基于报童模型的供应链资金运作能力分析

基于报童模型的供应链资金运作能力分析

供应链管理服务商物流管理是供应链管理的重要组成部分，但与物流和信息流相比，研究不足。在过去的很长一段时期内,从事供应链管理的研究人员更多的是将研究重点放在了如何建立各种机制来实现供应链运作上的协调,如何通过低成本而又高效的物流配送获取竞争优势等方面,而忽视了资金流对于供应链的影响。事实上,资金流是决定一个企业或者是一条供应链最终收益的关键因素:企业只有经过从原始资金的投入到最终资金的回收的各个环节,才能使得自身的资产和收益不断累加。可以看到,现实中那些拥有较强资金运作能力的企业就能够不断通过资金流运作来提高自身的实力,获取更大的成功。戴尔公司(DELL)当年凭借其创新性的销售模式和快速的客户响应速度,一举占领了PC制造行业的领军地位并为世人所津津乐道。但是在这成功的背后,戴尔高效的资金流管理同样发挥了巨大作用。1997年,戴尔的平均库存量为13天,应付账款提前期为54天,应收账款回收期为37天,也就是说其整个资金回收期的时间为-3天,这已经是一个不错的成绩了,要知道当时戴尔公司的主要竞争对手们的资金回收期平均约为+26天。而到了2001年,戴尔通过进一步的努力将其整个资金回收时间缩短到了-30天,这样一来,戴尔公司就获得了大量的流动资金,可以进行多方面的投资,从而真正实现了“用别人的资金,创造自己的收益”。国美和苏宁作为国内家电零售行业的领军企业也能够有效的通过资金流控制降低成本,他们为了降低采购资金的占用比例,会凭借自身对于整个供应链渠道的影响力来要求供应商必须提前送货到国美苏宁的仓库中而不必支付采购金额。只有当产品最终被客户购买后,国美苏宁才会支付给相应的家电制造企业采购金额。这样做的目的是使国美和苏宁拥有更多的资金用于扩大销售市场和市场需求,进一步增强他们在家电供应链中的实力。由此可见,能够有效加快资金回收期并且降低采购资金的占用比例可以为企业带来巨大的收益。但是对于一些中小企业而言,由于本身在供应链中的地位不高,话语权不强,所以导致其经常面对采购资金占用比例过高、资金回收期长的问题,对其最终收益带来不利影响。例如在最近就有报道说,如沃尔玛和家乐福这样的大型零售商,为进一步获取供应链上的收益,长期延迟支付给众多中小供应商应付账款,导致中小供应商经营举步维艰。据调查,有72.85%的供应商的应收账款延期支付周期达1个月以上。而这一现象在电子行业也尤为普遍。例如众多的中小型OEM厂家,当他们面对上游强势的供应商(如芯片提供商Intel)时,就必须在全额付清采购金额之后,供应商才会出货;而在与下游的客户(品牌电子企业)交易时,往往在将产品销售之后还面临着很长的应收账款回收期。针对这一情况,一些供应链管理服务商,例如普路通(Protlo)、怡亚通(EternalAsia)开始尝试为中小型企业提供资金流服务。一方面帮助企业解决资金流运作中存在的问题,增大整个供应链的收益,另一方面也借此为自己带来更多的利润。供应链管理服务商是在传统的物流企业基础上发展出来的,它在提供一般物流企业所提供的基础服务(仓储、运输、配送)之上,还提供一系列的增值服务,其中一个重点就是资金流服务。他们不单单是为客户提供传统的融资贷款服务,而更多的是利用自身所具有的独有渠道和能力来为客户提供多方面的资金流服务:如加快企业资金回收的速度,降低企业采购资金占用的比例。供应链服务企业之所以能够有效为客户提供这类资金流服务就在于其具备一些传统物流企业或者中小企业不具备的能力和渠道。以电子行业为例,每件产品的最终完成需要成千上万个零部件的构成,任何一种零部件的缺货都会增加最终产品的成型时间。而在整个零部件供应市场上能够提供相似的零部件的供应商有很多很多,OEM的制造企业根本没有时间也没有能力对这些供应商做到有效地筛选。但是对于供应链服务商而言,他通过为这个电子市场中的企业长期提供各种物流服务而极为熟悉这个行业,从而能够在市场上挑选合适,快速的供应商,加快零部件的采购配齐时间,自然也就加快了资金的回流时间。