供应链Pareto 改进的VMI 策略研究

刘永军，赵道致

(1. 天津大学 管理与经济学部，天津300072;2. 军事交通学院 军事物流系，天津300161)

1 概述

供应商管理库存是一种以买方和供应商等供应链上的合作伙伴获得最低成本为目的，在一个共同的协议下由供应商管理库存，并不断监督协议的执行情况和修正协议内容，使库存管理得到持续改进的合作性策略。VMI 作为一种全新的库存管理思想，能够有效增强供应链的协调性和提高供应链绩效，逐渐得到应用和推广［1－2］。然而，VMI 模式下的收益分配问题却影响着VMI 的有效实施。例如，YAO 等［3］在需求确定的条件下建立了一个包含单个供应商和单个零售商的VMI模型，模型的研究结果和实例分析均表明，实施VMI 能降低买方库存成本和供应链的总库存成本，但是，VMI 所节约的库存成本并没有在供应商与买方之间平均分配，而是处于强势地位的零售商几乎独占了VMI 所带来的全部收益，供应商不得不独自承担额外的库存成本增加所造成的经济损失。

针对VMI 在实施过程中存在影响供应商收益的问题，许多学者将研究重点集中在建立协调机制使VMI 模式能有效实现信息交流和资源共享，并且达到激励相容。例如，郭海峰等［4］在传统供应链利润模型的基础上，基于需求确定、初始库存和库存短缺等情况，建立了一个供应商管理库存的供应链模型，提出了一种供应商管理库存的优化策略。研究表明，在优化匹配条件或长期激励下，VMI 的最优购买量比传统供应链的最优购买量要大，买方利润会增加，供应商的利润也会增加。余玉刚等［5］在非合作博弈的基础上，探讨了包含定价、生产能力和原材料采购的VMI 系统实现Pareto 最优的一般条件，给出了在Stackelberg 博弈条件下的可行Pareto 最优集问题，建立了实现生产商和订货商Pareto 最优的Nash 讨价还价模型［6－7］，并用算例验证了VMI 能给合作双方带来较大的利润。曹武军等［8］认为在VMI 环境下利用收入共享契约能够提高供应链运作效率，并运用数值分析方法验证了这一结论。刘鹏飞等［9］建立了收益共享机制下的不同模型来协调VMI，认为Stackelberg 博弈的VMI 协调不能实现集成VMI 的最优收益，却能改善零售商和供应商的收益，但Nash 协商的VMI 协调既能实现集成VMI 最优收益，又能使零售商和供应商的收益得到较大改善。WANG 等［10］建立了收益共享契约的VMI 模型，给出了零售商的最优收益份额。蔡建湖等［11］讨论了季节性商品销售环境下的VMI 模型，建立了零售商与供应商之间的Stackelberg 博弈模型，给出了博弈的均衡解，并通过引入剩余补贴策略对模型进行了优化，求出了在协调供应链前提下实现供应链成员期望收益Pareto 改进的最优集。CACHON［12］研究了一种上下游企业都保持库存的VMI 模型，认为VMI 模式下的供应商将选择最优补货策略以便最大化供应链总利润。同时，CACHON［13］对契约协调供应链问题进行了一般性的总结。还有研究者从供应商的利益出发研究数量折扣问题，以及从买卖双方角度研究库存、订货和定价等协调问题［14－15］。

在VMI 模式下，供应商采用激励策略对改善供应链的合作关系和减少供应商的库存成本损失是十分必要的。但是，在当今的买方市场条件下，拥有较强讨价还价能力的买方想要享受VMI 所带来的收益，但又不愿意为供应商提供转移支付的现象却相当普遍。笔者主要研究物流供应商在为项目型企业提供“整体产品”过程中，如何通过业务延伸实现中间产品的低损耗、低库存和库存周期的缩短，以及提高“整体产品”的生产效率和配送效率以增加供应商的收益。

2 业务延伸产生的原因

2.1 项目型企业自我服务模式

由于当前国内劳动力资源比较丰富且成本相对比较低廉，项目工期和质量要求都相对比较宽松，国内更多项目企业采用自我服务模式，通过大量低成本、低技术含量的劳动力投入替代较为昂贵的资本投入，目的是为了拥有市场主动权和降低项目成本。但是，随着劳动力资源的逐渐匮乏和劳动力成本的日益提高，自我服务模式所需资源与环境的不匹配及资源运营效率低下等问题会影响自我服务模式的有效运作。

资源基础论认为资源是企业竞争优势的源泉。BARNEY［16］认为企业获得竞争优势的原因在于它能够从不完全竞争的市场上以较低的价格获得有价值的战略资源。席酉民等研究认为，企业对核心资源的积累和有效使用是企业竞争优势的重要来源［17］。项目型企业将很难继续采用有效的自我服务模式。

2.2 业务延伸

物流供应商基于其内部资源的优化配置能力，将业务范围扩展到原本属于项目型企业自我服务的领域，为项目型企业提供项目所需的整体产品，即业务延伸，其基于产品层次模型［18－20］。笔者所指的整体产品可以被理解为实体产品和附加服务。

