楊鳳麗+劉春輝+劉鵬+張艷馥

摘 要：應急物資儲備的目標是使應急物資儲備量控制在合理范圍內(nèi)，在保證應急物資供應的前提下，又不會造成供不應求的缺貨現(xiàn)象。文章采用系統(tǒng)動力學的方法，對電力應急物資儲備庫進行因果關系分析后，運用VENSIM軟件對儲備的應急物資儲備進行建模，并結合算例進行仿真模擬，給出了應急物資儲備庫的應急物資合理儲備量。

關鍵詞：電力應急物資；系統(tǒng)動力學；儲備量

中圖分類號：F253 文獻標識碼：A

Abstract： The objective of the emergency material reserve is to control the emergency material reserves within a reasonable range， in ensuring the supply of emergency supplies under the premise， it will not cause the shortage of shortages. In this paper， the method of system dynamics is used to analyze the causal relationship between the power emergency material reserve， and the emergency reserve of the reserve is modeled by VENSIM software， and combined with examples of simulation， the reasonable reserve of emergency materials for emergency materials reserves is given.

Key words： electric power emergency supplies； system dynamics； reserves

0 引 言

近年來，冰雪、地震、暴雨等各種類型的突發(fā)事件導致供電中斷情況頻發(fā)，嚴重影響著人類的生產(chǎn)生活，造成了很嚴重的經(jīng)濟損失和社會影響。如何做好突發(fā)事件的應對工作成為電力部門十分關心的問題。電力應急物資的管理在突發(fā)事件的處理中占有極其重要的位置，能否確定合適的庫存量以及訂貨量是應急物資管理的重中之重。省電力公司應急物資儲備庫在電力物資的倉儲系統(tǒng)中占有至關重要的地位，一方面它需要和供應商直接對接，另一方面需要和需求地直接對接，因此，將電力應急物資儲備庫的儲備問題作為研究重點具有十分重要的現(xiàn)實意義。

對于電力應急物資的儲備問題，國內(nèi)外一些學者做了一些研究，如尚敬福、張瑜等系統(tǒng)地分析了電力應急物資的特點、儲備現(xiàn)狀及存在的問題，針對電力應急物資管理的復雜性、儲備資金占用較大及利用率不高等問題，提出了建立電力應急物資聯(lián)合儲備管理系統(tǒng)的設想[1]。張永領在綜合考慮影響應急物資儲備的主要因素的基礎上，將應急物資分為五類，并采用層次分析法對應急物資的儲備方式進行了研究[2]。高彥龍和唐嘉婷等介紹了電力應急物資管理的重要意義以及電力應急物資類型和應急物資儲備方式，重點介紹了電力應急物資分類儲備的方法，對電力應急物資進行分類管理，提高電力應急物資庫存管理水平[3]。

大部分的應急物資儲備分析方法有運算量大、數(shù)據(jù)精度要求高等缺點，不能充分體現(xiàn)系統(tǒng)中的變量之間相互影響的數(shù)量與邏輯關系。而本文采用的系統(tǒng)動力學方法恰恰能夠克服這些不足，系統(tǒng)動力學對數(shù)據(jù)的要求比較低，可以更加動態(tài)系統(tǒng)的反映實際問題，不僅可以用系統(tǒng)動力學來評價整個應急物資倉儲系統(tǒng)的優(yōu)劣，還可以通過預測相關的變量發(fā)生變化之后對整個倉儲系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，有利于幫助決策者進行系統(tǒng)的改進。

1 電力應急物資儲備模型建立

1.1 系統(tǒng)邊界分析。要建立系統(tǒng)動力學模型，首先要對系統(tǒng)邊界進行確定。系統(tǒng)邊界規(guī)定了哪一部分應該劃入模型，哪一部分不應該歸入模型。凡是在邊界內(nèi)部涉及與所研究的動態(tài)問題有重要關系的概念與變量均應考慮進入模型之中；那些在界限外部的概念和變量都應該排除在模型之外[4]。

本文在研究省級電力應急物資儲備時，主要考慮供應商與電力應急物資儲備庫進行聯(lián)合儲備的庫存問題以及在整個倉儲系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)中探究各個環(huán)節(jié)庫存的影響因素。電力應急物資儲備主要是劃分區(qū)域集中儲備，災情發(fā)生后由應急物資儲備庫直接運往需求地，如果庫存不足，可以進行緊急采購。本系統(tǒng)的界限大體包括：應急物資儲備庫發(fā)貨、應急物資儲備庫積存訂單、應急物資儲備庫期望庫存、應急物資儲備庫庫存偏差、應急物資儲備庫訂貨、應急物資儲備庫庫存、供應商發(fā)貨。考慮到電力應急物資的實際情況，上述界限中忽略了一部分難以量化的因素，比如電力的政策法規(guī)、倉儲系統(tǒng)的庫存量等。模型的基本假設條件如下：（1）假設供應商送來的應急物資的壞損率為零。（2）假設供應商發(fā)往儲備庫的應急物資會出現(xiàn)延遲，而應災情發(fā)生時儲備庫發(fā)往地方的應急物資不會出現(xiàn)延遲，是即時到達的。（3）假設供應商可以向應急物資儲備庫提供任意數(shù)量的商品。

1.2 因果關系分析。在電力應急物資倉儲系統(tǒng)中，當災害發(fā)生、需求地產(chǎn)生需求時，距離需求地最近的倉庫會按照需求量提供應急物資，當應急物資儲備庫的應急物資不能滿足需求地需求時，需要進行倉庫間的動態(tài)周轉(zhuǎn)，因此，通過對該倉儲系統(tǒng)各個節(jié)點的分析得出了整個應急物資儲備的因果關系圖如圖1所示。

