隨機(jī)需求下研發(fā)成本在供應(yīng)鏈中的協(xié)調(diào)合同

杜衡

[提要] 針對(duì)單供應(yīng)商單零售商構(gòu)成的二級(jí)供應(yīng)鏈，運(yùn)用報(bào)童模型理論框架，研究隨機(jī)需求下研發(fā)成本在供應(yīng)鏈中的協(xié)調(diào)策略，證明分散決策下僅僅依靠研發(fā)成本的分擔(dān)無(wú)法協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈，并提出能協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈的研發(fā)成本和需求不確定風(fēng)險(xiǎn)共享合同。該合同是在研發(fā)成本分擔(dān)基礎(chǔ)上以余貨補(bǔ)償?shù)男问焦矒?dān)需求不確定風(fēng)險(xiǎn)，理論分析和數(shù)值算例證明合同的可行性。

關(guān)鍵詞：隨機(jī)需求;研發(fā)成本;成本分擔(dān);風(fēng)險(xiǎn)共享;供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)

中圖分類號(hào)：F274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

收錄日期：2018年4月20日

引言

知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，產(chǎn)品的生命周期日益縮短，為適應(yīng)市場(chǎng)變化，降低運(yùn)作成本，創(chuàng)新與研發(fā)投入成為企業(yè)越發(fā)重視的決策領(lǐng)域，同時(shí)也是企業(yè)贏得生存和發(fā)展，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利地位的關(guān)鍵因素。然而，企業(yè)僅依靠自身資源和力量進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)，進(jìn)而打造競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)往往難以實(shí)現(xiàn)。鑒于此，企業(yè)往往需要引入各種激勵(lì)措施，引導(dǎo)供應(yīng)鏈其他成員企業(yè)合作創(chuàng)新，提高供應(yīng)鏈整體效率。Wynstra等指出，當(dāng)供應(yīng)商的戰(zhàn)略中強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新時(shí)，整個(gè)供應(yīng)鏈的協(xié)同創(chuàng)新績(jī)效更好。張巍等則研究了包含一個(gè)供應(yīng)商、一個(gè)制造商和一個(gè)銷售商的三級(jí)供應(yīng)鏈系統(tǒng)中企業(yè)合作創(chuàng)新問(wèn)題，結(jié)果表明：三方合作創(chuàng)新模式下，供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤(rùn)、各方創(chuàng)新投入和產(chǎn)品產(chǎn)量均達(dá)到最高水平。李隨成等通過(guò)對(duì)制造企業(yè)進(jìn)行研究，證實(shí)了制造企業(yè)與供應(yīng)商進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新能增強(qiáng)制造企業(yè)的創(chuàng)新能力，并且企業(yè)與供應(yīng)商進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新能提高創(chuàng)新績(jī)效。

供應(yīng)鏈契約是提高創(chuàng)新績(jī)效并實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的有效手段之一。Pasternack于1985年最早提出供應(yīng)鏈契約概念。Lau研究了信息不對(duì)稱情況下的兩階段供應(yīng)鏈，重點(diǎn)討論了報(bào)童模型和庫(kù)存問(wèn)題。Leng等研究了多供應(yīng)商和單制造商的兩級(jí)供應(yīng)鏈，比較分析了納什均衡和Stackberg均衡，并利用回購(gòu)成本分?jǐn)偲跫s和缺貨成本契約對(duì)供應(yīng)鏈進(jìn)行了協(xié)調(diào)。Taylor證明了回購(gòu)契約與銷量回扣契約相結(jié)合可以使銷售商投入最優(yōu)的促銷努力水平。Corbett等分別討論了賣方成本在信息對(duì)稱與不對(duì)稱下，批發(fā)價(jià)格契約、雙方線性契約、隨訂貨量變化的雙方線性契約這三種契約共6種情況下的利潤(rùn)變化情況。

