物流托盘共用服务供应链系统及其优化管理

徐琪

（东华大学工商管理学院，上海市 200051）

物流托盘共用服务供应链系统及其优化管理

徐琪

（东华大学工商管理学院，上海市 200051）

物流托盘共用服务供应链系统作为一种新兴的现代物流服务模式，对于提高物流效率、节约资源具有重要的现实意义。本文建立的托盘共用系统及其优化管理策略，主要包括业务服务、电子商务信息服务及其优化管理策略等三个部分。其中，业务服务包括业务服务运作模式和租金管理模式；电子商务信息服务平台主要由物理层、业务流程集成层和应用表示层组成；优化管理策略主要包括托盘运营商对供应链下游托盘使用企业实施的托盘租赁优化管理、与供应链上游托盘供应商建立的收入共享契约协调机制及托盘租赁融资优化管理等。可通过托盘租赁、回收、供应等物流的优化运作与自动跟踪识别、信息共享等信息流的优化运作及加快租金周转的租金流优化运作，提高托盘利用率与周转率，节约物流成本和资源，促进物流托盘共用系统快速发展。

托盘共用服务；射频识别；供应链优化；租赁融资

在现代物流运作中，托盘作为集装单元化的器具，能将零散的货物归置成规格统一、具有一定体积和重量的货物单元，可利用叉车和货格式货架，方便装卸搬运与保管储存，极大地提高物流作业效率。然而，目前由于制造商无法回收随商品发往各地的空托盘，大多数企业所用到的托盘或者在企业内部周转，或者随着产品的运输一次性使用后就被丢弃。企业内部周转的托盘，产品出厂时要将托盘上的产品一件件地装上车，到达目的地后还要再将之一件件地卸下来并码放到对方的托盘上。这样，在产品从生产商、分销商、零售商到最终用户的过程中，需要数次更换托盘以进行运输和存储。多次倒换托盘，不仅会增加无效的人工搬运装卸作业，降低物流效率，使产品在流通转运过程中容易受到损害，而且很难实现托盘的标准化作业。随产品流动到企业外部的木质托盘大多数为一次性使用，用量巨大。一般来讲，一棵成材的树木只能制作5～6个托盘，[1]、[2]一次性托盘的大量使用必将消耗大量的森林资源，对生态环境造成非常严重的影响。

为此，建立具有租赁与回收功能的物流托盘共用服务供应链系统（以下简称托盘共用系统），提高托盘利用率，减少一次性木质托盘使用量，既有利于降低全社会物流成本，改善物流服务质量，有效避免人工搬运所造成的货物损毁；又能极大地节约森林资源，保护生态环境，推动物流托盘的标准化进程。托盘共用系统作为一种新出现的服务业务，目前这方面的研究无论在理论方法还是实践应用方面都很少，可供参考的文献资料不多。其中，吴清一、李太平、孟国强等学者对我国建立托盘共用系统的必要性及面临的问题与对策进行了论述。[3]、[4]、[5]、[6]陈晓贞、张庆华（Zhang Qinghua）等研究了基于射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术的物流托盘租赁系统。[7]、[8]本文基于供应链管理模式，研究托盘共用系统及其优化管理策略，以期通过托盘租赁、回收等物流、信息流及租金流的优化运作，为相关企业实施资源节约而高效的托盘共用物流服务提供一种理论和技术上的参考。

一、托盘共用系统结构

物流托盘共用系统基于供应链管理模式，以物流托盘共用系统运营商（以下简称托盘运营商）为核心企业，负责托盘租赁、回收、维护、更新等。托盘运营商的上游是托盘生产企业，托盘生产企业的上游是托盘原材料供应商；托盘运营商的下游为托盘使用企业，如各类生产商、销售商、零售商等，其供应链结构如图1所示。在该模式下，托盘运营商作为核心企业，是物流托盘共用服务供应链的组织者、执行者、协调者，托盘生产商和原材料供应商以及托盘使用企业作为战略合作伙伴，围绕托盘生产的合理性以及租用的方便性与有效性来实施托盘在各类企业间的循环，促进托盘的一贯化、标准化和机械化作业，降低物流成本，提高物流效率与资源利用率，实现物流托盘共用系统的共赢。

