三级供应链协调管理

带有灵活退货策略的三级供应链协调管理陈健、丁丁摘要

这篇论文研究的是在一个特定时期销售短生命周期产品的三级供应链协调管理问题。制造商首先同零售商协商交易契约，然后再与供应商协商二者之间交易契约。我们构造一个所谓灵活退货策略，是通过设定价格规则而延迟最终契约价格的确定。链中各级商家之间（供应商和制造商、制造商和零售商）在回收策略的影响下，未售出的产品或者从未售出的产品上拆卸下的有价值的模型，从零售商开始被一级一级地返回到供应链的上游商家，并且链中的每个商家共担由于过多供应（或订货）而带来的损失。最终证明：通过协商适当的契约价格，整个三级供应链可以被协调管理，同时，整条链上的利润可以以任意比例在各商家之间分配。文章结构一、论文简介二、结构假设三、基本模型四、灵活回收策略下的协调管理五、总结一、论文简介

供应链是由供应商、制造商、分销商、零售商和消费者构成的网络结构。当一条供应链被分散控制的时候，两种已知的原因将导致供应链系统的无效性。第一个原因是信息不均匀性，一个明显的例子就是著名的“牛鞭效应”——曲解了的信息从供应链的一个末端到另外一端会导致巨大的无效性。第二个原因是双边际效应，无论信息不均匀性存在与否，或者供应链的整体利润在两个或多个商家中如何分配，双边际效应均会发生，这种现象源于经济问题。

契约是用来克服信息不均匀性和双边际效应的一种有效手段。在最近的二十年中，学术界十分关注供应链的协调管理问题。许多文章已经阐述了怎样利用各种契约来协调管理供应链的问题（例如：回扣契约、数量折扣契约、收入共享契约等等）。多数现有的文章研究两级供应链间的协调问题。例如Pasternack声称，一个适当的回收策略能够完全地使仅有一个供应商和一个零售商的供应链协调管理。此观点被Mantrala和Raman延伸到了零售商有多个库存的情况。陈健和丁丁考虑到了扮演零售商角色的装配工面对两个互补的供应商的情况，其间，回收策略在供应商和装配工之间互相影响，恰能使整个供应链系统协调均衡。

然而，现实中一条供应链通常包含三级或多级商家，并不局限于二级供应链的协调问题。例如HP、Lenove和Nokia这样的企业，从供应商那里获得制造模型，然后再通过零售商来销售他们生产的不同样式的时尚电子产品。为了鼓励零售商订购更多的产品并且提高零售商对消费者的服务水平，可行的办法之一是制造商为零售商提供回收策略。另一方面，出于同样的原因，供应商也会向制造商提供回收策略。如果我们能使这些回收契约合作起来，那么就能尽可能地激发供应链的竞争潜能。本文通过在供应链中增加第三级商家而延伸了先前的工作。研究了是否可以通过供应链商家之间两两合并（供应商—制造商，制造商—零售商）的方法来使得三级供应链协调管理。

在Pasternack所描述的二级供应链协调管理模型中，提出使用契约策略的一方的成本结构假定在签订契约之前已能明确，因此，协调整个二级供应链的最适合的契约可以立即确定。然而，在一条带有需求不确定情况的三级供应链中，按常规，制造商和零售商会协商他们之间的交易契约价格，而制造商不会事先预测他自身同供应商之间的交易契约价格。假定供应商和制造商之间的交易契约价格延后商议，那么当制造商同零售商商议合作契约时，制造商自身的成本结构并未确定。因此，制造商和零售商不得不估算他们之间的交易契约价格形式，那么就几乎不能使得整条三级供应链被协调管理。

本文主要研究在带有回收策略条件下怎样使得三级供应链协调管理的问题。我们构造一个所谓灵活退货策略，是通过设定价格规则而延迟最终契约价格的确定。链中各级商家之间（供应商和制造商、制造商和零售商）在回收策略的影响下，未售出的产品或者从未售出的产品上拆卸下的有价值的模型，从零售商开始被一级一级地返回到供应链的上游商家，并且链中的每个商家共担由于过多供应（或订货）而带来的损失。最终证明：通过协商适当的契约价格，整个三级供应链可以被协调管理，同时，整条链上的利润可以以任意比例在各商家之间分配。二、结构假设供应商制造商零售商市场上架产品产成品基本模型原材料下架产品剩余产品有用模型2.1事件顺序如下：1、零售商预测市场需求，同制造商协商交易契约，订货；2、制造商同供应商协商交易契约，并且把零售商需求的订货数量转交供应商；3、供应商获得原材料，生产基本模型，然后转与制造商；4、制造商在供应商提供的基本模型中嵌入一些关键性因素（或则其他价值增值过程），然后将产成品转与零售商；

