考慮無轉(zhuǎn)移支付的VMI系統(tǒng)Pareto改進(jìn)

劉永軍，王海蘭，石紅霞（軍事交通學(xué)院，天津 300161）

0 引言

VMI（Vendor-managed Inventory）作為一種先進(jìn)的供應(yīng)鏈運(yùn)營模式，是指以供應(yīng)商和買方雙方都能獲得最低成本為目的，遵守一個(gè)共同的協(xié)議，由供應(yīng)商管理庫存，并不斷監(jiān)督協(xié)議的執(zhí)行情況和修正協(xié)議內(nèi)容，使庫存管理得到持續(xù)改進(jìn)的合作性策略[1]。VMI作為一種全新的庫存管理策略，能夠有效增強(qiáng)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)性和提高供應(yīng)鏈績效[2]。研究和實(shí)踐表明，VMI能降低供應(yīng)鏈和買方的庫存成本[3]，供應(yīng)商之所以愿意接受買方的委托積極實(shí)施VMI，是期望通過VMI實(shí)現(xiàn)VMI系統(tǒng)的Pareto改進(jìn)，使自身的收益有所提高。Pareto改進(jìn)是指在不減少一方的福利時(shí)，通過改變現(xiàn)有的資源配置而提高另一方的福利[4]。在VMI系統(tǒng)中，供應(yīng)商承擔(dān)了買方的庫存管理及需求預(yù)測分析的成本與責(zé)任，然而，成本、責(zé)任卻與利益分配不成比例，買方幾乎壟斷了VMI系統(tǒng)的全部收益。尤其是在國內(nèi)一些實(shí)際的供應(yīng)鏈系統(tǒng)中，如像建筑施工企業(yè)類的項(xiàng)目型企業(yè)，由于其靠近市場而具有較強(qiáng)的討價(jià)還價(jià)能力，常常不用通過轉(zhuǎn)移支付來激勵(lì)供應(yīng)商實(shí)施VMI卻仍舊有一些供應(yīng)商在積極地為其實(shí)施VMI，難道這些供應(yīng)商能承受額外的庫存成本增加所造成的經(jīng)濟(jì)損失嗎？作為經(jīng)濟(jì)行為的有限理性，即使在各種約束條件限制下，企業(yè)的根本目的仍然是追求自身利益的最大化，否則，企業(yè)就沒有進(jìn)行利潤生產(chǎn)的動(dòng)機(jī)。因此，這些供應(yīng)商必然是在無轉(zhuǎn)移支付情況下實(shí)施了VMI系統(tǒng)Pareto改進(jìn)的可行策略。

現(xiàn)有的文獻(xiàn)研究通常是通過建立VMI協(xié)調(diào)機(jī)制來實(shí)現(xiàn)VMI系統(tǒng)Pareto改進(jìn)的。蔡建湖等分析了一個(gè)基于收益分享契約的VMI模型，分析了零售商向供應(yīng)商支付剩余補(bǔ)貼時(shí)的契約模型，研究發(fā)現(xiàn)，引入剩余補(bǔ)貼參數(shù)，在一定的區(qū)域內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)VMI系統(tǒng)利潤的Pareto改進(jìn)[5]。劉鵬飛等通過收益共享機(jī)制下的不同模型分析，認(rèn)為Nash協(xié)商模型既可使VMI系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)，又可以使零售商和供應(yīng)商收益得到很大改善[6]。曹武軍等建立了價(jià)格敏感的外部需求下收入共享契約協(xié)調(diào)VMI[7]。Yu等研究了供應(yīng)商處于主導(dǎo)地位的VMI系統(tǒng)Stackelberg博弈模型，發(fā)現(xiàn)在均衡條件下供應(yīng)商能夠獲取甚至獨(dú)享這一模式所創(chuàng)造的利潤[8]。吳建祖和劉錦研究了不確定條件下VMI供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的期權(quán)合約，發(fā)現(xiàn)引入期權(quán)合約能使供應(yīng)商獲取更大比例的利潤，零售商的訂購期權(quán)能幫助零售商規(guī)避缺貨風(fēng)險(xiǎn)和增加利潤[9]。劉志學(xué)等將解決多人合作博弈問題的Shapley值方法用于因VMI合作而產(chǎn)生的利益分配問題，提出了一種使供應(yīng)鏈各方都能從VMI集成中獲得庫存成本降低且兼顧公平的成本分擔(dān)方案，并用算例加以驗(yàn)證[10]。Gerchak等構(gòu)建了特殊的VMI模型，基于收益共享比例對供應(yīng)商和零售商的收益進(jìn)行了分配[11]。這些VMI協(xié)調(diào)性策略的實(shí)施最終取決于供應(yīng)商在VMI系統(tǒng)中的地位，在實(shí)力強(qiáng)大的買方主導(dǎo)的VMI系統(tǒng)中，收益共享是很難實(shí)現(xiàn)的，供應(yīng)商的受益程度大多是不確定的。

