面向供应链的多级库存控制模型改进研究

●现代物流　《经济￣｝２００６年第７期　存协调管理中心可采用制造资源计划系统　ＭＲＰ　ＩＩ，在产品联合库存协调管理中心则应采　用物资资源配送计划ＤＲＰ，见图ｌ。　３．多级库存控制。基于协调中心的联合库　存管理可以对供应链局部优化控制，而要进行　供应链的全局性优化与控制，则需采用多级库　存优化与控制方法。多级库存控制的方法有两　种，一种是分布式策略，另一种是集中式策略。　分布式策略指各个库存点独立地采取各自的库　存策略，如果信息的共享度低，就不能保证产生　●李艳冰高德华　面向供应链的多级库存　控制模型改进研究　摘要：文章基于库存论及供应链网络结构模型理论，对面向供应　链的多级库存控制模型进行了改进，模型中引入了供应率和需求率两　个参数，根据经济订货批量原理，给出了供应链网络节点企业之间的最　佳订货批量和最佳订货周期的确定方法。该模型对于供应链中企业的　库存优化有一定的指导和借鉴意义。　关键词：供应链网络模型　多级库存控制　优化策略　中图分类号：Ｆ２５３，４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００４—４９１４（２００６）０７—１３８—０２　一、引言　库存论起源于１９１５年，由Ｈａｒｒｉｓ首次建立了经济批量公式。库存　论主要解决存贮策略问题，包括两个问题：一是供应量的多少，简称量　的问题；二是供应的时间，简称期的问题。按期与量两个参数的确定性　或随机性，将库存模型分为确定性库存模型与随机性库存模型两大类。　随着库存论不断的发展，　些常用的典型库存模型已经得到了很好的　研究，但从供应链整体角度研究库存模型并未得到广泛的重视。　二、面向供应链的库存策略　传统企业的组织是按职能分派责任的，如采购职能、生产职能、销　售职能等。每个职能都由预算来控制职能消耗。在传统库存管理中，　供应链上的各个组织根据各自的需要独立运作。由于供应链各个环节　都是各自管理自己的库存，都有自己的库存控制目标和相应的策略，而　且相互之间缺乏信息沟通，因此不可避免地产生了需求信息的扭曲和　时滞，导致重复建立库存或库存不足，无法达到供应链全局的最低成本　和集成管理。这就要求在供应链管理模式下提出新的库存控制战略和　模型，减少整个供应链的库存水平。下面结合国内外研究成果及企业　实践经验，介绍一下供应商管理库存、联合库存管理、多级库存控制这　三种供应链库存管理技术与方法。　，１．供应商管理库存。供应商管理库存（ＶＭＩ，Ｖｅｎｄｏｍｍｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ）是一种以用户和供应商双方都以最低成本优化产品的可得性　为目的，在一个共同的协议下由供应商管理库存，并不断监督协议执行　情况，修正协议内容，使库存管理得到持续改进的合作性策略。ＶＭＩ模　式的基本设想是力图通过集成供应链上各节点企业的库存控制职能，　突破传统条块分割的管理模式，从而达到降低整体库存费用的目的。　其主要思想是供应商在用户的允许下设立库存，决定库存水平和连续　补给策略，拥有库存控制权。实施ＶＭＩ，由供应商掌握库存，可以实现　供应链上核心企业和供应商企业的“双赢”，不但对核心企业，而且对供　应商企业本身都是有好处的。但是ＶＭＩ的实施，需要几个前提条件：一　是核心企业的销售信息和库存消耗信息要对供应商透明；二是要建立　起通畅的信息传输网络、供应链系统的管理信息系统，实现信息的及时　传输和处理；三是要建立起供应链系统的协商机制和互惠互利的机制，　要加强沟通、及时处理出现的各种问题，要本着责任共担、利益共享的　精神，建立起企业之间的友好协作关系。　．　２．联合库存管理。与ＶＭＩ相比，联合库存管理则是一种风险共担　的库存管理模式．