另外一方面,由于资金流服务商拥有自己的仓库用来存储部分零部件供应商的零件,这样当有采购需要的时候资金流服务商就不用提前支付全部的采购金额,而可以等到其他的零部件配齐之后再去支付。此外,对于零部件供应商而言,资金流服务商的议价能力要远远强于那些中小型制造企业,因此他可以通过自身的影响力来降低采购资金的支付比例。本文将在供应链单周期采购销售模型的背景下,首先重点分析供应链资金流服务商所提供的2种不同的资金流服务———资金回收期压缩服务和采购资金占用压缩服务对于供应链整体收益所带来的影响,并且讨论资金流服务商和制造企业在这个过程中的利益分配问题。通过对这两种资金流运作能力进行比较研究,证明各自对于供应链的重要性,最后通过数据分析进一步检验各个参数对供应链收益的影响。供应链资金的定量研究资金流作为供应链管理中的一个重要组成部分,虽然相对信息流和物流而言研究较少,但是已经开始被越来越多的研究人员所重视。Farris和Hutchison认为相比于研究传统的信息流和物流外包等内容,资金流是供应链管理中一个重要而又新颖的研究方向,文章以DELL公司为例重点分析了对于资金回收期(CashtoCash)的计算和评估。Ellram和Liu则指出资金流的作用对于供应链而言并不仅仅局限于降低成本,它对于供应链的成长性、收益率和资源利用率有着重要的影响,因此企业必须对资金流进行有效的管理才能获得更大的成功。这些文章都强调了资金流对于供应链企业的重要意义,但是没有就具体问题展开有针对性的研究。在关于供应链资金流的定量研究中,最主要的就是针对当供应链企业面临资金受限或不足时,如何在企业融资贷款的过程中来进行最优决策而展开的。其中,Buzacott和Zhang研究了企业在多阶段的生产决策过程中,在自身资金受限但能够从外部进行融资的情况下,如何对生产数量进行最优决策,从而实现对实物流和资金流的有效控制。Xu等论证了在一个随机需求的市场环境中,企业的生产决策会受到自身资金流的极大影响,而且产品利润越低的企业面对的风险越大。Lai等比较了在不同的采购方式下如何分担库存压力过大的风险,但前提是假设零售商和供应商都存在着由于资金限制进而导致破产的风险。Dada和Hu则研究了当资金有限时,企业在需求不确定情况下的采购报童模型。Xu和Birge在报童问题的基础上建立模型研究资金约束和管理激励条件下最优的生产决策。Lederer等以及Boyabatli等分别讨论了企业在需要借贷资金的情况下进行生产能力扩充的决策中,在面对倒闭风险和贷款资金利息的情况下如何进行投资决策。陈祥锋等也研究了在考虑资金有限的情况下,如何进行供应链中的融资和运营的综合决策。张媛媛和李建斌针对销售的报童模型问题,研究在企业资金有限又必须以存货质押的模式向银行贷款的情况下,如何进行生产数量和贷款金额的决策。上述文章虽然都针对资金流的问题进行了深入分析,但是其前提都是假定当供应链企业面临资金不足时需要向金融机构融资贷款,然后在此背景下来进一步分析各种决策对于供应链的影响。事实上,资金流对于供应链的影响可以从资金回收时间、资金流量大小和资金的走向等多个角度来产生。本文将在传统的单周期采购销售模型(报童模型)基础上,重点分析供应链资金流对于采购决策和供应链收益所产生的影响。不再假设供应链企业由于资金受限需要贷款融资,而是强调资金流服务商这一全新的角色,通过它的资金流服务能够改变供应链资金流的速度和大小,并在此背景下来讨论企业和资金流服务商的最优决策。采购销售中的际收益模型考虑一个单周期的采购销售模型,制造企业需要向零部件供应商购买生产产品所需要的全部零部件,在生产完成之后出售给下游的需求市场。假设制造企业无论是面对上游的供应商或者是下游的客户都处于弱势地位,也就是说当其在进行采购时必须先支付给供应商全部的零部件金额,而将产品卖给客户时,也存在一定的应收账款时间。这种情况,在电子行业的中小型制造企业相当普遍。