基于JIT－VMI的煤炭企业物资库存控制策略及其评价

2012-11-19汪文生黄绍东

中国矿业大学学报（社会科学版） 2012年4期

汪文生，郭佳，黄绍东

（1．中国矿业大学（北京）管理学院，北京 100083；2．煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京 100083）

煤炭企业生产所需要的辅助材料、设备零部件等物资种类多、价值高、需求量大，物资供应物流成本占到了生产总成本的40%左右。降低物资供应成本，提高供应物流效率和服务水平是保障煤炭企业生产，提高经济效益的重要途径。科学的物资库存控制策略，不仅可以帮助煤炭企业减少库存，降低库存成本，提高企业经营效率，而且有利于避免因物资需求计划不准确影响企业的安全生产［1］。

供应商管理库存（Vendor Management Inventory，VMI）是一种供应链库存管理策略，它是由供应商管理在用户处的库存，或者代表用户持有库存，在用户需要时进行配送的业务模式［2］。为了减少煤炭企业物资采购供应链上的库存，让物资只在需要的时候才能流向下一个节点，实现煤炭物资供应链敏捷、高效和低成本，大型煤炭企业可以基于供应商管理库存策略，通过与供应链上的参与者共享信息，建立适时配送（Just－In－Time，JIT）系统，形成基于JIT－VMI的物资库存管理模式。

一、基于JIT－VMI的煤炭企业物资库存控制策略

VMI的运行结构如图1所示。在VMI模式下，虽然下游企业的库存由供应商进行管理，但下游企业可以将库存作为一项资源来开发应用。从VMI的运行结构看，供应商与下游企业的信息沟通应该是实时的，供应商与下游企业之间交换的信息不仅是库存信息，还包括下游企业的生产计划、需求和采购计划，以及下游企业的补库计划和运输计划等信息［3－4］。

图1 VMI的运行结构

假定一个简单的煤炭企业物资供应链为：煤炭物资供应商、煤炭企业物资公司（多数煤炭企业会设立物资公司管理物资的采购、验收、仓储、配送等）、煤矿。基于JIT－VMI的煤炭企业物资库存控制策略实现模式可以用图2表示。煤炭企业的各个煤矿根据生产计划对所需物资进行估算，并将对物资的需求计划反映给煤炭企业物资公司，煤炭企业物资公司根据现有库存水平与需求信息将补库信息与物资供应商共享，由供应商根据实际情况补充库存，最后由物资公司根据各个煤矿的需求配送至各个煤矿的仓库。

图2 基于JIT－VMI的煤炭企业物资库存控制策略实现模式

在煤炭企业实施基于JIT－VMI的物资库存控制管理模式过程中，对供应商透明各物资使用单位的库存信息是成功的基础。供应商可以随时跟踪和检查物资使用单位的库存状态，从而快速地判断煤炭企业的物资需求变化，相应调整自己的生产状态。通过基于供应链的库存管理信息系统，供应商可以很便捷地了解到煤矿的生产计划、需求计划和采购计划等信息，综合考虑煤炭企业现有的物资库存量、补库计划以及在途物资信息，合理安排生产计划和物资配送［5－7］。

煤炭企业实施基于JIT－VMI的物资库存控制策略的整个流程如图3所示。

图3 基于JIT－VMI的煤炭企业物资库存控制策略运作流程

（1）煤炭企业向供应商发出订货单①；

（2）煤炭企业通过向供应商管理的物资存储仓库发出物资需求信息②得到需要的物资；

（3）供应商被告知煤炭企业的需求和最新的库存水平③；

（4）供应商根据订货点或周期检查策略补充煤炭企业物资存储仓库的库存④；

（5）供应商和煤炭企业结算。

二、煤炭企业JIT－VMI物资库存控制策略评价模型设计

从煤炭企业的角度看，单纯的JIT采购尽管减少了库存水平，但是频繁的小批量采购又增加了煤炭企业的订货成本和运输成本。基于JIT－VMI的物资库存控制策略能有效克服单纯的JIT采购的缺陷，因为在实施JIT－VMI策略后，煤炭企业能够从本地及时得到需要的物资，而不需要任何的库存成本和运输成本［8，9］。很明显基于JIT－VMI的物资库存控制策略有利于煤炭企业，但是对于煤炭企业供应商和整个供应链的影响还需要进一步分析。

