安 馗，徐建萍，汪 旭 （貴州大學(xué) 管理學(xué)院，貴州 貴陽 550000）

0 引言

全球各地每時每刻都在生產(chǎn)各式各樣的商品，其中不乏在生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲存環(huán)節(jié)對溫度要求極高的商品[1-3]?！袄滏湣笔侵咐酶鞣N設(shè)備組合，使商品在生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲過程始終處于低溫條件下，保證商品質(zhì)量處于“健康”狀態(tài)[4-6]。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)和人民生活品質(zhì)的提高，我國的冷鏈技術(shù)有著突飛猛進(jìn)的發(fā)展，包括產(chǎn)后商品處理技術(shù)、一體化冷鏈技術(shù)、溫度檢測技術(shù)、食品追溯技術(shù)、HACCP技術(shù)[7-9]等。在創(chuàng)新冷鏈技術(shù)的同時對新型的供應(yīng)鏈模式也進(jìn)行了不同程度的改善，實現(xiàn)“智能整合型”模式、“共同體”模式、“即時即控”模式、供應(yīng)鏈“并聯(lián)型”模式等不同模式方法。伍景瓊等[10]綜合了國內(nèi)外冷鏈模式，創(chuàng)建了一種生鮮冷鏈派送新體系。Hsiao等[11]針對保質(zhì)期較短的食物創(chuàng)建了易腐存儲溫度表。為了使冷鏈技術(shù)有更好的發(fā)展，就必須對整條供應(yīng)鏈的運(yùn)作過程加以控制，加大冷鏈設(shè)備的投入。積極引進(jìn)第三方物流企業(yè)，實現(xiàn)冷鏈運(yùn)輸外包。最終形成供應(yīng)鏈中商家利益增加，人民生活方便的良性循環(huán)[12]。

因此，本文對供應(yīng)鏈的各個節(jié)點進(jìn)行仿真分析，通過觀測各節(jié)點中庫存水平變化來判斷供應(yīng)鏈中是否存在牛鞭效應(yīng)。針對乳制品易腐易變質(zhì)的特點，通過模擬仿真，找出最適宜的溫度控制，用于滿足企業(yè)效益和產(chǎn)品質(zhì)量的保障。

1 乳制品冷鏈庫存的模型構(gòu)建

系統(tǒng)動力學(xué)模型是一種動態(tài)的仿真模型，它可以表現(xiàn)出在不同的條件和時間狀態(tài)下整個系統(tǒng)的動態(tài)變化，在冷鏈物流中，零售商、供應(yīng)商和生產(chǎn)商的庫存水平之間存在著因果循環(huán)的關(guān)系，每一次庫存的波動必然是其他因素的變化所引起的。與此同時，冷鏈物流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是由多個子系統(tǒng)以及多種外部因素共同構(gòu)成的完整動態(tài)系統(tǒng)。在冷鏈物流系統(tǒng)中各種變量的改變均有系統(tǒng)內(nèi)部因果反饋作用的結(jié)果。在冷鏈物流中同時存在著各種信息和物質(zhì)的延遲，系統(tǒng)動力學(xué)模型正好可以表現(xiàn)出這種延遲的狀態(tài)。

1.1 構(gòu)建系統(tǒng)動力學(xué)模型的一般步驟

（1）確定研究的問題及主要變量；

（2）繪制整個系統(tǒng)的因果回路圖；

（3）繪制系統(tǒng)動力學(xué)模型；

（4）輸入所需的公式與數(shù)據(jù)；

（5）運(yùn)行仿真模型并分析仿真結(jié)果。

1.2 系統(tǒng)分析

在乳制品冷鏈物流中，生產(chǎn)商的庫存量是由供應(yīng)鏈下游的生產(chǎn)信息以及生產(chǎn)訂單決定的。供應(yīng)商的庫存量是由零售商銷售情況和生產(chǎn)商的生產(chǎn)水平共同決定，零售商的庫存水平亦如此。在冷鏈物流中由信息流、實物流及資金流三者作為整個系統(tǒng)之間的聯(lián)系。圖1為冷鏈物流的影響因素示意圖。

圖1 影響因素示意圖

1.3 模型假設(shè)

（1）本模型只考慮供應(yīng)鏈中生產(chǎn)商、供應(yīng)商、零售商三者的庫存變化，假定生產(chǎn)商在生產(chǎn)過程中無變質(zhì)產(chǎn)品；

（2）零售商和供應(yīng)商的庫存都是由上級提供，同時也要考慮產(chǎn)品變質(zhì)時對庫存的清理；

（3）將供應(yīng)商的訂單量作為生產(chǎn)商的生產(chǎn)量，用于滿足零售商對消費(fèi)者的消費(fèi)需求，同時又考慮到乳制品冷鏈的特點，將此過程中的產(chǎn)品變質(zhì)考慮在內(nèi)；

（4）本文只考慮在隨機(jī)需求及溫度變化下的庫存變化；

（5）假設(shè)生產(chǎn)過程中生產(chǎn)水平及產(chǎn)品價格為靜態(tài)變量，并且保持恒定。

1.4 系統(tǒng)動力學(xué)模型

此模型是在Vensim軟件上完成的。建立了以生產(chǎn)商、供應(yīng)商和零售商為基礎(chǔ)的三級系統(tǒng)動力學(xué)模型，因果回路圖如圖2所示。

