基于云计算的云采购成本结构优势研究

林国龙 ，黄 莉 ，丁 一，姚锦元

(上海海事大学物流研究中心，上海 201306)

1 基于云服务的供应链改变采购流程

传统的供应链模型可以由SCOR(supplychain operations reference-model)作为标准的供应链参考模型［1］。在SCOR模型的框架图中可以看到，传统的供应链主要是由采购、制造、配送等活动构成的“串联式”供应链。

云计算、云服务［2］的出现，使传统的“串联式”供应链流程的优化成为可能。笔者提出了“并联式”供应链，在云服务平台的支撑下，形成一个“并联式”供应链模式，在该模式中，供应链中的每一节点企业通过云平台进行信息的传递，大大缩短了传统供应链的“串联式”工作方式所需的等待时间，并且通过云服务平台，供应链中的各个节点企业可以更精准地连接，云环境下供应链的并联模式如图1所示。

图1 云环境下供应链的并联模式

云采购［3］即在云计算的基础上形成的一种采购模式，它是一种在网络环境下按照客户需求自觉进行信息挖掘和采集的系统［4－5］，用于启用无处不在且方便随需而变的网络资源［6］，共享一个资源池的资源，该资源池包括采购软件工具、采购所需单证、采购能力等，在该资源池里集中资源迅速地配置和发散，达到以最少的管理成本和工作成本获取最优的服务。

一般的企业可以直接使用云采购资源池［7］中的采购资源，结合传统采购流程［8］，构造在云环境下的采购流程，带有云采购资源的云采购服务流程如图2所示。

2 云采购成本结构分析及模型的建立

2．1 云采购成本框架分析

对于采购流程而言，采购的总成本［9］主要包括采购前的准备成本、订购成本、库存成本、缺货成本、质量成本和供应商关系管理成本，其框架如图3所示。

2．2 云采购成本结构模型的建立

云服务以及云采购平台的建立，可使企业的采购流程得到优化，采购成本得到大大减少，因此应对采购成本的结构进行建模分析。

(1)参数设置。设置的参数如下:N为供应商集合;M为第三方运输者集合;i为云服务平台所提供的可供选择的供应商序号;j为云服务平台所提供的可供选择的第三方运输者的序号;n为云服务平台所提供的可供选择的供应商个数;m为云服务平台所提供的可供选择的第三方运输方的个数;Ni为供应商选择方案i的供应商的供货能力;Mj为运输方案j的运输能力;MC为云服务使用前，企业自建信息系统需要支付的构建、管理、维护费用等的总和;wx为企业应该获得的信息量与实际获得的信息量之比值;wt为在该次采购活动中企业应该获得的信息量;wo为在该次采购活动中企业实际获得的信息量;Q0为一次订购原材料数量;C't为忌采购成本;te表示在整个采购过程中信息传递时间因子对两个主要成本的影响［10］。

图2 云采购服务流程

图3 主要的采购成本框架图

(2)决策变量。决策变量如下:mi为供应商选择方案i采购的数量;gj为运输方案j的运输量;zi∈{0，1}，为供应商选择方案i选择系数，选中的方案为 zi=1，未选中的 zi=0;fj∈{0，1}，为运输方案j的选择系数，选中的方案为fj=1，未选中的fj=0;di为供应商选择方案i物料单价批量折扣后的单位价格;yi为运输方案i单位产品运输费用;FC为采购方需要支付给云服务平台管理者的费用;c'1为云采购中单位的库存管理费用、保险费用和货物损坏费用等;c'2为云采购中采购前准备成本，包括人力成本、办公成本等;c'3为云采购中采购货物的缺货成本;c'4为云采购中货物的质量成本。

(3)目标函数和约束函数。云采购成本结构有较大的优势，云采购平台的出现使每一部分的采购成本结构发生变化。

在云采购平台里拥有大量的相关信息，透过云平台采购方可以看到自己所需的信息。当采购方像云服务平台输入自己的具体需求信息时，云平台以顾客满足率为目标，智能匹配5个最优方案，顾客满足率的数学表达为:

云环境下的并联模式使企业在信息的获得量和获得速度上有较大的优势，在此假设透过云采购平台，企业实际获得的信息量与企业理论上应该获得的信息量的比值为1，同样对于时间影响因子也为1［11］。因此，模型可进一步化简为:

3 云采购成本优势分析

采购的一般成本由订货成本、库存成本、缺货成本、质量成本，以及管理信息系统的费用组成，一般采购成本的表达式为:

式中:c5为供应商关系管理成本;c1为与每一次采购相对的库存管理费用、保险费用和货物损坏费用等;c2为采购活动中所涉及的采购前的准备成本，除人力成本和办公成本外，还包括采购人员的差旅成本以及与供应商沟通的成本等;c3为采购活动中的缺货成本;c4为采购活动中的质量成本;p1为一次订购中原材料的采购单价;p2为一次订购中原材料的运输单价。

3．1 云采购成本结构比较分析

3．1．1 原材料成本结构比较

云采购成本模型和传统情况下采购成本的表达式的供应商选择成本分别为:min ct1=由云采购成本模型和传统情况下采购成本的表达式，得出在云采购和传统采购中供应商选择成本比较如表1所示。

表1 供应商选择成本比较表

在云采购模式下，利用终端服务器，网络节点间的互通力通过网络的无限性弥补现实空间的有限性，且云服务平台智能匹配的最优选择方案可节约采购的时间成本［12－13］。云采购平台集中企业所有采购需求，透明化地操作使供应商之间的竞争加剧，采购方则可获得更大的价格折扣。

3．1．2 运输成本结构比较

表2 运输成本比较分析表

3．1．3 其他采购成本结构比较

表3 其他采购成本比较分析表

依托云服务平台，企业间实现更大程度上的信息共享，彼此之间更大程度地分享生产计划和库存水平等信息［14］，从而多采用即时采购、即时配送方式，且缺货率几乎为零，使得c'1＜c1，c'3＜c3。云采购模式下，企业只需投入几台终端设备即可，并且终端设备的投入可以长期使用，即c'2＜c2，同时降低了企业的IMS费用，即FC≪MC。云采购平台自带SRM功能模块，使得SRM的费用减少，即c'5＜c5。QoS保证服务以及产品的质量问题，使得 c'4＜c4。

3．2 云采购的成本结构总体优势框架

云采购服务平台给采购的成本结构带来了一定的优势，云采购成本结构总优势如图4所示。

从图4中可以看到，将云计算运用在采购中，构建云采购平台，使得安全性、可信任性、可获性、信息共享程度等得到相应地提高，同时使得办公管理费用、信息系统管理费用和人力成本等得到下降，但是使用云采购平台也会使得云服务平台管理费用、云服务的支付费用等开始出现。

4 算例分析

图4 云采购成本总优势

假设有一新成立的小企业，即将对一批原材料进行采购，并且公司处于成立初期，对其进行案例分析。该次采购的原材料单一，该批采购数量为3 000，能够接受的理想单价在125元左右，并且希望供应商信用评分为950。云采购平台存储着大量的供应商信息，因此在该案例中通过Excel随机生成相应的数据。此处只列出关于供应商的相关信息，运输商的选择方法与供应商的相类似。表4为列举100家供应商的相关信息，100家分为10个组，评分使用的是1 000分制。

表4 供应商的相关信息

在企业向云采购服务平台输入具体的需求时，云采购平台首先对需求信息进行核实，然后通过智能算法给企业智能地匹配5个最优方案，以达到顾客满意度最高。模拟5次得到的最优结果在Matlab中的散点图如图5所示。

图5 Matlab中5个最优方案的三维散点图

得到5个最优方案后，采购方本着满意度最接近地选择选择供应商，此处选择供货量为3 065，价格为123，信用评分为955的供应商;对运输方进行相似的智能选择，最后的选择结果为供货量为3 110，价格为5．4(市场均价为6)，信用评分为991的运输方;并且能够得到高于市场的折扣系数，此时的价格折扣系数分别为6．8%和3．3%。通过计算得到云采购平台下采购的两个主要成本为:min c'=123×(1－6．8%)×3 000+3 000×5．4×(1－3．3%)=359 573元。传统模式下，企业采购会考虑到采购量的增加问题以及质量问题，对供应商要求较高，付出的代价较高，此时采购的两个主要成本为:c=3 300×127×(1－5%)+3 300×6×(1－1．2%)=417 707元。

5 结论

笔者在云计算等的基础上，提出了云采购的概念模型及数学模型。对传统采购模式下的每一个具体因素进行比较分析，得出在云采购环境下，云采购所具有的成本优势。云采购的出现能够降低采购成本，避免采购成本问题;云采购的出现使企业信息系统管理成本、供应商选择成本、采购前准备成本大大减少;供应商关系管理成本几乎为零;最重要的是云采购在速度、效率、成本上，凸显出与传统采购的诸多不同和优势。

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