基于施工项目VMI&TPL集成的条件分析及运行

黄 鹏， 谈 飞， 刘 志

(1.河海大学 工程管理研究所， 江苏 南京 211100； 2.南京航空航天大学 经济与管理学院， 江苏 南京 210016；3.安徽工程大学 管理工程学院， 安徽 芜湖 241000 )

基于施工项目VMI&TPL集成的条件分析及运行

黄 鹏1， 谈 飞1， 刘 志2,3

(1.河海大学 工程管理研究所， 江苏 南京 211100； 2.南京航空航天大学 经济与管理学院， 江苏 南京 210016；
3.安徽工程大学 管理工程学院， 安徽 芜湖 241000 )

在施工项目中实施供货商管理用户库存(VMI)时，其物流作业有两种执行方式可供选择，供货商自营物流和第三方物流公司(TPL)的物流服务。而供货商的核心竞争力往往不在于其物流业务上，一昧的依靠供货商的物流不利于供货商核心竞争力的提升，也不利于VMI模式下供应链的整体优化。第三方物流公司在物流相关业务方面具有一定的优势，将TPL与VMI进行集成一方面可利用其优势来降低供应链的物流成本，同时有助于释放供货商的物流压力，使VMI供应链能够集各节点之所长进行发展。从库存及物流成本的角度对比分析了供货商自营物流及采用TPL物流两种情况下的成本差异，得出了供货商将物流业务外包的条件，并对VMI&TPL集成时物流系统的构建和运行过程进行了阐述。

建筑供应链； 供货商管理库存； 第三方物流

在当今激烈的市场竞争下，企业间的竞争越来越趋向于供应链与供应链之间的竞争，而传统“单打独斗”式的库存管理模式阻碍了供应链的整体优化，供货商管理库存模式在这一环境下应运而生。其相较于传统的库存管理模式，强调供应链节点企业间的合作来降低供应链的总库存成本。自最初的保洁和沃尔玛公司成功实施VMI(Vendor Managed Inventory)模式以来，诸多企业开始尝试实践供货商对用户库存进行管理。但是由于供货商的物流业务水平存在一定的局限，使得企业在实施VMI的过程中无法取得理想的库存优化结果。为了获得更好的VMI实施效果，在VMI实践中供货商可能会将其物流相关业务进行外包，寻求物流业务更专业的第三方物流公司进行管理，建立VMI&TPL(Vendor Managed Inventory & Third Party Logistics)的集成供应链。

对于VMI&TPL集成供应链的研究方面，杨怀珍等[1]认为VMI集成TPL在降低供应链物流的总成本和提高库存的控制效果等方面有优势；汤中明[2]从VMI模式下的物流系统复杂性、供货商核心竞争力的提升以及提高供应链整体绩效这三个角度阐述了将TPL与VMI进行集成的推动因素；兰振东等[3]指出了TPL在VMI模式下除了需完成运输、存储、配送等任务外，还需要将库存信息，物流进展等信息实时对供货商及制造商开放；卢建昌和王讯[4]根据参与程度的不同，将TPL参与VMI的形式分成了分散型、协调型和控制型三种形式，并结合TOPSIS法给出了如何选择TPL的参与形式；陈静等[5]结合博弈论，论证了当供货商、购买者和TPL三方处于完美信息的条件下，TPL完全参与决策时相比三方分散决策，供应链能获得更高的收益；韩超群等[6]强调了在VMI和TPL集成过程中企业间合作协调的重要性，并基于演化博弈得出：在VMI&TPL集成供应链中加入一定的惩罚和监督机制有利于促进供-需-运三方的长期合作。可见，制造业环境下对VMI和TPL集成的研究中早期较多处在理论分析，现阶段开始对TPL具体的参与形式和协调进行研究[7～9]。

转观建筑业，对VMI和TPL的相关研究较为有限，现有研究成果主要处于对建筑业中实施VMI的驱动力和困境进行分析，或从库存成本的角度分析VMI的经济效果[10～12]，对于VMI和TPL集成的相关研究方面较为欠缺。本文在制造业相关研究的基础上，根据施工项目的特点，从库存及物流成本的角度出发建立数学模型分析供货商将物流业务外包的条件，并描绘了施工项目中VMI和TPL集成时物流系统的构建及运行。