在整個供應(yīng)鏈中為了防止大量資金積壓在庫存當(dāng)中，各級商家都在用保持比較低的庫存水平來降低庫存成本。與此同時，又考慮到乳制品易腐易壞的特點，需要保持產(chǎn)品的新鮮程度，對倉庫的設(shè)備要求比較高，所需要的庫存成本也就隨之增加。所以冷鏈系統(tǒng)的首要目標(biāo)就是要降低庫存水平和庫存成本。對于生產(chǎn)商、供應(yīng)商、零售商來說在供應(yīng)鏈中都存在著延遲，生產(chǎn)商有生產(chǎn)延遲，供應(yīng)商和零售商存在運(yùn)輸延遲，即在途庫存。本文建立的系統(tǒng)動力學(xué)模型如圖3所示。

圖2 因果回路圖

圖3 系統(tǒng)動力學(xué)模型

1.5 參數(shù)及公式說明

1.5.1 參數(shù)說明

表1 參數(shù)說明

1.5.2 主要公式說明

2 系統(tǒng)仿真

此模型的系統(tǒng)仿真均在Vensim軟件中完成，基本參數(shù)設(shè)置如下：Initial Time=0，F(xiàn)inial Time=200，Time Step=1。此系統(tǒng)仿真模型可真實地模擬出冷鏈物流的動態(tài)過程，以下對該仿真進(jìn)行分析，找出冷鏈物流中存在的問題，為供應(yīng)鏈的實際運(yùn)行提供參照。

2.1 生產(chǎn)商、供應(yīng)商、零售商三方庫存變化

在整個仿真過程中隨著時間的推移可以看到三方商家的庫存變化情況如圖4所示。

圖4中零售商的庫存水平一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，并未隨著時間的推移而發(fā)生明顯的變化。供應(yīng)商庫存在前20周時庫存屬于基本穩(wěn)定狀態(tài)，隨著時間的推移，供應(yīng)商庫存有小幅度的變化但總體來說還是跟零售商庫存有一致趨勢。生產(chǎn)商庫存從一開始就出現(xiàn)了浮動，并且隨著時間的變化，生產(chǎn)商庫存變化幅度越來越大，最大時超出零售商庫存兩倍之多。

2.2 生產(chǎn)商、供應(yīng)商、零售商三方訂單變化

在整個仿真過程中隨著時間的推移可以看到三方商家的訂單變化情況如圖5所示。

圖4 庫存對比

圖5 訂單對比

從圖5可以看出，在時間軸上供應(yīng)商和零售商的訂單變化不大，基本保持在1 000千左右，生產(chǎn)商的生產(chǎn)需求在初期保持穩(wěn)定，隨著時間的推移。生產(chǎn)商的生產(chǎn)需求產(chǎn)生了較大的波動。

2.3 生產(chǎn)商、供應(yīng)商、零售商三方銷售預(yù)測

在整個仿真過程中隨著時間的推移可以看到三方商家的銷售預(yù)測情況如圖6所示。

從圖6可以看出，在整個供應(yīng)鏈中三者的銷售預(yù)測基本趨于穩(wěn)定。只有生產(chǎn)商的生產(chǎn)預(yù)測有小幅變動。

圖4至圖6可以反映出供應(yīng)鏈中零售商外、供應(yīng)商、生產(chǎn)商的庫存和訂單與其銷售預(yù)測均存在不同程度的偏差，由以上跡象表明該供應(yīng)鏈中存在明顯的牛鞭效應(yīng)。

2.4 不同溫度下零售商庫存變質(zhì)量

在其他參數(shù)不變的強(qiáng)況下，改變冷庫溫度-4℃，0℃，4℃輸出結(jié)果如圖7所示。

圖6 銷售預(yù)測對比

圖7 零售商庫存變質(zhì)量

從圖7中可以看出來溫度越低零售商庫存的變質(zhì)量越低，這是因為溫度的改變會影響乳制品的變質(zhì)率。但從圖中可以看出溫度在變低的過程中，庫存的變質(zhì)量的變化在逐漸減少，為了降溫成本以及考慮到乳制品的食用安全考慮（-4℃以下會影響乳酸菌活性），-4℃時變質(zhì)量為最低水平。

3 結(jié)論

本文運(yùn)用系統(tǒng)動力學(xué)原理，建立由零售商、供應(yīng)商及生產(chǎn)商三者組成反饋關(guān)系，利用系統(tǒng)動力學(xué)軟件Vensim進(jìn)行仿真分析。模擬了乳制品冷鏈物流系統(tǒng)在隨機(jī)需求模式下的表現(xiàn)，以及在不同溫度與運(yùn)作效率下的庫存水平。

通過仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)，（1）可以反映出供應(yīng)鏈中的除零售商外，供應(yīng)商、生產(chǎn)商的庫存和訂單與其銷售預(yù)測均存在不同程度的偏差，由以上跡象表明該供應(yīng)鏈中存在明顯的牛鞭效應(yīng)。（2）溫度會影響庫存的變質(zhì)量，溫度越低變質(zhì)量就越低，當(dāng)冷庫的溫度在-4℃時為最佳溫度。綜合上述問題和發(fā)現(xiàn)，本文提出了幾點改善該供應(yīng)鏈的建議：

（1）縮短冷鏈的長度，取消冷鏈中的二級供應(yīng)商；

（2）引進(jìn)第三方物流，將冷鏈中的運(yùn)輸業(yè)務(wù)外包，提高整個供應(yīng)鏈的專業(yè)化程度；

（3）在整條供應(yīng)鏈中任何一個節(jié)點都必須保持信息的高度共享，杜絕信息孤島；

（4）在不同的顧客需求條件下，各個節(jié)點都必須針對變化做出調(diào)整，降低乳制品到貨的延遲期；

（5）在冷鏈中最重要的是對溫度的調(diào)控，溫度越低，庫存的變質(zhì)量也就隨之變低，但在降低溫度的同時也要考慮乳制品食用安全和產(chǎn)生的費(fèi)用。在供應(yīng)鏈終端的零售商應(yīng)根據(jù)自身情況靈活變換溫度。