电子商务环境下基于供应商管理库存的集群供应链优化研究5006

电子商务环境下基于供应商管理库存的集群供应链优化研究5006，委、A皆是瓮缔2015年JR6期息JR240期文献编码DOI1O3969/JISSN10046917201506016电子商务环境下基于供应商管理库存的集群供应链优化研究胡景焕A类祝坤B赵刚A上海海事大学A交通运输学院B经济管理学院，上海201306摘要电子商务的评价体系能加强产业集群内的惩罚机制和声誉机制，有利于供应链企业形成信任关系，促进群内企业的信息共享。电子商务环境下的供应商管理库存可使产业集群整个供应链的利润大于分散管理的整个供应链的利润，同时应通过协议约定利用供应商管理库存后的利益分配机制。在核心企业与下搏企业之间的供应商管理库存中，产业集聚下的企业需求减少了安全库存在核心企业与上海企业之间的供应商管理库存中，可通过引入基于电子商务的供应商管理企业来调节资源池，达到减少安全库存的目的。关键词电子商务集群供应链供应商管理库存信息共享库存优化中图分类号F713文献标识码A文章编号10046917201506007707一、问题的提出供应链是指通过对资金流、信息流、物流等信息的控制，围绕某个或某些核心企业，将从原材料采购到最终成品分销到消费者手中的整个商业活动过程中的供应商、制造商、分销商、零售商及最终用户进行连接的一种功能性网链结构LLJ。在传统的供应链库存管理中，供应商、制造商、分销商作为供应链的各个节点都要保有自己的库存，各个节点对库存的需求预测是相互独立的。由于牛鞭效应的存在，整个供应链上的总库存需求随着供应链的延长而增加，造成库存成本的增加。现有的供应商管理库存以下简称VMI是改进库存管理的新方法，但因信息不对称及企业间难以建立信任机制，传统的VMI很难使供应链中的各个企业实现协作。产业集群这一企业组织方式的出现在定程度上缓解了供应商、制造商和经销商之间的信息沟通障碍，但仍未能完全消除信息的不对称性及传收稿日期20150219递的滞后性。而电子商务是对这一矛盾的一种解决方案，通过基于电子方式的信息共享机制，供应链中的各企业可以形成同进同退的库存管理。例如，供应商和制造商可以通过电子商务的方式共用原材料的库存，而分销商和制造商则共享制成品的库存，减弱牛鞭效应的影响，最终减少供应链的总体库存成本。针对集群供应链的库存管理问题，已有不少学者进行了研究黎继子等利用系统优化理论研究了集群式供应链跨链间的库存协调问题，分别建立了没有单链约束和有单链约束的模型，探讨了被补充供应链的正常渠道订货量和紧急补充渠道的订货量问题2黄纯辉等在引人物料清单的基础上，运用系统动力学的方法对跨链间库存互补问题进行了研究，结果表明供应商之间的紧急库存互补能有效地减弱供应链的牛鞭效应叫朱海波、李向阳利用仿真的方法研究了多条单链式供应链之间的库存协调机制，结果表明该机制能显著提高供应链协作各方的基金项目国家社会科学基金项目14CJY006上海海事大学博士创新能力培养专项资金资助项目2014YCX043作者简介胡景焕1984，男，上海人，上海海事大学交通运输学院博士研究生委祝坤1987一，男，浙江湖州人，上海海事大学经济管理学院博士研究生赵刚1957一，男，上海人，博士，上海海事大学交通运输学院教授，博士生导师。77GUANGXISOCIALSCIENCES利润，同时降低了库存成本句。然而，上述研究大多以集群式供应链上平级企业之间的横向库存协调为研究对象，并未考虑上下游企业之间的纵向协调对库存管理产生的影响，所得出的结论适用于集群企业之间的横向库存协作优化问题，但并未对供应链整体的收益情况进行分析。本文以VMI方法为基础，构建一种在电子商务环境下产业集群供应链中基于信息共享的VMI模型，并分析其对供应链总体收益的影响同时，通过建立集群供应链中核心企业和上下游企业之间的VMI运行模式，提出一种新的集群供应链库存问题解决思路。二、集群供应链申VMI的信息共享一VMI的概念牛鞭效应会给供应链上的企业造成严重影响，由于需求的不确定性，企业通常会持有较高库存以应对可能增长的需求，导致库存成本增加。同时，维持过高的库存水平也会导致企业供应链补给供应周期的延长而使得服务水平下降，并增加供应链上的生产、物流、人力等其他成本。