DOI-CHANG咖啡的多級庫存供應鏈研究

Phatcharida Dindan

（西南交通大學 運輸與物流學院,四川 成都 611756）

1 引言

Doi-Chang村種植咖啡已有20多年的歷史了，咖啡生產基地和農田位于泰國Wavee區、Mae Suai區和清萊，其咖啡研究商業用地位于泰國的Wavee 區。Doi-Chang 的咖啡種植園是由普密蓬·阿杜德（King Bhumibol Adulyadej）國王拉瑪九世（Rama IX）的皇家項目發起的。Doi-Chang 咖啡被稱為世界級特產咖啡，Doi Chang Estate是泰國最大的咖啡出口商之一，擁有30%的國內銷售渠道和70%的海外銷售渠道，年收入約20億泰銖。而Arabica咖啡在全國的年產量約為9 000t，幾乎占據了泰國50%的咖啡產量。

因此，對于企業而言，進行庫存管理是必需的，因為庫存是企業進行平穩生產或銷售的可再生資產之一。處理過多的庫存商品很容易對企業造成困擾，無論是高昂的保留成本，或者產品變質過期、陳舊、被盜及丟失，都會導致企業喪失利用庫存和其他物品進行沉沒資金回收的機會。咖啡產品的生產和分銷中必須有有效的產品管理系統、良好的產品存儲方案和較低的管理成本，以適應企業的業務運作。

通常，庫存僅考慮供應鏈中特定部門的業務成本，但是多級庫存管理會考慮供應鏈中每個業務單元，以保持產品最低成本。如果供應鏈的處理系統中某個業務單元出現問題，將影響供應鏈中所有環節上的成員。圖1 展示的是單一庫存管理和多級庫存系統模型。

圖1 單一和多級庫存系統

如圖1所示，單一庫存系統是指庫存中任一存儲產品不會影響到該產品的上游制造或下游銷售，如果某企業只是隨機地將倉庫的產品銷售出去，則其可采用單一庫存系統。而多級庫存管理的思想為整個供應鏈的優化提供了可能，以整體的思想考慮供應鏈中的所有合作伙伴。

下文將通過研究Doi-Chang 咖啡生產的供應鏈源頭，尋找成本最低的供應商，決定訂購量與訂購時間以使庫存管理總成本最低；同時，通過分析供應鏈業務流程中的優勢、劣勢和潛在問題，綜合衡量供應鏈中所有節點的目標，預測未來三年的咖啡市場。

具體地，選取泰國的Doi-Chang咖啡供應鏈進行案例研究，首先應用多級庫存方法，根據庫存量變化靈活指定低成本的采購策略；然后通過SWOT 分析，找出Doi-Chang 咖啡供應鏈的優勢與劣勢及機遇與挑戰；最后利用指數平滑預測法對泰國咖啡市場未來幾年的需求進行預測。

2 Doi-Chang咖啡的多級庫存供應鏈

隨著供應鏈環節越來越復雜，外部環境中的不確定性和風險性越來越高，供應鏈管理面臨著巨大的挑戰，其中最主要的問題是供應鏈中合作伙伴之間如需求、庫存、交貨期等信息應如何協調，以便緩解供應鏈牛鞭效應的影響。Doi-Chang 咖啡的多級庫存供應鏈作業流程如圖2所示。

圖2 Doi-Chang咖啡的多級庫存供應鏈作業流程

由圖2 所知，在Doi-Chang 咖啡供應鏈中，農民種植為供應鏈的生產上游，咖啡焙燒廠為供應鏈的加工中端，咖啡店為最終的消費下游，其中，供應鏈中各節點的周期分別為2周的原料采購、1周的咖啡加工制造和1周的交貨期。

為了更好地優化整個Doi-Chang咖啡供應鏈，需要確定供應鏈下游的訂單需求，即明確Doi-Chang咖啡供應鏈中每個環節的訂購周期和訂購量，以便降低庫存管理總成本。而如圖3所示，生產的合格咖啡產品的重量只有咖啡原料的17%。因此，本文將采用移動平均法預測需求，根據產品的歷史數量需求，對供應鏈各節點的實際需求量進行預測。

3 需求預測

以下將結合2019 年Doi-Chang 咖啡的產品投入產出數據，采用四項移動平均法進行需求預測，獲得Doi-Chang 咖啡供應鏈中每個業務節點的訂單需求（應訂購多少、何時訂購）。

