企業物流系統動力學分析

宋 寒，張清博

(重慶理工大學 管理學院，重慶 400054)

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企業物流系統動力學分析

宋 寒，張清博

(重慶理工大學 管理學院，重慶 400054)

針對一般制造類企業的企業物流現實狀況，運用系統動力學理論，將企業物流系統劃分為供應物流子系統、生產物流子系統和銷售物流子系統。對各個子系統之間的因果反饋關系進行細致分析，得到企業物流系統因果關系圖和系統流圖，進而提出企業物流的優化路徑，為企業物流實施過程中的各項分析和決策提供支持，也為進一步的研究奠定基礎。

企業物流；系統動力學；建模；優化路徑

一、引言

隨著企業面臨的市場競爭環境的變化，對企業物流的研究已經由作業層面上升到了企業戰略管理的高度，如何對企業物流系統進行整合、規劃和管理，是企業經營和學術研究面臨的重要問題。對企業物流系統的運行機制進行分析對于提高企業物流系統的整體運行效率、及時發現企業物流的薄弱環節、降低物流成本、制訂合理的物流策略、提高消費者滿意度具有重要的現實意義。

企業物流是指以企業經營為核心的物流活動，大致可以分為企業供應物流、企業生產物流、企業銷售物流等物流活動。目前，探討企業物流成本控制、成本優化等的研究成果較多。如黃巖等分析了如何控制企業物流成本，歸納總結出物流成本的構成要素，并提出物流成本控制的相關建議[1]；張國慶等分析了企業物流成本優化的模式和方法[2]；潘文榮構建了企業物流績效評價指標體系[3]。

系統動力學利用反饋控制理論，用因果關系圖和流程圖描述系統的內部聯系，采用專門語言，借助數字計算機進行模擬分析研究，以處理行為隨時間變化的復雜系統的問題[4]。系統動力學適用于處理一般數學方法很難求解、數據不足、數據難以量化的復雜的社會經濟問題，能作長期的、動態的仿真分析與研究。系統動力學已被應用到很多領域，包括物流[5]、能源[6]、交通[7]、環境[8]、醫學[9]、人口[10]、城市建設[11]、可持續發展[12]等領域。如Shotaro對食品加工業的物流供應鏈進行了系統動力學分析[13]；張昕等建立了基于聯合庫存的供應鏈系統動力學模型，從成本、瓶頸、長鞭效應3個方面對模型進行了分析[14]；王超等對制造企業物流運作成本進行了系統動力學分析，通過仿真分析提出了具體的優化方案[15]。

現有文獻對企業物流的研究還主要集中在對企業的部分物流活動進行建模分析，尚未把企業內部的所有物流活動作為一個物流系統整體來研究。本文擬在現有研究的基礎上建立企業物流系統動力學模型，把企業運作過程中涉及的供應、生產、銷售子系統作為一個整體來考慮。企業物流系統是一個復雜的系統，由很多相互聯系的子系統構成，這些子系統之間有密切的聯系，對企業物流進行系統動力學分析，能夠較好地分析各個子系統之間的因果關系及相互影響。

二、企業物流系統子系統之間的相互關系

制造類企業一般包括供應、生產、銷售、勞動力、庫存、財政、研發等部門。各個部門之間通過物流、信息流和資金流進行信息交換。本文根據各個部門功能和作用的不同來劃分子系統，將企業物流系統劃分為供應物流子系統、銷售物流子系統和生產物流子系統。

供應物流子系統是企業物流系統的輸入系統，對于企業來說，供應物流子系統的服務對象是生產物流子系統，是生產物流子系統能夠正常運轉的重要保障。供應物流子系統也可以稱為采購物流子系統，采購主要由采購部門負責，其職責就是為企業采購價格低同時質量又好的原材料，該系統要求有足夠的采購資金支持和人員支持。采購部門要將采購的原材料等及時轉移到生產部門，同時依據銷售部門和生產部門的反饋信息進行采購調整。

銷售物流子系統是企業物流系統的輸出子系統，承擔著輸出企業產品的任務，并形成對供應物流子系統和生產物流子系統的信息反饋。銷售是企業實現利益的最終手段，產品的銷售主要由銷售部門完成。銷售部門對銷售情況進行分析，收集市場需求信息，并將相關信息反饋給采購和生產部門，以便能更合理地安排采購、生產和組織銷售。因此，企業銷售物流關系到產品的價值能否順利實現。