VMI是种应对牛鞭效应的有效方法，它允许将库存决策权授权给供应商，由供应商代理分销商或批发商行使库存决策的权利I句。供应商以零售商销售资料和库存水平为依据，对市场的需求进行预测，从而制定库存补货决策。这种经由销售资料得到销售需求信息通常更为准确，可以更有效地安排生产计划，同时减少了反馈环节，从而更快速地对市场变化和消费者需求进行反应创。VMI实际上是对传统库存控制策略进行责任倒置后的一种库存管理方法，这会增大供应商的风险，因为VML要求供应链各企业之间存在较高的信任度，并建立成本较高的信息共享机制，同时企业间还需签订相关的合同及系列措施来增强信任，使得VMI的实施效果并不明显。二产业集群中VMI的信息共享实施VMI最关键的是供应链成员之间的信息共享。在供应链上，合作伙伴供应商与生产商，生产商与经销商等之间需要共享的信息包括库存信息、销售信息、订单信息、生产信息、产品信息、运输信息等。电子商务的出现使得信息共享的成本变得更低并且极为便捷，并且产业集群中特有的信任机制以及声誉机制也有利于集群内企业长期合作及信任关系的形成，促进群内企业的信息共享。NO62015CUMULATIVELY,NO240在产业集群的供应链中，各个企业在地理上是集中的，供应链上不同环节都存在大量企业，这些企业之间可能存在互相委托代理关系，这便会存在委托代理风险。不同于一般供应链，产业集群供应链上一般会采取集体惩罚机制来应对这种风险。如D在与A的交易中产生了质量问题，导致A发生了经济损失，A便通过改变供应商来对D实施惩罚，例如将定单转交给C来做，这种转换成本在产业集群中是很低的。同时，距离A较近的企业B很容易获得这信息，为防范风险，B将谨慎地与D订立交易契约或不再与D发生交易。同一集群中的C也很容易获得这一信息，作为D的竞争对手，C会将这一信息向集群内的其他企业传递，造成D无法获取新的订单，因此D可能会因为次的失败交易而被淘汰出局。借助电子商务下的信用评价体系，这种惩罚机制得以更快地传播，使得集群企业更容易建立起持久的信任关系飞同时，信用评价体系中除了惩罚机制外还存在声誉机制，声誉机制的建立也是企业间相互博弈的结果。声誉机制源于重复博弈，重复博弈之所以产生比一次性博弈较好的结果，是因为人们更多地考虑合作的长期收益而非短期收益89。随着环境不确定性的增加，产业集群内的企业都是长期参与者，更关心自身的信息与合作者声誉，但与之交易的厂商不总是固定的。李宁、杨慧馨在对企业集群内部协调机制的研究中发现在信用评价体系下，如果企业能够持续生产高质量的产品，它将会赢得越来越多和其他企业的长期交易机会，提高它在集群中的声誉1010可见，基于内在形成的惩罚机制和声誉机制，电子商务环境下的集群供应链企业之间的信息共享优于一般环境下的信息共享，更有利于实施VMI策略。三、集群供应链中VMI信息共享机制设计企业间传统的信息传递会因距离的间隔而发生滞后导致扭曲，而电子商务的出现消除了这种距离感，使得企业间的信息传递变得高效而准确。此外，产业集群内企业所具有的社会网络特性也加速了信息在集群中的传播，它们之间的相互作用表现为纵向联系和横向联系。纵向联系是指供应链上成员例如供应商、生产商、经销商、最终客户等之间的互动关系，双方可以充分利用地理位置接近的特78经济研究】电子商务环境下基于供应商管理库存的集群供应链优化研究点，运用准时制生产的战略和较低的物流成本降低需要K个原材料由下游供应商提供，因此有彼此的成本。此外，供应商在设法降低自身原材料Q1KQ2怠。和零部件的成本的同时，也应当积极参与到生产商则供应链上各个成员的利润可以表示为的产品设计和产品制造过程中，生产商可以通过增供应商的利润RSP1一C1Q1K加订单或者提高采购价格等激励措施提高供应商核心企业的利润RMP2C2P1Q2从事产品创新和工艺创新的积极性。而横向联系是经销商的利润RVPC3P2Q3指产业集群中同类型企业之间的竞争与合作关系。总的供应链的利润为RPC1C2C3Q本文研究对象为产业集群中的VMI，因此主要构造由于信息充分共事，利用统一信息进行决策，纵向信息共享模型。