基于JIT－VMI的煤炭企業(yè)物資庫(kù)存控制策略及其評(píng)價(jià)

汪文生，郭 佳，黃紹東

（1．中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）管理學(xué)院，北京 100083；2．煤炭資源與安全開(kāi)采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083）

煤炭企業(yè)生產(chǎn)所需要的輔助材料、設(shè)備零部件等物資種類多、價(jià)值高、需求量大，物資供應(yīng)物流成本占到了生產(chǎn)總成本的40%左右。降低物資供應(yīng)成本，提高供應(yīng)物流效率和服務(wù)水平是保障煤炭企業(yè)生產(chǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑?？茖W(xué)的物資庫(kù)存控制策略，不僅可以幫助煤炭企業(yè)減少庫(kù)存，降低庫(kù)存成本，提高企業(yè)經(jīng)營(yíng)效率，而且有利于避免因物資需求計(jì)劃不準(zhǔn)確影響企業(yè)的安全生產(chǎn)［1］。

供應(yīng)商管理庫(kù)存（Vendor Management Inventory，VMI）是一種供應(yīng)鏈庫(kù)存管理策略，它是由供應(yīng)商管理在用戶處的庫(kù)存，或者代表用戶持有庫(kù)存，在用戶需要時(shí)進(jìn)行配送的業(yè)務(wù)模式［2］。為了減少煤炭企業(yè)物資采購(gòu)供應(yīng)鏈上的庫(kù)存，讓物資只在需要的時(shí)候才能流向下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)煤炭物資供應(yīng)鏈敏捷、高效和低成本，大型煤炭企業(yè)可以基于供應(yīng)商管理庫(kù)存策略，通過(guò)與供應(yīng)鏈上的參與者共享信息，建立適時(shí)配送（Just－In－Time，JIT）系統(tǒng)，形成基于JIT－VMI的物資庫(kù)存管理模式。

一、基于JIT－VMI的煤炭企業(yè)物資庫(kù)存控制策略

VMI的運(yùn)行結(jié)構(gòu)如圖1所示。在VMI模式下，雖然下游企業(yè)的庫(kù)存由供應(yīng)商進(jìn)行管理，但下游企業(yè)可以將庫(kù)存作為一項(xiàng)資源來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用。從VMI的運(yùn)行結(jié)構(gòu)看，供應(yīng)商與下游企業(yè)的信息溝通應(yīng)該是實(shí)時(shí)的，供應(yīng)商與下游企業(yè)之間交換的信息不僅是庫(kù)存信息，還包括下游企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃、需求和采購(gòu)計(jì)劃，以及下游企業(yè)的補(bǔ)庫(kù)計(jì)劃和運(yùn)輸計(jì)劃等信息［3－4］。

圖1 VMI的運(yùn)行結(jié)構(gòu)

假定一個(gè)簡(jiǎn)單的煤炭企業(yè)物資供應(yīng)鏈為：煤炭物資供應(yīng)商、煤炭企業(yè)物資公司（多數(shù)煤炭企業(yè)會(huì)設(shè)立物資公司管理物資的采購(gòu)、驗(yàn)收、倉(cāng)儲(chǔ)、配送等）、煤礦。基于JIT－VMI的煤炭企業(yè)物資庫(kù)存控制策略實(shí)現(xiàn)模式可以用圖2表示。煤炭企業(yè)的各個(gè)煤礦根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃對(duì)所需物資進(jìn)行估算，并將對(duì)物資的需求計(jì)劃反映給煤炭企業(yè)物資公司，煤炭企業(yè)物資公司根據(jù)現(xiàn)有庫(kù)存水平與需求信息將補(bǔ)庫(kù)信息與物資供應(yīng)商共享，由供應(yīng)商根據(jù)實(shí)際情況補(bǔ)充庫(kù)存，最后由物資公司根據(jù)各個(gè)煤礦的需求配送至各個(gè)煤礦的倉(cāng)庫(kù)。

