VMI在应对下游需求不确定性中的应用

张先腾

摘要：文章通过分析供应链中“牛鞭效应”产生的过程和原因，以“可乐游戏”为案例，尝试引用VMI（供应商库存管理）方法来解决供应链企业间产、供、销相关问题，根据研究结果证明了在下游需求不确定環境下，中间商和制造商采取VMI来应对下游需求不确定时的积极作用。

关键词：供应链管理;牛鞭效应;VMI;责任系数

一、引言

库存问题一直是关乎企业和生产组织命脉的关键点，良好的库存状态不仅能保证企业生产和发展的需要，而且也是企业对市场变化能力反应的重要体现。库存管理思想一般经历了五个阶段，不同阶段库存的地位也有所不同：首先，资源紧缺时代的库存等于财富;其次，库存是“万恶之源”;第三阶段为库存需要科学管理，通过对订货周期的和经济订货批量的测算来安排采购与生产;21世纪初开始流行的生产运作管理为第四阶段，包括VMI、JMI和CPFR等供应链管理思想;最后，是较为前言的多元化管理思想。

上述无论哪种思想都会面临着维护库存服务水平和降低库存费用的两大问题，供应链管理思想也逐渐成为上下游企业协同发展的共识，如何在维护供应链关系，在供应链总体价值最大的基础上如何保证各个节点也可获得更大的收益，首先应避免或解决供应链体系中的“牛鞭效应”。

二、“牛鞭效应”简介

（一）“牛鞭效应”的含义

“牛鞭效应”是库存管理中普遍存在的高风险现象，是买卖双方及中间商在对需求的预计、订购批量决策、备货对弈、责任系数判定、应对价格波动和环境变化最终博弈的结果，无形间增大了各级企业的采购、组织生产、分销选择及成品库存的不确定性，尤其在上游企业表现最为明显。

（二）牛鞭效应产生的原因

1. 多重需求预测

现实中，市场需求波动是随时随处可见的，各企业为了应对这种需求带来的不稳定性，多数企业会选择增加订购量适当扩大库存，当该模式反映到同一条供应链上时，无疑会判定此供应链存在资源过剩，如果该链条上产品订货周期越长，各级企业预留的安全库存则会越大，整条供应链也便会更加雍容低效。除此之外，一些预测需求的方法也会造成供应需求数量的失真。比如，前三个周期需求变化趋势是每周期递增5%，按照移动平均法推测，在第四个周期需求预测值则为前三个周期平均值的105%，如此类推，预测值呈稳增趋势，单市场实际需求并非如此，两者之间差距即成为多余库存。如果各级企业均采用如此方法预测需求，上游企业根据下游企业展开推测无效需求则会被无限放大，造成严重的资源浪费。

2. 批量生产、订购

为了节省订购成本或是降低单位运输成本，各级企业在生产或采购中都会需求通过规模效应的方法，很容易采取增加一定的库存来换取较高的生产或者采购效益。如遇到市场上产品滞销或产品各更新换代，这种以降低单位库存成本来降低采购、订货成本的方式往往会造成产品大量积压，付出更大代价。

3. 非理性预期

某一时期，市场需求大于供给，且会持续一段时间，供应链某企业依此判断，均有可能向上一级企业加大订货量，以期能尽快抢占上级企业有限的资源，从此波需大于供中优先获利。各级供应商根据此虚假需求信息，往往会错误地解读市场，从而加速采购或生产备货。当市场需求渐趋平衡，一些订单也会随之消失，前期加速备货甚至没有反应过来，大量的库存积压使整条供应链都深受其害。

4. 价格浮动和促销

厂家为了迅速回笼资金或是薄利多销，往往会组织各种促销或是薄利多销，在促销环境下，下游企业或者消费者往往会大批量买入，现实库存量短期内超出理性库存量，这种人为的通过价格浮动，加剧了市场需求变动的不规则性，给上游企业带来错误的需求预测，对整条供应链也会带来严重影响，这在零售业尤为显著。

三、问题条件和假设

产、供、销三方是经济活动中相互联系最多的经济体，下游企业需求变化很大程度会影响到上游的生产决策和库存管理策略，呈现出随着相关性越大，影响越深远的现象。本文以日用生活品可乐为例，研究产供销三方之间的供应关系以及供方和产方库存状态的影响，以下是本文有关市场运作的相关要求和假设：

设定顾客、零售商、中间分销商和制造商分别有A、B、C、D代表。

为得到较为准确数据，游戏设定为多轮，一轮等同于一个工作日，日需求在5～10之间随机变动，代表每日零售商卖出的数量。设定日需求只有零售商知道，不与批发商和制造商共享销售信息，批发商与制造商也不能实现信息共享。