为使得系统的利润最大，系统利润可以表示为在电子商务环境下，因为信息沟通的便利性以RAPE1一C1C2C3APE1及集群供应链中自身信任网络平台的存在，不管是为了使得系统利润达到最优，应该满足R最通过正式契约还是通过非正式合作，企业与企业间大，上式对P求导得的合作关系都建立在信任基础上11。对于产业集群环境下的VMI实施，本文拟在一般的三级供应链信息共享模型的基础上研究单个企业的个体理性与供应链集体理性对供应链利润影响的差异，以期引导集群供应链成员间的相互协作见图1。国1三级信息共享结构模型一信息完全共享下的企业决策在三级供应链结构中，供应商的利润会受经销商的销售价格影响同时，供应商的定价又会通过核心企业间接影响经销商的利润。现假设供应商、核心企业和经销商都是风险中性和理性的，各自以自身利益最大化原则进行决策。此外，集群供应链中的企业大多地域临近，彼此之间有较高的信任度，甚至很多集群企业之间还是家族企业而电子商务的出现使得彼此之间沟通更多，信息交流更顺畅，因此假定三者之间信息是对称的。首先，相关符号说明如下C为单位产品生产成本，IL、2、3，分别代表供应商、核心企业、经销商对应于经销商为产品销售成本P1为供应商提供给核心企业的原材料价格，一般为P1C1P2为核心企业提供给经销商的产品批发价格，一般为P2C2PP为经销商销售产品的零售价格，一般为PP2C3D为市场的需求量，根据市场规律，假设D为P的单调递减函数DAYE，其中A为正常数，E为需求价格弹性，ELQ为各级向下一级的订购数量，IL、2。由于信息完全对称，同时假设核心企业对上游供应商的产品需求比例为1K,LLP1个产品JRII_ECC2C3一一0_PJP,E1则可得到最优的订单数为AC1三十GR总的供应链的利润为EC1C2C3_I,CIC2一C31飞E1I23ACC2C3RE一1J4二各自分散控制下的企业决策在分散控制决策的情况下，供应链上的各个成员一般是以自身利益最大化为目标，成员之间存在博弈关系，即RNAXRSPC1QKP1ARGRNAXRMP2C2PQ2P2ARGRNAXRVPC3P2Q3求解如下经销商会在给定价格P2的情况下选择对自己最有利的价格P，即旦旦0P/P2C5JPE1核心企业会在给定价格P的情况下选择对自己最有利的价格鸟，即旦旦旦0P2/EPC2C6JP2E一1最后，供应商根据核心企业的决策选择使对自己最有利的价格P，即旦旦旦0,P,CIC2C37JHLAE179GUANGXISOCIALSCIENCESNO62015CUMULATIVELY,NO240将PLD1T人式6，得PUE2CI十C22E1C3E一12将式8代人式5，得P/3CIC2C3E一13于是得整个供应链的利润为FICIC2C3，川RDAI，ILE1310FE3CIC2C3,ACIC2C31吨IELJ为探究分散控制下整个供应链的利润与三级信息共享下整个供应链利润的优劣，构造等式如下89所示旦主/_1飞，/且AJ、RD4一立一1E1令云IB，B1，则1L_B_RBBIBB一,BB175B2B1石工UE了T212I，R即若卫二一1，则瓦1进一步推导如下B1BB皇B1BB去1113令BLX，XO，则上式变为1X1X11114令上式表示为FX1X卡。一1X1IX哈1X2X1JX求导IN1XLX王一一丁了一1X寸111516由于无法判断X的正负，继续对FX求导，得FWX1X卡1一1一一X4IX1XLN21XX217令GX1XH21X_X2,G00，对GX求导GX2LN1XLN21X一2X，G0018LX手一LNLX一X，LRXG0019为判断LN1XX的正负，令KXLN1XX，对其求导得20因此KX为减函数，KXK00因此，GW俨才了X0,GX守，00,GXG00,FWX1X卡1一LGBOX4IX21因此FX为减函数，有FX1均采用洛必达法则计算1XXLN1X11NLILL,/L2/JJ10吨N飞X22因此FXL后O，FX为增函数，FXFOLM1XYT1X2E2O23得到HBL一一1BB1一B10,JLPB124由此可知RB泸丁、，因此产业集群中RDB1三级信息共享模式的整个供应链的利润大于分散管理的整个供应链的利润，采用VMI战略能有效提升供应链上成员企业的整体利益。