趙 琨，劉金虎

（北京物資學院 物流學院，北京 101149）

VMI模式下供應鏈物流成本核算及利益分配模型—面向汽車零部件市場

趙 琨，劉金虎

（北京物資學院 物流學院，北京 101149）

針對北京現(xiàn)代汽車制造有限公司零部件物流，提出應用VMI-TPL集成模式降低供應鏈整體物流成本的方案。結合定性分析和定量分析，構建實施VMI-TPL集成模式前后，參與供應鏈各方的物流成本模型，進而得出供應鏈物流總成本變化模型。通過對實際影響因素的篩選，設定關鍵參數(shù)構建模型，通過定量計算驗證了實施VMI-TPL集成模式可使供應鏈整體物流成本降低的結論。利用Shapley值法建立了參與供應鏈各方的利益分配模型，得出各方都相對滿意的分配方案，為VMI-TPL集成模式的實行奠定理論基礎。

VMI-TPL；汽車物流；成本核算；利益分配

1 引言

供應商管理庫存（Vendor Managed Inventory,VMI）是一種供應鏈集成化運作的決策代理模式，可以通過合理的庫存管理和補貨策略減少供應鏈整體的庫存水平，使供應鏈整體效益得到優(yōu)化。但該模式對供應商的物流水平要求較高，由供應商單獨實現(xiàn)VMI會分散其資源和精力到非核心業(yè)務上面，同時也難以達到所設定的水平，甚至可能拖累主營業(yè)務的經(jīng)營。而在汽車零部件物流領域中，早已成功運用專業(yè)的第三方物流，汽車廠商將自己并不擅長的物流業(yè)務外包給第三方物流公司，由其提供專業(yè)的物流服務，既提升了物流服務水平，又集中了資源和精力。因此VMI在汽車零部件物流領域中實施，借助第三方物流可以有效彌補自身的先天不足，發(fā)揮最大效益。

第三方物流（Third Part Logistics,TPL）是相對自營物流而言，由供方與需方以外的第三方物流企業(yè)提供物流服務的業(yè)務模式，一般把提供第三方物流服務的公司成為第三方物流公司。第三方物流公司通過為客戶提供倉儲、運輸、流通加工、配送、信息數(shù)據(jù)處理、物流方案設計及其他增值服務來獲取利益，既不直接參與商品的買賣，也不擁有貨權。

VMI-TPL模式是指供應商借助第三方物流的專業(yè)優(yōu)勢，彌補自身物流服務水平的不足，為實施VMI模式創(chuàng)造條件。VMI模式的實施對供應商的物流服務水平要求較高，需要具備一定的物流規(guī)劃及物流系統(tǒng)設計能力，通過不斷調整物流系統(tǒng)的各項參數(shù)達到VMI持續(xù)改進的效果。而供應商一般只具備處理簡單的倉儲、運輸、流通加工等業(yè)務的能力，物流業(yè)務并不是其主營業(yè)務，這也是制約VMI模式在全行業(yè)實行的關鍵。因此，有第三方物流參與的VMI-TPL模式有效地彌補了VMI模式的先天缺陷。

本文希望通過建立面向汽車零部件供應市場的供應鏈物流成本模型，研究VMI模式在該領域推行所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，進而建立由一個供應商、一個第三方物流公司和一個主機廠構成的單級供應鏈實施VMI的利益分配模型，得出具有代表性的分配方案。合理的利益分配方案可以很大程度上促進供應商主動實施VMI，從而促使供應鏈整體效益趨向最大化。VMI的最大作用不是單個參與者實現(xiàn)成本降低，而在于其對整條供應鏈的影響，尋求供應鏈整體效益最優(yōu)才是最終目標。利益分配的研究可以提高供應商對實施VMI的積極性，而準確的成本核算是利益分配的基礎，因此本文研究供應鏈中各個參與者的物流成本核算與利益分配具有現(xiàn)實意義。

2 國內外研究現(xiàn)狀

VMI是一種供應鏈集成化運作的決策代理模式，以雙方成本最低為目標，在一個共同框架協(xié)議下把用戶庫存決策權代理給供應商，由供應商代理分銷商或批發(fā)商行使庫存決策權力，并通過對該框架協(xié)議經(jīng)常性監(jiān)督和修正使庫存得到持續(xù)改進。VMI概念最早是由Magee（1958）探討貨權的最佳歸屬時提出的，但真正應用到實踐中是在20世紀80年代末沃爾瑪和寶潔公司的成功合作，通過實踐驗證了VMI模式在降低供應鏈整體庫存及提高物流服務水平方面的作用。此后VMI模式逐漸進入學術界的視野，大量文獻相繼涌現(xiàn)。

