供應鏈管理對食品供應鏈績效的影響研究

朱 昊

（上海杉達學院 商學院，上海 201206）

一、引言

供應鏈管理包括供應商與生產(chǎn)商、分銷商、零售商和最終用戶的正向性物流活動以及伴隨性的信息流和反向性的逆向物流（可能包括但不限于：資金回流；產(chǎn)品、物料等的再制造，再回收和再利用等，圖1）。在供應鏈環(huán)境中的每個環(huán)節(jié)，所有參與者之間的信息共享是建立供應鏈和諧和信息有效交換的必須保證。換言之，供應鏈各參與方之間由于信息不對稱所導致的諸如庫存積壓和需求放大效應等問題將逐漸出現(xiàn)甚至加劇。另一方面，共享庫存或生產(chǎn)調(diào)度信息會導致信息的正向傳輸。此外，單個企業(yè)可以同時是許多不同供應鏈的一部分，即它的職能是在一個網(wǎng)絡中作為一個焦點組織（Stevens,1989)。

圖1 供應鏈參考模型

二、供應鏈管理的不確定性

如圖1所示，跨供應鏈傳遞產(chǎn)品或服務需求的傳統(tǒng)方式是采購訂單。通常，每個階段的客戶都對供應商隱藏其內(nèi)部數(shù)據(jù)，例如銷售模式、庫存水平、庫存規(guī)則和計劃交付。Lee等人（1997）通過研究牛鞭效應，對此確定了四個主要原因:需求信號處理（如果需求增加，企業(yè)就會預期需求會進一步增加而訂購更多，從而傳遞出人為的高需求水平，而這種高需求水平會因提前很長時間而惡化）；訂單批量（由于固定成本在一個地點）；價格變動（鼓勵批量訂購）；短缺博弈（存在或可能存在短缺，因此企業(yè)會通過夸大訂單，希望獲得更大份額的可用物品）。因此，這種影響可能是由于對需求或供應的不確定性的反應以及當前決策過程的復雜性和結(jié)構(gòu)造成的。

供應鏈管理通常與減少貨物和信息流中的所有時間延遲以及消除盡可能多的非增值業(yè)務聯(lián)系在一起。Stalk和Hout（1990）發(fā)現(xiàn)，在制品和庫存水平隨著訂單周期時間的長短而上下波動，而未來的方法是將提前時間作為優(yōu)先級，因為要知道所有其他主要績效指標都將緊隨其后。其思想是，如果預測范圍縮短，預測誤差也會減少。因此，控制問題變得更易于管理。Stalk和Hout（1990）發(fā)現(xiàn)將前置時間減少50%將使預測誤差減少50%。此外，通過簡化決策過程，可以大大改善供應鏈過程。很多學者通過研究供應鏈合作伙伴可獲得的信息以及信息可獲得的速度，發(fā)現(xiàn)它具有從根本上減少庫存和增加客戶服務的潛力。許多運籌學文獻的學者都曾經(jīng)涉及對供應鏈的協(xié)調(diào)研究，但通常每個模型只考慮幾個變量。

三、不確定性的來源

如圖2所示，第一個也是主要的不確定源群是總訂單預測范圍，其中指的是從下訂單（訂單1）到收到以下訂單（訂單2）的貨物的時間周期。在生成訂單1時，總時間范圍內(nèi)的所有銷售和浪費估計都需要考慮進來。通過區(qū)分總訂單預測范圍內(nèi)的兩個相關(guān)元素:訂單提前期和訂單銷售期。訂單提前時間是指從下訂單到收到訂單貨物的時間點所經(jīng)過的時間。在這段時間內(nèi)，需要考慮五個要素:（1）信息提前期，即供應商接收和處理訂單所需的時間。（2）決策過程時間，即編制生產(chǎn)計劃（如按訂單生產(chǎn)）、領料單及配送計劃。（3）生產(chǎn)所需的時間（如適用）。（4）配送提前期，即選擇的時間、產(chǎn)品的裝卸。（5）進程之間的等待時間。當然，這些方面中的每一個都可以劃分為子元素，但是這超出了本文的研究范圍。訂單銷售周期表示連續(xù)兩次交付之間的時間段。訂單中的貨物交付后的訂單前置時間，應該足夠?qū)捲Ｒ源藵M足在此訂單銷售期間的銷售。低交貨頻率和較長訂單提前期可能增加不確定性，導致高安全庫存水平和許多非增值活動。降低總訂單預測周期，即訂單提前期和訂單銷售周期之和，對提高供應鏈績效具有很大的潛力。

