短生命周期產(chǎn)品的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)機制分析

田立平，賈鵬飛

（北京物資學(xué)院 信息學(xué)院，北京 101149）

1 引言

隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，企業(yè)間的競爭已轉(zhuǎn)變?yōu)楣?yīng)鏈與供應(yīng)鏈之間的競爭，如何將供應(yīng)鏈中各個利益相關(guān)方有效的協(xié)調(diào)起來，實現(xiàn)風(fēng)險共擔(dān)、收益共享是當(dāng)下供應(yīng)鏈管理研究的熱點問題。國內(nèi)外學(xué)者對此問題進行研究時發(fā)現(xiàn)，科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和消費個性化的與日俱增，使得當(dāng)今市場上越來越多的產(chǎn)品呈現(xiàn)出短生命周期的趨勢。由于短生命周期產(chǎn)品的生產(chǎn)提前期長、銷售期短、需求不確定、逾期價值低、可替代性強等特點，使得其承受著巨大的生產(chǎn)和銷售風(fēng)險。在此背景下，有關(guān)短生命周期產(chǎn)品的供應(yīng)鏈系統(tǒng)協(xié)調(diào)問題的研究顯得尤為重要。

2 供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的目的、方法及契約分類

供應(yīng)鏈根據(jù)管理模式的不同，可以分為集中式控制和分散式控制兩種，供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的目的就是使供應(yīng)鏈系統(tǒng)獲得的利益大于分散管理模式下成員企業(yè)單獨獲得的利益之和，等于或接近于集中式供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)下可獲得的最大利益。

實現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的主要方法有：信息共享機制、多方合作機制和供應(yīng)鏈契約協(xié)調(diào)機制。這三種協(xié)調(diào)方法的共同點是都建立在成員企業(yè)間充分的信任和合作的基礎(chǔ)上；不同之處在于前兩者契約的實現(xiàn)更側(cè)重于道德的約束，而供應(yīng)鏈契約的實現(xiàn)則是建立在法律強制性上的承諾和義務(wù)。鑒于供應(yīng)鏈契約具有的保障性和激勵性的特點，供應(yīng)鏈契約協(xié)調(diào)在供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)中發(fā)揮著重要的作用。

法學(xué)家麥克希爾[1]將契約分為古典契約、新古典契約和關(guān)系型契約。Cachon[2]從不同角度將供應(yīng)鏈契約進行了分類，即從法律效力角度分為正式契約和非正式契約，或強制執(zhí)行契約和自愿執(zhí)行契約；從時間角度分為單周期契約和多周期契約；從數(shù)學(xué)模型角度分為批發(fā)價格契約，收益共享契約，數(shù)量彈性契約和回購契約四種基本契約。

3 協(xié)調(diào)契約模型及應(yīng)用分析

基本參數(shù)：考慮一個供應(yīng)商和一個零售商組成的二級供應(yīng)鏈。x為隨機的市場需求，其分布函數(shù)為F(x)，密度函數(shù)為f(x)，需求D不確定，Cs為供應(yīng)商的單位生產(chǎn)成本，Cr為零售商的單位邊際成本，w為分散決策下供應(yīng)商提供給零售商的批發(fā)價格，P為單價，μ為市場需求的期望值，Q為產(chǎn)品的訂購量，Q*表示集中決策下的最優(yōu)訂購量，gs為供應(yīng)商由于缺貨造成的單位產(chǎn)品的損失，gr為零售商由于缺貨造成的單位產(chǎn)品損失，v為未出售產(chǎn)品在銷售季節(jié)末的單位凈殘值，λ為利潤比例系數(shù)，期望銷售量為S(Q)，零售商未銷售出的產(chǎn)品剩余量的期望值為I(Q) ，零售商的缺貨產(chǎn)品期望值為L(Q) ，πr(Q)、πs(Q)、πt(Q)分別表示傳統(tǒng)分散決策下零售商、供應(yīng)商和供應(yīng)鏈系統(tǒng)的期望利潤，其中：

未使用契約時的分散決策如下：

零售商的期望利潤：

供應(yīng)商的期望利潤：

供應(yīng)鏈系統(tǒng)的利潤：

未使用契約時的集中決策如下：

由于πt(Q)為凹函數(shù)，可得供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)訂貨量Q*滿足

