VMI模式下施工企業與供應商協調研究

談 飛，黃 鵬

（河海大學工程管理研究所，江蘇 南京 211100）

VMI模式下施工企業與供應商協調研究

談 飛，黃 鵬

（河海大學工程管理研究所，江蘇 南京 211100）

面對競爭日益激烈的市場環境，如何降低建設施工的成本成為施工企業關注的熱點。而傳統的庫存管理模式不利于建設施工成本的降低，因此供應鏈庫存管理的優勢也隨之受到學者們及工程實踐人員的關注。供貨商管理用戶庫存（VMI）模式下供應商對客戶的庫存進行管理，改變了傳統的庫存管理方式、提高了供應鏈的收益。但VMI模式實施過程中供應商與施工單位間存在責利不對等的情況，為促進該模式的實踐需對VMI所獲的收益分配進行合理的協調。從庫存成本的角度對VMI實施所獲的直接收益進行了分析，結合Stackelberg博弈及價格補償給出了供需雙方收益分配的協調辦法，并以算例簡要說明。最后指出研究中的不足及未來的研究方向。

供貨商管理用戶庫存；建筑供應鏈；Stackelberg博弈；價格補償

隨著建筑供應鏈管理的發展，建筑施工類企業僅靠單打獨斗已越來越不適于市場競爭，也有礙于企業的長遠發展，同時建筑業的微利性特點使得這些企業不得不從降低成本的角度來提高自身的競爭力，因此如何降低成本便成為學者及工程實踐人員所關注的熱點問題。而就具體的建造生產項目而言，施工企業可以從多個角度對成本進行優化，采用供應鏈思想下的庫存管理方式來降低施工項目的庫存成本便為其中一種。

供貨商管理用戶庫存（vendor managed inventory，VMI）是從供應鏈管理衍生的庫存管理模式，它與傳統的施工項目庫存管理不同，供應商與施工方不再是各自為政的進行庫存管理，而是供應商對施工方的庫存進行管理，供需雙方基于VMI協議/契約，保持信息共享對庫存水平進行有效的控制，在合作的基礎上來降低供應鏈的總庫存成本。此外VMI的工程實踐及相關研究表明：當實施該模式時，施工企業不僅從庫存轉移中降低了自身的庫存成本，還取得了在庫存相關處理及時間消耗方面顯著的改善[1-2]。VMI模式的優點雖顯著，但供應商與施工企業在實施VMI過程中存在責利不對等的情況，供應商承擔了原本由施工方自行承擔的庫存成本，同時庫存的損耗及相應風險也從施工方轉移給供應商；盡管供應商可從長期合作中獲益，但施工方則是該模式的主要受益方。因此，供需雙方需對實施VMI模式所得收益的分配進行協調，否則VMI契約也無法在供需雙方間建立。

對于VMI協調及收益分配方面的相關研究：孫瑩等[3]將庫存成本的結余視為收益，考慮缺貨情況下VMI集成后供應鏈的收益分配問題；王利，王心一，張成堂等[4-6]則是結合博弈模型對供應鏈各節點或供需雙方的決策進行分析來確定VMI合作的收益共享問題；還有從VMI合同/契約的角度來制定相應的激勵或補償機制來解決供需雙方的協調問題[7-8]。已有的相關研究成果主要基于其他行業而并非建筑業，VMI模式在他行業中多數情況下是供應商占主導地位，而在建筑業環境下的建材供應市場往往是買方市場即建材需求方占主導地位，因此建筑業實施VMI模式的供需雙方協調問題不能簡單套用工商領域的慣用辦法。本文著眼于建筑施工項目視角，運用Stackelberg博弈對供應商和施工方是否進行VMI合作的決策過程進行了分析，結合價格補償得出了在施工方占主導地位時供需雙方能達成合作的NASH均衡點，當均衡點滿足時供需雙方能夠對收益分配實現有效協調。

1 VMI的實施及收益分析

1.1 VMI的實施

在實際的總承包項目中，往往供應商是與總承包商簽訂供貨合同，因此在VMI工程實踐時，VMI協議也是在供應商與總承包商間簽訂，本文則基于以上前提考慮總承包商的施工單位（需方）與供應商（供方）進行VMI收益分配的協調問題。在VMI模式實施過程中，供應商基于數據傳輸平臺/工具對需方的需求量、庫存狀態、庫存消耗量等信息實時跟蹤，依據這些信息制定補貨單并發至需方，需方對補貨單進行確認或休整并反饋至供應商，供應商根據確定的補貨單進行補貨，其補貨模式類似工業生產中的即時供應，可以有效控制施工項目現場的庫存水平。圖1[2]描述了VMI模式的具體實施流程。