本文以實(shí)現(xiàn)VMI系統(tǒng)Pareto改進(jìn)的轉(zhuǎn)移支付作為博弈均衡點(diǎn)，建立了分散供應(yīng)鏈和集成VMI供應(yīng)鏈的庫存成本模型，研究物流供應(yīng)商在項(xiàng)目型企業(yè)不提供轉(zhuǎn)移支付的條件下，通過業(yè)務(wù)延伸策略直接為項(xiàng)目型企業(yè)提供項(xiàng)目所需的終端產(chǎn)品所產(chǎn)生的成本優(yōu)勢如何減少庫存成本增加所造成的損失，同時(shí)增加自身收益，即實(shí)現(xiàn)VMI系統(tǒng)下的Pareto改進(jìn)。本文物流供應(yīng)商的業(yè)務(wù)延伸策略可定義為：通過改變和優(yōu)化現(xiàn)有的資源配置形成核心業(yè)務(wù)能力，并將這種核心業(yè)務(wù)能力延伸到下游企業(yè)內(nèi)部，低成本高質(zhì)量地完成原本屬于下游企業(yè)通過自我服務(wù)策略來實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)（如終端產(chǎn)品加工和服務(wù)等）。相對于自我服務(wù)策略，下游企業(yè)并沒有因?yàn)樯嫌纹髽I(yè)實(shí)施業(yè)務(wù)延伸策略而支付額外的成本，所以，這種業(yè)務(wù)延伸策略不同于業(yè)務(wù)外包，因?yàn)闃I(yè)務(wù)外包通常是需要委托方向代理方支付業(yè)務(wù)外包費(fèi)用的。

1 基本假設(shè)及參數(shù)說明

考慮由一個(gè)物流供應(yīng)商和一個(gè)項(xiàng)目型企業(yè)組成的兩級VMI供應(yīng)鏈，單一產(chǎn)品情形，基本假設(shè)如下：

（1）項(xiàng)目型企業(yè)需求與補(bǔ)貨提前期確定，由于缺貨必將影響項(xiàng)目工期及相關(guān)事項(xiàng)的開展，所以，假定不允許缺貨。

（2）總成本只考慮庫存持貨成本及訂貨成本，不考慮送貨成本。

（3）項(xiàng)目型企業(yè)采用自我服務(wù)策略獲取項(xiàng)目所需終端產(chǎn)品時(shí)，物流供應(yīng)商和項(xiàng)目型企業(yè)組成的分散供應(yīng)鏈沒有實(shí)施VMI，供應(yīng)鏈為項(xiàng)目型企業(yè)主導(dǎo)型，物流供應(yīng)商根據(jù)項(xiàng)目型企業(yè)的經(jīng)濟(jì)訂貨批量進(jìn)行中間產(chǎn)品的庫存。

（4）庫存成本建模考慮兩種情況：項(xiàng)目型企業(yè)采用自我服務(wù)策略獲取項(xiàng)目所需終端產(chǎn)品的情況下，物流供應(yīng)商和項(xiàng)目型企業(yè)均不實(shí)施VMI；物流供應(yīng)商采用業(yè)務(wù)延伸策略為項(xiàng)目型企業(yè)提供項(xiàng)目所需終端產(chǎn)品的情況下，物流供應(yīng)商與項(xiàng)目型企業(yè)均實(shí)施 VMI。

（5）為了減少VMI所產(chǎn)生的額外庫存成本和處于強(qiáng)勢地位的項(xiàng)目型企業(yè)不愿意因?yàn)閂MI提供轉(zhuǎn)移支付所造成的經(jīng)濟(jì)損失，物流供應(yīng)商必須盡可能地通過業(yè)務(wù)延伸策略實(shí)現(xiàn)終端產(chǎn)品的成本領(lǐng)先優(yōu)勢。