生產物流子系統是完全屬于企業物流系統的內部物流系統，它和外界環境信息交互少。生產物流子系統會根據生產計劃及時將信息反饋給供應物流子系統，進而由采購部門進行原材料的采購，同時受到產品銷售數量的直接影響。

此外，采購、生產和銷售過程中都涉及用人和資金，人在企業物流中起著至關重要的作用，各項工作的順利完成都離不開人的參與。資金是企業正常運轉的關鍵，主要從銷售物流子系統回收，用以保證企業采購的順利進行及各項業務活動的正常開展。企業物流系統子系統之間的相互關系如圖1所示。

圖1 企業物流系統子系統之間的相互關系

三、企業銷售物流系統動力學建模

(一)銷售物流子系統因果關系分析

在企業普遍把物流提高到戰略高度的今天，企業對物流管理的目的不再僅僅是降低物流成本，還要對物流能力進行有效控制，使之成為企業的核心競爭力。銷售物流在企業競爭中起著非常重要的作用。首先，銷售物流實現了產品價值和使用價值之間的轉換；其次，銷售物流能夠把產品及時地送達消費者或者銷售商的手中，直接影響到企業形象和消費者對企業的滿意程度；最后，銷售物流直接影響企業的生產安排和銷售業績。

面對激烈的市場競爭，企業為了將自己的產品銷售出去，意味著要投入更多的資金和招聘更多的銷售人員，而生產子系統在按照計劃進行生產時也客觀上增加了銷售部門的銷售壓力。同時，由于臨時性訂貨的存在，銷售部門還需要在產品庫中保證一定的庫存量。圖2給出了銷售物流子系統的因果關系。

圖2 銷售物流子系統的因果關系

(二)銷售物流子系統流圖

企業根據過去時間里的銷售統計數據情況，通過回歸的方法可以近似得到企業市場份額、企業獲得的產品訂單，并得到企業積壓訂單的產品總量。通過對一段時間內的產品銷售價格進行統計，得到平均銷售價格。然后，根據企業收到的發貨數量、生產庫存量來確定交貨提前期。通過計算企業的平均交貨提前期對市場份額的影響，可以得到企業的市場占有狀況，為企業提供市場信息；也可以得到企業的銷售效益水平，來判斷企業的銷售成本、改善企業銷售環節。銷售物流子系統流圖如圖3所示。

圖3 銷售物流子系統流圖

四、企業生產物流系統動力學建模

(一)生產物流子系統的因果關系分析

采購物流和銷售物流要跨越企業物流系統的邊界和外界環境進行有信息的交互，一部分屬于企業物流系統內部活動，一部分屬于企業物流系統外部活動。與采購物流和銷售物流相比，生產物流是完全屬于企業物流系統的內部物流，和外界環境信息交互少。生產是企業的一項重要職能，是企業產生利潤的源泉。企業生產物流不同于企業物流系統中的其他物流子系統，一方面，生產是根據企業生產計劃來執行的，需要人員、技術方面提供必要的支持；另一方面，生產部門會根據自己的生產計劃及時將信息反饋給采購部門，由采購部門負責提供生產部門所需要的原材料、外協件和能源等；另外，庫存對生產的滿足，包括產品庫存和原材料庫存。圖4給出了生產物流子系統的因果關系。

圖4 生產物流子系統的因果關系

對于企業生產物流來說，當企業處于平穩發展階段時，生產物流也就處于一種穩定的狀態。對于生產物流系統的影響因素，其外部輸入為月生產作業計劃，生產作業計劃是由企業決策層依據生產經營年度計劃來制訂的，而決策層的決策是依據以往的銷售、季節變化、市場需求等因素來制定的。