1 施工项目VMI模式的物流选择

施工项目VMI的成功实施离不开高效的物流系统支撑，而在VMI模式下的物流业务主要分为两种执行形式：供货商运用自营物流进行货物的配送或引入第三方物流公司的物流服务。在实践中，供货商需从成本的角度考虑是采用自家的物流还是签约TPL。为不失一般性，分别分析供货商和施工企业组成的VMI供应链和供货商、施工企业及TPL集成的VMI供应链两种情况。由于施工项目的特点，建筑材料的缺货可能会引起施工停滞，严重的甚至会导致项目工期的违约，因此模型建立前提为不允许缺货；当项目施工计划确定的同时，建材的需求量也基本确定，因此此处考虑的需求量为定值。为便于模型的构建，下面对相关的参数进行设定：施工项目的某种建材需求量为D；供货商及施工企业的订货成本分别为S1、S2；供货商及施工企业的库存单位持有成本分别为I1、I2；订货量用Q表示；供货商自行物流业务时的固定运输费用为t1，变动运输费用为t2；供货商的物流和库存成本用TC1表示。

1.1 供货商自营物流时的成本函数

由于在VMI模式下，供货商对施工企业的库存进行管理，根据对施工企业库存情况的实时跟进来决策是否补货配送等，此时施工企业的订货费用及库存持有费用由供货商承担。因此供货商的成本构成为：施工企业及其自身的订货费用、库存持有费用、运输费用。其成本函数表达式如下：

(1)

由式(1)可得在供货商运用自营物流完成VMI任务时的最佳订货批量为：

(2)

将式(2)代入式(1)可得VMI模式下供货商自行完成物流任务时的成本为:

(3)

1.2 VMI&TPL集成时的物流成本函数

VMI&TPL集成相比传统的VMI模式，是指在供货商与施工企业间引入TPL来进行物流相关作业，扮演决策执行者的角色，并提供合作契约下要求的物料仓储、运输及配送等基础服务。当供货商与施工企业的VMI集成引入第三方物流公司时，供货商需向TPL支付一定的服务费用，服务费用与服务量(即施工企业的需求量)相关，单位服务费率为W。设定TPL的固定运输费用由T1表示；其库存持有费用为I3；TCt为TPL的成本。

因此当引入TPL来完成物流任务时，供货商的成本即所付服务费用为：

(4)

而此时TPL的成本则为：

(5)

由式(5)可得引入TPL后，TPL的最佳订货批量为：

(6)

将式(6)代入式(5)可得引入TPL进行物流服务时TPL的成本：

(7)

对比两种VMI供应链物流形式下的成本，分析可知当供货商的物流成本大于TPL的物流成本时，供货商便有将VMI的物流业务外包给TPL的倾向，当供货商所需支付的服务费用小于其自营物流成本时，供货商则会将VMI的物流业务进行外包以获得更多的收益，同时，只有当供货商支付的服务费用满足不小于TPL物流成本时，TPL才会参与合作，达成VMI&TPL集成协议。对比两种物流情况下的成本函数，即式(3)和式(7)，其大小关系由下式决定：

(8)

当E>1时，供货商自营物流的成本大于TPL物流服务成本。由式(8)可知，当TPL拥有较低的固定运输费用T1和库存持有费用I3时，E值将严格大于1，即将TPL与VMI进行集成该供应链能够以更小的成本完成物流业务。实践中，第三方物流企业的优势主要体现于可利用规模优势，对运输配送的计划进行优化，利用最优的配送手段和路线来降低其固定运输费用；同时TPL在信息技术方面的优势有利于其订单处理的专业化、标准化和信息化，能够降低订货费用。此外，文献[1]、[3]、[5]也都指出TPL的专业化运作优势使其库存持有成本也低于供货商和购买者。

1.3 算例演示

某施工项目，现需各级钢材共5000 t，由一家钢材供货商对该项目进行供应。供货商及施工单位的订货费用分别为2000元和1600元；其各自的单位库存持有费用分别为50元和60元；供货商自营物流费用中固定运输费用为8000元，变动运输费用为20元；第三方物流企业的固定运输费用为6000元，单位库存持有费用为40元。

供货商自营物流时的成本为(取整)：

TC1=

5000×20=212960元

当运用TPL时的物流成本为(取整)：

TCt=

对于供货商将物流业务外包TPL所需支付的服务费率W，当W满足W∈(32.3936，42.592)时，供货商能够与TPL达成合作关系。

2 VMI&TPL物流系统集成

2.1 物流系统构建

当施工项目VMI模式确定引入TPL后，需对原先基于供货商自营物流的物流系统进行改进。首先，VMI&TPL集成的特点要求供货商(供)、TPL(运)和施工企业(需)达成共识并签订合作契约，通过契约约定供需运三方的权责并确定具体的合作方式等。在合作契约的指导下，供需运三方对各自的物流资源进行确认，将物流功能、信息以及资源等要素进行集成来构建物流集成管理系统。该系统不仅要执行物流业务的优化决策，还需要将物流状态等相关信息实时反馈给供应链上的节点企业，并为供应链的快速响应提供信息支撑。图1简要描述了VMI&TPL物流集成系统的构建。

