基于采購代理制的流程工業(yè)供應(yīng)鏈契約式協(xié)調(diào)

傅 添， 陳 娟， 季建華

(上海交通大學(xué)安泰經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院， 上海 200052)

0 引言

在個性化的客戶需求驅(qū)動下，市場競爭日益激烈，企業(yè)必須提供多樣化、定制化的產(chǎn)品.流程工業(yè)由于生產(chǎn)負(fù)荷要求嚴(yán)格、生產(chǎn)過程連續(xù)、中間產(chǎn)品有限存儲等原因，導(dǎo)致制造商每個生產(chǎn)計劃期初的投產(chǎn)量，往往決定了后續(xù)工作的庫存情況、生產(chǎn)負(fù)荷以及定制產(chǎn)品需求滿足的程度,而流程工業(yè)的供應(yīng)商通常也屬于流程工業(yè)，因此生產(chǎn)過程中存在相同的狀況.這種生產(chǎn)特性的限制，使得流程工業(yè)供應(yīng)鏈存在超額庫存、提前期過長等問題，難以更加快速而靈活地滿足客戶個性化需求.需求總會創(chuàng)造供給，在這一內(nèi)生要素的推動下，勢必會有一個強(qiáng)有力(雄厚資金、多資源渠道、供應(yīng)鏈簡短、經(jīng)驗(yàn)豐富等)的中介商應(yīng)運(yùn)而生，為制造商提供長期、穩(wěn)定的供應(yīng)，形成長期的戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，我們稱之為采購代理(Procurement Agent)[1].作為一種新型的物資采購模式，采購代理在中國還處于萌芽狀態(tài),但是國外的一些知名企業(yè)為我們提供了實(shí)證參考,如日本的MISUMI公司在日本泡沫經(jīng)濟(jì)崩潰、經(jīng)濟(jì)長期低迷時期，采用“采購代理店”式營銷使其利潤率始終保持在8%以上，大大高出同行業(yè)景氣年份平均水平(2%～3%)[2].MISUMI的成功，開創(chuàng)了生產(chǎn)資料流通領(lǐng)域以客戶需求為中心的采購代理制的先例.

在傳統(tǒng)供應(yīng)鏈模式下，為了降低快速響應(yīng)市場需求帶來的成本，許多學(xué)者提出了有效的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)方法和契約結(jié)構(gòu).劉春林等[3]研究了供應(yīng)鏈的協(xié)作供應(yīng)問題，Iyer和Bergen提出了快速反應(yīng)(quick response)模式[4]，F(xiàn)isher等人提出了精確反應(yīng)(accurate response)策略[5]，Tsay[6]研究了帶有數(shù)量彈性的訂貨契約,Donohue[7]研究了如何設(shè)計關(guān)于退貨價格和兩次訂貨價格的供應(yīng)鏈契約以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈雙方的協(xié)調(diào)與Pareto最優(yōu).丁利軍等[8]分析了退貨契約和滯銷補(bǔ)貼(markdown money)的適用條件，設(shè)計了有效的退貨契約和滯銷補(bǔ)貼契約.但是上述研究大都是針對制造商和銷售商組成的供應(yīng)鏈類型.Tomas等[9]研究了原始設(shè)備制造商和合同制造商關(guān)于互補(bǔ)性零部件采購的協(xié)調(diào)問題.本文將在流程工業(yè)背景下，以一個采購代理商和一個制造商組成的供應(yīng)鏈為例，為其設(shè)計適宜的契約機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的目標(biāo).

1 模型描述

考慮由一個制造商和一個采購代理商組成的供應(yīng)鏈，為客戶提供兩種定制產(chǎn)品.其中，采購代理商向制造商供應(yīng)與定制產(chǎn)品相應(yīng)的兩種配料，分別標(biāo)記為配料1和配料2.制造商與采購代理商共享需求預(yù)測信息，制造商接到客戶訂單時(零時刻)，結(jié)合自己的生產(chǎn)批量情況，向采購代理商訂貨；采購代理商根據(jù)其物流活動的提前期，在制造商生產(chǎn)開始之前(t時刻)有一次采購機(jī)會，然后在接到制造商訂單時及時交付，如圖1所示.

圖1 制造商-采購代理商供應(yīng)鏈框架

根據(jù)報童模型(newsboy model)，將供應(yīng)鏈看作一個整體時，集中決策下的系統(tǒng)期望利潤為：

(1)

引理集中決策下系統(tǒng)期望利潤最大時的決策為

2 契約設(shè)計

我們的基本模型假設(shè)制造商不承擔(dān)配料過剩風(fēng)險，僅承擔(dān)成品不足的風(fēng)險.因此，制造商會偏好采購代理商保持高庫存水平，提高自身的客戶訂單滿足率.在生產(chǎn)實(shí)踐中，由于流程工業(yè)生產(chǎn)過程連續(xù)、中間存儲有限，配料供應(yīng)不足對制造商造成的損失非常大，所以制造商會給采購代理商一個相當(dāng)大的缺貨懲罰成本，以確保采購代理商不會供應(yīng)不足.

