基于第三方物流的生產(chǎn)型企業(yè)的VMI問題研究

戴君 謝琍 王晶

摘要：文章對第三方物流的生產(chǎn)型企業(yè)的VMI應(yīng)用進行分析，介紹了第三方物流對于生產(chǎn)型企業(yè)的VMI運作流程，構(gòu)造了在TPL擁有庫存決策權(quán)且不允許缺貨時的VMI模型，為驗證模型的有效性與可行性，設(shè)計了一個應(yīng)用算例，結(jié)果顯示與其他VMI模型相比，該模型更有優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：VMI;第三方物流;生產(chǎn)企業(yè)

一、 引言

經(jīng)濟學(xué)告訴我們，當今市場的競爭已經(jīng)由產(chǎn)品的競爭轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)鏈的競爭。而在中國市場，成本敏感度日益上升的今天，整體運作效率的提高以及成本的節(jié)約將是制造企業(yè)競爭制勝的重要因素，如何解決這些問題是本文研究的目的。

自從提出供應(yīng)商管理庫存（VMI） 的框架概念后， VMI 供應(yīng)鏈管理模型引起了學(xué)術(shù)界和業(yè)界的廣泛關(guān)注。Gerber通過一項調(diào)查發(fā)現(xiàn)， 實施VMI 能比實施準時生產(chǎn)（Just-in-time， JIT）和零庫存管理達到更好的績效。Cott rill和Burke認為VMI將在業(yè)界流行， 并將給分銷渠道帶來革命性的變革。Waller發(fā)現(xiàn)如果系統(tǒng)的利用效率得到提高， VMI將降低生產(chǎn)成本和庫存成本。盡管VMI 增加了賣方的負擔(dān)（ 例如在庫存管理和需求預(yù)測上），但VMI同時也提高了供應(yīng)商的生產(chǎn)效率和市場預(yù)測的準確性。Lee等、Disney等和馬士華等對其減輕供應(yīng)鏈牛鞭效應(yīng)、降低供應(yīng)鏈成本的功能做了詳細闡述。VMI能夠給公司業(yè)績帶來直接的影響， 是企業(yè)實施VMI的直接動機。

VMI 在各行業(yè)中的運用，給供應(yīng)商帶來了利益也使他們面臨著運作上的難題，一方面，通過實施 VMI 供應(yīng)商掌握了買方的庫存信息，能夠減少安全庫存、平滑生產(chǎn)節(jié)奏;另一方面，實施 VMI 增加了供應(yīng)商庫存管理的成本和風(fēng)險，并且為了保證買方要求的客戶服務(wù)水平，供應(yīng)商需要在物流設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)布置、組織管理以及人員培訓(xùn)方面投入大量精力，而這些往往非供應(yīng)商的專長，使得供應(yīng)商缺乏參與 VMl 的熱情，影響了VMI 在供應(yīng)鏈中的實施。

為了更好地實施 VMI，很多供應(yīng)商將目光轉(zhuǎn)向第三方物流（Third-party logistics TPL）企業(yè)。TPL是指由供方和需方以外的物流企業(yè)提供物流服務(wù)的業(yè)務(wù)模式。TPL企業(yè)憑借專業(yè)化的物流服務(wù)，得到了越來越多企業(yè)的青睞。TPL的引入能夠降低被服務(wù)企業(yè)的物流成本，使被服務(wù)企業(yè)致力于核心業(yè)務(wù)并能幫助被服務(wù)企業(yè)進行供應(yīng)鏈整合。將 TPL思想應(yīng)用到實施 VMI 策略的供應(yīng)鏈中，能夠幫助供應(yīng)商解決 VMI 實施中物流能力、信息能力不足的難題。

但是， 基于TPL的VMI是否對所有供應(yīng)鏈的企業(yè)都有效， 以及這種有效性能否，具體應(yīng)用是一個值得深入研究的課題。研究表明，基于TPL的VMI在理論上對于庫存、配送等一些流程都能達到優(yōu)化，但是，這與真正TPL的VMI在生產(chǎn)上的被采用的還有很大差距。本文在前人研究理論的基礎(chǔ)上， 考慮了國內(nèi)尤其是以北京為HUB的前提條件， 將理論應(yīng)用與實際案例集合起來， 對實際規(guī)?；疶PL的VMI應(yīng)用進行了具體分析以及提煉匯總， 從而幫助。

