建筑施工中VMI对库存成本的影响分析

黄　鹏，　谈　飞

(河海大学　工程管理研究所， 江苏　南京　211100)



建筑施工中VMI对库存成本的影响分析

黄鹏，谈飞

(河海大学工程管理研究所， 江苏南京211100)

摘要：在传统建筑施工行业的库存管理模式下，由于供货商与建筑施工单位各自为政的订货方式，使得建筑施工中库存成本过高的现象普遍存在，因此该问题也一直受到学者以及工程实践人员的关注。供应商管理用户库存(VMI)模式从供货商与建筑单位的二级供应链出发，试图以供货商对客户库存进行管理的方式来降低供应链上下游的总库存成本。在经济订货批量(EOQ)的基础上建模分析了供应商管理用户库存模式在实施前后对供应链库存总成本的影响，并结合实际案例分析得出在一定条件满足的情况下，VMI模式的引入能够达到降低供应链总库存成本、提高供应链利润的目的。同时也指出了分析中的不足以及对未来研究的展望。

关键词：库存管理；供应链；供应商管理用户库存

库存在企业生产中被视为浪费之首，过多的库存不仅会造成资本积压还掩盖了生产过程中的诸多问题，因此降低库存成本提高利润是企业生产运作管理的重要组成部分。工程实践表明建设施工等材料费用在工程造价中占据了六成甚至以上的比重，加上我国建筑业传统的库存管理模式，导致了建筑企业施工库存成本较高的现象普遍存在[1]。从整个供应链角度而言，库存主要存在于材料供货商和建设施工单位两个环节，传统的库存管理思维下供货商与建设单位仅考虑自身利益的最大化，牛鞭效应从而出现，导致整个供应链库存的增加。为了提高建筑企业的竞争力，将供应链重新整合得到了工程实践人员和学者们的注意，试图通过对供应链集成来实现降低库存总成本、提高收益等目的。供应商管理用户库存(VMI)是一种供应链管理战略，供应链上游的供货商对下游建筑施工单位的物料消耗及库存情况进行实时监控，进而补货等，其目的在于降低供货商和用户双方的成本，以提高供应链的利润。VMI模式在制造业中研究与运用较为广泛，并多从三级供应链(供应商-制造商-零售商)进行讨论[2,3]，而在工程建设领域，学者们对VMI的研究也取得了一定的成果，主要体现在企业间进行VMI联盟的模式以及组织内实施VMI的条件[4～6]，而在VMI经济效益方面的研究相对有限。本文结合建筑业的特点，建立了二级VMI集成模型，在模型分析的基础上，说明了VMI模式能够降低供货商与建筑单位的总库存成本。

1VMI集成与运行

VMI模式改变了供应商和建筑方双方各自为政的库存管理方式，强调双方合作与库存管理的集成。建筑施工单位根据项目设计及施工计划进行建设施工，供应商对建筑方库存的减少以及消耗情况实时跟进，由监控的信息确定是否进行补货。双方在VMI协议的约束下进行实时沟通以及信息共享，并不断的对协议执行情况进行监督，从而促进供应链库存管理的持续改进，其具体流程如图1。

图1　VMI在建筑施工企业操作流程

建造生产中所需要的物料种类繁多，因此实践中往往是一家建筑单位与多家物料供货商进行VMI协议并集成，其集成结构如图2。

图2　建筑施工企业VMI集成

2模型设定与对比分析

2.1模型设定

为了便于研究讨论，本文只考虑一家供货商的集成情况，并将现实供应链抽象为供应商和建筑单位两个环节来讨论，如图3。其中建筑单位的原材料由供货商提供，为满足建筑单位的材料需求，供货商环节必然存在一定量的库存来保证实时供货，而施工实践中，原材料到货至全部消耗完需要周期，因此建筑方也存在着库存。

