（管理科学与工程专业论文）供应链库存策略的选择——基于CPFR与VMI实施效益的模拟研究.pdf

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 秣禹 日期：劲唯6 月f e t i 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆、院系资料室被查阅，有权将学位论文的内容编入 有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论文。 学位论文作 导师签名： 日期： 论文题目：供应链库存策略的选择 基于c p f r 与v 实施效益的模拟研究 专业：管理科学与工程 硕士生：程宗勇 指导老师：祁军 摘要 在传统的供应链体系中，各阶层成员之间因为互信不足，信息不能共享；同 时每个成员在追求自己的利润最大化时，不考虑自身策略对供应链的其它成员的 影响；因此，供应链整体的效益大打折扣。为解决大量的库存所带来的问题，有 许多研究着重于如何使供应链的运作更为高效、如何提升供应链整体的竞争力。 从国外供应链管理理论与实践来看，应用较为广泛的供应链库存管理方法有以下 两种：供应商管理库存( v e n d e rm a n a g e di n v e n t o r y ，简称v m i ) 以及协同规划 预测补货( c o l l a b o r a t i v ep l a n n i n g ，f o r e c a s t i n g r e p l e n i s h m e n t ，简称c p f r ) 。 尽管部分企业在通过实施v m i 或c p f r 提升了供应链的效益，但企业在实践中如 何决策，仍需要进行细致的成本效益分析。 本文旨在帮助供应链中的管理者在特定的商业条件下，确定适当的供应链协 作水平。为达到这一目标，本文利用仿真的方法，分别建立了在供应商管理库存 ( v m i) 与协同规划预测补货( c p f r ) 两种库存策略下运行的供应链模型，并 将在传统策略( t s s ) 下运行的供应链模型作为标杆比较。仿真结果显示，订货提 前期、工厂产能限制等因素都将很大程度上影响适当的供应链水平确定。 关键词：供应链、库存策略、仿真 t i t l e ：s u p p l yc h a i ni n v e n t o r ys t r a t e g ys e l e c t i o n a c o m p a r a t i v es i m u l a t i o ns t u d yb a s e do nt h e i m p l e m e n t a t i o ne c t i v e n e s so fc p f ra n dv m i m a jo r ：m a n a g e m e n ts c i e n c ea n de n g i n e e r i n g n a m e ：c h e n gz o n g y o n g s u p e r v i s o r ：q j u n lj u n a bs t r a c t i nt h et r a d i t i o n a ls u p p l yc h a i ns y s t e m e a c hm e m b e rc a n n o ts h a r et h e i ri n f o r m a t i o nf o rl a c k o f m u t u a lt r u s t a tt h es a m et i m e ，e a c hm e m b e ri g n o r e st h ei m p a c to ft h e i rs t r a t e g yw h i l ep u r s u i t s t h e i ro w nm a x i m i z e dp r o f i t t h e r e f o r e ，t h eo v e r a l le f f i c i e n c yo ft h es u p p l yc h a i nd e c l i n eg r e a t l y t or e s o l v et h ep r o b l e m sb r o u g h tf r o mm a s si n v e n t o r y , al o to fr e s e a r c hh a sf o c u s e do nh o wt o m a k et h e o p e r a t i o n s o ft h e s u p p l y c h a i nm o r ee f f i c i e n t ，h o wt oe n h a n c et h eo v e r a l l c o m p e t i t i v e n e s so fas u p p l yc h a i n s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n