基于延期策略的制造業供應鏈成本模型比較

朱佳翔，譚清美，郭軍華

（1.常州大學經濟管理學院，江蘇常州213164；2.南京航空航天大學經濟與管理學院，南京210016；3.華東交通大學經濟管理學院，南昌330013）

0 引言

英國克蘭菲爾德大學的馬丁.克里斯托弗教授在其書中談到供應鏈在全球化中的三大趨勢為：生產工廠集中化、庫存中心化、延期及本地化。Morehouse和Bower sox教授就預測到2010年，至少在食品供應鏈，會有半數以上的物品是儲存到接到顧客要求后，才完成最后的形式并包裝運輸。在中國，隨著全球化的深入和國內企業的不斷發展，近年來也有一些文獻提到延期[1]，并開始專門論及此問題。Alderson[2]在文獻中介紹了延期的概念，延期包括重新設計這個產品或者生產流程以致在收到顧客訂單時產品差異被盡可能的延遲。即增加市場系統的有效性去規避時間風險和需求的不穩定。

Bowersox提供了兩個延期的類型[3],第一種與時間相關，在時間上延期，這個關鍵的差異是在銷售過程中適時的存貨調配到下一個場所。時間延期的目標是從一個配送中心載運精確數量產品滿足特定客戶需求，這大大降低了不適當的貨物運輸的風險和消除了雙重安全庫存。第二種延期類型在形式上與第一種相關，包括裝配、包裝、分類和制造等活動。所致的延期將使產品維持一種中性的或者不明朗的狀態，直至顧客簽了訂單。延期降低了庫存以及生產不恰當產品的風險[5]。Ernst和Kamrad介紹了評估模塊化和延期環境下不同供應鏈結構的概念框架[6]。他們認為延期方法符合外部物流，并對總成本差異進行量化以說明該概念框架應用到一個特殊供應鏈結構的適用性。Lee和Sasser介紹了供應鏈管理的設計原理及經驗[7]在惠普公司的推廣及應用情況。

Lee和Tang構建了一個既能降低成本又能提高延期產品收益的簡單模型[8]，接著應用這個簡單模型去分析一些特殊的案例。這些案例能使一個制造企業的運轉滿足三種不同產品需求，或流程再造可以延緩產品的差異性。Remko和Van回顧了自1965年以來的關于延期的文獻并且把它們放到一個系統的框架中。本文在上述延期概念框架基礎上，構建了采用延期策略前后的供應鏈成本模型，并對兩者進行對比和仿真分析，結果表明延期策略下，供應鏈總成本大大降低，為中國制造業供應鏈提供一個采用延期策略的可行性判斷。

1 成本模型構建

運用經濟學的產品數量原理，構建了實施延期策略前后的制造業供應鏈成本模型，接著分析了這兩個模型之間的差異和聯系，兩個模型變量的解釋如下。

（1）延期策略實施前變量解釋

Cino：產品規格i的單位成本；Cp：原材料的單位成本；Dino：實施延期策略前i規格產品的需求；Dp：實施延期策略后產品需求；di：實施延期策略后產品i規格的單位制造成本；F：應客戶需求重新設計流程的平均投資成本；hp：實施延期策略后單位產品庫存成本率；I：原材料的數量；LTino：實施延期策略前采購第i原材料的超前期；LTp：實施延期策略后采購半成品的超前期；mo：實施延期策略前采購半成品的超前期；i*no：延期策略實施前產品的經濟生產批量；Sino：延期策略實施前i規格產品的單位固定制造成本；TCo：延期策略下每個生產周期生產產品的總成本；uino：延期策略實施前i規格產品的需求量；Xino：延期策略實施前i規格產品所需原材料的安全庫存；Pino：延期策略實施前i規格產品的生產率；zino：延期策略實施前i規格產品所需原材料的安全庫存因子。

