供应链管理实验指导书 54页

《供应链管理》实验指导书华南理工大学经济与贸易学院实验中心二O一一年五月 目录实验一牛鞭效应实验5一、实验内容5二、实验目的6三、实验环境7四、实验步骤71.实验任务简介72.实验操作步骤83.实验结果评估9五、思考题9六、实验报告91.实验预习92.实验记录93.实验报告9七、附录10附录1实验参数使用说明10一、每个节点的属性参数10二、每条链的属性参数10三、说明10四、决策方法11附录2实验平台使用说明121)登录界面122)用户操作界面123)用户等待界面134)用户数据界面145)用户统计图表156)统计图表（全组数据，在管理员处可查看）：16实验二多级库存（信息共享）管理实验19一、实验内容19二、实验目的20三、实验环境21实验平台21四、实验步骤221.实验任务222.实验操作步骤22 3.实验结果评估23五、思考题23六、实验报告244.实验预习245.实验记录246.实验报告24七、附录24附录1实验参数使用说明24一、每个节点的属性参数24二、每条链的属性参数24三、说明25四、决策方法25附录2实验平台使用说明261)获得登录账号262)操作界面263)用户数据界面及图表284)数据界面（管理员可查看的统计数据）305)数据界面统计图表31实验三物流网络博弈实验19一、实验内容33二、实验目的33三、实验原理33四、实验步骤与实验结果评估361.实验操作步骤362.实验结果评估36五、思考题37六、实验报告371.实验预习372.实验记录373.实验报告37七、附录37附录1信息透明度说明37附录2系统中各参数的说明40附录3实验平台界面使用说明411)登陆页面412)发送订单页面41 3)发送订单等待页面424)确定售货价格页面425)确定售货价格等待页面436)查看历史数据页面437)实验结束页面44实验四配送管理实验46一、实验内容46二、实验目的46三、实验环境47四、实验步骤471.实验任务简介：472.实验操作步骤493.实验结果评估50五、思考题51六、实验报告511.实验预习512.实验记录513.实验报告52七、附录52附录1实验参数说明52附录2实验平台说明52 实验一牛鞭效应实验一、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。 图1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，我们可以从若干方面采取措施来降低长鞭效应的影响。关于如何降低长鞭效应，更好的管理多级库存系统，我们将在下一节实验中详细介绍。二、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。 三、实验环境实验在物流实验室的网络实验平台上进行，该实验平台采用B/S（客户机/服务器）的体系结构。实验系统由联网的一台服务器和多台客户机组成，用来模拟单一产品、多级库存的供应链的运营管理。产生顾客需求学生通过在每台客户机前端的操作来扮演一条供应链上的某个节点，进行各种决策。在牛鞭效应实验中，各个节点间不能共享信息，他们需要的信息都从服务器端获得（每台客户机把该节点信息发送到服务器，再从服务器获得所需的信息），显示在客户机端的实验网页中。每个节点每期都可获得关于节点自身的库存水平和缺货水平，上游到货数，下游需求数的信息。除此之外，每个节点都设有一些固定的属性参数，如提前期、订货启动成本（即固定成本，本实验设为0）、库存率，进货价格和出货价格等（提示：持货成本、缺货惩罚成本等参数可由此得出），固定参数在实验开始前设定。四、实验步骤1.实验任务简介：某种产品的供应链由原材料采购商、供应商、制造商、分销商、零售商等一系列环节组成，如上图所示。每个环节看作供应链的一个节点。每个节点有其基本属性参数，包括提前期、固定成本、持货成本、惩罚成本、进货价格和出货价格。供应链面对顾客的需求服从某种随机分布。在有些环境中，供应链上各个节点间的信息相互封闭，每个节点只知道自己的库存、缺货、到货和相邻下游节点的需求。每一期实验中，每个节点需要决定向上游订货和向下游发货的数量。系统根据各节点的基本属性参数和每期库存、订货、发货数量计算相应的成本、收益、利润等统计信息。