本文將針對第三方物流的生產(chǎn)型企業(yè)的VMI應(yīng)用進行分析，在TPL與VMI集成的環(huán)境下，生產(chǎn)型企業(yè)的供應(yīng)商一般都擁有庫存決策權(quán)，只將物流作業(yè)外包給TPL，或者TPL擁有庫存決策權(quán)，但并沒有對TPL的服務(wù)有任何的要求。生產(chǎn)型企業(yè)的供應(yīng)商將物流運作外包給第三方物流服務(wù)提供商，這種行為減輕了供應(yīng)商的負擔(dān)，但此時供應(yīng)鏈的物流需求發(fā)生了變化，物流外包決策不僅超過單個企業(yè)決策的范圍，而且會對整個供應(yīng)鏈產(chǎn)生影響。這樣，運用傳統(tǒng)的運作模式就不能很好的實現(xiàn)供應(yīng)商管理庫存，提高客戶的滿意度。本文通過認識第三方物流對于生產(chǎn)型企業(yè)的VMI運作流程，建立了一個TPL擁有庫存決策權(quán)且不允許缺貨情況發(fā)生的運作模型，對VMI的各項決策目標進行了相關(guān)的數(shù)量分析。

二、 第三方物流對于生產(chǎn)型企業(yè)的VMI運作流程

物流行業(yè)的競爭激烈，在要求基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的同時還要不斷完善特色優(yōu)勢，這就需要采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將各個供應(yīng)商以及工廠連接起來，改變物流企業(yè)運輸網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在單向聯(lián)系、單一業(yè)務(wù)的狀況。圖1為第三方物流企業(yè)嘉里大通物流對于生產(chǎn)型企業(yè)的VMI運作流程。

（1）生產(chǎn)計劃的確定。首先，生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)銷售統(tǒng)計、銷售計劃或生產(chǎn)計劃等相關(guān)信息產(chǎn)生需求計劃，將需求計劃發(fā)送給TPL 企業(yè)和供應(yīng)商，供應(yīng)商也可自行登陸WMS系統(tǒng)瀏覽生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)和采購計劃。然后，TPL 企業(yè)將當天結(jié)余庫存量與出貨量等信息轉(zhuǎn)送至供應(yīng)商和生產(chǎn)企業(yè)，供應(yīng)商和生產(chǎn)企業(yè)也可自行登陸系統(tǒng)對TPL 企業(yè)的庫存狀態(tài)能隨時進行跟蹤調(diào)查和檢查。最后，生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)生產(chǎn)線的生產(chǎn)速度、需求預(yù)測量和安全庫存水平并結(jié)合庫存情況組織生產(chǎn)，這樣就完成了生產(chǎn)計劃的確定。

（2）補貨計劃的確定。供應(yīng)商根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)速度、當前的庫存量、需求預(yù)測量和安全庫存水平?jīng)Q定是否需要向TPL 企業(yè)補貨，以保持安全庫存的水平。如需補貨，供應(yīng)商根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)當前的庫存量、安全庫存水平、生產(chǎn)線的物料消耗情況以及產(chǎn)品運輸時間等信息，計算出最初的建議訂單，包括建議的訂購產(chǎn)品品類、補貨數(shù)量以及補貨時間。生產(chǎn)企業(yè)的采購部收到建議訂單后，依據(jù)本身的經(jīng)驗與相關(guān)的信息進行訂單的核對與修改，確認后回復(fù)給供應(yīng)商。最后，供應(yīng)商收到企業(yè)的確認訂單后，依訂單進行出貨作業(yè)，并組織TPL企業(yè)進行貨物運輸，這時供應(yīng)商應(yīng)做出貨信息傳給生產(chǎn)企業(yè)和TPL 企業(yè)。

（3）出入庫計劃的確定。TPL 企業(yè)倉庫通過電子掃描方式核對驗收入庫。生產(chǎn)企業(yè)將當天的生產(chǎn)計劃發(fā)給TPL 企業(yè)，TPL 企業(yè)遵循先進先出原則和根據(jù)供應(yīng)商供貨優(yōu)先級、供貨配額通過BOM表迅速計算出各零部件的需求量和需要出倉貨物的具體倉位，然后發(fā)出出貨指令給倉庫管理人員。倉庫管理人員組織拆包工、叉車工以JIT 的方式配置材料，一般按生產(chǎn)線一個小時的用量配貨到生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)線，并掃描出倉貨物更新庫存信息。以TPL 企業(yè)出貨事件為結(jié)算基礎(chǔ)，只要一出貨，系統(tǒng)將即時自動產(chǎn)生財務(wù)信息，產(chǎn)生權(quán)責(zé)轉(zhuǎn)移。

