《考虑决策模式的混合渠道回收决策模型分析》10000字

考虑决策模式的混合渠道回收决策模型分析综述目录TOC\o"1-2"\h\u4446考虑决策模式的混合渠道回收决策模型分析综述 1225481.1问题描述与假设 1321.2模型构建 3179561.2.1集中式决策 3249741.2.2分散式决策 53874综上所述，制造商转移价格不同策略下，分散式决策的最优解及最优利润如下 8282521.3模型对比分析 988271.4数值算例 1113226（2）不同转移价格策略及不同决策模式中总利润的关系。 1220137（3）p1与p2对总回收率的影响。 131.1问题描述与假设如前文所述，根据生产者延伸责任制，新能源汽车整车制造商有责任有义务回收废旧动力电池，同时相关政策积极鼓励相关企业共同参与回收体系的建设。本文主要以零售商和第三方回收商混合回收为例，进行决策分析。动力电池随着新能源汽车整车的销售至消费者手中，当动力电池不能满足使用需要的时候，消费者可以选择将废旧动力电池交至零售商（4S店），并获得一定的回收收益。同时，消费者也可以选择将废旧动力电池交至第三方回收商处。制造商从回收商处获得废旧产品，会有相同或者不同的转移价格策略。制造商依据一定的标准将回收的废旧动力电池进行检测分类，用于二次利用及回收贵金属等活动。动力电池回收模型如图3-1所示。制造商将新能源汽车配套动力电池以w的批发价格批发给零售商，零售商又将动力电池以p的销售价格随着新能源汽车动力电池整车的销售出售给消费者。当动力电池不能满足消费者的使用需求后，有两种回收渠道供消费者选择。第一种是消费者将废旧动力电池送至零售商处回收网点。第二种是消费者将废旧动力电池送至专业的第三方回收机构。零售商和第三方回收商为了提高回收率，会投入成本建设回收体系激励消费者回收。制造商从回收商处获得废旧产品，经过检测分类，将废旧动力电池分为两类，一类为可直接回收废旧动力电池中的贵金属，将其以p1的价格销售给贵金属回收站。另一类为经过简单处理即可直接二次利用，将其以p2的价格销售给发电厂用于低速电瓶车及储能领域等。其中第一类废旧动力电池的比例为θ，第二类废旧动力电池的比例为图3-1动力电池回收模型对模型做出以下假设：假设1：考虑由一个制造商，一个零售商以及一个第三方回收商和消费者组成的闭环供应链。其中，零售商以及第三方回收商均可以进行废旧动力电池的回收。假设2：所有回收的产品都可以用于回收贵金属及二次利用。其中可用于回收贵金属的比例为θ，可用于二次利用的比例为1−θ。销售给贵金属回收站用于回收贵金属的价格为p1，销售给发电厂用于二次利用的价格为p2，假设3：新产品生产成本为cm假设4：新能源汽车中动力电池所占成本约为60%，因此我们假设对动力电池的需求量就是对新能源汽车的需求量，将需求量函数设为Dp=α−βp，其中，α>0，为市场规模，假设5：制造商支付的转移价格为bi，其中i=R、T，分别表示零售商和第三方回收商。当转移价格相同时为b假设6：零售商和第三方回收商回收率为rii=R、T，总回收率为r，回收成本为A∗r假设7：制造商批发价格为w，零售商销售价格为p，根据理性人假设以及保证各参与方回收积极性，有p>w，θ∗p假设8：Πi表示供应链成员i的利润，其中i=M、R、T，分别代表制造商、零售商和第三方回收商。Π符号表示：θ：用于回收贵金属的比例；cmp1：制造商销售第一类废旧产品价格p2：制造商销售第二类废旧产品价格；D：市场需求量；β：消费者价格敏感系数；bRbT：第三方回收商转移价格；Ab：转移价格；rRrT：第三方回收商回收率rp：新产品销售价格；w：批发价格；ΠM：制造商利润；ΠΠT：第三方回收商利润；Π用上标N及Y分别表示转移价格策略不同及相同时分散式决策模型，用上标NJ及YJ分别表示转移价格策略不同及相同时集中式决策模型。