假设：产成品=基本模型+关键性因素5、当销售季节到来时，零售商以固定的价格销售产品。未满足市场需求时，零售商遭遇商誉成本损失；6、、过过了了销销售售季季节节，，如如果果制制造造商商提提出出回回收收策策略略，，那那么么零零售售商商将将剩剩余余的的产产品品退退回回给给制制造造商商；；7、、如如果果供供应应商商提提出出回回收收策策略略，，那那么么制制造造商商可可以以把把零零售售商商退退回回的的剩剩余余产产品品拆拆卸卸成成有有用用模模型型和和有有用用元元件件两两部部分分，，然然后后将将有有用用模模型型退退回回给给供供应应商商；；8、、所所有有剩剩余余产产品品、、有有用用模模型型和和有有用用元元件件，，无无论论哪哪个个商商家家拥拥有有，，这这些些剩剩余余价价值值均均被被收收回回。。【注注】】在在文文中中仅仅提提及及两两种种交交易易契契约约：：定价价契契约约：：各各商商家家以以不不带带任任何何附附加加条条款款的的让让度度价价格格转转让让产产品品。。回收收策策略略：：各各商商家家以以带带有有部部分分承承兑兑无无限限的的剩剩余余订订购购产产品品的的条条款款的的让让度度价价格格来来转转让让产产品品。。2.2结结构构图图中中有有用用的的外外因因变变量量如如下下：：由供供应应商商支支付付的的单单位位产产品品的的原原材材料料成成本本；；由供供应应商商支支付付的的单单位位基基本本模模型型的的加加工工成成本本；；由制制造造商商支支付付的的单单位位产产品品的的增增加加成成本本；；由零零售售商商支支付付的的单单位位产产品品的的交交易易成成本本；；零售售商商销销售售单单位位产产成成品品的的固固定定销销售售价价格格；；由零零售售商商支支付付的的为为满满足足需需求求的的单单位位商商誉誉成成本本；；单位位有有用用模模型型的的回回收收价价值值；；单位位有有用用元元件件的的回回收收价价值值；；单位位剩剩余余产产品品的的回回收收价价值值消费费需需求求；；消费费者者需需求求D的的期期望望；；消费费者者需需求求D的的标标准准差差；；消费费者者需需求求D的的微微分分销销售售函函数数；；消费费者者需需求求D的的销销售售函函数数；；2.3价价格格决决定定因因素素如如下下：：由制制造造商商提提供供的的单单位位产产品品的的批批发发价价格格；；由制制造造商商提提供供的的单单位位剩剩余余产产品品的的回回收收价价格格；；由供供应应商商提提供供的的单单位位有有用用模模型型的的让让度度价价格格；；由供供应应商商提提供供的的单单位位有有用用模模型型的的回回收收价价格格2.4假假设设条条件件三、、基基本本模模型型3.1集集中中式式供供应应链链令定义义为系系统统的的理理想想临临界界比比率率，，那那么么整条条链链中中的的利利润润值值仅仅依依据据订订购购数数量量而而定定。。那那么么，，当当且且仅仅当当订订购购数数量量为为时时，，整整条3.2定定价价契契约约下下的的分分散散式式系系统统四、、灵灵活活回回收收策策略略下下的的协协调调管管理理4.1完完全全协协调调的的困困难难性性为了了使使得得制制造造商商和和零零售售商商之之间间完完全全协协调调，，需需要要设设定定满满足条条件件的的契契约约价价格格，，即即：：为了了使使得得整整条条链链完完全全协协调调，，需需要要满满足足条条件件，，但是是当当且且仅仅当当供供应应商商和和制制造造商商之之间间的的契契约约价价格格满满足足时，，整整条条供供应应链链完完全全协协调调之之一一目目标标才才得得以以实实现现。。即即：：制造造商商和和零零售售商商之之间间的的交交易易契契约约要要先先于于供供应应商商协协商商，，因因此此制制造造商商和和零零售售商商面面临临两两个个问问题题：：第一一，，制制造造商商和和零零售售商商不不能能够够实实现现预预测测得得到到供供应应商商的的契契约约价价格格和和（（和和直直接接关关系系到到零零售售商商的的订订货货数数量量））。。第二二，，制制造造商商和和零零售售商商并并不不能能确确定定供供应应商商会会同同意意向向他他们们提提供供一一种种回回收收策策略略。。4.2灵灵活活回回收收策策略略假定定制制造造商商和和零零售售商商之之间间决决定定实实施施一一项项灵灵活活回回收收策策略略，，那那么么他他们们首首先先需需要要确确定定和和两两个个值值，，这两两个个值值由由带带有有某某一一利利润润分分配配条条款款的的等等式式决定定，，同同时时订订购购数数量量由由等等式式决决定定。。供应应商商和和制制造造商商之之间间不不得得不不协协调调他他们们之之间间的的交交易易契契约约。。