圖2 訂單周期時間分布圖

第二類不確定性源與可影響決策的輸入數(shù)據(jù)有關(guān)。供應鏈中的信息可用性和透明度具有從根本上降低成本和增加客戶服務的潛力。供應商按照固定的生產(chǎn)周期按訂單生產(chǎn)，所提供的關(guān)于即將進行的生產(chǎn)運行狀態(tài)的信息可以使零售商將庫存成本降低至多30%（同時仍然滿足服務約束和需求）。數(shù)據(jù)的及時性和數(shù)據(jù)的適用性是交換信息的前提。庫存控制系統(tǒng)必須是最新的和管理到位的，以便提供關(guān)于庫存水平和庫存可用性的最新信息。如果不是，則將訂單預測范圍變得更大。當生產(chǎn)者收到某產(chǎn)品大類的所有銷售數(shù)據(jù)時，他通常想知道每種特定產(chǎn)品的銷售量，這樣他就可以相應地計劃生產(chǎn)。同樣，如果某蔬菜沙拉生產(chǎn)商的一個胡蘿卜供應商不能從銷售數(shù)據(jù)中量化胡蘿卜的數(shù)量，則該供應商對零售商店內(nèi)的蔬菜沙拉消費者需求數(shù)據(jù)沒有任何用處，特別當他不是那個特定生產(chǎn)商的唯一胡蘿卜供應商時。

第三類涉及決策過程，特別是決策政策和人為的影響。采用固定批量訂購和生產(chǎn)規(guī)則，利用當?shù)匦枨蠛蛶齑嫘畔?，并將?nèi)部成本與固定時間點提供的本地服務進行比較，導致了次優(yōu)化。同時，在管理或決策策略中忽略或聚合信息會產(chǎn)生額外的不確定性。許多研究人員通過假設零售商可以在每個時間段下訂單，并且用來研究批量大小與供應鏈績效之間的關(guān)系。結(jié)果表明，決策策略與運營績效直接相關(guān)，但對人為的影響關(guān)注較少。在決策過程中，由于認知或經(jīng)濟文化等多方面的影響，不同人表現(xiàn)可能會導致不同的結(jié)果（比如短缺博弈和因價格折扣而提前購買等行為）。因此，供應鏈（尤其是食品供應鏈）的最后一組不確定性來源是需求、過程和供應方面的固有不確定性。即使你知道消費者的平均需求，由于天氣的變化和消費者偏好的改變，需求也會隨之發(fā)生變化。此外，供應鏈內(nèi)在過程不確定性是指因制程良率、產(chǎn)成品腐敗變質(zhì)、機器故障、報廢等因素引起的產(chǎn)量和生產(chǎn)時間的波動。內(nèi)在的供應不確定性可以由供應績效的波動引起，原因可以是質(zhì)量、季節(jié)模式、可變產(chǎn)量等方面的自然變化。供應鏈管理可以通過增加供應鏈上下游的信息交換，并通過調(diào)整流程來降低固有不確定性的影響。因此，供應鏈管理的一大作用是減少了其他不確定因素（表1）。