圖1 VMI模式在施工項目中的運行Fig.1 The operation of vendor-managed inventory in construction

1.2 VMI收益分析

VMI模式的直接效益來自供需雙方總庫存成本的降低，而VMI的運行特點使得需求方成為該收益的“大贏家”，因此供需雙方需協調的分配對象為VMI實施前后的總庫存成本降低額。下面對總庫存成本降低額的計算進行相應的說明：考慮供應商與施工單位所形成的二節點供應鏈，以拓展的EOQ模型進行VMI實施前后該二節點供應鏈總庫存成本變化的分析。為了便于討論分析，假定施工單位的某項建設材料由一家供貨商供應且該供應商完全具備實施VMI模式的能力。實施過程中，施工單位需確保建材庫存量不拖累施工進度，供應商則需確保建材的充足供應，因此供需雙方均存在一定量的安全庫存；同時對于建設施工項目，當工程量基本確定時其相應的建材需求量也基本可視為定值，因此可假設施工單位的建材需求量一定；此外缺貨會對施工進度造成影響，嚴重的甚至會導致施工單位（對業主的）違約；因此不考慮缺貨的情況并假設訂貨提前期一定。

為完成數學模型的構建，需對相應參數進行說明：

設定D表示施工單位的需求量；施工單位的訂貨費用和供應商的發貨準備費用分別由C1和C2表示；施工單位和供應商的安全庫存分別以S1和S2表示；施工單位和供應商的單位平均庫存存儲費用分別由I1和I2表示；最優訂貨批量以Q表示；T1和T2分別表示施工單位和供應商的庫存成本；TC表示供應鏈的總庫存成本；實施VMI模式后由供應商管理施工單位的庫存，施工單位的訂貨費用降低為C1′，供應商的安全庫存為S3；供應商的庫存成本由T2′表示，供應鏈總庫存成本以TC′表示。

1.2.1 VMI集成前的庫存成本

在傳統的庫存管理模式下，施工單位從自身利益出發，根據項目施工計劃等確定最優的訂貨批量進行施工物料的采購，因此其庫存成本的構成為：訂貨費用和建材存儲（包括即到的建材和安全庫存）費用。

由EOQ模型有施工單位的最優訂貨批量及庫存成本為

類似的，供應商的庫存成本構成為：發貨準備費用、即出建材的存儲費用、安全庫存存儲費用。則傳統模式下的供應商庫存成本為

因此在VMI模式實施以前，供應商和施工單位所形成的二節點供應鏈庫存成本總和為

1.2.2 VMI實施后的庫存成本

當施工單位與供應商建立VMI合作后，供應商對施工單位的庫存進行管理，共同追求供應鏈總庫存成本最小的目標。由于供應商負責施工單位的建材訂貨、采購、管理等，此時施工單位不再負責自身的庫存管理情況，因此在VMI模式下供應商的庫存成本構成為：訂貨成本及發貨準備成本、即出建材（供方）及即到建材（需方）的庫存成本以及相應的安全庫存費用。此時該二節點供應鏈的總庫存成本即供應商的庫存成本為

根據式（4）可計算實施VMI模式以后供應商的最優訂貨批量，對式（4）中的Q進行求導令其為0，得出該模式下的最優訂貨批量

將式（5）代回式（4）可得VMI模式實施后該二節點供應鏈的總庫存成本，即

因此對于供應商與施工單位而言，在VMI模式實施后相較于實施前總庫存成本的降低額為式（3）與式（6）的差值，該差值為

2 VMI模式的協調

2.1 協調分配方法的比較

在供應鏈中用于收益分配的協調方法主要有3種：批發/促銷價補償、比例分配或共享系數協調[12-13]、價格補償[9]，3種方法的特點及適用情況如表1。

表1 協調分配方法的比較Tab.1 The comparison of income distribution methods

由節1的分析可知，在實施VMI模式之后，供應鏈總庫存成本得以降低且需方獲得明顯的收益（不再承擔庫存成本），但供應商的收益卻不顯著；結合表1的分析，供需雙方在進行VMI合作時，需方可采取價格補償的方法對供應商進行激勵以保障供應商的收益，以此促進雙方的長期合作。

2.2 價格補償點的計算

根據我國建筑行業的特點，建材市場具有典型的“買方市場”特征，即需方占據主導地位。假定在完全信息的情況下，需方想運用VMI模式來進行某項建材的庫存管理，需方先向供應商提出價格補償，供應商處于跟隨者的地位，可接受或拒絕需方提供的補償價格，因此該過程可視為Stackelberg博弈，基于供需雙方均為理性人的假設，供需雙方對于實施VMI模式所獲的預期收益均為傳統模式下（即實施VMI前）的最大值。因此若要實現合作，供需雙方在實施VMI模式后的收益應均不小于各自的預期，同時由于需方占據該博弈的主導地位，所以其NASH均衡在于實施VMI模式后保證供應商收益不少于預期的前提下需方收益最大化，其數學表達為