本文下面所做的工作就是评价基于JIT－VMI的物资库存控制策略对煤炭企业整个物资供应链的影响（煤炭企业和其供应商）。为了评价采取JITVMI策略对整个煤炭企业物资供应链的影响，首先假设煤炭企业的某种物资供应商有几个客户，其中只有和煤炭企业采用JIT－VMI策略。在JIT－VMI策略框架下，煤炭企业的供应商负责控制和管理煤炭企业物资仓库里的库存。由于采取JIT－VMI策略对煤炭企业物资供应链中没有采用JIT－VMI的购买者（煤矿）的影响不大，因此，在以下的模型中，我们只考虑供应链中煤炭企业及其供应商所发生的物流成本。

假设在采用JIT－VMI策略之前，煤炭企业和其供应商都采用连续检查库存的策略。库存的情况被连续地监控，当库存水平达到订货点时，采用固定订货量方法订货。为了分析上的方便，这里假设供应商和煤炭企业面临的需求是正态分布，具体表示如下：

L0——供应商的提前期（主要指生产）；

K0——供应商的准备成本；

h0——供应商的库存持有成本率；

z0——与供应商期望服务水平相对应的标准正态值；

X1——表示煤炭企业对供应商物资的随机需求；

L1——供应商补充煤炭企业订货的提前期；

K1——煤炭企业的订货成本；

h1——煤炭企业的库存持有成本率；

z1——与煤炭企业物资供应期望服务水平相对应的标准正态值。

在采用连续检查库存策略时，每次所订货的数量为与期望需求相对应的经济订货批量（EOQ），订货点是库存达到确保提前期内缺货的概率小于指定的水平；对于煤炭企业，其经济订货量为Q1＝，再订货点为，因此，在实施JIT－VMI策略以前，煤炭企业的物流成本为：

对于煤炭企业的供应商，其所供应物资的总需求为来自煤炭企业的需求和其他非采用JIT－VMI购买者的需求之和。即，供应商的期望需求为E（X）＝D＝D1＋D0，总需求的方差为因为 X 是由不同购买者对供应商的采购而形成的总需求，因此X假设服从正态分布是合理的。在采取JIT－VMI策略之前，供应商的总成本为［10－13］：

在采用JIT－VMI策略之后，供应商负责管理煤炭企业物资仓库的库存，煤炭企业在需要物资的时候直接从物资仓库领取，而不用承担任何库存成本。这里还假设供应商在煤炭企业物资仓库的库存持有成本率与煤炭企业在实施JIT－VMI之前的库存持有率一样（等于h1），提前期和订货成本和以前一样，只不过这时由供应商负担。因此，在JIT－VMI框架下，供应商承担所有成本，而煤炭企业的成本为零［14－15］。

在采用JIT－VMI策略之后，供应商必须同时维护煤炭企业物资存储仓库的库存和自己仓库的库存（满足其他购买者的需求），为此，供应商可以采用下面两种方法来决定库存控制政策［16］。

（1）采用连续检查策略，分别对两地的库存进行检查。其中煤炭企业物资仓库的库存为了满足煤炭企业的需求，而自己仓库的库存为了满足包括煤炭企业在内的所有需求。此时，供应商的物流成本为：

（2）采用周期检查策略，协同补充两地的库存。在此情况下补充库存的需求通过批量生产来实现。为了补充煤炭企业物资仓库的库存，供应商必须承担订货成本K1和生产准备成本K0。因此，当供应商补充在煤炭企业物资仓库的库存后，补充自己仓库的库存是必要的。供应商在煤炭企业物资仓库的库存补充周期或间隔应该是自己库存补给周期的整数倍数。令供应商在本地的库存检查周期是T0，则在煤炭企业物资仓库的检查周期为n1T0，此时，供应商的成本为：

可以通过选择合适的T0和n1，使供应商的成本最小，对于给定的T0，能计算出最优的n1，在实际中，只有周期检查策略才有意义，例如一天、两天、一周、两周、一个月等。可以通过在所有可能的值内无穷搜索而得到最优的n1。

