計(jì)算機(jī)模擬定性研究復(fù)雜系統(tǒng)論文

時(shí)間:2022-04-16 03:45:00

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計(jì)算機(jī)模擬定性研究復(fù)雜系統(tǒng)論文

編者按:本文主要從實(shí)證研究;模型運(yùn)行結(jié)果分析;瓶頸分析三個(gè)方面進(jìn)行論述。其中,主要包括:確定系統(tǒng)目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)分析、分析系統(tǒng)的基本問題與主要問題、初步劃定系統(tǒng)的界限、確定回路及回路間的反饋耦合關(guān)系、Vensim是一個(gè)基于視窗界面的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模工具、作為加工型企業(yè),主要研究其企業(yè)本身的庫存控制機(jī)制、途中庫存一交貨率、途中存貨入庫時(shí)間和庫存調(diào)整時(shí)間的改變對(duì)庫存曲線都有影響、二者均對(duì)庫存產(chǎn)生著不同程度的影響、庫存調(diào)整時(shí)間是庫存系統(tǒng)的主要瓶頸、庫存調(diào)整時(shí)間的增加有利于提高庫存系統(tǒng)的穩(wěn)定性等,具體材料請(qǐng)?jiān)斠姟?/p>

系統(tǒng)動(dòng)力(SD)學(xué)采用定性與定量、系統(tǒng)整體思考與分析、綜合與推理相結(jié)合的方法,來研究處理復(fù)雜系統(tǒng)問題,根據(jù)SD理論與方法建立模型,借助計(jì)算機(jī)模擬可以定性與定量地分析研究復(fù)雜系統(tǒng)的各種問題。這個(gè)過程可分為五步。確定系統(tǒng)目標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)分析。其主要任務(wù)在于分析問題,剖析要因,調(diào)查收集有關(guān)系統(tǒng)的情況與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),了解用戶提出的要求、目的,明確所要解決的問題。分析系統(tǒng)的基本問題與主要問題,基本矛盾與主要矛盾,變量與主要變量。初步劃定系統(tǒng)的界限,并確定內(nèi)生變量、外生變量、輸入量。確定系統(tǒng)行為的參考模式;分析系統(tǒng)中的因果關(guān)系。分析系統(tǒng)的變量、變量間的關(guān)系,定義變量(包括常數(shù)),確定變量的種類及主要變量。確定回路及回路間的反饋耦合關(guān)系,初步確定系統(tǒng)的主回路及它們的性質(zhì);建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,建立流圖、構(gòu)造DYANAMO語言方程式。分別建立狀態(tài)方程、速率方程、輔助方程,確定與估計(jì)參數(shù),給所有的賦初值方程,常量方程和表函數(shù)等方程賦值;計(jì)算機(jī)模擬與政策分析,更深入地剖析系統(tǒng)。尋找解決問題的決策,獲取更豐富的信息,發(fā)現(xiàn)新的矛盾與問題。修改模型,包括結(jié)構(gòu)與參數(shù)的修改。將DYANAMO語言方程式和原始數(shù)據(jù)及相關(guān)變量在計(jì)算機(jī)上多方案模擬實(shí)驗(yàn),繪制結(jié)果曲線圖;根據(jù)結(jié)果分析情況,確定是否對(duì)模型進(jìn)行修正,然后再做仿真實(shí)驗(yàn),直至得到滿意的結(jié)果為止。

一、實(shí)證研究

某企業(yè)屬于加工型企業(yè),主要從事W產(chǎn)品的加工,從供應(yīng)商那里購(gòu)進(jìn)W半成品,利用自己的設(shè)備和人員進(jìn)行成品加工,同時(shí)自己擁有龐大的銷售團(tuán)隊(duì)進(jìn)行市場(chǎng)的開拓,成為W產(chǎn)品行業(yè)的佼佼者并擁有良好的口碑。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,公司越來越重視“第三利潤(rùn)源”,引進(jìn)先進(jìn)的物流庫存管理理念模式,公司將進(jìn)購(gòu)的半成品分門別類的存放,便于存儲(chǔ)和提取。此外,該公司還控制整體庫存量,減少積壓成本。公司庫存訂貨策略沿用的是定期訂貨策略中的(T,S)模型。

