DOI-CHANG咖啡的多级库存供应链研究

Phatcharida Dindan

（西南交通大学 运输与物流学院,四川 成都 611756）

1 引言

Doi-Chang村种植咖啡已有20多年的历史了，咖啡生产基地和农田位于泰国Wavee区、Mae Suai区和清莱，其咖啡研究商业用地位于泰国的Wavee 区。Doi-Chang 的咖啡种植园是由普密蓬·阿杜德（King Bhumibol Adulyadej）国王拉玛九世（Rama IX）的皇家项目发起的。Doi-Chang 咖啡被称为世界级特产咖啡，Doi Chang Estate是泰国最大的咖啡出口商之一，拥有30%的国内销售渠道和70%的海外销售渠道，年收入约20亿泰铢。而Arabica咖啡在全国的年产量约为9 000t，几乎占据了泰国50%的咖啡产量。

因此，对于企业而言，进行库存管理是必需的，因为库存是企业进行平稳生产或销售的可再生资产之一。处理过多的库存商品很容易对企业造成困扰，无论是高昂的保留成本，或者产品变质过期、陈旧、被盗及丢失，都会导致企业丧失利用库存和其他物品进行沉没资金回收的机会。咖啡产品的生产和分销中必须有有效的产品管理系统、良好的产品存储方案和较低的管理成本，以适应企业的业务运作。

通常，库存仅考虑供应链中特定部门的业务成本，但是多级库存管理会考虑供应链中每个业务单元，以保持产品最低成本。如果供应链的处理系统中某个业务单元出现问题，将影响供应链中所有环节上的成员。图1 展示的是单一库存管理和多级库存系统模型。

图1 单一和多级库存系统

如图1所示，单一库存系统是指库存中任一存储产品不会影响到该产品的上游制造或下游销售，如果某企业只是随机地将仓库的产品销售出去，则其可采用单一库存系统。而多级库存管理的思想为整个供应链的优化提供了可能，以整体的思想考虑供应链中的所有合作伙伴。

下文将通过研究Doi-Chang 咖啡生产的供应链源头，寻找成本最低的供应商，决定订购量与订购时间以使库存管理总成本最低；同时，通过分析供应链业务流程中的优势、劣势和潜在问题，综合衡量供应链中所有节点的目标，预测未来三年的咖啡市场。

具体地，选取泰国的Doi-Chang咖啡供应链进行案例研究，首先应用多级库存方法，根据库存量变化灵活指定低成本的采购策略；然后通过SWOT 分析，找出Doi-Chang 咖啡供应链的优势与劣势及机遇与挑战；最后利用指数平滑预测法对泰国咖啡市场未来几年的需求进行预测。

2 Doi-Chang咖啡的多级库存供应链

随着供应链环节越来越复杂，外部环境中的不确定性和风险性越来越高，供应链管理面临着巨大的挑战，其中最主要的问题是供应链中合作伙伴之间如需求、库存、交货期等信息应如何协调，以便缓解供应链牛鞭效应的影响。Doi-Chang 咖啡的多级库存供应链作业流程如图2所示。

图2 Doi-Chang咖啡的多级库存供应链作业流程

由图2 所知，在Doi-Chang 咖啡供应链中，农民种植为供应链的生产上游，咖啡焙烧厂为供应链的加工中端，咖啡店为最终的消费下游，其中，供应链中各节点的周期分别为2周的原料采购、1周的咖啡加工制造和1周的交货期。

为了更好地优化整个Doi-Chang咖啡供应链，需要确定供应链下游的订单需求，即明确Doi-Chang咖啡供应链中每个环节的订购周期和订购量，以便降低库存管理总成本。而如图3所示，生产的合格咖啡产品的重量只有咖啡原料的17%。因此，本文将采用移动平均法预测需求，根据产品的历史数量需求，对供应链各节点的实际需求量进行预测。

3 需求预测

以下将结合2019 年Doi-Chang 咖啡的产品投入产出数据，采用四项移动平均法进行需求预测，获得Doi-Chang 咖啡供应链中每个业务节点的订单需求（应订购多少、何时订购）。