如如果果他他们们采采取取定定价价契契约约，，并并且且供供应应商商提提供供的的让让度度价价格格为为，，那那么么链链中中仅仅能能使使得得制制造造商商和和零零售售商商协协调调，，零零售售商商的的最最终终订订货货数数量量为为：：供应应商商和和制制造造商商之之间间也也采采取取灵灵活活回回收收策策略略，，契契约约价价格格的的制制定定分分一一下下两两步步：：第一一，，供供应应商商和和制制造造商商决决定定等等式式右侧侧的的比比率率，，实实际际上上是是在在决决定定订订购购数数量量和和链链的的整整体体利利润润。。第二二，，根根据据第第一一步步中中确确定定的的比比率率来来调调整整契契约约价价格格，，同同时时将将链链上上的的总总利利润润分分成成两两部部分分，，一一份份给给供供应应商商，，另另一一份份给给制制造造商商和和零零售售商商。。无论论是是供供应应商商的的利利润润还还是是制制造造商商的的利利润润，，均均是是链链的的整整体体利利润润的的增增函函数数。。当当供供应应商商和和制制造造商商设设法法满满足足时时，，链链的的整整体体利利润润最最大大化化，，也也就就是是各各商商家家的的利利润润最最大大化化。。此此时时，，最最优优订订购购数数量量是是，，供供应应链链完完全全协协调调。。一个个灵灵活活回回收收策策略略由由两两个个用用来来设设定定契契约约价价格格的的条条款款组组成成。。一一个个是是临临界界比比率率条条款款，，它它决决定定了了各各商商家家的的整整体体利利润润；；一一个个是是利利润润分分享享条条款款，，它它决决定定了了利利润润在在各各商商家家中中如如何何分分配配的的问问题题。。4.3完完全全协协调调下下的的最最优优价价格格1、、等等效效销销售售数数量量因此此证证明明出出：：把把过过多多的的回回收收产产品品数数量量合合并并到了了销销售售数数量量之之中中。。2、、等等效效销销售售价价格格可见见，，把把商商誉誉成成本本合合并并到到了了销销售售价价格格之之中中。。3、、等等效效边边际际销销售售收收入入4、、期期望望利利润润同理理可可得得：：当（（5））和和（（6））均均被被满满足足的的时时候候，，完完全全协协调调下下的的供供应应链链系系统统可可以以认认为为是是以以价价格格销销售售单单位位产产品品。。原原始始的的供供应应链链模模式式转转入入到到一一个个崭崭新新的的均均衡衡系系统统，，在在这这个个新新系系统统中中不不再再需需要要考考虑虑剩剩余余产产品品和和商商誉誉成成本本。。5、、利利润润分分配配以上上分分析析表表明明：：整整条条供供应应链链的的利利润润可可以以以以任任意意比比例例在在各各商商家家中中分分配配。。4.4灵灵活活回回收收策策略略的的效效果果同理理可可得得：：同理理可可得得：：性质质1契约约的的边边际际效效应应依依赖赖于于订订购购数数量量的的增增加加，，这这是是与与商商家家在在引引进进契契约约之之前前的的边边际际销销售售收收入入相相关关联联的的。。在在订订购购数数量量增增加加幅幅度度相相同同的的情情况况下下，，供供应应链链下下游游商商家家的的灵灵活活回回收收策策略略所所带带来来的的边边际际效效应应要要大大于于上上游游商商家家因因实实施施回回收收策策略略而而带带来来的的边边际际效效应应。。4.5算例510130515535供应商制造商零售商市场1580110401515市场需求正态态分布时：市场需求均匀匀分布时：当市场风险更更小、、市场容量更更大，或理想临临界比率更更大、比比值值更小且接近于1时时，整条链的的获利能力更更强。性质2因实施恰当的的回收策略而而使得整个供供应链协调管管理时，零售售商面临着正正态分布和均均匀分布两种种市场需求分分布情况。如如果其他参数数不变的时，，市场容量增增大将导致更更高的内部价价格（收益增增加），而市市场风险增大大将导致更低低的内部价格格（收集减小小）。考虑两种不同同的需求函数数分布F和G，令那么最优契约约价格的误差差如下：从上面的等式式中可以得出出，当零售商商错误地估计计市场需求分分布的情形时时，最优契约约价格的误差差基本上依赖赖于，，和三三个个变量而变化化。而当商誉誉成本可以被被忽略时，最最优契约价格格与市场的需需求分布几乎乎没有关系。。但是，现实实中商誉成本本非常重要，，不能被忽略略，所以在表表3和表4中中讨论一下三三种情形：1、表3中，，当K值增加加时，误差值值减减小。。所以，获利利越多的供应应链有相对更更小的价格误误差。2、表3中，，当的的转变起起始点增加时时，误差值增增加。所以以，市场容量量大时有相对对更小的价格格误差；而市市场风险大时时有相对更大大的价格误差差。3、表4中，，在相同的期期望和标准差差下，在两种种不同的需求求分布情况下下，误差值相相对小一一些。性质3对于市场需求求分布，最优优契约价格的的误差并不是是非常敏感。。更能获利的的供应链渠道道和更大的市市场容量将导导致相对更小小的价格误差差，而更多的的市场风险将将导致相对更更大的价格误误差。五、结论这篇论文研究究的是在一个特定时期销售售短生命周期期