其中，Y1（w）表示在實施VMI模式時需方提供價格補償w后所獲得的收益；Y2（w）表示獲得價格補償w后供應商收益的增加/補償值；T2表示VMI模式實施后供應商庫存成本的增加值。對于式（8），需方若要獲取最大的收益，只需以最小的補償價格去彌補供應商所增加的成本即可，因此式（8）可轉變為

綜上，在施工單位占據主導地位時，當施工單位向供應商提供一定的價格補償使供應商參與VMI模式所獲收益不小于其不參與的情況時，施工單位與供應商能夠達成收益分配的協調進而進行VMI合作。此時施工單位提供的價格補償為w，供應商獲得補償收益▽T2，施工單位獲得的收益則為▽TC－▽T2。

2.3 算例

某建設施工項目，總承包商欲對鋼筋材料實施VMI管理，現有供應商滿足條件，實施VMI合作。現需鋼筋2 000 t，施工單位的每次訂貨費用C1為1 500元；供應商的每次發貨準備費用C2為1 200元；在實施VMI模式以前，施工單位及供應商的安全庫存S1和S2分別為35 t和50 t；施工單位及供應商的單位平均庫存費用I1和I2分別為30元/t和25元/t；實施VMI模式以后，施工單位的訂貨費用降低為500元；而供應商的安全庫存降低到30 t。

根據以上數據并結合式（3）（6）（7）（12）可得在實施VMI以后，供需雙方的庫存成本降低22 050元；價格補償8.5元/t時，供應商可得價格補償17 000元，而施工單位即需方可獲收益5 050元，如表2。

表2 協調分配結果Tab.2 The result of income distribution 元

由表2可知，在施工項目中實施VMI模式能夠降低供應商與施工企業的總庫存成本，同時當供需雙方對價格補償達成協議時，雙方可以實現對庫存成本的節約額進行合理分配，這有益于將VMI模式實踐于建設施工項目，同時實施VMI模式也使得施工企業從庫存管理中解放，有益于其競爭力的提升。

3 結論與展望

VMI模式在降低庫存成本方面的優勢為建筑施工企業帶來了機會，有利于施工企業收益的增加及競爭力的提升。但VMI模式實施過程中供需雙方存在收益不對等的情況，因此VMI的實施需要對預期收益的分配進行有效協調。在對供需雙方實施VMI決策分析的基礎上，結合價格補償給出了供應商與施工單位實施VMI模式時對收益分配協調的辦法，希望對建筑業實施VMI模式形成一定的參考價值。同時，為了簡化分析，本文所討論的環境較為理想，因此以下幾個方面值得進一步深入：

1）建設施工項目所需的建筑材料品類繁多，但并非所有的建材都適用VMI模式，工程實踐中實施該模式需結合具體建材的特點。

2）VMI模式的成功實施要求供需雙方保持高水平的合作，而收益分配的協調只是其成功的必要條件而并非充分條件，因此工程實踐中還需考慮更多其他因素。

3）在具體的工程項目中，同種建材可能由2～3家供應商同時供應，在此類情況下實施VMI模式還應當考慮供應商與供應商之間的協調問題。

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Coordination Between Supplier and Construction Industry under VMI

Tan Fei，Huang Peng
（Institute of Engineering Management，Hohai University，Nanjing 211000，China）

In the increasingly competitive market environment,how to reduce the cost of construction has been the focus of attention for construction enterprises.Due to the fact that it is unfavorable to reduce the cost of construction by traditional inventory management,scholars have been exploring advantages of inventory management of supply chain.Vendor managed inventory has changed the way of traditional inventory management and improved the income of supply chain.However,in the process of implementation of VMI,there is no reciprocity between the supplier and the construction unit.So it is necessary to coordinate the distribution of the benefits during the process of implementation of VMI.From the view of inventory cost,the direct benefit of VMI is analyzed.The method to coordinate income distribution between supplier and the construction is proposed with Stackelberg game and price compensation,and an example is given to illustrate the result.Finally,the shortcomings of the analysis and the prospect for future research are pointed out.

vendor managed inventory；construction supply chain；Stackelberg game；price compensation

TU-9

：A

1005-0523（2017）01-0079-06

（責任編輯 王建華 李 萍）

2016－04－26

談飛（1959—），男，副教授，碩士生導師，主要研究方向為工程項目管理，技術經濟及管理。

黃鵬（1991—），男，碩士研究生，主要研究方向為工程管理與項目管理。