顧客對產(chǎn)品需求的多樣化和及時性加劇了全球生產(chǎn)和商貿(mào)企業(yè)之間的惡性競爭。盡管庫存只是現(xiàn)代物流業(yè)的一個功能要素, 但隨著虛擬庫存管理模式的產(chǎn)生, 如何運用虛擬庫存管理思想指導(dǎo)第三方物流企業(yè) (Third-party Logistics Enterprises) 進行倉儲資源集成的問題, 逐漸引起了人們的關(guān)注, 越來越多的企業(yè)意識到采取虛擬庫存管理有助于3PL企業(yè)有效集成倉儲資源, 通過內(nèi)外部的無縫對接, 優(yōu)化服務(wù)流程, 增強經(jīng)營能力, 從而降低成本, 即通過優(yōu)化整個供應(yīng)鏈 (Supply Chain) 來創(chuàng)造價值?;谔摂M庫存管理的3PL企業(yè)倉儲資源集成與優(yōu)化問題受到學術(shù)界的關(guān)注。
“虛擬”的含義來源于虛擬現(xiàn)實技術(shù), 其產(chǎn)生與計算機技術(shù)的發(fā)展密不可分。王德兵 (2008) [1]認為虛擬技術(shù)包括組織虛擬和技術(shù)虛擬兩方面, 組織虛擬是從經(jīng)濟管理的角度進行研究, 而技術(shù)虛擬主要探討現(xiàn)代信息化技術(shù)問題。
為了降低庫存持有成本, 提高商品的庫存周轉(zhuǎn)率和使用率, 必須改變供應(yīng)鏈中分銷商和供應(yīng)商各自擁有庫存的傳統(tǒng)庫存管理模式, 生產(chǎn)商與供應(yīng)商之間、供應(yīng)商與分銷商之間、以及分銷商之間需要加強溝通, 簽定合作協(xié)議, 共享庫存信息, 采用虛擬庫存管理這一全新的運作模式, 實現(xiàn)供應(yīng)鏈上下游企業(yè)之間庫存的聯(lián)合計劃與調(diào)度, 最終幫助企業(yè)實施“零庫存”策略和準時制生產(chǎn) (Justin time, JIT) 的配送方式, 有效集成虛擬倉儲資源。
所謂虛擬庫存 (virtual warehousing) 是虛擬物流 (virtual logistics) 的衍生概念, 是在庫存管理中應(yīng)用戰(zhàn)略型管理與供應(yīng)鏈庫存管理的思想, 集中收集、匯總和管理參與敏捷供應(yīng)鏈協(xié)同生產(chǎn)和服務(wù)的各節(jié)點成員企業(yè)的庫存信息, 而實際的物理庫存仍散置在不同地域的各成員企業(yè)的倉庫之中。目前有關(guān)虛擬庫存管理的系統(tǒng)研究較少。黃遠新等 (2010) [2]認為虛擬庫存管理 (Virtual Inventory Management, VIM) 是一種風險共擔的管理模式, 它強調(diào)供應(yīng)鏈中各成員企業(yè)的共同參與, 共同制定庫存計劃;探討了以3PL企業(yè)為協(xié)調(diào)中心的虛擬庫存管理運作模式, 并指出虛擬庫存管理系統(tǒng)包括虛擬庫存管理和虛擬庫存設(shè)置兩部分。趙敏等 (2004) [3]認為虛擬庫存是指企業(yè)之間通過一定協(xié)議和制度向外共享自己的備件或從外部共享其他同行企業(yè)的備件, 達到備件儲備共享的目的。張闡軍等 (2008) [4]分析了虛擬庫存的定義及特點, 并構(gòu)建了基于虛擬庫存的供應(yīng)鏈物流管理系統(tǒng)模型和組織架構(gòu)。陳金來 (2004) [5]重點研究了協(xié)同生產(chǎn)環(huán)境下分布式庫存的構(gòu)成、管理調(diào)度, 以及庫存控制策略與如何應(yīng)用XML技術(shù)處理數(shù)據(jù)集成等問題。姜大立等 (2004) [6]從虛擬庫存管理方式和虛擬倉庫結(jié)構(gòu)的角度深入研究了虛擬庫存管理的組織結(jié)構(gòu)。
本文所關(guān)注的問題就是在實施虛擬庫存管理環(huán)境下的3PL企業(yè)如何有效集成優(yōu)化倉儲資源。3PL企業(yè)負責收集、匯總鏈中各節(jié)點企業(yè)的庫存信息, 按照分銷商的不同需求, 確定最佳存儲地點、補貨方式和配送路線等, 并根據(jù)實際需求變化合理調(diào)用倉儲資源, 如向上游供應(yīng)商補貨或在分銷商之間進行貨物調(diào)撥等, 在及時、準確地實現(xiàn)貨物配送的同時降低了供應(yīng)鏈整體庫存成本。
