顧客對(duì)產(chǎn)品需求的多樣化和及時(shí)性加劇了全球生產(chǎn)和商貿(mào)企業(yè)之間的惡性競(jìng)爭(zhēng)。盡管庫(kù)存只是現(xiàn)代物流業(yè)的一個(gè)功能要素, 但隨著虛擬庫(kù)存管理模式的產(chǎn)生, 如何運(yùn)用虛擬庫(kù)存管理思想指導(dǎo)第三方物流企業(yè) (Third-party Logistics Enterprises) 進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)資源集成的問(wèn)題, 逐漸引起了人們的關(guān)注, 越來(lái)越多的企業(yè)意識(shí)到采取虛擬庫(kù)存管理有助于3PL企業(yè)有效集成倉(cāng)儲(chǔ)資源, 通過(guò)內(nèi)外部的無(wú)縫對(duì)接, 優(yōu)化服務(wù)流程, 增強(qiáng)經(jīng)營(yíng)能力, 從而降低成本, 即通過(guò)優(yōu)化整個(gè)供應(yīng)鏈 (Supply Chain) 來(lái)創(chuàng)造價(jià)值。基于虛擬庫(kù)存管理的3PL企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)資源集成與優(yōu)化問(wèn)題受到學(xué)術(shù)界的關(guān)注。
“虛擬”的含義來(lái)源于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù), 其產(chǎn)生與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展密不可分。王德兵 (2008) [1]認(rèn)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(jì)管理的角度進(jìn)行研究, 而技術(shù)虛擬主要探討現(xiàn)代信息化技術(shù)問(wèn)題。
為了降低庫(kù)存持有成本, 提高商品的庫(kù)存周轉(zhuǎn)率和使用率, 必須改變供應(yīng)鏈中分銷(xiāo)商和供應(yīng)商各自擁有庫(kù)存的傳統(tǒng)庫(kù)存管理模式, 生產(chǎn)商與供應(yīng)商之間、供應(yīng)商與分銷(xiāo)商之間、以及分銷(xiāo)商之間需要加強(qiáng)溝通, 簽定合作協(xié)議, 共享庫(kù)存信息, 采用虛擬庫(kù)存管理這一全新的運(yùn)作模式, 實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈上下游企業(yè)之間庫(kù)存的聯(lián)合計(jì)劃與調(diào)度, 最終幫助企業(yè)實(shí)施“零庫(kù)存”策略和準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn) (Justin time, JIT) 的配送方式, 有效集成虛擬倉(cāng)儲(chǔ)資源。
所謂虛擬庫(kù)存 (virtual warehousing) 是虛擬物流 (virtual logistics) 的衍生概念, 是在庫(kù)存管理中應(yīng)用戰(zhàn)略型管理與供應(yīng)鏈庫(kù)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(diǎn)成員企業(yè)的庫(kù)存信息, 而實(shí)際的物理庫(kù)存仍散置在不同地域的各成員企業(yè)的倉(cāng)庫(kù)之中。目前有關(guān)虛擬庫(kù)存管理的系統(tǒng)研究較少。黃遠(yuǎn)新等 (2010) [2]認(rèn)為虛擬庫(kù)存管理 (Virtual Inventory Management, VIM) 是一種風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)的管理模式, 它強(qiáng)調(diào)供應(yīng)鏈中各成員企業(yè)的共同參與, 共同制定庫(kù)存計(jì)劃;探討了以3PL企業(yè)為協(xié)調(diào)中心的虛擬庫(kù)存管理運(yùn)作模式, 并指出虛擬庫(kù)存管理系統(tǒng)包括虛擬庫(kù)存管理和虛擬庫(kù)存設(shè)置兩部分。趙敏等 (2004) [3]認(rèn)為虛擬庫(kù)存是指企業(yè)之間通過(guò)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(dá)到備件儲(chǔ)備共享的目的。張闡軍等 (2008) [4]分析了虛擬庫(kù)存的定義及特點(diǎn), 并構(gòu)建了基于虛擬庫(kù)存的供應(yīng)鏈物流管理系統(tǒng)模型和組織架構(gòu)。陳金來(lái) (2004) [5]重點(diǎn)研究了協(xié)同生產(chǎn)環(huán)境下分布式庫(kù)存的構(gòu)成、管理調(diào)度, 以及庫(kù)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(wèn)題。姜大立等 (2004) [6]從虛擬庫(kù)存管理方式和虛擬倉(cāng)庫(kù)結(jié)構(gòu)的角度深入研究了虛擬庫(kù)存管理的組織結(jié)構(gòu)。
