《库存控制与仓储管理》实验教学大纲

《库存控制与仓储管理》实验教学大纲

一、基本信息

学  分：1

总学时： 13学时

适用对象：本科物流管理专业

先修课程：物流学、供应链管理

二、课程性质、教学目的和要求

（一）课程性质和目的

开展适量的课堂实验

（二）教学方法与手段

由教师提示实验原理、方法、步骤等内容，在教师的指导下，学生独立完成实验。

（三）教学安排及实验环境

物流实验平台，开通Internet。

三、教学内容及学时分配

    实验一：牛鞭效应实验（ 2学时）

（一）实验目的

无信息共享的多级库存管理实验（牛鞭效应实验）是为辅助物流概论课程的教学而设计的一个验证型实验。我们通过网络平台为学生提供一个可以模拟供应链上各节点操作决策的环境，使学生通过亲身实践加深对牛鞭效应现象的理解，辅助学生分析产生该现象的原因，培养学生发现问题和分析问题解决问题的能力，为今后关于库存管理课程的学习奠定基础。

学生在实验过程中，应着重：

a) 理解库存管理的基本概念和知识，如提前期，库存水平，各种成本的概念。

b) 体验牛鞭效应现象的产生，并分析其产生原因。

c) 练习控制库存的方法，如报童模型的订货策略。

（二）实验内容

在由多级节点组成的库存系统中，如果各节点以分散独立决策的方式进行运作，即每个节点决策的目标是使各自局部的利益达到最优，此时系统整体并不一定处在最优的运作状态。

供应链在这样的运作环境下，常会出现如下现象：当需求从终端向上游逐步传递时，需求的波动将逐级放大，如图1所示。设想有一条由四个节点组成的供应链，从下游到上游依次为零部件供应商，生产商，批发商，零售商。销售商面临的终端市场需求只有少许波动，批发商的需求是来自销售商的补货请求，需求的波动比终端市场需求的波动有了放大，生产商的需求是来自批发商的补货请求，需求的波动又有了放大，零部件供应商的需求是来自生产商的补货请求，需求的波动进一步放大。这种需求波动放大的现象如同一根甩起的长鞭，将处于下游的节点比作根部、上游的节点比作梢部，一旦根部抖动，传递到末梢端就会出现很大的波动，因此被形象地称为长鞭效应。

长鞭效应是供应链系统中比较普遍存在的一种现象，数十年来，许多学者与实践者开展了大量的工作，旨在揭示和克服长鞭效应。例如，早期的“啤酒游戏”，就是在实验室里模拟啤酒的生产与销售过程中需求波动的放大现象，也有很多文献对长鞭效应进行了深入的理论分析。

实验二：配送管理实验（ 4 学时）

（一）实验目的

配送管理实验为辅助物流概论课程的教学而设计的，通过网络平台为学生提供一个运输配送环境，加强运筹学、网络规划等知识的运用，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。

学生在实验过程中，应着重：

a) 理解运输与配送过程的基本概念和知识；

b) 了解和运用货物配载、车辆调度、路径规划等问题和基本算法；

c) 练习使用运筹学知识来优化资源配置；

d) 掌握运输与配送过程中成本构成和计算方法。

（二）实验内容

在配送网络规划中，运输决策涉及到运输路径规划，车辆调度，运输配载等方面，配送成本一般由运输成本和缺货成本两部分组成。

运输路径规划的目的是为了在完成运输任务的前提下，使得运输时间或者运输距离最小化，运输路径是否合理将影响运输服务水平和运输成本。路径规划的算法很多，但一般都很难求得最优解，常用的启发式算法有扫描法（The Sweep Method）和节省法（The Saving Method）等。车辆调度问题主要是从实践要求，车辆数目等方面考虑，一方面是必须结合实际的路径规划问题，另一方面是为了提高车辆设备的利用率，对于该问题，同样没有最优的求解方法，但有一些启发式的算法，可以找到较好的调度方案，常用的工具有图表法等。货物配载主要考虑运输商品装车的搭配和顺序，从而提高车辆空间利用率，另外也便于在配送点的装卸操作。

