面向供應(yīng)鏈的多級庫存控制模型改進研究

1、●現(xiàn)代物流《經(jīng)濟師》2006年第7期面向供應(yīng)鏈的多級庫存控制模型改進研究●李艷冰高德華摘要：文章基于庫存論及供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型理論，對面向供應(yīng)鏈的多級庫存控制模型進行了改進，模型中引入了供應(yīng)率和需求率兩個參數(shù)，根據(jù)經(jīng)濟訂貨批量原理，給出了供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)節(jié)點企業(yè)之間的最佳訂貨批量和最佳訂貨周期的確定方法。該模型對于供應(yīng)鏈中企業(yè)的庫存優(yōu)化有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。關(guān)鍵詞：供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)模型多級庫存控制優(yōu)化策略中圈分類號：F2534文獻標識碼：A文章編

2、號：1004—4914(2006)07—138一02一、引言庫存論起源于1915年，由Ha塒s首次建立了經(jīng)濟批量公式。庫存論主要解決存貯策略問題，包括兩個問題：一是供應(yīng)量的多少，簡稱量的問題；二是供應(yīng)的時間，簡稱期的問題。按期與量兩個參數(shù)的確定性或隨機性。將庫存模型分為確定性庫存模型與隨機性庫存模型兩大類。隨著庫存論不斷的發(fā)展，一些常用的典型庫存模型已經(jīng)得到了很好的研究，但從供應(yīng)鏈整體角度研究庫存模型并未得到廣泛的重視。二、面向供應(yīng)鏈的

3、庫存策略傳統(tǒng)企業(yè)的組織是按職能分派責(zé)任的，如采購職能、生產(chǎn)職能、銷售職能等。每個職能都由預(yù)算來控制職能消耗。在傳統(tǒng)庫存管理中，供應(yīng)鏈上的各個組織根據(jù)各自的需要獨立運作。由于供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)都是各自管理自己的庫存，都有自己的庫存控制目標和相應(yīng)的策略，而且相互之間缺乏信息溝通，因此不可避免地產(chǎn)生了需求信息的扭曲和時滯，導(dǎo)致重復(fù)建立庫存或庫存不足，無法達到供應(yīng)鏈全局的最低成本和集成管理。這就要求在供應(yīng)鏈管理模式下提出新的庫存控制戰(zhàn)略和模型，減少

4、整個供應(yīng)鏈的庫存水平。下面結(jié)合國內(nèi)外研究成果及企業(yè)實踐經(jīng)驗，介紹一下供應(yīng)商管理庫存、聯(lián)合庫存管理、多級庫存控制這三種供應(yīng)鏈庫存管理技術(shù)與方法。1供應(yīng)商管理庫存。供應(yīng)商管理庫存(VMI，Vendo徹anagementInvmtory)是一種以用戶和供應(yīng)商雙方都以最低成本優(yōu)化產(chǎn)品的可得性為目的，在一個共同的協(xié)議下由供應(yīng)商管理庫存，并不斷監(jiān)督協(xié)議執(zhí)行情況，修正協(xié)議內(nèi)容，使庫存管理得到持續(xù)改進的合作性策略。VMI模式的基本設(shè)想是力圖通過集成供應(yīng)

5、鏈上各節(jié)點企業(yè)的庫存控制職能，突破傳統(tǒng)條塊分割的管理模式j(luò)從而達到降低整體庫存費用的目的。其主要思想是供應(yīng)商在用戶的允許下設(shè)立庫存，決定庫存水平和連續(xù)補給策略，擁有庫存控制權(quán)。實施VMI，由供應(yīng)商掌握庫存，可以實現(xiàn)供應(yīng)鏈上核心企業(yè)和供應(yīng)商企業(yè)的“雙贏”不但對核心企業(yè)，而且對供應(yīng)商企業(yè)本身都是有好處的。但是VMI的實施，需要幾個前提條件：一是核心企業(yè)的銷售信息和庫存消耗信息要對供應(yīng)商透明；二是要建立起通暢的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)、供應(yīng)鏈系統(tǒng)的管理信

