(gòu)成要素： 狀態(tài)變量 (Level) 速率或變化率 (Rate) 源 (Source)與漏 (Sink) 狀態(tài)變量 (Level)與決策變量 (Rate) ? 任何決策反饋回路一定要包含兩種基本變量，一種是 狀態(tài)變量 (或稱為流位變量 Level)，另一種是決策變量，也稱變化率 (或稱 速率 Rate)。如人口數(shù)量、固定資產(chǎn)、污染量、庫存量、需求量、供給量等，這個量表達了一種積分過程，但不是所有的積累都必須作為狀態(tài)變量。如人口出生與死亡、固定資產(chǎn)的投資形成與折舊、污染的產(chǎn)生與消除、庫存的入庫與出庫、學(xué)生入學(xué)率與畢業(yè)率等都是速率變量。 相對于我們關(guān)心的有積累過程的真實系統(tǒng)，源與漏代表那些在系統(tǒng)界限以外的部分。 舉例 :兔子的數(shù)量變化 (流圖 ) 因果關(guān)系和流圖轉(zhuǎn)化 ? 比較因果關(guān)系圖和流圖就可以看出 :因果關(guān)系圖只能描述反饋結(jié)構(gòu)的基本方面，不能反映不同性質(zhì)的變量的區(qū)別 。 ? 流圖不僅能表達因果關(guān)系圖的全部含義，而且還能使系統(tǒng)的流量、變量及其性質(zhì)變得一目了然，反映出系統(tǒng)模型是怎樣通過系統(tǒng)內(nèi)部的各種流來溝通的。 系統(tǒng)動力學(xué)模型體系 系統(tǒng)動力學(xué)擁有規(guī)范的、定量的、用計算機語言書寫的模型。應(yīng)按照建模目的與要求加以選用。 主模型描述整體與局部、上與下的關(guān)系；分模型對系統(tǒng)的子系統(tǒng)和組成部分分別加以詳細描述。 系統(tǒng)動力學(xué)模型為主體與其他理論、方法的結(jié)合：數(shù)理經(jīng)濟學(xué)、計量經(jīng)濟學(xué)，投入產(chǎn)出分析，優(yōu)化理論，非平衡自組織理論，灰色系統(tǒng)理論，復(fù)雜系統(tǒng)理論（智能化綜合系統(tǒng)），等等。 ?。因為銷售業(yè)績太好，以致積欠交貨的訂單在第 2年就開始越積越多，于是管理層決定擴大產(chǎn)量，但是這需要時間；與此同時使原先對顧客允諾的交貨期一再拖延，但領(lǐng)導(dǎo)層認為，企業(yè)的產(chǎn)品功能是無法替代，顧客能夠接受交貨期的延長。但是，到了第 3年年末開始出現(xiàn)困境，而第 4年銷售業(yè)績出現(xiàn)危機。于是企業(yè)的注意力又是集中營銷：提高銷售獎額、增加特別折扣和新的促銷廣告，跟著情況一時好轉(zhuǎn)，但是很快困境再度出現(xiàn)；于是再進一步加強營銷，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，但是企業(yè)從來沒發(fā)揮它真正的潛力。之后采取強化措施，有幾次周期性的改善，但是公司整體仍趨于惡化。 第 3年 第 6年 第 10年 營業(yè)收入 S公司營業(yè)收入變化形態(tài) ?系統(tǒng)邊界的確定：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題關(guān)系密切的重要變量劃入系統(tǒng)邊界內(nèi)。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、銷售部門。 ?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)該在詳細分析系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，找出反映系統(tǒng)動態(tài)行為的主要變量之間的因果關(guān)系，繪制因果關(guān)系圖。 ? 營業(yè)收入，那么考慮什么在影響它。 ?2. 如果公司僅存在第一步的正反饋回路，那么營業(yè)收入應(yīng)該按指數(shù)方式增長，這樣實際情況不符，所以還應(yīng)該存在阻礙營業(yè)收入增長的負反饋回路。因此這樣影響到公司的聲譽，使得銷售變得困難，所獲得的訂單量會減少，從而導(dǎo)致營業(yè)收入的下滑。 ?，但負反饋回路使得營業(yè)收入減少。因此要營業(yè)收入指數(shù)增長必須消除負反饋回路的作用，那就是縮短交貨期。我們可以通過擴大企業(yè)的產(chǎn)能來縮短交貨期，也就是交貨期作為企業(yè)擴大產(chǎn)能的信號，當(dāng)交貨期超過一定的交貨標(biāo)準(zhǔn)，就需要等待產(chǎn)能擴大到足夠的程度，但是產(chǎn)能擴大需要時間，存在這個延遲就會影響企業(yè)的發(fā)展。