tt h e o r ya n dp r a c t i c ef r o ma b r o a d h a v es h o w e dt h a tt h ef o l l o w i n gt w o ：v m i ( v e n d e rm a n a g e di n v e n t o r y , r e f e r r e dt oa sv m i ) a n d c o l l a b o r a t i v e p l a n n i n gf o r e c a s t i n gr e p l e n i s h m e n t ( c o l l a b o r a t i v ep l a n n i n g , f o r e c a s t i n g & r e p l e n i s h m e n t ，r e f e r r e dt oa sc p f r ) w e r et h er e l a t i v e l ye x t e n s i v es t r a t e g i e st h a ts u p p l yc h a i n s a p p l y a l t h o u g hs o m ec o m p a n i e sh a se n h a n c e dt h ee f f e c t i v e n e s st h r o u g ht h ei m p l e m e n t a t i o no f v m io rc p f rt ot h es u p p l yc h a i n ，h o w e v e lt h ed e c i s i o n - m a k i n gi nt h em a n a g e m e n tp r a c t i c es t i l l n e e d sd e t a i l e dc o s t b e n e f i ta n a l y s i s t h i sp a p e ra i m st oh e l pm a n a g e r so fas u p p l yc h a i nt od e t e r m i n ea na p p r o p r i a t el e v e lo f c o l l a b o r a t i o na c c o r d i n gt ot h e i rs p e c i f i cb u s i n e s sc o n d i t i o n s t oa c h i e v et h i sg o a l ，t h es i m u l a t i o n m e t h o di su t i li z e d ，34 - e c h e l o ns u p p l yc h a i nm o d e l sa r es e tu ps e p a r a t e l y , v e n d e r - m a n a g e d i n v e n t o r y ( v m l ) ，c o l l a b o r a t i v ep l a n n i n gf o r e c a s t i n gr e p l e n i s h m e n t ( c p f r ) 4 ，a n dt h et r a d i t i o n a l s t r a t e g y ( t s s ) a sab e n c h m a r k r e s u l t sf r o m t h es i m u l a t i o ns h o w st h a tt h eo r d e rl e a dt i m e ， c o n s t r a i n t sf a c t o r yc a p a c i t ya n do t h e rf a c t o r sw i l li n f l u e n c et h ed e t e r m i n a t i o no fa na p p r o p r i a t e c o ll a b o r a t i o nl e v e lo ft h es u p p l yc h a i n k e yw o r d s ：s u p p l yc h a i n ；s t o c ks t r a t e g y ；s i m u l a t i o n i l 目录 摘要l a b s t r a c t i i 目录1 i i 第一章绪论1 1 1 研究背景与意义1 1 2 研究思路与方法2 1 3 主要工作3 第二章理论基础及相关文献综述4 2 1 供应链管理与牛鞭效应4 2 2v m i 相关研究综述5 2 3c p f r 相关研究综述7 2 4v m i 与c p f r 比较研究9 第三章基于e x t e n d sim 的供应链库存策略仿真ll 3 1 问题描述与基本假设1 1 3 2 仿真模型的建立。