基于系統(tǒng)動力學的電子商務倉配一體化建模與仿真

郭儀

（廣西科技大學管理學院，廣西柳州545006）

基于系統(tǒng)動力學的電子商務倉配一體化建模與仿真

郭儀

（廣西科技大學管理學院，廣西柳州545006）

隨著電子商務的高速發(fā)展，網下運作的物流活動已成為電子商務高效、快捷的關鍵.運用系統(tǒng)動力學方法建立電子商務一體化倉儲與配送方案模型，并進行計算機仿真模擬，對延遲時間改變后的各參數變化進行分析.研究結果表明：降低賣家發(fā)貨的延遲時間；加強賣家與電商配送中心之間的信息溝通；當一賣家缺貨時，允許電商配送中心從其他賣家處調用同種貨物；通過這些措施可以使配送中心合并訂單，準時發(fā)貨，而買家可以一次收貨，提升買家的購物體驗.

電子商務；物流；系統(tǒng)動力學

0　引言

隨著電子商務在我國蓬勃發(fā)展，網購已成為一種生活習慣，被大家接受并喜愛.2014年中國網絡購物市場交易額達到2.8萬億，與2013年相比增長48％.網絡購物相關規(guī)范的逐步完善及網絡購物環(huán)境的日漸成熟，使中國網絡購物市場進入高速發(fā)展時期.

伴隨電子商務熱潮，國內外研究電子商務企業(yè)物流系統(tǒng)的文章越來越多.美國學者指出：“物流配送能實現網上交易商品的末端配送，是完成整個電子商務活動的最后一個環(huán)節(jié)”［1］.施路等［2］提出了網點式物流配送模式.劉俊斌等［3］指出我國大型電子商務網站已經比較好地解決了信息流和資金流的問題，但是還沒有建立配套的物流系統(tǒng)，這已成為制約我國大型電子商務網站發(fā)展的瓶頸問題.

電子商務作為“四流”的統(tǒng)一體，融合了商流、信息流、資金流和物流，隨著計算機和網絡通訊的發(fā)展，前3種“流”已經實現了三流合一；因此，網下運作的物流活動則成為電子商務高效、快捷的關鍵.2015年“雙十一”，天貓交易額達到912.17億元，但快遞慢、供貨不足依然是被吐槽最多的問題.當高速發(fā)展的電子商務遇上低效的物流，不匹配的矛盾就顯現出來了，致使電子商務物流出現了資金占用高、人員成本高、配貨不合理、配送不及時、服務質量差等一系列問題，成為制約電子商務飛速發(fā)展的瓶頸.目前，許多大型的B2C網站都自建物流平臺，如京東商城，唯品會等，實現對物流的控制權，保證貨物在規(guī)定時間內到達客戶，提高客戶滿意度.早在2010年6月，國內最大的C2C網站淘寶就對外宣布了自己的大物流計劃，這表明了淘寶將進軍物流領域，打造電子商務商流、資金流、信息流和物流四流一體化平臺［4］.

在此背景下，本文對管理眾多中小賣家貨物的C2C電子商務企業(yè)自建物流平臺如何實現倉儲與配送一體化進行研究，研究結果將促進電子商務企業(yè)更快捷、準確、優(yōu)質、優(yōu)惠的服務，對推動其提高客戶滿意度、維持持續(xù)高速發(fā)展具有現實意義.

1　電子商務網購平臺物流系統(tǒng)動力學模型的建立

1.1網購平臺物流系統(tǒng)設計構想

將倉儲與配送系統(tǒng)整合，實現倉配一體化［5］.配送中心倉庫由電商選址租賃或自建，配送由電商選擇優(yōu)質物流、快遞承運商，通過整合、優(yōu)化社會物流資源，打造電子商務供應鏈.