3.1 移動平均法預測需求總量

3.1.1 咖啡店的需求預測。由咖啡店的相關數據進行平滑預測，得到表1 關于咖啡店的需求預測結果，表明咖啡店總需求預測為6 681.25kg/y；圖4 也顯示了咖啡店各時期的預測訂貨量，但是每月的需求量變化波動較大，甚至有時比同期實際需求量還低。

圖3 供應鏈中產品加工過程的重量損失

表1 咖啡店需求預測

圖4 咖啡店訂貨量預測示意圖

3.1.2 咖啡焙燒廠的需求預測。由咖啡焙燒廠的相關數據進行平滑預測，得到表2關于咖啡焙燒廠的需求預測結果，表明咖啡店總需求預測為8 351.59kg/y；圖5 也顯示了焙燒廠各時期的預測訂貨量都比同期實際訂貨量多，整體上的訂貨量變化趨勢較小。

表2 焙燒廠需求預測

圖5 焙燒廠訂貨量預測示意圖

3.1.3 原材料的需求預測。由農民種植咖啡的相關數據進行平滑預測，得到表3關于咖啡原材料的需求預測結果，表明對咖啡原材料需求預測為10 021.89kg/年；圖6 也顯示了關于咖啡原材料各時期的預測訂貨量遠多于同期實際訂貨量，表明咖啡的銷售市場呈良好發展狀態。

3.2 分析預測數據

采用層次庫存分析法，對Doi-Chang咖啡供應鏈中的庫存管理成本數據進行分析，實現Doi-Chang咖啡供應鏈總成本最低的目標。

涉及到的變量如下：

AW-與倉庫補貨相關的固定成本；

AR-零售商補貨的固定成本；

vW-倉庫的單位可變成本或價值項目；

vR-零售商的單位變動成本或項目；

D-確定性需求；

表3 原材料需求預測

圖6 原材料訂貨量預測示意圖

3.2.1 求解零售商補貨數量和倉庫補貨數量（QR，QW）。QR和QW使用庫存水平和存貨估價的通常定義。通過對數據的分析，求解Doi-Chang咖啡供應鏈的QR和QW，獲知咖啡店應該向焙燒廠下單多少Doi-Chang咖啡成品，以及焙燒廠應該向農民采購多少Doi-Chang咖啡原材料。

為了達到庫存單位成本最低的目標，本文將按照以下五個步驟進行。

步驟一：計算n*

如果n*正好是一個整數，則轉到步驟四，n=n*；否則，轉到（步驟四），n=1；然后，繼續步驟二。

步驟二：定義n1和n2

步驟三：評估

即，F(1)＞F(2),n=2

步驟四：計算QR

步驟五：計算QW

因此，咖啡店先向焙燒廠訂購339kg 的烤咖啡豆，當339kg被耗盡時，再次從焙燒廠購買了339kg烤咖啡豆，即焙燒廠需要從農民手中購買678kg的咖啡原材料。

3.2.2 求解零售商補貨的固定成本和零售商的單位變動成本或項目（AR，vR）。首先需要確定零售商數量（n），假設零售商處于合作伙伴關系，則有：

類似于單級問題，根據QR補貨數量，則補貨調整后的固定成本為：

3.2.3 求解相關費用總額TRC（QR、QW）。TRC（QR、QW）表示為Doi Chang咖啡供應鏈總的生產加工以及運輸成本。泰銖/年

因此，咖啡店訂單量為339kg，焙燒廠訂單量為678kg，Doi Chang 咖啡供應鏈最低成本為127 768.30泰銖/年。

3.2.4 求解再次訂貨點(sW,sR)。涉及到的變量如下：

當訂貨提前期等于7天時，2019年部分月份預測量見表4。

表4 2019年部分月份預測量

綜上所述，當焙燒廠的庫存量下降到339kg或更低時，需要訂購678kg 的咖啡原材料；當咖啡店的庫存量降到130kg 或更低時，需要購買339kg 烘焙廠的烘焙咖啡豆。

3.3 Wavee區咖啡的SWOT分析

對Doi-Chang 咖啡供應鏈進行SWOT 分析，根據上文的供應鏈成員關系，本文將研究對象劃分為三個層次，分別為上游咖啡農戶—生產階段，中游咖啡焙燒廠—產品組裝和加工階段，下游咖啡店—產品分銷和營銷階段。