2 0 3 3 仿真试验设计和结果报告。2 4 第四章仿真结果分析2 6 4 1 工厂产能冈素对供应链协作绩效的影响2 7 4 2 需求不确定性对供应链协作绩效的影响2 9 4 3 生产提前期对供应链协作绩效的影响。3 0 第五章结论与展望3 2 5 1 主要结论。3 2 5 2 局限与进一步研究方向3 3 参考文献。3 4 致i 射3 8 1 1 1 1 1 研究背景与意义 第一章绪论帚一早珀下匕 “2 1 世纪的竞争是供应链与供应链之间的竞争”这一理念已经成为学术界 和实业界的共识。产生这一竞争模式的原因是越来越短的产品生命周期、飞速膨 胀的产品品种和对交货期越来越高的要求( 马士华，2 0 0 0 ) 。也j 下是这些竞争特 点使得时间成为一种新的竞争武器( s t a l k g ，1 9 9 8 ) 。所以一条供应链追求的目 标是如何用最少的成本、最短的时间向最终客户传递最大的价值。但在传统的供 应链体系中，各阶层成员之间因为互信不足，信息不能共享；同时每个成员在追 求自己的利润最大化时，不考虑自身策略对供应链的其它成员的影响。因此，供 应链整体的效益大打折扣，也就产生了许多问题，比如著名的“牛鞭效应 ( b u l l w h i pe f f e c t ) 。在牛鞭效应下，供应链中每个成员为了避免不确定性，往 往背负着大量库存以备不时之需，因而导致了资金积压、周转困难等问题。 为解决大量的库存所带来的问题，有许多研究着重于如何使供应链的运作更 为高效、如何提升供应链整体的竞争力。从国外供应链管理理论与实践来看，应 用较为广泛的供应链库存管理方法有以下两种：供应商管理库存( v e n d e r m a n a g e di n v e n t o r y ，简称v m i ) 以及协同规划预测补货( c o l l a b o r a t i v ep l a n n i n g ， f o r e c a s t i n g & r e p l e n i s h m e n t ，简称c p f r ) 。v m i 的主要思想是指在用户和供应 商相互合作的基础上，以双方获得最低成本为目的，在一个共同的协议下，由供 应商管理用户的库存，确定库存水平和补给策略，拥有库存控制权，双方不断监 督协议的执行情况，修正协议内容，使库存管理得到持续性改进。这种库存管理 技术体现了供应链的集成化管理思想，适应市场变化的要求，是一种新的有代表 性的库存管理方法。而协同规划预测补货( c p f r ) 提供了一整套工作流程，该 流程以提高消费者价值为共同目标，通过供应链上企业的相互协作，共享标准化 的信息；通过制定有的放矢的计划，开展精确的市场预测；通过有效的库存管理 和需求动态及时补货，从而提高整个供应链的业绩和效率。 已有的文献揭示了以下事实：供应链成员之间采取高水平的协作能够为供应 链创造价值；但另一方面，我们同样也看到，高水平的协作也导致了更高的运营 成本。c p f r 能够解决v m i 面临的大部分问题，但较之v m i ，实施c p f r 通常 需要更高的投资和运营成本。这些困难也解释了为什么c p f r 计划的实施还仅限 于一定数量的产品种类以及部分商业伙伴之间( b a i r d ，2 0 0 3 ) 。因此，供应链协作 的效益和成本之间的平衡问题，使得供应链中的实践参与者急迫需要确定供应链 中正确的协作水平。本文通过e x t e n d 模拟的方法，对比研究在一个三级供应链 模型中分别实施v m i 和c p f r 前后的绩效、成本差异，并考查影响这些差异大 小的关键因素，以期为供应链中的实践者提供管理上的启示。 1 2 研究思路与方法 本文的研究对象为一个包含零售商、分销商、工厂的三级供应链模型。早期 求解库存问题多是基于解析的方法，在一定的条件下构建库存系统的总成本或总 利润将之作为目标函数，并需求相应约束条件下的解( a n d r e w , e ta 1 ，1 9 6 0 ， a n d r e w , e ta 1 ，2 0 0 4 ，d o n a l d ，e ta 1 ，1 9 8 0 ) ；但由于需求分布以及供应链系统本身的 复杂性，仿真的方法在供应链库存管理方面得到了越来越广泛的应用。事实上， 仿真作为一种系统建模方法与工具具有许多优点，特别是计算机仿真的引入，在 描述和求解社会经济领域的复杂问题中具有很大潜力。首先，应用计算机仿真技 术可以更直观、更方便地描述和理解系统行为；其次，通过计算机语言建立的对 简单模块的仿真可以重用，并方便地用于构建大型、复杂系统的仿真模型；随着 现代计算机能力的发展，系统仿真的方法在研究供应链上必将发挥着更广泛的用 途。 本文借鉴了这一思路，利用仿真方法来考察在同一供应链中实施不同库存策 略( v m i 、c p f r ) 所带来的绩效与成本差异，并分析仿真结果，通过回答以下问题 来探讨供应链库存策略的选择： 1 如果原先供应链已经采用了v m i ，那么是否还需要投资实施c p f r ? 