高新技術產品供應鏈的產能協調策略

1、高新技術產品供應鏈的產能協調策略摘要：高新技術產品供應鏈產能設施投資高、建設周期長、 技術進步速度快，而高新技術產品生命周期短，市場需求波動劇 烈。高新技術產業普遍采用的長期合作生產模式雖然能夠提高產 能協調效率，但並不能實現最優協調。結合長期合作模式，本文 提出瞭産能成本共擔和協作收益共享協調機制。這兩種機制能自 發實現分散化供應鏈的產能最優協調。最後，分析瞭需求的不確 定性、産能投資成本、技術進步速度等因素對産能協調的影響關鍵詞：髙技術產品；供應鏈；產能管理；協調分類號：f274文獻標識碼：a文章編號:1003-5192(2008)03-0069-06capacity coordinati

2、on schemas for high-tech supplychainsli gang, sun lin-yan, xu sheng, li jian(the management school of xi，an jiaotong univcrsity, the state key lab for manufacturing systems engineering, xi， an 710049, china)abstract： high-tech supply chain is characterized by high capacity cost, rapid innovation and

3、 long capacity lead time. while, firms have to surfer short-life-cycle products and volatile demands. under the make-to-order operation strategy and the stochastic demand, the iong-term collaboration schema which is used widely in high-tech industries cannot lead to capacity coordination. in a two-s

4、tage high-tech supply chain, the suppliers are conservative to expand to the channel optimal capacity. we investigate how manufacturcr can use transfcr payment to stimulate the supplier to build the channel optimal capacity. two collaboration schemas (capacity cost sharing schema, and collaboration

5、overflow sharing schema) are proposed to influence the capacity decision of the supplier in the iong-term collaboration. the schemas are pareto-optimal mechanisms, which allow channel efficiency to be achieved as we11 as they could improve the profits of all firms and maximize the total profit of th

6、e supply chain.key words： high-tech products； supply chain； capacity management； coordination1引言高新技術産業(計算機、半導體、生物醫藥)是資本和技術密 集產業，其生產設施投資大、建設周期長、技術進步速度快，而 其産品生命周期短、需求不確定性程度高。以集成電路產業為例, 一個集成電路圓晶廠的投資約10億到40億美元，單臺設備價格 髙達400500萬美元，設備采購周期長達612個月，設備的生 命周期隻有5年。而集成電路產業景氣循環周期短，產品市場需 求波動劇烈。據統計，集成電路的生命周期隻有9個月左右，

7、產 品需求在季度間波動高達80%。為瞭獲得穩定供應，並降低產能 擴張風險，制造商通常采用制造外包，供應商管理庫存等方式。 為瞭獲得穩定充足的供應，制造商通常會故意誇大市場需求預 測。而供應商則為瞭降低產能擴張風險，產能擴張相對保守1, 雙方不能有效實現多變的市場需求和高風險性産能擴張之間的 協調。據國際半導體代工産業聯盟(fsa)統計，集成電路企業最 關註的問題集中在上遊的供應商(代工企業)能否提供足夠的產 能，以滿足下遊oem制造商多變需求2。産能管理已經成為高 技術供應鏈管理的重要問題2文獻綜述高新技術供應鏈的分散化結構導致瞭供應鏈産能協作主體 的“雙重邊際”問題，即多企業主體由於各自的邊

8、際收益的不 同，難以進行整體產能優化決策，供應鏈處於非協調狀態3。 大部分針對該問題的研究集中在采用具有強制執行保障的協調 契約，激勵各方實現產能協調。klein和williamson等人提出, 當買賣雙方的資產價值依賴於雙方的合作時，雙方需要制定一個 完備的、權變的契約，協調產能投資動機4, 5 o hart和moore, 以及bolton和whinston等人研究瞭不同供應鏈結構對供需雙方 産能投資動機的影響6, 7 o cachon、lariviere> tomlin等人 提出，如果價格和産能可通過契約予以保證，那麼買方通過制定 合理的契約，可以實現供應鏈利潤的最大化8, 9；當契