它强调共同参与，共同制定库存计划，使供应过程中　的每个库存管理者相互协调，保持供应链相邻节点间的需求预测一致。　联合库存管理模式的供应链系统模型下，任何相邻节点需求的确定都　是供需协调的结果。基于协调中心的联合库存管理减少了供应链中的　需求扭曲现象，降低了库存的不确定性，为快速响应系统发挥更大的作　用创造了条件。为了发挥联合库存管理的作用，在供应链库存管理中　可以利用目前较成熟的两种资源管理系统，ＭＲＰ　ＩＩ和ＤＲＰ。原材料库　－・－——１３８－・－——　最优结果。集中式策略则是考虑了各个库存点　的相互关系，所有库存点的控制参数是同时决策的，通过协调可以获得　库存的优化。但对于一个层次较多的供应链来说，集中式策略增加了　在管理上的协调控制的难度。多级库存的优化与控制是在单级库存控　制的基础上形成的。　三、供应链网络库存集成管理　１．供应链网络结构模型。从物流角度来看，供应链实质上是一种以　核心企业为中心的网络结构。供应链网络结构模型研究的范围是以核　心企业为中心，从第一层供应商开始，环环相扣，直到货物（或产品）到　达用户手中的供应链的全范围。在整个供应链络中，上一层作为下一　层的供应商，下一层作为上一层的客户，组成一个闭环。由此，供应链　可以被看作是由一个个闭环环环相扣组成一个链条网络。　网络结构包括节点和节点间连线。在该结构中，从左到右的节点　代表不　、用户，节点间连线代　……・　ｏ……　……・　ｏ……　……・　ｏ……　……・　ｏ……　……・　第　第　棱　分　军　二　三　心　销　层　层　层　企　商　售　罾　商　供　供　供　业　应　应　应　商　商　商　图２供应链网络结构　表在节点之间的物料流，见图２。随着电子商务的不断发展，供应链应　该是“拉动式”、“扁平化”的敏捷性、集成化的供应链，供应链的层次并　不是越多越好。　２．供应链网络库存集成管理。通过对供应商管理、联合库存管理、　多级库存控制的分析，我们知道供应链上的企业可能有很多，但供应链　核心企业只有一个。它可以是组织生产核心产品的生产制造企业，也　可以是以销售为主的大型零售商（如超市、商场等），只要该企业有足够　的能力控制企业所在供应链的其他组织。核心企业要对整个供应链上　各企业实施多级库存集中式控制，共享库存信息系统，实现库存状态透　明，从而快速地响应市场的需求变化，对整个供应链的库存、生产和供　应做出相应的调整。对每一库存点库存政策的制定，既要保证相邻节　点供需协调，又要保证整个供应链的成本最小。　四、面向供应链的多级库存控制改进模型　利用供应链库存集成管理的思想，结合供应链网络结构模型，可以　对面向供应链的多级库存控制模型进行改进：　‘　１．库存系统的决策程序。多级库存的优化与控制，要在单级库存　控制的基础上，每一个单库存点为了实现库存目标，需要按照库存系　统的决策程序，对控制进行正确的决策，以求得最佳库存方案。多级库　存的控制同样要按照一定的决策程序，决策程序的具体步骤为：第一　步：确定库存系统的规模；第二步：决策各级库存点是否保有库存；第三　步，如保有库存，决策是否需要补充库存；第四步：如需要补充库存，决　策补货策略、利用定量方法计算库存量。根据供应链库存集成管理思　想，多级库存系统的决策要由供应链网络中的核心企业来执行。多级　维普资讯 http://www.cqvip.com