三、 模型描述

1. 基本假設(shè)。

（1）為不失一般性，考慮由一個供應(yīng)商、第三方物流服務(wù)商和生產(chǎn)商組成的供應(yīng)鏈;

（2）該供應(yīng)鏈流通單一的原材料;

（3）生產(chǎn)商可以通過降價等手段來刺激產(chǎn)品銷售;

（4）產(chǎn)品的物流處理過程由第三方物流服務(wù)商完成;每一個銷售周期的產(chǎn)品需求是不確定的，其不僅依賴于生產(chǎn)商對該產(chǎn)品的批量生產(chǎn)努力程度，同時還受市場隨機性需求因素的影響;

（5）產(chǎn)品在該銷售周期內(nèi)如未能銷售出去，則會因為貶值只能得到部分回收價值。

2. 模型參數(shù)。

（1）x表示生產(chǎn)商的批量生產(chǎn)努力程度. f（x）是由批量生產(chǎn)努力價格降低直接引起的市場需求量. f′（x）>0，f″（x）<0，即生產(chǎn)商批量生產(chǎn)越努力，價格越低，市場需求量就越大，但批量生產(chǎn)努力程度的邊際需求呈遞減趨勢;

（2）g（x）表示由批量生產(chǎn)努力引起的成本。g′（x）>0，g″（x）≥0，即批量生產(chǎn)努力程度越大，成本越高，且成本增加的速度將越來越快;

（3） D（x）為生產(chǎn)商批量生產(chǎn)努力程度為x 且考慮隨機因素后的市場需求量，D（x）=f（x）+ζ，其中ζ為隨機變量，其均值為0 且概率分布函數(shù)為φ（y）;

（4）C1是供應(yīng)商單位產(chǎn)品生產(chǎn)成本;

（5）v是超儲商品的回收價值，且有v

（6）p為商品的市場零售價;

（7）w表示供應(yīng)商的商品價格;

（8）Q是庫存決策者設(shè)定的庫存量;

（9）Clt表示TPL 單位產(chǎn)品物流成本;

（10）Cls表示供應(yīng)商支付給TPL 的單位產(chǎn)品物流費用;

（11）Cts表示供應(yīng)商物流外包交易成本;

（12）Cte表示供應(yīng)商物流外包帶來的間接收益;

（13）Ctt表示TPL 接受供應(yīng)商物流外包的交易成本。

四、 模型的建立與求解

TPL擁有庫存決策權(quán)的一個重要問題是供應(yīng)商對TPL 的服務(wù)水平?jīng)]有限制，這也是TPL 不愿主動增加庫存的重要原因?，F(xiàn)在考慮加入一個不允許缺貨的約束機制，即如果TPL 庫存不能滿足生產(chǎn)商的需求，TPL必須通過緊急訂購來滿足需求，緊急訂購額外物流成本（設(shè)為）由TPL 支付;同時，供應(yīng)商以實際運輸量支付物流費用。在圖1所示的運作流程中，為了很好的實現(xiàn)供應(yīng)商管理庫存，提高客戶滿意度，需要考慮以下四個決策目標：

（1）生產(chǎn)商的期望收益。引入不允許缺貨約束機制后，生產(chǎn)商需求全部得到滿足，生產(chǎn)商的期望收益用模型表示為：

∏R3=（p-w）E[D（x）]-g（x）=（p-w）f（x）-g（x）（1）

分別求（1）式對x 的一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)，得到結(jié)果如下：

■=（p-w）f′（x）-g′（x）（2）

■=（p-w）f″（x）-g″（x）<0（3）

令（2）式等于零得到：

（p-w）f′（x3*）=g′（x3*）（4）

不難判斷，∏R3有極大值，且極大值點在滿足（4）式處獲得。此時，生產(chǎn)商的最優(yōu)批量生產(chǎn)努力水平在批量生產(chǎn)的邊際成本等于邊際收益處達到。

（2）供應(yīng)商的期望收益。由于供應(yīng)商將其擁有的的決策權(quán)和承擔(dān)的庫存風(fēng)險都轉(zhuǎn)移給了TPL，供應(yīng)商支付給TPL 的物流費用按實際成功運輸?shù)漠a(chǎn)品數(shù)量來計算，而不是按TPL 決策的庫存數(shù)量來計算，其期望收益用模型表示為：