图1 VMI&TPL物流集成系统构建

2.2 物流系统运行

完成物流集成系统的构建后便是VMI&TPL集成环境下物流业务的运作过程。由于TPL在VMI模式中参与决策的程度差异决定了TPL在集成系统的地位，对于供货商将物流业务外包给TPL，TPL主要处于决策的执行层，即分散式VMI&TPL集成供应链。此处仅针对该情况下物流系统的运作进行描述。供货商对施工企业的库存进行管理，并根据施工企业的项目施工物料需求计划、库存消耗量与消耗时间点等信息制定补货计划，并将补货计划上传至物流集成系统，施工企业对补货计划进行修正反馈直至确定，确定补货计划后将由物流集成系统向TPL发送补货命令，TPL进行执行，并在每次补货等任务完成后，供货商及施工企业需对该系统的集成效果进行评价并反馈至VMI&TPL物流集成管理系统，如图2。

图2 VMI&TPL物流集成系统运行

3 结 语

VMI模式的优势已受到诸多企业的关注，但实践中的效果却参差不齐。原因在于施工项目中供应商的物流业务水平直接关系到VMI模式的实施效果，供货商若不论实际情况一昧的坚持自营物流，不仅需加大对物流业务的投入也不利于提高VMI供应链的收益。而第三方物流企业在物流相关业务方面的优势为供货商提供了选择的余地，论文对供货商自营物流以及物流业务外包两种情况下的成本进行了对比，得出当TPL在库存持有成本及运输成本方面具有明显优势时，将物流业务外包给TPL供货商将能获得更多的收益，也有助于供应链的整体优化，同时从服务费的角度给出了供货商签约TPL的条件。最后，对VMI&TPL集成环境下物流系统的构建及运行进行了说明，希望能够为施工项目VMI实践提供一定的指导。

[1] 杨怀珍, 冯中伟, 谢冬美. 供应链环境下VMI&TPL模式研究[J]. 物流技术, 2014, 33(9): 302-304.

[2] 汤中明. VMI与TPL集成的供应链管理模式[J]. 技术经济与管理研究, 2013, (1): 49-53.

[3] 兰振东, 周耀烈. VMI技术的优化——引入TPL的VMI优化模型[J]. 技术经济与管理研究, 2005, (5): 53-54.

[4] 卢建昌, 王 讯. 基于TOPSIS方法的VMI&TPL集成模式选择[J]. 物流技术, 2015, 34(13): 170-172.

[5] 陈 静, 丁 涛, 何远远. TPL&VMI在供应链决策中之博弈分析与优化[J]. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版), 2015, 39(2): 398-400.

[6] 韩超群, 刘志学. 基于演化博弈的VMI&TPL供应链合作机制研究[J]. 工业工程与管理, 2011, 16(6): 21-29.

[7] 韩超群. 基于共同促销努力的VMI&TPL供应链协调机制[J]. 上海电机学院学报, 2015, 18(2): 110-117.

[8] 冯 颖, 余云龙, 张炎治, 等. TPL服务商参与决策的生鲜农产品三级供应链协调机制[J]. 管理工程学报, 2015, 29(4): 213-221.

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[10]白士强, 郭跃显. VMI在工程建设中的应用[J]. 合作经济与科技, 2009, (3): 35-36.

[11]吕广朋, 陈 强. 供应商管理库存在建筑施工企业的适用性研究[J]. 合作经济与科技, 2010, (12): 46-48.

[12]黄 鹏, 谈 飞. 建筑施工中VMI对库存成本的影响分析[J]. 土木工程与管理学报, 2016, 33(2): 106-109.

[13]罗宜美, 毕明山. 基于VMI的供需双方利益分配模型[J]. 工业工程, 2008, 11(5): 110-113.

Operation and Analysis of Application Condition of Integrating VMI&TPL Based on Construction Project

HUANGPeng1,TANFei1,LIUZhi2,3

(1.Institute of Engineering Management, Hohai University, Nanjing 211000, China； 2.College of Economics and Management, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China；3.College of Management Engineering, Anhui Polytechnic University, Wuhu 241000, China)

There are two different logistics when construction industry implements vendor managed inventory. They are logistics of supplier and the third-party logistics. It is unfavorable to improve supplier’s core competence and optimization of VMI supplier chain just by logistics of supplier. However, the third-party logistics has the advantage of logistics service. It is favorable to improve supplier’s core competence and induce cost of supply chain when supplier applies TPL to VMI supply chain. This paper analyses the cost difference of logistics of supplier and the third-party logistics under the condition of VMI. After that, the prerequisite of integrating VMI&TPL is got and the construction and operation process of logistics system are argued.

construction supply chain； vendor managed inventory; third-party logistics

2016-03-09

2016-05-09

黄 鹏(1991-)，男，安徽铜陵人，硕士研究生，研究方向为工程管理与项目管理(Email:214555619@qq.com)

F407.9

A

2095-0985(2016)06-0121-04