我們知道企業(yè)擴大產(chǎn)能是必須花費時日的，關(guān)鍵在于怎樣克服這個延遲。 這里由于案例數(shù)據(jù)不充分，就不進行計算機仿真實現(xiàn)。 通過以上兩個案例，知道它們之間存在一些共性。我們這里討論的兩個案例都屬于其中“成長與投資不足基?！薄? 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)能擴大 關(guān)鍵在于服務(wù)品質(zhì) 加強營銷人員帶到業(yè)績 通過飛機和班次推動成長 沒落原因是交貨期的延長 失敗原因是服務(wù)品質(zhì)的下降 ?背景知識： 牛鞭效應(yīng)：最早由寶潔公司在 20世紀(jì) 90年代提出的。從產(chǎn)品的零售商到供應(yīng)商，他們的訂貨需求的波動幅度逐漸增大，形似一條鞭子，因此被稱為牛鞭效應(yīng)（如圖）。幾十年來，游戲的參加者成千上萬，但游戲總是產(chǎn)生類似的結(jié)果。 在游戲中，零售商通過向某一批發(fā)商訂貨，來響應(yīng)顧客要求購買的啤酒訂單，批發(fā)商通過向生產(chǎn)啤酒的工廠訂貨來響應(yīng)這個訂單。每一組都以最優(yōu)的方式管理庫存，準(zhǔn)確訂貨以使利潤最大化。首先假設(shè)啤酒游戲中包含零售商、批發(fā)商、供應(yīng)商三個成員。 200，均值為 0，波動次數(shù)為 100次，隨機因子為 4個。仿真時間為 0～ 200周，仿真步長為 1周。 問題識別： 本案例主要研究供應(yīng)鏈中牛鞭效應(yīng)，各個供應(yīng)鏈節(jié)點庫存積壓，庫存波動幅度比較大，不夠穩(wěn)定，導(dǎo)致供應(yīng)鏈的成本居高不下，失去了競爭優(yōu)勢。因此本案例通過啤酒游戲來對供應(yīng)鏈進行仿真，從而為尋找較優(yōu)的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)來削弱牛鞭效應(yīng)，降低成本。 因果關(guān)系圖： 當(dāng)市場需求增加時，零售商的庫存將會減少，從而導(dǎo)致零售商期望庫存和零售商的庫存之差即零售商庫存差增加，當(dāng)零售商庫存差增加，零售商增加向批發(fā)商訂貨來彌補庫存差。一個信息延遲過程，就是零售商將市場需求變化情況反饋批發(fā)商過程。同樣，批發(fā)商的庫存也會減少，這樣就引起批發(fā)商期望庫存和批發(fā)商庫存之差，批發(fā)商就會增加向供應(yīng)商訂貨來彌補庫存差。 系統(tǒng)流程圖： 根據(jù)因果關(guān)系圖繪制系統(tǒng)流程圖。本系統(tǒng)中包括零售商庫存、批發(fā)商庫存、供應(yīng)商庫存三個水平變量；市場需求率、批發(fā)商發(fā)貨率、供應(yīng)商發(fā)貨率、供應(yīng)商生產(chǎn)率、三個速率變量。各級節(jié)點的訂單又是由產(chǎn)品銷售預(yù)測和庫存差來決定的。輔助變量包括各節(jié)點的訂單量，期望庫存、銷售預(yù)測量、供應(yīng)商生產(chǎn)需求。建立仿真模型 可以與現(xiàn)實對照，可以尋求削弱牛鞭效應(yīng)的策略，可以預(yù)測系統(tǒng)未來的行為趨勢。系統(tǒng)中各個成員的庫存和訂單量都波動幅度很大，市場的需求信息在供應(yīng)鏈中一級一級地放大。我們知道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定系統(tǒng)的行為，同樣牛鞭效應(yīng)由啤酒游戲中的結(jié)構(gòu)決定。 ?政策優(yōu)化： 在前面已經(jīng)提到，政策優(yōu)化包括 參數(shù)優(yōu)化 、 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 、邊界優(yōu)化 。但是這種優(yōu)化在本質(zhì)上大大不同于人們已熟悉的線性模型，常規(guī)的最優(yōu)化技術(shù)對它已無能為力?！霸嚋惙ā币话闶菍ο到y(tǒng)的參數(shù)而言，主要依靠建模與分析人員的經(jīng)驗和技巧，很難達到數(shù)學(xué)意義上的優(yōu)化或滿意。因此有些系統(tǒng)動力學(xué)研究者想彌補“試湊法”的缺點，開始將遺傳算法、蟻群算法、小波分析等全局優(yōu)化方法用于 SD模型的優(yōu)化問題。