1.2模型构建1.2.1集中式决策集中式决策模式是指闭环供应链各参与主体共同参与决定产品销售价格以及回收价格，使闭环供应链总利润达到最优。这种决策模式下强调闭环供应链各节点企业的协调与配合，实现共赢。在集中式闭环供应链中，各参与方均以闭环供应链的最大利润为目标进行决策。基于前文假设，可以得到制造商不同转移价格策略下集中式决策模式闭环供应链的总利润。（1）制造商转移价格策略相同转移价格策略相同时，供应链的总利润如下：Π即：ΠYJ为了探讨集中式决策下的最优解，首先确定利润最大值的存在性。命题1：ΠYJ是关于p、rR、证明：由式（3-1）可以得到ΠYJH=该矩阵的一阶顺序主子式：−2β<0二阶顺序主子式：−2β−β(θ∗三阶顺序主子式：−2ββ(−θ∗p1所以该利润函数是关于p、rR、rT命题2：在集中式决策模式下，存在最优组合（pYJ∗，rR证明：由命题1可知ΠYJ具有最优解，对ΠYJ分别求关于p，rR，rR的偏导，令其等于0，三式联立解得pYJ∗=综上所述，转移价格相同策略下，集中式决策的最优解及最优利润如下：pYJ∗=rTYJ∗=(θ∗命题3：pYJ∗与θ正相关，rYJ∗，证明：∂p∂rYJ∗由命题3可知，在集中式决策模式下的闭环供应链中，若提高回收的第一类废旧动力电池比例θ，则将提高动力电池销售价格，降低废旧动力电池的回收率，降低闭环供应链的利润。这是因为当回收的第一类废旧动力电池比例提升后，第二类废旧动力电池的比例降低，而第二类废旧动力电池的销售价格大于第一类废旧动力电池，所以随着第一类废旧动力电池比例的上升，会造成闭环供应链的利润降低，继而提高市场上动力电池的销售价格，也降低了消费者的返还意愿，因此，动力电池的回收率也随之降低。（2）制造商转移价格策略不同转移价格策略不同时，供应链的总利润如下：Π即：ΠNJ求解过程如转移价格策略相同时集中式决策的求解过程，在此省略。最终的最优解如下：pNJ∗=rRNJ∗=(θ∗可以看出，集中式决策模式下的最优解以及整个闭环供应链的最优利润不受制造商转移价格策略的影响。这是因为虽然转移价格策略不同，但是在集中式决策模式下供应链总利润是相同的，面临的都是同一个供应链系统。这说明在集中式决策下，闭环供应链的最优解以及最优利润和转移价格策略无关。1.2.2分散式决策分散式决策是指闭环供应链各节点企业分别决策以达到自身利益最大化目标的决策模式。在这种决策方式下，制造商以追求自身利益最大化为目标进行决策，同样，零售商和第三方根据制造商的决策进行决策从而实现自身利益最大化。根据国内新能源汽车废旧动力电池回收现状，零售商分布广泛、数量众多，而专业第三方回收机构如湖南邦普、格林美等也在崛起。本部分讨论的是在分散式决策模式下，零售商和第三方回收商混合渠道回收各参与方的决策问题。制造商确定批发价格以及转移价格，为领导者。零售商和第三方回收商决定销售价格、零售商回收率及第三方回收商回收率，为跟随者。下面讨论制造商不同的转移价格策略下分散式决策模式的最优决策。（1）制造商转移价格策略相同当制造商转移价格策略相同时，各参与方的利润函数如下：ΠMΠRΠT根据逆向归纳法求解。首先，对式（3-4）中的p，rR，对式（3-5）中的rα−pβ−β得到：pY∗=−−2Aα−2Awβ+b2αββ(4A−b2A得到：wY∗=命题4：转移价格策略相同分散式决策模式下，当制造商支付给回收商的转移价格b=θ∗p命题4表明只有当制造商将从回收商处获得的动力电池获得的所有收益全部补贴给回收商时，制造商自身的利润才会达到最大。这是因为当制造商支付给回收商的转移价格越大，回收商的利润才能得到保证，回收废旧动力电池的积极性也会被充分调动，零售商也更愿意降低销售价格，扩大市场规模，从而增加了制造商的利润。