本文所關(guān)注的問(wèn)題就是在實(shí)施虛擬庫(kù)存管理環(huán)境下的3PL企業(yè)如何有效集成優(yōu)化倉(cāng)儲(chǔ)資源。3PL企業(yè)負(fù)責(zé)收集、匯總鏈中各節(jié)點(diǎn)企業(yè)的庫(kù)存信息, 按照分銷(xiāo)商的不同需求, 確定最佳存儲(chǔ)地點(diǎn)、補(bǔ)貨方式和配送路線(xiàn)等, 并根據(jù)實(shí)際需求變化合理調(diào)用倉(cāng)儲(chǔ)資源, 如向上游供應(yīng)商補(bǔ)貨或在分銷(xiāo)商之間進(jìn)行貨物調(diào)撥等, 在及時(shí)、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)貨物配送的同時(shí)降低了供應(yīng)鏈整體庫(kù)存成本。
擁有共同目標(biāo)的分銷(xiāo)商在3PL企業(yè)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下組成虛擬庫(kù)存聯(lián)盟。當(dāng)下游分銷(xiāo)商有訂單需求時(shí), 3PL企業(yè)按照充分發(fā)揮各成員企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的原則, 進(jìn)行訂單、庫(kù)存、生產(chǎn)等信息的匯總、集成和處理。當(dāng)所有分銷(xiāo)商的“級(jí)庫(kù)存”大于訂貨點(diǎn), 并滿(mǎn)足一定的調(diào)撥條件時(shí), 在3PL企業(yè)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下進(jìn)行商品的調(diào)撥[7];否則向上游供應(yīng)商提出訂貨, 通過(guò)信息平臺(tái)下達(dá)指令, 供應(yīng)商接到訂單后, 通過(guò)WMS了解企業(yè)的實(shí)際庫(kù)存, 及時(shí)調(diào)整和制定生產(chǎn)計(jì)劃, 最終生成配送訂單, 及時(shí)實(shí)施配送, 完成倉(cāng)儲(chǔ)資源的合理集成[8,9]。基于虛擬庫(kù)存管理的3PL企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)資源的集成過(guò)程如圖1所示。
圖1 基于虛擬庫(kù)存管理的3PL企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)資源集成示意圖值得注意的是, 在進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)的過(guò)程中, 貨物種類(lèi)的不同直 下載原圖
接影響貨物的儲(chǔ)存條件、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施設(shè)備、工作人員的工作分配等。因此, 實(shí)施虛擬庫(kù)存管理集成的不僅僅是儲(chǔ)存在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的貨物, 還有各地的倉(cāng)庫(kù)和倉(cāng)庫(kù)的工作人員等。
通過(guò)建立分銷(xiāo)商單獨(dú)向供應(yīng)商訂貨和實(shí)施虛擬庫(kù)存管理兩個(gè)模型, 來(lái)求證實(shí)施基于虛擬庫(kù)存管理的3PL企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)資源集成能有效降低供應(yīng)鏈總成本, 提高客戶(hù)服務(wù)水平。無(wú)論哪一個(gè)模型, 都假設(shè)分銷(xiāo)商的訂貨間隔時(shí)間服從一定的分布, 且需求遵循一定的概率分布。如果當(dāng)前庫(kù)存I (t) 能滿(mǎn)足分銷(xiāo)商的需求, 則分銷(xiāo)商得到所需要的訂貨量后離開(kāi)系統(tǒng), 反之則分銷(xiāo)商取完現(xiàn)有的庫(kù)存, 余下的視為缺貨, 產(chǎn)生缺貨成本, 假設(shè)補(bǔ)貨時(shí)間遵循一定的前置時(shí)間。在每天開(kāi)始時(shí)協(xié)調(diào)中心-3PL企業(yè)都會(huì)檢查每個(gè)分銷(xiāo)商的庫(kù)存情況以決定是否需要補(bǔ)貨。如果小于常數(shù)s, 就將其補(bǔ)充到常數(shù)S, 即采取 (s, S) 存儲(chǔ)模型。