周陽[1]（2012）研究了針對單一品種的“單供應商、多分銷商”物流配送網(wǎng)絡，以尋求最優(yōu)的庫存補貨策略及運輸配送決策，構建了VMI模式下庫存與運輸集成化模型。崔文全[2]（2014）研究了VMI模式在企業(yè)中的應用，但僅局限于面向供應商及零售商的供應鏈，并未涉及生產(chǎn)企業(yè)。宣杰[3]（2014）等研究了制造型企業(yè)如何實施VMI模式，從確定VMI物料、篩選合格供應商、選擇實施形式、實施策略等方面構建了VMI的體系框架，但并未涉及制造型企業(yè)實施VMI模式前后的直接利益變化，缺少說服力。譚潔[4]（2014）等研究了庫存成本視角的供應鏈VMI利益分配問題，應用價格契約和Stackelberg博弈模型建立了零售商強勢情況下供需雙方利益分配模型，局限在于沒有推廣到涉及第三方物流的三方利益分配問題。夏晗[5]（2014）研究了具有單一供應商及單一銷售商的供應鏈系統(tǒng)協(xié)調機制，通過模型分析了供應商及銷售商的利潤變化情況。

Zahra Lotfi[6]（2015）等研究了信息共享對供應鏈管理的重要影響，得出加強企業(yè)間信息共享可以提高供應鏈的競爭性。Seyed Taghi[7]（2015）等研究了多供應商多零售商供應鏈隨機需求和不平等的補貨周期的供應商管理庫存。Arqum Mateen[8]（2015）等研究了單供應商多零售商供應鏈的供應商管理庫存。Javad Sadeghi[9]（2015）等研究了VMI模式下供應鏈成本的優(yōu)化。

王道平[10]（2011）等基于傳統(tǒng)的EOQ模型，在充分考慮運輸成本和安全庫存量的條件下，構建了TPL模式下的VMI庫存模型，論證了新模型降低了供應商的庫存成本和物流成本，但隨著訂貨成本的增加，庫存和物流相關成本呈上升趨勢，但是他僅考慮了不允許缺貨的情況，并未拓展到允許缺貨，有缺貨成本及補貨有延時的情況。徐靜[11]（2012）研究了VMI-TPL模式下的庫存運輸集成問題（Inventory Routing Problem, IRP）。黃活潑[12]（2012）研究了面向汽車制造業(yè)零部件供應商的第三方物流參與下的VMI服務模式，并基于數(shù)學模型對第三方物流開展VMI服務的預期增值效益進行分析，具體包括對供應鏈總體物流成本、供應商利潤及制造商利潤的變化情況，但沒有涉及到利益分配問題。李正[13]（2014）對有第三方物流參與的VMI進行了利潤分析，對比了有第三方物流參與的新型VMI模型和沒有第三方物流參與的傳統(tǒng)VMI模型。戴君[14]（2015）等構造了面向生產(chǎn)型企業(yè)，TPL擁有庫存決策權且不允許缺貨的VMI模型，將VMI模式推廣到了生產(chǎn)企業(yè)。常莎莎[15]（2015）等針對第三方物流實施VMI模式，研究了如何在滿足客戶對貨物送達時間窗要求的前提下，使得車輛綜合利用率最優(yōu)的問題，以容積積載率、重量積載率、時間積載率為優(yōu)化目標，建立了帶時間窗限制的多車多品種貨物配裝問題的數(shù)學模型。

3 供應鏈成本核算模型

譚杰[4]等研究了針對供應商-零售商的供應鏈庫存成本模型，在該模型中，運輸成本、庫存維持成本及訂貨成本被考慮其中，運用EOQ模型，計算得出零售商的經(jīng)濟訂貨批量。由于實施了VMI模式，庫存決策權由供應商掌握，因此該經(jīng)濟訂貨批量就是供應商的最優(yōu)補貨批量，進而得出供應鏈的庫存成本。該模型是面對供應商-零售商訂單推動式的供應鏈，因此可以做到恒定訂貨批量；而本文所需的模型針對汽車制造業(yè)零部件供應領域，屬于供應商-制造商需求拉動式的供應鏈，采用EOQ模型的恒定訂貨批量不符合實際情況，且該文并未引入第三方物流。

