基于報童模型的供應鏈資金運作能力分析

供應鏈管理服務商物流管理是供應鏈管理的重要組成部分，但與物流和信息流相比，研究不足。在過去的很長一段時期內,從事供應鏈管理的研究人員更多的是將研究重點放在了如何建立各種機制來實現供應鏈運作上的協調,如何通過低成本而又高效的物流配送獲取競爭優勢等方面,而忽視了資金流對于供應鏈的影響。事實上,資金流是決定一個企業或者是一條供應鏈最終收益的關鍵因素:企業只有經過從原始資金的投入到最終資金的回收的各個環節,才能使得自身的資產和收益不斷累加。可以看到,現實中那些擁有較強資金運作能力的企業就能夠不斷通過資金流運作來提高自身的實力,獲取更大的成功。戴爾公司(DELL)當年憑借其創新性的銷售模式和快速的客戶響應速度,一舉占領了PC制造行業的領軍地位并為世人所津津樂道。但是在這成功的背后,戴爾高效的資金流管理同樣發揮了巨大作用。1997年,戴爾的平均庫存量為13天,應付賬款提前期為54天,應收賬款回收期為37天,也就是說其整個資金回收期的時間為-3天,這已經是一個不錯的成績了,要知道當時戴爾公司的主要競爭對手們的資金回收期平均約為+26天。而到了2001年,戴爾通過進一步的努力將其整個資金回收時間縮短到了-30天,這樣一來,戴爾公司就獲得了大量的流動資金,可以進行多方面的投資,從而真正實現了“用別人的資金,創造自己的收益”。國美和蘇寧作為國內家電零售行業的領軍企業也能夠有效的通過資金流控制降低成本,他們為了降低采購資金的占用比例,會憑借自身對于整個供應鏈渠道的影響力來要求供應商必須提前送貨到國美蘇寧的倉庫中而不必支付采購金額。只有當產品最終被客戶購買后,國美蘇寧才會支付給相應的家電制造企業采購金額。這樣做的目的是使國美和蘇寧擁有更多的資金用于擴大銷售市場和市場需求,進一步增強他們在家電供應鏈中的實力。由此可見,能夠有效加快資金回收期并且降低采購資金的占用比例可以為企業帶來巨大的收益。但是對于一些中小企業而言,由于本身在供應鏈中的地位不高,話語權不強,所以導致其經常面對采購資金占用比例過高、資金回收期長的問題,對其最終收益帶來不利影響。例如在最近就有報道說,如沃爾瑪和家樂福這樣的大型零售商,為進一步獲取供應鏈上的收益,長期延遲支付給眾多中小供應商應付賬款,導致中小供應商經營舉步維艱。據調查,有72.85%的供應商的應收賬款延期支付周期達1個月以上。而這一現象在電子行業也尤為普遍。例如眾多的中小型OEM廠家,當他們面對上游強勢的供應商(如芯片提供商Intel)時,就必須在全額付清采購金額之后,供應商才會出貨;而在與下游的客戶(品牌電子企業)交易時,往往在將產品銷售之后還面臨著很長的應收賬款回收期。針對這一情況,一些供應鏈管理服務商,例如普路通(Protlo)、怡亞通(EternalAsia)開始嘗試為中小型企業提供資金流服務。一方面幫助企業解決資金流運作中存在的問題,增大整個供應鏈的收益,另一方面也借此為自己帶來更多的利潤。供應鏈管理服務商是在傳統的物流企業基礎上發展出來的,它在提供一般物流企業所提供的基礎服務(倉儲、運輸、配送)之上,還提供一系列的增值服務,其中一個重點就是資金流服務。他們不單單是為客戶提供傳統的融資貸款服務,而更多的是利用自身所具有的獨有渠道和能力來為客戶提供多方面的資金流服務:如加快企業資金回收的速度,降低企業采購資金占用的比例。供應鏈服務企業之所以能夠有效為客戶提供這類資金流服務就在于其具備一些傳統物流企業或者中小企業不具備的能力和渠道。以電子行業為例,每件產品的最終完成需要成千上萬個零部件的構成,任何一種零部件的缺貨都會增加最終產品的成型時間。而在整個零部件供應市場上能夠提供相似的零部件的供應商有很多很多,OEM的制造企業根本沒有時間也沒有能力對這些供應商做到有效地篩選。但是對于供應鏈服務商而言,他通過為這個電子市場中的企業長期提供各種物流服務而極為熟悉這個行業,從而能夠在市場上挑選合適,快速的供應商,加快零部件的采購配齊時間,自然也就加快了資金的回流時間。