盡管制造商將配料的采購權(quán)轉(zhuǎn)移給了采購代理商，制造商仍可通過兩種契約分擔(dān)采購代理商的風(fēng)險，以此影響采購代理商的決策：一是填補(bǔ)缺貨契約.當(dāng)一種配料的采購量小于制造商的訂貨量而另一種配料的采購量大于制造商的訂貨量時，制造商愿意以折扣價格購買過剩的那一種配料來填補(bǔ)缺貨的那一種配料以達(dá)到最優(yōu)批量生產(chǎn)，生產(chǎn)出來的冗余產(chǎn)品進(jìn)入庫存，折扣價格為該配料采購價格ci的ηi(0≤ηi≤1)，i=1,2；二是滯銷補(bǔ)貼契約.當(dāng)生產(chǎn)季結(jié)束時，對于采購代理商未售出的配料，制造商愿意支付滯銷成本li的θi(0≤θi≤1)作為滯銷補(bǔ)貼，i=1.2.

3 決策分析

根據(jù)上述契約，采購代理商的問題是選擇Q1和Q2來使期望利潤達(dá)到最大.由于制造商會給采購代理商一個相當(dāng)大的缺貨懲罰成本，以確保采購代理商不會供應(yīng)不足，因此兩種配料的采購總量不得低于制造商的最優(yōu)投產(chǎn)量，即Q1+Q2≥K.當(dāng)存在采購總量約束時，根據(jù)兩種配料采購量在不同范圍的取值，采購代理商的期望利潤πPA可以分為以下3種情形：

(1)Q1≥P1，Q2≥K-P1.此時兩種配料的采購量均超過該配料的投產(chǎn)量，所以采購代理商交付給制造商的配料量就是該配料的投產(chǎn)量，則

πPA=m1P1+m2(K-P1)-(1-θ1)l1(Q1-P1)-(1-θ2)l2[Q2-(K-P1)]

(2)

(2)Q1≥P1，Q2

πPA=m1P1+m2Q2-(1-η1)c1(K-P1-Q2)-(1-θ1)l1(Q1+Q2-K)

(3)

(3)Q1

πPA=m1Q1+m2(K-P1)-(1-η2)c2(P1-Q1)-(1-θ2)l2(Q1+Q2-K)

(4)

在對零時刻可能出現(xiàn)的所有情形進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)上，采購代理商在t時刻決定兩種配料的采購量Q1和Q2時的決策目標(biāo)為：

s.t.Q1+Q2≥K

(5)

對上式求解，我們可以得到定理1.

定理1 在契約機(jī)制的作用下，采購代理商的最優(yōu)采購量為

由模型假設(shè)可知，制造商的訂貨量由接收到的客戶訂單決定，所以制造商需要考慮的問題是如何通過契約來影響采購代理商決策.從定理1容易看出，填補(bǔ)缺貨契約(η1,η2)和滯銷補(bǔ)貼契約(θ1,θ2)中的參數(shù)與采購代理商最優(yōu)采購量之間的關(guān)系，得到以下兩個命題.

命題1和命題2表明，要使采購代理商的采購量增加，制造商應(yīng)以更低的折扣價格來填補(bǔ)缺貨，或是給予采購代理商更高的滯銷補(bǔ)貼.當(dāng)實(shí)際客戶需求的不確定性增加時，制造商會希望采購代理商持有高額庫存，以減少自己的缺貨風(fēng)險.折扣價格減低使得采購代理商的缺貨風(fēng)險增加，滯銷補(bǔ)貼升高使得采購代理商的滯銷風(fēng)險減少，采購代理商傾向于更高的采購量，與命題1和命題2相符.

設(shè)計分散決策的供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)的契約機(jī)制，其目的之一是為了使各利益主體從局部利益出發(fā)也將制定與系統(tǒng)整體利益相一致的決策.為達(dá)到上述目的，根據(jù)引理和定理1中給出的最優(yōu)采購量，我們可以得到定理2.

定理2 要使分散決策下采購代理商的最優(yōu)采購量與系統(tǒng)集中決策相一致，填補(bǔ)缺貨契約(η1,η2)和滯銷補(bǔ)貼契約(θ1,θ2)中的參數(shù)須滿足：

4 結(jié)束語

需求不確定下的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)是目前理論界和商業(yè)實(shí)踐中的研究重點(diǎn)，契約式協(xié)調(diào)是一種比較重要的協(xié)調(diào)方法.本文研究了在采購代理制下，考慮流程工業(yè)供應(yīng)鏈成員的契約式協(xié)調(diào)問題，設(shè)計了符合流程工業(yè)生產(chǎn)特性的契約機(jī)制，分析了什么樣的填補(bǔ)缺貨契約和滯銷補(bǔ)貼契約才能達(dá)到供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)，填補(bǔ)缺貨契約和滯銷補(bǔ)貼契約對采購代理商的采購行為的影響，以及怎樣通過填補(bǔ)缺貨契約和滯銷補(bǔ)貼契約來分擔(dān)供應(yīng)鏈上的風(fēng)險.進(jìn)一步的研究可以將問題擴(kuò)展到最優(yōu)投產(chǎn)量不確定、信息不對稱，或存在多個流程工業(yè)制造商的情形.

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