基于第三方物流的生产型企业的VMI问题研究

戴君 谢琍 王晶

摘要：文章对第三方物流的生产型企业的VMI应用进行分析，介绍了第三方物流对于生产型企业的VMI运作流程，构造了在TPL拥有库存决策权且不允许缺货时的VMI模型，为验证模型的有效性与可行性，设计了一个应用算例，结果显示与其他VMI模型相比，该模型更有优势。

关键词：VMI;第三方物流;生产企业

一、 引言

经济学告诉我们，当今市场的竞争已经由产品的竞争转向产业链的竞争。而在中国市场，成本敏感度日益上升的今天，整体运作效率的提高以及成本的节约将是制造企业竞争制胜的重要因素，如何解决这些问题是本文研究的目的。

自从提出供应商管理库存（VMI） 的框架概念后， VMI 供应链管理模型引起了学术界和业界的广泛关注。Gerber通过一项调查发现， 实施VMI 能比实施准时生产（Just-in-time， JIT）和零库存管理达到更好的绩效。Cott rill和Burke认为VMI将在业界流行， 并将给分销渠道带来革命性的变革。Waller发现如果系统的利用效率得到提高， VMI将降低生产成本和库存成本。尽管VMI 增加了卖方的负担（ 例如在库存管理和需求预测上），但VMI同时也提高了供应商的生产效率和市场预测的准确性。Lee等、Disney等和马士华等对其减轻供应链牛鞭效应、降低供应链成本的功能做了详细阐述。VMI能够给公司业绩带来直接的影响， 是企业实施VMI的直接动机。

VMI 在各行业中的运用，给供应商带来了利益也使他们面临着运作上的难题，一方面，通过实施 VMI 供应商掌握了买方的库存信息，能够减少安全库存、平滑生产节奏;另一方面，实施 VMI 增加了供应商库存管理的成本和风险，并且为了保证买方要求的客户服务水平，供应商需要在物流设施、网络布置、组织管理以及人员培训方面投入大量精力，而这些往往非供应商的专长，使得供应商缺乏参与 VMl 的热情，影响了VMI 在供应链中的实施。

为了更好地实施 VMI，很多供应商将目光转向第三方物流（Third-party logistics TPL）企业。TPL是指由供方和需方以外的物流企业提供物流服务的业务模式。TPL企业凭借专业化的物流服务，得到了越来越多企业的青睐。TPL的引入能够降低被服务企业的物流成本，使被服务企业致力于核心业务并能帮助被服务企业进行供应链整合。将 TPL思想应用到实施 VMI 策略的供应链中，能够帮助供应商解决 VMI 实施中物流能力、信息能力不足的难题。

但是， 基于TPL的VMI是否对所有供应链的企业都有效， 以及这种有效性能否，具体应用是一个值得深入研究的课题。研究表明，基于TPL的VMI在理论上对于库存、配送等一些流程都能达到优化，但是，这与真正TPL的VMI在生产上的被采用的还有很大差距。本文在前人研究理论的基础上， 考虑了国内尤其是以北京为HUB的前提条件， 将理论应用与实际案例集合起来， 对实际规模化TPL的VMI应用进行了具体分析以及提炼汇总， 从而帮助。

本文将针对第三方物流的生产型企业的VMI应用进行分析，在TPL与VMI集成的环境下，生产型企业的供应商一般都拥有库存决策权，只将物流作业外包给TPL，或者TPL拥有库存决策权，但并没有对TPL的服务有任何的要求。生产型企业的供应商将物流运作外包给第三方物流服务提供商，这种行为减轻了供应商的负担，但此时供应链的物流需求发生了变化，物流外包决策不仅超过单个企业决策的范围，而且会对整个供应链产生影响。这样，运用传统的运作模式就不能很好的实现供应商管理库存，提高客户的满意度。本文通过认识第三方物流对于生产型企业的VMI运作流程，建立了一个TPL拥有库存决策权且不允许缺货情况发生的运作模型，对VMI的各项决策目标进行了相关的数量分析。