因此在此借鑒他們的研究成果，提出的措施來削弱牛鞭效應(yīng)，通過對它們進行仿真模擬，來驗證這些措施的效果。本案例主要研究供應(yīng)鏈組織結(jié)構(gòu)和信息結(jié)構(gòu)對牛鞭效應(yīng)的影響，從而為優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供幫助。所以我們分別研究二級供應(yīng)鏈和四級供應(yīng)鏈的庫存和訂單情況，從而與三級供應(yīng)鏈進行對比，看驗證牛鞭效應(yīng)是否與供應(yīng)鏈的長度有關(guān)。四級供應(yīng)鏈增加一個分銷商。 ? 通過對各級供應(yīng)鏈的各成員庫存量和訂單的比較，隨著供應(yīng)鏈上節(jié)點企業(yè)的增加 ,供應(yīng)商生產(chǎn)需求大幅上升，在四級供應(yīng)鏈中更是達到 6000箱 /周?？梢灾离S著供應(yīng)鏈長度增長，供應(yīng)鏈的牛鞭效應(yīng)越來越嚴(yán)重?，F(xiàn)在供應(yīng)鏈越來越向網(wǎng)絡(luò)化，虛擬化；那么這樣的供應(yīng)鏈組織調(diào)整是不是有利于供應(yīng)鏈庫存水平的穩(wěn)定呢？ (拓展部分 ) ?： 許多研究牛鞭效應(yīng)的學(xué)者都認為供應(yīng)鏈的信息結(jié)構(gòu)對牛鞭效應(yīng)有很大的影響，由于供應(yīng)鏈成員之間利用信息不對稱進行商業(yè)博弈，從而導(dǎo)致市場需求信息在各級成員之間被扭曲，逐漸放大市場需求。所以當(dāng)前出現(xiàn)了許多新的供應(yīng)鏈庫存管理模式如供應(yīng)商庫存管理 (Vendor Managed Inventory ,VMI)、聯(lián)合庫存管理 (Jointly Managed Inventory， JMI )、協(xié)同規(guī)劃、預(yù)測與補給 （ Collaborative Planning Forecasting and Replenishment, CPFR)等等。 VM I(供應(yīng)商管理庫存 )是一種較為典型的信息共享下的 庫存管理方式 . 在傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈管理模式中 ,信息流由下至上到達制造商 ,物流由上至下到達終端客戶 ,在這個過程中 ,供應(yīng)鏈成員彼此都是獨立的 ,沒有信息共享 ,每個個體都是為了自己的利益最大化考慮 ,只會采取自己的預(yù)測方法 ,遵守各自的補貨原則等。在 VM I的協(xié)議下 ,零售商及時將其商品銷售信息和庫存消耗量跨越分銷環(huán)節(jié)的多個成員 ,與批發(fā)商、制造商共享 ,供應(yīng)商監(jiān)視零售商的庫存狀況 ,確定庫存補充數(shù)量。 ? VMI模式下的三級供應(yīng)鏈與傳統(tǒng)的三級供應(yīng)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)測來進行訂貨，而是在 VMI協(xié)議下由零售商將市場的需求信息與批發(fā)商、供應(yīng)商來共享，由供應(yīng)商來對零售商的庫存進行管理。 ? 由系統(tǒng)流圖可以知道， VMI模式下的三級供應(yīng)鏈各成員的訂單直接依賴于市場需求信息，不再根據(jù)自己的銷售預(yù)測來訂貨。因此它們的方程式也要進行修改。供應(yīng)鏈各節(jié)點訂單水平及生產(chǎn)需求波動幅度也明顯降低，說明各節(jié)點訂貨水平越來越接近市場需求信息，需求信息的放大程度大大減少。所以通過對供應(yīng)鏈的信息結(jié)構(gòu)進行調(diào)整有利于削弱牛鞭效應(yīng)。在這個案例中，我們的目的就是找出削弱牛鞭效應(yīng)的策略。 ?第三：建立系統(tǒng)的因果關(guān)系圖 ，在這個過程中關(guān)鍵在于分析系統(tǒng)中的要素，以及要素之間的關(guān)系，從而建立系統(tǒng)的因果關(guān)系圖。 ?第五，建立仿真方程式 ，進行仿真模擬。 ?第六，政策優(yōu)化 。結(jié)構(gòu)優(yōu)化和邊界優(yōu)化是比較困難，也是當(dāng)前研究的熱點。 ? 1：外文參考教材： (1) 《 Industrial Dynamics》 , 《 Principles of Systems 》 ,《 Urban Dynamics 》 , 《 World Dynamics 》