随机需求下第三方物流参与的VMI利润分配研究

论文总字数：27076字

摘 要

供应商管理库存（VMI）在理想状态下要优于其他管理模式，但也存在一些问题。本文将引入第三方物流和合理利润分配结合对供应商管理库存模式中存在的供应商短期成本过大、合作不稳定等问题进行了讨论。

对引入第三方物流前后的VMI模式，本文在随机需求的假设下进行建模，通过建立安全库存避免缺货情况，综合考虑了订货成本、物流费用、库存成本等的影响，理论上推导了引入前后的供应商的最优补货量及各节点企业的利润情况，结果说明第三方物流引入有利于供应链整体成本的降低、可以有效的提高各参与者的积极性。

在引入第三方物流后的供应链中，本文从合作不同阶段出发进行利润分配，在合作的初期,三方不结盟，考虑非合作博弈理论中的Stackellerg方法进行分配，在合作稳定，链上的联盟开始出现，逐步考虑更为公平的Shapley值方法。根据联盟的情况，创新性的综合了激励因素和公平因素，使分配更合理和有效。

在实例部分，本文结合了京东商城与零售店合作的案例，讨论其VMI具体实施时引入第三方物流前后的利润情况并进行了利润分配。结果表明，引入第三方物流能有效的降低供应链成本，提高供应商的积极性，而合理的利润分配能使联盟更稳定，两者结合意义重大。

关键词：第三方物流、VMI、随机需求、利润分配、Stackellerg方法、Shapley值方法

The　Profit  Distribution of The VMI with The Participation of Third-Party Logistics under The Stochastic Demand

Abstract

Vendor managed inventory (VMI) is better than the other management models, but there are some drawbacks of its own. The too much short-term costs to the supplier of the VMI model and the instability of cooperation were discussed in this paper based on the introduction of third-party logistics and distribution point for vendor-managed inventory.

For the introduction of the third party logistics to the VMI model, Considering the effect of ordering costs, logistics costs, inventory costs, etc., we build the model based on the stochastic demand and avoid the out of stock through the establishment of safety stock, The optimal order quantity and profit are obtained and it suggest that the third-party logistics is in favor of overall costs reducing. We discussed the profit distribution of the VMI with the third party logistics of different cooperation stages. At the beginning of cooperation ，there is no alliance in the supply chain ,we consider the non-cooperative game theory method of Stackellerg in distribution, in cooperation and stability after considering the Shapley values for cooperative games with. According to the Alliance, we combine incentives and equitable factors, making distribution more reasonable and effective.

In the instances section, the paper combined the cases of cooperation between the Jingdong Mall and the retailers and discussed their VMI implementation before and after the introduction of third-party logistics. Results showed that the introduction of third-party logistics is effective in reducing supply chain costs, improving supplier's enthusiasm, and rational distribution of profits can make the coalition more stable. It is a great significance for the combination .

Key words: Third party logistics, VMI, Stochastic demand, Profit distribution method, Stackellerg method, Shapley value

目录

摘要 i

Abstract ii

第一章 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 研究目的与意义 2

1.2.1 研究目的 2

1.2.2研究意义 2

1.3 研究思路和方法 2

1.3.1 研究思路 2

1.3.2 研究方法 3

1.4 主要创新和不足 3

1.4.1 本文主要创新点 3

1.4.2 本文的主要不足 4

1.5 论文总体结构与安排 4

第二章 相关文献综述 5

2.1 供应商管理库存模型（VMI）研究综述 5

2.1.1 VMI的效用研究 5

2.1.2 VMI的利润协调 5

2.2 第三方物流与VMI结合的相关研究综述 6

2.3 供应链利益分配方法的研究 6

2.4 现有文献评述 7

第三章 引入第三方物流前后的VMI模型分析 8

3.1 模型假设 8

3.2 模型符号说明 8

3.3 相关参数分析 9

3.4 引入前后模型对比 9

3.4.1 引入前模型求解 9

3.4.2 引入后模型求解 11

3.4.3对比分析 12

第四章 引入第三方物流后的利润分配协调 14

4.1 初始合作时的利润分配模型 14

4.2 合作稳定后的利润分配模型 15

4.2.1合作一段时间后的供应商和TPL的结盟 16

4.2.2 三方稳定合作的情况 16

4.3 对比小结 17

第五章 算例分析 18

5.1 问题描述 18

5.2 引入前后的最优订货量和利润情况 18

5.2.1引入前的最优订货量和利润情况 18

5.2.2 引入后的最优订货量和利润情况 19

5.3引入第三方物流后的分配模型 19

5.2.1初始引入时的分配情况 20

5.2.2 供应商和第三方物流联盟的情况 20

5.2.3 三方联盟时的分配 21

5.4 小结 21

第六章 结论与展望 22

6.1 研究结论和意义 22

6.2 不足和展望 22

致谢 23

参考文献 24

第一章 绪论

1.1 选题背景

20 世纪 80 年代以来，全球垂直分工越来越明显，许多企业选择在全球范围内进行营运，企业的竞争转换为联盟（供应链）的竞争。近20年中，全世界范围内经济发展的减速迫使许多公司重新审视他们运营的各个方面，寻找最优化的方法，降低整体的消耗。很容易认识到任何商业组织只控制他们价值链上商品的一小部分。有研究表明每个阶段的局部最优不一定会保证系统的全局最优（Kheljani, Ghodsypour, amp; O’Brien, 2009）。然而对于一个组织而言集中它全部的价值链并利用它试图获取竞争优势是很有意义的（Zhang, Vonderembse, amp; Lim, 2003）。公司的成功将取决于它联合物质链、信息链和资金链上其他参与者的能力。组织者正在努力实现整个链上所有资源效力的联合，这催生了对于各种协调机制的需要。供应商库存管理（Vendor Managed Inventory，VMI）就是这样的背景下逐步兴起并受到广泛关注的。

