港口供應(yīng)鏈利益共享契約的協(xié)調(diào)機制

陸永明

(江蘇城市職業(yè)學(xué)院南通校區(qū) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇 南通 226006)

港口供應(yīng)鏈利益共享契約的協(xié)調(diào)機制

陸永明

(江蘇城市職業(yè)學(xué)院南通校區(qū) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇 南通 226006)

鑒于港口供應(yīng)鏈存在特殊性，以及實際供應(yīng)鏈中港口業(yè)務(wù)服務(wù)商的資源沒有得到充分利用，影響了港口功能的發(fā)揮和供應(yīng)鏈整體及各方的利益，考慮一個由港口業(yè)務(wù)服務(wù)商與港口企業(yè)組成的二級港口供應(yīng)鏈，建立博弈模型.運用利益共享契約作為協(xié)調(diào)機制，分別分析港口物流服務(wù)需求具有和不具有價格敏感性兩種情況下的博弈均衡.結(jié)果顯示，利益共享契約在這兩種情況下均可達(dá)到Pareto改進(jìn)，實現(xiàn)港口供應(yīng)鏈的利益協(xié)調(diào).

港口供應(yīng)鏈； 利益共享契約； 協(xié)調(diào)機制

0 引 言

在產(chǎn)品供應(yīng)鏈中，供應(yīng)鏈契約都是以實體產(chǎn)品為契約對象，通過供應(yīng)鏈不同成員間的庫存協(xié)調(diào)機制達(dá)到契約的優(yōu)化目標(biāo).然而，在港口供應(yīng)鏈中，成員間契約的對象變?yōu)榉?wù)能力的訂購與交付，這種特殊性導(dǎo)致港口供應(yīng)鏈契約的協(xié)調(diào)機制與產(chǎn)品供應(yīng)鏈的有本質(zhì)的區(qū)別[1].對服務(wù)供應(yīng)鏈及其收益分配國內(nèi)外學(xué)者做了比較多的研究.MORTIMER[2]運用實證的方法研究了影碟租賃業(yè)中的收益共享契約.GERCHAK等[3]運用特許費的方法對供應(yīng)鏈利潤進(jìn)行再分配.GIANNOCCARO等[4]擴展了收益共享基本模型，認(rèn)為可以通過調(diào)整模型參數(shù)來調(diào)節(jié)各節(jié)點企業(yè)的收益.LEE[5]將社會網(wǎng)絡(luò)理論運用于港口供應(yīng)鏈協(xié)調(diào).SONG等[6]提出可運用信息技術(shù)、增值服務(wù)等6個參數(shù)來體現(xiàn)港口一體化程度.田宇等[7]建立了物流服務(wù)供應(yīng)鏈?zhǔn)找娣窒砥跫s模型.崔愛平等[8]提出了物流服務(wù)供應(yīng)鏈期權(quán)契約協(xié)調(diào)機制.劉偉華[9]給出了三級物流服務(wù)供應(yīng)鏈?zhǔn)找婀蚕砥跫s協(xié)調(diào)方法.朱衛(wèi)平等[10]建立了數(shù)量協(xié)作聯(lián)盟的協(xié)調(diào)模型.孟麗君等[11]研究了物流服務(wù)供應(yīng)鏈的契約選擇問題.LIU等[12]建立了一個多周期物流服務(wù)供應(yīng)鏈質(zhì)量協(xié)調(diào)模型.何嬋等[13]建立了期權(quán)契約與成本共擔(dān)收益共享契約組成的聯(lián)合契約協(xié)調(diào)機制.王晶等[14]建立了云環(huán)境下港口供應(yīng)鏈利益協(xié)調(diào)模型.孫玉玲等[15]研究了鮮活農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中的收益共享契約.楊麗[16]分析了委托代理關(guān)系中的物流服務(wù)供應(yīng)鏈，認(rèn)為夏普利值法是根據(jù)利益主體對供應(yīng)鏈的貢獻(xiàn)大小分配利益的最具代表性的方法.以上研究大多關(guān)注服務(wù)供應(yīng)鏈中的利益分配方法，很少涉及具體的利益協(xié)調(diào)機制，針對港口供應(yīng)鏈利益協(xié)調(diào)的更為少見.

