基于SD 的日常快速消费品供应链CPFR 模式研究

王明葆，余 依

（北京物资学院，北京 101149）

WANG Ming-bao,YU Yi

(Beijing Wuzi University,Beijing 101149,China)

快速消费品时时刻刻出现在人们的身边，包括包装的食品、个人卫生用品、烟酒类和饮料。它们之所以被称为快速，是因为首先是日常用品，它们依靠消费者高频次和重复的使用与消耗，通过规模的市场量来获得利润和价值的实现，典型的快速消费品包括日化用品、食品饮料、烟酒等；药品中的非处方药通常也可以归为此类。与快速消费品概念相对应的是“耐用消费品”，通常使用周期较长，一次性投资较大，包括（但不限于）家用电器、家具、汽车等。快速消费品的供应链具有产品周转周期短，种类繁杂，进入市场通路宽而短，市场附近设有零售商和分公司的库存等特点。这决定了快速消费品受市场需求变化影响会较大。本文主要讨论的是贴近居民消费的日常快速消费品。

CPFR（Collaborative Planning Forecasting and Replenishment），称为协同式供应链库存管理，也叫协同规划、预测与补货[1]。是一种协同式的供应链库存管理技术，它在降低销售商存货量的同时，也增加了供应商的销售额。它本质上强调供应商、批发商、零售商之间要保证协调一致[2]。通过应用规划、预测、补货等方法管理库存，供应链上每一节点企业都能通过电子信息平台获得准确的市场信息和库存状态信息，使得企业可以更好地去管理自己的库存，并对需求作出更加准确的预测[3]。金姣等[4]提出供应链中信息共享成本、渠道冲突、共享信息的动态性等因素的制约。宋晓欣[5]等提出在快速消费品行业供应链实施信息共享会带来一系列风险，如隐匿核心信息带来的风险及实施信息共享成本增加等。

1 系统动力学仿真模型的构建及分析

1.1 系统边界及建模

根据快速消费品供应链的情况，大致可以描述为三阶系统动力学模型，为方便描述将模型分为三个模块来看：

供应商模块：供应商发货率、供应商库存、供应商库存调整、供应商期望库存、供应商的需求预测、生产率。

批发商模块：批发商发货率、批发商在途库存、批发商库存、批发商库存调整、批发商收货率、批发商期望库存、批发商订单完成率、批发商需求预测。在CPFR 模式下，零售商接到市场订单后，立刻从仓库发货满足市场需求，但库存量不足以满足市场订单时，零售商会发生缺货，并向上游申请补货，当货物补充到库存时，零售商再将货物补发给市场。零售商根据每天的需求信息制定需求预测和期望库存水平，获取信息调整零售商库存。通过网络平台，批发商可以及时获取市场需求信息和零售商的库存水平，这样批发商就能及时地调整零售商的库存。同时，批发商要对本身的库存进行管理，批发商根据下游的需求制定自己的需求预测和期望库存水平。在CPFR 模式下，高度的信息共享使得供应商可以获取下游企业的库存信息，当批发商补货给下游零售商后，供应商也可以根据批发商的库存变化及时地对批发商的库存进行补货。

通过网络平台获取的信息，供应商可以通过批发商库存调整信息了解批发商库存情况，当发生库存不足时，供应商能及时地补货给批发商。

在CPFR 模式下，供应商同样可以获取零售商的销售和库存信息，供应商的库存量只需要保持在能够满足零售商的销售需求即可，所以供应商可以降低自身的期望库存和对下游的需求的预测，在每次供应商发货给下游批发商后，供应商对库存调整水平和生产率进行调整，使得生产量可以满足供应商的期望库存。

根据以上分析构建系统动力学流图如图1 所示：

图1 快速消费品供应链CPFR 模式图

1.2 系统动力学模型重要参数

（1）INITIAL TIME=30。

（2）FINAL TIME=100。

（3）TIME STEP=0.5。

（4）产成品库存=INTEG（+生产率-供应商收货率，0）。

（5）供应商库存=INTEG（+供应商收货率-批发商订单完成率，平均需求*供应商库存调整周期）。

（6）供应商库存调整=IF THEN ELSE（产成品库存+供应商库存＜供应商期望库存，供应商期望库存-供应商库存-产成品库存+零售商缺货积压，0）。

（7）批发商库存调整=IF THEN ELSE（批发商库存+批发商在途库存＜批发商期望库存，批发商期望库存-批发商库存-批发商在途库存+零售商缺货积压，0）。

（8）供应商的需求预测=IF THEN ELSE（Time＜供应商库存调整周期，（市场的需求积累/Time）*供应商补货时间，市场的需求积累-SMOOTH3（市场的需求积累，供应商补货时间））。