实验者做出决策的目标是使自己所在节点的总利润最大。 同学们分成若干个小组来模拟供应链的运营，每个小组控制一条供应链。每个小组的节点序号按自然数排列：1，2，3，4，5……依次代表供应链中最接近需求市场的下游，到接近原材料供应的上游。相邻的节点序号代表供应链上有直接供求关系的角色。同学们通过登录网络平台参与实验。实验分为若干期，每一期开始时系统会产生一个顾客需求（顾客需求服从某种形式的随机分布，在实验开始前预先设定），之后需要各个节点分两步做出决策。第一步：订货决策。用户需要向其上游发出订货的订单，系统提供的参考信息有：以往的需求记录、现有的库存水平和到货数量，属性参数等，用户做出订货决策可采用特定的订货策略。在该条链的所有节点都提交了订货订单以后，进入本期实验的第二步。第二步：发货决策。每个节点此时可以看到在本期第一步从下游发来的订单（最下游的节点看到的就是由系统产生的该期顾客需求），根据这些信息和以往的各项信息，各节点决定向下游发出货物的数量。当所有用户都提交了发货决策后，该期操作结束，系统进入下一期。同学们应根据每一期系统提供的各项数据信息决定所在节点每期订货和发货的数量，以使自己所在节点所有期的总成本最小，总利润最大。每一期实验每个节点的各项基本数据（向上游发出的订单，从上游收到的货物，下游需求，向下游发出的货物，期末库存，期末缺货，本期收益，本期成本，本期利润）都会被记录入数据库。实验结束后，学生可根据实验数据观察牛鞭效应现象，并进行分析总结，加深对牛鞭效应现象的理解。1.实验操作步骤(1)从管理员处获得供应链编号、用户序号和密码，登录进入自己相应的节点。(2)浏览熟悉各个页面。(3)进入操作界面，根据历史数据预测需求，并做出每期决策(a)提交向上游订货订单(b)等待所有节点都提交，进入本期下一阶段(c)提交向下游发货数(d)等待所有节点都提交，进入新一期(4)进入数据界面，查看自己每次的操作记录。（步骤3，4反复进行，直到实验结束。）(5)当实验结束，进入统计图表界面，查看统计图表和各项统计信息。(6)分析实验数据，撰写实验报告。2.实验结果评估最终对实验结果进行评估的标准是综合考察每个节点的绩效（成本和利润），以及整条供应链的总体绩效。同时我们可以考察整条链产生的牛鞭效应现象。节点成本＝进货价格×本期收到的货物＋固定订货成本＋单位持货成本×库存量（＋单位缺货成本×缺货数：只在节点1处计算缺货成本） 节点收益＝出货价格×出货量节点利润＝节点收益-节点成本节点总利润＝节点利润实验结束后，整理各个节点各期的实验数据，对该多级库存管理系统的绩效，以及产生的牛鞭效应现象进行分析。五、思考题在本实验中，由于信息不共享，每个实验者只能看到自己所在节点的库存信息，其余节点的信息是未知的。实验者每期要做出适当决策，决定自己的订货数量，尽量使自己节点的总利润最大。问题1：始终保持一个恒定不变的订货量，是否是降低库存成本，抑制牛鞭效应的最优策略呢？问题2：你认为什么样的订货策略可以很有效的减少库存成本，抑制牛鞭效应？问题3：通过这个实验，相信你会对多级库存系统中的牛鞭效应有进一步的理解，请你试着分析和找出造成牛鞭效应的因素。六、实验报告1.实验预习对牛鞭效应现象和啤酒游戏的了解。对各种库存管理概念，如各种库存成本，提前期，库存策略的理解和掌握。考虑自己将在实验中使用的库存管理决策。2.实验记录实验数据可从网络平台中下载excel文件得到。3.实验报告对牛鞭效应现象的理解；对供应链中库存管理各种策略的理解；对各种参数对库存管理策略影响的理解，对自己所用库存控制策略的说明；对实验结果的成败和过程的分析和总结。七、附录附录1实验参数使用说明一、每个节点的属性参数主体属性参数说明 每个节点节点序号代表该节点在整条链中所处的位置，1为最靠近市场的下游节点，5为最靠近原材料的上游节点。小组序号节点所在的供应链为一个小组，以小组序号标识提前期指从上游向该节点发货，到该节点收到货物的时间，以期为单位。如提前期为1，即本期订货，下期到货。初始库存实验开始，第一期初的初始库存的数量初始订货量实验开始，第一期初的在途订货的数量固定成本单次订货成本，当某节点订货数量不为0且其上游节点实际发货量大于0，就会产生该项成本。在本实验中均为0.