擁有共同目標的分銷商在3PL企業(yè)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下組成虛擬庫存聯(lián)盟。當下游分銷商有訂單需求時, 3PL企業(yè)按照充分發(fā)揮各成員企業(yè)核心競爭力的原則, 進行訂單、庫存、生產(chǎn)等信息的匯總、集成和處理。當所有分銷商的“級庫存”大于訂貨點, 并滿足一定的調(diào)撥條件時, 在3PL企業(yè)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下進行商品的調(diào)撥[7];否則向上游供應(yīng)商提出訂貨, 通過信息平臺下達指令, 供應(yīng)商接到訂單后, 通過WMS了解企業(yè)的實際庫存, 及時調(diào)整和制定生產(chǎn)計劃, 最終生成配送訂單, 及時實施配送, 完成倉儲資源的合理集成[8,9]?;谔摂M庫存管理的3PL企業(yè)倉儲資源的集成過程如圖1所示。
接影響貨物的儲存條件、倉儲設(shè)施設(shè)備、工作人員的工作分配等。因此, 實施虛擬庫存管理集成的不僅僅是儲存在倉庫內(nèi)的貨物, 還有各地的倉庫和倉庫的工作人員等。
通過建立分銷商單獨向供應(yīng)商訂貨和實施虛擬庫存管理兩個模型, 來求證實施基于虛擬庫存管理的3PL企業(yè)倉儲資源集成能有效降低供應(yīng)鏈總成本, 提高客戶服務(wù)水平。無論哪一個模型, 都假設(shè)分銷商的訂貨間隔時間服從一定的分布, 且需求遵循一定的概率分布。如果當前庫存I (t) 能滿足分銷商的需求, 則分銷商得到所需要的訂貨量后離開系統(tǒng), 反之則分銷商取完現(xiàn)有的庫存, 余下的視為缺貨, 產(chǎn)生缺貨成本, 假設(shè)補貨時間遵循一定的前置時間。在每天開始時協(xié)調(diào)中心-3PL企業(yè)都會檢查每個分銷商的庫存情況以決定是否需要補貨。如果小于常數(shù)s, 就將其補充到常數(shù)S, 即采取 (s, S) 存儲模型。
假設(shè)一個大型生產(chǎn)企業(yè)Y公司的物流服務(wù)完全外協(xié) (Out-sourcing) , 外包百強物流企業(yè)-遠成集團來進行物流信息的收集處理、商品調(diào)撥與配送等工作, 幫助實現(xiàn)資源的合理配置。該公司有4個重要的分銷商伙伴A、B、C、D, 分銷商的基本情況見表1。已知4個分銷商為獨立需求, 需求服從 (0, 1) 指數(shù)分布,
每天檢查一次, 補貨前置時間為3天。設(shè)分銷商日需求量為1、2、3、4, 概率為0.16、0.31、0.29和0.24, 服從離散分布 (0.16, 1, 0.47, 2, 0.76, 3, 1, 4) 。為簡化計算, 暫時不考慮單位, 數(shù)量為件、噸等, 價格為元, 調(diào)撥成本計為6。
本文采用美國羅克韋爾軟件 (Rockwell Software) 公司開發(fā)的通用仿真軟件Arena7.0軟件進行仿真研究, 它具有功能強大、使用方便、界面直觀、動畫顯示等優(yōu)點。這里以分銷商A為例求解分銷商單獨向供應(yīng)商訂貨時的相關(guān)成本, 分銷商A完整的庫存模型如圖2所示。
(1) 設(shè)置“Variables (變量) ”元素和“Expressions”模塊。主要是對Arena7.0軟件中相關(guān)參數(shù)如Inventory Level (庫存水平) 等進行賦值, 分銷商A的賦值如圖3所示。定義“Expressions”模塊中四個相應(yīng)的表達式, 即標明相關(guān)變量的概率分布。如圖4所示。
(2) 設(shè)置“Dstats”和“Outputs”模塊 (如圖5、圖6所示) 。“Dstats”模塊主要是統(tǒng)計Holding Cost (庫存持有成本) 、Transportation Cost (運輸成本) 和Shortage Cost (缺貨成本) 等持續(xù)性變量。采用軟件內(nèi)置的SIMAN表達式, 如Holding Cost=Unit Holding Cost×MX (Inventory Level, 0) , 其中, MX () 函數(shù)是內(nèi)置公式用來求最大值。同理, 可得運輸成本和缺貨成本。設(shè)置“Outputs”模塊, 使供應(yīng)鏈總成本=訂貨成本+庫存持有成本+缺貨成本+運輸成本。
分銷商A單獨向供應(yīng)商訂貨的運行報告如圖7所示。
同理, 可得到分銷商B、C和D的相關(guān)成本。為便于與實施虛擬庫存管理后的相關(guān)成本進行比較, 這里求解四個分銷商的相關(guān)成本之和, 見表2。
將四個分銷商組成虛擬庫存聯(lián)盟向供應(yīng)商訂貨, 也即將四個分銷商看成一個整體進行預(yù)測, 實施虛擬庫存管理。