賣家的物流委托給電商企業(yè)，賣家定期向電商配送中心補充貨物，當有買家購買商品，完成支付平臺付款，生成訂單；賣家通過電商物流信息系統(tǒng)將訂單信息傳遞給倉儲配送中心；由配送中心庫存管理系統(tǒng)確認訂單，并將發(fā)貨狀態(tài)和庫存臺帳反饋給賣家，并打印出來，交由配送中心管理人員進行貨物的分揀、配貨和包裝，生成包裹，由指定快遞公司完成發(fā)貨和配送；買家收到貨物后確認付款，由支付平臺完成貨款清算，打到賣家賬戶.入駐賣家定期與電商結算倉儲、包裝、配送等物流費用.當買家訂購某一賣家的某種貨品，配送中心發(fā)貨時發(fā)現庫存不足，可以調用其他賣家的同種貨品，保證發(fā)貨的準時性.這樣，可以大大減少原本賣家自己運作所需要的投入成本（場地、人員、設備、耗材等各種倉儲作業(yè)及營運成本），賣家只需要支付很少一部分的發(fā)貨費和包裝材料費；而且，配送中心將眾多中小賣家的商品集中管理、集中發(fā)貨，很好地解決了原來賣家地區(qū)分散、不能獲得快遞公司價格優(yōu)惠等問題，使得配送時效得以保證，服務質量得到提高；此外，對買家來說，可實現網上一站式購物，即可以同時訂購電商網絡平臺上多位賣家的貨物，由配送中心合并訂單，統(tǒng)一包裝，一同發(fā)運，買家只接受一個包裹，支付一次運費，為買家節(jié)約收貨時間，又節(jié)省運費，提升了買家的購物體驗.基于該構想，通過系統(tǒng)動力學方法建立模型.

1.2系統(tǒng)動力學方法概述

系統(tǒng)動力學在1956年創(chuàng)立，創(chuàng)立人為美國麻省理工學院Forrester教授.系統(tǒng)動力學方法應用于社會、經濟、企業(yè)管理、生態(tài)環(huán)境等諸多研究領域［6］.系統(tǒng)動力學應用于供應鏈物流領域，主要用來研究牛鞭效應和庫存控制［7］.FORRESTER［8］運用系統(tǒng)動力學構建了包含工廠、庫房、分銷商和零售商的供應鏈仿真模型.STERMAN［9］利用系統(tǒng)動力學構建了一般性的庫存管理模型.系統(tǒng)動力學在研究復雜的連鎖超市配送系統(tǒng)方面也有廣泛的應用，劉聲亮等［10］將系統(tǒng)動力學用于確定超市配送中心訂貨量與庫存量，陳文佳等［11］用系統(tǒng)動力學方法建立配送中心面向三店鋪配送的系統(tǒng)動力學模型，并結合實例仿真模擬，最后提出配送中心運營優(yōu)化的相關建議.

通過研究發(fā)現，系統(tǒng)動力學是定量研究物流系統(tǒng)的有效方法，具有全局性、仿真模擬、形象直觀、對歷史數據依賴小等優(yōu)點.采用系統(tǒng)動力學方法對電子商務網購平臺物流系統(tǒng)進行建模和仿真.以往采用系統(tǒng)動力學研究物流系統(tǒng)的文獻，多是單個供應商、配送中心組成的簡單供應鏈，如文獻［10］，復雜一點的是連鎖超市配送系統(tǒng)中配送中心面向3個銷售店鋪發(fā)貨的系統(tǒng)動力學模型，如文獻［11］.本文結合電子商務物流實際，建立多個賣家（供應商）供貨，電商配送中心統(tǒng)一存儲分揀發(fā)貨，買家一次收貨的模型，與以往的研究模型結構相反，并且配送中心可以在不同賣家之間調貨，這些均增強了模型的復雜性和現實意義.通過對模型的仿真運算，得到客觀而準確的模擬結果，期望對電子商務企業(yè)構建物流系統(tǒng)提供重要的借鑒作用.

1.3系統(tǒng)的因果關系分析

綜合分析倉儲與配送系統(tǒng)中各因素相互之間的影響，得到因果關系圖，如圖1所示.