另外一方面,由于資金流服務商擁有自己的倉庫用來存儲部分零部件供應商的零件,這樣當有采購需要的時候資金流服務商就不用提前支付全部的采購金額,而可以等到其他的零部件配齊之后再去支付。此外,對于零部件供應商而言,資金流服務商的議價能力要遠遠強于那些中小型制造企業,因此他可以通過自身的影響力來降低采購資金的支付比例。本文將在供應鏈單周期采購銷售模型的背景下,首先重點分析供應鏈資金流服務商所提供的2種不同的資金流服務———資金回收期壓縮服務和采購資金占用壓縮服務對于供應鏈整體收益所帶來的影響,并且討論資金流服務商和制造企業在這個過程中的利益分配問題。通過對這兩種資金流運作能力進行比較研究,證明各自對于供應鏈的重要性,最后通過數據分析進一步檢驗各個參數對供應鏈收益的影響。供應鏈資金的定量研究資金流作為供應鏈管理中的一個重要組成部分,雖然相對信息流和物流而言研究較少,但是已經開始被越來越多的研究人員所重視。Farris和Hutchison認為相比于研究傳統的信息流和物流外包等內容,資金流是供應鏈管理中一個重要而又新穎的研究方向,文章以DELL公司為例重點分析了對于資金回收期(CashtoCash)的計算和評估。Ellram和Liu則指出資金流的作用對于供應鏈而言并不僅僅局限于降低成本,它對于供應鏈的成長性、收益率和資源利用率有著重要的影響,因此企業必須對資金流進行有效的管理才能獲得更大的成功。這些文章都強調了資金流對于供應鏈企業的重要意義,但是沒有就具體問題展開有針對性的研究。在關于供應鏈資金流的定量研究中,最主要的就是針對當供應鏈企業面臨資金受限或不足時,如何在企業融資貸款的過程中來進行最優決策而展開的。其中,Buzacott和Zhang研究了企業在多階段的生產決策過程中,在自身資金受限但能夠從外部進行融資的情況下,如何對生產數量進行最優決策,從而實現對實物流和資金流的有效控制。Xu等論證了在一個隨機需求的市場環境中,企業的生產決策會受到自身資金流的極大影響,而且產品利潤越低的企業面對的風險越大。Lai等比較了在不同的采購方式下如何分擔庫存壓力過大的風險,但前提是假設零售商和供應商都存在著由于資金限制進而導致破產的風險。Dada和Hu則研究了當資金有限時,企業在需求不確定情況下的采購報童模型。Xu和Birge在報童問題的基礎上建立模型研究資金約束和管理激勵條件下最優的生產決策。Lederer等以及Boyabatli等分別討論了企業在需要借貸資金的情況下進行生產能力擴充的決策中,在面對倒閉風險和貸款資金利息的情況下如何進行投資決策。陳祥鋒等也研究了在考慮資金有限的情況下,如何進行供應鏈中的融資和運營的綜合決策。張媛媛和李建斌針對銷售的報童模型問題,研究在企業資金有限又必須以存貨質押的模式向銀行貸款的情況下,如何進行生產數量和貸款金額的決策。上述文章雖然都針對資金流的問題進行了深入分析,但是其前提都是假定當供應鏈企業面臨資金不足時需要向金融機構融資貸款,然后在此背景下來進一步分析各種決策對于供應鏈的影響。事實上,資金流對于供應鏈的影響可以從資金回收時間、資金流量大小和資金的走向等多個角度來產生。本文將在傳統的單周期采購銷售模型(報童模型)基礎上,重點分析供應鏈資金流對于采購決策和供應鏈收益所產生的影響。不再假設供應鏈企業由于資金受限需要貸款融資,而是強調資金流服務商這一全新的角色,通過它的資金流服務能夠改變供應鏈資金流的速度和大小,并在此背景下來討論企業和資金流服務商的最優決策。采購銷售中的際收益模型考慮一個單周期的采購銷售模型,制造企業需要向零部件供應商購買生產產品所需要的全部零部件,在生產完成之后出售給下游的需求市場。假設制造企業無論是面對上游的供應商或者是下游的客戶都處于弱勢地位,也就是說當其在進行采購時必須先支付給供應商全部的零部件金額,而將產品賣給客戶時,也存在一定的應收賬款時間。這種情況,在電子行業的中小型制造企業相當普遍。因此,對于中小型制造企業的實際收益模型就必須在傳統的單周期生產模型(報童模型)基礎上考慮資金的時間成本和資金占用所帶來的影響。