（6）終端產(chǎn)品的市場價(jià)格是一個(gè)固定值，物流供應(yīng)商提高的終端產(chǎn)品價(jià)格不能大于項(xiàng)目型企業(yè)通過自我服務(wù)策略獲取終端產(chǎn)品的成本，項(xiàng)目型企業(yè)加工終端產(chǎn)品的成本信息對物流供應(yīng)商而言是完全信息，而物流供應(yīng)商加工終端產(chǎn)品的成本信息對項(xiàng)目型企業(yè)而言是不完全信息，但無論哪個(gè)企業(yè)提供終端產(chǎn)品，其單位成本都必須小于市場價(jià)格。

模型參數(shù)說明如下：

SB：項(xiàng)目型企業(yè)的單位訂貨成本；

SS=xSB：物流供應(yīng)商的單位訂貨成本，單位訂貨成本比x＞0；

HB：項(xiàng)目型企業(yè)的單位持貨成本；

HS=yHB：物流供應(yīng)商的單位持貨成本，單位持貨成本比y＞0；

Q：訂貨量；

d：產(chǎn)品年需求量；

TC：庫存成本；

CS：業(yè)務(wù)延伸策略下物流供應(yīng)商加工終端產(chǎn)品的單位成本；

CB：自我服務(wù)策略下項(xiàng)目型企業(yè)加工終端產(chǎn)品的單位成本，CB＞CS；

z：收益共享機(jī)制下買方提供的轉(zhuǎn)移支付成本。

2 庫存成本模型及分析

2.1 分散供應(yīng)鏈

（1）項(xiàng)目型企業(yè)的補(bǔ)貨策略及庫存成本

項(xiàng)目型企業(yè)采用自我服務(wù)策略獲取項(xiàng)目所需的終端產(chǎn)品時(shí)，為保證終端產(chǎn)品加工的連續(xù)性就必須擁有中間產(chǎn)品的庫存。為了保證庫存管理成本的最小化，項(xiàng)目型企業(yè)通常采用經(jīng)濟(jì)訂貨批量訂貨，其經(jīng)濟(jì)訂貨批量為：

則項(xiàng)目型企業(yè)的庫存成本為：

（2）物流供應(yīng)商的補(bǔ)貨策略及庫存成本

假定項(xiàng)目型企業(yè)的產(chǎn)品需求信息是完全信息，物流供應(yīng)商根據(jù)項(xiàng)目型企業(yè)的經(jīng)濟(jì)訂貨批量進(jìn)行訂貨以實(shí)現(xiàn)其庫存成本最小化，則其庫存成本為：

（3）分散供應(yīng)鏈的庫存總成本

2.2 集成VMI供應(yīng)鏈

物流供應(yīng)商通過業(yè)務(wù)延伸策略為項(xiàng)目型企業(yè)提供項(xiàng)目所需的終端產(chǎn)品時(shí)，項(xiàng)目型企業(yè)就不必再對中間產(chǎn)品進(jìn)行庫存，VMI系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)，則該集成VMI供應(yīng)鏈的庫存成本為：

為了保證此集成VMI供應(yīng)鏈的庫存成本最小，物流供應(yīng)商仍舊采用經(jīng)濟(jì)訂貨批量訂貨，其經(jīng)濟(jì)訂貨批量為：

將式（6）代入式（5）得此集成VMI供應(yīng)鏈的庫存總成本為：

2.3 模型分析

命題一：VMI降低了供應(yīng)鏈的庫存總成本。

因?yàn)椋?+x）+（1+y）=［（1+x ）1/2］2+［（1+y ）1/2］2≥2（ 1+x）1/2·（1+y ）1/2，所以，TCSC≥TCVSC，即VMI使供應(yīng)鏈的庫存總成本降低，表明VMI能提高供應(yīng)鏈績效和降低供應(yīng)鏈運(yùn)作成本。只有當(dāng)x=y時(shí)，才會(huì)有TCSC=TCVSC。

命題二：如果［（1+x）1/2－（1+y ）1/2］2≥2成立，VMI降低了物流供應(yīng)商的庫存成本，實(shí)現(xiàn)了VMI系統(tǒng)的Pareto改進(jìn)，雙方具有合作的基礎(chǔ)。

因?yàn)?［（1+x）1/2－（1+y ）1/2］2≥2，所以，x+y≥2（ 1+x）1/2·（1+y ）1/2，即，表明物流供應(yīng)商通過VMI降低了自身的庫存成本，這樣，處于強(qiáng)勢地位的項(xiàng)目型企業(yè)也可以不必提供轉(zhuǎn)移支付而獨(dú)自享受VMI所帶來的全部收益，而這可能并不影響物流供應(yīng)商實(shí)施VMI的積極性。