图1中，物流托盘共用服务供应链的核心企业为托盘运营商，托盘共用系统由业务服务、电子商务信息服务及其优化管理策略等三大部分构成（见图2）。

二、托盘共用业务服务系统

1.业务服务运作模式。托盘运营商建立托盘租赁和回收点，负责托盘的租赁、回收与维护，并根据托盘租赁需求预测，向生产企业订购托盘，而可租托盘信息通过电子商务信息服务平台发布。借助电子商务信息服务平台，托盘使用企业既可了解有效托盘的数量、所在地点、租金等信息，以就近随时租赁和退还托盘，又可实现异地订租或退租，解决企业自备托盘淡旺季的数量波动问题。此外，所租用托盘可在共用系统中转租给供应链上不同的客户，租金根据客户的实际租赁期进行支付。对于不再需要租赁的托盘，托盘使用企业可就近返还到托盘运营商的回收网点。返还的托盘由托盘运营商进行质检、修理和维护，然后继续出租。[9]、[10]在这个共用系统中，托盘属于托盘运营商所有，托盘的质量控制、维护修理均由托盘运营商负责，托盘使用企业不必拥有托盘，只需按照租赁合同使用托盘，有利于节约使用企业自备托盘的成本。

2.租金管理。在租赁期内，托盘使用企业应根据租赁合同按时支付租金款项，该租金款项可以不包括或有租金和履约成本。为保证托盘运营商利益，托盘使用企业在租赁期内，还需额外支付托盘资产保证金，待托盘完好退租后再予以归还。为鼓励企业减少自备托盘数量，尽量租赁托盘，托盘租金可根据租赁期长短及数量不同，采取等差或等比变额租金付款方式。等差变额租金付款方式是在租赁期内，每期租金以一个固定的数额递增或递减；等比变额租金付款方式是在租赁期内，每期租金以一个固定的比率递增或递减。对于长期进行托盘租赁的合作企业，其租金可以递减。

三、基于射频识别技术的物流托盘共用电子商务信息服务平台

托盘共用系统中流动着多种托盘物流，如用户与托盘租赁和回收点之间的空托盘物流、回收点之间的库存托盘物流、用户之间随货物流动的托盘物流及用户之间的转租托盘物流等。各类托盘物流的高度流动性，使托盘共用系统的管理变得十分复杂，于是以互联网为基础的电子商务信息服务平台就成为了对托盘共用系统进行有效管理的必然选择。近年来，射频识别作为一种非接触自动识别技术，能自动获取和识别带有射频识别标签的物体信息，实现对物流的跟踪和实时管理，有利于提高物流供应链效率，被广泛应用于物流管理中。[11]、[12]、[13]

鉴于射频识别技术的特性及托盘物流的特点，本文设计了一个基于射频识别技术的物流托盘共用电子商务信息服务平台。该平台将射频识别技术用于托盘共用系统，以识别和跟踪全部带有射频识别标签的托盘，为托盘共用系统实施规模化租赁与回收提供准确、实时的数据，实现托盘共用系统信息的实时交换与处理等。该平台可分为三层，即物理层、业务流程集成层和应用表示层，具体如图3所示。