（9）批发商期望库存=批发商需求预测+1.64*SQRT（批发商补货时间）*市场需求标准偏差。

（10）批发商补货时间=28。

（11）批发商库存=INTEG（+批发商收货率-零售商订单完成率，批发商库存调整周期*平均需求）。

（12）批发商在途库存=INTEG（供应商发货率-批发商收货率，0）。

（13）零售商补货时间=9。

（14）零售商期望库存=零售商需求预测+1.64*SQRT（零售商补货时间）*市场需求标准偏差。

（15）零售商需求预测=IF THEN ELSE（Time＜零售商库存调整周期，（市场的需求积累/Time）*零售商补货时间，市场的需求积累-SMOOTH3（市场的需求积累，Time-零售商补货时间））。

（16）零售商库存调整周期=7。

（17）市场需求标准偏差=10。

（18）批发商发货率=DELAY1（零售商订单完成率，运输延迟1）。

（19）零售商库存=INTEG（+批发商发货率-销售率，平均需求*零售商库存调整周期）。

（20）零售商库存调整=IF THEN ELSE（零售商库存＜零售商期望库存，零售商期望库存-零售商库存+零售商缺货积压，0）。

（21）零售商缺货积压=IF THEN ELSE（零售商库存＞市场订单和零售商缺货积压，0，市场订单和零售商缺货积压-零售商库存）。

（22）市场订单和零售商缺货积压=INTEG（市场订单-零售商订单执行率，0）。

（23）市场的需求积累=INTEG（市场需求，0）。

（24）实际需求=平均需求*test。

（25）批发商收货率=DELAY1（批发商在途库存，运输延迟2）。

（26）供应商发货率=批发商订单完成率。

（27）供应商收货率=DELAY1（产成品库存，运输延迟）。

（28）批发商订单完成率=MIN（供应商库存，批发商库存调整）。

（29）生产率=供应商库存调整。

（30）销售率=MIN（市场订单和零售商缺货积压，零售商库存）。

1.3 模型仿真运行结果及分析

根据上面构建的模型，用系统动力学仿真软件Vensim ple5.6a 进行仿真分析，并用输入输出功能将CPFR 模式下供应链各节点企业的库存表现展现在图中，如图2：

图2 仿真结果图

根据仿真结果可知，如下表现：（1）各节点库存变化趋势没有特别明显的延迟现象。（2）各节点库存并没有特别明显的逐级放大过程，也就是说整个快消品供应链的牛鞭效应在采用CPFR 模式下没有特别明显。（3）供应商库存从30 到100 天内库存稳定，100 到160 天之间库存波动较大这是由于受下游批发商和零售商库存波动共同作用的结果，此后基本稳定，直到190 天后才有明显下降趋势。（4）批发商库存从90 到200 天之间一直处于较大范围的波动，这与快消产品末端对应零散客户而直接由零售商传递到批发商的结果，所以在此模式下应格外注意批发商库存调整和需求预测。（5）零售商相比于批发商和供应商库存波动明显迟缓，而且个别节点时间库存突增较大，表现了日常快速消费品中可能受某些节假日影响的情况。

2 总结

本文通过分析快速消费品供应链的实际情况，运用系统动力学仿真软件建立了Vensim 仿真模型，贴近现实地模拟了快速消费品供应链运用CPFR 模式的情形。通过仿真结果发现，CPFR 模式的运用确实会给快消品供应链带来益处，但对于像批发商和零售商某些时间节点的库存波动等问题还应进一步研究和关注。

[1]廖诺，吴菊华.多级供应链下的CPFR 系统动力学建模和仿真研究[J].物流工程与管理，2010(8):143-145.

[2]Kazim Sari.On the benefits of CPFR and VMI:A comparative simulation study[J].International Journal of Production Economics,2008,113(2):575-586.

[3]刘彦辉，张悟移.基于CPFR 供应链的合作任务和运作流程研究[J].物流科技，2006(4):70-73.

[4]金姣，闫欣欣.快速消费品行业供应链信息共享激励策略研究[J].物流技术，2008(3):80-83.

[5]宋晓欣，孙顺.快速消费品企业供应链的风险识别与控制[J].中国物流与采购，2013(11):68-69.