Vensim是一個(gè)基于視窗界面的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模工具,它提供了功能強(qiáng)大的圖形編輯環(huán)境。在構(gòu)建包含水平變量、速率變量、輔助變量等要素的流圖后,通過使用Vensim提供的便捷的公式編輯器,生成完整的模擬模型。利用一系列分析工具對(duì)模擬系統(tǒng)的行為機(jī)制進(jìn)行分析研究。結(jié)合該公司的庫存控制情況,作為加工型企業(yè),主要研究其企業(yè)本身的庫存控制機(jī)制。在倉(cāng)庫管理者發(fā)現(xiàn)實(shí)際庫存低于期望庫存時(shí)即發(fā)出訂貨請(qǐng)求,經(jīng)過一段時(shí)間的庫存調(diào)整后向供應(yīng)商發(fā)出訂單,通過第三方物流經(jīng)過一定的時(shí)間的運(yùn)輸把半成品送達(dá)XX公司,在公司進(jìn)行W產(chǎn)成品的加工生產(chǎn)并銷售出去。通過對(duì)XX公司的庫存控制系統(tǒng)運(yùn)行過程以及影響因素進(jìn)行分析可知,其主要影響因素確定為訂貨率、交貨率、發(fā)貨率、庫存調(diào)解率、第三方物流的在途庫存、庫存、期望庫存、途中存貨入庫時(shí)間、庫存調(diào)整時(shí)間。對(duì)主要影響因素進(jìn)行分析,存在七條因果鏈。在某一時(shí)點(diǎn)上,企業(yè)的實(shí)際庫存可以視為一個(gè)固定值,而庫存調(diào)整時(shí)間是固定量。因此,按照上述公式,在該時(shí)點(diǎn)上,企業(yè)期望庫存越大,則會(huì)導(dǎo)致庫存調(diào)節(jié)率越大,相反,則使庫存調(diào)節(jié)率越小,所以該因果鏈取“+”號(hào)。庫存調(diào)節(jié)率一訂貨速率。如前所述,發(fā)貨率是一固定值,所以訂貨率和庫存調(diào)節(jié)率是正比的關(guān)系,庫存調(diào)節(jié)率越大,訂貨速率越大,該因果鏈取“+”號(hào)。訂貨速率一途中庫存。訂貨速率越大,在其他參量不變的情況下,供貨就會(huì)越多,因此,在這個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的貨物滯留量也就會(huì)越多。訂貨速率和途中庫存同樣是一個(gè)正比的關(guān)系,該因果鏈取“+”。發(fā)貨速率一訂貨速率。在某一時(shí)點(diǎn)上,庫存調(diào)節(jié)率可視為一個(gè)固定值,故訂貨率和發(fā)貨率是正比關(guān)系,該因果鏈取“+”。途中庫存一交貨率。假設(shè)途中存貨入庫時(shí)間是固定值,可知交貨率和途中庫存是正比的關(guān)系,途中庫存越大,交貨率越大,該因果鏈取“+”。交貨率一庫存。初始庫存、發(fā)貨率均是定值,在一定時(shí)間dt內(nèi)庫存和交貨率正比關(guān)系,該因果鏈取“+”。庫存一庫存調(diào)節(jié)率。期望庫存是一定值,故庫存調(diào)節(jié)率和庫存是反比關(guān)系,該因果鏈取“一”。

通過分析,我們知道整個(gè)回路的7條因果鏈當(dāng)中,有6條鏈?zhǔn)恰?”的因果鏈,有1條鏈?zhǔn)恰耙弧钡囊蚬?,根?jù)回路極性判斷原則,將回路中因果鏈的效應(yīng)累積之后,該反饋回路包含奇數(shù)個(gè)負(fù)因果鏈,因此整條回路的極性就為負(fù),所以該庫存模型是一個(gè)負(fù)反饋回路。這種負(fù)反饋的存在會(huì)使得系統(tǒng)具有不斷縮小當(dāng)前狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)之間偏離的趨勢(shì)。

在VENSIM中,途中庫存和公司庫存會(huì)隨著時(shí)間進(jìn)行積累,屬于狀態(tài)變量;訂貨速率、交貨速率和發(fā)貨速率反映了各環(huán)節(jié)中輸入和輸出之間的關(guān)系屬于速率變量;庫存調(diào)解率是為了獲得訂貨速率而出現(xiàn)的,它對(duì)速率方程的建立起到了輔助作用是輔助變量。應(yīng)用VENSIM中EQUATION可以寫出DAYNAMO方程