理論上［（1+x）1/2－（1+y ）1/2］2≥2可能成立，實(shí)踐中的物流供應(yīng)商該采取什么樣的方法才能保證［（1+x）1/2－（1+y ）1/2］2≥2 呢？物流供應(yīng)商可以通過改變單位訂貨成本比x與單位持貨成本比y的大小關(guān)系來實(shí)現(xiàn)上述不等式的成立。

策略一是物流供應(yīng)商采用業(yè)務(wù)延伸策略實(shí)現(xiàn)集中化的批量采購，減少訂貨總量和訂貨次數(shù)以降低訂貨成本，項(xiàng)目型企業(yè)受庫存場地和加工能力的約束，其單位訂貨成本可能是一個(gè)常數(shù)，因此，單位訂貨成本比x趨于減小；策略二是物流供應(yīng)商通過節(jié)省材料，縮短庫存時(shí)間，降低持貨總成本，其單位持貨成本HS也得以減少，從而使單位持貨成本比y趨于減小。

設(shè)x'=（1+x）1/2，y'=（1+y）1/2，則［（1+x）1/2－（1+y ）1/2］2≥2 變?yōu)椋?/p>

實(shí)踐證明，相對于項(xiàng)目型企業(yè)的庫存管理人員而言，由于物流供應(yīng)商擁有專業(yè)化的設(shè)備和專業(yè)知識性較強(qiáng)的庫存管理人員，運(yùn)營效率較高，會(huì)出現(xiàn)HS≤HB的情況，即單位持貨成本比0＜y≤1，這也是物流供應(yīng)商積極通過業(yè)務(wù)延伸策略實(shí)施VMI的根本原因。根據(jù)0＜y≤1得1＜y'=（1+y ）1/2，那么，x'與y'的可行域就可以由圖1中的陰影部分表示。

根據(jù)圖1的可行域可得：

圖1 x'與y'的可行域

命題三：如果［（1+x）1/2－（1+y ）1/2］2＜2，VMI導(dǎo)致了物流供應(yīng)商的庫存成本增加，這顯然會(huì)挫傷供應(yīng)商參與VMI合作的積極性。

因?yàn)?［（1+x）1/2－（1+y ）1/2］2＜2，所以，x+y＜2（ 1+x）1/2·（1+y ）1/2，即，這表明物流供應(yīng)商因?yàn)閷?shí)施VMI導(dǎo)致自身庫存成本增加。

企業(yè)是有限理性的，追求成本最小化或利潤最大化是企業(yè)的根本目的，既然物流供應(yīng)商不能從處于強(qiáng)勢地位的項(xiàng)目型企業(yè)手中獲取一定的轉(zhuǎn)移支付來彌補(bǔ)因VMI庫存成本增加所造成的經(jīng)濟(jì)損失，物流供應(yīng)商為何又在實(shí)踐中通過業(yè)務(wù)延伸策略實(shí)施VMI呢？其間必然存在收益補(bǔ)償。

收益共享機(jī)制下零售商將一定比例的收益作為轉(zhuǎn)移支付提供給實(shí)施VMI的供應(yīng)商以補(bǔ)償VMI導(dǎo)致庫存成本增加所造成的損失，從而提高了供應(yīng)商實(shí)施VMI的積極性，基于這一協(xié)調(diào)策略的可行性，本論文就以買方和供應(yīng)商通過博弈達(dá)成的可行成本組合（z,T CVSC-z）作為均衡點(diǎn)，研究物流供應(yīng)商通過終端產(chǎn)品的成本領(lǐng)先優(yōu)勢來彌補(bǔ)VMI所造成的經(jīng)濟(jì)損失。如果能達(dá)到上述均衡點(diǎn)或合作雙方各自所支付的成本均低于該均衡點(diǎn)的成本，物流供應(yīng)商有參與VMI合作的積極性，VMI系統(tǒng)的Pareto改進(jìn)得以實(shí)現(xiàn)。

計(jì)算可得：

因此，物流供應(yīng)商提供終端產(chǎn)品所產(chǎn)生的成本領(lǐng)先優(yōu)勢必須滿足以下條件：

計(jì)算可得：

在［（1+x）1/2－（1+y ）1/2］2＜2的情況下，如果處于強(qiáng)勢地位的項(xiàng)目型企業(yè)獨(dú)享了VMI的全部收益，通過業(yè)務(wù)延伸策略實(shí)施VMI的物流供應(yīng)商期望實(shí)現(xiàn)VMI系統(tǒng)的Pareto改進(jìn)，就必須滿足不等式（15），這樣，物流供應(yīng)商通過業(yè)務(wù)延伸策略創(chuàng)造終端產(chǎn)品的成本優(yōu)勢既能規(guī)避VMI的成本增加值所造成的經(jīng)濟(jì)損失，又能繼續(xù)維持實(shí)施業(yè)務(wù)延伸策略之前的收益，同時(shí)又使項(xiàng)目型企業(yè)節(jié)省了自我服務(wù)策略下的庫存成本和加工設(shè)備的投資，提高了供應(yīng)鏈的運(yùn)作效率，加強(qiáng)了VMI系統(tǒng)的合作。