库存持有率用于计算持货成本的系数进货价格从上游节点买入单位货物的价格出货价格向下游节点卖出单位货物的价格一、每条链的属性参数主体属性参数说明每条链总期数实验进行的总期数需求分布类型该条链面对的市场顾客需求服从的随机分布类型，如均匀分布，指数分布等需求分布精度分布函数的精度，整数或精确到某几位的小数需求分布参数包括均值，方差等二、说明l每期系统为每个节点给出向下游的默认发货数：min(期初库存＋本期到货，期初缺货＋本期需求)，总之，默认发货数就是以现有货物尽量地满足顾客需求，不能发出大于默认值的发货数量，但可以发出小于默认值的发货数，建议尽量使用默认发货数。l期初库存：本期开始时所具有的库存。l本期到货：本期开始时收到的货物，期初库存加上本期到货可用来满足本期下游的需求。l期末缺货：缺货不会消失，即本期未被满足的下游需求而造成的缺货，累计到下一期，订单不丢失。l如果发现某期的数据是库存与缺货数同时存在也不要奇怪，这种情况是可能发生的，如果手头上有货物，但是却发出小于默认发货数的数值，故意造成下游缺货，就会出现这种情况。 一、决策方法同学可以思考，采用什么样的方法优化你的决策方案。如报童模型策略，大小s策略等。 附录2实验平台使用说明1)登录界面在浏览器地址栏中输入网址，就会打开下图所示的界面－登录页面。实验者需事先从管理员处获得链序号，用户序号和密码，输入后即可登录到用户实验界面。此外还可点击左侧菜单的“关于我们”联系管理员。图1实验网站的首页－登录页面2)  用户操作界面这里你可以决定向上游发出订单和向下游发出货物的数量。“期初库存”和“上游到货”的总和就是本期可以支配的所有货物。“期初缺货”和“下游需求”的总和则是目前需要满足的订单。 图2操作界面，你可以在此页面内提交发出订单图3操作界面，你可以在此页面内提交发出货物1)用户等待界面： 用户每完成一次操作，将进入等待页面，等待本期时间结束或者所有节点都已提交决策，便可进入下一期决策。图4操作等待界面1)用户数据界面：这里记录了提前期和各项成本等实验参数，还有库存操作的历史数据。  图4数据界面1)用户统计图表：这里可以直观的看到需求和利润的变化趋势。 图5统计图表界面1)统计图表（全组数据，在管理员处可查看）： 最后，当实验结束你想退出时，选择“退出”菜单可以返回登录界面，也可以直接关掉浏览器。 实验二多级库存（信息共享）管理实验一、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，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。表1长鞭效应产生因素及抑制方法一览二、实验目的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。三、实验环境实验平台实验在物流实验室的网络实验平台上进行，该实验平台采用B/S（客户机/服务器）的体系结构。实验系统由联网的一台服务器和多台客户机组成，用来模拟单一产品、多级库存的供应链的运营管理。产生顾客需求学生通过在每台客户机前端的操作来扮演一条供应链上的某个节点，进行各种决策。各个节点间信息共享，即每个节点都可以看到链上所有节点的各种信息。每个节点每期都可获得关于节点自身的库存水平和缺货水平，上游到货数，下游需求数的信息。除此之外，每个节点都设有一些固定的属性参数，如提前期、订货启动成本（即固定成本，本实验设为0）、库存率，进货价格和出货价格等（提示：持货成本、缺货惩罚成本等参数可由此得出），固定参数在实验开始前设定。学生通过登录网络平台来参与实验，每期提交向上游的订货和向下游的发货决策，与其他合作者一起模拟单一产品、多级库存系统的运作管理。四、实验步骤1.实验任务： 某种产品的供应链由原材料商、供应商、制造商、分销商、零售商5个环节组成，如上图所示。每个环节看作供应链的一个节点，每个节点有其基本属性，包括提前期（从发出订货订单到收到实货的时间）、订货成本、库存持有率，进货价格，出货价格等，供应链的末端面对顾客的需求服从某种随机分布，每期会产生一个顾客需求数目。在整条供应链信息完全共享的情况下，每个节点每期需要决定向上游订货和向下游发货的数量。系统根据各节点的基本属性参数和每期库存、订货、发货数量计算相应的成本和收益。实验者决策的目标是使整条供应链所有期的总收益最大。同学们分成若干个小组来模拟供应链的运营，每个小组控制一条供应链。