圖2 基于JIT－VMI的煤炭企業(yè)物資庫(kù)存控制策略實(shí)現(xiàn)模式

在煤炭企業(yè)實(shí)施基于JIT－VMI的物資庫(kù)存控制管理模式過(guò)程中，對(duì)供應(yīng)商透明各物資使用單位的庫(kù)存信息是成功的基礎(chǔ)。供應(yīng)商可以隨時(shí)跟蹤和檢查物資使用單位的庫(kù)存狀態(tài)，從而快速地判斷煤炭企業(yè)的物資需求變化，相應(yīng)調(diào)整自己的生產(chǎn)狀態(tài)。通過(guò)基于供應(yīng)鏈的庫(kù)存管理信息系統(tǒng)，供應(yīng)商可以很便捷地了解到煤礦的生產(chǎn)計(jì)劃、需求計(jì)劃和采購(gòu)計(jì)劃等信息，綜合考慮煤炭企業(yè)現(xiàn)有的物資庫(kù)存量、補(bǔ)庫(kù)計(jì)劃以及在途物資信息，合理安排生產(chǎn)計(jì)劃和物資配送［5－7］。

煤炭企業(yè)實(shí)施基于JIT－VMI的物資庫(kù)存控制策略的整個(gè)流程如圖3所示。

圖3 基于JIT－VMI的煤炭企業(yè)物資庫(kù)存控制策略運(yùn)作流程

（1）煤炭企業(yè)向供應(yīng)商發(fā)出訂貨單①；

（2）煤炭企業(yè)通過(guò)向供應(yīng)商管理的物資存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)發(fā)出物資需求信息②得到需要的物資；

（3）供應(yīng)商被告知煤炭企業(yè)的需求和最新的庫(kù)存水平③；

（4）供應(yīng)商根據(jù)訂貨點(diǎn)或周期檢查策略補(bǔ)充煤炭企業(yè)物資存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存④；

（5）供應(yīng)商和煤炭企業(yè)結(jié)算。

二、煤炭企業(yè)JIT－VMI物資庫(kù)存控制策略評(píng)價(jià)模型設(shè)計(jì)

從煤炭企業(yè)的角度看，單純的JIT采購(gòu)盡管減少了庫(kù)存水平，但是頻繁的小批量采購(gòu)又增加了煤炭企業(yè)的訂貨成本和運(yùn)輸成本?；贘IT－VMI的物資庫(kù)存控制策略能有效克服單純的JIT采購(gòu)的缺陷，因?yàn)樵趯?shí)施JIT－VMI策略后，煤炭企業(yè)能夠從本地及時(shí)得到需要的物資，而不需要任何的庫(kù)存成本和運(yùn)輸成本［8，9］。很明顯基于JIT－VMI的物資庫(kù)存控制策略有利于煤炭企業(yè)，但是對(duì)于煤炭企業(yè)供應(yīng)商和整個(gè)供應(yīng)鏈的影響還需要進(jìn)一步分析。

本文下面所做的工作就是評(píng)價(jià)基于JIT－VMI的物資庫(kù)存控制策略對(duì)煤炭企業(yè)整個(gè)物資供應(yīng)鏈的影響（煤炭企業(yè)和其供應(yīng)商）。為了評(píng)價(jià)采取JITVMI策略對(duì)整個(gè)煤炭企業(yè)物資供應(yīng)鏈的影響，首先假設(shè)煤炭企業(yè)的某種物資供應(yīng)商有幾個(gè)客戶，其中只有和煤炭企業(yè)采用JIT－VMI策略。在JIT－VMI策略框架下，煤炭企業(yè)的供應(yīng)商負(fù)責(zé)控制和管理煤炭企業(yè)物資倉(cāng)庫(kù)里的庫(kù)存。由于采取JIT－VMI策略對(duì)煤炭企業(yè)物資供應(yīng)鏈中沒(méi)有采用JIT－VMI的購(gòu)買者（煤礦）的影響不大，因此，在以下的模型中，我們只考慮供應(yīng)鏈中煤炭企業(yè)及其供應(yīng)商所發(fā)生的物流成本。

假設(shè)在采用JIT－VMI策略之前，煤炭企業(yè)和其供應(yīng)商都采用連續(xù)檢查庫(kù)存的策略。庫(kù)存的情況被連續(xù)地監(jiān)控，當(dāng)庫(kù)存水平達(dá)到訂貨點(diǎn)時(shí)，采用固定訂貨量方法訂貨。為了分析上的方便，這里假設(shè)供應(yīng)商和煤炭企業(yè)面臨的需求是正態(tài)分布，具體表示如下：

