基于SD 的日常快速消費品供應鏈CPFR 模式研究

王明葆，余 依

（北京物資學院，北京 101149）

WANG Ming-bao,YU Yi

(Beijing Wuzi University,Beijing 101149,China)

快速消費品時時刻刻出現在人們的身邊，包括包裝的食品、個人衛生用品、煙酒類和飲料。它們之所以被稱為快速，是因為首先是日常用品，它們依靠消費者高頻次和重復的使用與消耗，通過規模的市場量來獲得利潤和價值的實現，典型的快速消費品包括日化用品、食品飲料、煙酒等；藥品中的非處方藥通常也可以歸為此類。與快速消費品概念相對應的是“耐用消費品”，通常使用周期較長，一次性投資較大，包括（但不限于）家用電器、家具、汽車等。快速消費品的供應鏈具有產品周轉周期短，種類繁雜，進入市場通路寬而短，市場附近設有零售商和分公司的庫存等特點。這決定了快速消費品受市場需求變化影響會較大。本文主要討論的是貼近居民消費的日常快速消費品。

CPFR（Collaborative Planning Forecasting and Replenishment），稱為協同式供應鏈庫存管理，也叫協同規劃、預測與補貨[1]。是一種協同式的供應鏈庫存管理技術，它在降低銷售商存貨量的同時，也增加了供應商的銷售額。它本質上強調供應商、批發商、零售商之間要保證協調一致[2]。通過應用規劃、預測、補貨等方法管理庫存，供應鏈上每一節點企業都能通過電子信息平臺獲得準確的市場信息和庫存狀態信息，使得企業可以更好地去管理自己的庫存，并對需求作出更加準確的預測[3]。金姣等[4]提出供應鏈中信息共享成本、渠道沖突、共享信息的動態性等因素的制約。宋曉欣[5]等提出在快速消費品行業供應鏈實施信息共享會帶來一系列風險，如隱匿核心信息帶來的風險及實施信息共享成本增加等。

1 系統動力學仿真模型的構建及分析

1.1 系統邊界及建模

根據快速消費品供應鏈的情況，大致可以描述為三階系統動力學模型，為方便描述將模型分為三個模塊來看：

供應商模塊：供應商發貨率、供應商庫存、供應商庫存調整、供應商期望庫存、供應商的需求預測、生產率。

批發商模塊：批發商發貨率、批發商在途庫存、批發商庫存、批發商庫存調整、批發商收貨率、批發商期望庫存、批發商訂單完成率、批發商需求預測。在CPFR 模式下，零售商接到市場訂單后，立刻從倉庫發貨滿足市場需求，但庫存量不足以滿足市場訂單時，零售商會發生缺貨，并向上游申請補貨，當貨物補充到庫存時，零售商再將貨物補發給市場。零售商根據每天的需求信息制定需求預測和期望庫存水平，獲取信息調整零售商庫存。通過網絡平臺，批發商可以及時獲取市場需求信息和零售商的庫存水平，這樣批發商就能及時地調整零售商的庫存。同時，批發商要對本身的庫存進行管理，批發商根據下游的需求制定自己的需求預測和期望庫存水平。在CPFR 模式下，高度的信息共享使得供應商可以獲取下游企業的庫存信息，當批發商補貨給下游零售商后，供應商也可以根據批發商的庫存變化及時地對批發商的庫存進行補貨。

通過網絡平臺獲取的信息，供應商可以通過批發商庫存調整信息了解批發商庫存情況，當發生庫存不足時，供應商能及時地補貨給批發商。

在CPFR 模式下，供應商同樣可以獲取零售商的銷售和庫存信息，供應商的庫存量只需要保持在能夠滿足零售商的銷售需求即可，所以供應商可以降低自身的期望庫存和對下游的需求的預測，在每次供應商發貨給下游批發商后，供應商對庫存調整水平和生產率進行調整，使得生產量可以滿足供應商的期望庫存。

根據以上分析構建系統動力學流圖如圖1 所示：

圖1 快速消費品供應鏈CPFR 模式圖

1.2 系統動力學模型重要參數

（1）INITIAL TIME=30。

（2）FINAL TIME=100。

（3）TIME STEP=0.5。

（4）產成品庫存=INTEG（+生產率-供應商收貨率，0）。

（5）供應商庫存=INTEG（+供應商收貨率-批發商訂單完成率，平均需求*供應商庫存調整周期）。

（6）供應商庫存調整=IF THEN ELSE（產成品庫存+供應商庫存＜供應商期望庫存，供應商期望庫存-供應商庫存-產成品庫存+零售商缺貨積壓，0）。

（7）批發商庫存調整=IF THEN ELSE（批發商庫存+批發商在途庫存＜批發商期望庫存，批發商期望庫存-批發商庫存-批發商在途庫存+零售商缺貨積壓，0）。

（8）供應商的需求預測=IF THEN ELSE（Time＜供應商庫存調整周期，（市場的需求積累/Time）*供應商補貨時間，市場的需求積累-SMOOTH3（市場的需求積累，供應商補貨時間））。