港口供應(yīng)鏈因其資產(chǎn)的專用性、港口地理位置的獨特性以及與腹地經(jīng)濟(jì)的高度相關(guān)性區(qū)別于一般的物流服務(wù)供應(yīng)鏈.利益共享、風(fēng)險共擔(dān)是港口供應(yīng)鏈合作各方協(xié)調(diào)的核心訴求.然而，在實際運行中，港口業(yè)務(wù)服務(wù)商的資源特別是專用性資產(chǎn)沒有得到充分的利用，影響了港口功能的發(fā)揮和供應(yīng)鏈整體以及各方的利益.本文將利益共享契約作為協(xié)調(diào)機制，對港口供應(yīng)鏈能力優(yōu)化與協(xié)調(diào)進(jìn)行分析，給出港口企業(yè)的利益留成比例取值范圍，并在理論推導(dǎo)的同時進(jìn)行數(shù)值模擬，為港口供應(yīng)鏈利益協(xié)調(diào)提供理論借鑒和方法指導(dǎo).

1 利益共享契約模型

為便于說明問題，突出研究重點，考慮一個簡單的兩階段單周期港口供應(yīng)鏈模型，見圖1.該供應(yīng)鏈提供單一物流能力的交易.主博弈方港口業(yè)務(wù)服務(wù)商(主要為港口企業(yè)提供裝卸、加工、運輸?shù)任锪鞣?wù))向港口企業(yè)(主要提供各類綜合港口物流服務(wù))提供利益共享契約，港口企業(yè)依據(jù)市場服務(wù)需求、契約服務(wù)價格和留成比例向服務(wù)商訂購物流能力，在滿足物流服務(wù)需求的同時實現(xiàn)自身利益最大化.

圖1 兩階段單周期港口供應(yīng)鏈模型

1.1 未實施利益共享契約機制時的博弈模型

基于以上假設(shè)，港口企業(yè)的期望利潤[17]為

港口業(yè)務(wù)服務(wù)商的期望利潤為

整個港口供應(yīng)鏈系統(tǒng)的期望利潤為

π(q)=pS(q)-cq-(gp+gs)L(q)=(p-c+

當(dāng)實施港口供應(yīng)鏈集中決策機制時，港口企業(yè)會選擇一個物流能力訂購量使得整個港口供應(yīng)鏈系統(tǒng)的期望利潤最大，即

maxπ(q)

s.t.q≥0

因為

可求得實施集中決策機制時最優(yōu)物流能力訂購量為

(1)

考慮到實施港口供應(yīng)鏈分散決策機制時，港口業(yè)務(wù)服務(wù)商不提供利益共享契約.此時，港口企業(yè)的期望利潤為

港口企業(yè)的最優(yōu)物流能力訂購量為

(2)

因為w>c，F(xiàn)(x)為嚴(yán)格單調(diào)增函數(shù)，所以qp

1.2 實施利益共享契約機制時的博弈模型

考慮港口業(yè)務(wù)服務(wù)商提供利益共享契約(wλ,λ).港口業(yè)務(wù)服務(wù)商給港口企業(yè)提供較低的單位能力服務(wù)價格，港口企業(yè)保留其收入的λ(0≤λ≤1)部分，其余的返還給港口業(yè)務(wù)服務(wù)商.為便于說明問題，假設(shè)gp=gs=0.此時，港口企業(yè)的期望收益函數(shù)為

可得港口企業(yè)的最優(yōu)能力訂購量為

(3)

(4)

這意味著，在實施利益共享契約機制且wλ=λc時，港口企業(yè)的最優(yōu)能力訂購量達(dá)到了整個港口供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)訂購量.此時，港口企業(yè)的期望利潤函數(shù)為

πpλ(qI,λ)=λpS(qI)-wλqI=λ(pS(qI)-cqI)=λπ(qI)

這表明，契約參數(shù)λ既是港口企業(yè)的留成比例，也是港口企業(yè)所獲利潤占整個港口供應(yīng)鏈系統(tǒng)總利潤的比例.此時，港口業(yè)務(wù)服務(wù)商的期望利潤為

可以看出，實施利益共享契約機制能夠使港口供應(yīng)鏈期望利潤最大化，從而實現(xiàn)整個港口供應(yīng)鏈系統(tǒng)的協(xié)調(diào).