也 就是说，c p f r 与v m i 之间实施效果上的差异能否补偿投资c p f r 带来的额外成 本? 2 哪些因素会对回答以上问题产生重大影响? 产能、提前期、以及消费者 需求的不确定性是否会影响到对c p f r 的需求? 2 1 3 主要工作 本人在对相关理论基础及研究进行综述后，就v m i 与c p f r 两种供应链库 存策略进行了模拟对比研究，并以传统供应链库存策略( t s s ) 作为标杆比较； 主要的工作如下： 第一，建立了一个包含零售商、分销商与工厂的供应链模型，并在参考前人 研究，提出合理的消费者需求分布；按照不同的库存策略( t s s ，v m i ，c p f r ) ， 对供应链中的相关参数，如订货点、提前期等进行设定。 第二，将上一步中建立的理论模型通过e x t e n d s i m 转化为仿真模型，运行并 记录不同供应链策略下的供应链总成本( t s c ) 、消费者满意率( c s l ) 等数据； 按一定模式调整各参数，重新运行模型并记录结果。 第三，分析上一步中的结果，探讨工厂产能( c a p ) 、需求不确定性程度( d v ) 、 提前期( l ) 等因素对供应链库存策略的影响。 第二章理论基础及相关文献综述 2 1 供应链管理与牛鞭效应 近年来，供应链管理( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ，简称s c m ) 在国内外日 益受到人们的关注和重视，许多企业也开始重新探讨这种新的管理理念在库存管 理中的应用。供应链管理的目标就是通过协调其节点上的各个企业，或者建立伙 伴关系，寻找整个供应链的最佳策略( s i m c h i l e v ie ta 1 ，2 0 0 3 ，p 2 ) 。然而，寻找 这样的最佳策略并非易事，它需要供应链成员之间有效的沟通和协作，以使供应 链中物资流和信息流都能得到优化。8 0 年代，随着诸如精益生产、全面质量管 理等新的管理范式的产生，物料流的协调取得了很大的进展( m a s o n j o n e sa n d t o w i l l ，2 0 0 0 ) 。但信息流的优化却没有得到同等程度的重视。这种对信息流的忽 视也导致产生了一种在供应链中被称为“牛鞭效应”的严重问题( l e ee t a 1 ，1 9 9 7 a ，b ) 。由于供应链内部成员之间同时存在着协作与博弈，因而在供应链中 容易形成需求信息的急剧波动，从而会导致供应商的需求量与零售商的销售量之 间的存在巨大波动，这种剧烈的波动导致供应商的需求量与零售商的销售量之间 出现一种放大效应，这种放大效应被称之为牛鞭效应( l e ee ta 1 ，1 9 9 7 a ，b ) 。相应 地，库存水平较高和消费者服务水平较低是牛鞭效应的典型特征( m e t t e r s ，1 9 9 7 ) 。 供应链专家们已经指出，消除牛鞭效应对于供应链中的企业赢得竞争优势扮演着 至关重要的角色。 大部分致力于如何解决牛鞭效应研究者都指出在供应链成员之间共享零售 商一级的信息是消除牛鞭效应的先决条件，见l e ee ta 1 ( 1 9 9 7 a ) 。尽管如此，零 售商在大多数时候都缺乏分享信息的动机，因为这对它们带来的好处微不足道， 见l e ee ta 1 ( 2 0 0 0 ) 。因此，处于供应链上游的成员( 如供应商和生产商) 就需 要对零售商共享信息提供一定的激励。供应商管理库存( v m i ) 和协同计划、预 测与补给( c p f r ) 就是这样发展起来的鼓励零售商共享信息供应链策略，见l e e e ta 1 ( 1 9 9 7 ) 。 4 2 2v m i 相关研究综述 1 国外的研究 上世纪九十年代以来，供应商管理库存( v m i ) 十分流行，在各个领域对供 应商管理库存的研究很多。它被说成是库存和库存管理的一种新的工具。 w a l m a r t 、k m a r t 和p & g 在八十年代的大行其道使供应商管理库存随之一 起升温。此外，供应商管理库存也派生出许多新的版本。 在v m i 成功的必要条件的研究方面，c a c h o n 针对如何在单一供应商对多零 售商的供应链中利用达到整合的协调效果。结果显示并不能成功地整合供应链中 的每个环节，除非所有成员乐于接受支付固定的运输费用。 在v m i 信息共享方面题的研究有，c l a r k & h a m m o n d ，c a c h o n & f i s h e r 与 a v i v & f e d e r g r u e n 利用数值分析的方法比较了以v m i 为基础结构的信息共享系 统与传统的信息不共享的系统，并得出了供应链中的成员间的信息共享所获得的 利益比不共享信息的系统高的结论，因此通过共享信息可以使长期的平均成本降 低。k a p u s c i n s k i & t a y u r 考虑单一供应商、单一零售商，忽略前置时间且零售商 按照( s ，s ) 补货策略，证明了仅是信息共享并不能对整体供应链有明显的效益，只 有补货的协调整合才能创造出显著的价值。 