二、 第三方物流对于生产型企业的VMI运作流程

物流行业的竞争激烈，在要求基础业务的同时还要不断完善特色优势，这就需要采用网络技术将各个供应商以及工厂连接起来，改变物流企业运输网络现在单向联系、单一业务的状况。图1为第三方物流企业嘉里大通物流对于生产型企业的VMI运作流程。

（1）生产计划的确定。首先，生产企业根据销售统计、销售计划或生产计划等相关信息产生需求计划，将需求计划发送给TPL 企业和供应商，供应商也可自行登陆WMS系统浏览生产企业的生产和采购计划。然后，TPL 企业将当天结余库存量与出货量等信息转送至供应商和生产企业，供应商和生产企业也可自行登陆系统对TPL 企业的库存状态能随时进行跟踪调查和检查。最后，生产企业根据生产线的生产速度、需求预测量和安全库存水平并结合库存情况组织生产，这样就完成了生产计划的确定。

（2）补货计划的确定。供应商根据生产企业生产线的生产速度、当前的库存量、需求预测量和安全库存水平决定是否需要向TPL 企业补货，以保持安全库存的水平。如需补货，供应商根据生产企业当前的库存量、安全库存水平、生产线的物料消耗情况以及产品运输时间等信息，计算出最初的建议订单，包括建议的订购产品品类、补货数量以及补货时间。生产企业的采购部收到建议订单后，依据本身的经验与相关的信息进行订单的核对与修改，确认后回复给供应商。最后，供应商收到企业的确认订单后，依订单进行出货作业，并组织TPL企业进行货物运输，这时供应商应做出货信息传给生产企业和TPL 企业。

（3）出入库计划的确定。TPL 企业仓库通过电子扫描方式核对验收入库。生产企业将当天的生产计划发给TPL 企业，TPL 企业遵循先进先出原则和根据供应商供货优先级、供货配额通过BOM表迅速计算出各零部件的需求量和需要出仓货物的具体仓位，然后发出出货指令给仓库管理人员。仓库管理人员组织拆包工、叉车工以JIT 的方式配置材料，一般按生产线一个小时的用量配货到生产企业生产线，并扫描出仓货物更新库存信息。以TPL 企业出货事件为结算基础，只要一出货，系统将即时自动产生财务信息，产生权责转移。

三、 模型描述

1. 基本假设。

（1）为不失一般性，考虑由一个供应商、第三方物流服务商和生产商组成的供应链;

（2）该供应链流通单一的原材料;

（3）生产商可以通过降价等手段来刺激产品销售;

（4）产品的物流处理过程由第三方物流服务商完成;每一个销售周期的产品需求是不确定的，其不仅依赖于生产商对该产品的批量生产努力程度，同时还受市场随机性需求因素的影响;

（5）产品在该销售周期内如未能销售出去，则会因为贬值只能得到部分回收价值。

2. 模型参数。

（1）x表示生产商的批量生产努力程度. f（x）是由批量生产努力价格降低直接引起的市场需求量. f′（x）>0，f″（x）<0，即生产商批量生产越努力，价格越低，市场需求量就越大，但批量生产努力程度的边际需求呈递减趋势;

（2）g（x）表示由批量生产努力引起的成本。g′（x）>0，g″（x）≥0，即批量生产努力程度越大，成本越高，且成本增加的速度将越来越快;

（3） D（x）为生产商批量生产努力程度为x 且考虑随机因素后的市场需求量，D（x）=f（x）+ζ，其中ζ为随机变量，其均值为0 且概率分布函数为φ（y）;

（4）C1是供应商单位产品生产成本;

（5）v是超储商品的回收价值，且有v

（6）p为商品的市场零售价;

（7）w表示供应商的商品价格;

（8）Q是库存决策者设定的库存量;

（9）Clt表示TPL 单位产品物流成本;

（10）Cls表示供应商支付给TPL 的单位产品物流费用;

（11）Cts表示供应商物流外包交易成本;

（12）Cte表示供应商物流外包带来的间接收益;

（13）Ctt表示TPL 接受供应商物流外包的交易成本。

四、 模型的建立与求解

TPL拥有库存决策权的一个重要问题是供应商对TPL 的服务水平没有限制，这也是TPL 不愿主动增加库存的重要原因。现在考虑加入一个不允许缺货的约束机制，即如果TPL 库存不能满足生产商的需求，TPL必须通过紧急订购来满足需求，紧急订购额外物流成本（设为）由TPL 支付;同时，供应商以实际运输量支付物流费用。在图1所示的运作流程中，为了很好的实现供应商管理库存，提高客户满意度，需要考虑以下四个决策目标：