每个小组的节点序号按自然数排列：1，2，3，4，5……依次代表供应链中最接近需求市场的下游，到接近原材料供应的上游。相邻的节点序号代表供应链上有直接供求关系的角色。同学们通过登录网络平台参与实验，实验分为若干期，每期开始时系统会产生一个顾客需求（顾客需求服从某种随机分布），然后各个节点分两步做出决策。第一步：订货决策。用户根据以往的需求记录、现有的库存水平和到货数量，属性参数等信息发出向上游订货的订单。待供应链上所有节点都提交了订货订单以后，进入该期实验的第二步。第二步：发货决策。每个节点此时可以看到在本期第一步来自下游节点的订单（最下游的节点看到的就是由系统产生的该期顾客需求），根据这些信息和以往的各项信息，由用户决定向下游发出货物的数量。当所有用户都提交了发货决策后，该期操作结束，系统进入下一期。每一期根据系统提供的各项数据信息决定所在节点每期订货和发货的数量，以使整条供应链所有期的总收益最大。实验结束后，学生可根据数据进行分析和总结，进一步理解多级库存系统的管理。1.实验操作步骤(1)从管理员处获得小组序号、用户序号和密码，登录进入自己相应的节点。(2)浏览熟悉各个页面。(3)进入操作界面，提交订单或者发货。(4)进入数据界面每期数据，查看自己每次的操作记录。(5)进入数据界面统计数据，查看一些按节点或周期进行了汇总的统计数据。（步骤3，4，5反复进行，直到实验结束。）(6)当实验结束，请从数据界面导出自己的历史数据，以便实验后进一步分析。 1.实验结果评估最终对实验结果进行评价的标准是整条供应链的绩效。绩效考查的内容包括分为三部分：1、整条链的总净利润；2、整条链的总运营成本；3、各节点每期产生的订货需求。其中第1项整条链的总净利润是评估实验结果优劣的第一标准，第二项运营成本是辅助评估结果的参考信息，第3项考查每期每个节点的订货需求是为了观察牛鞭效应现象。总运营成本和总净利润的计算方法是：链总运营成本＝∑期数((每个节点的固定成本＋单位持货成本×本期库存＋单位缺货成本×缺货数)（注：只在节点1处计算缺货成本）链总净利润＝∑期数（最下游卖出货物数量×出货价格－最上游进货数量×进货价格－每期运营成本）除了这两个计算整条链总成本和总净利润绩效指标外，系统提供的可供参考的数据还有：单个节点每期的运营成本的净利润：节点运营成本＝节点单位持货成本×本期库存＋节点固定订货成本节点净利润＝节点出货价格×节点发货数量－节点进货价格×节点进货数量－节点运营成本每期都会按节点统计以上指标，最终会按每个节点统计所有期数的总成本。实验结束后，对比实验一，对多级库存管理策略对牛鞭效应的抑制现象进行分析。五、思考题与初次体验牛鞭效应的实验不同，在本实验中，不仅是自己的信息，实验者共享所有节点的信息。请你思考：l信息共享和封闭的情况，对库存管理的策略有何影响？应用何种库存控制的策略？l多级库存管理是否对牛鞭效应产生了抑制作用？l产生牛鞭效应的因素有哪些？通过这个实验，相信你会对多级库存系统的管理有进一步的认识与体会，欢迎写在实验报告里。六、实验报告1.实验预习 对牛鞭效应现象及多级库存管理的了解。对各种库存管理概念，如各种库存成本，提前期，库存策略的理解和掌握。考虑自己将在实验中使用的库存管理决策。1.实验记录实验数据可从网络平台中下载excel文件得到。2.实验报告报告应该包括：对多级库存管理问题的理解；对自己所用库存控制策略的说明；对实验结果和过程的分析和总结。七、附录附录1实验参数使用说明一、每个节点的属性参数主体属性参数说明每个节点节点序号代表该节点在整条链中所处的位置，1为最靠近市场的下游节点，5为最靠近原材料的上游节点。小组序号节点所在的供应链小组序号。提前期指从上游向该节点发货，到该节点收到货物的时间，以期为单位初始库存实验开始时，第一期初的库存的数量初始订货发货量实验开始时，第一期初的在途订货的数量订货启动成本（固定成本）单次订货成本，当某节点订货数量不为0且其上游节点实际发货量大于0，就会产生该项成本。本实验中固定成本为0.库存持有率用于计算持货成本的系数进货价格从上游节点买入单位货物的价格出货价格向下游节点卖出单位货物的价格二、每条链的属性参数主体属性参数说明每条链总期数实验进行的总期数需求分布类型该条链面对的市场顾客需求服从的随机分布类型，如均匀分布，指数分布等需求分布精度分布函数的精度，整数或精确到某几位的小数需求分布参数包括均值，方差等 一、说明多级库存管理实现了信息共享，各个节点不仅能看到自己的信息，也可以看到全部节点的各项信息。