整車物流聯(lián)合運(yùn)輸與庫存策略

劉建國

0 引言

整車物流是指將下線的商品車輛從整車廠運(yùn)往經(jīng)銷商或者最終客戶的過程，包括兩個(gè)主要部分：整車倉儲和整車運(yùn)輸，是汽車生產(chǎn)廠家將整車發(fā)往各經(jīng)銷商的運(yùn)輸和庫存過程，其中主要考慮的是對運(yùn)輸方式及時(shí)間和中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)庫存成本的優(yōu)化問題[1]。因此，如何保持較低的運(yùn)輸費(fèi)用和安全庫存，減少財(cái)務(wù)、保險(xiǎn)等方面的投入，同時(shí)保證交貨時(shí)間要求，是汽車行業(yè)面臨的一項(xiàng)重要問題。

本文針對供應(yīng)鏈中整車物流目前獨(dú)立運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)狀，通過對兩經(jīng)銷商供貨模型成本與運(yùn)輸方式的分析，獲得到了聯(lián)合運(yùn)輸方式與成本節(jié)約的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)一步論證了聯(lián)合運(yùn)輸對存在競爭關(guān)系的經(jīng)銷商供貨的優(yōu)勢，所提出的區(qū)域聯(lián)合運(yùn)輸、分區(qū)聯(lián)合庫存方法對減少整車物流成本提供了理論依據(jù)。

1 模型

1.1 運(yùn)輸結(jié)構(gòu)

目前，大多數(shù)經(jīng)銷商所需整車和零配件都是由廠家發(fā)貨通過物流公司送達(dá)，整車在從工廠到達(dá)經(jīng)銷商或者最終客戶的過程中，所經(jīng)過的路線大致包括廠家的總庫、中轉(zhuǎn)庫、分庫、經(jīng)銷商以及各級配送網(wǎng)絡(luò)[2]。目前，整車物流在不同大陸間運(yùn)輸依靠輪船，在同一大陸間運(yùn)輸主要依靠火車和汽車。

目前國內(nèi)的運(yùn)輸大多數(shù)都是從總裝廠直接發(fā)運(yùn)到經(jīng)銷商。汽車經(jīng)銷商是獨(dú)立下訂單，而廠家根據(jù)訂單要求分別供貨，將各批貨物獨(dú)立運(yùn)輸，獨(dú)立交付。為滿足需求的不確定性，供應(yīng)鏈上各倉庫為滿足經(jīng)銷商的需求必須維持一定安全庫存，運(yùn)輸途中亦視作臨時(shí)庫存，則貨物在運(yùn)輸途中的各處庫存也相互獨(dú)立。

若由于地域接近，有些經(jīng)銷商所需要的貨物在開始某些階段是聯(lián)合運(yùn)輸，然后再獨(dú)立運(yùn)輸，這樣，運(yùn)輸結(jié)構(gòu)可以變化為圖1所示，這種供應(yīng)模式的變化導(dǎo)致庫存相應(yīng)發(fā)生改變。

假設(shè)運(yùn)輸過程中每個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間分別為ui，若途中貨物進(jìn)行聯(lián)合運(yùn)輸，則該時(shí)間還需要分別乘上一個(gè)難度因子λi，λi≥1。因此若某環(huán)節(jié)運(yùn)輸方式發(fā)生改變，則該環(huán)節(jié)所需要時(shí)間相應(yīng)會有變化，但一般對交貨時(shí)間影響不大[3]。

1.2 數(shù)學(xué)模型

m=經(jīng)銷商數(shù)量

n=經(jīng)銷商聯(lián)合運(yùn)輸環(huán)節(jié)數(shù)

li=聯(lián)合運(yùn)輸環(huán)節(jié)i平均庫存時(shí)間，i=1,…,n

zi=聯(lián)合運(yùn)輸環(huán)節(jié)i平均庫存成本，i=1,…,n

圖1 部分聯(lián)合運(yùn)輸結(jié)構(gòu)

pj=經(jīng)銷商 j獨(dú)立運(yùn)輸環(huán)節(jié)數(shù)，j=1,…,m

uij=經(jīng)銷商 j j獨(dú)立運(yùn)輸環(huán)節(jié)i平均庫存時(shí)間，i=1,…,pj，j=1,…,m

xij=經(jīng)銷商 j獨(dú)立運(yùn)輸環(huán)節(jié)i平均庫存成本，i=1,…,pj，j=1,…,m

Γ=供應(yīng)鏈總庫存成本

根據(jù)文獻(xiàn)[4]研究表明，每階段安全庫存成本與需求變化和該階段交貨時(shí)間平方根成正比，可以表達(dá)成kσd，其中k表示安全庫存水平，σ是需求分布的標(biāo)準(zhǔn)差， d是該階段貨物停留時(shí)間。本文中設(shè)定各階段安全庫存水平k一致，與供應(yīng)鏈管理要求相符合。

以 j=2，即兩經(jīng)銷商運(yùn)輸合并過程來分析庫存成本的變化。若兩經(jīng)銷商的銷售需求均服從正態(tài)分布，期望分別是μ1和μ2，標(biāo)準(zhǔn)差分別是σ1和σ2，則X1和X2的聯(lián)合分布仍然為正態(tài)分布，期望 μ為 μ1+μ2，標(biāo)準(zhǔn)差σ是其中ρ是X1和X2的相關(guān)系數(shù)，-1≤ρ≤1。