2 港口物流服務(wù)需求是服務(wù)價格的函數(shù)時利益共享契約設(shè)計

2.1 需求函數(shù)的構(gòu)造及模型建立

構(gòu)造需求函數(shù)有加法和乘法兩種模式.借鑒PETRUZZI等[18]的研究成果，考慮到港口企業(yè)的單位物流服務(wù)價格p是內(nèi)生變量，選用乘法模式構(gòu)造需求函數(shù).

假設(shè)港口物流需求函數(shù)為x(p)=d(p)·ε，其中：d(p)=θp-η，θ是常數(shù)，θ>0，η是市場需求彈性；ε是隨機變量，g(ε)和G(ε)分別是其密度函數(shù)和分布函數(shù).其余假設(shè)與上節(jié)一致.

港口企業(yè)的收入函數(shù)[19]R(p,q)=pE(min(q,x(p)))，令z=q/d(p)，則R(p,z)=pd(p)E(min(z,ε)).實施利益共享契約機制時，港口企業(yè)的期望利潤函數(shù)可表示為

πpλ(p,z,λ)=λR(p,z)-wλq

港口業(yè)務(wù)服務(wù)商的期望利潤函數(shù)為

港口供應(yīng)鏈的期望利潤函數(shù)為

πλ(p,z)=R(p,z)-cq

2.2 港口企業(yè)決策模型及其分析

港口企業(yè)的期望利潤函數(shù)為

πpλ(p,z,λ)=λR(p,z)-wλq=

對πpλ(p,z,λ)求其關(guān)于p和z的一階偏導(dǎo)數(shù)，可得

令這兩個一階偏導(dǎo)數(shù)均為零，求得在實施利益共享契約機制時港口企業(yè)的最優(yōu)決策為

(5)

(6)

此時，港口企業(yè)的期望利潤為

港口供應(yīng)鏈的期望利潤為

再考察實施集中決策機制時的港口供應(yīng)鏈.此時，港口供應(yīng)鏈的期望利潤為

用同樣的方法可求得在實施集中決策機制時港口供應(yīng)鏈的最優(yōu)決策為

(7)

(8)

此時，港口供應(yīng)鏈的最大期望利潤為

在實施利益共享契約機制時，要使港口企業(yè)的最優(yōu)決策(pλ,zλ)符合港口供應(yīng)鏈的最優(yōu)決策，即π(pλ,zλ)=π(pI,zI),則需令pλ=pI,zλ=zI，可得wλ=λc.這個結(jié)論與上節(jié)的一致，說明對港口供應(yīng)鏈而言，無論港口物流服務(wù)需求是否具有價格敏感性，利益共享契約機制均適用.當(dāng)wλ=λc時，港口企業(yè)的期望利潤為

πpλ(pλ,zλ,λ)=(λpλ-λc)d(pλ)zλ-λpλd(pλ)×

(9)

港口業(yè)務(wù)服務(wù)商的期望利潤為

πsλ(pλ,zλ,λ)=(1-λ)π(pλ,zλ)=

(1-λ)π(pI,zI)

(10)