l每期系统为每个节点给出向下游的默认发货数：min(期初库存＋本期到货，期初缺货＋本期需求)，总之，默认发货数就是以现有货物尽量地满足顾客需求，不能发出大于默认值的发货数量，但可以发出小于默认值的发货数，建议尽量使用默认发货数。l期初库存：用户操作界面看到的库存是期初库存，也就是上一期的期末库存；而在数据界面看到的表格里的库存是“期末库存”，也就是“＝期初库存＋到货数－发货数”之后得到的本期末的库存，两个是不一样的，请大家注意。l本期到货：本期开始时所具有的库存。l本期到货：本期开始时收到的货物，期初库存加上本期到货可用来满足本期下游的需求。l期末缺货：缺货不会消失，即本期未被满足的下游需求而造成的缺货，累计到下一期，订单不丢失。l如果发现某期的数据是库存与缺货数同时存在也不要奇怪，这种情况是可能发生的，如果手头上有货物，但是却发出小于默认发货数的数值，故意造成下游缺货，就会出现这种情况。二、决策方法同学可以思考，采用什么样的方法优化你的决策方案。 附录2实验平台使用说明1)获得登录账号在开始进行实验之前需要事先向管理员询问你的供应链编号、用户序号和登录密码，点击本网页左侧的“登录页面”，进入登录界面，选择供应链编号和用户序号、输入密码，即可登录到用户实验界面。图3实验网站的首页－登录页面2)操作界面这里你可以决定向下游发出货物和向上游发出订单的数量。每一期各个节点都需要做出两步决策：1、决定向上游发出订单的数量；2、决定向下游发出货物的数量。当在操作界面输入向上游发出订单的数量，然后进入等待页面。等所有的节点都提交了第一阶段的订货决策之后，又进入操作界面，这时会看到来自下游节点提交的订货需求（最下游的节点就会看到由计算机产生的顾客需求），这时你可以输入向下游发货的数量，再次进入等待页面，等所有的用户都提交了发货之后，本期操作结束并进入下一期，直到实验结束。当实验结束，你能查看历史数据。 图4操作界面，你可以在此页面内提交向上游的订货和向下游的发货 图3操作等待界面，当你提交了决策但其他用户还未提交时，进入这个页面等待。1)用户数据界面及图表这里记录了供应链的固有属性，每个节点的固有属性，你所在节点的每期库存记录，以及整个节点的记录；其中在整个小组记录的旁边有一个“将数据导出为Excel”的超链接。点击它可以将整个小组的记录导出为excel文件，方便大家获得数据。 图5用户可自行查看的数据界面及图表界面1)数据界面（管理员可查看的统计数据）与图5不同，这里记录的不是基本的操作记录，而是经过一些汇总计算的数据，比如按节点统计各期成本、收益，按每期统计整条链的成本、收益。 图6管理员可查看的统计数据的界面1)数据界面统计图表为了让大家更好地体验牛鞭效应需求由下游至上游波动逐级放大的现象，这里给出了曲线图。首先选择要查看的节点序号，然后点击查看按钮，就可以看到对应的统计图表。三个曲线图的横坐标是周期，纵坐标分别代表你所选择节点的各期订货数量，所选节点各期的净利润以及该期所有该条链的总净利润。每个用户可以查看该小组所有节点的统计图。 图7数据界面统计图表的界面最后，当实验结束你想退出时，选择“退出”菜单可以返回登录界面，也可以直接关掉浏览器。 实验三物流网络博弈实验一、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。二、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。三、实验原理 实验在物流实验室的网络实验平台上进行，该实验平台采用B/S（客户机/服务器）的体系结构。实验系统由联网的一台服务器和多台客户机组成，包括一个供应商和多个零售商以及每个零售商所对应的终端市场。其示意图如下图所示：图表1.实验示意图其中分销中心的角色由服务器来扮演，零售商对应的终端市场由服务器用随机数来模拟，而零售商的角色则是由实验者来扮演。各零售商之间构成一种公平竞争的关系，各自独立管理自己的库存。实验分为若干期，每一期实验需要进行两次决策，向分销中心订货和确定本期的售货价格。实验的最终目的是实现利润的最大化。