供应商库存管理是于1850年由Magee提出的，之后宝洁和沃尔玛在合作中成功应用这一模式，并引起了广泛关注，世界范围内的大企业都进行了学习，包括Kmart、JCPenny、海尔、华为、美的等都对这一模式进行了尝试。学术界也对这种新型库存管理模式充满热情，对其展开了深入研究。

但是研究和现实运营中，都发现VMI自身存在一些矛盾会导致合作的破裂，例如，供应商风险过高、参与积极性不强、过于强调信息的共享等。对于这些问题现有学者主要从两个角度出发提出解决方法，有些学者从供应链的结构角度，提出引入第三方物流，降低其中的库存成本，并分担一部分库存费用，他们认为第三方物流（Third party logistics,TPL）的独特的服务定位和出色的专业能力正是优化 VMI 所急需的(王玖河等，2014)。大部分学者则从联盟的利润分配角度进行了分析提出了利用公平分配方法维持合作的稳定性。

第三方物流是时代背景下出现的专业的库存管理、物流运作、信息服务的团队。理论上，将其与VMI结合有不小的优势：

（1）第三方物流的专业物流管理能力，能有效降低供应链的成本，并使供应商和零售商能够专注于他们的核心业务;

（2）第三方物流已经建立了较为完善的物流网络，可以选择最合适运输路线，提高运输速度，从而降低运输成本和等待时间;

（3）第三方物流建立了较为成熟的信息平台，有利于信息的传递和分享，减少信息不对称的影响。

将第三方物流引入必然带来利润分配的问题，合理的分配是联盟稳定的前提。对利润的分配，既要考虑到参与者的积极性又要考虑到相对公平。博弈论中的合作和非合作博弈的理论就分别侧重激励和公平。已有研究说明合理的分配方式可以有效的改善VMI的局部不稳定因素，提高整体的合作积极性。

基于此，本文考虑将引入第三方物流和合理分配结合起来，针对引入第三方物流的单零售商和单供应商的VMI供应链，在随机需求假设下，研究了供应链各节点的利润情况，然后在此基础上设计了三方的利益协调机制。综合考虑联盟的效率和稳定，即有利于各节点企业联盟的稳定，又有利于VMI的实施和发展。

1.2 研究目的与意义

1.2.1 研究目的

对VMI的研究国内外已有很多文章，本文针对VMI发展中存在的矛盾，将引入第三方物流和合理利润分配结合起来，目的是试图解决两个方面的问题：一是随机需求下引入第三方物流前后供应商、零售商、整个VMI供应链的利润情况，探究引入第三方物流是否能降低总成本，实现供应链的优化；另一方面是引入第三方物流后的利益协调问题，通常来讲引入第三方物流后会降低中间库存成本，实现整体利益的增加。但利益的增值怎么分配可以保证联盟的稳定性，各节点的公平性以及参与的积极性呢，本文计划从合作不同阶段进行相关利润分配的讨论。

1.2.2研究意义

关于供应链利润分配的研究由来已久，传统的库存管理中，各成员往往各自为政，会造成牛鞭效应并导致供应链总成本的上升。而在VMI模式下虽然解决了上述一些问题，但VMI 本身也存在很多局限性。虽然对这个问题已有不少研究，但将引入第三方物流和利润分配结合进行协调的还没有。本次研究旨在将第三方物流引进传统的单一供应商和单一零售商的VMI系统中，研究其协调情况和分配方法。

具体研究意义如下：

(1) 理论上，丰富了引入第三方物流供应链协同管理和供应链利润分配理论内容，加深了人们对节点企业组织管理协作过程的认识。将分配过程考虑成合作的不同阶段，综合了合作和非合作分配的方法，引入第三方物流改进了传统的VMI研究模式，有利于解决现存的VMI模式下的缺陷问题；

(2) 实践上，现今很多知名企业实行VMI的库存管理模式，另外国际上出现了许多第三方的物流公司。本次研究有利于指导将两者优势结合，完善联盟的运行。另外，合理的利润分配研究，有利于促进联盟的稳定，并对成员起到激励作用。本文算例结合国内京东商城设线下零售店的案例，讨论了其引入第三方物流后的情况和分配方案，对实际情况有一定的指导作用。

综上，本文将现实的VMI模式抽象成数学模型，通过数理推导，将第三方物流引入传统VMI模型并分析其随机需求下的利润分配问题，具有很强的现实意义。

1.3 研究思路和方法

1.3.1 研究思路

本文从已有的文献出发，考虑将第三方物流与利润分配结合对VMI进行协调。首先，建立第三方物流参与下的VMI模型，由于需求是随机的，要考虑缺货因素影响。还要考虑参与前后的订货成本、物流成本、库存成本等。其次，计算前后的最优订货量，并理论推导引入前后的利润状况，对比分析引入第三方物流的效果。然后从合作的不同阶段对引入第三方物流的VMI供应链进行利润分配；最后进行算例分析结合京东的案例，进行模拟说明可行性。

1.3.2 研究方法

本文采用定性和定量结合的方法，先数理推导，建立第三方物流引入前后的VMI模型，综合考虑各项因素的影响，通过最优化的方法进行最优订货量的求解，并得出相应的利润情况。在模型建立过程中综合考虑随机的思想，建立了由需求和供货量共同影响的安全库存模型。在模型建立后，定性的推导了引入第三方物流的可行性，并分析合作的不同阶段，运用博弈方法进行利润分配研究。最后结合实际，给出实际问题背景下的分配方案。具体研究路线如图1.1所示。

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