3.1 移动平均法预测需求总量

3.1.1 咖啡店的需求预测。由咖啡店的相关数据进行平滑预测，得到表1 关于咖啡店的需求预测结果，表明咖啡店总需求预测为6 681.25kg/y；图4 也显示了咖啡店各时期的预测订货量，但是每月的需求量变化波动较大，甚至有时比同期实际需求量还低。

图3 供应链中产品加工过程的重量损失

表1 咖啡店需求预测

图4 咖啡店订货量预测示意图

3.1.2 咖啡焙烧厂的需求预测。由咖啡焙烧厂的相关数据进行平滑预测，得到表2关于咖啡焙烧厂的需求预测结果，表明咖啡店总需求预测为8 351.59kg/y；图5 也显示了焙烧厂各时期的预测订货量都比同期实际订货量多，整体上的订货量变化趋势较小。

表2 焙烧厂需求预测

图5 焙烧厂订货量预测示意图

3.1.3 原材料的需求预测。由农民种植咖啡的相关数据进行平滑预测，得到表3关于咖啡原材料的需求预测结果，表明对咖啡原材料需求预测为10 021.89kg/年；图6 也显示了关于咖啡原材料各时期的预测订货量远多于同期实际订货量，表明咖啡的销售市场呈良好发展状态。

3.2 分析预测数据

采用层次库存分析法，对Doi-Chang咖啡供应链中的库存管理成本数据进行分析，实现Doi-Chang咖啡供应链总成本最低的目标。

涉及到的变量如下：

AW-与仓库补货相关的固定成本；

AR-零售商补货的固定成本；

vW-仓库的单位可变成本或价值项目；

vR-零售商的单位变动成本或项目；

D-确定性需求；

表3 原材料需求预测

图6 原材料订货量预测示意图

3.2.1 求解零售商补货数量和仓库补货数量（QR，QW）。QR和QW使用库存水平和存货估价的通常定义。通过对数据的分析，求解Doi-Chang咖啡供应链的QR和QW，获知咖啡店应该向焙烧厂下单多少Doi-Chang咖啡成品，以及焙烧厂应该向农民采购多少Doi-Chang咖啡原材料。

为了达到库存单位成本最低的目标，本文将按照以下五个步骤进行。

步骤一：计算n*

如果n*正好是一个整数，则转到步骤四，n=n*；否则，转到（步骤四），n=1；然后，继续步骤二。

步骤二：定义n1和n2

步骤三：评估

即，F(1)＞F(2),n=2

步骤四：计算QR

步骤五：计算QW

因此，咖啡店先向焙烧厂订购339kg 的烤咖啡豆，当339kg被耗尽时，再次从焙烧厂购买了339kg烤咖啡豆，即焙烧厂需要从农民手中购买678kg的咖啡原材料。

3.2.2 求解零售商补货的固定成本和零售商的单位变动成本或项目（AR，vR）。首先需要确定零售商数量（n），假设零售商处于合作伙伴关系，则有：

类似于单级问题，根据QR补货数量，则补货调整后的固定成本为：

3.2.3 求解相关费用总额TRC（QR、QW）。TRC（QR、QW）表示为Doi Chang咖啡供应链总的生产加工以及运输成本。泰铢/年

因此，咖啡店订单量为339kg，焙烧厂订单量为678kg，Doi Chang 咖啡供应链最低成本为127 768.30泰铢/年。

3.2.4 求解再次订货点(sW,sR)。涉及到的变量如下：

当订货提前期等于7天时，2019年部分月份预测量见表4。

表4 2019年部分月份预测量

综上所述，当焙烧厂的库存量下降到339kg或更低时，需要订购678kg 的咖啡原材料；当咖啡店的库存量降到130kg 或更低时，需要购买339kg 烘焙厂的烘焙咖啡豆。

3.3 Wavee区咖啡的SWOT分析

对Doi-Chang 咖啡供应链进行SWOT 分析，根据上文的供应链成员关系，本文将研究对象划分为三个层次，分别为上游咖啡农户—生产阶段，中游咖啡焙烧厂—产品组装和加工阶段，下游咖啡店—产品分销和营销阶段。