許多改進原則已經(jīng)在諸多文獻中討論過，并因其對改善（或部分）供應鏈績效的貢獻而受到稱贊，但它們并不都與不確定性的來源直接相關(guān)。此外，還沒有詳細研究不同措施的權(quán)衡和若干措施的結(jié)合，也沒有考慮到所有有關(guān)的執(zhí)行情況指標。本文的主要貢獻是從建模和組織的角度討論了食品供應鏈中可能的改進原則的整體效果。我們提出了一個冷凍沙拉供應鏈的案例研究，通過在模擬模型和現(xiàn)實生活中應用一個或多個改進原則的組合，量化減少不確定性的假設好處，并將模型研究的結(jié)果與初步研究的實際效益進行了比較。

四、案例研究:蔬菜沙拉生產(chǎn)廠商供應鏈

以國內(nèi)某蔬菜沙拉生產(chǎn)商供應鏈為案例研究對象，該生產(chǎn)商每周兩次向配送中心提供大約60種不同的產(chǎn)品，每次交貨的訂單交貨期為3天。配送中心為零售店供應冷凍沙拉，與其他新鮮產(chǎn)品同時供應，每周有三次現(xiàn)貨供應，根據(jù)預先設定的交貨時間表，提前一天下單。配送中心的平均存貨量為4天的銷售額，而配送中心的平均存貨量為6.8天的零售額。配送中心訂單策略基于實際的銷售點訂單、歷史銷售模式和當前庫存水平。在門店，經(jīng)理們試圖通過查看前幾周的銷售數(shù)據(jù)來預測銷售額，但基本上是為了填補可用的貨架空間。

表1 不確定性的來源和一些相應的改進原則

供應鏈的各個階段都經(jīng)歷了大量的需求不確定性，主要是由于長期的訂單預測周期（配送中心為6天，零售商配送中心為3天）以及當前管理和決策過程的持續(xù)時間和質(zhì)量。由于這個市場競爭激烈，包括許多促銷活動，需求的不確定性在去年增加了。產(chǎn)品的高度易腐性和季節(jié)性只會進一步增加不確定性。由于不確定性可能對績效產(chǎn)生影響，所有各方都有興趣查明更密切合作能帶來什么好處。因此，對其展開研究，旨在了解有效顧客響應（ECR）的一些子概念的先決條件和潛力；即持續(xù)補給計劃（CRP）和相關(guān)概念，如交叉對接和計算機輔助訂貨。有了CRP，零售配送中心和零售商網(wǎng)點的庫存進入更頻繁和更小的交付管理，這是基于實際銷售和預測需求的結(jié)合。由于項目的重點是物流，此時對生產(chǎn)者的關(guān)注僅限于訂單錄入、庫存控制和將貨物快速送到零售商配送中心。這種連鎖伙伴關(guān)系的一般物流目標是在較低的連鎖總成本（較低的庫存、較高的銷售額、較低的沖銷）下改善客戶服務（減少缺貨數(shù)量、更新鮮的產(chǎn)品和更好的品種），從而為所有連鎖參與者帶來較高的銷售額和利潤。為了衡量替代供應鏈結(jié)構(gòu)的有效性和高效率，這一目標轉(zhuǎn)化為每個產(chǎn)品的績效指標:成本:1.與配送中心和零售店平均庫存水平相關(guān)的成本；2.與供應鏈各階段所有相關(guān)流程相關(guān)的成本；3.產(chǎn)品成本和必要的降價。服務:1.零售店缺貨的數(shù)量；2.缺貨導致的缺貨數(shù)量；3.生產(chǎn)和零售配送中心的交貨可靠性；4.平均剩余產(chǎn)品新鮮度；5.運輸工具的使用程度；6.產(chǎn)品分類。值得注意的是，在食品供應鏈中產(chǎn)品的新鮮度被認為是一個主要的績效指標。