1.物理层。物理层由托盘上的射频识别无源标签，托盘仓库门口的读写器、天线以及射频识别边缘服务器和射频识别中间件等组成。带有标签的托盘出入仓库时，便进入读写器磁场，标签接收读写器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在标签芯片中的托盘信息数据，如托盘的标识码（ID）、材质、规格等。然后，阅读器将接收到的数据通过射频识别边缘服务器由射频识别中间件进行数据处理。射频识别中间件与对象命名服务器（Object Name Service，简称ONS）通信，查找并识别唯一的射频识别标签标识码，并从电子产品码（简称EPC）编码服务器数据库查询数据。射频识别标签的卷标信息用实体标记语言（简称PML）说明托盘信息，用对象命名服务器提供托盘电子产品码信息。中间件集成射频识别事件管理功能，将读写器获得的原始数据作为不同类型的事件，通过分析事件间的关系（如时间关系、因果关系等），建立事件关系规则库，并利用过滤、关联、聚合等技术，最终将一系列底层的射频识别基本事件聚合成一个含有业务信息的高级事件，从而实现射频识别技术与其他相关应用系统，如库存管理系统（简称WMS）、订单管理系统（简称OMS）等的有效整合。例如，通过射频识别技术读取出入库托盘信息，经过事件处理，库存管理系统得到托盘出库、入库高级事件，实现托盘库存信息自动更新。

2.业务流程集成层。该层主要提供业务流程集成处理，包括托盘使用企业在线下订单、租赁托盘出入库、退租托盘回收、托盘调用及租金费用结算等。通过射频识别追踪定位的可视化功能，集成业务流程，实现托盘共用系统与企业已有系统数据的一致性，获取各供应链节点托盘供应、租赁、回收等数据以及库存托盘仓储位置、回收托盘状态等准确信息。当共用系统中托盘的状态（如库存、租赁、回收、维护等状态）发生变化时，射频识别系统的数据和事件管理过程以及相关仓储管理系统、订单管理系统等同时实现更新，供应链上的其他企业共享该信息，及时调整托盘租赁和使用策略，从而提升托盘租赁与回收吞吐率，缩短托盘循环周期与托盘检查统计时间，并进行相应的租金、扣款管理等。

3.应用表示层。应用表示层将从物流托盘共用电子商务信息服务平台获取的信息数据转化为统一的数据表达格式，以更好地支持企业高层进行管理决策。其主要是应用XML技术①进行信息交换，采用http②请求应答模式设计Web③表示层。如将托盘射频识别标签中的信息与托盘回收业务过程中的信息，通过应用表示层进行可视化显示以及托盘数据的统计与报表生成等，以便为供应链各节点企业提供托盘信息注册、查询及交互等应用服务。

四、托盘共用系统优化管理策略

物流托盘共用系统的优化管理策略包括：面向物流的托盘运营商对供应链下游托盘使用企业实施的托盘租赁优化管理（Vendor Managing Pallets，简称VMP）、与供应链上游托盘生产商实施收入共享契约（Revenue Sharing Contracts，简称RSC）的协调优化管理以及面向资金流的托盘租赁融资优化管理等。

1.基于VMP的优化策略。托盘用量动态性很强，会随季节以及市场对产品需求的变化而变化，这导致托盘使用企业租赁托盘的数量难以确定。在此，提出由托盘运营商负责的对使用企业进行管理（VMP）的托盘租赁优化管理策略。

托盘使用企业将自己的产品及运输等信息共享给托盘运营商，托盘运营商根据每个时期的生产、销售资料预测出实际需求。假设F（t）为托盘在第t时期内的总需求量，S0为不考虑季节等随机因素的基本需求量，M（x）为市场随机变化对托盘需求的影响函数，Si为季节影响指数，σ为随机偏差，则托盘使用企业在第t时期内的总需求量为：

其中，托盘基本需求量S0可根据托盘使用企业以往的用量，利用通常的预测方法计算得到；市场随机变化对托盘需求的影响函数M（x）可通过乘法模型，将多种独立的影响组合到一起得到；季节指数可应用原始资料平均法计算，首先计算以往同期的平均数Yi，然后计算全部数据的总平均数Y，最后得到季节指数Si=Yi/Y；随机偏差σ属于不确定影响因素，其取值为以往托盘需求预测的平均误差，用以调整随机事件对预测结果的影响。这样，根据该需求预测，将托盘租赁数量、租赁期等信息提供给托盘使用企业，以帮助其优化托盘租赁决策。