本文從該文中汲取分類計算的思想，將物流成本細化為運輸成本、倉儲成本和流通加工成本，基本涵蓋物流成本的主要組成部分，并在供應鏈中加入第三方物流，引入距離參數(shù)，將制造商周邊的供應商或第三方物流公司倉庫考慮其中，各個成員的物流成本分別構建模型，進而得出供應鏈整體物流成本模型。模型前提是采用恒定周期采購的方式，計算單個周期內的物流成本，更貼合汽車制造業(yè)的實際情況。

假設：

（1）不考慮缺貨情況及缺貨成本；

（2）設定只有一個供應商、一個第三方物流公司和一個汽車制造商的供應鏈；

（3）庫存決策權由第三方物流公司和供應商共同掌控，第三方物流公司擁有提議權，供應商擁有決策權，供應商產(chǎn)成品的所有物流活動均交由第三方物流公司運營；

（4）汽車生產(chǎn)商將生產(chǎn)計劃等信息提前一周告知供應商和第三方物流公司；

（5）以一個周期為節(jié)點計算物流成本。

參數(shù)設定：

CS：供應商單位時間內存儲成本；

Cm：制造商單位時間存儲成本；

Cl：TPL單位時間內存儲成本；

Q：制造商訂貨批量；

T：訂貨周期；

Ct：運輸成本；

Cll：TPL單位產(chǎn)品物流處理成本；

λ：庫存放大系數(shù)，且1≤λ≤2；

α：供應商物流成本放大系數(shù)，且α≥1；

NS：供應商安全庫存；

L1：供應商到制造商周邊的RDC的距離，L1≥500km；

L2：RDC到制造商的距離，L2≤10km。

3.1 實施VMI-TPL模式之前物流成本模型

供應商物流成本分為庫存成本、運輸成本和物流加工處理成本，這三項成本對應的物流活動均由供應商自營，只計算成本。為保證及時供貨，供應商一般設定λ倍的庫存放大系數(shù)，汽車制造商提前一個周期向供應商下達訂單，在該周期內供應商生產(chǎn)出訂貨量放大λ倍數(shù)量的零部件，預留緊急訂單的貨量。生產(chǎn)之后，在下一周期將訂單貨物運送到制造商處，剩余的λ-1訂貨量的零部件劃歸安全庫存NS。

因此，每一個周期T內，都有訂貨量Q的零部件在倉庫內存儲，同時有(λ-1)Q的貨物會存放兩個周期，因此供應商庫存成本為

供應商物流成本模型：

其中，第一項是庫存成本，第二項是運輸成本，第三項是物流加工處理成本。

制造商物流成本只有庫存成本,其模型為：

供應鏈總成本模型如下：

3.2 實施VMI-TPL模式之后物流成本模型

供應商由于確切掌握制造商的生產(chǎn)計劃、消耗速度、銷售數(shù)量等信息，最理想的情況下，供應商可以逐步減小庫存放大系數(shù)，直至不放大，即λ=1，產(chǎn)品生產(chǎn)出來在倉庫存放一個周期T后，由第三方物流公司負責之后的運輸配送、流通加工等活動，供應商支付給物流公司一定的物流費用，以實際處理量來計算，此時供應商的物流成本包括庫存成本和支付給第三方物流公司的物流費用。供應商物流成本模型為：

TPL物流成本：

第一項為物流加工處理成本，第二項為運輸成本，第三項為庫存成本。

制造商由于實施VMI，庫存壓力轉移到上游供應商，因此庫存成本變?yōu)榱恪?/p>

供應鏈總成本：

VMI實施后，供應商物流成本變化為（5）-（2）：

第三方物流公司物流成本變化為式（6）。制造商物流成本變化為：

供應鏈總成本變化為：

式（10）中第一項為供應鏈倉儲總成本變化，第二項為供應鏈流通加工總成本變化，第三項為供應鏈運輸總成本變化。

由于第三方物流的專業(yè)性和物流作業(yè)的規(guī)模效益，我們默認在各環(huán)節(jié)物流作業(yè)成本的比較中，第三方物流公司均比供應商和制造商低。在此前提下，式（10）中第一項，TPL的單位時間內存儲成本Cl低于制造的單位時間內存儲成本Cm，1≤λ＜2，所以Cl-Cm＜0，λ-1＞0，因此第一項小于零，即實施VMI后供應鏈倉儲總成本有所降低；式（10）中第二項，由于(1-λα)＜0，(1-α)＜0，因此第二項小于零，即實施VMI后供應鏈流通加工總成本有所降低；式（10）中第三項，1≤α＜2，(1-α)＜0，因此第三項小于零，即實施VMI后供應鏈的運輸總成本有所降低。