2.3 港口業(yè)務(wù)服務(wù)商決策模型及其契約設(shè)計

當(dāng)港口物流服務(wù)需求具有價格敏感性，且實施分散決策時，港口企業(yè)的期望利潤為

類似地，可以求得在實施分散決策機制時港口企業(yè)的最優(yōu)決策為

從而得到在實施分散決策機制時港口企業(yè)的期望利潤為

港口供應(yīng)鏈的期望利潤為

進(jìn)而可得到港口業(yè)務(wù)服務(wù)商的期望利潤為

(w-c)d(pd)zd

博弈論認(rèn)為，理性經(jīng)濟(jì)人總是追求自身利益最大化的，只有滿足個體理性才能通過制度安排實現(xiàn)集體理性.因此，利益共享契約自執(zhí)行條件是在實施利益共享契約機制時，港口企業(yè)和港口業(yè)務(wù)服務(wù)商的收益均大于等于實施分散決策機制時的收益，即

將式(9)和(10)代入上述兩個不等式，得

(11)

這就是港口業(yè)務(wù)服務(wù)商在設(shè)計利益共享契約(wλ,λ)時λ的取值范圍.λ的最終取值主要取決于港口企業(yè)和港口業(yè)務(wù)服務(wù)商在港口供應(yīng)鏈中的資源稟賦和所處地位.

3 數(shù)值模擬分析

數(shù)值模擬的目的是驗證理論模型的可操作性，分析在實施利益共享契約機制時λ的不同取值對港口供應(yīng)鏈、港口企業(yè)和港口業(yè)務(wù)服務(wù)商利潤的影響.

同樣，可得到pd和zd的解析式：

πsd(pd,zd)=πd(pd,zd)-πpd(pd,zd)= (w-c)d(pd)zd

pλ=pI，zλ=zI，d(p)=θp-η

模型中的參數(shù)設(shè)定見表1.

表1 模型相關(guān)參數(shù)設(shè)定

由以上解析式可以計算得到pd=9.6，zd=1.33，pI=4.8，zI=1.33，πpd(9.6,1.33)=5.79，πsd(9.6,1.33)=2.89，π(4.8,1.33)=11.58.

由式(11)可計算出λ的取值范圍為

0.50≤λ≤0.75

將實施不同的機制時港口供應(yīng)鏈的最優(yōu)策略及相應(yīng)的期望利潤進(jìn)行對比，見表2.

從表2中可以看出，在實施利益共享契約機制時，只要0.50≤λ≤0.75，那么無論是整個港口供應(yīng)鏈系統(tǒng)的期望利潤還是港口企業(yè)、港口業(yè)務(wù)服務(wù)商的期望利潤均超過實施分散決策機制時的期望利潤，實現(xiàn)了Pareto改進(jìn).

表2 實施不同機制時港口供應(yīng)鏈的最優(yōu)策略及相應(yīng)的期望利潤比較

4 結(jié)束語

本文以能力為紐帶，運用利益共享契約研究港口供應(yīng)鏈中港口業(yè)務(wù)服務(wù)商與港口企業(yè)之間的利益協(xié)調(diào)問題.結(jié)果顯示：無論港口物流服務(wù)需求是否具有價格敏感性，實施利益共享契約機制均可實現(xiàn)Pareto改進(jìn)，從而實現(xiàn)港口供應(yīng)鏈的利益協(xié)調(diào).本文還求出了港口企業(yè)利益留成比例的取值范圍，并通過數(shù)值模擬驗證了以上結(jié)論.

[1]崔愛平, 劉偉. 基于能力分工與合作的LSSC協(xié)調(diào)[J]. 上海海事大學(xué)學(xué)報, 2008, 29(2): 43-47.

[2]MORTIMER J H. The effects of revenue sharing contracts on welfare in vertically separated markets: evidence from the video rental industry[J]. SSRN Electronic Journal, 2002, 28(12): 1832-1837.

[3]GERCHAK Y, CHO R K, RAY S. Coordination and dynamic self-space management of video movie rentals[D]. Waterloo: University of Waterloo, 2001.

[4]GIANNOCCARO I, PONTRANDOLFO P. Supply chain coordination by revenue sharing contracts[J]. International Journal of Production Economics, 2004, 89(2): 131-139.

[5]LEE P D. Port supply chains as social networks[C]//IEEE International Conference on Service Operations and Logistics Informatics. IEEE, 2006: 1064-1069.

