战术药材储备的系统动力学研究
作者：陈盛新 何志高 贺祥 杨樟卫 陈征宇 祝世源
单位：陈盛新(第二军医大学药学院药事管理学教研室，上海 200433)；何志高(第二军医大学药学院药事管理学教研室，上海 200433)；贺祥(第二军医大学药学院药事管理学科研部，上海 200433)；杨樟卫(长海医院药学部)
关键词：药材；储备；系统动力学；军队卫生
第二军医大学学报000625 【摘要】 目的：探讨战术药材储备系统模型的动力学性质和行为。方法：应用系统动力学方法构建战术药材储备模型，借助于计算机编程，模拟有关参数变化时的系统行为。结果：初始储备量的大小对系统的平均库存量和平均缺货量无明显影响；目标储备量、到货速率和发货速率对平均库存量和平均缺货量有显著影响。结论：在有效控制到货速率的情况下，降低战术药材储备量对系统的保障效能无不利影响。
【中图分类号】 R 821.15 【文献标识码】 A
, 百拇医药
【文章编号】 0258-879X(2000)06-0582-04
Study on systematic dynamics of tactical reserve of medicine supplies
CHEN Sheng-Xin，HE Zhi-Gao
(Department of Pharmacy Administration, College of Pharmacy, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
HE Xiang
(Ministry of Science and Research, College of Pharmacy, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
, 百拇医药
YANG Zhang-Wei
(Department of Pharmacy, Changhai Hospital)
CHEN Zheng-Yu，ZHU Shi-Yuan
(Department of Medical Services Research, Health Department， General Logistics Department, Changhai Hospital)
【ABSTRACT】 Objective: To study the properties and behavior of dynamics in the tactical reserve models of medicine supplies. Methods: A tactical reserve model of medicine supplies was established with methods of systematic dynamics, and the behaviors of the system was simulated by computer program when parameters changed. Results:The quantity of initial reserve did not obviously effect the average inventory and amount of goods in short. However, objective reserve, rate of supply and rate of deliver evidently affected average inventory and amount of goods in short. Conclusion: The system efficiency is not influenced if the rate of supply is guaranteed.
, http://www.100md.com
【KEY WORDS】 medical supplies; reserve; systematic dynamics； military hygiene
战备药材储备是军队为解决战争或严重自然灾害等引起的药材供求矛盾而作的物资准备,是军队卫生战备工作的重要组成部分。为了落实战备药材储备，军队有关部门曾对药材储备的品种和数量作了明确的规定。按照这一规定建立的师以下部队战备药材储备在历次作战卫勤保障和抢险救灾中发挥了积极的作用，受到政府有关部门和地方群众的赞誉。但是，在长期的和平环境中，过高的药材储备量也给部队平时工作带来了许多困难，特别是因轮换更新难，药材损坏报废多，给部队造成不小的经济损失，影响了战术药材储备的落实。探讨战术药材储备的适宜规模，是为了既能保证突发事件发生时对药材的紧急需求，又能最大限度地降低储备量，减少对平时卫生工作的压力和减少药材损失。本研究应用系统动力学方法，研究了战术药材储备系统的行为，模拟了系统初始储备量和预计需求速率对药材平均库存量和缺货量的影响。目的是确定适合当前实际需要和可能的最经济的药材储备量。