從因果關系圖上可以看到，隨著賣家發(fā)貨量上升，配送中心庫存量隨之增加，為保持一定的庫存量，配送中心庫存調節(jié)的增量變小，調節(jié)量減少導致配送中心補貨量也減少，從而抑制了賣家的發(fā)貨量，構成一個負反饋.

圖1　倉儲與配送系統(tǒng)因果關系圖Fig.1 A causal graph of warehousing and distribution system

1.4建立系統(tǒng)動力學流圖

系統(tǒng)動力學流圖是系統(tǒng)動力學的基本變量和表示符號的有機組合，現用系統(tǒng)動力學建模工具Vensim軟件建立關系流程圖如圖2所示.

該模型反映了一個買家同時購買電商網上購物平臺上2個賣家A1，B的商品，產生子訂單A1和子訂單B，賣家的貨品由電商配送中心統(tǒng)一管理，配送中心合并訂單，當訂單中賣家A1商品庫存不足時，配送中心可以查看A2等其他賣家的相同商品，如果賣家A2的庫存量除了滿足自己的訂單A2外還有剩余，配送中心可以調用其他賣家A2的貨品，然后和賣家B的商品統(tǒng)一包裝，一同發(fā)運.

圖2　倉儲與配送系統(tǒng)動力學流圖Fig.2 System dynamics flow graph of warehousing and distribution system

2　模型仿真與模擬結果分析

2.1模擬配送中心倉儲和配送一體化運作

2.1.1模擬結果

執(zhí)行Vensim的Check Model和Units Check功能，模型檢驗順利通過后進行模擬，步長為0.5 d，得出各變量的模擬曲線如圖3～圖7所示.

圖3　配送中心庫存量A1曲線Fig.3 The curve of the inventory A1 of distribution center

圖4　配送中心庫存量B曲線Fig.4 The curve of the inventory B of distribution center

圖5　配送中心庫存量A2曲線Fig.5 The curve of the inventory A2 of distribution center

圖6　內部調貨率A21曲線Fig.6 The curve of transferring cargo rate A21

圖7　配送中心準時發(fā)貨量曲線Fig.7 The curve of on time delivery of distribution center

2.1.2結果分析

從模擬圖可以看出，配送中心庫存量A1在17 d～19 d，27 d～30 d出現缺貨，配送中心庫存量B在27.5 d～30 d缺貨，配送中心庫存量A2在27 d～30 d缺貨.內部調貨率A12為0，內部調貨率A21在17 d～19 d均大于0，配送中心準時發(fā)貨量在27 d～30 d為0.

說明在17 d～19 d賣家A1的貨物缺貨，而賣家B的貨物可以滿足買家訂貨需求，配送中心查看賣家A2的同種貨品，A2的庫存量除了滿足自己的訂單A2外，還有剩余，所以配送中心在17 d時從賣家A2庫存中調用5單位商品，18 d時調用45單位商品，19 d時調用12單位商品，保證了17 d～19 d在接到買家訂單A1和B后，配送中心可以合并訂單，準時發(fā)貨.在27 d～30 d，賣家A1、賣家A2均處于缺貨狀態(tài)，所以不能從A2那里調用貨品，內部調貨率A21為0，而且賣家B也處于缺貨狀態(tài)，所以不能合并訂單，準時發(fā)貨，從而配送中心準時發(fā)貨量在27 d～30 d為0.

2.2發(fā)貨延遲時間對配送中心準時發(fā)貨量和庫存量的影響

2.2.1賣家A1發(fā)貨延遲時間改變的模擬結果及結果分析

模型中其他變量保持不變，賣家A1發(fā)貨到配送中心的延遲時間原始值為3 d，現依次變化為2 d，5 d，檢驗通過后進行仿真模擬，對配送中心準時發(fā)貨量和各賣家?guī)齑媪枯敵鼋Y果進行比較和分析，結果如圖8～圖13所示.