运输成本包含固定成本和变动成本，其中固定成本和具体的运输任务无关，包括车辆设备的购置费，维护费用，管理费等，运输的变动成本和具体的运输任务有关，包括燃料费，装卸成本，司机出勤费等。一般来说，成本的计算要根据实际情况确定。

在进行配送运输方案决策时，有些外部因素是不断变化的，比如，新的法律法规，道路施工，市场需求变化，技术投入对成本因子的影响等。有些外部因素是随机的，在决策时，只能知道一个概率分布规律，而不知道具体的情况，比如天气变化，交通路况，事故意外等。这两方面的因素对配送成本都会产生影响。

 实验三：物流网络博弈实验（ 5学时）

（一）实验目的

物流网络博弈实验是为辅助物流概论课程的教学而设计的体验型实验。我们旨在通过网络平台提供给学生一个可以模拟供应链分销系统的实验环境，使学生通过实践，加深对供应链分销系统中库存管理等知识和各种博弈现象的理解和掌握，以及考察学生运用所学理论知识解决实际问题的能力，培养学生发现问题分析问题和解决问题的能力。

学生在实验过程中，应着重：

Ø 理解供应链中分销管理及网络博弈的基本概念和知识

Ø 理解库存管理的基本概念和知识。

Ø 练习使用运筹学知识来优化资源配置和决策分析。

Ø 综合培养运营管理、市场风险、竞争博弈方面的意识和理念。

（二）实验内容

随着全球经济一体化步伐的加快，市场竞争越来越激烈，因此，企业必须不断增强竞争优势。大量的实例研究证明，分销系统中加强制造商与经销商之间的协调与配合，建立合作伙伴关系，在一定条件下能为各方带来收益，增强其竞争力。

本实验考虑的是一个两阶段供应链模型，由一个制造商与多个零售商（设为N个，N≥2）组成，各个零售商每期面临的市场需求是一个服从一定分布的随机变量。因此，本实验在随机性需求下，研究一类包括单一制造商与多零售商的分销系统的协调问题，多零售商代理制造商的单一产品，制造商和多零售商以长期合作为目标，而各零售商要最大化自己每期的利润，彼此之间又会存在一个竞争问题。比如，有时候，所有零售商向供应商订货时，供应商并不能完全满足他们的需求，只能按照某一种分配策略来给各零售商发货，这时候，零售商就有可能得不到他所下订单的货物数，导致缺货，这种情况下，零售商彼此之间就存在一个博弈问题，当供应商的库存量下降到一定的程度后，需要适当地虚报订单量才能得到自己所需求的货物，而这个虚报尺度应该如何去掌握，这就是我们所提到的物流网络博弈。而如果考虑到整个分销系统收益的最大化，其信息透明度是需要考虑的一个主要因素，也就是分销系统中各个元素彼此合作，进行信息共享的程度。信息共享程度越高，各元素在决策时考虑到的整体因素就越多，对整个系统而言就越有益。本实验的目的就是基于网络来实现这样的一个实验环境，使实验者能切身感受到物流网络博弈的实质。

实验四：多级库存（信息共享）管理实验（ 2学时） 

（一）实验目的

在由多级节点组成的库存系统中，如果各节点以分散独立决策的方式进行运作，即每个节点决策的目标是使各自局部的利益达到最优，这时系统整体并不一定处在最优的运作状态。

这种情况下，常会出现长鞭效应现象。长鞭效应产生的原因主要有以下几方面：需求预测的数据更新、批量补货、价格波动、限量供应和短缺博弈、补货提前期。

长鞭效应对供应链整体来讲是一种不利的现象，它会增加企业的经营成本，尤其是处在上游的企业。针对长鞭效应产生的原因，可以从以下几方面采取措施来降低长鞭效应的影响。

避免所有节点都进行需求预测的更新。如果供应链上的企业都独立地进行决策，那么他必须对下游企业的需求进行预测，如前所述，需求预测要进行数据的更新，这就可能会造成需求波动的逐级放大。一个有效的办法是让上游企业直接获得终端市场的需求预测结果，这样就可避免各级独立进行预测而带来的需求波动的逐级放大。从技术上是可以实现这一目的的，如可以通过电子数据交换（EDI）系统或英特网来使上游企业获得其下游企业的需求信息。还有的企业采取绕过下游企业来获得终端市场需求信息，例如戴尔计算机公司就绕过传统的分销渠道，实行全球网上订货，这样戴尔公司就可以直接了解其产品的终端市场需求情况。