9、約不能保證產能時，供需雙方隻會就單位購買價格達成協作協議10。debo提出，在需求均勻分佈下，當供需雙方進行無限次重復交 易時，雙方的定價博弈能增加各方的利潤11 o baker等人提出, 當產能投資成本高昂，而市場需求價格波動不大時，外包是制造 商的最優選擇12, 13 o taylor和plambeck提出,買賣雙方通 過非正式契約安排和重復交易，可以實現創新性產品的產能協調 14 o在高新技術產業，下遊廠商普遍采用產能預留(capacity reservation)契約，有效降低供需雙方的成本，實現產能協調 1517。在隨機需求背景下，買方向供應商支付一定數量的不 可返還的產能預留費用，

10、可以激勵供應商保證供給18, 19。 brown和lee研究瞭半導體供應鏈中的產能預訂策略，提出瞭"支付一一延遲”策略20 o jin, erkoc等人提出瞭基於產能 投資成本共擔的協調機制，以及基於部分預留費用返還的產能協 調機制1。gurnani提出瞭不同信息結構下的高新技術產品供 應鏈中產能預定策略21。這些協調機制主要關註供應鏈産能協調的一般問題。除瞭 erkoc、taylor等人的研究外，很少有針對高技術產品供應鏈的 産能協調的研究。高技術供應鏈快速波動的需求、持續的技術進 步，以及高度的產能不確定性等因素對產能協調的影響，幾乎無 人涉及。面向高技術供應鏈運作特征的產能協調

11、機制研究，無疑 具有重要的價值3基於轉移支付的產能協調策略3. 1假設4. 2敏感性分析市場需求為均勻分佈u a, b, e(u)=10o本文基於數字仿 真，分析重復交易次數、單位産能成本、設備折舊率、供貨價格 對各協調機制的影響。在產能成本共擔策略中，假設成本分擔比 例為其取值區間的中值。在協作收益共享機制中，溢出收益的分 享比例為50%(1) 需求的不確定性(用需求分佈的方差8表示)對產能協 調的影響如表1：在均勻分佈下，隨著需求不確定性程度的增加, 供應商和整個供應鏈的最優產能增加，但兩者之間的差距越來越 大，供應鏈協調效率隨之降低。在產能成本共擔機制下，隨著需 求不確定性程度的增高，制

12、造商需要分擔的產能成本的份額也隨 之增高。在協作溢出收益共享機制下，供應商如果按照制造商的 要求擴張產能至供應鏈最優水平，其利潤損失將隨著需求不確定 性程度的增高而增高，制造商轉移支付給供應商的利潤損失額隨 之增髙，但其獲得的協作溢出收益也隨之增加，各方都改善瞭利 潤水平，並實現瞭供應鏈收益的最大化(2) 單位産能成本對産能協調的影響如表2：隨著單位產能 成本的增加，制造商和供應商的最優產能，以及雙方的差距隨之 增大，供應鏈的協調效率降低。在產能成本共擔機制下，制造商 承擔的產能成本份額隨著單位產能成本的增加而增加。在協作溢 出收益共享機制下，供應商如果按照制造商的要求擴張産能至供 應鏈最優水

13、平，其遭受的損失將隨著單位産能成本的增高而增 高。因此，制造商轉移支付給供應商的利潤損失隨之而增高，但 其獲得的協作溢出收益也隨之增加，各方都改善瞭利潤水平，並 實現瞭供應鏈收益的最大化(3) 折舊率及技術進步速度對産能協調的影響如表3：隨著技術進步速度的加快，產能折舊率提高，制造商和供應商的最優 產能，以及雙方的差距隨之增大，供應鏈的協調效率降低。在產 能成本共擔機制下，制造商承擔的產能成本份額隨著產能折舊率 的提髙而增加。在協作溢出收益共享機制下，供應商如果按照制 造商的要求擴張產能至供應鏈最優水平，其利潤損失將隨著a 的增高而增髙，制造商轉移支付給供應商的利潤損失隨之增高， 但其獲得的協

