供應鏈管理環(huán)境下庫存問題的定量分析

1、供應鏈管理環(huán)境下庫存問題的定量分析作者：崔俊，閻君北京交通大學經(jīng)濟管理學院，北京 100044  【摘  要】牛鞭效應是供應鏈管理中常見的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象導致了供應鏈上游企業(yè)看到的是歪曲的需求信息，從而使得庫存重復建設(shè)。文章介紹了幾種供應鏈管理環(huán)境下的庫存模式，并定量說明它們能夠有效的降低牛鞭效應。  【關(guān)鍵詞】牛鞭效應；聯(lián)合庫存管理；供應商管理庫存      【中圖分類號】 F715.6           

2、;    【文獻標識碼】A                   【文章編號】1007-7723（2005）05-0032-02    一、引  言供應鏈環(huán)境下的庫存問題和傳統(tǒng)的庫存問題有許多不同之處，這些不同點體現(xiàn)出供應鏈管理思想對庫存的影響。在傳統(tǒng)的庫存管理模式中，供應鏈中各節(jié)點企業(yè)的庫存管理各自為政，各自管理著自己的庫存。零售商有自己的庫存，批

3、發(fā)商有自己的庫存，供應商也有自己的庫存。同時，各節(jié)點都有著自己的績效評價方法及相應的庫存策略。由于彼此缺乏溝通與合作，從而導致產(chǎn)品的重復存儲，致使整個供應鏈積壓了大量產(chǎn)品。而新型的供應鏈管理庫存策略則從供應鏈的整體利益出發(fā)，制定庫存策略。這就意味著各節(jié)點企業(yè)必須增加彼此信息的透明度，加強合作，從而形成雙贏局面。但是，既使在這種條件下，由于供應鏈末端顧客需求的不確定性而導致的供應鏈中的需求變異放大現(xiàn)象仍然存在。下面就這種現(xiàn)象對供應鏈管理中的幾種庫存模式做定量分析。    二、不確定性對庫存的影響在研究“幫寶適”的市場需求時，寶潔公司的經(jīng)理們注意到了一個很有意思的現(xiàn)象

4、。產(chǎn)品的零售數(shù)量相當穩(wěn)定，沒有哪一天或者哪一月的需求會特別地高于或低于其它時期。但他們進一步考察分銷中心向?qū)殱嵐镜挠嗀洉r，吃驚的發(fā)現(xiàn)波動性明顯增大了，寶潔公司向其供貨商的訂單波動程度更大。在這個案例里我們清楚地看到：需求的不穩(wěn)定性隨著供應鏈逆流而上，供應商訂貨量的方差會大于向其顧客銷售量的方差。我們稱這種現(xiàn)象為“牛鞭效應”。為了便于研究，我們首先就牛鞭效應進行建模分析。三、牛鞭效應1.模型假設(shè)。假設(shè)（1）：一個基本的供應鏈模型包括一個零售商和一個制造商。零售商觀察顧客的需求并進行預測，向制造商訂貨；假設(shè)（2）：零售商的訂貨提前期是固定的，為；假設(shè)（3）：零售商采用最小最大庫存策略，定期向供貨

5、商訂貨，間隔期為  ；假設(shè)（4）：零售商對顧客需求的預測方法是移動平均法。即在每期內(nèi)零售商估計的平均需求是前n次需求觀察值的平均值。（5）  時期顧客需求被看成是如下的變量形式：            。這里，  是非負的連續(xù)變量， 是        的相關(guān)系數(shù)，  是獨立的誤差變量，其均值為0 ，方差為   。2.模型分析。在倉庫發(fā)出訂貨時，訂貨要使倉庫狀

6、況升至基本存儲水平。下一批訂貨到來之前，這一水平的庫存應能夠防止倉庫出現(xiàn)缺貨。由于下一批訂貨在  +  后到達，當前的訂貨要足以滿足  +  天內(nèi)的平均水平需求：而安全庫存，即倉庫用以保障+天內(nèi)需求偏離平均需求時的供應量，計算公式如下：所以最大庫存水平為：其中，AVG，STD分別是需求量的均值和方差；      按既定的服務水平確定的安全系數(shù)。這里，根據(jù)假設(shè)，   ，  是固定常數(shù)；   可以從統(tǒng)計表中查??；對于AVG，STD，根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計知識，我們可以分

7、別用估計，并且這是無偏估計。于是，  時期內(nèi)最大庫存水平為：令                     ，公式可簡記為：于是根據(jù)最大最小庫存策略，   時期的定貨量為：      計算其方差：    根據(jù)概率論中樣本抽樣分布的相關(guān)知識有：     &