3 實(shí)例分析

為了進(jìn)一步驗(yàn)證業(yè)務(wù)延伸策略對實(shí)現(xiàn)VMI系統(tǒng)Pareto改進(jìn)是有效的，本文將業(yè)務(wù)延伸策略下物流供應(yīng)商對建筑用成型鋼筋庫存與加工所產(chǎn)生的成本與自我服務(wù)策略下項(xiàng)目型企業(yè)在現(xiàn)場對成型鋼筋庫存與加工所產(chǎn)生的成本進(jìn)行比較，如表1所示。

表1 庫存與加工成本表

由表1可知，下游建筑施工企業(yè)通過自我服務(wù)策略在現(xiàn)場加工成型鋼筋導(dǎo)致物流供應(yīng)商無法實(shí)施VMI，物流供應(yīng)商和項(xiàng)目型企業(yè)都不得不擁有各自的庫存，物流供應(yīng)商提供的鋼筋存在重復(fù)庫存，而且，由于現(xiàn)場加工成型鋼筋存在較高的材料損耗率，鋼筋的購買量和庫存量相應(yīng)加大，購買成本和庫存成本也相應(yīng)加大，物流供應(yīng)商和項(xiàng)目型企業(yè)組成的兩層供應(yīng)鏈中的庫存成本與加工成本將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于380元/噸，庫存與加工資源存在嚴(yán)重的浪費(fèi)。物流供應(yīng)商通過業(yè)務(wù)延伸策略為項(xiàng)目型企業(yè)提供成型鋼筋和安裝服務(wù)等業(yè)務(wù)使物流供應(yīng)商有機(jī)會(huì)實(shí)施VMI，終端產(chǎn)品和服務(wù)所產(chǎn)生的成本優(yōu)勢減少了中間產(chǎn)品的購買與庫存數(shù)量，幫助項(xiàng)目型企業(yè)規(guī)避了中間產(chǎn)品與終端產(chǎn)品的庫存成本、加工設(shè)備租賃成本、場地租賃成本及現(xiàn)場管理成本等的發(fā)生，也彌補(bǔ)了物流供應(yīng)商實(shí)施VMI導(dǎo)致庫存成本增加所造成的損失，還額外增加了物流供應(yīng)商的利潤，這額外增加的利潤（155元/噸）提高了集成VMI供應(yīng)鏈的績效和供應(yīng)商的績效，受利益的驅(qū)動(dòng)，物流供應(yīng)商與項(xiàng)目型企業(yè)參與VMI合作的積極性增加。

4 結(jié)論

本文以買方激勵(lì)供應(yīng)商參與VMI合作所提供的轉(zhuǎn)移支付作為博弈均衡點(diǎn)，研究了物流供應(yīng)商通過業(yè)務(wù)延伸策略實(shí)現(xiàn)終端產(chǎn)品加工成本優(yōu)勢，將自我服務(wù)策略下的終端產(chǎn)品加工成本與業(yè)務(wù)延伸策略下的終端產(chǎn)品加工成本的差值同庫存模型中的轉(zhuǎn)移支付成本進(jìn)行比較，結(jié)果表明，物流供應(yīng)商的業(yè)務(wù)延伸策略所創(chuàng)造的成本領(lǐng)先優(yōu)勢既能彌補(bǔ)無轉(zhuǎn)移支付條件下VMI庫存成本增加對物流供應(yīng)商所造成的經(jīng)濟(jì)損失，又能增加物流供應(yīng)商的收益，還能幫助項(xiàng)目型企業(yè)規(guī)避庫存成本及與加工終端產(chǎn)品相關(guān)的設(shè)備成本、管理成本等，并且業(yè)務(wù)延伸策略所創(chuàng)造的產(chǎn)品成本優(yōu)勢越明顯，供應(yīng)商對VMI系統(tǒng)的Pareto改進(jìn)水平就越高，最后通過實(shí)例加以驗(yàn)證。

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