值得注意的是，虽然整个供应链的利润在采用信息共享的VMI时得到了提升，产业集群供应链上各个单独企业的利润未必会增长，因此为了弥补供应商将较低的价格给核心企业供货发生的收益损失，需要设计一个收入共享契约，约定核心企业将自己利润的I1返还给供应商，经销商将自己利润的12返还给核心企业I2J。这样，三级利润可以改写成供应商的利润RSPLCIQL11P2QHPQ核心企业的利润RM1LIP2Q十IQ一C2PIQ经销商的利润RV1HPQ一C3P2Q总的供应链的利润为RPQ一CIC2C3Q80经济研究】电子商务环境下基于供应商管理库存的集群供应链优化研究为了保证供应链上各个成员企业之间的沟通顺其中RIJ是相关系数，两个下游企业的市场需求畅，一般应以协议的方式对企业的行为进行约束，保量的正相关性越强，RIJ就越接近于1。障信息的有效流通，实现供应链上各节点企业对需求1当各个下游企业市场需求不相关时，NPRJJO,信息的预测、生产计划的安排以及物流和竞争策略MRRJSF，则安全库存为等方面的共同设计和控制。而设计收入共享契约的SST1CSLST1CSL目的是为了使得在整个供应链利润最优化的前提下，严/JSST1CLSJS每个企业自的甘利润不小于分散管理日时才各自自的句和利L润澜1巧飞。YI二I，四、集群供应链中的VMI运行模式设计在集群式供应链系统中，整个系统运作依赖于各个单链中核心企业的核心竞争力叫，因此这些核心企业对集群供应链系统的结构模式产生很大影响。可以看出集群式供应链中价值的体现主要在核心企业上面，它们一般为一些数量较少的大型企业，因此基于集群理论和集群库存管理的特征，本文尝试设计一个以核心企业为主导的VMI运行模型，这对产业集群供应链更有可实施的意义。一核心企业与下游企业之间的VMI首先考虑核心企业和下游企业之间是否能实施VMI。核心企业的产品可能有多种，同时集群内的下游企业居多，因此对于核心企业的每一种产品，存在数量较多的下游企业，订单数量较多，每个下游企业递交的订单都会带来牛鞭效应。在电子商务环境下，考虑采用VMI方式来管理下游企业，通过电子渠道，针对每个产品能大量且准确地收集相应的企业信息如需要共享需求计划、采购计划、历史销售数据等信息，综合所有的需求进行市场预测，统一安排生产计划和库存准备。基于此，下面分析聚集需求和独立的需求相比是否能减少安全库存。假设RI为每个下游企业每个时期的市场需求期望值，其中IL、2、K二P忖每个下游企业每个时期市场需求的方差，其中IL、2、七COVI,J为各下游企业每个时期市场需求的协方差，其中I，J乓KFX为标准正态分布函数CSL为周期服务水平，CSLPJ提前期内需求量运ROPFFROP,R，。在此，聚集的总需求呈正态分布，其均值为R，标准差为，方差为VAR剖，其中RJRJ,VARRJS2FCOVI,J,H再可又COVI,JRIJS冯25这说明当需求分布互不影响的时候，聚集产业需求的标准差小于单个区域需求的标准差之和，表明聚集效应能够减小需求的波动，以达到减小安全库存的目的。2当各个下游企业市场需求正好正相关时，即RIJL，有刷DSF4节V叭俨俨归川M叫叫O仰州川V叫州I/JS2JSIJ均S盯E匀JJS，品I耐IJI127这说明如果各下游企业聚集分布的需求量恰好正相关时，则聚集产业需求的标准差等于各下游企业市场需求量的标准差之和，在这种情况下，空间聚集效应与需求的波动无关，对安全库存成本没有影响。产业集群环境下不可能所有经销商的市场需求都正好是正相关关系，因此可以得出结论聚集的需求比独立的需求减少了安全库存。从上面分析可看出，核心企业和下游企业之间可以采用VMI方式，主要方式为核心企业把下游企业按照产品需求种类分类，然后将各企业的信息收集起来进行整体预测，同时因为地域的临近，不用在各下游企业旁边建立仓库，只需在合适的地方按照各产品建立仓库，统一管理配送，根据实际消耗量产生账单见图2。各产品仓库的作用除储存产品外，还包括管理配送产品至各下游企业，协调和分析最优批配送量和配送路线。图2核心企业与下游企业之闹的VMI运行模式二核心企业与上游企业之间的VMI产业集群中每个核心企业的上游企业数量都比较多，如果采用普通的VMI模式，由各供应商在81GUANGXISOCIALSCIENCES核心企业旁边建造仓库是不可行的，同时因为存在知识溢出的现象，很多上游企业的产品都是等质的，彼此可以替代，因此形成了上游企业的资源池，实施VMI要充分利用这个资源池，以避免突发事件造成原材料短缺，影响生产运作。