设定缺货成本。上游企业不能满足下游订货量时，需要支付缺货成本，且及时向自己上游发出订货质量，但延迟订单等到下一轮在途货物进了仓库后才能送至下游。

设置订货周期为在途一与在途二，表示订单需要两轮才能到达自己仓库使用。

制造商从组织生产到产品产出需要两轮才能完工进入成品仓库。

制造商、批发商和零售商各自的目标都是使自己的利润最大化。

各级企业库存成本、订货成本、缺货成本设置如表1。

该游戏共模拟15个工作日需求变化与库存管理，设定各级企业初始库存各30瓶，游戏结束各级企业均作价50%清仓进行财务核算。

四、模型的建立

（一）VMI的含义

VMI即供应商管理库存，该模式以上下游企业协同降低成本为目的，在一个共同的库存管理协议下，持续改进库存管理水平的合作性策略。 该模式打破了传统的各自为政信息不畅的库存管理模式，其核心理论是上游企业通过共享下游企业的现有库存和实际销售数据，按照实际的销售模型、销售趋势和补货策略进行的科学补给。由此，交易双方都改变了传统的各自为政独自预测模式，尽可能地避免和减少因各自预测、非合作共享导致的物流、商流、信息流的运作成本，从而降低了供应链的总成本。

（二）VMI模式特点

1.信息充分共享 供应商与零售商充分合作共享需求和销售信息，协同生产、销售与库存管理。

2.供应商负责库存日常管理（本文仓库放在中间商范围），供应商对库存做日常管理，零售商直接使用库存的同时有义务对库存信息、安全等业务负责。

3.准确预测需求。基于对库存的整体管理，供应商能及时按照零售商销售数据对市场需求做出准确预测，精确设置安全库存量;二级库存到一级库存的转变，供应商可以更准确地对客户需求做出相应响应，从而提高客户满意度与服务水平。

在零售商策略不变的情况下，生产商和批发商利用VMI来管理库存，便出现了表4中生产商的库存为0，批发商库存量总体也降低的情况，由此看来，VMI让供需双方在降低库存费用，有效维持库存服务水平上取得了较好的效果。

在零售商策略不变的情况下，生产商和批发商利用VMI来管理库存，生产商的库存为零，批发商库存量总体较低的情况， 由表6中相关性数据看出，批发商和零售商相关系数为0.276接近于0.3体现出了一定强度的弱相关性，由此看来，VMI能让供需双方在降低库存费用，有效维持库存服务水平。

根据VMI管理思想特点，生产商和中间商共同拥有仓库，并由生产商对库存维护、根据现有库存量采取订货行为，由于遵守对共同仓库联合管理的责任，生产商和中间商需要对库存经营状况负有相关责任，在本文中，假设生产商和中间商对库存费用责任系数分别为0.8和0.2（根据协商共同决定）。如表所示批发商最终的库存费用为425*0.02*0.2=1.7，制造商负责的费用为425*0.02*0.8=6.8。

另外，由于生产商主要控制和管理与批发商的共有仓库，因此在发出采购信息到货物交付过程中生产商掌握了全部的供应信息，包括订货数量决定的生产数量，由配送时间决定的生产时间，相对于原始的两级库存比较，其中的中间环节大大减少，从生产到交货时间控制能力也得到很大的提升，具有生产作业完成后，可以直接将可乐配送到双方的共有库存中，因此本文略去了中间商原有的途一和途二配送过程，此供应环节的设计也是VMI思想关键环节之一。

五、结语

总体来看，批发商和制造商采取了VMI管理思想，对库存进行联合管理，较好的解决了二者生产运作和供应配送作业，在使整条供应链利益最大化的基础上，制造商和批发商都实现了共赢，并良好的避免了下游需求信息不确定而带来的“牛鞭效应”。另外本文在引入和运用VMI思想解决“牛鞭效应”的同时，也在应对下游需求除了需求量不确定外，针对多样化需求提供了较良好的现实条件，如假设下游的零售商反应顾客需求出现了多样化，某些群体对产品的附加价值（如可乐外包装）有不同的喜好，这样在共有仓库中产、供双方便可以使用延迟策略良好的解决这一问题。

另外，在总库存费用演算模式上采用了供应商责任系数为0.8，中间商责任系数为0.2，然而，在现实组织生产中，双方往往会对各自负责的系数存在较大争议，这也是在VMI实施过程中遇到的常见问题，如何更好地解决这类问题，以及其他如信任问题、存货所有权问题和资金支付方式问题都是本文今后需要继续深入研究的对象。

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（作者单位：江苏联合职业技术学院徐州经贸分院）

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