假設(shè)一個(gè)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?gòu)?qiáng)物流企業(yè)-遠(yuǎn)成集團(tuán)來(lái)進(jìn)行物流信息的收集處理、商品調(diào)撥與配送等工作, 幫助實(shí)現(xiàn)資源的合理配置。該公司有4個(gè)重要的分銷(xiāo)商伙伴A、B、C、D, 分銷(xiāo)商的基本情況見(jiàn)表1。已知4個(gè)分銷(xiāo)商為獨(dú)立需求, 需求服從 (0, 1) 指數(shù)分布,
每天檢查一次, 補(bǔ)貨前置時(shí)間為3天。設(shè)分銷(xiāo)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(jiǎn)化計(jì)算, 暫時(shí)不考慮單位, 數(shù)量為件、噸等, 價(jià)格為元, 調(diào)撥成本計(jì)為6。
本文采用美國(guó)羅克韋爾軟件 (Rockwell Software) 公司開(kāi)發(fā)的通用仿真軟件Arena7.0軟件進(jìn)行仿真研究, 它具有功能強(qiáng)大、使用方便、界面直觀、動(dòng)畫(huà)顯示等優(yōu)點(diǎn)。這里以分銷(xiāo)商A為例求解分銷(xiāo)商單獨(dú)向供應(yīng)商訂貨時(shí)的相關(guān)成本, 分銷(xiāo)商A完整的庫(kù)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(duì)Arena7.0軟件中相關(guān)參數(shù)如Inventory Level (庫(kù)存水平) 等進(jìn)行賦值, 分銷(xiāo)商A的賦值如圖3所示。定義“Expressions”模塊中四個(gè)相應(yīng)的表達(dá)式, 即標(biāo)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(jì)Holding Cost (庫(kù)存持有成本) 、Transportation Cost (運(yùn)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(dá)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(lái)求最大值。同理, 可得運(yùn)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(kù)存持有成本+缺貨成本+運(yùn)輸成本。
分銷(xiāo)商A單獨(dú)向供應(yīng)商訂貨的運(yùn)行報(bào)告如圖7所示。
同理, 可得到分銷(xiāo)商B、C和D的相關(guān)成本。為便于與實(shí)施虛擬庫(kù)存管理后的相關(guān)成本進(jìn)行比較, 這里求解四個(gè)分銷(xiāo)商的相關(guān)成本之和, 見(jiàn)表2。
表2 分銷(xiāo)商向供應(yīng)商單獨(dú)訂貨時(shí)的相關(guān)成本 下載原圖
表2 分銷(xiāo)商向供應(yīng)商單獨(dú)訂貨時(shí)的相關(guān)成本
將四個(gè)分銷(xiāo)商組成虛擬庫(kù)存聯(lián)盟向供應(yīng)商訂貨, 也即將四個(gè)分銷(xiāo)商看成一個(gè)整體進(jìn)行預(yù)測(cè), 實(shí)施虛擬庫(kù)存管理。
由于這四個(gè)分銷(xiāo)商的需求是獨(dú)立的, 本文將虛擬企業(yè)聯(lián)盟的Inventory Level取為所有分銷(xiāo)商對(duì)應(yīng)數(shù)值之和, 即采用需求加總的方法, 以保證每個(gè)分銷(xiāo)商都能得到所需之物。此外, 因不確定當(dāng)分銷(xiāo)商的庫(kù)存之和大于訂貨點(diǎn)時(shí)是否需要進(jìn)行補(bǔ)貨, 以及分銷(xiāo)商之間需要調(diào)撥的數(shù)量, 這里暫時(shí)選取調(diào)撥的Allocate Index (分配系數(shù)) 為0.5, 并將Big S (最大庫(kù)存) 、Little s (最小庫(kù)存) 暫時(shí)取為所有虛擬庫(kù)存聯(lián)盟對(duì)應(yīng)值之和, Lead Time (前置時(shí)間) 為所有分銷(xiāo)商對(duì)應(yīng)值的平均值。最后根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行優(yōu)化取最佳值, 以實(shí)現(xiàn)總成本最低。