8、#160; 所以原式為：           所以有：    這個公式說明零售商向制造商的訂貨量的波動性要大于顧客需求的波動性，這也是牛鞭效應的定量分析，當然假設(shè)條件不同，結(jié)果也不同。在這個問題上，很多學者都已經(jīng)有了結(jié)論， 在此不再說明。下面我們基于本文的模型對供應鏈管理環(huán)境下的庫存模式作一些探討。    四、供應鏈管理下庫存問題的定量分析在本節(jié)中，我們將重點對供應鏈管理環(huán)境下的幾種庫存模型定量分析，并與傳統(tǒng)的庫存模型比較，說明它們有效

9、地降低了牛鞭效應。1.聯(lián)合庫存管理（Joint Managed Invantory,JMI）. JMI是一種基于協(xié)調(diào)中心的庫存管理方法，是為了解決供應鏈體系中的牛鞭效應，提高供應鏈的同步化程度而提出來的。聯(lián)合庫存強調(diào)了供應鏈節(jié)點企業(yè)同時參與，共同制定庫存計劃，使得供應鏈管理過程中的每個庫存管理者都能從相互之間的協(xié)調(diào)性來考慮問題，保證供應鏈相鄰節(jié)點之間的庫存管理者對需求的預測水平保持一致。任何相鄰節(jié)點需求的確定都是供需雙方協(xié)調(diào)的結(jié)果，庫存管理不再是各自為政的獨立運營的過程，而是供需聯(lián)結(jié)的紐帶和協(xié)調(diào)中心。由以上定義，我們注意到聯(lián)合庫存中心是從整體通過供應鏈節(jié)點中各個企業(yè)之間的相互探討進行需求量預測

10、，并依此建立聯(lián)合庫存中心。在本模型中，我們假設(shè)了一個基本的供應鏈模型包括一個零售商和一個制造商，因此聯(lián)合庫存中心是制造商和下游的幾個零售商共同建立的。根據(jù)預測的其中一條原則匯集預測更準確，所以聯(lián)合庫存中心對需求的預測更為準確（直覺上，也可以理解為：某個零售商高于平均水平的需求很可能被另一個零售商低于平均水平的零售需求所補償），從而降低了供應鏈的不確定性。根據(jù)概率論知識，我們知道       就會變小，        也隨之減少，從而有效地降低了牛鞭效應。我們認為，聯(lián)

11、合庫存中心進一步體現(xiàn)了供應鏈管理的資源共享和風險分擔的原則，他們的預測是匯總預測，因此有效地降低了供應鏈中的不確定性，減少了牛鞭效應。2.供應商管理庫存（Vendor Managed Inventory，VMI）. VMI是一種戰(zhàn)略貿(mào)易伙伴之間的合作性策略，它以系統(tǒng)的，集成的管理思想進行庫存管理，使供應鏈系統(tǒng)能夠同步優(yōu)化運行。在這種庫存控制策略下，允許上游組織對下游組織的庫存策略、訂貨策略進行計劃和管理。在已經(jīng)達成一致的目標框架下由供應鏈來管理庫存。而且，在一種持續(xù)改進的環(huán)境中，目標框架也會經(jīng)常性地被修改。供應商與客戶企業(yè)之間實現(xiàn)信息交換，信息共享后，信息便代替了庫存，擁有最佳的信息就可以達到

12、最小的庫存，大大降低缺貨的概率，更好的改善了客戶滿意度和銷售狀況。因此，在VMI模式中，供應商在預測需求時，面對的不再是下游的那些分銷商，而直接是供應鏈末端的顧客，因此我們只需要把牛鞭效應公式中的L替換成    。我們有：        （1）其中  為供應鏈第個節(jié)點企業(yè)的訂貨量，   為供應鏈中第個節(jié)點企業(yè)的訂貨提前期和訂貨間隔期之和，這里，第  個節(jié)點企業(yè)指供貨商。    如果采用傳統(tǒng)的庫存管理方法即供應鏈中的各節(jié)點企業(yè)分

13、別制定自己的庫存策略。利用第3節(jié)中的模型我們可以得到：   依此類推   所以                                        （2）

14、60;       （1）和（2）相比較可以發(fā)現(xiàn)（2）中的供應鏈每一階段的方差是以成倍的速度增加。此外，隨著向供應鏈的上游推進，訂單的方差變得更大，結(jié)果批發(fā)商發(fā)出的訂單變動性比零售商發(fā)出的訂單變動性大得多。由此可見，VMI模式與傳統(tǒng)模式相比，大大降低了牛鞭效應。    五、結(jié)  論關(guān)于供應鏈管理下的VMI，JMI庫存管理模式，可以從定性角度分析。本文是從定量角度分析的。我們得出的結(jié)論是：VMI，JMI模式減少了牛鞭效應，降低了庫存水平，從而使得企業(yè)能夠用更多的資本進行其它投入。但是，我們也應該看到，牛鞭效應只能減少，不能消除，除非沒有提前期?！緟⒖嘉墨I】1Chen, Frank; Zvi Drezner; Ryan, Jennifer K; SimchiLevi, David. Quantifying the Bullwhip Effect in a Simple Supply Chain: The Impact of Forecasting, Lead Times, and