关于在v m i 模式下最优策略的研究，c e t i n k a y a & l e e 考虑二阶供应链，假 设来自零售商的需求服从泊松分布，且供应商以固定周期联合补货给地理位置和 需求近似的零售商，目标函数包括补货成本，单位采购成本，库存持有成本，固 定配送成本，单位运输成本，顾客等待成本，在允许缺货的情况下，以长期期望 补货总成本最小为目标，计算最优的配送周期和零售商的库存上限，并利用泊松 分布的性质简化非线性模式，求得最近似的最佳解。a x s a t e r 针对上述模型做出 改善。首先剔除不影响最佳策略的参数，再修正原模式对订货周期的定义，最后 参考z h e n g & f e d e r g r u e n 解( s ，s ) f 4 题的验算法求出较原模式更精确更有效率的最 佳策略。c h e u n g & l e e 考虑了类似的v m i 模型，但加入了前置时间参数并分析 了参数对联合补货的影响，结果显示当补货量除以需求率越大时，联合补货的效 益越大。c h e n & s a m r o e n g r a j a 假设需求符合泊松分布，供应商和零售商的补货 策略为( r ，q ) 最后推导出从供应商到零售商的固定配送成本界限。f r y 考虑( s ，s ) 补货策略下的单一供应商、单一零售商的v m i 合约。该模式假设当供应商库存 不足应付零售商的需求时允许外包。当零售商的库存小于s 或者大于s 时或无法 满足顾客时，供应商同意给予处罚成本作为补偿。供应商所需做的决策包含每个 生产周期的产量，外包比率，以及配送给零售商的量。结果显示的整体绩效都优 于传统的库存管理策略。l i m e t a l 证明当零售商面对固定需求且定购成本与供应 商提供的服务无关时，应用联合补货系统并选择适当的两个供应商的条件下将容 易得到误差2 以内的近似库存补货成本的最佳解。p l a m b e c k & z e n i o s 针对一个 二阶式包含一个制造商和供应商的供应链进行一一模式研究，制造商拥有最终成 品持有成本和缺货成本，而制造商委托供应商生产最终产品，而制造商根据库存 水准付给供应商费用。该研究结果说明了交付的费用和库存处罚成本动态的随着 库存水平而变动。因此当考察处罚成本时，零售商的缺货会影响供应商的生产决 策。 2 国内的研究 关于实施v m i 对整个供应链系统成本和各环节企业成本的影响。吴文祥 ( 2 0 0 3 ) 研究不同经济批量的运费差异，建立模型评价v m i 的经济性，研究了 v m i 给供应链系统带来的成本，需求量和利润的变化。得出结论是，v m i 不但 节约了供应链系统和零售商的成本增加了年需求量，而且提高了供应链系统和零 售商的短期和长期利润。然而，供应商的成本和利润的变化具有不确定性，它取 决于具体的参数，这种不确定性可能直接影响供应商参与实施v m i 的积极性。 徐文亮和徐青川( 2 0 0 2 ) 等人通过分析供应商管理用户库存的短期内对供应 链中各成员的成本和收益的影响得出v m i 总会导致供应链总成本的减少和购买 者收益的增加。一般情况下，会引起供应商库存成本的增加和购买价格的上升。 因此，供应商利润的提高是有条件的。许星剑和陈颖( 2 0 0 4 ) 通过建立模型在假 设实施v m i 以后购买者购买数量不变的前提下，整个供应链的库存成本有很大 的改善。购买者的利润上升了，而供应商的利润水平却未必上升。当购买者由于 长期利润增加会增加购买数量，这样供应商也可以从成本降低中得到好处。所以 对于给供应链系统带来的好处是有条件的，其效果是要看长期。 张爱文和陈俊芳( 2 0 0 4 ) 通过定量的分析供应商管理库存对于供求双方企业 6 带来的总成本的节约，是企业实施v m i 的主要激励因素。同时也揭示出实施v m i 并非总是像人们通常认为的供应商库存成本必然会增加，相反，在一定条件下， 实施v m i 后还可能使供应商的库存成本比以前少。 陈杰和潘卫刚( 2 0 0 4 ) 通过建立模型研究了在供应链环境下的基于供应商管 理库存策略的供应商综合生产计划问题。模型综合考虑的供应链的存储费用，缺 货损失和生产费用，提出了供应链总成本最小的目标模型，并采用搜索法结合线 性规划给出了算例的求解。 另外，刘丽文和袁佳瑞( 2 0 0 3 ) 甲通过对c e t i n k a y a 模型的扩展，分析三个 有代表性的v m i 环境下的库存与发货管理模式，这三个模型分别采用了基于时 间的整合发货策略、基于数量的整合发货策略以及基于时间和数量的混合发货策 略，对于每一个模型都计算出了最优数值，并比较了三种策略的利弊和每一种策 略的适用环境。国内的关于v m i 的研究除了以上介绍的以外还有很多人在用 v m i 模式时企业合作伙伴选择问题上进行了研究。 总的来说国外关于供应商管理库存的研究相对国内的研究比较深入，逐渐增 加了允许缺货和需求及提前期不定的假设，较贴近实际供应链上企业的真实情 况。