3.3.1 上游（农户）：咖啡生产阶段。对于农民而言，发展咖啡种植的优势与机遇主要是优越的气候和地理条件，有皇家项目基金会的专家、高原研究开发院工作人员、政府、私营部门及教育机构的农业知识分子等的技术知识支持。但同时，多变的气候也会对咖啡生产产生影响，高昂的油价也影响了交货成本和生产要素，见表5。

表5 Wavee区上游咖啡供应链SWOT分析（农民）

3.3.2 中游（焙烧厂）：产品组装加工阶段。在产品装配和加工方面，咖啡装配厂和加工厂在控制产品质量方面的优势体现为大规模使用现代技术，大幅度提高工作效率。但是，目前许多关于咖啡的生产加工标准还存在缺陷，农民达不到装配厂和加工厂规定的质量和标准，造成加工产品不足，装配厂和加工厂需要从其他地区购买咖啡产品；并且装配厂和加工厂的生产和销售信息也不完整。当然，随着新技术的不断发展，咖啡加工厂对咖啡焙烧、脱皮等工艺的处理效率将不断提升。油价上涨同样成为影响咖啡装配商交货成本和市场销售产品交货的威胁，见表6。

表6 Wavee区咖啡供应链SWOT分析（焙烧厂）

3.3.3 下游（咖啡店）：产品分销和营销。根据咖啡实际的分销和销售情况可知，Wavee地区咖啡店的优势在于拥有特定的品牌，能实现广泛推广和多渠道营销。不足之处在于咖啡产品属于高端市场的消费，咖啡市场需求不高；同时在了解世界各地的咖啡需求信息方面还比较薄弱。但是，目前国内外对咖啡的消费需求呈增长趋势，具有广阔的市场前景。另外，Wavee地区咖啡店营销的威胁主要体现为咖啡豆本身产量不足和咖啡信息中心的缺失，影响了对外部信息的真实接收；还有高油价影响了运输成本、较高的税收政策以及老挝和越南等邻国市场侵入，见表7。

表7 Wavee区咖啡供应链SWOT分析（咖啡店）

3.4 Wavee区的咖啡购买需求预测

运用指数平滑法，采用Doi-Chang有限公司的数据，对Wavee区Doi-Chang咖啡的市场购买需求进行预测。运用2015-2019年的数据预测2020年咖啡购买数量。

预测趋势指数方程如下所示：

式中，Ft为时间段t 的预测，a 为y 截距，b 为斜率。斜率表示从每个时间段到下一个时间段的加减量。

对于趋势指数方程的计算，先根据数据将Dt的值改为对数，求解Ln(a)和b，然后计算a值。

因此，得到2015-2019 年Doi-Chang 咖啡分别在Wavee 地区、Mae Suai 地区和清莱的咖啡需求趋势，见表8，结合图7可知，各地区的咖啡购买需求呈明显逐年上涨趋势。

其中，MAD=平均绝对偏差，MAPE=平均绝对百分比误差。

利用趋势指数预测计算MAD 值，绝对变化是找出每年的平均值，然后找出所有五年值的总和，再除以年数，即MAD值=0.006 94，MAPE值=0.011 339 9，见表9。

计算可得在未来3年（2020-2022年）Doi-Chang咖啡在Wavee区的咖啡需求量将逐年增加，见表10。

4 结论和建议

通过选取实际案例Doi-Chang 咖啡，将Doi-Chang咖啡供应链的环节进行分解，得到上游农民种植咖啡的生产阶段、中游咖啡加工厂的加工装配阶段和下游咖啡店的零售阶段，并利用SWOT分析法对这三个阶段的优劣势和机遇与挑战进行了分析，体现了Doi-Chang 咖啡供应链的整体市场竞争的变化情况。根据Doi-Chang 咖啡2019 年真实的运营数据，利用移动平均预测法，找出Doi-Chang 咖啡供应链中各业务单元的订单数量。再根据Doi-Chang 咖啡2015-2019 年的采购数据预测未来市场的咖啡需求，预测了2020-2022 年未来三年中市场对Doi-Chang 咖啡的采购需求，结果表明Doi-Chang 咖啡发展前景良好，市场需求逐年上升。

表8 指数平滑技术法预测2015-2019年采购趋势

图7 使用指数平滑技术预测2015-2019年的销售趋势

表9 趋势指数预测的MAD值计算

表10 2020-2022年未来三年咖啡销售预测