图3　二级供应链的VMI集成

为完成模型的设定，本文在以下假设的基础上进行讨论：

(1)以EOQ策略为基础确定建筑单位的补货模式[7～9]，其中提前期和建筑单位的需求率确定；

(2)当供货商的原材料到货后，建筑单位能够立即投入施工；

(3)VMI集成环节只包括供货商和建筑单位；

(4)供货商与建筑单位之间信息共享，供货商能实时掌握建筑单位需求信息，且建筑单位存在需求；

(5)建筑单位出现需求时，供货商能立即响应发货；

(6)忽略库存存储费用的波动，取平均单位存储费用，其为定值；

(7)不考虑大的设计变更，存在稳定的订货量；

(8)不允许缺货[1]。

参数设定：设定建筑单位需求率为D，建筑施工单位向供货商每次订货费用和原材料平均单位库存成本分别为Ce和Ie；供货商自身的订货准备费用和原材料平均单位库存成本分别为Cs和Is；建筑施工单位和供货商的最优订货批量分别由Qe和Qs表示；供货商和建筑施工单位库存成本分别用TCs和TCe表示。在VMI集成以后，建筑施工单位的订货费用用Ce′表示，且存在Ce′

2.2VMI实施前供应链库存成本

在VMI实施之前，供货商与建筑单位的库存管理，都是从自身利益出发，根据自身需求进行订货及确定最优订货批量，与EOQ模式基本一致。供货商库存成本由其自身的订货准备费用和原材料库存所产生的费用组成；类似建筑施工单位的库存成本包含两个部分：订货费用和原材料库存费用。针对供货商，最优订货批量和库存成本分别为：

(1)

对于建筑施工单位：

(2)

因此，在VMI模式实施以前，该二级供应链上的库存总成本为：

(3)

2.3VMI集成后供应链库存成本

在供货商与建筑施工单位签订VMI契约之后，双方形成了合作伙伴关系，处于该二级供应链上游的供货商负责管理下游建筑单位的库存，建筑施工单位的材料消耗情况、库存状况能够及时的被供货商所掌握。此时供货商的库存成本构成为：原材料订货准备费用、自身原材料库存费用以及建筑单位原材料库存费用；建筑单位的库存成本主要由订货费用构成，此时建筑施工单位的订货费用为Ce′，并做以下假设，供货商的最大存货量Q与建筑方的订货量q之间存在正整数的比值k，即:

Q=kq

(4)

因此，此时处于供应链上游的供货商平均库存水平为：

(5)

实施VMI模式以后，供货商的订货批量由Qs′表示，建筑单位的订货批量为Qe′，有

Qs′=kQe′

VMI实施以后的建筑单位库存成本为：

TCe′=Ce′×D/Qe′=Ce′×D×Qs′/k

(6)

而此时供货商的库存成本为：

(7)

由式(5)可得实施VMI模式的供货商库存水平为：

(8)

将式(8)代入式(7)则在实施VMI以后，该二级供应链上的总库存成本为：

(9)

(10)

解得的Qs′*与Qs相同，我们可知在VMI模式引入以后，供货商的最优订货批量并没有变化，同时由于供货商需要管理建筑单位的库存，供货商的库存成本明显增加了，下面讨论VMI模式引入以前与实施之后，该二级供应链的库存总成本的变化情况，令E为TC与TC′的比值：

(11)

当E>1时(即TC>TC′), 说明了在VMI引入前该供应链的总库存成本大于引入后的总库存成本；当E=1时，即引入VMI与否对供应链总库存成本没有影响；同理当E<1时，供应链总库存成本在VMI模式引入后增加了。对E>1时进行求解得

(12)

由本文参数设定及假设可知，式(12)中Is和Ie为固定正常数，且存在Ce′

3案例研究

本工程项目为一办公用楼，建筑占地面积13881.36 m2，总建筑面积为11208 m2，其中地上部分八层，地下部分两层，地上每层高度为4.7 m，地下每层3.9 m；采用框架剪力墙结构，合同工期320 d。该项目所需材料中钢筋的需要量如表1，并均由同一家钢材供应商供货。供货商自身的每次订货准备费用为1600元、单位存储费用为401元；建筑施工单位的每次订货费为1900元、单位存储费用为499元。进行VMI集成以后，由于供货商直接管理建筑单位的库存和补货，建筑单位的每次订货费用降低为600元。建筑单位每次订货时四种钢材按需求比例进行分配，计算过程以总量进行计算。