（1）生产商的期望收益。引入不允许缺货约束机制后，生产商需求全部得到满足，生产商的期望收益用模型表示为：

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

分别求（1）式对x 的一阶导数和二阶导数，得到结果如下：

■=（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）

不难判断，∏R3有极大值，且极大值点在满足（4）式处获得。此时，生产商的最优批量生产努力水平在批量生产的边际成本等于边际收益处达到。

（2）供应商的期望收益。由于供应商将其拥有的的决策权和承担的库存风险都转移给了TPL，供应商支付给TPL 的物流费用按实际成功运输的产品数量来计算，而不是按TPL 决策的库存数量来计算，其期望收益用模型表示为：

∏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为：

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

分别对（6）式求Q 的一阶偏导数和二阶偏导数，得到结果如下：

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

■=-（Cls+Cels+C1-v）？渍（Q-f（x））<0（8）

容易判断，∏T3具有极大值。

由上式可以得到：

Pr（D（x3*）

式（9）反应了TPL 使自身收益最大化时的库存决策，它表明：当紧急订购额外物流成本越大时，TPL 就越倾向于加大库存量以减少缺货概率。

（4）供应链的期望总收益。供应链的期望总收益用模型表示为：

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

五、 算例

根据以上模型进行实例分析，下面对嘉里大通公司某特定情况下的供应链进行研究，假设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拥有库存决策且不允许缺货（模式三）时，库存水平，客户满意度，生产商收益，供应商收益，TPL收益，以及供应商收益的数值，本文还对传统的VMI模型，即供应商拥有库存决策权，只将物流作业外包给TPL（模式一）与TPL拥有库存决策权，没有任何服务限制（模式二）的相关参数进行了计算，得到各模型条件下的结果如表2所示。

由以上分析结果可见，在引入不允许缺货的约束机制后，库存水平和顾客满意度都得到了提高，生产商、供应商和供应链总收益都有所增加，TPL 收益相对模型二也有一定的增加，但这并不表明在加入不允许缺货约束机制的任何情况下TPL 收益都会增加，主要是因为引入约束机制后TPL 既要承担缺货成本，又要承担超储成本，而TPL单位产品的物流收益并没有增加，TPL 只能依靠提高库存决策能力以改善库存水平来使其期望收益最大化。

六、 结论

研究结果表明：库存决策权的转移对供应链的绩效没有绝对的影响，而在加入不允许缺货的约束机制后，供应链库存水平、顾客满意度以及生产商和供应商的收益都会得到一定程度的改善，虽然TPL 的收益则不一定会增加，但供应链的总收益会增加。VMI 与TPL 集成是一种新的供应链模式，在集成模型中加入一些激励机制、协作机制等都是未来值得研究的方向。

参考文献：

1. 琳慧丹.第三方物流.上海：上海财经大学出版社，2005.

2. 区伟明，胡奇英，马杰.供应能力制约下的VMI 策略及其价值研究.系统工程学报，2006，（8）.

3. 唐宏祥.VMI 对供应链性能的影响分析.中国管理科学，2004，12（2）：60-65.

4. 吴文祥.VMI 供应链系统的经济效果评价研究.管理评论，2003，15（6）：55-58.

5. 王立鹤，张劲松.建材物流贸易行业如何创新发展探析.现代经济探讨，2013，（5）.

基金项目：国家社会科学基金项目（项目号：13BGL007）;教育部人文社科规划项目（项目号：11YJA630160）。

作者简介：戴君（1983-），女，回族，北京市人，对外经济贸易大学国际经济贸易学院博士生，研究方向为供应链管理;谢琍（1963-），女，汉族，北京市人，北京工业大学应用数理学院副教授，研究方向为供应链管理;王晶（1982-），男，回族，河北省邯郸市人，北京工商大学商学院系主任、副教授，中国科学院大学管理学博士，研究方向为物流与供应链管理。

收稿日期：2014-11-27。