2.基于RSC的优化策略。为满足各类托盘使用企业对托盘的租赁需求，托盘运营商必须备有相当数量的托盘，但由于购买托盘成本较高，而出租托盘的价格较低，只有在托盘出租数量与次数达到一定的量之后才能收回成本。因此，考虑到托盘运营商的利润，可运用收入共享契约。[14]该契约下，托盘运营商从托盘生产商处以低于成本的价格购买最优量的托盘，之后再将自己的一部分租金利润（该比例由双方协商确定）返还给托盘生产商。这样，托盘运营商能较快地收回成本，并通过与托盘生产商建立供应链合作关系，确保双方收益水平不低于通常状态，从而实现供应链的优化。

假设托盘生产商的单位托盘生产成本为cs，批发价为w，托盘运营商订购托盘的数量为q，运作成本为cp，单位托盘租赁费为r，租金利润为P（q，r），收入共享系数为φ（0< φ≤1），返还给托盘生产商的收益为（1-φ）。则收入共享契约下，托盘出租利润为：

托盘生产商的利润为：

为保证收入共享契约下供应链的协调性，使供需双方收入水平不会下降，托盘最优订购量q和最优出租价格r需要满足双方期望利润最大化的要求。因此，托盘生产商的批发价w与收入共享系数φ存在以下关系：

从该式可以看出，托盘生产商的批发价低于其生产成本，只有通过收入共享获取额外利润才能弥补批发价的损失，而共享系数则根据双方议价能力动态确定。w与φ之间为线性关系，w增大，φ值增加。这说明，生产商提高托盘批发价时，托盘运营商就会提高自身收入共享率，返还给托盘生产商的利润就会减少；反之，生产商降低批发价时，托盘运营商返还给托盘生产商的利润就会增加。这样，通过收入共享契约，可以保证托盘共用系统中托盘的供货以及供需双方的利益，实现供应链的优化协调。

3.托盘租赁融资优化管理。尽管托盘本身是低值产品，但由于用量很大，托盘租赁也会占用托盘使用企业部分资金，对资金短缺企业来说，容易导致租金付费周期过长的问题，影响托盘运营商的利益。为此，可采取托盘租赁融资的方法，既有利于满足托盘使用企业对托盘的租赁需求，也有利于保证托盘运营商的利益。

托盘租赁融资是一种融物与融资相结合的业务方式，其运作过程为：（1）托盘使用企业向托盘运营商提出租赁融资申请，包括租赁托盘的数量、租赁期限、租金支付方式等；（2）托盘运营商评估承租企业的租赁申请报告，确定可行的租赁方案，包括租赁总金额、租赁期限、租金支付方式、租赁期满托盘回收方式以及必要的保证金等；（3）托盘租赁双方达成协议，明确双方权利、义务与责任；（4）托盘运营商把托盘提供给使用企业。

在这个过程中，托盘运营商可将自己的托盘作为质押物向银行提出质押贷款申请，银行通过具有资质的第三方物流企业实施质押托盘的核实、质押监管等业务，进而决定向托盘运营商提供托盘质押融资贷款，其数额即为租金额度。期间，租赁质押的托盘具有动产质押特性，可照常使用。托盘使用企业在租赁期内将租金支付给托盘运营商后，托盘运营商将此租金返回银行，银行取得全部本金和利息后，质押监管结束，银行向第三方物流企业支付质押监管费。这样，尽管托盘运营商需要支付一定的质押融资利息（也可将此利息计算在租金中），但由于可及时获得租金，加快了资金周转，还是有利可图的。