（9）批發商期望庫存=批發商需求預測+1.64*SQRT（批發商補貨時間）*市場需求標準偏差。

（10）批發商補貨時間=28。

（11）批發商庫存=INTEG（+批發商收貨率-零售商訂單完成率，批發商庫存調整周期*平均需求）。

（12）批發商在途庫存=INTEG（供應商發貨率-批發商收貨率，0）。

（13）零售商補貨時間=9。

（14）零售商期望庫存=零售商需求預測+1.64*SQRT（零售商補貨時間）*市場需求標準偏差。

（15）零售商需求預測=IF THEN ELSE（Time＜零售商庫存調整周期，（市場的需求積累/Time）*零售商補貨時間，市場的需求積累-SMOOTH3（市場的需求積累，Time-零售商補貨時間））。

（16）零售商庫存調整周期=7。

（17）市場需求標準偏差=10。

（18）批發商發貨率=DELAY1（零售商訂單完成率，運輸延遲1）。

（19）零售商庫存=INTEG（+批發商發貨率-銷售率，平均需求*零售商庫存調整周期）。

（20）零售商庫存調整=IF THEN ELSE（零售商庫存＜零售商期望庫存，零售商期望庫存-零售商庫存+零售商缺貨積壓，0）。

（21）零售商缺貨積壓=IF THEN ELSE（零售商庫存＞市場訂單和零售商缺貨積壓，0，市場訂單和零售商缺貨積壓-零售商庫存）。

（22）市場訂單和零售商缺貨積壓=INTEG（市場訂單-零售商訂單執行率，0）。

（23）市場的需求積累=INTEG（市場需求，0）。

（24）實際需求=平均需求*test。

（25）批發商收貨率=DELAY1（批發商在途庫存，運輸延遲2）。

（26）供應商發貨率=批發商訂單完成率。

（27）供應商收貨率=DELAY1（產成品庫存，運輸延遲）。

（28）批發商訂單完成率=MIN（供應商庫存，批發商庫存調整）。

（29）生產率=供應商庫存調整。

（30）銷售率=MIN（市場訂單和零售商缺貨積壓，零售商庫存）。

1.3 模型仿真運行結果及分析

根據上面構建的模型，用系統動力學仿真軟件Vensim ple5.6a 進行仿真分析，并用輸入輸出功能將CPFR 模式下供應鏈各節點企業的庫存表現展現在圖中，如圖2：

圖2 仿真結果圖

根據仿真結果可知，如下表現：（1）各節點庫存變化趨勢沒有特別明顯的延遲現象。（2）各節點庫存并沒有特別明顯的逐級放大過程，也就是說整個快消品供應鏈的牛鞭效應在采用CPFR 模式下沒有特別明顯。（3）供應商庫存從30 到100 天內庫存穩定，100 到160 天之間庫存波動較大這是由于受下游批發商和零售商庫存波動共同作用的結果，此后基本穩定，直到190 天后才有明顯下降趨勢。（4）批發商庫存從90 到200 天之間一直處于較大范圍的波動，這與快消產品末端對應零散客戶而直接由零售商傳遞到批發商的結果，所以在此模式下應格外注意批發商庫存調整和需求預測。（5）零售商相比于批發商和供應商庫存波動明顯遲緩，而且個別節點時間庫存突增較大，表現了日常快速消費品中可能受某些節假日影響的情況。

2 總結

本文通過分析快速消費品供應鏈的實際情況，運用系統動力學仿真軟件建立了Vensim 仿真模型，貼近現實地模擬了快速消費品供應鏈運用CPFR 模式的情形。通過仿真結果發現，CPFR 模式的運用確實會給快消品供應鏈帶來益處，但對于像批發商和零售商某些時間節點的庫存波動等問題還應進一步研究和關注。

[1]廖諾，吳菊華.多級供應鏈下的CPFR 系統動力學建模和仿真研究[J].物流工程與管理，2010(8):143-145.

[2]Kazim Sari.On the benefits of CPFR and VMI:A comparative simulation study[J].International Journal of Production Economics,2008,113(2):575-586.

[3]劉彥輝，張悟移.基于CPFR 供應鏈的合作任務和運作流程研究[J].物流科技，2006(4):70-73.

[4]金姣，閆欣欣.快速消費品行業供應鏈信息共享激勵策略研究[J].物流技術，2008(3):80-83.

[5]宋曉欣，孫順.快速消費品企業供應鏈的風險識別與控制[J].中國物流與采購，2013(11):68-69.