∏S3=（W-C1-Cls）-Cts+Cie（5）

（3）TPL的期望收益。TPL的期望收益用模型表示為：

∏T2=（Cls+C1+Cels-v）E（min（D，Q）-（Clt+C1-v）Q-CelsE（D）-Ctt（6）

分別對（6）式求Q 的一階偏導(dǎo)數(shù)和二階偏導(dǎo)數(shù)，得到結(jié)果如下：

■=（Cls+Cels+C1-v）■？漬（y）dy-（Ct+C1-v）（7）

■=-（Cls+Cels+C1-v）？漬（Q-f（x））<0（8）

容易判斷，∏T3具有極大值。

由上式可以得到：

Pr（D（x3*）

式（9）反應(yīng)了TPL 使自身收益最大化時的庫存決策，它表明：當緊急訂購額外物流成本越大時，TPL 就越傾向于加大庫存量以減少缺貨概率。

（4）供應(yīng)鏈的期望總收益。供應(yīng)鏈的期望總收益用模型表示為：

∏SC3=（p-Cels-v）E[min（D（x3*），Q3*）]-（C1-Clt-v）Q3*-CelsE（D）-g（x3*）-Ctt-Cts+Cie（10）

五、 算例

根據(jù)以上模型進行實例分析，下面對嘉里大通公司某特定情況下的供應(yīng)鏈進行研究，假設(shè)C1=4，v=2，p=11，w=8，Cls=2，Clt=1，Cels=3，g（x）=0.3x0.5，f（x）=104x0.5，？孜～N（0，108），Cts=1 000，Cie=1 000，Ctt=1 000得到在TPL擁有庫存決策且不允許缺貨（模式三）時，庫存水平，客戶滿意度，生產(chǎn)商收益，供應(yīng)商收益，TPL收益，以及供應(yīng)商收益的數(shù)值，本文還對傳統(tǒng)的VMI模型，即供應(yīng)商擁有庫存決策權(quán)，只將物流作業(yè)外包給TPL（模式一）與TPL擁有庫存決策權(quán)，沒有任何服務(wù)限制（模式二）的相關(guān)參數(shù)進行了計算，得到各模型條件下的結(jié)果如表2所示。

由以上分析結(jié)果可見，在引入不允許缺貨的約束機制后，庫存水平和顧客滿意度都得到了提高，生產(chǎn)商、供應(yīng)商和供應(yīng)鏈總收益都有所增加，TPL 收益相對模型二也有一定的增加，但這并不表明在加入不允許缺貨約束機制的任何情況下TPL 收益都會增加，主要是因為引入約束機制后TPL 既要承擔(dān)缺貨成本，又要承擔(dān)超儲成本，而TPL單位產(chǎn)品的物流收益并沒有增加，TPL 只能依靠提高庫存決策能力以改善庫存水平來使其期望收益最大化。

六、 結(jié)論

研究結(jié)果表明：庫存決策權(quán)的轉(zhuǎn)移對供應(yīng)鏈的績效沒有絕對的影響，而在加入不允許缺貨的約束機制后，供應(yīng)鏈庫存水平、顧客滿意度以及生產(chǎn)商和供應(yīng)商的收益都會得到一定程度的改善，雖然TPL 的收益則不一定會增加，但供應(yīng)鏈的總收益會增加。VMI 與TPL 集成是一種新的供應(yīng)鏈模式，在集成模型中加入一些激勵機制、協(xié)作機制等都是未來值得研究的方向。

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基金項目：國家社會科學(xué)基金項目（項目號：13BGL007）;教育部人文社科規(guī)劃項目（項目號：11YJA630160）。

作者簡介：戴君（1983-），女，回族，北京市人，對外經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué)國際經(jīng)濟貿(mào)易學(xué)院博士生，研究方向為供應(yīng)鏈管理;謝琍（1963-），女，漢族，北京市人，北京工業(yè)大學(xué)應(yīng)用數(shù)理學(xué)院副教授，研究方向為供應(yīng)鏈管理;王晶（1982-），男，回族，河北省邯鄲市人，北京工商大學(xué)商學(xué)院系主任、副教授，中國科學(xué)院大學(xué)管理學(xué)博士，研究方向為物流與供應(yīng)鏈管理。

收稿日期：2014-11-27。