就供應(yīng)鏈協(xié)同創(chuàng)新方式而言，Banerjee and Lin作為研究研發(fā)合作的先行者之一，首次從理論上對(duì)企業(yè)間的研發(fā)合作模型及其研發(fā)成本的供應(yīng)鏈分擔(dān)機(jī)制進(jìn)行了探討，并考察了上、下游企業(yè)進(jìn)行研發(fā)合作的凈收益與合作規(guī)模之間的關(guān)系。Cachon提出供應(yīng)商將一部分固定費(fèi)用向零售商轉(zhuǎn)移的方法。Gilbert等立足于創(chuàng)新過(guò)程中的行為激勵(lì)視角，研究了供應(yīng)商通過(guò)向零售商提供價(jià)格承諾從而激勵(lì)其加大創(chuàng)新投入的問(wèn)題。周永務(wù)等研究了制造商和供應(yīng)商兩級(jí)供應(yīng)鏈，下游制造商通過(guò)提供給上游供應(yīng)商技術(shù)創(chuàng)新補(bǔ)貼，以減少供應(yīng)成本的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問(wèn)題，給出了供應(yīng)鏈雙方接受技術(shù)革新補(bǔ)貼策略的判斷標(biāo)準(zhǔn)，并分析了實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈整體最優(yōu)的策略。田巍將第三方研發(fā)機(jī)構(gòu)納入供應(yīng)鏈協(xié)作創(chuàng)新的博弈過(guò)程，從協(xié)作創(chuàng)新核心企業(yè)供應(yīng)商的角度出發(fā)，對(duì)供應(yīng)鏈創(chuàng)新協(xié)作的三種模式進(jìn)行了建模分析，發(fā)現(xiàn)供應(yīng)商與下游制造商協(xié)作創(chuàng)新的模式不僅可以降低創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)，而且既提高了供應(yīng)鏈合作伙伴的創(chuàng)新效率，又可以在收益上雙贏，且優(yōu)于不進(jìn)行協(xié)作創(chuàng)新和委托第三方研發(fā)機(jī)構(gòu)的協(xié)作創(chuàng)新模式。何勇等考慮了在需求不確定且與創(chuàng)新水平具有相關(guān)性的前提下，證明了采用創(chuàng)新成本共擔(dān)的退貨政策模式的效果等同于利益共享契約模式，最終實(shí)現(xiàn)帕累托最優(yōu)。田巍等研究了在信息不對(duì)稱下，混合渠道中零售商的創(chuàng)新投入對(duì)供應(yīng)鏈的影響，通過(guò)建立Stackberg博弈模型，分析了零售商創(chuàng)新成本系數(shù)信息對(duì)稱和不對(duì)稱兩種情況下各方的決策變量和利潤(rùn)受創(chuàng)新成本系數(shù)的影響關(guān)系。Gerchak和Wang對(duì)由一個(gè)制造商和多個(gè)供應(yīng)商組成的裝配系統(tǒng)提出兩參數(shù)契約——收益共享比例及過(guò)剩產(chǎn)品補(bǔ)貼，裝配最終產(chǎn)品的企業(yè)確定收益共享比例，供應(yīng)商決策各產(chǎn)品組成的產(chǎn)量，最終使得供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。

與前述研究不同，本文放棄了研發(fā)水平固定不變的假設(shè)，允許研發(fā)活動(dòng)可由從事研發(fā)活動(dòng)的上游供應(yīng)商自主選擇，從而獲得了對(duì)上游供應(yīng)商以及整個(gè)供應(yīng)鏈的最優(yōu)研發(fā)水平。此外，本文證明了下游零售商僅以成本分擔(dān)方式參與上游供應(yīng)商的研發(fā)投資不能協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈，并提出新的研發(fā)成本和市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)共享合同協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈，以期在現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，上下游廠商共同研發(fā)投資時(shí)，為提高廠商的研發(fā)積極性，從而為實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)最優(yōu)提供切實(shí)可行的政策性建議。

一、問(wèn)題描述與假設(shè)