国内关于这方面的研究也关注到了在实行供应商管理库存以后供应商提高利 润不是必然的，但到底影响供应链总的采购与库存费用的关键因素是什么，以及 影响幅度始终没有涉猎。 2 3c p f r 相关研究综述 1 c p f r 提出的背景 c p f r 最早从公司持续补货发展而来，是沃尔玛与宝洁公司共同合作解决婴 儿尿布缺货问题而引发的。到了2 0 世纪9 0 年代中期，随着信息技术的快速发 展，持续补货理论得到了进一步完善和发展。c p f r 提供了一组标准的商业流程 让合作伙伴能有一个依据来达成价值链共同的商业目标和衡量准则，产生共识销 售和执行计划，借助电子化的协调合作来创建及修改销售预测和订货补货计划。 从而达到减少缺货、增进顾客满意度、降低供应链库存等目标。使供应链中的成 员利用它能实现从零售商到生产者之间的功能合作，显著改善预测准确度，降低 成本和现货百分比，发挥出供应链的整体效率。 2 c p f r 发展、构架与模式内涵 c p f r ( c o l l a b o r a t i v ep l a n n i n g ，f o r e c a s t i n ga n dr e p l e n i s h m e n t ) ，即协同计划、 预测与补货始于2 0 世纪9 0 年代，是体现供应商与零售商之间协调与合作关系的 新型供应链库存管理模型。c p f r 通过让合作伙伴运用网络分享预测和结果信息， 减少供应链的库存成本，并增加商品的可利用率。c p f r 主要强调的是零售商与 供应商共同合作建立一个供应链的预测方式，并分享其信息与分担风险。同时， c p f r 又是一个指引架构，提供出一个参考架构、模式以及技术，让合作伙伴可 以一起在同一个方式下进行计划与决策。 c p f r 主张零售商与供应商间建立一致且有效率的需求预测与规划流程；实 现交易相关信息的共享；建立风险共担的营运方式；交易流程整合以及例外情况 处理的制度化。c p f r 的主要内容在于提供：1 ) 企业间商务流程定义与规范；2 ) 协同规划、预测、补货九步骤模式( n i n e s t e pp r o c e s sm o d e l ) ；3 ) c p f r 导入规 范( r o a d m a po f c p f r ) 4 ) 绩效评估指针( m e t r i c s ，k e yp e r f o r m a n c ei n d i c a t o r s ) 5 ) 协同商务信息系统部署型态( d e p l o y m e n ts c e n a r i o s ) ；6 ) 协同商务系统技术 规格一系统发展规范。 3 基于c p f r 的库存采购管理的研究现状 随着企业不断开发全球化战略，贸易伙伴之间的距离拉开了，供应链上不断 增加的复杂性将导致无效的成本结构( 比如安全库存增加的存货等) ，通过建立 c p f r 将有助于减少成本并重新找回失去的销售额。 c p f r 能带来的利益是很明显的，它能通过提供额外的信息提高采购预测的 准确性，减少预测的不确定性和预测过程的无效性，更重要的是它能通过供应链 合作伙伴之间的联合而降低库存，许多学者对c p f r 环境下的库存管理进行了 研究。k e f e n gx u 等( 2 0 0 1 ) 指出通过信息共享和一致性预测能有效地提高供应 链协作水平和减轻供应链长鞭效应。l e e 等( 1 9 9 7 ) 和c h e n 等( 2 0 0 0 ) 指出， c p f r 能使相关企业共享销售信息，进而会减少信息扭曲程度。a v i v ( 1 9 9 8 ) 将 传统的v m i 库存管理模式与c p f r 库存管理模式进行比较，讨论了c p f r 环 境下供应商和采购商的信息联合有益于供应链库存管理。a v i v 与f e d e r g r u e n ( 1 9 9 8 ) 、c a c h o n 与f i s h e r ( 2 0 0 0 ) 研究了在供应链信息充分的情况下，共享历 史数据如p o s 数据给生产商库存管理带来的利益。f l i e d n e r 等( 2 0 0 3 ) 针对这 样一个环境特性，即随着时间的推移，对未来需求的信号能逐渐被收集的需求过 程，建立了生产计划和库存补充模型。a v i v ( 2 0 0 1 ) 在此基础上进行改进，加入 了能力约束条件，考虑了从生产商到零售商的供应过程中关于产能等的各种约束 情况，建立了零售商的库存补充模型、生产商的生产计划模型。 上述这些研究各有所长，各有所偏重，但从建立的模型看，其假设条件基本 上是针对一个供应商和一个零售商或一个制造商的情况。而且假定供应链成员间 是充分合作的，是一个信息富余的供应链环境，而在c p f r 的运作实际中，供 应链合作伙伴间存在着利益冲突，需要有适当的激励机制来保证信息的共享和联 合的执行。 