下面給出模型有關參數的設定:D:企業面對的隨機市場需求;L:企業的資金回收期,它是指制造企業從投入采購資金到收回銷售資金的全部時間,即采購提前期和應收賬款回收期;Q:制造商的決策變量:原料采購數量;h:制造商的庫存持有成本,也就是資金單位時間的機會成本;β:資金流服務商的資金回收期壓縮能力,β越大代表著資金回收期的壓縮能力更強;α:資金流服務商的資金占用比例壓縮能力,α越大代表著資金占用比例的壓縮能力更強;(1)企業沒有銷售出去的產品殘值,產品生產時間和生產成本均為0;(2)無論是制造企業還是供應鏈資金流服務商均是風險中性,其目標是使得預期收益最大化;首先給出企業在獨自進行采購銷售時的決策模型,企業必須在時間點0投入全部的采購金額,但是只有到了時間點L時才能夠獲得銷售收益,如圖1所示。因此在考慮到資金的時間機會成本前提下,企業在L點的最終實際收益為:通過對采購數量Q求導我們可以得到制造商最優的采購數量決策Q1*,從而獲得最大的銷售收益MaxR1:在考慮了資金的相關影響因素后,與傳統的報童模型相比較,制造商最優的采購數量會隨著資金回收期L和制造商的資金機會成本h的增大而減少,其最終的收益也就越低。供應鏈bcq假如此時加入資金流服務商這一角色,他能夠為制造商提供加速資金回收周期的服務。制造企業還是需要在時間點0投入全部的采購資金,但是會在時間點L(1-β)就獲得銷售收入,同時需要支付給供應鏈資金流服務商服務費s*cQ。整個運作模式如圖2所示。資金流服務商給制造商提供的服務必須保證制造商的最終收益大于在傳統模式下(模式一)的收益。由于在該模式下,制造商會提前獲得銷售收益,從而在與第一種模式進行比較的時候,就必須考慮由于提前獲得資金所帶來的機會成本(與時間點L比較)。制造商在時間點L的最大收益為:第一項表示的是制造商到時間點L時的銷售收益,第二項表示的是制造商到時間點L的采購成本。1、資金回收期壓縮能力對供應鏈整體收益的影響我們首先來比較在傳統采購銷售模式和資金回收期壓縮模式下的供應鏈整體收益的大小,其前提是假定資金流服務商會和制造商采取合作以使得供應鏈在模式2下的整體收益達到最大,即(3)+(4)式:從而能夠使整體收益達到最大的采購數量Q2*滿足條件:通過和(2)式對比可知,因為β>0,所以Q1*>Q*,即當資金回收期縮短時,制造商會增加其初始的采購數量。又由于F(x)為單調增函數,所以最優采購量Q1*隨著時間壓縮能力β的增大而增大。令追加采購數量為q,q=Q2*-Q1*并將其帶入到(5)式中得到用(7)式減去(1)式,我們可以得到壓縮資金回收時間能夠給供應鏈所帶來的額外收益:通過比較可以得知額外收益由兩部分組成,第一部分代表的是制造商的原始采購數量Q*通過壓縮其資金回收期所帶來的資金時間成本,第二部分代表的是制造商追加采購數量q所帶來的收益。對于第二部分可以理解為資金回收期的縮短,會導致單位產品在時間點L的收益由原來的p變成了p*(1+hLβ),而隨著單位產品收益增大,自然會帶來采購數量的增加。假設市場需求D滿足均值為500,標準差400的正態分布。產品的銷售價格p為1000,單位原材料采購成本c為700,制造商的單位時間資金機會成本h為30%。當資金流服務商的資金回收期壓縮能力β從0.05-1逐步增大時,供應鏈整體收益增大的數量和比率分別為圖3和圖4所示。通過圖3和圖4可以明顯看到隨著資金回收期壓縮能力的增強,供應鏈整體收益會顯著增大,最高可以達到傳統模式下收益的數倍之上。其中,新增采購量所帶來的預期收益的增大會隨著壓縮能力的增強而逐步超過由于原始采購量所帶來的資金成本的收益。2、國內思動地區資金回收期壓縮能力和b供應鏈能夠獲得最大的收益必須依靠資金流服務商和制造商二者的集中決策,但前提要保證二者能夠分配到的收益大于各自在分散決策下的收益。所謂分散決策,是指制造商和資金流服務商以各自的預期收益最大化而非供應鏈整體收益最大化來進行的決策。