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1 材料和方法
1.1 战术药材储备系统模型的建立
1.1.1 概念模型 根据系统动力学原理[1]，我们把战术药材储备系统看作一个动态系统。为了研究的方便，将储备系统予以简化，即从药材订货到货和药材发货两方面对药材库存量的变化规律进行分析研究，进而推知符合要求的战术药材储备量。 药材的订货到货量受存货差(现有库存量与目标库存量之差)、市场药材可供量、订货到货调整时间等因素的影响。一般来说，存货差值大，则下期订货量也大，反之则相反。随着我国市场经济的发展，大多数药材处于供大于求的状况，药材市场有足够的可供药材，因此，药材订货到货量主要决定于订货的数量和到货时间。前者即依据存货差的大小，后者则取决于订货过程和送货的必需时间，以及其他可能原因造成的时间耽搁。 药材的发货量是受药材需求、药材经费、药材仓库储运能力和发货过程的必需时间等因素影响。把药材库存量、药材订货到货量和药材发货量的反馈关系结合起来，便得到药材储备模型框图(图1。图中正负号分别表示正反馈和负反馈)。
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1.1.2 实际模型 实际模型是由药材订货到货量变化方程、药材发货量变化方程、药材库存量变化方程和需求量概率分布组成。(1)药材订货到货量变化方程：订货到货量取决于存货差，为实现订货和到货，必然有一定的延迟时间，这个时间受系统的环境影响。订货到货速率＝(目标库存量-库存量)/订货到货调整时间。(2)药材发货量变化方程：药材发货量取决于药材需求量和当时的库存量，很显然，药材发货量应是两者中最小的。由于发货还受到仓库储运能力的限制，以及发货过程的必需时间，因此，这里也有个延迟问题。药材发货速率＝(需求量-库存量)/发货调整时间。(3)药材库存量变化方程：库存量变化取决于药材的进出量，其关系是：本期库存量＝上期库存量+本期订货到货量-本期发货量。(4)需求量方程：需求量指的是战伤救治对药材的有效需求。由于伤员的发生是一个概率分布事件，因此，可以采用历次作战伤员发生的分布概率近似作为计算有效需求的依据。
图 1 战术药材储备模型框图
, 百拇医药
Fig 1 The diagram of tactical reserve model for medicine supplies
1.2 数据准备 根据以往战争战伤救治药材消耗的统计分析和目前我国药材筹措供应状况，收集对越自卫反击作战伤员发生的概率分布数据，并将原始资料分组整理，列出频数分布表，每一频数表示该变量发生的概率，见表1。模型中其他变量的产生，采用逻辑分析方法确定。(1)目标储备量：根据以往战争的统计，卫生减员率一般在10%左右，考虑到未来战争因武器的先进和精确，伤亡可能会增大，故按15%计算，对战术药材储备而言，即按1 500人份的药材计算。我们以该值的1/3为起点，递增至4/3，即以500，1 000，1 500和2 000人份作为模拟参数。(2)订货到货调整时间：目前一般医院在市场采购时，从订货到进货的时间在1至3 d。急需药品一般都能在当日供货。我们分别以1，2，3，4，5，7 d作为调整时间参数，以便分析不同调整时间对系统的影响。(3)发货调整时间：根据军队药材仓库的仓储设施条件和人员编制，分别设定发货调整时间为1，2和3 d。(4)初始储备量：分别取300，500，800和1 000人份。
, 百拇医药
1.3 模拟方法 根据系统动力学表述系统动态行为的方式，我们从药材储备系统的实际出发，将系统的运行周期定为天(24 h)，并把目标储备量、订货到货调整时间、发货调整时间看作常数。为了反映系统行为变化的基本状况，我们对系统进行长达100个周期的模拟，在每次模拟结束后，分别计算平均库存量、缺货次数和平均缺货量。平均库存量＝∑库存量/模拟期数; 平均缺货量＝∑缺货量/缺货次数。模拟流程见图2。
表 1 伤员发生的分布概率
Tab 1 Distribution probability of the wounded Random number
Predicted numbers of
the wounded
Probability
, http://www.100md.com
00-11
25
0.12
12-22
75
0.11
23-39
125
0.17
40-50
175
0.11
51-80
, http://www.100md.com
225
0.30
81-99
275
0.19
图 2 药材储备模拟流程图
Fig 2 The flowchart of reserve simulation
for medicine supplies
2 结 果
