基于供需协同视角的邮轮物流联合库存管理研究

（武汉理工大学 交通学院，湖北 武汉 430063）

1 引言

邮轮物流是一项集研发与制造为一体的大型复杂系统工程，从邮轮的制造价值链来看，可以分为两个重要组成部分：一部分是船体，船体即“造船”，包括技术设计、装备采购、分段建造和组装、船体总装、舾装等环节；另一部分是内饰，内饰则相当于装修五星级酒店，包括外观与内饰设计、客舱与各种娱乐设施建造等环节，就好比是建造一座能在海上灵活移动的迪拜帆船酒店一样[1]。邮轮建造零件大于2 500万个，所涉及的供应商可能来自不同的国家，因此企业在制造物流中采取何种库存管理模式并实现供需协同生产、提高企业效益尤其重要。同传统的库存管理模式相比，联合库存管理对于邮轮建造物流而言，可以为其实现供需协同提供条件和保证，同时促进邮轮制造商和供应商之间的信息交流和协调，提升供应链的稳定性，为连续性补货、快速反应、准时化供货等创造有利条件。

2 文献综述

联合库存管理（JMI），就是供应链上的各类企业（供应商、制造商、分销商）通过对消费需求的认识和预测的协调一致，共同进行库存的管理和控制，利益共享、风险共担[2]。国内外学者关于库存管理的研究方法主要有：供应商管理库存（VMI）、联合库存管理（JMI）以及合作计划、预测与补给（CPFR）。而对供应链上库存问题的研究，大致从生产/配送、生产/库存、库存/配送、生产-库存-配送四个方面展开。20世纪80年代宝洁和沃尔玛为了消除“牛鞭效应”，共同提出了供应商管理库存策略，为了进一步解决供应链系统中因各个节点企业的相互独立库存管理而引起的需求放大问题，提出了联合库存管理思想。Peter Chu;；Kun-Jen Chung和 Shaw-Ping Lan[3]提出了供应商和零售商联合的经济批量模型，R.M.Hill和M.Omar(2006)[4]对经济批量模型进行了改进，针对二级供应链下单一供应商和单一零售商建立了联合生产库存模型。Hariga Gumus&Daghfous[5]分析了单一供应商与多个零售商下的供应商管理库存，运用混合整数非线性规划来解决双方的订货周期不同步问题，利用联合库存管理实现库存成本最小化。张歆祺和何静[6]对食品冷链联合库存管理模式进行了研究，认为JMI强调供应链中合作各方同时参与、共同协商制定库存计划，是一种风险分担的库存管理技术，达到保障食品安全、提高冷链运作效率和降低成本的目的。吕君和丁乙然[7]从成本、提前期和客服水平三个方面对面向闭环供应链柔性的联合库存管理进行了研究，并数量化分析了联合库存降低成本、减少提前期、提高客服水平、提高反应敏捷性。邓慧[8]通过分析研究了传统库存控制模式与供应商管理库存模式的主要缺陷，重点研究供应链环境下的联合库存管理模式。刘峥等[9]考虑随机需求下，研究了二级双渠道供应链独立库存模式和联合库存模式下制造商及零售商的最优基础库存模型和缺货模型，分析了2种库存模式的成本。由此可见，针对联合库存管理理论的研究较多，但在邮轮制造物流方面的研究尚处于空白。因此，本文将从供需协同角度，分析邮轮物流联合库存管理方法及模型。

3 邮轮制造物流库存管理

邮轮制造物流是指伴随邮轮生产过程的一切物流活动。包括原材料、中间产品、配件、产成品等一切生产物料的采购、运输、仓储、库存管理、用料管理和供应管理的物流活动。邮轮物流的目标是实现物流活动的低成本和高可靠性。然而，供应链环境中，常常存在供应物流的供需不平衡现象，一种是原材料库存量过高，导致库存成本上升；另一种是原材料严重缺货，影响准时生产。

邮轮制造物流的特点有：（1）物资投入大，物资成本约占总造价成本的60%-70%。（2）建造周期长。（3）原材料、中间产品和在制品占用大量周转场地和库存。邮轮生产所需物料数量巨大，其中需要采购大量的原材料（如钢材），需求规格多，很难批量订购同样规格，要求钢铁企业高频率更换磨具，大大降低了生产效率。邮轮生产企业为了避免缺料停工和保证安全库存，必然选择提前订货，这就给库存管理、采购资金带来巨大压力。因此，实施联合库存管理，有利于尚处于邮轮生产起步期的企业实现库存管理的专业化，邮轮生产企业自身库存管理水平也会有质的提高，能实现小规模采购和配送，大大降低供应链整体库存水平，减少资金占用。图1为邮轮物流JMI模式下的库存管理模式。

图1 JMI模式下的库存管理

供应链环境下，邮轮企业与原材料供应商之间的联合库存是一种复杂动态过程，邮轮企业的目的是在动态过程即供应与生产过程中使材料库存保持一个平衡的最优状态。在此最优状态下，一方面邮轮企业的生产水平可以达到一个满意度设定值（如95%），另一方面材料库存又不是很大，不会占用过多资金，有利于降低材料成本及资金的机会成本。从图2的联合库存动态运作模式可看出，邮轮生产进度对原材料库存及中间产品库存起着主导作用。

