仿真模型在库存管理中的应用分析

在公司的管理决策中应用仿真模型来对公司的运行进行必要的预测，可以预知未来公司的发展方向，并为公司提供大量的数据来进行成本、利润等的模拟。本文描述利用Excel模拟在建立不确定需求的产品库存策略时的应用。

1 问题的提出

恒声电子厂生产收音机，每台成本是125元，销售价格是190元，因此该厂能够从每个产品中获得毛利为190－125=65元。收音机的月需求量服从正态分布，均值为100台，标准差为20台。

在每月初，恒声电子厂的供应商会向该厂发货，该厂将其库存补充至Q级。这个期初库存水平称为补货水平。如果月需求低于补货水平，则没有卖出去的产品的库存持有成本为每台30元；相反，如果月需求量大于补货水平，就会造成库存短缺，从而造成公司要支付缺货费用，即要支付给每个需求未被满足的顾客45元的信誉费。

管理层想通过模拟模型来确定使用特殊补货水平产生的平均月净利润，也希望知道总需求被满足的百分比，这个百分比被称为服务水平。

2 利用仿真模型对库存管理进行模型模拟

2.1 计算机仿真技术

现实生活中的大多数系统十分复杂，涉及许多不确定或未知因素，很难运用数学上的解析方法对其进行建模或求解。而计算机仿真是应用电子计算机对系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的人的思维过程和行为进行动态性比较逼真的模仿。通过建立某一过程和某一系统的模式，来描述该过程或该系统，然后用一系列有目的、有条件的计算机仿真实验来刻画系统的特征，从而得出数量指标。

因此可以利用计算机模型来模仿某个复杂系统的动态行为，对其行为变化进行重复的模拟实验和动态演示，评价或预测它的行为效果，为决策提供理论依据。

2.2建立仿真模型进行模型模拟

该模拟模型的可控输入量是补货水平Q，概率输入量为月需求量，两个输出指标为月平均净利润和服务水平。对服务水平的模拟要求我们了解每月的收音机总销售量和总需求量。服务水平将在模拟过程的最后，通过计算销售总量与总需求量的比率得出。

当需求小于等于补货水平Q时（D≤Q），D台被卖出，且Q－D台留在库存中的持有成本为每台30元，则净利润为：（190－125）×D－30×(Q－D)。

当需求大于补货水平Q时（D＞Q），Q台收音机被售出，未被满足的需求为D－Q，每台未被满足的需求的损失为45元，则净利润为：（190－125）×D－45×(D－Q)。

利用Excel求解过程：启动Microsoft Office Excel后，单击“工具”菜单，选择“规划求解”命令项。若没有“规划求解”命令项，可在“工具”菜单中选择“加载宏”命令，然后在弹出的对话框中将“规划求解”选中便可。

Excel中每一列项（见表一）及其对应的函数如下所示：

需求量D列：NORMINV（rand()，100，20）；

销售量E列：IF(D

毛利润F列：IF(D

持有成本G列：IF(D

缺货成本H列：IF(D> Q，45×(D－Q)，0)；

净利润I列：IF(D

其中rand（）是0到1之间的随机数函数，D表示需求量，Q表示补货水平，G表示持有成本，H表示缺货成本。这里需要注意的是，在正式的求解中，应将这几个代表字母换成对应所在行的字母标识。

表1Excel表单模式

首先假定Q=100，利用Excel模拟恒声电子厂30个月的库存运行情况，可以得到每个月份的需求量、销售量、毛利润、持有成本、缺货成本以及净利润，同时可以计算出30个月的总和及平均值，如下：总需求量=3041台,总销售量=2709台,总净利润=173981元，月平均净利润=5799元。因此，服务水平为2709/3041=89.1%，这个数字表明恒声电子厂能够满足这30个月的89.1%的需求。

分别对补货水平为110、120、130和140时重复运行库存模型模拟，月平均净利润和服务水平如表二所示。

表2 恒声电子厂库存系统30次模拟结果

在补货水平为130台时，月净利润最高达到了6332元，相应的服务水平为98.8%。基于这些结果，恒声电子厂选择了补货水平为130台。

以概率输入量的不同值来重复进行这个模拟过程，这是任何模拟的一个核心组成部分。想要得到更为准确的信息，可以对库存在更多不同的补货水平（如115台）下进行更多月份（如300个月）的模拟。同时利用Excel还可以得出最优选择对某些模型参数的灵敏度。

3 结束语

进行库存管理模拟之后所得到的各种数据，可以用于公司的决策。仿真模型的结果并不是精确的结果，但是其给公司的管理者带来的收益是显而易见的。

参考文献

[1]詹姆斯•R•埃文斯,戴维•L•奥尔森 M：《数据、模型与决策》.机械出版社，2006.6.

[2](美)迪米特里斯•伯特西马斯,罗伯特•M•弗罗因德 M：《数据、模型与决策》.中信出版社，2004.5.

――――――――――――――

作者简介：孟瑾（1981-），男，河北唐山人，东北财经大学研究生院2006级硕士研究生，研究方向：信息技术与管理。