五、结论

物流托盘共用服务供应链系统的建立和运作可极大地降低全社会物流成本，实现托盘共用联运与标准化作业，减少一次性木质托盘的使用量，促进节约型社会建设与循环经济发展，保护生态环境。本文提出的物流托盘共用系统基于供应链管理思想，通过与下游托盘使用企业建立基于VMP的优化管理策略和与上游托盘生产商建立基于RSC的协调机制，实现托盘供应、租赁、回收等物流的优化管理。而对于租金流的管理，本文认为可通过在托盘运营商与使用企业之间实施托盘租赁融资的方法，既保证托盘使用企业的租赁需求，又保证托盘运营商的利益。此外，物流托盘共用系统信息的共享和通畅是该系统正常运行的基础，本文给出的射频识别技术支持下的物流托盘共用电子商务信息服务平台架构，可对出租及在库托盘进行跟踪、自动识别、统计等可视化管理，提高整个系统的运作效率。

注释：

①XML为“eXtensible Markup Language”的缩写，即可扩展标记语言，它提供一种描述结构化数据的方法，用于定义数据本身的结构和数据类型。

②http为“Hyper Text Transfer Protocol”的缩写，即超文本传输协议，是互联网上应用最为广泛的一种网络传输协议。

③Web是一种超文本信息系统，它能使互联网上的资源在一个网页里较为直观地表示出来，而且资源之间可以在网页上链来链去。

[1]、[4]吴清一.再论中国托盘共用系统的建立[J].物流技术与应用，2004，9（1）：1-5.

[2]、[5]李太平.建立我国物流托盘共用系统面临的问题与对策[J].华东经济管理，2006，20（5）：85-90.

[3]吴清一.论中国托盘共用系统的建立[J].物流技术与应用，2003，8（12）：1-4.

[6]孟国强，孙珂.我国托盘应用现状与发展建议[J].中国物流与采购，2004（12）：12-16.

[7]、[11]陈晓贞，傅培华，吕高峰.基于RFID技术的托盘租赁系统研究与开发[J].中国物流与采购，2009（18）：70-71.

[8]、[12]Zhang Qinghua，Wei Jun，Cheng Guoquan.Pallet Rental Information System Based on RFID[C].4th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications，2009：886-891.

[9]Shousong Jin，Haiqing Ge，Meixian Jiang et al.A Discussion about Chinese Pallet Pool Co.，Ltd［C］.4th International Conference on Wireless Communications，Networking and Mobile Computing，2008：1-4.

[10]White，M.S.PalletsMovetheWorld：TheCasefor Developing System Based Designs for Unit Loads［J］.Forest Products Journal，2005，55（3）：8-17.

[13]、[14]邱若臻，黄小原.供应链收入共享契约协调的随机期望值模型[J].中国管理科学，2006，14（4）：30-35.

Logistics Pallets Pooling Service Supply Chain System and the Optimal Management

XUQi

（Donghua University，Shanghai200051，China）

Logistics pallets pooling system is playing more and more important role in enhancing logistics efficiency and saving resources.The author firstly presents a framework of pallets pooling service supply chain system and the optimal management,such as the processes service,e-business information service and the optimal analysis and strategies.The author then analyzes these three components,respectively.Finally,the author also puts forward some countermeasures in improving the efficiency and turn over of pallets,saving cost of logistics and natural resources,and promoting the rapid development of logistics pallets pooling service supply chain system.

pallets pooling service；RFID；supply chain optimal；rental financing

F253.9

A

1007－8266（2010）03－0022－04

＊本文系国家自然科学基金“纺织服装供应链广义快速响应机制、模型及运作策略研究”（项目编号：70772073）、国家软科学研究计划项目“我国现代物流服务创新模式、体系和绩效评价研究”（项目编号：2007GXQ4D154）、上海市社科规划基金“基于时间竞争的纺织服装供应链协同管理”（项目编号：2007BZH001）的部分研究成果。

徐琪（1963-），女，浙江省椒江市人，东华大学工商管理学院教授，博士生导师，主要研究方向为供应链管理、物流管理、企业信息集成等。

陈静