根據(jù)四個(gè)分銷(xiāo)商的期初庫(kù)存、訂貨點(diǎn)和最大訂貨量, 獲得組建虛擬企業(yè)聯(lián)盟實(shí)施虛擬庫(kù)存管理后的相關(guān)參數(shù), 并將運(yùn)輸成本進(jìn)行平均取10.5, 見(jiàn)表3。
實(shí)施虛擬庫(kù)存管理后的虛擬企業(yè)聯(lián)盟完整庫(kù)存模型如圖9所示。
在分銷(xiāo)商單獨(dú)向供應(yīng)商訂貨模型基礎(chǔ)上對(duì)“Variables”、“Dstats”和“Outputs”等模塊進(jìn)行補(bǔ)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(shí)施虛擬庫(kù)存管理后的庫(kù)存模型中的供應(yīng)鏈總成本=訂貨成本+庫(kù)存持有成本+缺貨成本+轉(zhuǎn)運(yùn)成本+運(yùn)輸成本。
實(shí)施虛擬庫(kù)存管理后, 分銷(xiāo)商A向供應(yīng)商訂貨的運(yùn)行報(bào)告如圖10所示。
在實(shí)施基于虛擬庫(kù)存管理的3PL企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)資源集成后, 當(dāng)分銷(xiāo)商庫(kù)存之和大于“級(jí)庫(kù)存”時(shí), 在3PL企業(yè)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下在分銷(xiāo)商之間相互調(diào)撥物品。為了確定此時(shí)最優(yōu)的分配系數(shù)、最大庫(kù)存、最小庫(kù)存和前置時(shí)間, 使供應(yīng)鏈總成本達(dá)到最小, 本文采取自動(dòng)搜索最優(yōu)化策略, 使用Arena7.0軟件中的Opt Quest for軟件包進(jìn)行自動(dòng)搜索。假設(shè)擬優(yōu)化的參數(shù)變量及變動(dòng)范圍 (如圖11所示) , 把供應(yīng)鏈平均總成本最小值作為目標(biāo)函數(shù) (Objective) 的最優(yōu)參數(shù)組合, 并將其運(yùn)行100次。發(fā)現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)值在運(yùn)行到89次后, 達(dá)到最小值, 此時(shí)分配系數(shù)、最大庫(kù)存、最小庫(kù)存和前置時(shí)間分別為0.45、288、108.900、1.607 92, 如圖12、圖13所示。
由于庫(kù)存是整數(shù), 所以最小庫(kù)存取109。按照優(yōu)化后的系數(shù)改變相關(guān)目標(biāo)值再進(jìn)行仿真模擬, 此時(shí)變量值的組合和相關(guān)目標(biāo)值見(jiàn)表4, 其中, 服務(wù)水平 (Service Level) =1-242.28/100/100=0.975772。
儲(chǔ)資源集成優(yōu)化后, 有效降低了庫(kù)存持有成本、缺貨成本、運(yùn)輸成本、平均訂貨成本、總的平均成本和最大庫(kù)存, 前置時(shí)間也縮短了, 在降低供應(yīng)鏈總成本的同時(shí), 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(kù)存及其管理模式的基礎(chǔ)上, 探討了3PL企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)資源集成優(yōu)化的途徑與方法, 將虛擬庫(kù)存管理思想引入到遠(yuǎn)成物流倉(cāng)儲(chǔ)資源集成優(yōu)化的案例研究中, 并使用Arena7.0軟件進(jìn)行仿真模擬。通過(guò)比較分析實(shí)施虛擬庫(kù)存管理前后供應(yīng)鏈相關(guān)成本的變化, 驗(yàn)證了實(shí)施基于虛擬庫(kù)存管理的3PL企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)資源集成優(yōu)化后, 雖然增加了調(diào)撥轉(zhuǎn)運(yùn)成本, 但是有效降低了庫(kù)存持有成本、缺貨成本、運(yùn)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(hù)服務(wù)水平。因此, 可以將虛擬庫(kù)存管理思想應(yīng)用到3PL企業(yè)的實(shí)際運(yùn)作管理中去, 通過(guò)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)資源的合理集成優(yōu)化, 大幅減少倉(cāng)庫(kù)積壓, 最終實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈整體庫(kù)存成本的降低。
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