從圖2可以看到，整個(gè)供應(yīng)鏈的庫存成本包括三部分：聯(lián)合過程中的成本Γ0；經(jīng)銷商 p1，p2單獨(dú)運(yùn)輸過程中的成本Γ1和Γ2。有：

Γ1和Γ2均由兩項(xiàng)構(gòu)成，第一項(xiàng)為單獨(dú)運(yùn)輸過程中庫存成本；第二項(xiàng)分別為聯(lián)合運(yùn)輸過程中兩經(jīng)銷商獨(dú)立庫存成本。

考察將t個(gè)原本分開運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)合并成聯(lián)合運(yùn)輸后，庫存費(fèi)用的改變。首先是t=1的情況，這時(shí)聯(lián)合運(yùn)輸環(huán)節(jié)為n+1個(gè)，有 u11=u12，x11=x12。

用?！浔硎総=1的庫存總成本，這時(shí)：

?！? ?！?+Γ′1+?！?，其中：

Δ2=Δ0表示多增加一個(gè)聯(lián)合環(huán)節(jié)庫存成本的增加，Δ1和Δ2分別表示獨(dú)立環(huán)節(jié)減少一個(gè)后成本的減少，Γ-?！浔硎総=1時(shí)總成本的減少。

考察t=2時(shí)情況，此時(shí)，經(jīng)銷商 p1和經(jīng)銷商 p2的前兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)輸環(huán)節(jié)被合并，聯(lián)合運(yùn)輸環(huán)節(jié)增加兩個(gè)，即u11=u12，u21=u22，x11=x12和 x21=x22。用 ?！浔硎?t=2時(shí)的庫存成本，則總成本的減少為：

對于任意的t，都可以根據(jù)本方法計(jì)算出庫存成本的減少值。假設(shè)t=q，即有ar和br（r=1,…,q）個(gè)獨(dú)立運(yùn)輸環(huán)節(jié)考慮被合并，設(shè)ai在ai+1前完成，對bi同樣滿足。根據(jù)需要，按照實(shí)際情況，對模型做一些簡化假設(shè)，可以得到下面的定理：

定理1：若有兩經(jīng)銷商，滿足 p1=p2=p，xi1=xi2=xi，ui1=ui2=ui，λ1≤λ2≤…≤λp，σ1+σ2≥σ，(r=1,…[,p])；并且有 x1≤x2≤…≤xp，u1≥u2≥…≥up，則減少庫存成本的最佳方法是將（a1,a2,…,at）與（b1,b2,…,bt）進(jìn)行合并，0≤t≤m。（證明過程略）

實(shí)際運(yùn)輸過程中基本滿足定理的條件。因此一般在合并難度因子滿足σ1+σ2≥σ的條件下盡量將運(yùn)輸進(jìn)行合并，可以有效減少庫存成本。

表1 參數(shù)

2 實(shí)例分析

以同一城市兩個(gè)經(jīng)銷商為例子，其運(yùn)輸模式均如圖1所示，現(xiàn)在考察逐步將獨(dú)立運(yùn)輸合并為聯(lián)合運(yùn)輸后，庫存成本的變化情況。

令 k=1，σ1=σ2=1，n=2，p=q=3，并且滿足下列條件：n=2，p=q=3，xi=yi，ui=vi?？紤]同時(shí)運(yùn)輸對車輛規(guī)劃和調(diào)度的難度，λ取值為1.05；在最后環(huán)節(jié)需要分別交付時(shí)，裝卸貨的難度增大，為1.1，ρ=-0.2，其他數(shù)據(jù)如表1。

利用上述成本計(jì)算方法分別得到兩個(gè)例子中各種運(yùn)輸方式下的成本對比如圖2所示。

從結(jié)果看，在合并難度不大的情況下，合并環(huán)節(jié)越多，對成本的節(jié)約貢獻(xiàn)越大。因此在經(jīng)銷商地理位置非常接近時(shí)，應(yīng)該盡量合并運(yùn)輸。而且運(yùn)輸中盡量進(jìn)行聯(lián)合庫存，可以在很大程度上減少庫存費(fèi)用。同時(shí)若經(jīng)銷商存在競爭，合并效果會更好。本方法對多經(jīng)銷商同樣適用。

圖2 合并成本變化

3 總結(jié)

整車物流多經(jīng)銷商供貨合并運(yùn)輸，可以有效的降低庫存成本，因此在合并難度不大情況下，應(yīng)盡量做到聯(lián)合運(yùn)輸，并在同一地區(qū)建立聯(lián)合庫存區(qū)，可以最大限度地節(jié)約庫存成本和運(yùn)輸成本。該模型對多區(qū)域多經(jīng)銷商的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)同樣實(shí)用，同時(shí)對其他產(chǎn)品的供貨方式有一定的借鑒作用。

[1]Matthias Holweg,Stephen M,Disney,et al.Towards Responsive Vehicle Supply:a Simulation-based Investigation into Automotive Scheduling Systems[J].Journal of Operations Management，2005,(23).

[2]Jari Partanen,Harri Haapasalo.Fast Production for Order Fulfillment:Implementing Mass Customization in Electronics Industry[J].International Journal of Production Economics,2004,(90).

[3]Christopher M G.The Agile Supply Chain:Competing in Volatile Markets[J].Industrial Marketing Management，2000,29(1).

[4]Connolly DT.General Purpose Simulated Annealing[J].Journal of the Operational Research Society，1992,(43).