资源池中的企业较多，核心企业不可能与资源池中的所有企业都建立VMI，只要有一家或几家企业满足了需求，就不需要和其他资源池中的企业进行交易。考虑以上因素，有必要引人一类供应商管理企业，该企业的主要职责是在资源池中，根据设定的条件如质量要求、提前期要求、信任级别要求、服务水平要求、产能以及价格要求来选择其中一家或几家企业，并与之共享库存、需求计划、历史消耗纪录等信息，由该企业来预测需求和准备库存，管理核心企业的原材料库存，同时订立相关合同。此类企业不参与实际生产，对基础设施的投人要求较小，但对管理与规划水平的要求很高，需要处理大量数据，建立合理的模型来选择供应商。而电子商务企业在信息的获取、传递和处理上有着无可比拟的优势，适合担当供应商管理企业的角色。当供应商管理企业因为某些不可抗外因导致无法满足库存需求时候，核心企业只能去资源池寻求援助，这时就面临着选择资源池中哪些企业的问题，需要考虑的因素很多，目的是在最优的价格下，能够保证质量和数量在提前期内完成订单见图3。资源池中各个企业之间可能会有不同的联系，图4为一个基于一般网络模型的资源池。每条连线上相当于一个向量UP，SLA,Q,SP,T,IF，其中P为价格，SLA为服务水平，Q为质量，SP为生产速度，T为信任级别。同时有些企业可能接了别的订单，为保证先满足其他订单，它只承诺最多能提供YI数量的原材料，NO62015CUMULATIVELY,NO240固4资源池的般罔络模型所以引人一个控制变量IF，当IF为具体数值时表示有承诺最多提供数量，否则，IF为NULL。此时对这个问题的求解相当于双重约束，即最短路问题和最大流问题的结合。按照最短路的原则去选择备选企业，当某个企业已经满足了所欠缺原材料的数量时就停止寻找。因为采用VMI的方式，所以由供应商管理企业来管理核心企业的原材料库存，便需要预测该核心企业的需求来准备库存。假设核心企业每个时期的需求量服从正态分布，均值为M，方差为SZ，每次供货间隔时期为L，则L期内的需求也服从正态分布假定各时期的需求互不相关，均值为LM，方差为LS2，P为供应商管理企业提供给核心企业的价格，C为单位产品生产费用，H为单位库存持有费用。则目标存货持有量M为MFIJL主二豆LM28PH假设供应商管理企业只能提供原材料数量为人则缺货数量NNJ平飞仨去LMA倒它需要去资源池中找同类的企业代工N数量的原材料。寻找代工企业的算法为第一步，从供应商管理企业出发，在网络中寻找一条最短路，由各企业对向量U中的元素PSLA、Q、SP、T进行权重赋值，这样每条连线上就能按照评价准则确定一个分值，接着找到一条累计分数最小的最短路，把最短路的乡差点企业作为第一个分配任务的企业，根据它的最大生产能力或者IF值进行分配生产任务，如果满足了N的缺额，就停止算法，否则，转到第二步。第二步，把第一步中选择的企业删除，重新计算缺额数量，然后重复第一步的过程，直到N的缺额被全部满足为止。82经济研究电子商务环境下基于供应商管理库存的集群供应链优化研究五、结论随着互联网技术的日益发展，电子商务已经成为供应链的重要组成部分，同时产业集群也已成为经济全球化和知识经济背景下的世界性经济现象，其本质便是供应链的集聚。因此，研究产业电子商务环境下的集群供应链问题具有很强的现实意义。充分有效的信息共享是成功实施VMI的关键，本文分析了VMI在信息充分共享的环境下和一般环境下的差异，并采用数理模型对实施VMI引起的供应链总利润变化进行定量分析。研究发现第一，基于电子商务的评价体系有利于集群供应链企业的长期合作行为，避免供应链中因信息不对称而出现囚徒困境。此外，该评价体系的惩罚机制以及声誉机制有利于集群内企业的长期合作及信任关系的形成，进一步促进群内企业共享彼此信息，形成良性循环。第二，信息充分共享模式下的VMI会使整个供应链的利润大于分散管理的整个供应链的利润，但是就供应链中某个企业而言，其利益未必会得到提高，应当利用VMI后的利益分配机制通过契约形式进行约定。第三，产业集群由于其本身具有的地域临近的优势，而电子商务的出现使得其信息