具體過程為:制造商和資金流服務商都對于市場信息十分了解,首先由資金流服務商給出服務費率,然后制造商根據服務費率和資金流服務商能夠壓縮的資金回收時間來決定采購的數量。整個過程是一個主從博弈過程,資金流服務商是主方,而制造商為從方。對于制造商而言,只要資金流服務商的加入能夠增大它在傳統模式下的收益就會采取合作,但是對于資金流服務商而言,只有保證在集中決策下所分配到的利益大于它在分散決策下所獲得的收益,它才會與制造商進行有效地合作,換句話說,資金流服務商在分散決策下的收益是它的保底收益。下面給出資金流服務商和制造商在單獨決策下的決策模型。首先給出從方制造商的決策,根據(3)式可得最優的采購數量Q滿足:制造商的采購數量會隨著資金流服務商的服務費率的增加而減少。對于資金流服務商而言,他的決策變量是服務費率s,考慮制造商的決策并對服務費率s求導,得到最優的服務費率水平s*滿足:因此,我們得到資金流服務商在單獨決策下的最大收益為Rs*=s*×cQ×(1+hLβ),他必須滿足Rs*<R2-R1,否則制造商不會和資金流服務商采取合作。換句話說,資金流服務商能夠獲得的收益必須小于其為供應鏈所創造的最大收益。和本章第一節中的數據假設相同,下面給出隨著資金流服務商資金回收期壓縮能力的變化,資金流服務商能夠獲得的保底收益(如圖5、圖6所示)。通過圖5和圖6可以看出,資金流服務商的資金回收期壓縮能力越強,其能夠獲得的收益越大。但是,隨著資金回收期壓縮能力的增大,資金鏈服務商所得利益在供應鏈整體收益中的比例會逐步下降,制造商獲得的收益比例會上升。也就是說,假如資金流服務商的資金回收期壓縮能力越低,制造商的合作意愿也就越低。供應商cq的支付支付在這種模式下,資金流服務商不能幫助制造商縮短資金回收期,但是可以降低制造商需要在采購提前期內支付的采購金額,假設其降低比例為α。與第4部分的討論相同,制造商同樣需要支付給資金流服務商一定的服務費s×cQ。整個操作模式如圖7所示:在該模式下,制造商的最大收益為:1、采購提前內部支付采購金額的確定依然假定制造商和資金流服務商會采取合作促使供應鏈的整體收益達到最大并與傳統的采購銷售模型(模式1)進行比較。模式3下的整體收益為式(11)+(12):最優的采購數量Q3*滿足條件:通過和(2)式比較可以得知,采購提前期內支付的采購金額越少即α越大,制造商的采購數量越多。令追加采購的數量為q=Q3*-Q1*,并將資金占用比例壓縮下的收益減去傳統模式下的收益,可以得到:同樣可以將額外收益分為兩個部分,第一部分是通過降低制造商原始采購數量的資金占用比例所帶來的資金時間成本,而第二部分是追加采購數量的期望收益,這可以理解為由于提前期內采購資金支付比例的下降使得單位產品的成本降低,從c(1+hL)降低到了c(1+hL(1-α)),因此增大了采購數量。2、b.b.b.b.b.b.b.b.b.b.b.b.b.b根據前一章第二節的研究我們同樣給出在該模式下,資金流服務商和制造商的主從博弈模型研究。制造商的最優采購數量Q滿足:制造商的采購數量隨著服務費的增大而減小,而資金流服務商的服務費率水平必須滿足:這里的證明和前一章第二節中相同。因此,我們也得到了資金流服務商在單獨決策下的最大收益為Rs*=s*×cQ,他必須滿足Rs*<R3-R1,否則制造商也不會和資金流服務商采取合作。資金回收期壓縮能力對供應鏈的影響為了進一步比較資金回收期壓縮能力和資金占用壓縮能力對于供應鏈整體收益的影響,不妨令資金流服務商具備相同的時間壓縮能力或者是資金占用壓縮能力,即α=β=a時,通過比較供應鏈各自最優的采購數量Q可得:資金回收期壓縮能力的提高相對資金占用能力的提升而言,會使得供應鏈的最優采購數量增大得更快。而對于這兩種能力能夠給供應鏈帶來的額外收益而言,當α=β=a時,Q2*>Q3*,在資金回收期壓縮模式下,我們知道R2(Q2*)>R2(Q3*)。對于R2(Q2*)-R3(Q2*)可以得到:由此可見,對于資金流服務商而言,擁有更強的資金時間壓縮能力比擁