14、作溢出收益也隨之增加，各方都改善瞭利潤水平， 並實現瞭供應鏈收益的最大化(4) 供貨價格對產能協調的影響如表4：隨著供應商批發價格的增加，供應商和整個供應鏈的最優産能也分別增加，其差異 逐漸縮小，整個供應鏈的協調效率也逐漸改善。在產能成本共擔 機制下，制造商承擔的產能成本份額隨著批發價格的增加而降 低。在協作溢出收益共享機制下，供應商如果按照制造商的要求 擴張産能至供應鏈最優水平，其利潤損失將隨著供貨價格的增高 而降低，制造商轉移支付給供應商的利潤損失額隨之降低，制造 商獲得的協作溢出收益也隨之降低，各方都改善瞭利潤水平，並 實現瞭供應鏈收益的最大化5結論在高度不確定性的需求、持續的技術進步和

15、高昂產能投資成 本等因素的作用下，高新技術供應鏈的供應商在產能擴張中持保 守策略，不願意將產能擴張到符合整個供應鏈最優的水平。在分 散化結構下，制造商隻有通過合理的激勵機制，和供應商共擔產 能風險，才可能實現供應鏈的優化協調。業界普遍采用的長期合 作機制，雖然能改進協調效率，但並不能實現最優協調本文基於轉移支付機制，提出瞭產能成本共擔策略和協作收 益共享策略，實現瞭分散化結構的高新技術產品供應鏈的產能協 調。分析瞭需求不確定性、單位產能成本、產能折舊率和供貨價 格對産能協調的影響。這兩種機制不僅能夠實現供應鏈利潤的最 大化，還能夠有效改善各方的利潤水平，自發實現供應鏈的 pareto最優協調。

16、在本文的研究中，隱含著供需雙方信息對稱 的假設。在産業實踐中，信息共享往往受到多種復雜因素的制約。 因此，就供需雙方信息不對稱背景下的產能協調機制的影響還需 要深入研究。此外，投資提前期、供應鏈結構(多供應商)對產能 協調的影響也需要深入研究參考文獻：1 erkoc m, wu d mana百ing high-tech capacity expansion via reservation contractsj production & operations management, 2002, 14： 232-251.2 ridsdale d. fsa reports good wafe

17、r demand for tables companieseb/ol. http： /www.省略，2006-05-20.3 spengler j. vertical integration and antitrust policy j . journal of political eco no my, 1950, 58： 347-352.4 klein b, crawford r, alchian a. verticalintegration, appropriable rents and the competitive contracting process j. journal of l

18、aw and economics, 1978, 21： 297-326.5 williamson 0 e. transaction-cost economics： the governaneo of contractual relations j. journal of law and economics, 1979, 22： 233-2616 hart 0, moore j. property rights and the nature of the firmj journal of political economy, 1990, 98(6): 1119-1158.7 bolton p,

19、whinston m d. incomplete contracts, vertical integration, and supply assurancej review ofeconomic studies, 1993, 60(1): 121-148.8 cachon g, lariviere m contract!ng to assure supply： how to share demand forecasts in a supply chainj management science, 2001, 47(5): 630-646.9 tomi in b. capacity invest

20、ments in supply chains： sharing the gain rather than sharing the painj.manufacturing & service operations management, 2003, 5 (4): 317-333.10 lariviere m a, porteus e. selling to the newsvendor： an analysis of price-only contractsj manufacturing service operations management, 2001, 3(4): 293-305

21、.11 debo l repeatedly selling to an impatientnewsvendor when demand fluctuates： a supergame theoretic framework for co-operation in a supply chainr working paper, insead, 1999.12 baker g, gibbons r, murphy k j. bringing the market inside the firmj. american economic review, 2001, 91 (2): 212-218.13

22、baker g, gibbons r, murphy k j. relational contracts and the theory of the f irmj quarterly jour rial of economics, 2002, 117(1): 39-83.14 taylor t a, plambeck e l supply chain relationships and contracts： the impact of repeated interaction on capacity investment andprocurement r working paper, colu

23、mbia university, 200315 tsay a, lovejoy w. quantity flexibility contracts and supply chain performancej. manufacturing & service operations management, 1999, 1(2): 8911116 lee h l, padmanabhan v, whang s. infomation distortion in a supply chain： the bullwhip effectj management science, 1997, 43： 546-55817 sercl d, dada m, moskowitz h. sourcing decision with capacity reservation contractsj euro