2.1 初始储备量的影响 初始储备量的选择对于平均库存量和平均缺货量无明显影响。例如，当目标库存量为1 000人份，发货调整时间为2 d，订货到货调整时间为4 d，分别设置初始储备量为300，500，800和1 000人份时，平均库存量分别为298.50，313.07，386.92和358.32人份。
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2.2 目标储备量的影响 目标储备量的选择对平均库存量和平均缺货量有较大影响。例如，当初始储备量为300人份，发货调整时间为1 d，订货到货调整时间为1 d时，若取目标储备量为500，1 000，1 500和2 000人份，则模拟后的平均库存量依次增高，分别为155.94，662.87，1 153.96和1 642.08人份。这是因为在系统动力学模型中，订货速率取决于目标库存量与实际库存量的差。因此，目标库存量越大，订货速率也越大。
2.3 发货调整时间的影响 发货调整时间对平均库存量和平均缺货量有明显影响。随着调整时间的延长，平均库存量也逐步增大；反之相反。这说明调整时间的增长，实际上降低了药材需求的速率。订货到货调整时间对平均库存量和平均缺货量具有重大影响。随着订货到货调整时间的延长，订货到货速率减慢，平均库存量下降，平均缺货量增大，缺货次数增多，如表2所示。
表 2 订货到货调整时间变化对平均库存量的影响
, 百拇医药
Tab 2 Effects of changing adjusted lead time on
the average inventory Adjusted lead
time (t/d)
Average inventory
(unit)
Average quantity
in stockout (unit)
Average times
in stockout
1
, 百拇医药
1 144.06
0
0
2
775.66
0
0
3
459.52
4
1
4
-3.48
, 百拇医药 214.86
49
5
-327.87
407.34
90
7
-856.07
924.45
96
The above data is got when target inventory is 1 500 unit, initial inventory is 500 unit and the adjusted deliver goods time is 1 d
, 百拇医药
3 讨 论
应用系统动力学方法能客观地描述战术药材储备系统中各变量的行为变化规律，了解各变量的变化趋势。因此，可以通过控制有关参数，达到控制药材储备的目的。本项研究可以为我军战术药材储备调整方案提供理论依据。
模拟研究表明，初始储备量对药材储备系统的行为没有显著影响。这说明只要其他变量能有效地控制，那么，降低战术药材储备量是完全可行的，其安全保障效能是无需怀疑的。实际上目前的市场环境为这种可能性提供了充分的保证。同时，也是理论界提出的降低实物储备比例，提高经费储备比例论点的有力佐证。研究分析表明，有效地控制政策变量，即通过主观努力，加强科学管理和合理组织，减少订货到货时间，提高订货速率，以及合理利用有限的药材资源是保证系统可靠性的重要措施。本研究的方法也可以用于其他药材储备系统，如战役药材储备系统，战略药材储备系统，从而形成从微观到宏观的药材储备系统动力学模型，为我军的战备药材保障发挥积极作用。应用系统动力学方法能客观地描述战术药材储备系统中各变量的行为变化规律，了解各变量的变化趋势。因此，可以通过控制有关参数，达到控制药材储备的目的。本项研究可以为我军战术药材储备调整方案提供理论依据。
, 百拇医药
模拟研究表明，初始储备量对药材储备系统的行为没有显著影响。这说明只要其他变量能有效地控制，那么，降低战术药材储备量是完全可行的，其安全保障效能是无需怀疑的。实际上目前的市场环境为这种可能性提供了充分的保证。同时，也是理论界提出的降低实物储备比例，提高经费储备比例论点的有力佐证。研究分析表明，有效地控制政策变量，即通过主观努力，加强科学管理和合理组织，减少订货到货时间，提高订货速率，以及合理利用有限的药材资源是保证系统可靠性的重要措施。本研究的方法也可以用于其他药材储备系统，如战役药材储备系统，战略药材储备系统，从而形成从微观到宏观的药材储备系统动力学模型，为我军的战备药材保障发挥积极作用。
【基金项目】全军“九五”卫勤重点课题(96L054)
【作者简介】陈盛新(1951～)，男(汉族)，副教授，硕士生导师
【作者单位】陈征宇(长海医院总后勤部卫生部卫勤研究室)
祝世源(长海医院总后勤部卫生部卫勤研究室)
【参考文献】
[1] 顾培亮，编著. 系统分析与协调[M]. 天津:天津大学出版社,1998.105-140.
[2] 陈盛新,戴飞龙.药品库存变化情况的计算机模拟[J]. 第二军医大学学报,1990,11(4)：367-371.
