VMI模式下基于批量生產(chǎn)的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)研究①

黃淮學(xué)院經(jīng)濟管理系 夏晗

1 引言

有關(guān)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的研究始于對供應(yīng)鏈庫存優(yōu)化協(xié)調(diào)的研究，隨著供應(yīng)鏈契約研究的不斷深入，各種供應(yīng)鏈契約得以廣泛應(yīng)用，為提升供應(yīng)鏈主體的經(jīng)濟效益，就產(chǎn)生了供應(yīng)鏈契約的再談判問題。Lee[1]研究了供應(yīng)商—零售商—折扣銷售店(DSO)的配送渠道中跨組織供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題。供應(yīng)商管理庫存(VMI)是為了提升供應(yīng)鏈信息傳輸?shù)募皶r性和有效性，以便零售商和供應(yīng)商在節(jié)約成本的前提下進行供應(yīng)鏈運作。楊懷珍[2]等研究了VMI模式有利于供應(yīng)鏈整體利益的分配和協(xié)調(diào)。由于VMI模式下供應(yīng)商可以與零售商共享需求信息，因而VMI模式可以有效地解決供應(yīng)鏈上的牛鞭效應(yīng)。VMI是拉式(pull)的庫存補給策略，VMI使得供應(yīng)商可以直接監(jiān)視訂貨方的庫存水平，并根據(jù)實際需求快速主動補充庫存，以確保零售商一定的庫存周轉(zhuǎn)目標(biāo)，并滿足顧客服務(wù)需要[3]；蘇菊寧等[4]研究了在數(shù)量折扣策略下供應(yīng)商分擔(dān)部分庫存風(fēng)險時供需雙方的利潤分配模型；劉永勝,李敏強[5]提出了共同補給期的供應(yīng)鏈庫存協(xié)調(diào)模型。

目前供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的研究主要是基于固定需求，共同補給期，或者數(shù)量折扣的協(xié)調(diào)策略，沒有考慮需求變動對于企業(yè)采購行為和供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)策略的影響。本文研究一個供應(yīng)商和一個零售商在需求變動情況下基于批量生產(chǎn)的VMI模式下零售商和供應(yīng)商協(xié)調(diào)模型。通過系統(tǒng)仿真可知，該模型可使得供應(yīng)商成本和供應(yīng)鏈總成本均有顯著下降，并使供需雙方都達(dá)到最優(yōu)決策。

2 VMI模式下批量生產(chǎn)兩級供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)模型

2.1 假設(shè)條件

供應(yīng)鏈上只有一個供應(yīng)商和一個零售商，供應(yīng)商只提供一種產(chǎn)品，供貨提前期固定且允許缺貨。

VMI實施后, 由供應(yīng)商主動供貨, 并由供應(yīng)商統(tǒng)一管理零售商的訂貨、補貨、運輸?shù)葮I(yè)務(wù)，由供應(yīng)商承擔(dān)所有的缺貨損失。供應(yīng)商會依據(jù)供應(yīng)鏈整體利潤最大化進行決策，來確定生產(chǎn)批量、每次對零售商的供貨數(shù)量以及缺貨水平。

2.2 模型構(gòu)建

2.2.1 參數(shù)說明

建模所需的符號說明如下。

D：顧客單位時間的平均需求量；P：供應(yīng)商單位時間的生產(chǎn)量；Ab：零售商單次訂貨成本；Av：供應(yīng)商單次供貨成本；S：供應(yīng)商單次生產(chǎn)準(zhǔn)備成本；Cv：供應(yīng)商生產(chǎn)成本單價；Cb：零售商的商品采購成本單價；p：零售商的商品銷售價格單價；Rv：供應(yīng)商庫存持有成本費率；Rb：零售商庫存持有成本費率；M：零售商單品的缺貨成本；Q：零售商單次訂購量；L：零售商訂貨提前期；t：貨物的運輸成本；

