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基于收益共享的供应链中断协调研究

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第一作者:李艳

作者简介:李艳,董晨阳,河北工业大学,天津 300401 李艳,河北工业大学经济管理学院副教授,博士,研究方向:物流与供应链管理;董晨阳,河北工业大学经济管理学院硕士研究生,研究方向:物流与供应链管理。

人大复印:《物流管理》2017 年 03 期

原发期刊:《工业技术经济》2016 年第 201612 期 第 3-10 页

关键词: 供应中断/ 备份供应商/ 收益共享契约/ 协调/ supply disruption/ backup supplier/ revenue-sharing contract/ coordination/

摘要:本文假定市场需求不确定和供给存在中断危机,同时考虑订货过剩损失和缺货成本,研究了由零售商、主供应商和备份供应商组成的供应链网络,构建了收益共享合同协调模型,通过相关参数的设定达到供应链协调。供应链协调时的供货量及整体利润均大于分散模型;备份供应商的供货量及利润随着中断危机的增大而增加,零售商利润也随之增加。

[中图分类号]F274

[文献标识码]A

DOI:10.3969/j.issn.1004-910X.2016.12.001

21世纪以来,供应链管理理论研究逐渐增多,供应链先进理论如及时生产、及时配送、精益生产、集中生产等的引入,有效的减少了企业库存,缩短了生产时间,降低了企业运营成本,在一定程度上实现了企业利润最大化的目标[1]。先进理论在给供应链带来利润的同时,也带来了极大的风险。企业库存降低导致供应链网络弹性减弱,鲁棒性降低。供应链网络越发复杂,成员之间的依存关系逐渐加强,一旦某一节点发生中断危机,将造成整个供应网络的瘫痪,造成行业乃至国家的重大经济损失。与此同时,自然灾害、战争、恐怖主义等外界因素对供应链的危害越发严重。

中断危机下供应链协调的研究日益受到学者们关注,已成为管理科学、运筹学和系统工程等学科研究的热点问题。为了有效缓解上游企业中断危机带来的损失,下游企业往往通过建立合同契约或启用备份供应商来分散风险,降低损失。

供应链契约在供应链协调中能够起到重要作用,传统的供应链契约主要分为4种:批发价格契约、回购契约、数量弹性契约、收益共享契约[2]。Sting[3]研究了一个不可靠供应商和一个可靠备份供应商基于供应能力和顾客需求两个变量的联合分布条件下的订货策略,并分别在自愿加入和强制约束条件下分析了零售商与备份供应商的契约协调机制。Huang[4]考虑需求服从指数函数,研究了价格折扣合同对需求中断供应链的协调作用。Jing Hou[5]在一个不可靠供应商和一个可靠备份供应商的模型中加入回购合同,通过零售商与备份供应商之间签订回购合同来转移供应中断风险。Amy Z.Zeng[6]运用决策树和纳什均衡在备份供应商与零售商之间建立供应合同,通过参数设计证明互利的伙伴关系是存在的。Fei Hu[7]在一个厂商和两个供应商的前提下,考虑过量生产和回购合同,通过确定批发价格和回购价格实现利润在供应商与厂商之间的分配。牟宗玉[8]发现突发事件会造成传统的数量折扣契约失效,通过对其进行改进可以协调突发事件干扰下的分散式闭环供应链,同时改进后的契约在正常情况下也能起到协调分散式闭环供应链的作用。Sobban Asia[9]在需求不确定和供应中断的情况下,通过零售商与备份供应商之间建立期权合同对整个供应链进行协调,证明备份供应商可以预留稍少的供应力来满足零售商的需求。吴彤[9]研究了在需求不确定及供应可能发生中断的情况下,同时考虑订货过剩风险与短缺风险,构建了双重采购条件下期权合同与回购合同协调合作的三级供应链模型,通过设定相应参数达到供应链协调。

收益共享契约就是供应商提供给零售商一个较低的价格,零售商在将产品销售之后将其利润的一部分分配给供应商,从而实现供应链的协调[10]。该契约最初在影片租赁行业得到了广泛的应用,目前我国常用的特许经营模式就是利用这种契约的典型模式。Cachon[11]最早对供应链中加入收益共享契约的效果进行了研究,证明了供应链中运用收益共享契约能够达到完美协调的效果。黄宝凤[12]在Cachon研究的基础上研究了供应链中收益共享契约存在的条件,通过对收益共享契约参数的设计,实现了收益共享契约的完美协调。孙亮[13]首先对收益共享契约对供应链的协调作用进行了分析,随后根据突发事件对市场需求函数产生的影响,重新设计了适合两阶段供应链的收益共享契约模型以应对突发事件。Wei-GuoZhang[14]考虑一个生产商、两个零售商组成的供应链,通过运用收益共享契约应对供应链面对的需求危机。Qinghua Pang[15]在考虑市场需求的随机性以及价格决定需求的情况下,论证了收益共享合同在正常情况下能够完美协调三级供应链。吴晓志[16]研究了存在双渠道的易逝品供应链应急协调,当突发事件导致需求和生产成本同时扰动时,通过建立市场需求模型,求出扰动状态下供应链的最优渠道销售价格、销售数量以及生产数量,通过博弈论和合同理论的原理设计了改进的收益共享契约。

以上文献运用契约合同协调供应链以应对风险,但大多站在零售商的角度进行协调,没有考虑备份供应商的参与度。本文试图在供应风险及需求不确定共存情况下,运用收益共享契约对供应链进行协调,同时在设计契约合同时,以备份供应商为主体,考虑其对合同的接受情况。

1

模型假设与符号说明

1.1

模型假设

本文考虑由一个零售商、一个主供应商、一个备份供应商组成的二级供应链,假设所有的参与者均是风险中性,以自身利益最大化为目标。主供应商存在供应中断危机,备份供应商是完全可靠的且供应能力能够完全满足零售商需求。主供应商正常情况下的供货量能够满足零售商的需求,一旦发生突发事件导致中断危机,其供货量为0,即“all-or-nothing”的供应完全中断模式。同时假设零售商、主供应商、备份供应商对中断情况的假设是完全相同的。

零售商首先向主供应商订货,随后向备份供应商订货。当主供应商不发生供应中断时,零售商依靠主供应商和备份供应商共同满足顾客需求,一旦主供应商发生供应中断,零售商只能依靠备份供应商来满足顾客需求。本文考虑零售商存在较高的缺货成本,一旦无法满足顾客需求,零售商将面对顾客的缺货惩罚。为了刺激备份供应商能够提供更多的产品来应对主供应商的供应中断,减少缺货惩罚损失,零售商与备份供应商在原有的批发价格契约下,零售商同备份供应商签订收益共享契约,以此来刺激备份供应商,从而获得更多的供货量,达到满足顾客需求的目的。基于供应中断的供应链成员决策过程如图1所示。

图1

基于供应中断的供应链成员决策过程

1.2

符号说明

(1)主供应商中断概率为λ,0<λ<1;

(2)主供应商、备份供应商的生产成本分别为,其中

(3)主供应商、备份供应商的批发价格分别为,其中

(4)产品销售价格为p,且满足

(5)未售出商品的残值为s,且满足

(6)零售商单位产品缺货成本为v,且满足

(7)零售商向供应商的订货量为Q,备份供应商向零售商的供货量为q,本文考虑零售商对主供应商的订货量Q为定值;

(8)顾客需求X服从[0,+∞)上的概率分布,概率密度函数为f(x),分布函数为F(x),x期望值为

2

两个基准模型

本文在假设的基础上建立

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