将wY∗，bY∗，代入pY综上所述，转移价格相同策略下，分散式决策的最优解及最优利润如下：wY∗=pY∗=rTY∗ΠMY∗ΠTY∗（2）制造商转移价格策略不同当制造商转移价格策略不同时，各参与方的利润函数如下：ΠMNΠRN=(p−w+对（3-7）中p和rR求导，对（3-8）中rα−pβ−β得到：pN∗=−−2Aα−2Awβ+αβb将其代入式（3-6），对w，bTwNbTN∗=因为ΠMY关于bR的一阶导数大于0，单调递增，所以当bR取最大值，即当综上所述，制造商转移价格不同策略下，分散式决策的最优解及最优利润如下wNpN∗=bTN∗rTN∗ΠMN∗ΠTN∗通过分析混合回收渠道回收模型中各节点企业的最优决策，可以得到以下结论：命题5：零售商及第三方回收商转移价格，零售商及第三方回收商回收率具有倍数关系。根据最优解可知bRN∗命题6：当制造商对零售商的单位转移价格bR证明：∂ΠMT命题6表明只有当制造商将从零售商处获得的废旧动力电池所产生的所有收益全部补贴给零售商时，制造商自身的利润才会达到最大。这是因为当支付给零售商的转移价格越大，零售商的利润才能得到保证，回收废旧动力电池的积极性也会被充分调动，也更能愿意降低电池销售价格，提升动力电池的需求量，从而提高了制造商的利润。命题7：rN∗、ΠN∗与证明：∂r命题7表明，总回收率和总利润函数是关于转移价格的增函数。随着转移价格的增加，回收商回收积极性被激发，为了获得更多的回收收益，会积极参与到回收活动中，努力提升回收率，总体回收率也会随之上升。这样也会扩大市场规模，刺激市场，从而增加了制造商的收益。因此，制造商应该提高转移价格，这样有利于提升闭环供应链整体的利润。命题8：rN、ΠN与证明：∂r命题8说明随着用于回收贵金属的比例θ的增加，总回收率以及总利润是下降的。这是因为，制造商从零售商以及第三方回收商处回收的废旧动力电池中，质量水平参差不齐，而可以直接用于二次利用的废旧动力电池销售价格高于用于回收贵金属的销售价格，所以这部分的回收收益会比较高。可用于回收贵金属的比例越高，可用于二次利用的比例就越低，因此随着用于回收贵金属的比例θ的增加，整体回收率会下降，也会影响消费者对市场上新产品的购买意愿。因此各参与方利润降低，总利润降低。这就要求制造商加大技术投入，突破动力电池技术瓶颈，提升技术水平，在保证生产成本的情况下，尽可能保证电池的稳定性，提高可直接二次利用的废旧动力电池的比例。同时要积极引导消费者积极参与动力电池循环利用，提高回收率。1.3模型对比分析结论1：不同决策模式及不同转移价格策略下，集中式决策模式销售价格最低，回收率最高，闭环供应链总利润最高。转移价格策略相同时销售价格最高，转移价格策略不同时回收率最低，转移价格策略相同时闭环供应链总利润最低。证明：pNpNJ∗−pN∗=−A(8A−β根据结论1可知，集中式决策模式下销售价格更低，回收率更高，总利润更高。这是因为闭环供应链各节点企业以闭环供应链整体利润最大化为目标，强调协同与配合，降低产品的销售价格，扩大了产品市场，同时也提高了废旧产品的回收率，促进了废旧产品的回收再利用，达到了闭环供应链整体利润最优。对消费者有利，对环境有利。分散式决策模式下各节点企业以自身利益最大化为目标，这使销售价格更高，回收率不佳，导致了闭环供应链总体利润的损失。结论2：分散式决策模式下，转移价格策略相同时的批发价格、销售价格以及回收率较高。转移价格策略不同时的制造商利润、零售商利润以及第三方回收商利润较高。证明：wY∗−wN∗=(θ∗p1+1−θp2)结论2表明不同的转移价格策略对分散式决策下闭环供应链的最优解具有以下影响：一、制造商在转移价格策略不同时的批发价格小于转移价格策略相同时的批发价格。二、零售商在转移价格策略不同时的销售价格小于转移价格策略相同时的销售价格，这表明，当制造商转移价格策略不同时，批发价格和销售价格会更低。三、转移价格策略不同时的总回收率低于转移价格策略相同时的回收率。这表明当制造商转移价格策略相同时，总回收率更高，对环境更有益。四、无论转移价格策略相同还是不同，零售商的转移价格都是不变的。