：單位時間顧客的隨機需求標(biāo)準(zhǔn)差；X：提前期顧客的隨機需求量。

2.2.2 VMI實施前

單位時間內(nèi)，零售商銷售收入=pD；銷售成本=采購成本()+訂貨成本()+庫存持有成本[]+缺貨成本+運輸成本()。

其中，分別為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)密度函數(shù)和分布函數(shù)。

因此零售商單位時間的利潤為：

單位時間內(nèi)，供應(yīng)商的銷售收入=CbD；銷售成本=生產(chǎn)成本(CvD)+訂單處理成本(AvD/Q)+生產(chǎn)準(zhǔn)備成本(SD/mQ)+庫存持有成本。

供應(yīng)商平均庫存持有成本為：

單位時間供應(yīng)商的利潤為：

2.2.3 VMI實施后

單位時間零售商的利潤為：

供應(yīng)商的銷售收入為CbD，供應(yīng)商的銷售成本為VMI實施前的成本+零售商的物流成本。

供應(yīng)商的利潤為：

3 系統(tǒng)仿真

為驗證模型仿真結(jié)果，本文選取D＝500單位/年，P=800單位/年，Av=Ab=50元,S=2000元，Cv=80元，Cb=120 元，Rv=Rb=0.2，M=40元，t=300元，L=2周，=7單位/周，p=180元。

據(jù)此求得VMI實施前后供應(yīng)商和零售商的最優(yōu)批量及利潤為以下兩種結(jié)果。

3.1 VMI實施前

供應(yīng)商的最優(yōu)生產(chǎn)批量為3，利潤15299元，零售商的最優(yōu)訂購量為126，零售商利潤為26731元，安全因子為1.0313。

3.2 VMI實施后

供應(yīng)商的最優(yōu)生產(chǎn)批量為4， 利潤16730元，零售商的最優(yōu)訂購量為117，零售商利潤30000元，安全因子為1.0761。

通過對比VMI實施前后的效果可見，在實施VMI之后，供應(yīng)鏈的安全因子、供應(yīng)商的整體利潤、減少零售商的利潤均比實施VMI之前有所增加，同時也可增加供應(yīng)商的最優(yōu)生產(chǎn)批量，零售商的最優(yōu)定購量減少，供應(yīng)商的生產(chǎn)成本和零售商的庫存成本。說明VMI實施后，供應(yīng)商管理庫存，可以實現(xiàn)少量多次的庫存補給模式，有效降低了供應(yīng)鏈的成本，提高了供應(yīng)鏈整體運營效率。

4 結(jié)語

本文研究“供應(yīng)商—零售商”的兩級供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題，分析了在批量生產(chǎn)的情況下供應(yīng)商管理庫存對供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的整體效益。通過對比分析VMI實施前后生產(chǎn)商和零售商的最優(yōu)生產(chǎn)批量、最優(yōu)定購量以及各自利潤的差異。最后通過系統(tǒng)仿真論證了在實施VMI后，供應(yīng)商、零售商的利潤達(dá)到最優(yōu)，而且缺貨成本最低，能更好地滿足客戶需求。實施VMI后可以實現(xiàn)獨立個體最優(yōu)決策與系統(tǒng)最優(yōu)決策一致化的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)，供應(yīng)鏈整體效率能夠得到有效的提高。

[1] Lee C H.Coordinated stocking,clearance sales,and return policies for a supply chain[J].European Journal of Operational Research,2001,131.

[2] 楊懷珍,馮中偉,謝冬美.供應(yīng)鏈上游段VMI&TPL模式的利益分配機制[J].工業(yè)工程，2014(02).

[3] Hou Yumei,Liu Wenyuan, Zhang Qiang etc.. PRODUCTION INVENTORY SYSTEM WITH RANDOM SUPPLY INTERRUPTIONS STATUE AND RANDOM LEAD TIMES[J]. Acta Mathematica Scientia, 2011 (1).

[4] 蘇菊寧,劉書慶,趙小惠.隨機需求下供應(yīng)鏈庫存協(xié)調(diào)策略研究[J].系統(tǒng)工程,2004.

[5] 劉永勝,李敏強.供應(yīng)鏈庫存協(xié)調(diào)策略研究[J].中國管理科學(xué),2004.