[6]SONG D W, PANAYIDES P M. Global supply chain and port/terminal: integration and competitiveness[J]. Maritime Policy & Management, 2008, 35(1): 73-87.

[7]田宇, 吳佩勛. 物流服務(wù)供應(yīng)鏈?zhǔn)找娣窒砗贤Ｐ蚚J]. 科技管理研究, 2006, 26(1): 227-229.

[8]崔愛平, 劉偉. 物流服務(wù)供應(yīng)鏈中基于期權(quán)契約的能力協(xié)調(diào)[J]. 中國管理科學(xué), 2009, 17(2): 59-65.

[9]劉偉華. 三級物流服務(wù)供應(yīng)鏈最優(yōu)收益共享系數(shù)確定方法[J]. 西南交通大學(xué)學(xué)報, 2010, 45(5): 811-816.

[10]朱衛(wèi)平, 劉偉, 高志軍. 三級物流服務(wù)供應(yīng)鏈能力協(xié)調(diào)[J]. 上海海事大學(xué)學(xué)報, 2012, 33(2): 26-32．

[11]孟麗君, 黃祖慶. 二級物流服務(wù)供應(yīng)鏈的供應(yīng)鏈契約選擇研究[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版), 2012, 18(3): 64-71.

[12]LIU W H, XIE D, XU X C. Quality supervision and coordination of logistic service supply chain under multi-period conditions[J]. International Journal of Production Economics, 2013, 142(2): 353-361.

[13]何嬋, 劉偉, 崔愛平. 考慮物流服務(wù)水平影響的三級物流服務(wù)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)[J]. 上海海事大學(xué)學(xué)報, 2014, 35(1): 41-48. DOI: 10.13340/j.jsmu.2014.01.009.

[14]王晶, 王曉君. 云環(huán)境下港口供應(yīng)鏈利益分配模型與算法[J]. 物流技術(shù), 2015, 34(17): 198-201.

[15]孫玉玲, 洪美娜, 石巋然. 考慮公平關(guān)切的鮮活農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈?zhǔn)找婀蚕砥跫s[J]. 運籌與管理, 2015, 24(6): 103-111.

[16]楊麗. 委托-代理關(guān)系中的物流服務(wù)供應(yīng)鏈合作協(xié)調(diào)[J]. 中國流通經(jīng)濟(jì), 2015(11): 58-63.

[17]邵萬清. 港口服務(wù)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)機制研究[D]. 上海: 東華大學(xué), 2013.

[18]PETRUZZI N C, DADA M. Pricing and the newsvendor problem: a review with extensions[J]. Operations Research, 1999, 47(2): 183-194.

[19]裴勇. 基于供應(yīng)鏈契約的供應(yīng)協(xié)調(diào)機制研究[D]. 重慶: 重慶大學(xué), 2006.

(編輯 賈裙平)

Coordination mechanism of benefit sharing contracts in port supply chain

LU Yongming

(School of Economics and Management, The City Vocational College of Jiangsu, Nantong Campus, Nantong 226006, Jiangsu, China)

In view of the particularity of the port supply chain and the fact that the port function and the overall and each party’s interests of the supply chain are affected due to no making full use of port service providers’ resources, a two-stage port supply chain composed of port service providers and port enterprises is considered, and a game model is established. Using benefit sharing contracts as coordination mechanism, game equilibriums are analyzed under two circumstances, that is, whether the port logistics service demand is of price sensitivity or not. The result shows that benefit sharing contracts can achieve the improvement of Pareto under the above two circumstances, thus benefit coordination of the port supply chain is achieved.

port supply chain; benefit sharing contract; coordination mechanism

10.13340/j.jsmu.2017.01.011

1672-9498(2017)01-0052-05

2016-09-26

2016-12-12

陸永明(1967—)，男，江蘇南通人，副教授，博士，研究方向為物流工程與管理，(E-mail)lym671201@sina.com

F252.2

A