【收稿日期】1999-12-19
【修回日期】2000-04-24, http://www.100md.com
单位：陈盛新(第二军医大学药学院药事管理学教研室，上海 200433)；何志高(第二军医大学药学院药事管理学教研室，上海 200433)；贺祥(第二军医大学药学院药事管理学科研部，上海 200433)；杨樟卫(长海医院药学部)
关键词：药材；储备；系统动力学；军队卫生
第二军医大学学报000625 【摘要】 目的：探讨战术药材储备系统模型的动力学性质和行为。方法：应用系统动力学方法构建战术药材储备模型，借助于计算机编程，模拟有关参数变化时的系统行为。结果：初始储备量的大小对系统的平均库存量和平均缺货量无明显影响；目标储备量、到货速率和发货速率对平均库存量和平均缺货量有显著影响。结论：在有效控制到货速率的情况下，降低战术药材储备量对系统的保障效能无不利影响。
【中图分类号】 R 821.15 【文献标识码】 A
, 百拇医药
【文章编号】 0258-879X(2000)06-0582-04
Study on systematic dynamics of tactical reserve of medicine supplies
CHEN Sheng-Xin，HE Zhi-Gao
(Department of Pharmacy Administration, College of Pharmacy, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
HE Xiang
(Ministry of Science and Research, College of Pharmacy, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
, 百拇医药
YANG Zhang-Wei
(Department of Pharmacy, Changhai Hospital)
CHEN Zheng-Yu，ZHU Shi-Yuan
(Department of Medical Services Research, Health Department， General Logistics Department, Changhai Hospital)
【ABSTRACT】 Objective: To study the properties and behavior of dynamics in the tactical reserve models of medicine supplies. Methods: A tactical reserve model of medicine supplies was established with methods of systematic dynamics, and the behaviors of the system was simulated by computer program when parameters changed. Results:The quantity of initial reserve did not obviously effect the average inventory and amount of goods in short. However, objective reserve, rate of supply and rate of deliver evidently affected average inventory and amount of goods in short. Conclusion: The system efficiency is not influenced if the rate of supply is guaranteed.
, http://www.100md.com
【KEY WORDS】 medical supplies; reserve; systematic dynamics； military hygiene
战备药材储备是军队为解决战争或严重自然灾害等引起的药材供求矛盾而作的物资准备,是军队卫生战备工作的重要组成部分。为了落实战备药材储备，军队有关部门曾对药材储备的品种和数量作了明确的规定。按照这一规定建立的师以下部队战备药材储备在历次作战卫勤保障和抢险救灾中发挥了积极的作用，受到政府有关部门和地方群众的赞誉。但是，在长期的和平环境中，过高的药材储备量也给部队平时工作带来了许多困难，特别是因轮换更新难，药材损坏报废多，给部队造成不小的经济损失，影响了战术药材储备的落实。探讨战术药材储备的适宜规模，是为了既能保证突发事件发生时对药材的紧急需求，又能最大限度地降低储备量，减少对平时卫生工作的压力和减少药材损失。本研究应用系统动力学方法，研究了战术药材储备系统的行为，模拟了系统初始储备量和预计需求速率对药材平均库存量和缺货量的影响。目的是确定适合当前实际需要和可能的最经济的药材储备量。