（一）研究方法

具體的研究方法包括四個階段。首先，定義相關(guān)過程的目標和績效指標。在開發(fā)詳細的流程模型時，重點放在分析供應鏈中的當前角色和任務，從供應鏈的角度確定執(zhí)行這些角色的約束條件，以及評估當前的（信息技術(shù)）基礎設施和運營管理。描述過程之間的關(guān)系，包括每個過程的時間和位置（根據(jù)圖2的元素）、完成任務所需的信息和任務不確定性。這種分析的結(jié)果是確定在供應鏈中執(zhí)行的角色和任務的可能替代配置，及在已建立的控制配置（稱為設想）中對這些操作進行合作和集成規(guī)劃。第二階段包括三個并行步驟。首先是建立一個模型，該模型可以用來量化相關(guān)流程的每個績效指標，并根據(jù)物流目標進行評估。第一階段詳細的流程模型，構(gòu)成了供應鏈建模的理想起點。第二步是在一個案例項目中實施一個簡單的設想，以確定供應鏈所有階段的組織后果和對信息基礎設施的限制并衡量供應鏈績效。案例研究的配置應基于模擬情景的初步結(jié)果。由于所涉及的風險和成本，不可能在實踐中測試所有設想。第三步是定義一些相關(guān)設想，對于這些設想，之前介紹的改進原則可能會有所幫助。第三階段是基于試驗結(jié)果對模擬模型進行驗證研究。在第四階段，基于預定義的績效指標，利用模擬模型對相關(guān)設想進行評估。這一階段連同案例研究的結(jié)果，提出了在供應鏈中實施一種方案的建議。

過程流分析得出了改進原則和相應的不確定性來源，如表2所示。這些選項可以分為兩個層次:戰(zhàn)略管理（設計鏈配置和相關(guān)信息系統(tǒng)）和操作管理及控制。從分析中可以明顯看出，活動的時間、基礎設施和信息的可用性是造成現(xiàn)有不確定性的最大原因。將工藝流程分析結(jié)果用于中試研究的設計。

表2 該蔬菜沙拉生產(chǎn)商的供應鏈改進原則

（二）案例研究

基于三個因素，即從ECR的文獻中獲得的見解，初步的模擬結(jié)果顯示了預期的績效改進。最后，該廠商的參與，為案例研究選擇了一個條件，其中包括實現(xiàn)從供應商到配送中心和從配送中心到零售店的最大交付頻率。合作伙伴對這種極端情況的組織和基礎設施后果特別感興趣。項目研究持續(xù)了六周，表2的改進原則在兩個銷售點實施；兩者之間的唯一區(qū)別是，一個是通過CAO-系統(tǒng)（以下稱為CAO-銷售點）開始訂購，在該系統(tǒng)中，該系統(tǒng)試圖提前預訂預期的銷售；另一個是通過傳統(tǒng)方式（傳統(tǒng)銷售點）繼續(xù)訂購。因此，只有在100個銷售點中的兩個，交貨頻率增加，交貨時間縮短。另外選擇了一個沒有進行任何修改的類似大小的銷售點（標準銷售點）。在案例項目開始前兩周，參與廠商收集并記錄了12個代表性產(chǎn)品的相關(guān)績效指標。在項目研究期間，模擬了實時庫存控制和EDI（通過在實際到貨前一段時間在信息系統(tǒng)中手動增加配送中心庫存水平以及分別通過接收生產(chǎn)商發(fā)出的指示將要交付產(chǎn)品的傳真）。對于所有產(chǎn)品，目標庫存水平是根據(jù)每周需求峰值和安全庫存的百分比確定的（12個選定產(chǎn)品的目標總和為400）。圖5顯示了零售配送中心的庫存水平下降，這主要是由于生產(chǎn)商增加了交貨頻率。該數(shù)字表明，最低庫存水平仍然過高，從而得出安全庫存水平可以進一步降低的結(jié)論。對于快速移動的物品尤其如此，因為傳統(tǒng)上企業(yè)會對它們采取額外的預防措施（如果快速移動的物品出現(xiàn)缺貨，這將產(chǎn)生嚴重的影響，所有的銷售點都將受到影響）。