2 4v m i 与c p f r 比较研究 v m i 为零售商提供了竞争优势，是由于v m i 带来了更好的产品可获取率、 服务水平同时还降低了库存监控以及下订单的成本( w a l l e re ta 1 ，1 9 9 9 ；a c h a b a le t a 1 ，2 0 0 0 ) 而另一方面，对供应商而言，v m i 又使得牛鞭效应得以降低( l e ee ta 1 ， 1 9 9 9 ) ，也使得补货计划更加同步实施( w a l l e re ta 1 ，1 9 9 9 ；c e t i k a y aa n dl e e ，2 0 0 0 ) 。 许多文献研究并识别了实施v m i 能为供应链带来的好处，但实践中仍然存在大 量潜在的挑战会降低v m i 的效果，甚至是v m i 项目的失败。例如，s p a r t a ns t o r e s ， 一个杂货供应链，由于供应商对无法对促销活动提供支持，在实施一年之后停止 了其实施v m i 的努力( s i m c h i l e v ie ta 1 ，2 0 0 3 ，p 1 6 1 ) 。无独有偶，k m a r t 由于 对供应商预测能力的不满也废除了大量的v m i 协议( f i d d i s ，1 9 9 7 ) 。 c p f r 能够解决v m i 面临的大部分问题，原因在于，它要求供应链的全体 成员相互协作来制定需求预测、产品采购计划、以及补货计划( a v i v ，2 0 0 2 ) 。它 是一个在计划过程和满足消费者需求过程中结合了每个交易方的智能的一种商 业实践( c p f rw o r k g r o u p ，2 0 0 2 ) 。c p f r 通过为供应链增加了价值，因为它不仅 降低了库存，还通过实现需求与供给的更好匹配，提高了服务水平( f o o t ea n d k r i s h n a m u r t h i ，2 0 0 1 ；a g h a z a d e h ，2 0 0 3 ；f l i e d n e r ，2 0 0 3 ) 。尽管如此，成功实施c p f r 9 并不是很容易的工作。它不但要求相比v m i 更强的组织资源，同时还需要商业 伙伴之间更强的相互信任关系( b a r r a t ta n do l i v e r i a ，2 0 0 1 ；f l i e d n e r , 2 0 0 3 ) 。而且， 实施c p f r 还会导致商业行为方式与传统相比发生显著的变化。 供应链成员之间采取高水平的协作能够为供应链创造价值；但另一方面，我 们同样也看到，高水平的协作也导致了更好的运营成本。也就是说，在c p f r 消 除了v m i 面临的大部分问题的同时，由于实施的困难，c p f r 需要大量的投资 和运营成本。这些困难也解释了为什么v p f r 计划的实施还仅限于一定数量的产 品种类以及部分商业伙伴之间( b a i r d ，2 0 0 3 ) 因此，供应链协作的效益和成本之 间的平衡问题，使得供应链中的实践参与者急迫需要确定供应链中正确的协作水 平。 1 0 第三章基于e x t e n d s im 的供应链库存策略仿真 3 1 问题描述与基本假设 本文考察一个四级供应链( 工厂、仓库、分销商、零售商) ，并依据信息共 享程度的不同，探讨三种供应链策略t s s 、v m i 、c p f r 。 3 1 1t s s 下的四级供应链模型 在传统模式t s s ( 图3 1 ) 下，供应链各层级之间信息不能共享，各单位成员 独自做出需求预测和订货处理。供应链中的每个成员总是尽量制定符合本组织利 益最大化的策略，而不考虑这些策略对于供应链中其它成员的影响；同时，由于 信息不能共享，处于上游的个体对市场的需求信息不敏感，故而在做需求预测和 库存计划时，供应链的成员仅仅以直接下游单位的补货订单作为基础。于是在 t s s 下，供应链按如下方式运行： 1 ) 每个供应链成员从其直接上游单位接收l 个时间单位之前下单的订货( 提 前期为l ) 。对工厂而言，l 就是指生产提前期。 2 ) 每个供应链成员观察其直接下游单位的订单。对零售商而言，订单就是 市场需求。 3 ) 供应链成员利用已有存货满足消费者订单，没有被满足的订单允许在有 足够储量后再予以交付。供应链成员通过分析其直接下游单位下达的补货订单的 历史数据来做预测。通过需求预测，该成员更新其订货点。相应地，对于零售商， 分析的历史数据就是市场需求。 4 ) 供应链成员自行决定从直接上游单位那里订购多少单位产品。订购数量 等于订货点水平与现有库存量之间的差额。对工厂而言，给出的就是生产订单； 由于产能的限制，工厂不是总能够生产出足量的产品而将其存货提高至相应的s 值。在这种情况下，工厂利用全部产能以满足剩余的需求。这种在产能限制情 况下对订货点政策的修改提供了需求不确定条件下的一种优化解决方案。 图3 1t s s 下的四级供应链模型 3 1 2v m i 下的四级供应链模型 供应商管理库存( v m i ) 的前期准备阶段主要体现在战略层次上包括采取哪 种供应商管理库存形式，选定某一个供应商作为自己实施的合作伙伴，制定相互 之间的契约关系以及供应的目标。 