當(dāng)訂貨量為Q*時，供應(yīng)鏈在集中決策下實現(xiàn)了整體利潤的最大化，這也是契約機制實現(xiàn)供應(yīng)鏈完美協(xié)調(diào)所追求的最終結(jié)果。

3.1 批發(fā)價格契約

批發(fā)價格契約即供應(yīng)商向零售商收取單位批發(fā)價格，零售商根據(jù)市場需求和批發(fā)價格決定產(chǎn)品的訂購量，供應(yīng)商根據(jù)零售商的訂購量組織生產(chǎn)。

批發(fā)價格契約下的決策：

零售商的期望利潤函數(shù)：

此契約下零售商利潤取得最大時的最優(yōu)訂購量：

由此可知，在此契約下要實現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)，必須讓供應(yīng)商提供低于其生產(chǎn)成本的批發(fā)價格，然而這種情況下供應(yīng)商將獲得非正的利潤，顯然這是不符合實際的，同時也說明簡單的批發(fā)價格契約無法使供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。但是，因其在復(fù)雜的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)中通過與其他契約結(jié)合能夠更好的實現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)，批發(fā)價格契約仍然得到了廣泛應(yīng)用。

文獻[3]從信息共享的角度，研究了單一供應(yīng)商和單一零售商組成的面向短生命周期產(chǎn)品的二級供應(yīng)鏈，建立了最優(yōu)承諾配送時間、訂貨量和批發(fā)價格的決策模型。結(jié)果表明，單一的批發(fā)價格契約并不能激勵供應(yīng)鏈上下游企業(yè)使其實現(xiàn)完全的信息共享。文獻[4]將單純的批發(fā)價格契約作為聯(lián)合契約的一種特例進行了分析，指出單一的價格契約雖然能使銷售商的訂貨量達到系統(tǒng)最優(yōu)，但不能實現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)。文獻[5]和文獻[6]考慮了二級供應(yīng)鏈系統(tǒng)成員的風(fēng)險偏好問題，研究表明，損失厭惡型供應(yīng)商和損失厭惡型零售商在批發(fā)價格契約下的最優(yōu)生產(chǎn)量和最優(yōu)訂購量可能會偏離系統(tǒng)最優(yōu)時的生產(chǎn)量和訂購量。文獻[7]指出在零售商主導(dǎo)的供應(yīng)鏈下，零售商可以采用競價手段爭取較低的訂購價格，用博弈論分析了不同激勵條件下，各利益主體的決策和利益分配關(guān)系。以上文獻分別從信息共享、聯(lián)合契約、風(fēng)險偏好和供應(yīng)鏈企業(yè)成員地位不同的視野，對兩級供應(yīng)鏈模式下批發(fā)價格契約進行了探討，其結(jié)果都驗證了單一的批發(fā)價格無法實現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)；不足之處是以上的分析大多是在單一因素變化的、供應(yīng)商主導(dǎo)的供應(yīng)鏈的假設(shè)下開展的研究。

3.2 數(shù)量折扣契約

數(shù)量折扣契約是指供應(yīng)商給予零售商一個與訂貨量有關(guān)的支付方案。一般情況下，零售商支付給供應(yīng)商的單位產(chǎn)品價格隨著訂貨量的增加而減少。常用的兩種方式：一種是設(shè)定一個臨界訂購量，當(dāng)零售商的實際訂購量超過臨界訂購量時，則供應(yīng)商索取一個較低的批發(fā)價格；另外一種是設(shè)置一個合理的機制，使零售商的利潤為整體供應(yīng)鏈總利潤的一個固定比例。以下介紹全部數(shù)量折扣。

契約參數(shù)：λ為零售商占供應(yīng)鏈利潤期望的百分比，wd(Q)為契約下單位批發(fā)價格,零售商向供應(yīng)商提供的轉(zhuǎn)移支付Td=wd(Q)Q，且wd(Q)隨Q遞減。