圖8　延遲時間A1改變后的配送中心庫存量A1Fig.8 The curve of distribution center's inventory A1 after the delay time A1 changing

圖9　延遲時間A1改變后的配送中心庫存量BFig.9 The curve of distribution center's inventory B after the delay time A1 changing

圖10　延遲時間A1改變后的配送中心庫存量A2Fig.10 The curve of distribution center's inventory A2 after the delay time A1 changing

圖11　延遲時間A1改變后的內部調貨率A12Fig.11 The curve of transferring cargo rate A12 after the delay time A1 changing

圖12　延遲時間A1改變后的內部調貨率A21Fig.12 The curve of transferring cargo rate A21 after the delay time A1 changing

圖13　延遲時間A1改變后的配送中心準時發(fā)貨量Fig.13 The curve of on time delivery after the delay time A1 changing

從以上圖可看出，當只改變賣家A1的發(fā)貨延遲時間時，發(fā)貨延遲時間增加或減少，對庫存量A1有很大影響，對賣家B的庫存量B無影響，對于庫存量A2在26 d～30 d有一定影響.隨著賣家A1發(fā)貨延遲時間增加，賣家A1和賣家A2互相調貨的時間段增長，配送中心不能準時發(fā)貨的時間段增長.這是因為，隨著賣家A1發(fā)貨延遲時間增加，賣家A1和A2的缺貨時間增長；所以，互相調貨的時間段和不能準時發(fā)貨時間段均增長.

2.2.2賣家B發(fā)貨延遲時間改變的模擬結果及結果分析

模型中其他變量維持不變，賣家B發(fā)貨到配送中心的延遲時間原始值為3 d，現依次變化為2d，5 d，檢驗通過后進行仿真模擬，對配送中心準時發(fā)貨量和各賣家?guī)齑媪枯敵鼋Y果進行比較和分析.如圖14～圖19所示.

圖14　延遲時間B改變后的配送中心庫存量A1Fig.14 The curve of distribution center's inventory A1 after the delay time B changing

圖15　延遲時間B改變后的配送中心庫存量BFig.15 The curve of distribution center's inventory B after the delay time B changing

圖16　延遲時間B改變后的配送中心庫存量A2Fig.16 The curve of distribution center's inventory A2 after the delay time B changing

圖17　延遲時間B改變后的內部調貨率A12Fig.17 The curve of transferring cargo rate A12 after the delay time B changing

圖18　延遲時間B改變后的內部調貨率A21Fig.18 The curve of transferring cargo rate A21 after the delay time B changing

圖19　延遲時間B改變后的配送中心準時發(fā)貨量Fig.19 The curve of on time delivery after the delay time B changing

從以上圖可看出，當只改變賣家B的發(fā)貨延遲時間時，發(fā)貨延遲時間增加或減少，對庫存量A1在24 d～30 d有一定影響，對賣家B的庫存量有明顯影響，對于庫存量A2無影響.當賣家B發(fā)貨延遲時間為5 d時，由賣家A1處調貨7單位.無論發(fā)貨延遲時間增加或減少，從賣家A2處的調貨時間及調貨量不變.隨著賣家B發(fā)貨延遲時間增加，配送中心不能準時發(fā)貨的時間段增長.這是因為，隨著賣家B發(fā)貨延遲時間增加，賣家B的缺貨時間增長；所以，出現由賣家A1處向A2調貨，并且不能準時發(fā)貨時間段增長.

2.2.3賣家A2發(fā)貨延遲時間改變的模擬結果及結果分析

模型中其他變量維持不變，賣家A2發(fā)貨到配送中心的延遲時間原始值為3d，現依次變化為2d，5 d，檢驗通過后進行仿真模擬，對配送中心準時發(fā)貨量和各賣家?guī)齑媪枯敵鼋Y果進行比較和分析.如圖20～圖25所示.