《经济师）２００６年第７期　库存系统怎样才能对库存进行科学的决策？（１）库存系统的规模。核心　企业首先要决策其所在供应链网络各级库存点的规模，即库存控制的　物资品种多少。现实中，企业对所有库存物资都实行严格控制，不仅在　管理上很难，而且在经济上也不合理。决策库存系统的规模，采用ＡＢＣ　分类法。对ＡＢＣ三类不同的物资，采取严格、适当、放宽控制措施。（２）　保有库存或无库存。决策是否保有库存时，主要需要考虑的两个方面　是供应条件和经济效益。供应条件要考虑有无可靠的物资生产企业、　有无可靠的分销渠道和有无可靠的运输条件。如果三个条件都具备，　并且保管费用大于订购费用，可以取消库存。否则要保有库存。（３）补　充库存或无补充库存。如果物资的供应不会发生中断，有可靠的供应　来源，企业可随时、分批地采购到所需物资，则采用补充库存，即连续补　充库存。物资的供应若具有时间性或者季节性，企业失去采购机会，供　应就会中断，企业应根据生产需要一次性采购订货，即无补充库存。　（４）补货策略与定量方法。单库存点的库存策略有两种。一是定量订　购，二是定期订购。定量订购即再订货点法，如（ｓ，Ｑ）策略，当库存降到　再订购点ｓ时，发出订购量为Ｑ的请购单，属于连续性检查。定期订购　是预先确定固定的检查周期检查某种产品的库存，并发出订购量为最　大值与盘点时持有库存量之差的请购单，属于周期性检查。单库存点　的订货策略中，所采用的周期性检查、连续性检查，或周期性与连续性　相结合的检查策略对于多级库存控制仍然适用。但单库存点的控制没　有考虑到多级供应链中相邻节点的库存信息，造成需求放大现象。在　这一点上，基于供应链的多级库存控制区别于传统的单库存点的控制，　即每个库存点在检查库存量时，不仅要检查本库存点的库存数据，还要　检查其下游需求方的库存数据。这里引入级库存的概念，某一库存点　的级库存计算公式：级库存＝库存点现有库存＋转移到或正在转移给　其下级节点的库存。面向供应链的多级库存控制模型，采用级库存订　货策略的基本前提是整个供应链信息的有效传递，以保证下级库存点　库存状态的透明化。定量方法用来计算供应链上各节点企业的最佳订　货批量和最佳订货周期。以下将给出定量计算的方法。　２，多级库存改进模型的定量计算。在分析之前，首先给出多级库存　改进模型建立的假设条件：（１）市场对产品的需求量在一段时间内是连　续的、稳定的。（２）供应商的供货在一段时间内是连续的、稳定的。（３）　低层供应商提供零星部件必须保证上层供应商生产或销售的不问断进　行，即不许缺货。（４）单位数量零部件在单位时间内的存储费用不变，　即不同节点企业存储费用可不同，但都为定值。影响供应链节点企业　库存系统的费用包括维持库存费用、交易成本、缺货损失成本及购货成　本。　●现代物流　Ｑ｝　”＝ＰＩ　ｆ　ＬＩ　”＝ＲＬｓ“ＪＴ　’　其中，Ｑ　表示第ｋ层供应商ｉ向第ｋ一１层供应商ｓ订货的订货　批量，Ｌ　表示第ｋ层供应商ｉ向第ｋ—ｌ层供应商ｓ订货的订货提前　期，Ｔ　表示第ｋ层供应商ｉ向第ｋ一１层供应商ｓ订货的订货周期。　引入了需求率和供应率、订货提前期及订货周期后，维持库存费用：　Ｈｉ　ｌＪ＝Ｂ　”Ｒ　’（Ｔ｝　ｌＪ—ＬＩ　订）ＴＩ　ｌＪ／２　Ｌ　＝Ｑ　ｔａ　ｔｔ￣Ｌ＇　ｆ　吼ｓ，　表示第ｋ层供应商ｉ从第ｋ一１层供应商ｓ购进的单位数量零　部件在单位时间内的存储费用。协　表示第ｋ一１层供应商ｓ生产的供　应给第ｋ层供应商ｉ的零部件的单件工时定额。ｔｔ　ｉｆ表示零部件从第ｋ　ｌ层供应商ｓ运输到第ｋ层供应商ｉ所需的时间。　可见，库存控制不仅只是对货物在库时的存储管理，还包括对运　输、生产的控制，体现了物流管理的关键是一体化的管理，及库存管理　的真正本质是针对企业业务过程的工作流的管理。　根据式ｃ　’＝Ｈ（ｋｓ，ｉ）４－ＯＩ　”，单位时间内总的库存费：　＝ｃ　厂ｒ　＝　’　）／Ｔ（ｋＳ，ｉ）＋　［Ｂ　‘　Ｑ　，’）一Ⅸ　Ｑ　，’’Ｒ　，’　ｔａｋ｛ｋ　ｆ—Ｂ　’　Ｒ　’　ｔｔｋ（￣’¨／２　目标函数为：　ｎ　ｍｉｎ∑∑∑ｃ｝　＿　】ｋ：２　ｓ＝ｌ　ｉ＝ｌ　＊～　ｎ　—　其中，ｎ表示供应链层次数，ｉｎｋ—ｌ，表示第ｋ—ｌ层供应商的个数，ｉｎｋ　表示第ｋ层供应商的个数。根据微分极值原理，令ｄｃ　，”／ｄｑｔｓ，Ｉ）＝０，从　而求出最佳订货批量和最佳订货周期：　Ｑ　，　）＝｛２　，　Ｒ　，’　／ｌⅨ　（１一ｔａＣｋｋ’　｝　Ｔ　，；）＝ＱＩｓ、ｉ　／Ｒ　根据已知量，运用以上各式就可求出供应链各节点企业的最佳订　货批量和最佳订货周期。