數(shù)量折扣契約下的決策：

零售商的期望利潤函數(shù)：

供應(yīng)商的期望利潤函數(shù)：

文獻[8]和文獻[9]都研究了數(shù)量折扣契約用于優(yōu)化供應(yīng)鏈庫存決策的問題。文獻[8]在單一生產(chǎn)商和單一零售商、需求依賴價格和時間條件下，建立了考慮短生命周期產(chǎn)品易逝率因素的斯坦伯格博弈模型，得到了最優(yōu)訂貨批量。文獻[9]從合作聯(lián)盟的角度出發(fā)，比較了零售商橫向聯(lián)盟和由零售商和供應(yīng)商組成的縱向聯(lián)盟的穩(wěn)定性，結(jié)果表明二者都具有穩(wěn)定性，但前者的期望利潤將低于后者。以上研究的缺點是僅討論了在單周期下銷售價格保持不變的情況。文獻[10]基于以上研究的不足，比較了動態(tài)定價下兩周期供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題，指出此契約可以實現(xiàn)零售商動態(tài)定價時供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)，但未考慮期末殘值對供應(yīng)鏈成員及系統(tǒng)利潤的影響。文獻[11]研究了信息不對稱條件下如何實施數(shù)量折扣模型，即確定批發(fā)價格和對應(yīng)折扣點的問題，并對期末殘值進行分析，結(jié)果表明：數(shù)量折扣策略優(yōu)于線性定價策略，卻無法實現(xiàn)供應(yīng)鏈的完美協(xié)調(diào)。

3.3 收益共享契約

所謂收益共享契約，就是在實現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)中，最大利益方通過補貼或利潤分成等方式將一定的收益分配給其他成員，以保證各個成員均獲利，實現(xiàn)雙贏。

契約參數(shù)：wφ為收益共享契約下供應(yīng)商給零售商的批發(fā)價格或是補貼后的單位產(chǎn)品價格，φ為零售商保留的銷售收入的份額。

收益共享契約下的決策：

零售商的期望利潤函數(shù)：

供應(yīng)商的期望利潤函數(shù)：

文獻[12]和文獻[13]分別研究了短生命周期產(chǎn)品零售價格隨需求變化與隨時間變化條件下無契約分散決策、集中決策和締結(jié)契約條件下的最優(yōu)訂貨策略，論證了收入共享契約在完全競爭市場下銷售商的最優(yōu)訂購量等于使得整個供應(yīng)鏈期望利潤達到最大的最優(yōu)訂購量，實現(xiàn)了完美協(xié)調(diào)。文獻[12]中的契約機制同樣適用于非完全競爭市場下的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)，但未考慮零售商占主導(dǎo)地位時的情形。文獻[13]中的收入共享契約在供應(yīng)商導(dǎo)向和銷售商導(dǎo)向的供應(yīng)鏈中都具有很好的適用性，卻忽略了非完全競爭市場條件下的情形。文獻[14]在文獻[12]的基礎(chǔ)上，進一步研究了兩次訂購批發(fā)價格不同的、有價格差異的聯(lián)合契約問題。文獻[15]和文獻[16]均研究了信息對稱下產(chǎn)品價格不變的、零售商占主導(dǎo)地位的收益共享契約，可以使各供應(yīng)鏈成員企業(yè)的利潤和風(fēng)險得到合理分配，供應(yīng)鏈整體的協(xié)作效益得到提高。文獻[15]突破了一對一的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)，研究了一對多模式下的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)，而文獻[16]考慮了可變提前期的因素，研究表明：隨著提前期的壓縮，協(xié)調(diào)后的各方利潤都比協(xié)調(diào)前有所改進；缺點是完全信息和零售價格不變的假設(shè)與實際不符。綜上文獻可以得到以下結(jié)論：供應(yīng)商主導(dǎo)的供應(yīng)鏈中，采用收益共享契約可以使零售商的市場風(fēng)險在一定程度上得到緩解；同時，供應(yīng)商的市場地位得到了進一步的鞏固。

3.4 回購契約

回購契約也稱退貨契約，指在銷售季節(jié)結(jié)束后，供應(yīng)商以一個合理的價格將零售商未出售的產(chǎn)品購回，從而刺激零售商增加訂貨量。即上游企業(yè)通過分擔(dān)下游企業(yè)的部分庫存成本風(fēng)險以提高供應(yīng)鏈整體的效益，達到風(fēng)險共擔(dān)、利潤共享的目標。

基本模型：λ為利潤分成比例，wb為供應(yīng)商向零售商收取單位批發(fā)價格，b為回收價格，其中v≤b≤wb。

回購契約下的決策：

零售商的期望利潤函數(shù)：

供應(yīng)商的期望利潤函數(shù)：

由于0 ＜λ＜1，供應(yīng)商可以根據(jù)選擇合適的回購價格b來確定自己占有整個供應(yīng)鏈利潤的份額，即參數(shù)λ的作用實際上是在供應(yīng)商與零售商兩者之間分配供應(yīng)鏈的利潤。