供应商的参数包括：订货提前期、初始售货价格（即为零售商的初始进货价格）、初始库存量、再订货点（s）、最大库存点（S）；零售商的参数包括：初始售货价格、初始库存量、订货固定成本、持货成本、初始资金。为了保证零售商之间的公平竞争，所有零售商的属性参数设置都相同。每期实验开始时，供应商根据自己当前的库存状态按（s，S）策略订货，其订货提前期为L（即本期订货将于L期后到货，L由管理员设置）。同时供应商根据当前的库存位置，确定本期的售货价格（即零售商的进货价格），当库存量高于s时，按默认的价格售货（该价格为零售商的初始进货价格，由管理员设置），当库存量低于s时，价格将随着库存量的下降变得越来越高。呈线性关系，当库存降为零时，价格为初始价格的2倍，如下图所示： 图表2.供应商库存和售货价格的关系同时扮演零售商的实验者进入发送订单页面，开始根据自己所掌握的信息向供应商发送订单（其中能掌握的信息量是由该实验的信息透明度决定的，有三种信息透明度设置，分别为“完全不透明”、“半透明”、“完全透明”。完全不透明状态下，零售商只能看到自己的库存状态；半透明状态下，零售商还可以看到供应商的库存状态；完全透明状态下，不仅可以看到供应商库存状态，还可以看到其它所有零售商的库存状态。零售商发送完订单后，转入等待页面，等待其它零售商提交定单。待所有零售商订单发送完成之后，供应商采取按比例分配的原则给各零售商分配库存。当总订单量小于供应商当前库存量时，按实际的订单量发货，当总订单量超过供应商当前的库存量时，将按各零售商订单量所占的比例来发货，即……为第i个零售商的订单量，I为供应商当前库存量零售商的订货提前期均设为零，即本期发送的订单，供应商发货后马上就能收到货物。供应商完成订单的分配后，实验进入售价决策页面。在此页面，各实验者根据自己手头的库存量，确定本期的售价，所有零售商的售价将会决定下游市场的需求量。假设某期零售商i的售价为，所有零售商的平均价格为。则零售商i该期的下游市场需求量为：其中和是参数，可以认为是初始的售货价格和初始的市场需求量。市场需求量跟零售商自己的售价以及所有零售商的平均售价相关。在所有零售商售价一致的情况下，其需求函数和售价的关系大致如图3所示。 图表3.市场需求量和价格的大致关系待所有零售商确定完售货价格后，系统将按照各自的售货价格计算出各零售商的市场需求量，并根据当前库存量进行售货。本实验采用lostsale的模式，即缺货不会累计到下一周期。最后核算该期的各项成本和收益，计算出本期的利润和累计总资产。这样，本期操作就算完成，进入下一期。另外，为了保证实验的进度，除第一期外，以后的每一期都限制了操作时间，发送订单和确定售价都只能在规定的时间内完成。实验过程中，会显示出该操作的剩余时间。如果有的没来得及在规定的时间内提交决策，系统将默认该零售商上期的决策进行提交。实验结束后，考察各实验者的经营情况，并相应地提供各期的实验数据，基于这些数据，进行分析和实验总结，并提交实验报告。四、实验步骤与实验结果评估1.实验操作步骤(1)从管理员处获得实验组号、零售商序号和对应的密码，登录进入实验主页面。(2)提交订单量。(3)进入提交订单等待页面。(4)确定售货价格。(5)进入确定售价等待页面。(6)转入下期实验。(7)实验过程中可以进入“查看历史数据”页面，查看历史数据。(8)实验结束后，可以查看到组内所有零售商的经营状况。请从数据界面中导出所有的历史数据，以便实验后进一步分析。1.实验结果评估对实验结果进行评价的标准是最终的总资产。其中每一期的成本和收益的计算公式如下：固定成本：只有当本期到货量为零时，不计算固定成本。 进货成本：到货量×进货价售货收益：售货量×售货价格持货成本：期末库存量×单位持货成本缺货成本：不计总成本：持货成本＋缺货成本＋进货成本＋固定成本总收益：售货收益净收益：总收益－总成本本期末总资产：上期末总资产＋本期净收益五、思考题l不同信息透明度的设置对系统中零售商的决策会有怎样的影响？l请用运筹学中的博弈理论分析一下零售商之间的竞争情况。l对物流网络博弈实验系统的一些改进建议。六、实验报告1.实验预习对供应链分销系统、博弈理论的了解。对各种库存管理概念，如各类库存成本，提前期，库存策略的理解和掌握。考虑自己将在实验中使用的库存管理策略。2.实验记录实验数据可在实验完成后导出。3.