实施阶段是最为重要和复杂的。它主要体现在战术层次上，包括适应供应商 管理库存供应商管理库存的组织机构的变革，买方企业和自己的合作伙伴供应商 共同组建一个工作团队，设立些新的职能部门，以及整个供应商管理库存是如 何具体运作的。 针对实施供应商管理库存所必须的一些支持包括信息网络的组建、i t 技术 的准备等，用于建立供应商管理库存信息决策支持系统： 1 ) 电子数据交换( e d i ) 系统，它可以降低成本，美国通用汽车通过实施e d i ， 每年大概可以获得1 2 5 亿美元的成本节约； 2 ) 自动销售点信息( p o s ) 系统，实施p o s 系统提高了资金的周转率，可以 提高避免缺货现象，使库存水平合理化，此外，对于如何进行有效的其他管理也 起着重要作用，对于供应商管理库存中实现真正的信息共享是必不可少的； 3 ) 条形码技术，它的应用不仅提供了一套可靠的代码标实体系，还为供应 链各节点提供了通用语言，解决了数据录入和数据采集经常出现的“瓶颈 问 题，为供应商管理库存的实施提供了有力支持。 除此之外，还包括实施供应商管理库存所必须的物流方面的配套支持以及产 品的仓储和运输配送等。 供应商管理库存的评估，根据双方企业实施供应商管理库存之前制定的目 标，确定一些经济指标，对实施前后作一个对比，如果达到预期效果就进入全面 实施阶段，如果达不到就返回到供应商管理库存实施阶段，进行改进和完善，直 至通过再进入供应商管理库存的全面实施阶段。 供应商管理库存的实施过程中应考虑的问题： 1 ) 双方企业合作模式的发展方向问题 双方企业管理高层应该进一步加强企业之间的合作和信任，供应商管理库存 原本由供应链管理模式：快速反应( q r ) ，有效客户反应( e c r ) 等供应链管理策略 发展而来，由于买方企业相对供应商来说它产品的需求方，所以在整个v m i 策略 实施中占主导地位，但随着双方企业合作越来越紧密，双方企业谁也离不开谁， 所以随着时间的推移，双方企业相互之间的地位也会趋于均衡，所以供应商管理 库存也应当做出适当调整，一种新的供应商管理模式联合计划预测补充 ( c p f r ) 很可能是v m i 的发展方向，它和供应商管理库存主要的区别在于：它所涉 及的双方企业的涵盖面更加宽广，不象供应商管理库那样主要只涉及双方企业的 销售，库存等系统，而且双方企业的地位更加均衡，可能说它应该是买方企业和 供应商在长期实施供应链策略的长期选择方向。 2 ) 产品采购数量和采购价格的调整问题 在实施供应商管理库存的期初阶段，由于客观市场环境的影响：终端市场产 品的需求可能不会因为实施供应商管理库存后而发生比较大的影响，加上买方企 业不会在刚刚实施供应商管理库存后，就对供应商的采购价格做出上升调整，所 以期初阶段实施供应商管理库存所带来利益大部分买方企业所攫取了，而在长期 全面供应商管理库存后，买方企业会因为自己成本的下降，买方会利用自己的核 心竞争力市场营销能力来调整自己的产品销售价格来获得更多市场份额，获 得更多的消费者，这样的话，那么，双方企业的采购价格和数量就会做出调整， 调整的方式主要通过事先双方企业签署协议来达成，但在长期实施v m i 过程中， 调整的频率可能会比较大，所以双方企业都应该对采购的数量价格频繁变化作好 充分的准备，以免在签署协议时产生矛盾和不信任。 3 ) 长期利益分配问题 长期实施供应商后，双方企业的利润相对于实施供应商管理库存之前，都会 得到提高，但买方企业和供应商获得利益的上升却“不平等”，从整个供应商管 理库存实施的过程来看，供应商承担了大部分的工作，虽然双方企业在实施前达 成协议对实施供应商管理库存所需要的投资共同分担，但大部分的好处仍然被买 方企业具为所有，这主要是因为买方企业相对供应商来说是产品的需求方，在整 个供应链中它属于上游企业，在整个供应链管理中站主导地位，在长期内，全面 实施供应商管理库存的过程中，双方企业应该对整个利润的分配在责权对等的基 础上分配。分配可以根据双方企业的会计财务系统根据双方企业成本大小按比例 通过签署协议来执行，分配的方式多种多样，可以通过实物如投资设备的分配， 人员培训的分配或者直接现金的分配也可以。 4 ) 实际工作的不断调整问题 因为供应商管理库存所带来的效益并非一朝一夕就显现出来( 买方企业可能 除外) ，所以一旦实施，必将是一个长期的过程，因此，在长期实施供应商管理 库存时，双方企业的实际工作应该不断的调整来适应整个供应商管理库存的实 施，这主要包括：产品管理应该向标准化，一致化发展：比如产品的包装，规格 及质量体系应该同一口径，这样不但可以减少双方企业之间的误会，同时对产品 的售后也可有据可依。员工交流和培训：因为本身供应商管理库存就是一个企业 之间通过协议合作的模式，人员的交流和培训是必不可少的，双方企业可以定期 互派员工到企业中参观和学习，进一步熟悉的自己的合作伙伴，也可以通过员工 之间的联谊来交流企业文化，以便更好增加双方企业之间的信任感，这