（2）延期策略實施后變量解釋

hp：延期策略實施后原材料單位庫存成本率；I：原材料的數量；LTino：延期策略實施后采購i原材料的超前期；LTp：延期策略實施后采購半產品的超前期；mp：實施延期策略后采購半成品的超前期；Qp：延期策略下產品的生產批量；P*：延期策略實施前的產品生產經濟批量；Sp：延期策略下產品的單位固定制造成本；TCino：每個生產周期生產i規格產品的總成本；TCp：延期策略下每個生產周期生產產品的總成本；up：延期策略下產成品的需求量；Xp：延期策略下所需半成品的安全庫存；Qp：延期策略下制造業產品的生產批量；zp：延期策略實施后i規格產品所需原材料的安全庫存因子；σπ：延期策略實施后每個生產周期生產制造業產品數量的標準差。

1.1 延期策略實施前的制造業供應鏈成本模型

假定原材料種類和原材料需求是獨立變量，圖1是延期策略實施前制造業流程，它是用原材料加個制造成n種規格的半成品，接著這些半成品被分別運送到加工車間，再制成產成品去滿足客戶的需求。

假定每個客戶的產品需求DinO已知，且產品的生產成本與產品的數量成正比，實施延期策略前的生產流程如圖1所示，每人生產i種規格產品的成本TcinO，包括持有i規格產成品的庫存成本、固定成本、原材料成本和生產成本等四種成本，其表達式如下：

在這個延期策略實施前的制造業供應鏈制造環境中，總成本TCo是所有規格產品成本的總和，其表達式如下：

公式（2）表明各種成本隨產品生產批量的變化而變化。第一個引出的與Qino有關的總成本設定為零，以致獲得了最優生產批量。早期的最優生產批量應看作經濟批量，它用表示，其表達式如下：

圖1 延期策略實施前的制造業供應鏈生產環節的流程

1.2 制造業供應鏈延期策略下的成本模型構建

圖2表示的制造業供應鏈產品在延期策略實施下，產品被制成后才實施滿足客戶定制化、個性化的工藝流程[4]。延期策略下制造業產品及需求量分別是所有規格產品的產量總和、需求量總和。產量可表示成需求量可表示為此處，需求變量是延期策略實施前的所有規格產品需求總和，因此這個需求變量表示為因此，是訂單數量的最小成本，從而在等式（2），Qino替換用替換安全庫存Xino，則延期策略實施前每個生產周期的最優化成本模型的表達式如下：

圖2 延期策略實施后的制造業供應鏈生產環節的流程

根據圖2重新安排等式（1）的參量，延期策略實施后生產制造業供應鏈產品的總成本可表示如下：

等式（5）也假定生產成本和產品個性化定制加工成本直接與產品數量成比例。在等式（5）右邊的第一個參量代表每個生產周期持有半成品的庫存成本，而第二個參量表示每個生產周期半成品滿足客戶定制化的制造成本。第三個參量表示每個生產周期購買各種規格產品所需原料的成本，第四個參量表示每個生產周期每件產成品的生產成本和第五個參量表示半成品的最終加工成本。第六個參量F表示表示實施客戶定制化服務的平均投資成本和重新設計流程的成本。

等式（5）表示隨產品批量Qp變化而不同的成本變量，微積分的方法被用來決定引起最小生產周期性總成本TCp的產品批量Qp的價值，最優產品批量Qp也被看作是產品延期生產的經濟產量（EPQ），Q*p的表達式如下：

是最小成本約束的訂貨數量，用等式（5）的Qp替代和用替代安全庫存Xp，延期策略下總生產周期成本最優化的模型就變為：

1.3 延期策略前后成本模型比較

評價延期策略實施前和延期策略實施后的兩個成本模型，依據統計原理和制造業供應鏈產品制造流程實際發生的成本對這兩種模型進行了比較，等式（4）和等式（7）有下列關系：

根據上述關系，假定各種規格產品產量和需求量、每件產品的固定生產成本、安全庫存因素、超前期和庫存成本率等沒有差異，即Sino=Sp，zino=zp，LTino=LTp，hin o=hp，i=1,……n，延期策略前后滿足定制化服務的成本關系如表1所示。表1表明制造業供應鏈產品的庫存成本、固定成本和原材料成本比早期環境下的成本都低。延期策略實施后的制造業產品滿足客戶定制化服務以及平均投資成本比延期策略實施前的同類成本較高。