企業生產的產品并不是全部都合格，這就意味著存在返工等物流活動，同時廢棄物的產生不可避免，不過本文模型并沒有把這些因素體現出來。

(二)生產物流子系統流圖

企業的生產一般是根據生產計劃來進行的，這樣做主要是為了保證企業生產及其他部門工作的連續性。這就意味著企業生產的產品不可能在生產完成后立即進入銷售環節，而是會存儲在成品庫中。產品銷售即發貨是由實現訂單來決定的，但企業一般會進行一些調整，在市場需求量大的時候會根據實際情況提高比例，在市場需求量小的時候則會降低比例。另外，企業需要產品有一定的安全庫存量來滿足臨時、突發性訂貨的需要。

生產物流子系統在企業物流系統模型里考慮比較簡單。企業首先考慮生產能力并按照企業年度、季度、月度計劃來安排生產，企業確定生產能力的主要依據是每月的生產率和企業工人數。加班現象在企業中也是普遍存在的，加班時間和企業的實現訂單和積壓訂單有密切的關系。圖5是生產物流子系統流圖。

五、企業供應物流子系統動力學建模

(一)供應物流子系統的因果關系分析

企業的供應物流系統是企業與外部環境相連接的系統，是企業物流的輸入系統。對于企業來說，供應物流系統是為企業生產系統服務的，在生產技術、工藝不發生較大變化的情況下，單位產品對原材料的消耗是一定的，在企業供應物流的過程中，應根據生產經營計劃(如月度作業計劃、企業市場銷售計劃、產品物料清單明細及材料消耗定額、生產材料需要計劃)，并結合庫存量制訂相應的采購計劃，按采購計劃進行采購。由于企業在采購原材料時必須考慮到運輸、天氣等各種因素的影響，所以模型設立了一個采購延遲時間來表示。在采購原材料時，對原材料變化影響較大的是臨時性的訂貨，這可以按產品預測量或訂貨量來推測原材料的需求數量，采購的原材料被送往生產部門，供應物流子系統因果關系如圖6所示。

圖6 供應物流子系統的因果關系

(二)企業供應物流子系統流圖

企業根據訂單和采購時間周期，得到期望原材料數量，采購部門再根據采購時間和原材料采購速度進行采購活動，經過一個供應時間延遲后原材料進入企業。運輸途中的原材料數量在模型中作為在途庫存狀態變量，這樣做的好處是：首先可以顯示出企業的原料運輸狀態，其次可以說明采購的平穩性，最后可以顯示采購時間延遲對庫存和生產的影響。企業在決定某一階段的采購量后，經過一個采購時間延遲才可以真正進入原材料庫存，具體流圖見圖7。

圖7 供應物流子系統的流圖

六、企業物流系統因果關系圖和系統流圖

(一)企業物流系統因果關系圖

通過以上對各子系統的分析，將影響企業物流的所有因素及因果關系反映到總圖當中，進而可以得到企業物流系統因果關系如圖8所示。

圖8 企業物流系統因果關系

從圖8可以看出各個變量之間的因果關系及相互之間的影響。因果關系圖體現了一個企業物流系統中的各種影響因素的動態聯系，這些因素隨著時間的推移不斷地發展和變化。當市場占有率不斷提高，企業每年按一定比例通過擴充生產能力來滿足市場的需求，同時為了適應市場的變化，企業允許通過加班來緩解局部生產能力緊張的問題。這樣做的結果是：一方面，生產量不斷擴大、銷售量不斷增加，產品平均成本下降，產品價格也會因此降低，市場占有率進一步提高；另一方面，生產量加大、原料需求量加大，原材料采購速度加快，市場增長的同時也可能導致訂單積壓增多，交貨提前期延長，進一步影響企業市場形象，使市場份額下降。

(二)企業物流系統流圖

依據系統動力學原理，通過對企業物流各個子系統因果關系的分析，在確定各個子系統之間的因果關系后，關鍵就是系統內部諸如狀態變量和速率變量的確定以及信息的流轉過程，這其中還包括輔助變量、常量變量等的確定，重要變量與有關變量之間關系的確立。企業物流系統流圖如圖9所示。

圖9 企業物流系統流圖

影響企業物流的因素多種多樣，之間的關系錯綜復雜，其中有些參數的改變對企業物流影響顯著、有些參數的改變對企業物流的影響不是很顯著。但由于它們之間的關系是相互關聯的，所以一個參數的改變勢必影響另一個或多個變量值的改變。例如，當調整生產能力時，整個企業的物流就會隨之改變，而生產能力的設計是決策層根據市場需求變化、生產經營計劃最終確定的。對生產制造企業而言，企業生產經營計劃是企業的核心，市場訂單是關鍵，企業物流系統就是由生產經營活動來驅動的，而生產又是由市場需求拉動的。