, http://www.100md.com
1 材料和方法
1.1 战术药材储备系统模型的建立
1.1.1 概念模型 根据系统动力学原理[1]，我们把战术药材储备系统看作一个动态系统。为了研究的方便，将储备系统予以简化，即从药材订货到货和药材发货两方面对药材库存量的变化规律进行分析研究，进而推知符合要求的战术药材储备量。 药材的订货到货量受存货差(现有库存量与目标库存量之差)、市场药材可供量、订货到货调整时间等因素的影响。一般来说，存货差值大，则下期订货量也大，反之则相反。随着我国市场经济的发展，大多数药材处于供大于求的状况，药材市场有足够的可供药材，因此，药材订货到货量主要决定于订货的数量和到货时间。前者即依据存货差的大小，后者则取决于订货过程和送货的必需时间，以及其他可能原因造成的时间耽搁。 药材的发货量是受药材需求、药材经费、药材仓库储运能力和发货过程的必需时间等因素影响。把药材库存量、药材订货到货量和药材发货量的反馈关系结合起来，便得到药材储备模型框图(图1。图中正负号分别表示正反馈和负反馈)。
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1.1.2 实际模型 实际模型是由药材订货到货量变化方程、药材发货量变化方程、药材库存量变化方程和需求量概率分布组成。(1)药材订货到货量变化方程：订货到货量取决于存货差，为实现订货和到货，必然有一定的延迟时间，这个时间受系统的环境影响。订货到货速率＝(目标库存量-库存量)/订货到货调整时间。(2)药材发货量变化方程：药材发货量取决于药材需求量和当时的库存量，很显然，药材发货量应是两者中最小的。由于发货还受到仓库储运能力的限制，以及发货过程的必需时间，因此，这里也有个延迟问题。药材发货速率＝(需求量-库存量)/发货调整时间。(3)药材库存量变化方程：库存量变化取决于药材的进出量，其关系是：本期库存量＝上期库存量+本期订货到货量-本期发货量。(4)需求量方程：需求量指的是战伤救治对药材的有效需求。由于伤员的发生是一个概率分布事件，因此，可以采用历次作战伤员发生的分布概率近似作为计算有效需求的依据。
图 1 战术药材储备模型框图
, 百拇医药
Fig 1 The diagram of tactical reserve model for medicine supplies
1.2 数据准备 根据以往战争战伤救治药材消耗的统计分析和目前我国药材筹措供应状况，收集对越自卫反击作战伤员发生的概率分布数据，并将原始资料分组整理，列出频数分布表，每一频数表示该变量发生的概率，见表1。模型中其他变量的产生，采用逻辑分析方法确定。(1)目标储备量：根据以往战争的统计，卫生减员率一般在10%左右，考虑到未来战争因武器的先进和精确，伤亡可能会增大，故按15%计算，对战术药材储备而言，即按1 500人份的药材计算。我们以该值的1/3为起点，递增至4/3，即以500，1 000，1 500和2 000人份作为模拟参数。(2)订货到货调整时间：目前一般医院在市场采购时，从订货到进货的时间在1至3 d。急需药品一般都能在当日供货。我们分别以1，2，3，4，5，7 d作为调整时间参数，以便分析不同调整时间对系统的影响。(3)发货调整时间：根据军队药材仓库的仓储设施条件和人员编制，分别设定发货调整时间为1，2和3 d。(4)初始储备量：分别取300，500，800和1 000人份。
, 百拇医药
1.3 模拟方法 根据系统动力学表述系统动态行为的方式，我们从药材储备系统的实际出发，将系统的运行周期定为天(24 h)，并把目标储备量、订货到货调整时间、发货调整时间看作常数。为了反映系统行为变化的基本状况，我们对系统进行长达100个周期的模拟，在每次模拟结束后，分别计算平均库存量、缺货次数和平均缺货量。平均库存量＝∑库存量/模拟期数; 平均缺货量＝∑缺货量/缺货次数。模拟流程见图2。
表 1 伤员发生的分布概率
Tab 1 Distribution probability of the wounded Random number
Predicted numbers of
the wounded
Probability
, http://www.100md.com
00-11
25
0.12
12-22
75
0.11
23-39
125
0.17
40-50
175
0.11
51-80
, http://www.100md.com
225
0.30
81-99
275
0.19
图 2 药材储备模拟流程图
Fig 2 The flowchart of reserve simulation
for medicine supplies
2 结 果