图2 联合库存动态运作模式

4 模型建立

本文研究的模型是原材料JMI模型，1个邮轮生产企业对n个原材料供应商，假定供应链中供需双方达成战略伙伴关系，愿意彼此合作，分享信息，共担风险，组成一个联合库存。基于此假定，构建一个供需协同环境下的联合库存模型，目的在于给邮轮生产企业提供库存管理决策。

假设条件：

（1）邮轮生产企业和各原材料供应商是独立的，各原材料供应商之间是独立的；

（2）供需关系是稳定的；

（3）在邮轮制造周期过程中，邮轮企业对材料的需求是稳定连续发生的；

（4）邮轮企业连续检查库存，不允许有缺货现象，故不考虑缺货成本；

（5）邮轮企业的订货成本、运输成本和保护成本只与订购次数有关。

邮轮生产企业和材料供应商采取不允许缺货且瞬时到货的EOQ模型。在以上假设下，EOQ模型中库存变化如图3所示。Q为最大库存量，q为最小库存量，不发生缺货，库存按固定需求率D减少。当库存降到订货点R时，发出订货Q*，经过一个固定的订货提前期L，新一批订货Q*到达（订货刚好在库存变为0时到达），库存量立即到达Q。

4.1 传统独立库存模型

在传统库存管理模式下，邮轮生产企业追求自身利益最大化，即总库存持有成本最小化。

库存总成本=库存持有成本+订货成本

其中，库存持有成本（库存保管费用）是维护一定数量库存所支付的管理人员工资、场地租金、保险费、利息等的总和。

图3 不允许缺货的EOQ模型库存变化

因此单位时间内邮轮生产企业的库存成本为：

其中Qi为邮轮生产企业向原材料供应商i的经济订货批量；Di为邮轮生产企业对原材料材料供应商i的需求率；K为邮轮生产企业在单位时间内的库存维持费；Fi为邮轮生产企业向原材料供应商i的单次订购费用。求得邮轮企业经济订货批量为：

由式（1）、式（2）可求得单位时间邮轮生产企业的最小库存成本为：

原材料供应商在供应链中处于弱势方，只能被动接受邮轮生产企业经济订货批量，因此单位时间原材料供应商的库存成本为：

其中，Ki为原材料供应商i在单位时间内的库存维持费；Wi为材料供应商i的单次生产费用成本。

由式（2）、式（4）可得：

所以，传统独立库存模式下，二级供应链的单位时间最小库存成本为

4.2 联合库存模型

在联合库存管理模式下，从供需协同角度出发，邮轮生产企业和原材料供应商统一确定库存量，目的是使邮轮企业库存成本与供应商成本之和最小，供应链利润最大化，单位时间联合库存总成本为：

其中，Qu,i为联合库存模式下邮轮生产企业原材料的经济订货批量。

由式（7）可求得：

由式（7）、（8），可得：

5 算例

本文选取邮轮生产中用量较大的原材料钢板为计算对象，表1是钢板的供应商参数、邮轮企业参数以及各项成本参数。

表1 参数表

将数据代入模型，可得联合库存前单位时间邮轮生产企业的最小库存成本Cc,min=8 086.34元；原材料供应商1单位时间库存成本CS1=1 095.67元，原材料供应商2单位时间库存成本CS2=1 545.37元；则供应链库存总成本C1=10 727.38元。

而实施联合库存后3家企业的库存总成本为C2=8 645.80元，联合库存模式下邮轮生产企业原材料的经济订货批量Qu,i=410.69t，单位时间邮轮生产企业的库存成本为Cc=5 498.06元。

由此可见，JMI模式下供应链成本比实施之前降低了19.40%，其中邮轮企业的库存成本减少幅度最大，达到了32%。

6 结论

近十年来，中国邮轮旅游业发展迅猛，吸引众多海内外名企关注中国邮轮经济发展，并纷纷在中国布局。但是中国邮轮产业发展也面临一些亟待解决的问题，比如邮轮及配套装备的设计与制造技术。中国相关企业已涉足大型邮轮制造，这给邮轮生产企业的原材料保障带来新的机遇和挑战，构建邮轮生产原材料库存保障体系，在满足生产的同时提高企业效益，采取何种库存管理模式是邮轮企业面临的重大现实课题。文章从供需协同视角，构建了1个邮轮生产企业对n个原材料供应商的联合库存管理模型，并通过与独立库存模型对比，用实例分析得出邮轮生产企业采取JMI模式能明显提高其经济效益及降低整个供应链库存成本，对处于邮轮制造初期阶段的中国邮轮生产企业在库存管理决策方面具有现实指导意义。但是，JMI模型下供应商利益不如之前，供应商和邮轮生产企业之间的利润分配是下一步研究的方向。