七、企業物流的優化路徑

企業物流系統是一個復雜的系統，由多個相互聯系的子系統構成，這些子系統之間有密切的聯系，對企業物流進行系統動力學分析對于優化企業物流路徑、及時發現企業物流的薄弱環節、降低物流成本、制訂合理的物流策略具有重要的現實意義。

第一，優化供應物流，實行準時化供應。供應物流也稱為采購物流，企業在進行原料采購時，不僅要對價格和質量提出要求，也要對時間提出更高的要求，生產所需要的原材料要能及時供應。準時化供應要求采購部門根據生產計劃及時地制定采購計劃，盡可能地做到既不延期也不提前，快速、準時地滿足生產需要，盡可能地降低原材料的庫存水平，減少資金占用，從而降低庫存成本。

第二，優化生產物流，采用拉動型模式。傳統的生產物流模式屬于推進型模式，在這種生產模式下，根據前一道工序的完成情況向下一道工序發出物流指令，這種生產模式具有盲目性，最終會造成產品滯銷。拉動型模式與推進型模式恰恰相反，指的是根據客戶的需要設計出最后一道工序的產品模型，進而依據最后一道工序的要求向上一道工序發出物流供應需求。在拉動型模式中，每一道工序只接受下一道工序的物流供應要求，這種生產模式能夠及時地根據市場需求和客戶需求進行生產調整。

第三，優化銷售物流，實現信息共享。企業之間的競爭已成為供應鏈之間的競爭，制造商、代理商、批發商和銷售商不能只顧及自己的利益，而應以實現共贏和整體最優為目標，可以通過建立信息平臺實現信息共享，根據終端銷售信息來安排庫存量，這樣既不會由于庫存過多而增加庫存成本，也不會造成由于缺貨而影響銷售。

八、結語

本文研究企業物流系統時，不是將企業內部的一個物流部門作為一個物流系統，而是把企業運作過程中涉及的供應、生產、銷售子系統作為一個整體來考慮。本文運用系統動力學的方法分析了企業物流系統中子系統之間的因果反饋關系，在所構建的系統動力學模型中，能夠直觀地看出各個變量相互之間的因果關系以及各個變量影響企業物流系統的具體路徑。

本文的系統動力學模型側重于對整個系統的定性描述，建立了企業物流各個子系統的因果關系圖和系統流圖。本文的欠缺之處在于，沒有搜集相關數據對模型進行仿真分析，這將是下一步研究的方向。

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(責任編輯 魏艷君)

Analysis on Enterprise Logistics Based on System Dynamics

SONG Han, ZHANG Qing-bo

(College of Management,Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China)

With respect to the actual situation of enterprise logistics in general manufacturing enterprises, the enterprise logistics system is divided into three subsystems of supply, production and sales on the basis of system dynamics, and then the feedback relationship in it has been analysed. Besides, it analyzes the causal relationship between the subsystems and obtains causality loop diagram and system flow diagram, providing the basis for the various analyses and policy decision in the process of the enterprise logistics and laying a foundation for further study.

enterprise logistics; system dynamics; modeling; optimal path

2016-09-07 基金項目：國家自然科學基金項目“知識密集型服務外包中的知識共享激勵與知識資產爭端協調機制研究”(71301182)；重慶市基礎與前沿研究計劃項目“碳排放約束下低碳供應鏈網絡減排優化與協調機制研究”(cstc2016jcyjA0397)

宋寒(1980—)，男，四川廣安人，副教授，博士，研究方向：產業經濟、物流與供應鏈管理。

宋寒，張清博.企業物流系統動力學分析[J].重慶理工大學學報(社會科學)，2017(4):73-78.

format：SONG Han, ZHANG Qing-bo.Analysis on Enterprise Logistics Based on System Dynamics[J].Journal of Chongqing University of Technology(Social Science)，2017(4):73-78.

10.3969/j.issn.1674-8425(s).2017.04.011

F252

A

1674-8425(2017)04-0073-06