2.1 初始储备量的影响 初始储备量的选择对于平均库存量和平均缺货量无明显影响。例如，当目标库存量为1 000人份，发货调整时间为2 d，订货到货调整时间为4 d，分别设置初始储备量为300，500，800和1 000人份时，平均库存量分别为298.50，313.07，386.92和358.32人份。
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2.2 目标储备量的影响 目标储备量的选择对平均库存量和平均缺货量有较大影响。例如，当初始储备量为300人份，发货调整时间为1 d，订货到货调整时间为1 d时，若取目标储备量为500，1 000，1 500和2 000人份，则模拟后的平均库存量依次增高，分别为155.94，662.87，1 153.96和1 642.08人份。这是因为在系统动力学模型中，订货速率取决于目标库存量与实际库存量的差。因此，目标库存量越大，订货速率也越大。
2.3 发货调整时间的影响 发货调整时间对平均库存量和平均缺货量有明显影响。随着调整时间的延长，平均库存量也逐步增大；反之相反。这说明调整时间的增长，实际上降低了药材需求的速率。订货到货调整时间对平均库存量和平均缺货量具有重大影响。随着订货到货调整时间的延长，订货到货速率减慢，平均库存量下降，平均缺货量增大，缺货次数增多，如表2所示。
表 2 订货到货调整时间变化对平均库存量的影响
, 百拇医药
Tab 2 Effects of changing adjusted lead time on
the average inventory Adjusted lead
time (t/d)
Average inventory
(unit)
Average quantity
in stockout (unit)
Average times
in stockout
1
, 百拇医药
1 144.06
0
0
2
775.66
0
0
3
459.52
4
1
4
-3.48
, 百拇医药 214.86
49
5
-327.87
407.34
90
7
-856.07
924.45
96
The above data is got when target inventory is 1 500 unit, initial inventory is 500 unit and the adjusted deliver goods time is 1 d
, 百拇医药
3 讨 论
应用系统动力学方法能客观地描述战术药材储备系统中各变量的行为变化规律，了解各变量的变化趋势。因此，可以通过控制有关参数，达到控制药材储备的目的。本项研究可以为我军战术药材储备调整方案提供理论依据。
模拟研究表明，初始储备量对药材储备系统的行为没有显著影响。这说明只要其他变量能有效地控制，那么，降低战术药材储备量是完全可行的，其安全保障效能是无需怀疑的。实际上目前的市场环境为这种可能性提供了充分的保证。同时，也是理论界提出的降低实物储备比例，提高经费储备比例论点的有力佐证。研究分析表明，有效地控制政策变量，即通过主观努力，加强科学管理和合理组织，减少订货到货时间，提高订货速率，以及合理利用有限的药材资源是保证系统可靠性的重要措施。本研究的方法也可以用于其他药材储备系统，如战役药材储备系统，战略药材储备系统，从而形成从微观到宏观的药材储备系统动力学模型，为我军的战备药材保障发挥积极作用。应用系统动力学方法能客观地描述战术药材储备系统中各变量的行为变化规律，了解各变量的变化趋势。因此，可以通过控制有关参数，达到控制药材储备的目的。本项研究可以为我军战术药材储备调整方案提供理论依据。
, 百拇医药
模拟研究表明，初始储备量对药材储备系统的行为没有显著影响。这说明只要其他变量能有效地控制，那么，降低战术药材储备量是完全可行的，其安全保障效能是无需怀疑的。实际上目前的市场环境为这种可能性提供了充分的保证。同时，也是理论界提出的降低实物储备比例，提高经费储备比例论点的有力佐证。研究分析表明，有效地控制政策变量，即通过主观努力，加强科学管理和合理组织，减少订货到货时间，提高订货速率，以及合理利用有限的药材资源是保证系统可靠性的重要措施。本研究的方法也可以用于其他药材储备系统，如战役药材储备系统，战略药材储备系统，从而形成从微观到宏观的药材储备系统动力学模型，为我军的战备药材保障发挥积极作用。
【基金项目】全军“九五”卫勤重点课题(96L054)
【作者简介】陈盛新(1951～)，男(汉族)，副教授，硕士生导师
【作者单位】陈征宇(长海医院总后勤部卫生部卫勤研究室)
祝世源(长海医院总后勤部卫生部卫勤研究室)
【参考文献】
[1] 顾培亮，编著. 系统分析与协调[M]. 天津:天津大学出版社,1998.105-140.
[2] 陈盛新,戴飞龙.药品库存变化情况的计算机模拟[J]. 第二军医大学学报,1990,11(4)：367-371.
【收稿日期】1999-12-19
【修回日期】2000-04-24, http://www.100md.com