表1　钢筋需求量　t

本案例中，Is/Ie=401/499=0.8，当Ce′<1056时，式(12)满足，而此处Ce′=600满足条件，能够实现供应链总库存成本降低的目的。下面计算VMI集成前后，供应链库存总成本的变化情况。由式(3)，在进行VMI集成之前，供货商和建筑单位的总库存成本为(结果取整)：

由式(10)VMI模式实施以后，该二级供应链的总库存成本为：

即该项目采用VMI集成后，在钢筋这一原材料方面，供应链总库存成本节约10424元。

4结论

本文对供货商和建筑施工单位的二级供应链在进行VMI集成前后的库存成本进行了分析，基于分析结果表明：由于VMI模式对供应链上双方的库存管理进行了集成使得建筑单位能够大幅降低订货费用，从而降低该二级供应链的总库存成本，提高整个供应链的利润。VMI本身是一种供应链集成模式，其目的在于降低供应链上游及下游各方的成本，同时在实施过程中涉及因素众多，虽然库存成本是其中一项重要影响因素，但是库存成本不是VMI模式实施的条件。本文仅从库存成本的角度讨论了VMI模式引入前后对整个供应链的影响，同时部分假设条件较为苛刻，因此也存在着一些不足有待进一步完善：

(1)工程实践中，原材料的订货批量与库存受到诸多因素的影响，如设计变更，工期提前或延误等。为方便研究讨论对诸多情况进行了简化，可能与实际情况存在差异。

(2)同一供货商可能同时为多个项目提供物料，因此存在供货商与多个项目进行VMI集成的情况。此外，本文只讨论了少数几种大宗物料的供需和库存情况，而建造生产中需要的物料种类繁多，存在部分特殊物料的供应与库存可能不满足本文的前提假定，需要单独讨论。

(3)当相应条件满足时，VMI集成能够降低供应链总库存成本，但其中建筑方的库存成本降低，供货商的库存成本增加了。因此，供需双方的利润分配会直接影响VMI能否落实，值得进一步探讨。

参考文献

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[3]李玉凤. 基于S-F-R型的三层供应链VMI库存成本演化研究[J]. 统计与决策， 2015, (10)： 44-47.

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[9]王廷丽. EOQ与零库存[J]. 社科纵横, 2004, (6): 45-69.

Analysis on Influence of VMI on Inventory Cost in Construction Industry

HUANGPeng,TANFei

(Institute of Engineering Management, Hohai University, Nanjing 211100, China)

Abstract:Under the circumstances of inventory management model of traditional construction industry, the phenomenon is widespread that inventory costs are too high because of suppliers and construction unit are lack of coordination. This problem has been concerned by scholars and engineers.From the view of two-level supply chain of construction unit and suppliers, VMI model try to reduce the total cost of the supply chain with the way that suppliers manage inventory of clients. On the basis of economic order quantity, modeling and analysis the impact of total inventory cost of supply chain before and after the implementation of vendor managed inventory. The results show that the implementation of vendor managed inventory can reduce the total inventory cost of supply chainand improve the profit of supply chain when certain conditions are satisfied. In the end, the shortcomings of the analysis and the prospect for future research are pointed out.

Key words：inventory management; supply chain; vendor managed inventory

中图分类号：TU713； F253

文献标识码：A

文章编号：2095-0985(2016)02-0106-04

作者简介：黄鹏(1991-)，男，安徽铜陵人，硕士研究生，主要研究方向为工程管理与项目管理(Email:214555619@qq.com)

收稿日期：2015-09-22修回日期： 2015-10-18