圖3 研究期間的配送中心存貨水平

表3總結(jié)了零售配送中心和CAO-銷售點主要業(yè)績指標的案例研究結(jié)果。這些改進主要是針對快速移動的物品實現(xiàn)的。銷售點缺貨情況總體減少估計約為50%。這里應該指出，在案例研究中，如果出現(xiàn)短缺，所研究網(wǎng)點的訂單將得到高度優(yōu)先考慮（如果可能，它們將收到100%的交貨）。此外，傳統(tǒng)門店的庫存幾乎沒有減少，因為門店經(jīng)理拒絕更頻繁地訂貨。

表3 案例研究的主要結(jié)果

由于實際原因，門店經(jīng)理不愿意背離傳統(tǒng)的工作實踐經(jīng)驗，強調(diào)變更供應鏈的組織后果。標準銷售點沒有顯示庫存的變化，但確實實現(xiàn)了產(chǎn)品新鮮度增加約3.8天。需要注意的是，在試驗期間生產(chǎn)商交付的產(chǎn)品新鮮度沒有增加，原因是期間庫存幾乎每天都處于周轉(zhuǎn)中。此外，可以得出這樣的結(jié)論：隨著CAO-銷售點配送頻率的增加，加上CAO-系統(tǒng)，產(chǎn)品的新鮮度增加了1.2天。從案例研究中可以明顯看出，改善供應鏈績效的主要障礙是當前的信息技術(shù)基礎設施和對決策者的依賴。一方面，EDI和實時控制系統(tǒng)似乎是必要的；另一方面，對涉及人員的培訓和教育也絕對是必要的。此外，CAO-系統(tǒng)的精確設置（例如每天的安全庫存水平）對結(jié)果有很大的影響，這將在模擬研究中顯示。

（三）模型驗證

將試驗研究結(jié)果與等效設想的模擬結(jié)果進行比較，驗證了模擬模型的有效性。一些因素使情況變得復雜。首先，就像傳統(tǒng)情況下配送中心使用的訂貨策略一樣。門店的CAO-系統(tǒng)非常難以建模。在實踐中，需求峰值通過人工干預CAO-系統(tǒng)（消除需求扭曲）來平滑。其次，在模擬模型中輸入20周的銷售數(shù)據(jù)，在6周的案例研究中，需求變異性大于銷售數(shù)據(jù)。最后，在模型中，庫存水平被校準為100%的交付績效，這實際上增加了庫存。特別是消除最后的存貨不足需要增加存貨。這意味著，在模擬研究中，兩個“優(yōu)化”設想（均為0%缺貨）進行了比較，而在實踐中，一個“接近優(yōu)化”的情況如零售商店缺貨22.5%與一個更寬松的情況25%缺貨，主要是由于沖銷造成的高庫存水平。因此，我們發(fā)現(xiàn)該模型獲得的效益比實際實現(xiàn)的要少（見表4）。結(jié)論是，該模型確實預測了在不同情景下可能獲得的趨勢和潛在收益的數(shù)量級。主要是因為所有參與者都參與了模擬模型的開發(fā)過程，并且充分了解所有潛在的假設。

表4 將案例研究結(jié)果與模擬研究結(jié)果進行比較

（四）模擬和評估

在模擬研究中，通過對12種選定的代表性產(chǎn)品的相關(guān)績效指標的不同設想的結(jié)果進行量化，給出了零售店20周的消費者需求（取消了促銷活動）和每件產(chǎn)品的所有單獨活動的成本。20周的需求足以使該模型達到幾乎穩(wěn)定的狀態(tài)，這就很好地估計了將要獲得的好處。供應鏈總成本是通過將這些結(jié)果外推到總產(chǎn)品分類來計算的。當生產(chǎn)周期縮短到1天時，庫存量減少13%，配送中心中產(chǎn)品新鮮度增加了0.7天。圖6給出了三段均增加交付頻率的設想結(jié)果，所有設想的提前時間均設置為1天。為了比較不同設想的平均庫存水平和生產(chǎn)周期，將模擬模型調(diào)優(yōu)為交付績效為100%（在缺貨和沖銷之間進行權(quán)衡，同時最小化庫存水平）。然而，有趣的是，在交付頻率較低，不可能設置安全庫存水平，沒有脫銷或沖銷發(fā)生。如果存活過高，沖銷是不可避免的。另一方面，如果庫存過低，就會出現(xiàn)缺貨。費用包括持有存貨的費用和所有物流和行政程序的費用。