6、息系統(tǒng)，實現(xiàn)信息的及時傳輸和處理；三是要建立起供應(yīng)鏈系統(tǒng)的協(xié)商機制和互惠互利的機制，要加強溝通、及時處理出現(xiàn)的各種問題，要本著責(zé)任共擔(dān)、利益共享的精神建立起企業(yè)之間的友好協(xié)作關(guān)系。2聯(lián)合庫存管理。與VMI相比，聯(lián)合庫存管理則是一種風(fēng)險共擔(dān)的庫存管理模式，它強調(diào)共同參與，共同制定庫存計劃，使供應(yīng)過程中的每個庫存管理者相互協(xié)調(diào)，保持供應(yīng)鏈相鄰節(jié)點間的需求預(yù)測一致。聯(lián)合庫存管理模式的供應(yīng)鏈系統(tǒng)模型下，任何相鄰節(jié)點需求的確定都是供需協(xié)調(diào)的結(jié)果。

7、基于協(xié)調(diào)中心的聯(lián)合庫存管理減少了供應(yīng)鏈中的需求扭曲現(xiàn)象降低了庫存的不確定性，為快速響應(yīng)系統(tǒng)發(fā)揮更大的作用創(chuàng)造了條件。為了發(fā)揮聯(lián)合庫存管理的作用，在供應(yīng)鏈庫存管理中可以利用目前較成熟的兩種資源管理系統(tǒng)，MRPII和Ⅸ心。原材料庫一138一存協(xié)調(diào)管理中心可采用制造資源計劃系統(tǒng)硼計II，在產(chǎn)品聯(lián)合庫存協(xié)調(diào)管理中心則應(yīng)采用物資資源配送計劃DRP，見圖l。3多級庫存控制?；趨f(xié)調(diào)中心的聯(lián)合庫存管理可以對供應(yīng)鏈局部優(yōu)化控制，而要進行供應(yīng)鏈的全局性優(yōu)

8、化與控制，則需采用多級庫存優(yōu)化與控制方法。多級庫存控制的方法有兩種，一種是分布式策略，另一種是集中式策略。分布式策略指各個庫存點獨立地采取各自的庫存策略，如果信息的共享度低，就不能保證產(chǎn)生最優(yōu)結(jié)果。集中式策略則是考慮了各個庫存點的相互關(guān)系，所有庫存點的控制參數(shù)是同時決策的，通過協(xié)調(diào)可以獲得庫存的優(yōu)化。但對于一個層次較多的供應(yīng)鏈來說，集中式策略增加了在管理上的協(xié)調(diào)控制的難度。多級庫存的優(yōu)化與控制是在單級庫存控制的基礎(chǔ)上形成的。三、供應(yīng)鏈網(wǎng)

9、絡(luò)庫存集成管理1供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型。從物流角度來看，供應(yīng)鏈實質(zhì)上是一種以核心企業(yè)為中心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型研究的范圍是以核心企業(yè)為中心，從第一層供應(yīng)商開始，環(huán)環(huán)相扣，直到貨物(或產(chǎn)品)到達用戶手中的供應(yīng)鏈的全范圍。在整個供應(yīng)鏈絡(luò)中，上一層作為下一層的供應(yīng)商，下一層作為上一層的客戶，組成一個閉環(huán)。由此，供應(yīng)鏈可以被看作是由一個個閉環(huán)環(huán)環(huán)相扣組成一個鏈條網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括節(jié)點和節(jié)點間連線。在該結(jié)構(gòu)中，從左到右的節(jié)點代表不乒辱姿璧粵

10、L／oooo層供應(yīng)商蘭蘭曩簇窨裔接分零心銷售企商商業(yè)、用戶，節(jié)點間連線代侈胗莎胗莎罾圖2供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表在節(jié)點之間的物料流，見圖2。隨著電子商務(wù)的不斷發(fā)展，供應(yīng)鏈應(yīng)該是“拉動式”、“扁平化”的敏捷性、集成化的供應(yīng)鏈，供應(yīng)鏈的層次并不是越多越好。2供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)庫存集成管理。通過對供應(yīng)商管理、聯(lián)合庫存管理、多級庫存控制的分析，我們知道供應(yīng)鏈上的企業(yè)可能有很多，但供應(yīng)鏈核心企業(yè)只有一個。它可以是組織生產(chǎn)核心產(chǎn)品的生產(chǎn)制造企業(yè)，也可以是以銷售為主