缩小补货批量。补货批量越大，就越有可能造成需求波动的放大，应鼓励企业调整补货策略，实行小批量、多频次地采购或供应模式。当然，这又带来另一个问题，就是缩小补货批量后，如何继续获得运作的规模效益。有一些切实可行的方法来解决这一问题，许多实际的系统中，下游企业会从供应商处购进多种品目的物料，因此，货车一次就可从同一供应商处满载多品种的产品，而不是满载同一品种的产品。这样，对每一产品来说其补货的频率增大了，但总体上的送货频率并没有改变，仍可获得运输的规模效益。例如，宝洁公司对愿意进行这种混合订购的顾客给予折扣优惠。还有，可以考虑使用第三方物流公司，也可使小批订购实现规模效益。

稳定价格。前面已分析，促销等价格波动会导致长鞭效应现象，可以设法控制提前购买，尽量减少价格折扣的频率和幅度。还可以通过精确计算库存、特殊处理和运输等成本，使企业实行天天低价的价格策略。

消除短缺情况下的博弈行为。当供应商面临货源不足时，可以根据下游企业以前的销售记录来进行限额供应，而不是根据当前的订购数量来按比例配货。例如，通用汽车，还有惠普等公司，就采取这种方式来处理货源不足时的配货问题。还有，也可以与下游企业共享生产能力和库存状况的有关信息，来减轻下游企业的忧虑，从而减少他们参与博弈的主动性。此外，上游企业给下游企业的退货政策也会鼓励博弈行为，由于缺乏惩罚约束，下游企业会不断夸大他们的需求，在供给过剩的时候再退货或取消订单。因此，应合理制定退货约束机制。

缩短补货提前期。最理想的状况是消除所有的补货提前期，这样可以使长鞭效应现象得到抑制。但实际的供应链系统中，不可能做到所有的企业都无补货提前期，企业的目标是努力缩短补货提前期，将补货提前期内需求的不确定性限制在最小的范围。

（二）实验内容

信息共享的多级库存管理实验是为辅助物流概论课程的教学而设计的验证型实验，也是在牛鞭效应实验之后进行的对比实验。我们旨在通过网络平台提供给学生一个可以模拟供应链上各节点操作决策的环境，使学生通过实践，体会并掌握多级库存管理的概念和方法，加深对对多级库存管理策略的意义和作用的理解。同时可与之前的无信息共享的牛鞭效应实验进行对比，进一步辅助学生分析牛鞭效应现象的原因及抑制方法，培养学生发现问题和分析问题解决问题的能力，为今后关于库存管理课程的学习奠定基础。

学生在实验过程中，应着重：

a) 理解掌握库存管理的基本概念和原理。

b) 练习运用所学知识进行多级库存系统的管理。

c) 对比实验一，体验多级库存管理方式对牛鞭效应的抑制作用，体验信息共享对供应链协调管理的重要作用。

四、考核方式及成绩评定标准

    考核方式：操作与实验报告

    成绩评定标准：实验报告成绩占实验总成绩的60％、实验操作成绩占实验总成绩的40％、实验总成绩占期末总成绩的10％。

五、主要参考书

    教材：陈子侠，蒋长兵，现代物流学教程，中国物资出版社，第一版，2007

参考书目：

[1]、Bowersox（美），物流管理：供应链过程的一体化，机械工业出版社，第一版，1999

[2]、齐二石，物流工程，天津大学出版社，第一版，2001