3.3.1 上游（農戶）：咖啡生產階段。對于農民而言，發展咖啡種植的優勢與機遇主要是優越的氣候和地理條件，有皇家項目基金會的專家、高原研究開發院工作人員、政府、私營部門及教育機構的農業知識分子等的技術知識支持。但同時，多變的氣候也會對咖啡生產產生影響，高昂的油價也影響了交貨成本和生產要素，見表5。

表5 Wavee區上游咖啡供應鏈SWOT分析（農民）

3.3.2 中游（焙燒廠）：產品組裝加工階段。在產品裝配和加工方面，咖啡裝配廠和加工廠在控制產品質量方面的優勢體現為大規模使用現代技術，大幅度提高工作效率。但是，目前許多關于咖啡的生產加工標準還存在缺陷，農民達不到裝配廠和加工廠規定的質量和標準，造成加工產品不足，裝配廠和加工廠需要從其他地區購買咖啡產品；并且裝配廠和加工廠的生產和銷售信息也不完整。當然，隨著新技術的不斷發展，咖啡加工廠對咖啡焙燒、脫皮等工藝的處理效率將不斷提升。油價上漲同樣成為影響咖啡裝配商交貨成本和市場銷售產品交貨的威脅，見表6。

表6 Wavee區咖啡供應鏈SWOT分析（焙燒廠）

3.3.3 下游（咖啡店）：產品分銷和營銷。根據咖啡實際的分銷和銷售情況可知，Wavee地區咖啡店的優勢在于擁有特定的品牌，能實現廣泛推廣和多渠道營銷。不足之處在于咖啡產品屬于高端市場的消費，咖啡市場需求不高；同時在了解世界各地的咖啡需求信息方面還比較薄弱。但是，目前國內外對咖啡的消費需求呈增長趨勢，具有廣闊的市場前景。另外，Wavee地區咖啡店營銷的威脅主要體現為咖啡豆本身產量不足和咖啡信息中心的缺失，影響了對外部信息的真實接收；還有高油價影響了運輸成本、較高的稅收政策以及老撾和越南等鄰國市場侵入，見表7。

表7 Wavee區咖啡供應鏈SWOT分析（咖啡店）

3.4 Wavee區的咖啡購買需求預測

運用指數平滑法，采用Doi-Chang有限公司的數據，對Wavee區Doi-Chang咖啡的市場購買需求進行預測。運用2015-2019年的數據預測2020年咖啡購買數量。

預測趨勢指數方程如下所示：

式中，Ft為時間段t 的預測，a 為y 截距，b 為斜率。斜率表示從每個時間段到下一個時間段的加減量。

對于趨勢指數方程的計算，先根據數據將Dt的值改為對數，求解Ln(a)和b，然后計算a值。

因此，得到2015-2019 年Doi-Chang 咖啡分別在Wavee 地區、Mae Suai 地區和清萊的咖啡需求趨勢，見表8，結合圖7可知，各地區的咖啡購買需求呈明顯逐年上漲趨勢。

其中，MAD=平均絕對偏差，MAPE=平均絕對百分比誤差。

利用趨勢指數預測計算MAD 值，絕對變化是找出每年的平均值，然后找出所有五年值的總和，再除以年數，即MAD值=0.006 94，MAPE值=0.011 339 9，見表9。

計算可得在未來3年（2020-2022年）Doi-Chang咖啡在Wavee區的咖啡需求量將逐年增加，見表10。

4 結論和建議

通過選取實際案例Doi-Chang 咖啡，將Doi-Chang咖啡供應鏈的環節進行分解，得到上游農民種植咖啡的生產階段、中游咖啡加工廠的加工裝配階段和下游咖啡店的零售階段，并利用SWOT分析法對這三個階段的優劣勢和機遇與挑戰進行了分析，體現了Doi-Chang 咖啡供應鏈的整體市場競爭的變化情況。根據Doi-Chang 咖啡2019 年真實的運營數據，利用移動平均預測法，找出Doi-Chang 咖啡供應鏈中各業務單元的訂單數量。再根據Doi-Chang 咖啡2015-2019 年的采購數據預測未來市場的咖啡需求，預測了2020-2022 年未來三年中市場對Doi-Chang 咖啡的采購需求，結果表明Doi-Chang 咖啡發展前景良好，市場需求逐年上升。

表8 指數平滑技術法預測2015-2019年采購趨勢

圖7 使用指數平滑技術預測2015-2019年的銷售趨勢

表9 趨勢指數預測的MAD值計算

表10 2020-2022年未來三年咖啡銷售預測