L0——供應(yīng)商的提前期（主要指生產(chǎn)）；

K0——供應(yīng)商的準(zhǔn)備成本；

h0——供應(yīng)商的庫(kù)存持有成本率；

z0——與供應(yīng)商期望服務(wù)水平相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)值；

X1——表示煤炭企業(yè)對(duì)供應(yīng)商物資的隨機(jī)需求；

L1——供應(yīng)商補(bǔ)充煤炭企業(yè)訂貨的提前期；

K1——煤炭企業(yè)的訂貨成本；

h1——煤炭企業(yè)的庫(kù)存持有成本率；

z1——與煤炭企業(yè)物資供應(yīng)期望服務(wù)水平相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)值。

在采用連續(xù)檢查庫(kù)存策略時(shí)，每次所訂貨的數(shù)量為與期望需求相對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)訂貨批量（EOQ），訂貨點(diǎn)是庫(kù)存達(dá)到確保提前期內(nèi)缺貨的概率小于指定的水平；對(duì)于煤炭企業(yè)，其經(jīng)濟(jì)訂貨量為Q1＝，再訂貨點(diǎn)為，因此，在實(shí)施JIT－VMI策略以前，煤炭企業(yè)的物流成本為：

對(duì)于煤炭企業(yè)的供應(yīng)商，其所供應(yīng)物資的總需求為來(lái)自煤炭企業(yè)的需求和其他非采用JIT－VMI購(gòu)買者的需求之和。即，供應(yīng)商的期望需求為E（X）＝D＝D1＋D0，總需求的方差為因?yàn)?X 是由不同購(gòu)買者對(duì)供應(yīng)商的采購(gòu)而形成的總需求，因此X假設(shè)服從正態(tài)分布是合理的。在采取JIT－VMI策略之前，供應(yīng)商的總成本為［10－13］：

在采用JIT－VMI策略之后，供應(yīng)商負(fù)責(zé)管理煤炭企業(yè)物資倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存，煤炭企業(yè)在需要物資的時(shí)候直接從物資倉(cāng)庫(kù)領(lǐng)取，而不用承擔(dān)任何庫(kù)存成本。這里還假設(shè)供應(yīng)商在煤炭企業(yè)物資倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存持有成本率與煤炭企業(yè)在實(shí)施JIT－VMI之前的庫(kù)存持有率一樣（等于h1），提前期和訂貨成本和以前一樣，只不過(guò)這時(shí)由供應(yīng)商負(fù)擔(dān)。因此，在JIT－VMI框架下，供應(yīng)商承擔(dān)所有成本，而煤炭企業(yè)的成本為零［14－15］。

在采用JIT－VMI策略之后，供應(yīng)商必須同時(shí)維護(hù)煤炭企業(yè)物資存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存和自己倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存（滿足其他購(gòu)買者的需求），為此，供應(yīng)商可以采用下面兩種方法來(lái)決定庫(kù)存控制政策［16］。

（1）采用連續(xù)檢查策略，分別對(duì)兩地的庫(kù)存進(jìn)行檢查。其中煤炭企業(yè)物資倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存為了滿足煤炭企業(yè)的需求，而自己倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存為了滿足包括煤炭企業(yè)在內(nèi)的所有需求。此時(shí)，供應(yīng)商的物流成本為：

（2）采用周期檢查策略，協(xié)同補(bǔ)充兩地的庫(kù)存。在此情況下補(bǔ)充庫(kù)存的需求通過(guò)批量生產(chǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了補(bǔ)充煤炭企業(yè)物資倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存，供應(yīng)商必須承擔(dān)訂貨成本K1和生產(chǎn)準(zhǔn)備成本K0。因此，當(dāng)供應(yīng)商補(bǔ)充在煤炭企業(yè)物資倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存后，補(bǔ)充自己倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存是必要的。供應(yīng)商在煤炭企業(yè)物資倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存補(bǔ)充周期或間隔應(yīng)該是自己庫(kù)存補(bǔ)給周期的整數(shù)倍數(shù)。令供應(yīng)商在本地的庫(kù)存檢查周期是T0，則在煤炭企業(yè)物資倉(cāng)庫(kù)的檢查周期為n1T0，此時(shí)，供應(yīng)商的成本為：

