基于供需協同視角的郵輪物流聯合庫存管理研究

（武漢理工大學 交通學院，湖北 武漢 430063）

1 引言

郵輪物流是一項集研發與制造為一體的大型復雜系統工程，從郵輪的制造價值鏈來看，可以分為兩個重要組成部分：一部分是船體，船體即“造船”，包括技術設計、裝備采購、分段建造和組裝、船體總裝、舾裝等環節；另一部分是內飾，內飾則相當于裝修五星級酒店，包括外觀與內飾設計、客艙與各種娛樂設施建造等環節，就好比是建造一座能在海上靈活移動的迪拜帆船酒店一樣[1]。郵輪建造零件大于2 500萬個，所涉及的供應商可能來自不同的國家，因此企業在制造物流中采取何種庫存管理模式并實現供需協同生產、提高企業效益尤其重要。同傳統的庫存管理模式相比，聯合庫存管理對于郵輪建造物流而言，可以為其實現供需協同提供條件和保證，同時促進郵輪制造商和供應商之間的信息交流和協調，提升供應鏈的穩定性，為連續性補貨、快速反應、準時化供貨等創造有利條件。

2 文獻綜述

聯合庫存管理（JMI），就是供應鏈上的各類企業（供應商、制造商、分銷商）通過對消費需求的認識和預測的協調一致，共同進行庫存的管理和控制，利益共享、風險共擔[2]。國內外學者關于庫存管理的研究方法主要有：供應商管理庫存（VMI）、聯合庫存管理（JMI）以及合作計劃、預測與補給（CPFR）。而對供應鏈上庫存問題的研究，大致從生產/配送、生產/庫存、庫存/配送、生產-庫存-配送四個方面展開。20世紀80年代寶潔和沃爾瑪為了消除“牛鞭效應”，共同提出了供應商管理庫存策略，為了進一步解決供應鏈系統中因各個節點企業的相互獨立庫存管理而引起的需求放大問題，提出了聯合庫存管理思想。Peter Chu;；Kun-Jen Chung和 Shaw-Ping Lan[3]提出了供應商和零售商聯合的經濟批量模型，R.M.Hill和M.Omar(2006)[4]對經濟批量模型進行了改進，針對二級供應鏈下單一供應商和單一零售商建立了聯合生產庫存模型。Hariga Gumus&Daghfous[5]分析了單一供應商與多個零售商下的供應商管理庫存，運用混合整數非線性規劃來解決雙方的訂貨周期不同步問題，利用聯合庫存管理實現庫存成本最小化。張歆祺和何靜[6]對食品冷鏈聯合庫存管理模式進行了研究，認為JMI強調供應鏈中合作各方同時參與、共同協商制定庫存計劃，是一種風險分擔的庫存管理技術，達到保障食品安全、提高冷鏈運作效率和降低成本的目的。呂君和丁乙然[7]從成本、提前期和客服水平三個方面對面向閉環供應鏈柔性的聯合庫存管理進行了研究，并數量化分析了聯合庫存降低成本、減少提前期、提高客服水平、提高反應敏捷性。鄧慧[8]通過分析研究了傳統庫存控制模式與供應商管理庫存模式的主要缺陷，重點研究供應鏈環境下的聯合庫存管理模式。劉崢等[9]考慮隨機需求下，研究了二級雙渠道供應鏈獨立庫存模式和聯合庫存模式下制造商及零售商的最優基礎庫存模型和缺貨模型，分析了2種庫存模式的成本。由此可見，針對聯合庫存管理理論的研究較多，但在郵輪制造物流方面的研究尚處于空白。因此，本文將從供需協同角度，分析郵輪物流聯合庫存管理方法及模型。

3 郵輪制造物流庫存管理

郵輪制造物流是指伴隨郵輪生產過程的一切物流活動。包括原材料、中間產品、配件、產成品等一切生產物料的采購、運輸、倉儲、庫存管理、用料管理和供應管理的物流活動。郵輪物流的目標是實現物流活動的低成本和高可靠性。然而，供應鏈環境中，常常存在供應物流的供需不平衡現象，一種是原材料庫存量過高，導致庫存成本上升；另一種是原材料嚴重缺貨，影響準時生產。

郵輪制造物流的特點有：（1）物資投入大，物資成本約占總造價成本的60%-70%。（2）建造周期長。（3）原材料、中間產品和在制品占用大量周轉場地和庫存。郵輪生產所需物料數量巨大，其中需要采購大量的原材料（如鋼材），需求規格多，很難批量訂購同樣規格，要求鋼鐵企業高頻率更換磨具，大大降低了生產效率。郵輪生產企業為了避免缺料停工和保證安全庫存，必然選擇提前訂貨，這就給庫存管理、采購資金帶來巨大壓力。因此，實施聯合庫存管理，有利于尚處于郵輪生產起步期的企業實現庫存管理的專業化，郵輪生產企業自身庫存管理水平也會有質的提高，能實現小規模采購和配送，大大降低供應鏈整體庫存水平，減少資金占用。圖1為郵輪物流JMI模式下的庫存管理模式。

圖1 JMI模式下的庫存管理

供應鏈環境下，郵輪企業與原材料供應商之間的聯合庫存是一種復雜動態過程，郵輪企業的目的是在動態過程即供應與生產過程中使材料庫存保持一個平衡的最優狀態。在此最優狀態下，一方面郵輪企業的生產水平可以達到一個滿意度設定值（如95%），另一方面材料庫存又不是很大，不會占用過多資金，有利于降低材料成本及資金的機會成本。從圖2的聯合庫存動態運作模式可看出，郵輪生產進度對原材料庫存及中間產品庫存起著主導作用。