二、模型運(yùn)行結(jié)果分析

庫存調(diào)整時(shí)間5天,途中存貨入庫時(shí)間10天。針對(duì)抽象模型的建立,設(shè)置途中庫存初始值10000件,公司庫存初始值1000件,發(fā)貨率服從隨機(jī)正態(tài)分布均值750件/天來分析庫存系統(tǒng)的運(yùn)行并進(jìn)行預(yù)測(cè)。

途中存貨入庫時(shí)間(TI)對(duì)庫存的影響。其它各參數(shù)不變的條件下,T1分別為10天(Current)和18天(TI)時(shí)的庫存輸出特性比較。當(dāng)T1增加時(shí),庫存反應(yīng)相對(duì)滯后,波動(dòng)較大,庫存趨于穩(wěn)態(tài)用時(shí)較長(zhǎng),故T1越短越好。

庫存調(diào)整時(shí)間T2對(duì)庫存的影響。其它各參數(shù)不變的條件下,T2分別為5天(Current)和7天(T2)時(shí)的庫存輸出特性比較圖。T2增加時(shí)庫存特性曲線波動(dòng)幅度變小,并且較快的趨于穩(wěn)態(tài)值。

三、瓶頸分析

途中存貨入庫時(shí)間(TI)和庫存調(diào)整時(shí)間(T2)的改變對(duì)庫存曲線都有影響,對(duì)Tl和T2給定三組數(shù)據(jù)Al(10,5),A2(8,3),A3(8,7)分析該庫存控制系統(tǒng)的主要瓶頸環(huán)節(jié)。

途中存貨入庫時(shí)間T1越短越好,庫存調(diào)整時(shí)間T2越長(zhǎng)越好,二者均對(duì)庫存產(chǎn)生著不同程度的影響。A3組和Al組相比,途中存貨入庫時(shí)間減少,庫存調(diào)整時(shí)間增加??芍獌蓚€(gè)時(shí)間同時(shí)朝著有利的方向增減能使庫存波動(dòng)盡快衰減,趨于平穩(wěn)。A2組A1組相比,途中存貨入庫時(shí)間減少,庫存調(diào)整時(shí)間減少,可知庫存調(diào)整時(shí)間對(duì)庫存曲線的影響起著決定性的作用。

故在XX公司庫存控制系統(tǒng)中,庫存調(diào)整時(shí)間是庫存系統(tǒng)的主要瓶頸,相關(guān)部門應(yīng)多加關(guān)注,制定相應(yīng)的措施加強(qiáng)控制,并指定特定人員根據(jù)公司面臨的實(shí)際情況進(jìn)行分析制定適合實(shí)際的庫存調(diào)整時(shí)間,同時(shí)跟蹤觀察,適時(shí)進(jìn)行調(diào)整,以免影響庫存系統(tǒng)的穩(wěn)定性。庫存調(diào)整時(shí)間的增加有利于提高庫存系統(tǒng)的穩(wěn)定性。不過應(yīng)該注意的是,增加庫存調(diào)整時(shí)間雖然有助于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,但同時(shí)延長(zhǎng)了缺貨的補(bǔ)充時(shí)間,犧牲了系統(tǒng)的時(shí)效性,因此XX公司應(yīng)根據(jù)情況設(shè)定較為合理的系統(tǒng)庫存調(diào)整時(shí)間,但同時(shí)也應(yīng)賦予途中存貨入庫時(shí)間適當(dāng)?shù)年P(guān)注,從而獲得存儲(chǔ)環(huán)節(jié)的競(jìng)爭(zhēng)力。

在仿真分析中,途中存貨入庫時(shí)間和庫存調(diào)整時(shí)間均對(duì)庫存產(chǎn)生著不同程度的影響,期望庫存的改變并不影響庫存系統(tǒng)變化曲線的走勢(shì),只是影響著庫存平均量的高低,此因素對(duì)該公司庫存控制穩(wěn)定性方面的影響較弱。通過瓶頸分析,庫存調(diào)整時(shí)間是該公司庫存系統(tǒng)的主要瓶頸因素,在這方面應(yīng)加強(qiáng)控制,制定合理的庫存調(diào)整時(shí)間。