三、煤炭企业JIT－VMI物资库存控制策略数值分析

1．数值分析计算

下面通过数值分析来评价JIT－VMI策略对煤炭企业物资供应链的影响。在数值分析中，对模型的参数分别取不同的数值。表1是数值分析中固定不变的参数，表2是数值分析中需要变换的参数。表3～表6表示数值分析实验的结果。其中，表3、表4表示在实施JIT－VMI策略后，不同的对整个供应链以及供应商成本的影响。表5～表6表示在实施JIT－VMI策略后，煤炭企业的订货成本对整个供应链以及供应商成本的影响。

表1 数值分析实验中固定的参数

表2 数值分析实验中需要变换的参数

表3 不同的h1对供应链成本的影响

表4 不同的h1对供应商成本的影响

表5 不同的K0／K1对供应链成本的影响

表6 不同的K0／K1对供应商成本的影响

续表

2．结果分析

（1）从数值分析的结果看，煤炭企业的物资供应商并不一定能够从JIT－VMI策略中得到成本降低的好处。供应商能够从JIT－VMI策略中得到物流成本降低的好处依赖于特定的参数。表2和表3表明供应商的持有成本对JIT－VMI策略的影响。从这两个表中可以看出，对于特定的h0，整个供应链物流成本随着h1的降低而降低。并且，整个供应链物流成本也随着煤炭企业采购所占比例的增加而下降。当h1超过某一阀值时，JIT－VMI策略不能使整个供应链物流成本降低。

（2）从表3可以看出，只有在h1低于某一阀值时，供应商的物流成本才能降低，并且成本降低的幅度随着煤炭企业的采购数量增加而增加。当在h1高于某一阀值时，供应商的物流成本随着煤炭企业的采购数量增加反而增加。

（3）从表4可以看出，整个煤炭企业采购物流供应链的成本随着K0／K1的逐渐减小而降低。从表5可以看出，只有在K1低于特定的值时，供应商才能够从JIT－VMI策略中得到降低成本的好处。当K1高于这个特定的数值时，JIT－VMI策略反而会使供应商的物流成本上升。

四、结语

随着煤炭企业规模和地域范围的不断扩大，物资供应管理水平需要进一步提高，基于JIT－VMI的物资库存控制策略能使煤炭企业及其物资供应商建立一种稳定的供应链合作关系，从而提高煤炭企业物资供应链整体效率，降低供应链成本，保障煤炭企业安全生产。但煤炭企业实行JIT－VMI策略是有条件的，只有在某些成本和需求的参数满足特定的范围时，整个物资供应链以及煤炭企业和供应商才能从这种采购与库存控制策略中受益，否则，单独一方的受益很难使整个物资供应链长期维持下去。

［1］王世营．煤炭企业物资供应及采购管理研究［J］．煤炭经济研究，2011，31（2）：67－69．

［2］马士华，林勇，陈志祥．供应链管理［M］．北京：机械工业出版社，2004．

［3］徐文亮，徐青川，乔卓，等．VMI下的供应链库存系统分析［J］．物流技术，2002（11）：18－19．

［4］ CETINKAYA S，LEE C Y．Stock replenishment and shipment scheduling for Vendor Managed I nventory systems ［J］． Management Science， 2000， 46：217－232．

［5］李光亮，钱旭，宁书年．基于煤炭企业供应链的构建［J］．煤炭技术，2003，22（11）：1－3．

［6］周刚，高丕洲，李华，等．基于JIT管理的煤矿物资供应信息系统建设［J］．物流科技，2008（08）：44－46．

［7］郭燕萍．利用信息技术提高煤炭企业物资供应管理水平［J］．中国煤炭，2004，30（10）：36－38．

［8］曹武军，李成刚，王学林，等．VMI环境下收入共享契约分析［J］．管理工程学报，2007，17（1）：51－55．

［9］ CACHON G，FISHER M．Supply chain inventory management and the value of shared information［J］．Management Science，2000，46（8）：1032－1048．

［10］张正祥，牛芳．供应链管理环境下的单周期库存控制建模及优化［J］．工业工程与管理，2002（04）：20－22．

［11］彭禄斌，赵林度．供应链网状结构中多级库存控制模型［J］．东南大学学报：自然科学版，2002，32（02）：218－222．

［12］乔睿．需求不确定下的供应链协调建模［J］．物流技术，2011（15）：31－33．