2 實例分析

為了在延期策略前后的成本模型之間挑選一個成本較低的模型，本文選擇江蘇的一個大型服裝制造業作為分析實例，通過實地調查取得第一手的服裝制造業供應鏈的成本數據，如表2所示，將這些數據參量代入到這兩個成本模型進行分析。簡化了成本模型中的復雜公式，并假設早期與延期環境下單位固定生產成本、安全庫存因素、超前期和存貨持有成本率等原始參量相等，即Sino=Sp，zino=zp，LTino=LTp，hino=hp，i=1,……n，以及參量Cino,Dino,uino,σινo,Pino,…Di等。

表1 延期策略前后制造業供應鏈各種成本比較

圖3 評價一個可行的生產流程的低成本流程圖

表2 江蘇服裝制造業供應鏈樣本實際成本參量

實例計算的結果表明：對每個生產周期的總需求進行比較時，當服裝制造業供應鏈總需求量大于35580件，延期策略下的制造成本較延期策略實施前的制造成本要低，延期策略實施前制造環境總成本增長要比延期策略實施后的增長快；在選擇多種原材料時，當原材料數量大于等于4，延期策略實施后的總成本比延期策略實施前的總成本要低。在不同庫存成本下，當持有的庫存成本率是0.14時，延期策略實施前總成本等于延期策略實施后的總成本；但當庫存成本率大于0.14時，延期策略實施前總成本大于延期策略實施后成本；此外，當供貨超前期、需求的標準差和安全庫存都很大時，延期策略實施后的總成本總是比延期策略實施前總成本低。上例也說明延期策略實施后，服裝制造業供應鏈的生產狀況優于延期策略實施前生產狀況。此外，本文也搜集廣東和浙江等鋼鐵、汽車等制造公司產品資料，研究的結果論證了延期策略實施的可行性。隨著對這些產品的參量數據進行處理和對這兩個成本模型進行實例分析，可以得到中國制造業供應鏈實施延期策略的可行性判斷。

3 簡論

制造業供應鏈長期以來受需求的不穩定和難以預測性的困擾，延期策略能增加生產流程靈活性以應對不穩定的市場。提出了一種幫助管理者評估成本的方法，即延期生產，將為中國制造業供應鏈中的實施延期策略提供一個科學依據。

本文通過構建了延期策略實施前后的制造業供應鏈的成本模型，通過實際的服裝制造業供應鏈的數據對模型進行驗證，計算結果表明，當采用關鍵參數：總需求量大于35580，原材料數量大于4，庫存成本率大于0.14，并且需求標準差，訂貨超前期和安全庫存非常大時，延期策略實施后的成本模型優于延期策略實施前成本模型。因此，延期策略在降低制造業供應鏈的庫存和固定生產成本上非常有效，在一定條件下可降低成本，能迅速滿足顧客的需求，中國制造業供應鏈中可以廣泛采用延期策略，來提高中國制造業的產品競爭力。

[1]金立印.服務供應鏈管理、顧客滿意與企業績效[J].中國管理科學,2006,14(2).

[2]Martin Christopher,Helen Peck.Managing Logistics in Fashion Mar?kets[J].International Journal of Logistics Management,1997,8(2).

[3]Alderson W.Marketing Efficiency and the Principle of Postponement[J].Cost and Pronto Outlook,2003,3(2).

[4]王力虎,盛昭瀚,陳國華.企業滿意與供應鏈企業特征[J].中國管理科學,2003,11(6).

[5]陳清華,張玉林.基于幾何規劃的兩級供應鏈生產與定價聯合優化[J].管理學報,2010,4(7).

[6]Ricardo Ernst,Bardia Kamrad.Evaluation of Supply Chain Structures through Modularization and Postponement[J].European Journal of Op?erational Research,2000,124(3).

[7]Lee HL,Sasser MM.Product Universality and Sesign for Supply Chain Management Production Planning&Control[J].The Manage?ment of Operations,1995,6(3).

[8]Hau L.Lee,Christopher S.Tang.Modeling the Costs and Benefits of Delayed Product Differentiation[J].Management Science，1997,43(1).