因此,对于中小型制造企业的实际收益模型就必须在传统的单周期生产模型(报童模型)基础上考虑资金的时间成本和资金占用所带来的影响。下面给出模型有关参数的设定:D:企业面对的随机市场需求;L:企业的资金回收期,它是指制造企业从投入采购资金到收回销售资金的全部时间,即采购提前期和应收账款回收期;Q:制造商的决策变量:原料采购数量;h:制造商的库存持有成本,也就是资金单位时间的机会成本;β:资金流服务商的资金回收期压缩能力,β越大代表着资金回收期的压缩能力更强;α:资金流服务商的资金占用比例压缩能力,α越大代表着资金占用比例的压缩能力更强;(1)企业没有销售出去的产品残值,产品生产时间和生产成本均为0;(2)无论是制造企业还是供应链资金流服务商均是风险中性,其目标是使得预期收益最大化;首先给出企业在独自进行采购销售时的决策模型,企业必须在时间点0投入全部的采购金额,但是只有到了时间点L时才能够获得销售收益,如图1所示。因此在考虑到资金的时间机会成本前提下,企业在L点的最终实际收益为:通过对采购数量Q求导我们可以得到制造商最优的采购数量决策Q1*,从而获得最大的销售收益MaxR1:在考虑了资金的相关影响因素后,与传统的报童模型相比较,制造商最优的采购数量会随着资金回收期L和制造商的资金机会成本h的增大而减少,其最终的收益也就越低。供应链bcq假如此时加入资金流服务商这一角色,他能够为制造商提供加速资金回收周期的服务。制造企业还是需要在时间点0投入全部的采购资金,但是会在时间点L(1-β)就获得销售收入,同时需要支付给供应链资金流服务商服务费s*cQ。整个运作模式如图2所示。资金流服务商给制造商提供的服务必须保证制造商的最终收益大于在传统模式下(模式一)的收益。由于在该模式下,制造商会提前获得销售收益,从而在与第一种模式进行比较的时候,就必须考虑由于提前获得资金所带来的机会成本(与时间点L比较)。制造商在时间点L的最大收益为:第一项表示的是制造商到时间点L时的销售收益,第二项表示的是制造商到时间点L的采购成本。1、资金回收期压缩能力对供应链整体收益的影响我们首先来比较在传统采购销售模式和资金回收期压缩模式下的供应链整体收益的大小,其前提是假定资金流服务商会和制造商采取合作以使得供应链在模式2下的整体收益达到最大,即(3)+(4)式:从而能够使整体收益达到最大的采购数量Q2*满足条件:通过和(2)式对比可知,因为β>0,所以Q1*>Q*,即当资金回收期缩短时,制造商会增加其初始的采购数量。又由于F(x)为单调增函数,所以最优采购量Q1*随着时间压缩能力β的增大而增大。令追加采购数量为q,q=Q2*-Q1*并将其带入到(5)式中得到用(7)式减去(1)式,我们可以得到压缩资金回收时间能够给供应链所带来的额外收益:通过比较可以得知额外收益由两部分组成,第一部分代表的是制造商的原始采购数量Q*通过压缩其资金回收期所带来的资金时间成本,第二部分代表的是制造商追加采购数量q所带来的收益。对于第二部分可以理解为资金回收期的缩短,会导致单位产品在时间点L的收益由原来的p变成了p*(1+hLβ),而随着单位产品收益增大,自然会带来采购数量的增加。假设市场需求D满足均值为500,标准差400的正态分布。产品的销售价格p为1000,单位原材料采购成本c为700,制造商的单位时间资金机会成本h为30%。当资金流服务商的资金回收期压缩能力β从0.05-1逐步增大时,供应链整体收益增大的数量和比率分别为图3和图4所示。通过图3和图4可以明显看到随着资金回收期压缩能力的增强,供应链整体收益会显著增大,最高可以达到传统模式下收益的数倍之上。其中,新增采购量所带来的预期收益的增大会随着压缩能力的增强而逐步超过由于原始采购量所带来的资金成本的收益。2、国内思动地区资金回收期压缩能力和b供应链能够获得最大的收益必须依靠资金流服务商和制造商二者的集中决策,但前提要保证二者能够分配到的收益大于各自在分散决策下的收益。所谓分散决策,是指制造商和资金流服务商以各自的预期收益最大化而非供应链整体收益最大化来进行的决策。