（一）問(wèn)題描述。本文考慮一個(gè)單周期模型，研究由一個(gè)上游供應(yīng)商和一個(gè)下游零售商組成的二級(jí)供應(yīng)鏈系統(tǒng)。零售商在銷售季前從供應(yīng)商批發(fā)單一產(chǎn)品，供應(yīng)商單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本為c，它為零售商提供產(chǎn)品的單價(jià)為w;零售商面對(duì)隨機(jī)市場(chǎng)需求D，其概率密度函數(shù)為f（D），分布函數(shù)為F（D），零售價(jià)格為p，它向上游供應(yīng)商的訂貨量為Q。

假定上游供應(yīng)商在生產(chǎn)產(chǎn)品的過(guò)程中可以進(jìn)行成本節(jié)約型研發(fā)活動(dòng)，該研發(fā)活動(dòng)的研發(fā)水平用x表示，x等于研發(fā)帶來(lái)的產(chǎn)品邊際成本下降程度，則上游供應(yīng)商應(yīng)用新技術(shù)后以不變邊際成本c-x生產(chǎn)Q單位產(chǎn)品。

（二）基本假設(shè)

1、供應(yīng)鏈成員把自己的生產(chǎn)信息、掌握的市場(chǎng)信息等無(wú)償分享給其他成員，即信息是完全的。供應(yīng)商控制研發(fā)水平，即研發(fā)投入量;零售商決定訂貨量;雙方均以自身利潤(rùn)最大化為決策依據(jù)。

2、供應(yīng)鏈成員是風(fēng)險(xiǎn)中性和完全理性的。

3、本文假設(shè)市場(chǎng)需求量D服從[0，a]上均勻分布，這里a表示零售商最大市場(chǎng)占有量。

4、如果零售商訂貨量大于需求量，則滯留產(chǎn)品需花費(fèi)一定成本處理掉，設(shè)單位產(chǎn)品存貨成本為h+。相反，如果零售商訂貨量低于需求量，就需付出單位缺貨量h-的成本，包括銷售量的損失以及消費(fèi)者購(gòu)買意愿的喪失。

五、結(jié)語(yǔ)

本文以包含上游供應(yīng)商和下游零售商的二級(jí)供應(yīng)鏈為例，研究了研發(fā)成本在供應(yīng)鏈中的協(xié)調(diào)問(wèn)題。文中建立了供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)模型，通過(guò)理論分析證明了僅僅依靠研發(fā)成本的分擔(dān)無(wú)法協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈;并提出一種能協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈的研發(fā)成本和產(chǎn)出風(fēng)險(xiǎn)共享合同，該合同通過(guò)對(duì)零售商承擔(dān)的存貨成本予以補(bǔ)償，以此促進(jìn)零售商訂貨量，從而達(dá)到協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈的目的。通過(guò)理論分析和算例，得出如下結(jié)論：（1）建立合適的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)合同能有效增加供應(yīng)鏈利潤(rùn);（2）分散決策下，僅僅依靠研發(fā)成本的分擔(dān)無(wú)法協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈，需要在此基礎(chǔ)上加入產(chǎn)出風(fēng)險(xiǎn)共享合同。即：零售商分擔(dān)一部分研發(fā)成本，為供應(yīng)商分擔(dān)創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)，供應(yīng)商為零售商分擔(dān)市場(chǎng)不確定風(fēng)險(xiǎn)，雙方互相為對(duì)方分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。

本文僅關(guān)注了市場(chǎng)需求不確定性，而假設(shè)供應(yīng)商產(chǎn)出是確定的。事實(shí)上，除需求不確定外，很多行業(yè)中，供應(yīng)商產(chǎn)出也是不確定的;如果供應(yīng)商產(chǎn)出也隨機(jī)，該協(xié)調(diào)方式能否有效還需進(jìn)一步討論。此外，本文僅研究了由單供應(yīng)商、單零售商構(gòu)成的二級(jí)供應(yīng)鏈，如果供應(yīng)商包含生產(chǎn)商，三級(jí)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)問(wèn)題也值得進(jìn)一步研究。

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