实验报告报告应该包括：对供应链中分销管理及网络博弈的理解；对自己所用库存管理策略或算法的说明；对实验结果和过程的分析和总结。七、附录附录1信息透明度说明实验有三种信息透明度设置，分别为：“完全不透明”、“半透明”、“完全透明”。完全不透明是指参赛者只能看到自己的信息，对供应商以及其他零售商的信息完全不了解，在这种情况下只能依据自己的库存信息来进行决策。其实验界面如下图所示： 图表4.完全不透明下的实验界面半透明是指除了自己的信息外，还可以看到供应商的库存信息。库存信息是以图形的形式显示出来的，实验界面如下图所示：图表5.半透明下的实验界面完全透明是指除了自己的信息外，还可以看到供应商和其它零售商库存信息。实验界面如下图所示： 图表6.完全透明下的实验界面 附录2系统中各参数的说明属性参数说明提前期指从发送订单到收到货物所要经历的时间，以期为单位。本实验供应商提前期大于1，零售商提前期均为零初始库存实验开始时的库存量固定成本单次订货成本，上游实际发货量大于0，就会产生该项成本。缺货成本零售商未能满足顾客需求时产生的成本。每期的缺货成本计算公式为：本期缺货成本＝本期缺货量×单位缺货成本本实验不计缺货成本，即单位缺货成本为零持货成本维持库存时产生的成本。每期的库存成本计算公式为：本期库存成本＝本期期初库存量×单位持货成本供应商售货价格供应商向零售商发货时的货物单价，即零售商的进货价格。该价格随供应商库存量变化而变化零售商售货价格零售商售货时的货物单价，该价格由零售商自己决策，系统会提供一个初始的售货价格。售货价格将直接决定该期的市场需求量进货成本本期的进货成本＝到达货物数×进价售货收益本期的售货收益＝向顾客售出货物量×售价总成本本期的总成本＝本期固定成本＋本期缺货成本＋本期库存成本＋本期进货成本净收益本期净收益＝本期售货收益－本期总成本累计资产本期末累计资产＝上期末累计资产＋本期净收益。每位零售商将会有一定的初始资金。所以，第一期期末的累计资产即为初始资金＋第一期的净收益初始资金实验开始时每个零售商将会有一定的初始资金分销中心库存是指供应商处本期的库存信息。供应商是以（s，S）策略订货，实验时如果信息透明度设置为半透明或全透明，将会看到以图的形式显示出来的供应商的库存信息。“最大库存量”即为S， “订货点”即为s，“当前库存量”即为本期的库存量，也就是本期可用于分配给零售商的所有货物量其他零售商信息当实验透明度设置为全透明时，可以看到此信息附录3实验平台界面使用说明1)登陆页面图表7.实验界面－登录页面2)发送订单页面 图表8.实验界面－发送订单页面1)发送订单等待页面图表9.实验界面－发送订单等待页面2)确定售货价格页面 图表10.实验界面－确定售价页面1)确定售货价格等待页面图表11.实验界面－确定售货价格等待页面2)查看历史数据页面 图表12.实验界面－查看历史数据页面1)实验结束页面 图表13.实验界面－实验结束页面 实验四配送管理实验一、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（TheSweepMethod）和节省法（TheSavingMethod）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。二、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。三、实验环境实验在物流实验室的网络实验平台上进行，该实验平台采用B/S（客户机/服务器）的体系结构。实验系统由联网的一台服务器和多台客户机组成，用来模拟运输配送的路径规划。学生通过在每台客户机前端的操作来扮演物流部门配送经理，对每期的配送任务进行路径规划。在配送管理实验中，实验环境有随机的因素，也有动态的因素，每期的配送任务由系统自动生成，配送任务包括15个需求销售店及其需求量，其中，有一个销售店向其他销售店配送的时间花费是与该销售点和其出发时刻相关的动态值，之后将称这个销售店为动态销售店，这个动态值称为放大系数，每期实验必须在限定的时间内提交方案，否则系统将自动提交，限定的时间长度随实验进度而动态变化。一、实验步骤1.