綜上所述，在汽車零部件供應物流領域，應用VMI模式可以有效減少供應鏈總物流成本。

4 供應鏈利益分配模型

Shapley值法是Shapley L S在1953年發(fā)表的解決N個成員合作對策問題收益分配的數(shù)學方法。當n個成員從事某項經(jīng)濟活動時，對于他們之中若干成員組合的每一種合作參與形式，都會獲得一定的效益，當成員之間的利益活動為非競爭性時，合作中成員數(shù)量的增加不會引起收益的減少，這樣，全體n個成員的合作將帶來最大收益，Shapley值法是分配這個最大收益的一種方案。供應鏈上各企業(yè)通過核心能力的優(yōu)化調整，實現(xiàn)風險共擔、資源共享，可以有效地分擔風險，降低成本，促進企業(yè)創(chuàng)新，從而得到比加入供應鏈前更高的利潤。供應鏈上企業(yè)都是獨立經(jīng)營的經(jīng)濟實體，以各自的利潤最大化為目標，因此對每個企業(yè)而言，使整條供應鏈增加利潤是該企業(yè)可以加入供應鏈的前提；加入供應鏈后，該企業(yè)所獲得的利潤不少于加入供應鏈前能獲得的利潤是維持供應鏈正常運轉的保證。因此，供應鏈各合作伙伴間的利益分配問題可以看作是多人合作對策的利益分配問題，可以用Shapley值法求解,其定義如下：

設集合I={1 ,2,…,xi}，如果對于I的任一子集s（表示n個人集合中的任一組合）都對應著不同的v(s)，并且滿足：

那么稱[I,v]為n人合作對策。用xi表示I的成員i從合作中最大收益v(l)所獲得的收益。當滿足：

則稱x=(x1,x2,…,xn)為n人合作對策下的其中一個分配。

?i(v)=0表示在I的合作方式下運用Shapley值法所計算的第i個成員所得的分配利益，則在I的合作方式下各個成員所得利益的Shapley值為：

其中，|s|是子集s中的元素個數(shù)，w(|s|)是加權因子。v(s)是在s的合作方式下的收益，v(si)是s去除i后得到的收益。

李曉曉[16]等研究了Shapley值法分配引入VMI-TPL模式的供應鏈收益問題，此處的收益為營業(yè)收益。由于該文章的研究重點是利益分配問題，在利益核算方面較為簡單，構建的模型及算例均以簡單的字母參數(shù)和數(shù)值直接代入，涉及的物流成本相關內容較少。

在本文中，Shapley值法所提到的收益是指實施VMI-TPL模式后，供應鏈物流整體成本的減少量，零部件供應商、第三方物流公司和汽車制造商對減少的物流成本進行分配，且利益分配模型建立在第三章物流成本核算的基礎上，對上文計算得出的物流成本進行分配，銜接性更好。

下面構建本文的供應鏈Shapley值法模型。

（1）s={1}或{2}或{3}，即供應商或第三方物流公司或制造商。此時供應鏈中的各個成員獨立經(jīng)營決策，只關注自身利益不求合作，無任何成員參與的供應鏈也就沒有任何收益的增加，所以：

（2）s12={1 ,2}，s23={2 ,3}或s13={1 ,3}。以上合作是供應鏈成員中任意兩個之間的合作。v(s)等于供應鏈實施合作方式后較實施前的成本減少值，所以：

（3）s=I={1,2,3}。這是代表供應鏈實施VMI-TPL的集成模式。v(s)等于供應鏈實施合作方式后較實施合作方式前的成本減少值，所以：

（4）采用該方法分別計算供應商、第三方物流公司和制造商分得的利益，具體計算方法如下：

①供應商利益分配

表1 供應商利益分配機制的相關參數(shù)表

這里的IS指供應商參與合作的I的所有子集的集合。

②第三方物流公司利益分配

表2 第三方物流公司利益分配機制的相關參數(shù)表

這里的Il指第三方物流公司參與合作的I的所有子集的集合。

③制造商利益分配

表3 制造商利益分配機制的相關參數(shù)表

這里供應鏈共有3個成員，因此將參數(shù)代入得：

這里的Im指制造商參與合作的I的所有子集的集合。

5 算例分析

北京現(xiàn)代汽車制造有限公司在北京擁有3個制造廠，總產(chǎn)能110萬臺，平均每周約為21 154臺。假設某零部件供應商可以供應北京現(xiàn)代全車型的一種零部件，即供應商平均每周生產(chǎn)供應21 154套零部件，為便于計算，只取平均值作為代表性數(shù)值。北京現(xiàn)代提前一周將生產(chǎn)計劃等信息告知供應商及第三方物流公司，供應商根據(jù)預測的批量進行生產(chǎn)，之后的物流作業(yè)交由第三方物流公司負責。