因为在整个供应链网络中，上一层作为下一　层的供应商，下一层作为上一层的客户，所以以上各式同样适用于零售　商与分销商之间以及分销商与核心企业之间的最佳订货批量和最佳订　货周期的计算。因为零售商和分销商在销售产品过程中没有改变产品　结构，所以　，　系数取ｌ，ｔａ（ｋ￣　ｆ取０即可。理论上讲，如果所有的信息　都是可得的，并且管理者把所有的管理策略都考虑到目标函数中，那么　以上论述的多级库存优化显然比单级库存优化的策略要好。但是实际　情况下，管理控制常常是下放给各个供应链部门去独立进行，多级库存　控制策略的好处常常会被组织与管理的不善所抵消。可见，简单的多　级库存优化并不能真正实现最佳的优化效果，在进行多级库存优化的　同时，还需要对供应链的组织管理进行优化，否则，多级库存优化策略　效率将是低下的。库存习惯地被认为是资源的储备或暂时性的闲置。　但在供应链情况下，深层次的库存问题并非是简单的资源储备或闲置　的问题，而是一种组织行为问题，组织障碍是库存成本增加的一个重要　因素。供应链管理模式下的库存管理的最理想状态是实现供应链企业　的无缝连续，消除供应链企业之间的高库存现象，甚至实现“零库存”。　五、结论　ａ维持库存费用（Ｈ）。供应链中的每一个库存节点保有库存所需　的费用，它与保管货物的数量及存放时间成正比，其沿着供应链从第　级库存点到最后一级库存点有一个积累的过程。用ｈｉ表示单位周期　内单位产品的维持库存费用，用ｖｉ表示ｉ级库存量，则整个供应链的库　存维持费用：　一Ｈ＝　ｈ。　ｌ　ｂ．交易成本（０）。即在供应链企业的交易合作过程中产生的各种　费用，包括谈判费用、准备订单商品检验费用、佣盒等订货费，其特点是　只与订货次数有关，与订货批量无关。　ｅ．缺货损失成本。缺货损失成本是由于供不应求，即库存小于需求　量时，造成市场机会损失以及用户罚款等。由于在假设条件中，事先假　设供应商能够保证无缺货的供应，所以缺货损失成本在这里为零。　ｄ．购货成本。购货成本由两部分费用构成。其中一部分费用与购　进货物的数量和单价成正比，另一部分费用是货物在途运输费用，它与　供应商之间的距离及订货数量成正比。在货物单价不变及供应商地理　位置已确定的情况下，购货成本对库存系统无影响，可不予考虑。　可见，在一个订货周期内，第ｋ层供应商ｉ向第ｋ—ｌ层供应商ｓ订　货的总的库存费用：　ｌ１＝Ｈ　＋０　’”　第ｋ层供应商ｉ在单位时间内供应给第ｋ＋ｌ层供应商ｊ的零部件　的数量，即供应率，用Ｐ　表示。第ｋ层供应商ｉ在单位时内需要第ｋ　ｌ层供应商ｓ的零部件的数量，即需求率，用Ｒ　’表示。　表示第　ｋ层供应商ｉ生产的零部件与第ｋ—ｌ层供应商ｓ提供的零部件在结构上　的装配数量关系。所以，Ｒ　’＝　，　’　）。那么根据假设条件，有如下　本文利用供应链库存理论，结合了供应链网络库存集成管理的思　想，建立了面向供应链的多级库存控制改进模型。同时给出了供应链　上各节点企业在保证生产、供应连续进行的条件下的最佳订货批量和　最佳订货周期的确定方法，并考虑了供应率和需求率两个参数。同时　指出了库存控制不仅只是对货物在库时的存储管理，还包括对运输、生　产的控制，体现了物流管理的关键是一体化的管理。面向供应链的多　级库存控制模型的改进，对供应链上各企业的库存优化有一定的借鉴　意义　参考文献：　１．程理民运筹学模型与方法教程．清华大学出版社，２０００　２．梭伦库存管理胜经．中国纺织出版社，２００１　３．吴清一．物流学．中国建材工业出版社，１９９６　４．刘彬．利用供应链管理提高企业核心竞争力．・中国电子商务，　２００１（１２）　（作者单位：山东工商学院管理科学与工程学院　山东烟台　２６４００５）　（责编：若佳）　一关系：　１３９—