由于這四個分銷商的需求是獨立的, 本文將虛擬企業(yè)聯(lián)盟的Inventory Level取為所有分銷商對應(yīng)數(shù)值之和, 即采用需求加總的方法, 以保證每個分銷商都能得到所需之物。此外, 因不確定當分銷商的庫存之和大于訂貨點時是否需要進行補貨, 以及分銷商之間需要調(diào)撥的數(shù)量, 這里暫時選取調(diào)撥的Allocate Index (分配系數(shù)) 為0.5, 并將Big S (最大庫存) 、Little s (最小庫存) 暫時取為所有虛擬庫存聯(lián)盟對應(yīng)值之和, Lead Time (前置時間) 為所有分銷商對應(yīng)值的平均值。最后根據(jù)實際運行情況進行優(yōu)化取最佳值, 以實現(xiàn)總成本最低。
根據(jù)四個分銷商的期初庫存、訂貨點和最大訂貨量, 獲得組建虛擬企業(yè)聯(lián)盟實施虛擬庫存管理后的相關(guān)參數(shù), 并將運輸成本進行平均取10.5, 見表3。
實施虛擬庫存管理后的虛擬企業(yè)聯(lián)盟完整庫存模型如圖9所示。
在分銷商單獨向供應(yīng)商訂貨模型基礎(chǔ)上對“Variables”、“Dstats”和“Outputs”等模塊進行補充賦值。在“Variables”模塊中增加Allocate Index=0.5, Unit Transfer Cost=6;在“Dstats”模塊中增加Transfer Cost=Unit Transfer Cost×MX (Inventory Level, 0) ;設(shè)置“Outputs”模塊, 使實施虛擬庫存管理后的庫存模型中的供應(yīng)鏈總成本=訂貨成本+庫存持有成本+缺貨成本+轉(zhuǎn)運成本+運輸成本。
實施虛擬庫存管理后, 分銷商A向供應(yīng)商訂貨的運行報告如圖10所示。
在實施基于虛擬庫存管理的3PL企業(yè)倉儲資源集成后, 當分銷商庫存之和大于“級庫存”時, 在3PL企業(yè)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下在分銷商之間相互調(diào)撥物品。為了確定此時最優(yōu)的分配系數(shù)、最大庫存、最小庫存和前置時間, 使供應(yīng)鏈總成本達到最小, 本文采取自動搜索最優(yōu)化策略, 使用Arena7.0軟件中的Opt Quest for軟件包進行自動搜索。假設(shè)擬優(yōu)化的參數(shù)變量及變動范圍 (如圖11所示) , 把供應(yīng)鏈平均總成本最小值作為目標函數(shù) (Objective) 的最優(yōu)參數(shù)組合, 并將其運行100次。發(fā)現(xiàn)目標函數(shù)值在運行到89次后, 達到最小值, 此時分配系數(shù)、最大庫存、最小庫存和前置時間分別為0.45、288、108.900、1.607 92, 如圖12、圖13所示。
由于庫存是整數(shù), 所以最小庫存取109。按照優(yōu)化后的系數(shù)改變相關(guān)目標值再進行仿真模擬, 此時變量值的組合和相關(guān)目標值見表4, 其中, 服務(wù)水平 (Service Level) =1-242.28/100/100=0.975772。
儲資源集成優(yōu)化后, 有效降低了庫存持有成本、缺貨成本、運輸成本、平均訂貨成本、總的平均成本和最大庫存, 前置時間也縮短了, 在降低供應(yīng)鏈總成本的同時, 還極大地提高了物流服務(wù)質(zhì)量和水平。
本文在分析虛擬庫存及其管理模式的基礎(chǔ)上, 探討了3PL企業(yè)倉儲資源集成優(yōu)化的途徑與方法, 將虛擬庫存管理思想引入到遠成物流倉儲資源集成優(yōu)化的案例研究中, 并使用Arena7.0軟件進行仿真模擬。通過比較分析實施虛擬庫存管理前后供應(yīng)鏈相關(guān)成本的變化, 驗證了實施基于虛擬庫存管理的3PL企業(yè)倉儲資源集成優(yōu)化后, 雖然增加了調(diào)撥轉(zhuǎn)運成本, 但是有效降低了庫存持有成本、缺貨成本、運輸成本、平均訂貨成本、總的平均成本, 提高了物流服務(wù)質(zhì)量和客戶服務(wù)水平。因此, 可以將虛擬庫存管理思想應(yīng)用到3PL企業(yè)的實際運作管理中去, 通過對倉儲資源的合理集成優(yōu)化, 大幅減少倉庫積壓, 最終實現(xiàn)供應(yīng)鏈整體庫存成本的降低。
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