11、的大型零售商(如超市、商場等)，只要該企業(yè)有足夠的能力控制企業(yè)所在供應(yīng)鏈的其他組織。核心企業(yè)要對整個供應(yīng)鏈上各企業(yè)實施多級庫存集中式控制，共享庫存信息系統(tǒng)^實現(xiàn)庫存狀態(tài)透明，從而快速地響應(yīng)市場的需求變化，對整個供應(yīng)鏈的庫存、生產(chǎn)和供應(yīng)做出相應(yīng)的調(diào)整。對每一庫存點庫存政策的制定，既要保證相鄰節(jié)點供需協(xié)調(diào)，又要保證整個供應(yīng)鏈的成本最小。四、面向供應(yīng)鏈的多級庫存控制改進模型利用供應(yīng)鏈庫存集成管理的思想，結(jié)合供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，可以對面向供應(yīng)鏈

12、的多級庫存控制模型進行改進：1庫存系統(tǒng)的決策程序。多級庫存的優(yōu)化與控制，要在單級庫存控制的基礎(chǔ)上，每一個單庫存點為了實現(xiàn)庫存目標，需要按照庫存系統(tǒng)的決策程序，對控制進行正確的決策，以求得最佳庫存方案。多級庫存的控制同樣要按照一定的決策程序，決策程序的具體步驟為：第一步：確定庫存系統(tǒng)的規(guī)模；第二步：決策各級庫存點是否保有庫存；第三步，如保有庫存，決策是否需要補充庫存；第四步：如需要補充庫存，決策補貨策略、利用定量方法計算庫存量。根據(jù)供應(yīng)鏈

13、庫存集成管理思想，多級庫存系統(tǒng)的決策要由供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中的核心企業(yè)來執(zhí)行。多級萬方數(shù)據(jù)《經(jīng)濟師》2006年第7期●現(xiàn)代物流庫存系統(tǒng)怎樣才能對庫存進行科學(xué)的決策(1)庫存系統(tǒng)的規(guī)模。核心企業(yè)首先要決策其所在供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)各級庫存點的規(guī)模，即庫存控制的物資品種多少?，F(xiàn)實中，企業(yè)對所有庫存物資都實行嚴格控制，不僅在管理上很難，而且在經(jīng)濟上也不合理。決策庫存系統(tǒng)的規(guī)模，采用√～BC分類法。對√姐C三類不同的物資，采取嚴格、適當、放寬控制措施。(2)保有

14、庫存或無庫存。決策是否保有庫存時，主要需要考慮的兩個方面是供應(yīng)條件和經(jīng)濟效益。供應(yīng)條件要考慮有無可靠的物資生產(chǎn)企業(yè)、有無可靠的分銷渠道和有無可靠的運輸條件。如果三個條件都具備，并且保管費用大于訂購費用，可以取消庫存。否則要保有庫存。(3)補充庫存或無補充庫存。如果物資的供應(yīng)不會發(fā)生中斷，有可靠的供應(yīng)來源，企業(yè)可隨時、分批地采購到所需物資，則采用補充庫存，即連續(xù)補充庫存。物資的供應(yīng)若具有時間性或者季節(jié)性，企業(yè)失去采購機會，供應(yīng)就會中斷，企

15、業(yè)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需要一次性采購訂貨，即無補充庫存。(4)補貨策略與定量方法。單庫存點的庫存策略有兩種。一是定量訂購，二是定期訂購。定量訂購即再訂貨點法，如(s。Q)策略，當庫存降到再訂購點s時，發(fā)出訂購量為Q的請購單，屬于連續(xù)性檢查。定期訂購是預(yù)先確定固定的檢查周期檢查某種產(chǎn)品的庫存，并發(fā)出訂購量為最大值與盤點時持有庫存量之差的請購單，屬于周期性檢查。單庫存點的訂貨策略中，所采用的周期性檢查、連續(xù)性檢查，或周期性與連續(xù)性相結(jié)合的檢查策略對于

16、多級庫存控制仍然適用。但單庫存點的控制沒有考慮到多級供應(yīng)鏈中相鄰節(jié)點的庫存信息，造成需求放大現(xiàn)象。在這一點上，基于供應(yīng)鏈的多級庫存控制區(qū)別于傳統(tǒng)的單庫存點的控制，即每個庫存點在檢查庫存量時，不僅要檢查本庫存點的庫存數(shù)據(jù)，還要檢查其下游需求方的庫存數(shù)據(jù)。這里引入級庫存的概念，某一庫存點的級庫存計算公式：級庫存=庫存點現(xiàn)有庫存轉(zhuǎn)移到或正在轉(zhuǎn)移給其下級節(jié)點的庫存。面向供應(yīng)鏈的多級庫存控制模型，采用級庫存訂貨策略的基本前提是整個供應(yīng)鏈信息的有效

