施工库存管理体系研究论文(2)
时间：2021-08-31五、模型仿真与分析
根据上述设置，本节以2010年上海世博会园区某展览馆为例进行仿真验证，本场馆计划建造面积为5000m2，工期为100天，仿真步长设置为1天。建设速率如图3所示，峰值为200m2/天。根据参考文献［9］和工程实际情况取值分析，确定本模型中建筑物含钢量为0.05t/m2。为了批量采购获取总价和运费优惠，每次采购量固定为与场地库存上限为同一值，即30t。一般在工程开始施工前，业主都会支付工程材料预付款，因此，场地初始库存值为30t。
（一）库存不足预警
钢材库存的控制目标是既不超出场地存放上限，也不至于无料可用。当钢材库存不足时，需要补充库存，由于补充库存有一定的延迟，如果待到钢材全部用完再下订单，则会出现施工停滞待料状态，轻则会造成施工人员窝工、机械闲置、工期延误等损失，重则造成施工单位的违约赔付。为避免此种状况的出现，模型中设置了预警比例这一常量。当施工现场钢材库存量降至某一水平线，即设定预警比例与场地库存上限值的乘积之下时，启动采购流程，补足差额。预警比例的取值范围为0至100%，0代表不预警，库存直至用完后启动采购；100%代表与场地库存上限值相等，库存满仓时，依然启动采购。预警比例的取值应将钢材库存波动控制在合理范围之内，如图4中钢材库存所示，波谷代表了触碰到了预警值，启动采购，波峰代表库存经历采购后库存得到了补充。钢材库存变动控制在0至30之间，即达到了控制的预期目标。而引起库存增减的两大因素分别为消耗和采购，二者的变动与库存变化息息相关。图4中日消耗率与施工进度正相关，钢材库存在日消耗率达到峰值的前后时间段内波动剧烈，代表了采购频繁。图4采购率的每次波峰代表一次采购值，随之，带来钢材库存出现一个新的波峰。最后一次采购率波峰低于之前，是由于剩余工程量所需钢材低于场地库存上限值，而不需要采购满仓。当预警比例取不同的值时，仿真结果如图5所显示，当预警比例取高值时，在库存还有较多剩余的状态下就启动了采购程序，结果造成多次波峰超出场地库存上限水平（30t）；当预警比例取值过低时，则出现多次波谷低于0的状态，即停工待料状态。由于工程开始和结束不涉及到采购，因此，无论预警比例的高低，变化曲线在工程开始和结束是重叠在一起的。预警比例的高低直接影响着采购和施工工期，预警比例过低则会出现无料可用，预警比例过高则会出现库存还未使用完毕，新批次无法全部入库的窘境。过高或过低均不利于库存管理，确定合理的.预警比例，对整个施工过程顺利进行起着至关重要的作用。在本模型中，当预警比例取3%时可以将库存严格限制在0~30t之间，达到管控目标。
（二）支付延迟影响
在工程启动后，因各种原因会出现支付延迟，支付的延迟对初始计划有着较大的影响。本模型分别对正常支付和延迟支付两种情况进行比较分析。正常支付情况下的函数表达式如（4）式所示，延迟支付情况下的函数表达式如（5）式所示。资金=订购量×钢材单价（4）资金=订购量×钢材单价-10×PULSE（40，10）×钢材单价（5）（5）式所仿真的情况是：在工程进展到第40天时，业主方延迟支付了10t钢筋价款，共持续了10天。图6中细线是（4）式的仿真结果，粗线是（5）式的仿真结果。从图中可以看出，在第40天到50天内，代表（5）式的粗线波动剧烈，比正常支付情况下，多出几次波峰，但这几次的波峰均低于正常采购量。说明了承包商采用了“少量多次”采购的策略应对少支付的10t钢筋价款缺口，虽有一次库存量低于零，但通过与钢材供应商协调采用赊购的办法，并实时调整了后续采购步调，基本上保证了正常施工需求，避免了停工待料的情况。
六、结论
本文采用系统动力学仿真的方法，从施工承包商的视角出发，构建了施工现场钢材库存模型，并以2010年上海世博会园区某展览馆为例，对这一模型进行模拟仿真，并根据仿真结果制定施工材料采购计划，在满足施工现场存货能力受限的条件下，保证了施工材料供应的连续性，为施工顺利进行提供了保障，并通过最大限度的批量采购获得了经济效益。最后，根据模型仿真结果，提出通过主动修改施工材料采购计划解决对于贷款延迟支付这一影响正常施工的常见问题，相比于承包商长期以来的垫资或停工的解决方法，一定程度上降低了承包商的风险。文中所构建的施工现场钢材库存模型，具有一定的普适应，随着我国城市化进程的加快，可以预见未来在建筑密度较高的城市进行施工时，施工场地多会受到局限，施工现场库存管理的好坏对施工是否能够顺利完成起着至关重要的作用。本研究的局限性在于所仿真的系统是单个项目，而施工企业往往是多项目并行，多项目的施工现场库存管理更为复杂，是本文下一步研究的方向。
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