圖4 研究期間由于交貨頻率的改變而產(chǎn)生的變化

當生產(chǎn)者的交付頻率增加到每周三次，配送中心庫存水平下降21%，生產(chǎn)時間下降18%，而供應鏈總成本僅上升1%（由于更高的采摘和運輸成本）。當配送中心（右圖）的交付頻率增加到每周4次時，主要效益得以實現(xiàn)；門店庫存減少21%，生產(chǎn)周期減少13%，總連鎖成本增加3%（盡管庫存減少）?？焖僖苿拥奈锲繁嚷僖苿拥奈锲凤@示出更好的結(jié)果。進一步增加發(fā)貨頻率似乎沒有實際意義，因為當前的配送單元負載（等于最小訂購批次大小，平均包含12個產(chǎn)品）限制了更好的效果；大多數(shù)產(chǎn)品的周轉(zhuǎn)率只有三到四個單位的負荷。此外，如果選擇了與歷史銷售點數(shù)據(jù)驗證相關(guān)的正確參數(shù)，實施CAO系統(tǒng)將進一步減少庫存。

模擬結(jié)果表明，在10—20%的標準設想下，可以實現(xiàn)相對績效的提高。如果將配送單元負載設置為單個消費產(chǎn)品（批量大小為1），則更高的交付頻率更有益。在這里，模擬表明，與當前的單元負載相比，這些設置可能會在庫存水平和產(chǎn)品新鮮度方面帶來26—38%的額外改進。然而，成本（尤其是揀貨成本）可能會顯著上升（223%）。

（五）案例研究評估

基于案例研究的結(jié)果，可以認為降低不確定性可以顯著提高服務水平，盡管目前的供應鏈配置限制了可能的益處。通過案例項目和模擬研究，得出了類似的趨勢，從而驗證了模擬模型預測的趨勢。供應鏈應該選擇哪種設想取決于服務級別和供應鏈總成本之間的權(quán)衡。如前所述，產(chǎn)品的新鮮度可以看作是訂單的贏家，因此減少生產(chǎn)時間是非常重要的。另一方面，模擬模型并沒有考慮到所有可能的好處:庫存減少創(chuàng)造了額外的貨架空間，可以用于分類擴展；缺貨越少，銷量越高；更高的產(chǎn)品新鮮度將改善客戶服務。分析表明，這些額外的益處很容易補償連鎖成本的增加。要在實踐中實現(xiàn)這些改進，必須克服一些操作限制。值得注意的是，在案例研究中，對EDI和動態(tài)庫存控制進行了模擬，但事實證明，這對獲得效益至關(guān)重要。此外，CAO-系統(tǒng)的設置決定了改進的程度。因此，信息技術(shù)以及對決策者的培訓是有效利用供應鏈管理的必要條件。

五、結(jié)論

本文以食品供應鏈為例證明減少或消除供應鏈決策過程中的不確定性可以顯著提高供應鏈績效。為了更好地滿足消費者的需求和提高這些過程的效率，不斷地需要重新設計鏈條過程。本文研究重點放在食品供應鏈的模擬和研究上，因此存在一定局限性，同時由于所涉及的成本和風險，生成和評估備選鏈設計并不能在實踐中得到全部測試和評估。

可以確定的是任何企業(yè)或組織應該更好地運作供應鏈活動，同時優(yōu)化內(nèi)部控制設計。供應鏈中的相關(guān)企業(yè)要想獲得切實的利益須高度依賴于所處供應鏈的特征和參與企業(yè)的共同目標。