免费论文：非线性供应链系统的动力学分析

随着市场竞争的不断加剧，企业利润空间进一步压缩，消费者需求呈现出复杂和多变的态势，如何有效管理库存以迅速响应消费者需求、降低运作成本，成为企业面临的新挑战．面对一个变化迅速且无法预测的买方市场，研究供应链库存系统的动态性能对提高服务水平有重要意义．然而，系统中的物流信息流等又存在着非线性反馈、延迟和相互作用，这些从客观上均造成了供应链系统的复杂性．而又因为供应链的管理者的有限理性及决策最优化的驱使，导致了供应链系统表现出了复杂的动力学特性．本研究主要关注基于判断的预测、供应链物理约束与随机时间延迟对供应链系统与库存控制策略的影响．主要工作和创新体现在以下几个方面：针对基于判断的预测方法，建立了库存系统多输入多输出模型，将预测视为独立于需求而产生的随机变量．通过使用一种简单的订货策略并求解Stein矩阵方程，研究了降低订货量方差与库存方差时预测变量与需求变量所需满足的统计关系．结果说明，最优的预测方法在消除系统波动方面并不是最优的．在研究所使用的假设下，比例预测方法要优于其他预测方法．针对库存系统中常见的不可退货约束，建立了相应的分段线性库存系统模型，研究了系统的渐近稳定性、周期性和其他复杂行为的分岔和边界条件．以一种特殊的订货策略为例，分析了提前期变化对库存系统动态行为的影响．得到了不可退货库存系统有界振荡的上下界．对于不可缺货约束，使用庞加莱映射的思想尝试解决了系统渐近稳定域的判定问题．在由两个受约束系统串联而成的多级供应链系统中，研究了系统分岔和混沌放大现象．结果显示，(1) 分段线性库存系统可能会由于边界碰撞分岔而产生复杂行为，这些行为包括周期振荡、准周期振荡与混沌；(2) 总体而言，提前期的增加会恶化供应链动态性能，而错误的提前期信息会产生更加严重的后果；(3) 受约束系统的牛鞭效应不能全部由线性模型加以解释，首先要对受约束系统的内禀振荡加以了解；(4) 不可缺货系统的稳定域是初值敏感的；(5) 多个受约束系统组成的供应链中存在混沌放大效应，供应商不恰当地设置安全库存可能会引起缺货，导致零售商行为复杂化从而加剧这种效应．针对真实供应链中经常出现的随机提前期现象，通过假设提前期与系统状态无关，根据需求模型是否时间独立，订货策略是否包含比例反馈参数，研究了随机提前期和订单交叉现象对库存系统的影响，计算得到了订货量的协方差函数，以及需求服从ARMA(p, q)过程时最优的库存控制策略和安全库存设置方法．由于问题的复杂性，最优反馈参数只能用数值方法得到．与线性模型不同，在随机提前期环境下，需求水平的提高会极大增加库存方差．证明了普通订货点策略在面对订单交叉时并不是最优的，需要添加比例反馈参数．如果需求数据是正相关的，此参数为负；反之为正．

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