具体过程为:制造商和资金流服务商都对于市场信息十分了解,首先由资金流服务商给出服务费率,然后制造商根据服务费率和资金流服务商能够压缩的资金回收时间来决定采购的数量。整个过程是一个主从博弈过程,资金流服务商是主方,而制造商为从方。对于制造商而言,只要资金流服务商的加入能够增大它在传统模式下的收益就会采取合作,但是对于资金流服务商而言,只有保证在集中决策下所分配到的利益大于它在分散决策下所获得的收益,它才会与制造商进行有效地合作,换句话说,资金流服务商在分散决策下的收益是它的保底收益。下面给出资金流服务商和制造商在单独决策下的决策模型。首先给出从方制造商的决策,根据(3)式可得最优的采购数量Q满足:制造商的采购数量会随着资金流服务商的服务费率的增加而减少。对于资金流服务商而言,他的决策变量是服务费率s,考虑制造商的决策并对服务费率s求导,得到最优的服务费率水平s*满足:因此,我们得到资金流服务商在单独决策下的最大收益为Rs*=s*×cQ×(1+hLβ),他必须满足Rs*<R2-R1,否则制造商不会和资金流服务商采取合作。换句话说,资金流服务商能够获得的收益必须小于其为供应链所创造的最大收益。和本章第一节中的数据假设相同,下面给出随着资金流服务商资金回收期压缩能力的变化,资金流服务商能够获得的保底收益(如图5、图6所示)。通过图5和图6可以看出,资金流服务商的资金回收期压缩能力越强,其能够获得的收益越大。但是,随着资金回收期压缩能力的增大,资金链服务商所得利益在供应链整体收益中的比例会逐步下降,制造商获得的收益比例会上升。也就是说,假如资金流服务商的资金回收期压缩能力越低,制造商的合作意愿也就越低。供应商cq的支付支付在这种模式下,资金流服务商不能帮助制造商缩短资金回收期,但是可以降低制造商需要在采购提前期内支付的采购金额,假设其降低比例为α。与第4部分的讨论相同,制造商同样需要支付给资金流服务商一定的服务费s×cQ。整个操作模式如图7所示:在该模式下,制造商的最大收益为:1、采购提前内部支付采购金额的确定依然假定制造商和资金流服务商会采取合作促使供应链的整体收益达到最大并与传统的采购销售模型(模式1)进行比较。模式3下的整体收益为式(11)+(12):最优的采购数量Q3*满足条件:通过和(2)式比较可以得知,采购提前期内支付的采购金额越少即α越大,制造商的采购数量越多。令追加采购的数量为q=Q3*-Q1*,并将资金占用比例压缩下的收益减去传统模式下的收益,可以得到:同样可以将额外收益分为两个部分,第一部分是通过降低制造商原始采购数量的资金占用比例所带来的资金时间成本,而第二部分是追加采购数量的期望收益,这可以理解为由于提前期内采购资金支付比例的下降使得单位产品的成本降低,从c(1+hL)降低到了c(1+hL(1-α)),因此增大了采购数量。2、b.b.b.b.b.b.b.b.b.b.b.b.b.b根据前一章第二节的研究我们同样给出在该模式下,资金流服务商和制造商的主从博弈模型研究。制造商的最优采购数量Q满足:制造商的采购数量随着服务费的增大而减小,而资金流服务商的服务费率水平必须满足:这里的证明和前一章第二节中相同。因此,我们也得到了资金流服务商在单独决策下的最大收益为Rs*=s*×cQ,他必须满足Rs*<R3-R1,否则制造商也不会和资金流服务商采取合作。资金回收期压缩能力对供应链的影响为了进一步比较资金回收期压缩能力和资金占用压缩能力对于供应链整体收益的影响,不妨令资金流服务商具备相同的时间压缩能力或者是资金占用压缩能力,即α=β=a时,通过比较供应链各自最优的采购数量Q可得:资金回收期压缩能力的提高相对资金占用能力的提升而言,会使得供应链的最优采购数量增大得更快。而对于这两种能力能够给供应链带来的额外收益而言,当α=β=a时,Q2*>Q3*,在资金回收期压缩模式下,我们知道R2(Q2*)>R2(Q3*)。对于R2(Q2*)-R3(Q2*)可以得到:由此可见,对于资金流服务商而言,拥有更强的资金时间压缩能力比拥