转移价格不同策略下的第三方回收商转移价格低于转移价格策略相同时的转移价格，这导致在转移价格策略不同时，第三方回收商的回收积极性降低，转移价格策略不同时的回收率低于转移价格策略相同时的回收率。不同的转移价格策略对闭环供应链的最优利润具有以下影响：一、转移价格策略不同时的制造商利润和零售商利润高于转移价格策略相同时的利润。这表明当转移价格策略不同时，制造商和零售商可以获得更多收益。二、转移价格策略不同时的第三方回收商利润低于转移价格策略相同时的利润，这表明当转移价格策略相同时第三方可以获得更多收益。这是因为当转移价格策略相同时，制造商支付给第三方回收商的转移价格大于在转移价格策略不同时的转移价格。由于制造商在整个博弈过程中居于主导地位，其更愿意在不同的转移价格策略下进行废旧产品的回收从而获得更多收益。当转移价格策略不同时，对消费者，制造商，零售商是有益的。相反，当转移价格策略相同时，对环境以及第三方回收商是有益的。上述结论从消费者的角度，环境的角度以及闭环供应链各参与方的角度出发，为选择不同的转移价格策略提供了参考。选择不同的转移价格策略应该根据具体的实施激励的对象。结论3：集中式决策模式下转移价格策略对闭环供应链没有影响。根据前文所求最优解及最优利润，可见pNJ∗=p结论3表明，无论是转移价格策略相同还是不同，集中式决策模式的最优解及最优利润都是相同的。这是因为虽然转移价格策略不同，但是在集中式决策下总利润目标函数是相同的，都处在一个闭环供应链系统中。在集中式决策模式下，闭环供应链的最优解以及最优利润和转移价格策略无关。结论4：ΠN∗、rN∗与bR、bT正相关，证明：∂Π∂ΠN∗∂bT>0，∂结论4表明转移价格对利润和回收率的影响，无论采取何种转移价格策略，总利润和总回收率都是关于转移价格的增函数。也就是说，随着转移价格的增加，闭环供应链总利润增加，回收率增加，与制造商采取相同转移价格策略或不同转移价格策略无关。所以要使得闭环供应链总利润达到最优，应该提高转移价格，提升回收商回收积极性，进而提高回收率，增加闭环供应链的总利润。结论5：PN∗、wN∗与bR、bT负相关，证明：∂PN∗∂bR=−40A(θ∗p1+结论5表明销售价格及批发价格与转移价格之间的关系。无论采取何种转移价格策略，销售价格及批发价格都会随着转移价格的增加而减少。这是因为当制造商提高转移价格，提升了回收商参与回收的积极性，回收利益得到保证，因此零售商选择降低销售价格来扩大市场需求，制造商通过降低批发价格来扩大市场需求，这也提高了消费者的返还意愿，总回收率得到提高。1.4数值算例本节通过算例分析进一步研究两种决策模式下各参数与最优解及最优利润的关系。主要分析了不同转移价格策略下集中式决策与分散式决策的总回收率以及总利润的关系，p1与p2对不同转移价格策略下不同决策方式的总回收率的影响，以及以转移价格策略不同时分散式决策模式为例，讨论p1与p2对闭环供应链各参与方利润的影响。本文参考相关文献[57]，将参数设置如下：A=1000，α=100，（1）不同转移价格策略下分散式决策与集中式决策模式中总回收率的关系讨论当p1=15，p2图3-2用于回收贵金属的比例θ与总回收率的关系从图3-2我们可以看出，随着用于回收贵金属的比例θ增加，不同转移价格策略下分散式决策与集中式决策总回收率都是降低的，其中集中式决策模式下回收率下降较为显著，分散式决策模式下总回收率下降趋势较为平缓。这是因为随着回收的废旧动力电池中第一类废旧动力电池的增加，那么可直接用于二次利用的第二类废旧动力电池1−θ的比例就越低，而第二类废旧动力电池的回收收益大于第一类废旧动力电池所获收益，所以，随着回收废旧动力电池中第一类比例的增加，总回收率呈现降低的趋势。而在集中式决策模式下，回收率受到第一类废旧动力电池比例变化的影响较大，这是因为在集中式决策模式下从整条闭环供应链的角度出发，当回收收益下降时，为了