17、傳遞，以保證下級庫存點庫存狀態(tài)的透明化。定量方法用來計算供應(yīng)鏈上各節(jié)點企業(yè)的最佳訂貨批量和最佳訂貨周期。以下將給出定量計算的方法。2多級庫存改進模型的定量計算。在分析之前，首先給出多級庫存改進模型建立的假設(shè)條件：(1)市場對產(chǎn)品的需求量在一段時間內(nèi)是連續(xù)的、穩(wěn)定的。(2)供應(yīng)商的供貨在一段時間內(nèi)是連續(xù)的、穩(wěn)定的。(3)低層供應(yīng)商提供零星部件必須保證上層供應(yīng)商生產(chǎn)或銷售的不間斷進行，即不許缺貨。(4)單位數(shù)量零部件在單位時間內(nèi)的存儲費用不

18、變，’即不同節(jié)點企業(yè)存儲費用可不同，但都為定值。影響供應(yīng)鏈節(jié)點企業(yè)庫存系統(tǒng)的費用包括維持庫存費用、交易成本、缺貨損失成本及購貨成本。a維持庫存費用(H)。供應(yīng)鏈中的每一個庫存節(jié)點保有庫存所需妥的費用它與保管貨物的數(shù)量及存放時間成正比，其沿著供應(yīng)鏈從第一級庫存點到最后一級庫存點有一個積累的過程。用hi表示單位周期內(nèi)單位產(chǎn)品的維持庫存費用，用vi表示i級庫存量，則整個供應(yīng)鏈的庫存維持費用：nH=∑h。vii=lb交易成本(0)。即在供應(yīng)鏈企

19、業(yè)的交易合作過程中產(chǎn)生的各種費用，包括談判費用、準備訂單商品檢驗費用、傭金等訂貨費，其特點是只與訂貨次數(shù)有關(guān)，與訂貨批量無關(guān)。c缺貨損失成本。缺貨損失成本是由于供不應(yīng)求，即庫存小于需求量時造成市場機會損失以及用戶罰款等。由于在假設(shè)條件中，事先假設(shè)供應(yīng)商能夠保證無缺貨的供應(yīng)，所以缺貨損失成本在這里為零。d購貨成本。購貨成本由兩部分費用構(gòu)成。其中一部分費用與購進貨物的數(shù)量和單價成正比，另一部分費用是貨物在途運輸費用，它與供應(yīng)商之問的距離及訂

20、貨數(shù)量成正比。在貨物單價不變及供應(yīng)商地理位置已確定的情況下，購貨成本對庫存系統(tǒng)無影響，可不予考慮。可見，在一個訂貨周期內(nèi)，第k層供應(yīng)商i向第k一1層供應(yīng)商s訂貨的總的庫存費用：Ⅸ3“)_啦“”op’i)第k層供應(yīng)商i在單位時間內(nèi)供應(yīng)給第k1層供應(yīng)商j的零部件的數(shù)量，即供應(yīng)率，用P”’表示。第k層供應(yīng)商i在單位時內(nèi)需要第k一1層供應(yīng)商s的零部件的數(shù)量，即需求率，用Rp”表示。世一’表示第k層供應(yīng)商i生產(chǎn)的零部件與第k—l層供應(yīng)商s提供的零

21、部件在結(jié)構(gòu)上的裝配數(shù)量關(guān)系。所以，聰s，i)=雕“j’^∥’。那么根據(jù)假設(shè)條件，有如下關(guān)系：磷’iJ=曄1f球’2聆“’磚’”其中，醚”’表示第k層供應(yīng)商i向第k一1層供應(yīng)商s訂貨的訂貨批量，咄1’表示第k層供應(yīng)商i向第k一1層供應(yīng)商s訂貨的訂貨提前期，T8i’表示第k層供應(yīng)商i向第k一1層供應(yīng)商s訂貨的訂貨周期。引入了需求率和供應(yīng)率、訂貨提前期及訂貨周期后，維持庫存費用：Hp’I)=Bp’iJRp’1’(T蜚“J—L#’”)Tp’”／