可以通過(guò)選擇合適的T0和n1，使供應(yīng)商的成本最小，對(duì)于給定的T0，能計(jì)算出最優(yōu)的n1，在實(shí)際中，只有周期檢查策略才有意義，例如一天、兩天、一周、兩周、一個(gè)月等?？梢酝ㄟ^(guò)在所有可能的值內(nèi)無(wú)窮搜索而得到最優(yōu)的n1。

三、煤炭企業(yè)JIT－VMI物資庫(kù)存控制策略數(shù)值分析

1．?dāng)?shù)值分析計(jì)算

下面通過(guò)數(shù)值分析來(lái)評(píng)價(jià)JIT－VMI策略對(duì)煤炭企業(yè)物資供應(yīng)鏈的影響。在數(shù)值分析中，對(duì)模型的參數(shù)分別取不同的數(shù)值。表1是數(shù)值分析中固定不變的參數(shù)，表2是數(shù)值分析中需要變換的參數(shù)。表3～表6表示數(shù)值分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。其中，表3、表4表示在實(shí)施JIT－VMI策略后，不同的對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈以及供應(yīng)商成本的影響。表5～表6表示在實(shí)施JIT－VMI策略后，煤炭企業(yè)的訂貨成本對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈以及供應(yīng)商成本的影響。

表1 數(shù)值分析實(shí)驗(yàn)中固定的參數(shù)

表2 數(shù)值分析實(shí)驗(yàn)中需要變換的參數(shù)

表3 不同的h1對(duì)供應(yīng)鏈成本的影響

表4 不同的h1對(duì)供應(yīng)商成本的影響

表5 不同的K0／K1對(duì)供應(yīng)鏈成本的影響

表6 不同的K0／K1對(duì)供應(yīng)商成本的影響

續(xù)表

2．結(jié)果分析

（1）從數(shù)值分析的結(jié)果看，煤炭企業(yè)的物資供應(yīng)商并不一定能夠從JIT－VMI策略中得到成本降低的好處。供應(yīng)商能夠從JIT－VMI策略中得到物流成本降低的好處依賴于特定的參數(shù)。表2和表3表明供應(yīng)商的持有成本對(duì)JIT－VMI策略的影響。從這兩個(gè)表中可以看出，對(duì)于特定的h0，整個(gè)供應(yīng)鏈物流成本隨著h1的降低而降低。并且，整個(gè)供應(yīng)鏈物流成本也隨著煤炭企業(yè)采購(gòu)所占比例的增加而下降。當(dāng)h1超過(guò)某一閥值時(shí)，JIT－VMI策略不能使整個(gè)供應(yīng)鏈物流成本降低。

（2）從表3可以看出，只有在h1低于某一閥值時(shí)，供應(yīng)商的物流成本才能降低，并且成本降低的幅度隨著煤炭企業(yè)的采購(gòu)數(shù)量增加而增加。當(dāng)在h1高于某一閥值時(shí)，供應(yīng)商的物流成本隨著煤炭企業(yè)的采購(gòu)數(shù)量增加反而增加。

（3）從表4可以看出，整個(gè)煤炭企業(yè)采購(gòu)物流供應(yīng)鏈的成本隨著K0／K1的逐漸減小而降低。從表5可以看出，只有在K1低于特定的值時(shí)，供應(yīng)商才能夠從JIT－VMI策略中得到降低成本的好處。當(dāng)K1高于這個(gè)特定的數(shù)值時(shí)，JIT－VMI策略反而會(huì)使供應(yīng)商的物流成本上升。

四、結(jié) 語(yǔ)

隨著煤炭企業(yè)規(guī)模和地域范圍的不斷擴(kuò)大，物資供應(yīng)管理水平需要進(jìn)一步提高，基于JIT－VMI的物資庫(kù)存控制策略能使煤炭企業(yè)及其物資供應(yīng)商建立一種穩(wěn)定的供應(yīng)鏈合作關(guān)系，從而提高煤炭企業(yè)物資供應(yīng)鏈整體效率，降低供應(yīng)鏈成本，保障煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)。但煤炭企業(yè)實(shí)行JIT－VMI策略是有條件的，只有在某些成本和需求的參數(shù)滿足特定的范圍時(shí)，整個(gè)物資供應(yīng)鏈以及煤炭企業(yè)和供應(yīng)商才能從這種采購(gòu)與庫(kù)存控制策略中受益，否則，單獨(dú)一方的受益很難使整個(gè)物資供應(yīng)鏈長(zhǎng)期維持下去。

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