圖20　延遲時間A2改變后的配送中心庫存量A1Fig.20 The curve of distribution center's inventory A1 after the delay time A2 changing

圖21　延遲時間A2改變后的配送中心庫存量BFig.21 The curve of distribution center's inventory B after the delay time A2 changing

圖22　延遲時間A2改變后的配送中心庫存量A2Fig.22 The curve of distribution center's inventory A2 after the delay time A2 changing

圖23　延遲時間A2改變后的內部調貨率A12Fig.23 The curve of transferring cargo rate A12 after the delay time A2 changing

圖24　延遲時間A2改變后的內部調貨率A21Fig.24 The curve of transferring cargo rate A21 after the delay time A2 changing

從以上圖可看出，當只改變賣家A2的發(fā)貨延遲時間時，發(fā)貨延遲時間增加或減少，對于庫存量A1在24 d～30 d有一定影響，對庫存量A2有很大影響，對賣家B的庫存量B無影響.隨著賣家A2發(fā)貨延遲時間的增加，賣家A1和賣家A2互相調貨的時間段增長，配送中心不能準時發(fā)貨的時間段增長.這是因為，隨著賣家A2發(fā)貨延遲時間的增加，賣家A1和A2的缺貨時間增長；所以，互相調貨的時間段和不能準時發(fā)貨時間段均增長.

2.2.4各賣家發(fā)貨延遲時間改變的模擬結果及結果分析

模型中其他變量維持不變，各賣家發(fā)貨到配送中心的延遲時間原始值為3 d，現依次變化為2 d，5 d，檢驗通過后進行模擬，對配送中心準時發(fā)貨量和各賣家?guī)齑媪枯敵鼋Y果進行比較和分析.如圖26～圖31所示.

圖26　延遲時間改變后的配送中心庫存量A1Fig.26 The curve of distribution center's inventory A1 after the delay times changing

圖27　延遲時間改變后的配送中心庫存量BFig.27 The curve of distribution center's inventory B after the delay times changing

圖28　延遲時間改變后的配送中心庫存量A2Fig.28 The curve of distribution center's inventory A2 after the delay times changing

圖29　延遲時間改變后的內部調貨率A12Fig.29 The curve of transferring cargo rate A12 after the delay times changing

圖30　延遲時間改變后的內部調貨率A21Fig.30 The curve of transferring cargo rate A21 after the delay times changing

圖31　延遲時間改變后的配送中心準時發(fā)貨量Fig.31 The curve of on time delivery after the delay times changing

延遲時間為2 d時輸出曲線2，3 d時輸出曲線3，5 d時輸出曲線1.從圖26~圖28可以明顯看出，隨著延遲時間的升高，各賣家缺貨時間增長.

從圖29、圖30可以看出，隨著賣家的缺貨，相互之間開始調用貨物.

從圖31看出，隨著延遲時間的增加，不能準時發(fā)貨的幾率升高.

該仿真結果符合實際，說明隨著延遲時間的增加，各賣家缺貨時間增長，需要相互之間調用貨物，配送中心不能合并訂單、延遲發(fā)貨的時間增長.

2.34種情形的比較

分別改變A1，B，A2賣家發(fā)貨延遲時間的3種情形相比較，可以看出改變某一賣家的發(fā)貨延遲時間，對這一賣家的庫存量變動影響很大，對其他賣家基本無影響；改變A1，A2的發(fā)貨延遲時間對A1和A2之間互相調貨的時間和調貨量都有較大影響，而改變B的發(fā)貨延遲時間對A1和A2之間互相調貨的時間和調貨量影響較??；改變A1，B的發(fā)貨延遲時間對配送中心準時發(fā)貨量的變動影響較大，而改變A2的發(fā)貨延遲時間對配送中心準時發(fā)貨量的變動基本無影響.

只改變單一賣家的發(fā)貨延遲時間和各賣家的發(fā)貨延遲時間同時改變兩相比較，可以得出賣家發(fā)貨延遲時間直接影響其庫存量的變動；只改變A1或A2單一賣家的發(fā)貨延遲時間造成調貨時間和調貨量的波動比同時改變各賣家的發(fā)貨延遲時間時劇烈；只改變單一賣家的發(fā)貨延遲時間對配送中心準時發(fā)貨量波動的影響比同時改變要大.