22、2L≯“’=Q妒’”ta0Ytt娑lfⅨs；’表示第k層供應(yīng)商i從第k—l層供應(yīng)商s購進的單位數(shù)量零部件在單位時間內(nèi)的存儲費用。切拉i表示第k一1層供應(yīng)商s生產(chǎn)的供應(yīng)給第k層供應(yīng)商i的零部件的單件工時定額。tt妲表示零部件從第k—l層供應(yīng)商s運輸?shù)降趉層供應(yīng)商i所需的時間?？梢?，庫存控制不僅只是對貨物在庫時的存儲管理，還包括對運輸、生產(chǎn)的控制。體現(xiàn)了物流管理的關(guān)鍵是一體化的管理，及庫存管理的真正本質(zhì)是針對企業(yè)業(yè)務(wù)過程的工作流的管理。根據(jù)

23、式Ⅸs，‘)=HIsi)o∥’，單位時間內(nèi)總的庫存費：磷‘)=瞬1’仉”)=嘴‘’／略，i)[Ⅸs，‘’籪，i)一瞬i’磷‘’對t‘’t出t一毆’’磚1)tt鯽]／2目標函數(shù)為：n飛一l飛、nlin∑∑∑磷si)k=2s=1i=l一其中，n表示供應(yīng)鏈層次數(shù)，rnk—l，表示第k一1層供應(yīng)商的個數(shù)，rnk表示第k層供應(yīng)商的個數(shù)。根據(jù)微分極值原理，令a醚si’／dQp，‘)=o，從而求出最佳訂貨批量和最佳訂貨周期：磷，i)=2∞，i’站，1

24、)／[Ⅸ“‘’(卜雌0)]P磚，i)=Q!s，i’偃∥’根據(jù)已知量，運用以上各式就可求出供應(yīng)鏈各節(jié)點企業(yè)的最佳訂’貨批量和最佳訂貨周期。因為在整個供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)中，上一層作為下一層的供應(yīng)商，下一層作為上一層的客戶，所以以上各式同樣適用于零售商與分銷商之間以及分銷商與核心企業(yè)之間的最佳訂貨批量和最佳訂貨周期的計算。因為零售商和分銷商在銷售產(chǎn)品過程中沒有改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，所以世，i’系數(shù)取1，ta蹬i取。即可。理論上講，如果所有的信息都是可得的，并

25、且管理者把所有的管理策略都考慮到目標函數(shù)中，那么以上論述的多級庫存優(yōu)化顯然比單級庫存優(yōu)化的策略要好。但是實際情況下，管理控制常常是下放給各個供應(yīng)鏈部門去獨立進行，多級庫存控制策略的好處常常會被組織與管理的不善所抵消。可見，簡單的多級庫存優(yōu)化并不能真正實現(xiàn)最佳的優(yōu)化效果，在進行多級庫存優(yōu)化的同時，還需要對供應(yīng)鏈的組織管理進行優(yōu)化否則，多級庫存優(yōu)化策略效率將是低下的。庫存習(xí)慣地被認為是資源的儲備或暫時性的閑置。但在供應(yīng)鏈情況下深層次的庫存問

26、題并非是簡單的資源儲備或閑置的問題，而是一種組織行為問題，組織障礙是庫存成本增加的一個重要因素。供應(yīng)鏈管理模式下的庫存管理的最理想狀態(tài)是實現(xiàn)供應(yīng)鏈企業(yè)的無縫連續(xù)，消除供應(yīng)鏈企業(yè)之間的高庫存現(xiàn)象，甚至實現(xiàn)“零庫存”。五、結(jié)論本文利用供應(yīng)鏈庫存理論，結(jié)合了供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)庫存集成管理的思想，建立了面向供應(yīng)鏈的多級庫存控制改進模型。同時給出了供應(yīng)鏈上各節(jié)點企業(yè)在保證生產(chǎn)、供應(yīng)連續(xù)進行的條件下的最佳訂貨批量和最佳訂貨周期的確定方法，并考慮了供應(yīng)率和需

27、求率兩個參數(shù)。同時指出了庫存控制不僅只是對貨物在庫時的存儲管理，還包括對運輸、生產(chǎn)的控制，體現(xiàn)了物流管理的關(guān)鍵是一體化的管理。面向供應(yīng)鏈的多級庫存控制模型的改進，對供應(yīng)鏈上各企業(yè)的庫存優(yōu)化有一定的借鑒意義。參考文獻：1程理民運籌學(xué)模型與方法教程清華大學(xué)出版社，20002梭倫庫存管理勝經(jīng)中國紡織出版社，2001’3吳清一物流學(xué)中國建材工業(yè)出版社，19964劉彬利用供應(yīng)鏈管理提高企業(yè)核心競爭力中國電子商務(wù)，200ltl2)(作者單位：山東工