2.3 业务延伸的竞争优势分析

针对项目型企业采用自我服务模式所面临的问题，上游物流供应商实施业务延伸为项目型企业提供整体产品，不仅有利于解决项目型企业目前存在的问题，而且具有以下竞争优势。

(1)业务延伸有利于降低物流供应商的采购成本和采购风险。如尽管供应商不会提供价格优惠，但物流供应商可从中间产品的尺寸规格上提出个性化的采购要求，以致于在加工成整体产品时，既可减少耗材，又可提高加工效率和质量，有效降低整体产品的单位成本。而顾客通过自我服务获取整体产品时，所能购买到的中间产品一般都是标准规格的，难免会出现材料浪费和加工效率降低的现象。原因在于依靠低技术含量的劳动力现场作业，随意性较大，也无法提出个性化的采购要求，即使有这种采购要求，经营同质化中间产品的企业也很难有效满足其需求，因为中间产品的标准是由处于垄断地位的供应商制定的。

(2)业务延伸能使物流供应商充分利用研究与开发核心产品过程中的副产品，创造新的利润空间。如商品钢筋物流供应商可以利用综合套拆时所剩的边角余料加工成批量的螺纹联接件进行销售，创造新的收益;而自我服务获取整体产品的建筑企业却不能如此，原因在于建筑企业没有专业化的设备和技术人员。

(3)实施业务延伸的物流供应商对产品的技术、性能和包含的专利更为了解，能快速地实现产品与服务的衔接，提高基于实体产品的服务效率。

(4)业务延伸是在项目型企业相关技术人员的参与下进行的，实体产品具有一致性质量优势，可避免物流供应商通过需求预测和高质量产品竞争所造成的资源浪费。

(5)业务延伸可避免中间产品二次物流的发生，大大降低物流运作成本和物流运作过程中不确定性因素的影响。

(6)业务延伸有助于物流供应商和项目型企业充分利用各自的核心资源经营各自的核心业务，实现项目型供应链的强强合作。

3 模型分析

3.1 两种模式下产品库存与时间的关系

项目型企业通过自我服务模式在项目现场将中间产品转化为项目所需的整体产品时，中间产品的需求信息对物流供应商而言是不确定的，为避免缺货所造成的合作中断，物流供应商必须在项目开工之前的某个不确定的时间段内对中间产品进行库存。项目开工后，项目型企业在现场库存中间产品并将中间产品转化为终端产品，这一时间过程称为一个产品库存周期。因此，可以建立如图1 所示的自我服务模式下产品库存与时间的关系模型。

图1 自我服务模式下产品库存与时间的关系

如果项目型企业接受物流供应商的业务延伸模式，对物流供应商而言，整体产品的需求信息就是完全确定的。基于此，物流供应商就可以在项目开工之前某一确定的时间内将中间产品转化为终端产品，并在如图2 所示的零时刻为项目型企业提供项目所需的整体产品(终端产品+服务)，中间产品的库存和整体产品的转化周期明显缩短。

图2 业务延伸模式下产品库存与时间的关系

3.2 模型基本假设和参数说明

基本假设:

(1)中间产品和整体产品单位库存成本相同;

(2)两种模式下的单位库存成本相同;

(3)单位订货成本为零;

(4)不允许缺货。

参数设定如下:

w 为物流供应商购买中间产品所需支付的单位成本;r 为物流供应商出售中间产品的加价率;CS为业务延伸模式下物流供应商加工整体产品的单位成本;ACS为自我服务模式下项目型企业加工整体产品的单位成本，A≥1;T 为产品周期，即自我服务模式下中间产品转化为整体产品并投入使用的时间;mT 为自我服务模式下中间产品在物流供应商内部的库存时间，m ＞0;αT 为业务延伸模式下中间产品在物流供应商内部转化为整体产品的时间，0 ＜α ＜1 ;(1－α)T 为业务延伸模式下整体产品投入使用的时间;h 为单位库存成本，假定两种模式下的单位库存成本均为h;Q 为项目所需整体产品的数量;x 为业务延伸模式下中间产品转化为整体产品时的材料损耗率，0 ＜x ＜1;nx 为自我服务模式下中间产品转化为整体产品时的材料损耗率，n ＞1，0 ＜nx ＜1;DB为自我服务模式下整体产品的需求强度，DB=Q/T;DS为业务延伸模式下整体产品的需求强度，DS= Q/［(1－α)T］。

3.3 模型建立和求解

项目型企业通过自我服务模式获取项目所需的整体产品只有在项目开工后一段时间才能实现，因此，若中间产品在物流供应商中的库存时间为mT，在项目型企业中的库存、转化为整体产品及投入使用的时间为T，则自我服务模式下物流供应商的库存成本TCS为:

自我服务模式下项目型企业库存成本TCB为:

自我服务模式下供应链总库存成本TC 为:

图3 业务延伸模式下的产品库存与使用

式(5)是可能成立的。由于物流供应商通过业务延伸提供项目所需的整体产品既帮助项目型企业节省了库存成本，又避免了项目型企业在自我服务模式上可能发生的机会成本和资源投资，使项目现场的管理简单化，而项目所需的整体产品价格也没有高于自我服务模式下的价格;物流供应商也可以从中间产品的节约和整体产品的生产率提高中获得更多的收益，避免需求不确定情况下库存过多或缺货风险的发生。

4 结论

业务延伸可实现VMI 模式下供应链的Pareto改进，是供应链管理环境下一种有效的VMI 协调策略。VMI 导致供应商的库存成本增加以及买方的转移支付是影响VMI 有效实施的主要原因，该协调策略的实施降低了VMI 模式下物流供应商的库存成本，同时，物流供应商通过业务延伸为项目型企业提供整体产品的高质量高效率、中间产品的低损耗、低库存和库存周期的缩短所产生的经济效益提高了物流供应商实施VMI 的积极主动性，可达到供应链合作双赢的目的。

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