圖1中帶箭頭的線段為因果鏈，表明了兩個變量之間的因果關系，因果鏈上可標明其影響作用的性質(zhì)是正的還是負的，正號表明箭頭指向的變量將隨箭頭源發(fā)的變量的增加而增加、減少而減少，負號則表示變量間取與此相反的關系。因果鏈形成環(huán)狀的閉合回路之后就產(chǎn)生了反饋回路。反饋回路也有正負之分，反饋回路中負因果鏈個數(shù)如果為奇數(shù)則該反饋回路為負，反之則為正反饋回路。本系統(tǒng)中有一個反饋回路：應急物資儲備庫庫存→應急物資儲備庫庫存偏差→應急物資儲備庫訂貨→供應商發(fā)貨。endprint

在反饋回路中，應急物資儲備庫庫存增加導致應急物資儲備庫庫存偏差減小，庫存偏差減小導致應急物資儲備庫訂貨減少，應急物資儲備庫訂貨減少導致供應商發(fā)貨減少，而供應商發(fā)貨的減少又進一步導致應急物資儲備庫庫存的減少，在這個反饋回路中供應商發(fā)貨到應急物資儲備庫庫存之間還有一個時間延滯的符號，表明此處在物資運輸途中有延遲。

1.3 系統(tǒng)流圖分析。繪制完因果關系圖后，需要在此基礎上進一步繪制該倉儲系統(tǒng)的系統(tǒng)流圖，并對其進行進一步說明。電力應急物資儲備模型的系統(tǒng)流圖如圖2所示：

圖2引入了水平變量、速率變量、輔助變量、常量等因素，供應商庫存等帶有方框的變量為水平變量，供應商到貨量等樣式的變量為速率變量，供應商庫存偏差等樣式的變量為輔助變量，綜合考慮實際情況，供應商庫存補充周期為常量。

1.4 模型相關方程建立。系統(tǒng)流圖構建完成之后，需要在VENSIM軟件中為各個變量添加方程，從而更加明確地表示變量之間的關系。本文的模型主要包含了以下四種函數(shù)[5]：（1）INTEG函數(shù)：用于水平變量的表達式中，是計算變量在一定時間內(nèi)累積值的函數(shù)。（2）邏輯函數(shù)：表達式為IF THEN ELSE（cond， onture， onfalse），表示了cond， onture， onfalse三個表達式或常數(shù)之間的邏輯關系。（3）隨機函數(shù)：表達式為RANDOM UNIFORMmin， max， seed，表示變量在一定范圍內(nèi)進行隨機變化，由于災害發(fā)生都是突然的，所以應急物資的需求量是隨機變化的，故需要引入此變量。（4）延遲函數(shù)：表達式為DELAYFIXEDin， dtime， init。它表示供應商發(fā)貨到省中心庫途中的物流延遲。

2 模型仿真與分析

在進行模型仿真之前需要對其進行量綱一致性檢驗和極端情況檢驗，本文開始建立模型時就對量綱進行了仔細的檢查，保證了其量綱的一致性，并通過VENSIM軟件完成了對模型的極端情況檢驗。

以A省電力公司的應急物資儲備庫為例，選取搶修塔作為研究對象，為了使量綱一致性統(tǒng)一，將所有的單位都設置為元，根據(jù)應急物資的歷史數(shù)據(jù)，設2015年搶修塔在省中心庫的庫存為42萬元，供應商處的庫存為42萬元，2015年出庫金額為125萬元，省中心庫的訂貨周期為2個月一次，到貨延遲為1個月，如遇緊急情況庫存不足需要進行緊急采購，運行結果如圖3所示，在第2個月時供應商庫存出現(xiàn)了明顯的負數(shù)，發(fā)生了缺貨的危險。這時候，需要增加庫存量，因為應急物資最重要的就是速度，而直接從倉庫調(diào)運物資要比從供應商處調(diào)運快得多，所以調(diào)整應急物資儲備庫的物資儲備金額為100萬元，供應商處的庫存金額為120萬元，運行結果如圖4所示，應急物資儲備庫和供應商處的庫存量都沒有出現(xiàn)負值，證明儲備量可以應對應急情況的需要，并且略有盈余。除此之外，還可以改變到貨延遲時間，通過研究到貨延遲時間的合理范圍3 小 結

隨著社會的快速發(fā)展，人們對電力的依賴程度越來越高，對電力可靠性的要求也隨之增加，這對快速復電的實現(xiàn)以及穩(wěn)定電力服務的提供又增加了新的挑戰(zhàn)。電力應急物資儲備在災情發(fā)生時對搶修工作的進行起到至關重要的作用，所以需要提高對應急物資儲備量預測的準確性，減小應急物資的到貨延遲時間，省中心庫要加強與上游供應商及下游市級周轉(zhuǎn)庫和縣級倉儲點的溝通，做到信息共享，保證應急物資的儲備與供應。

參考文獻：

[1] 尚敬福，張瑜，張建華. 電力應急物資聯(lián)合儲備管理系統(tǒng)設計[J]. 能源技術經(jīng)濟，2010（6）：57-60，65.

[2] 張永領. 基于層次分析法的應急物資儲備方式研究[J]. 災害學，2011（3）：120-125.

[3] 高彥龍，唐嘉婷，閆陽，等. 電力應急物資分類儲備管理研究[J]. 科技創(chuàng)新導報，2014（34）：165-166.

[4] 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（1）：27-32.

[5] 王其藩. 系統(tǒng)動力學[M]. 上海：上海財經(jīng)大學出版社，2009.endprint