实验任务简介：a)背景 某超市连锁公司ABC在北京市拥有一个仓储中心和若干个门店，仓储中心和门店两两之间的距离固定不变，车辆的行驶速度为确定的常数，但是因门店的地理位置特殊及交通等原因，车辆在从一个门店向其他门店配送所需的时间花费和理论值（距离除以速度）有一定偏差，计算成本时需乘以放大系数来矫正偏差，该放大系数和销售点及出发时刻有关。每期，超市将收到来自各个门店的订单，订单上将标明下周的需求量，公司需要按照上周日各店的需求量配送货物。车辆容量有限，但对可使用的车辆数量没有限制，每辆车仅负责配送一条回路，最后车辆需要回到仓储中心，配送时间通过对每辆车的行驶时间累加，配送花费与配送的时间花费成正比，每个销售店只允许被配送一次，如果没有完成配送任务（即出现缺货），将产生缺货成本。公司仓储中心为了降低成本，提高公司利润，该公司物流部门的配送经理现需要规划出一条最优路经，达到完成配送任务的花费最小。a)任务配送经理由参与实验的每个组扮演，每期实验都将面对一项新的配送任务，配送经理需要为公司做出一个最优配送方案。本次实验一共13期，第0期为体验期，时间限制为15分钟，从第二期开始，时限逐渐变短，实验者需在一定的时间T(i)内完成第i期实验，T(i)函数图像如图2所示。每期实验中，系统将给出15个销售店的距离矩阵、需求量及车容量、车速、费率等参数，实验小组需根据配送任务及实验参数输入最优路径，系统将根据费率及输入路径计算出每期实验成本。 2.实验操作步骤本次实验的流程见图1所示，描述如下：1)从管理员处获得用户名和密码，登录进入实验；2)读取实验介绍；3)点击开始实验进入本次实验；l输入方案撤销可取消上一步操作，清空可清空所有输入操作；l提交方案如果在限制的时间内提交，需等待至所有小组都提交后才能进入下一期；如果在系统限制的时间内未完成提交，系统将按照当前的方案自动提交；系统将按照自动提交那一时刻开始对下一期实验计时；4)导出实验数据；5)分析实验数据，撰写实验报告。 3.实验结果评估最终对实验结果进行评估的标准是综合考察13期实验的总成本，总成本计算方法如图3所示。其中，距离ij表示路径中从销售店i到销售店j的距离；fi(t)是销售店i在t时刻的放大系数，每条路径从DC出发的时刻计为0，t是配送到销售店i的时间点，放大系数值计算方法见图4所示。 五、思考题本次实验中涉及到的路径规划是一个确定性问题，但在配送过程中的花费存在的一个放大系数，实验者需根据放大系数函数考虑配送方案，尽量使配送方案的总成本最小。问题1：车辆调度和路径规划，是运输配送物流中两个重要的问题，请说明你们小组是如何将课堂内容和实际经验运用于本次实验的配送方案决策中？问题2：在本次实验中，你是如何处理动态销售店的配送路径？问题3：配送环节存在很多随机因素，本实验中都予以忽略了。你认为有哪些需要考虑的因素，请适当总结。一、实验报告1.实验预习对运输与配送过程的基本概念和知识的了解；对货物配载、车辆调度、路径规划等问题和基本算法的了解；考虑自己将在实验中使用的路径规划算法。2.实验记录实验数据可从网络平台中导出数据。 3.实验报告分析数据，总结实验，提交实验报告（小组为单位）。内容包括：对运输配送问题的理解；对自己所用算法的说明；对实验结果和过程的分析和总结。七、附录附录1实验参数说明参数名称参数值参数说明总期数13本次实验一共完成的期数，从第0期开始计每期时间限制T(i)T(i)取值见图2车容量20每辆车的装载容量有限车速50每辆车的车速为一确定的常数配送费率2.5配送的路径费率和时间花费成正比，比例因子为2.5惩罚费率10配送的惩罚费用和缺货量成正比，比例因子为7放大系数fi(t)fi(t)取值见图4附录2实验平台说明登陆之后，点击开始实验，将进入附图1所示的实验窗口； 4．5．2．3．7．6．1．附图1：每期实验窗口1.点击配送任务将得到本期实验的配送任务，图形窗口如附图2所示，表格中显示销售店之间的距离和每个销售店的需求数量，下方显示实验参数（车速，车容量，配送费率及惩罚费率），点击拷贝数据将表格内数据复制，可以粘贴到指定的Excle表格中。附图2：配送任务窗口 1.显示输入的路径信息，显示的字体颜色和左侧的路径颜色一致；2.显示每个销售店缺货情况；3.显示输入的配送路径的成本信息；4.蓝色数字表示该销售店需求，红色数字表示配送数量；5.撤销能取消上一步路径，清空能清除所有输入的路径，点击提交完成本期方案的提交；6.显示本期实验的剩余时间。