3　結論與建議

通過系統(tǒng)動力學定量地研究了電子商務網購平臺物流系統(tǒng)的動態(tài)行為，在分析模擬結果的基礎上提出如下建議：電商配送中心對各賣家的貨物集中管理，買家在電商平臺隨意組合購買時，配送中心能夠做到合并發(fā)貨，買家一次收取包裹，享受更穩(wěn)定的物流服務.要實現這些，關鍵要做到：①降低賣家發(fā)貨的延遲時間，加強賣家與電商配送中心之間的信息溝通，實現信息共享，做到賣家及時了解配送中心庫存，從而可以及時補貨給配送中心；②當一賣家缺貨時，允許電商配送中心從其他賣家調用貨物，可以有效防止缺貨.

本文重點研究了延遲時間改變后模型中各參數的變化，對配送中心庫存調節(jié)時間等變量改變對模擬結果的影響尚未研究，這也是下一步的研究方向.

［1］LEEH L，WHANGS.Winning the Last Mile of E-Commerce［J］.Mit Sloan Management Review，2001，42（4）：54-62.

［2］施路，崔異.電子商務購物網站網點式物流配送模式研究［J］.物流科技，2008（8）：5-7.

［3］劉俊斌，張立群.我國大型電子商務網站應建立配套物流［J］.科技情報開發(fā)與經濟，2006，16（11）：116-117.

［4］黃智軍.淘寶物流寶平臺加速物流戰(zhàn)略布局［N］.計算機世界，2010-06-21（17）.

［5］蘇巧玲，梁華.某公司物流配送優(yōu)化模型求解方法及其對策［J］.廣西工學院學報，2006，17（4）：99-101.

［6］鐘永光，賈曉菁，錢穎.系統(tǒng)動力學［M］.北京：科學出版社，2013.

［7］李明，李善基.VMI在現代電子行業(yè)庫存管理中的應用［J］.廣西工學院學報，2006，17（S1）：142-145.

［8］FORRESTER JW.Industrial Dynamics［M］.Cambridge Mass：MIT Press，1961.

［9］STERMAN JD.Modeling Managerial Behavior：Misperceptions of Feedback in a Dynamic Decision Making Experiment［J］.Management Science，1987，35（3）：321-339.

［10］劉聲亮，張旭鳳，朱丹.基于系統(tǒng)動力學的零售店庫存優(yōu)化研究［J］.物流技術，2011，30（5）：119-123.

［11］陳文佳，穆東.基于系統(tǒng)動力學的配送中心倉儲系統(tǒng)研究［J］.北京交通大學學報（社會科學版），2008，7（1）：27-32.

（學科編輯：黎婭）

Modeling and simulation of storage and distribution integration of electronic commerce enterprise based on system dynamics

GUO Yi
(School of Management,Guangxi University of Science and Technology,Liuzhou 545006,China)

With the rapid development of electronic commerce,offline logistics operation has become the key to efficient and fast e-commerce.The system dynamic method is used to build an integrated warehousing and distribution system of e-commerce,operate the computer simulation and analyze the change of each parameter after the delay time has been changed.The result shows that through the following measures,the distribution center can merge orders and deliver on time,and the buyer can receive package atone time to improve his shopping experience:reducing the sellers’delivery delay time;enhancing the information communication between sellers and distribution center of electronic business enterprise;allowing the distribution center transfer the same goods from other sellers when one seller is in short supply.

electronic commerce;logistics;system dynamics

F252

A

2095-7335（2016）03-0101-09

10.16375/j.cnki.cn45-1395/t.2016.03.018

2016-01-11

2015年度廣西高等學?？茖W研究項目（KY2015LX182）；2013年廣西哲學社會科學規(guī)劃項目（13BGL009）；2015年廣西哲學社會科學規(guī)劃資助項目（15BGL006）；2016年度廣西中青年教師基礎能力提升項目（KY2016YB238）資助.

郭儀，講師，研究方向：物流與供應鏈管理，E-mail：gypaper＠163.com.