文獻[17]從制造商的角度考慮，提出與關(guān)鍵企業(yè)建立回購契約，通過建模求得了供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)時批發(fā)價格與回購價格的關(guān)系式，文獻[18]根據(jù)短生命周期產(chǎn)品市場需求受價格影響的特點，在假設(shè)零售商的訂貨量與市場價格相關(guān)條件下，證明了運用回購契約可以使供應(yīng)鏈利潤達到集中控制下的最優(yōu)狀態(tài)。但文獻[17]和文獻[18]均未考慮多零售商的情況。文獻[19]對以上問題進行了探索，用有效需求函數(shù)研究了單供應(yīng)商與多個有競爭關(guān)系的零售商組成的供應(yīng)鏈系統(tǒng)，研究表明：采用回購合同時，零售商庫存競爭存在唯一的純策略納什均衡，同時此契約可以實現(xiàn)期望利潤在成員間的任意分配，缺點是僅考慮了兩級供應(yīng)鏈下的協(xié)調(diào)問題。文獻[20]和文獻[21]在三級供應(yīng)鏈的框架下討論了退貨問題。文獻[20]考慮了零售商銷售努力下的退貨，發(fā)現(xiàn)三級供應(yīng)鏈在回饋與懲罰契約下具有較強的魯棒性，且經(jīng)過調(diào)整可以實現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)，從而成功地應(yīng)對突發(fā)事件引起的需求變化。文獻[21]指出退貨契約不僅可以提高系統(tǒng)利潤，而且可以通過調(diào)整退貨價格和批發(fā)價格的取值，實現(xiàn)三方績效的同時改善；但并未具體研究三方在供應(yīng)鏈中的相對地位和議價能力是如何影響批發(fā)價格和退貨價格的取值范圍的。

4 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

通過查閱并分析以上四種常見契約在短生命周期產(chǎn)品供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)中應(yīng)用的相關(guān)文獻，發(fā)現(xiàn)目前學(xué)者對此問題的研究還有一些不足之處：（1）通過合理設(shè)計契約參數(shù)，可以實現(xiàn)利潤在供應(yīng)鏈成員之間的合理分配，解決了“雙邊際效應(yīng)”問題；可以激勵供應(yīng)鏈成員間的信息共享，緩解了“牛鞭效應(yīng)”，但大多數(shù)相關(guān)研究仍然局限在一對一模式下的二級供應(yīng)鏈框架下。近年來，有學(xué)者研究了簡單的一對多及單供應(yīng)商、單分銷商和單銷售商組成的三級供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題，但卻往往忽略了供應(yīng)鏈成員地位和它們之間相互競爭的關(guān)系而設(shè)立單一的契約。（2）在進行研究時片面的站在完全信息或非完全信息、完全競爭市場或非完全競爭市場、供應(yīng)商導(dǎo)向的供應(yīng)鏈或零售商導(dǎo)向的供應(yīng)鏈的角度，未充分考慮契約機制的適用性。（3）雖然有部分學(xué)者利用聯(lián)合契約對供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題進行了相關(guān)研究，但大都采用了簡單的局部聯(lián)合契約方式，缺乏全局性和統(tǒng)籌性。

鑒于如上問題，本文提出短生命周期產(chǎn)品的供應(yīng)鏈契約機制的發(fā)展趨勢如下：在供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)方面，由一對一、一對多的相互獨立的二級供應(yīng)鏈向三級供應(yīng)鏈及更高階層有競爭的供應(yīng)鏈發(fā)展；在契約機制的適用性方面，由單一的角度向多角度對比研究發(fā)展；在系統(tǒng)約束條件方面，更側(cè)重解決有限產(chǎn)能、動態(tài)價格下，考慮面對某種或多種敏感型的隨機市場因素和供應(yīng)鏈成員行為因素的多產(chǎn)品協(xié)調(diào)問題；在協(xié)調(diào)方法方面，由運用簡單聯(lián)合契約解決局部協(xié)調(diào)向利用復(fù)雜的聯(lián)合契約解決多節(jié)點協(xié)調(diào)發(fā)展，從而達到整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)變。

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