一般情況下，供應商會設定10%左右的庫存放大系數(shù)，即每批次生產(chǎn)批量放大系數(shù)λ=1.1。由于第三方物流公司在物流業(yè)務方面的優(yōu)勢，設定第三方物流公司的物流作業(yè)成本放大α=2倍為供應商和制造商的物流作業(yè)成本；由于制造商的土地資源有限，人員工資、設備購置費用及管理成本平均到每個零部件上更高，因此設定倉儲成本Cm＞CS＞Cl，具體數(shù)值為Cm=2Cl，CS=1.1Cl，具體輸入?yún)?shù)見表4。

表4 輸入?yún)?shù)

將表4數(shù)據(jù)帶入式（10）得，供應鏈實施VMI-TPL模式一個周期內物流總成本變化：

（1）供應商分得收益

（2）第三方物流公司分得收益

（3）制造商分得收益

使用Shapley值法計算得出的總收益為34 068.5+ 30 707.1+6 046.4=70 822元，而供應鏈降低的物流總成本為70 802.6元，誤差為0.03%，證明該收益分配方案具備可行性。

以上收益為參與供應鏈的三方成員最終應獲得的凈收益，將參數(shù)分別代入式（6）、（8）、（9）三方的成本變化值如下：

（1）供應商物流成本變化：

（2）第三方物流公司物流成本變化：

（3）制造商物流成本變化：

因此制造商每周期支付給供應商訂貨費用：

14 807.8-6 046.4=8 761.4元

供應商每周期支付給第三方物流公司物流服務費用：

116 706.7-34 068.5+8 761.4=91 399.6元

6 結論

汽車行業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展帶動了橡膠、鋼鐵、電子、機械等一系列周邊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，拉動經(jīng)濟增長，促進就業(yè)，對國民經(jīng)濟貢獻極大，作為配套服務的汽車物流服務因此也越來越受到關注。由于發(fā)展水平的原因，我國汽車制造商的物流成本普遍高于國際水平，研究降低汽車物流成本的問題具有實際意義。

本文研究主要針對北京現(xiàn)代的零部件物流運營模式，探究在第三方物流的參與下，VMI-TPL模式對各成員物流成本和供應鏈整體物流成本的影響，通過建立物流成本模型進行定量分析，得出實施VMI-TPL模式可使供應鏈整體物流成本下降，即可使利益增加；之后采用Shapley值法對收益進行分配，得出各方易于接受的分配方案；最后通過北京現(xiàn)代的實際案例對模型及結論進行驗證，證實方法可行。

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Logistics Cost Accounting and Benefit Allocation Model of Automobile Spare Parts Supply Chain under VMI Mode

Zhao Kun,Liu Jinhu
(School of Logistics,Beijing Wuzi University,Beijing 101149,China)

In this paper,in view of the spare parts logistics process of the Beijing HYUNDAI Automobile Manufacture Co.,Ltd.,we proposed to use the integrated VMI-TPL mode to reduce the overall logistics cost of the supply chain,then built the logistics cost model of the supply chain participants both before and after the implementation of the integrated VMI-TPL mode to derive the total logistics cost change model of the supply chain.Next through screening the actual influence factors and defining the key parameters,we built the corresponding model to verify the conclusion that the implementation of the integrated VMI-TPL mode could reduce the overall logistics cost of the supply chain.At the end,we used the Shapley value method to build the benefit allocation model of the supply chain participants

VMI-TPL;automobile logistics;cost accounting;benefit allocation

F570；F252

A

1005-152X(2015)10-0213-05

2015-08-25

北京高等學校青年英才計劃項目（Beijing Higher Education Young Elite Teacher Project）；國家自然科學基金資助項目（11271361）

趙琨，北京物資學院物流學院講師，博士，研究方向：最優(yōu)化、數(shù)據(jù)挖掘、支持向量機。

10.3969/j.issn.1005-152X.2015.10.057