圖2 聯合庫存動態運作模式

4 模型建立

本文研究的模型是原材料JMI模型，1個郵輪生產企業對n個原材料供應商，假定供應鏈中供需雙方達成戰略伙伴關系，愿意彼此合作，分享信息，共擔風險，組成一個聯合庫存。基于此假定，構建一個供需協同環境下的聯合庫存模型，目的在于給郵輪生產企業提供庫存管理決策。

假設條件：

（1）郵輪生產企業和各原材料供應商是獨立的，各原材料供應商之間是獨立的；

（2）供需關系是穩定的；

（3）在郵輪制造周期過程中，郵輪企業對材料的需求是穩定連續發生的；

（4）郵輪企業連續檢查庫存，不允許有缺貨現象，故不考慮缺貨成本；

（5）郵輪企業的訂貨成本、運輸成本和保護成本只與訂購次數有關。

郵輪生產企業和材料供應商采取不允許缺貨且瞬時到貨的EOQ模型。在以上假設下，EOQ模型中庫存變化如圖3所示。Q為最大庫存量，q為最小庫存量，不發生缺貨，庫存按固定需求率D減少。當庫存降到訂貨點R時，發出訂貨Q*，經過一個固定的訂貨提前期L，新一批訂貨Q*到達（訂貨剛好在庫存變為0時到達），庫存量立即到達Q。

4.1 傳統獨立庫存模型

在傳統庫存管理模式下，郵輪生產企業追求自身利益最大化，即總庫存持有成本最小化。

庫存總成本=庫存持有成本+訂貨成本

其中，庫存持有成本（庫存保管費用）是維護一定數量庫存所支付的管理人員工資、場地租金、保險費、利息等的總和。

圖3 不允許缺貨的EOQ模型庫存變化

因此單位時間內郵輪生產企業的庫存成本為：

其中Qi為郵輪生產企業向原材料供應商i的經濟訂貨批量；Di為郵輪生產企業對原材料材料供應商i的需求率；K為郵輪生產企業在單位時間內的庫存維持費；Fi為郵輪生產企業向原材料供應商i的單次訂購費用。求得郵輪企業經濟訂貨批量為：

由式（1）、式（2）可求得單位時間郵輪生產企業的最小庫存成本為：

原材料供應商在供應鏈中處于弱勢方，只能被動接受郵輪生產企業經濟訂貨批量，因此單位時間原材料供應商的庫存成本為：

其中，Ki為原材料供應商i在單位時間內的庫存維持費；Wi為材料供應商i的單次生產費用成本。

由式（2）、式（4）可得：

所以，傳統獨立庫存模式下，二級供應鏈的單位時間最小庫存成本為

4.2 聯合庫存模型

在聯合庫存管理模式下，從供需協同角度出發，郵輪生產企業和原材料供應商統一確定庫存量，目的是使郵輪企業庫存成本與供應商成本之和最小，供應鏈利潤最大化，單位時間聯合庫存總成本為：

其中，Qu,i為聯合庫存模式下郵輪生產企業原材料的經濟訂貨批量。

由式（7）可求得：

由式（7）、（8），可得：

5 算例

本文選取郵輪生產中用量較大的原材料鋼板為計算對象，表1是鋼板的供應商參數、郵輪企業參數以及各項成本參數。

表1 參數表

將數據代入模型，可得聯合庫存前單位時間郵輪生產企業的最小庫存成本Cc,min=8 086.34元；原材料供應商1單位時間庫存成本CS1=1 095.67元，原材料供應商2單位時間庫存成本CS2=1 545.37元；則供應鏈庫存總成本C1=10 727.38元。

而實施聯合庫存后3家企業的庫存總成本為C2=8 645.80元，聯合庫存模式下郵輪生產企業原材料的經濟訂貨批量Qu,i=410.69t，單位時間郵輪生產企業的庫存成本為Cc=5 498.06元。

由此可見，JMI模式下供應鏈成本比實施之前降低了19.40%，其中郵輪企業的庫存成本減少幅度最大，達到了32%。

6 結論

近十年來，中國郵輪旅游業發展迅猛，吸引眾多海內外名企關注中國郵輪經濟發展，并紛紛在中國布局。但是中國郵輪產業發展也面臨一些亟待解決的問題，比如郵輪及配套裝備的設計與制造技術。中國相關企業已涉足大型郵輪制造，這給郵輪生產企業的原材料保障帶來新的機遇和挑戰，構建郵輪生產原材料庫存保障體系，在滿足生產的同時提高企業效益，采取何種庫存管理模式是郵輪企業面臨的重大現實課題。文章從供需協同視角，構建了1個郵輪生產企業對n個原材料供應商的聯合庫存管理模型，并通過與獨立庫存模型對比，用實例分析得出郵輪生產企業采取JMI模式能明顯提高其經濟效益及降低整個供應鏈庫存成本，對處于郵輪制造初期階段的中國郵輪生產企業在庫存管理決策方面具有現實指導意義。但是，JMI模型下供應商利益不如之前，供應商和郵輪生產企業之間的利潤分配是下一步研究的方向。