再制造系統中信息共享的激勵機制研究

張紅宇,高 陽

(中南大學 商學院,湖南 長沙 410083)

●管理論壇

再制造系統中信息共享的激勵機制研究

張紅宇,高 陽

(中南大學 商學院,湖南 長沙 410083)

再制造生產中不確定性因素的存在,大大增加了再制造系統的復雜度,而信息共享有助于降低再制造系統中不確定性因素的影響。針對現階段我國再制造業的發展現狀,提出了一種再制造系統的信息共享激勵機制。以一個拆卸商和一個加工商為例,應用委托代理理論,構建了激勵拆卸商信息共享的激勵模型,給出了求解方法。通過對模型進行分析與討論,說明了激勵機制有助于提高拆卸商共享信息的積極性,減少因生產計劃變更而增加的額外成本,從而為再制造中的激勵機制的設計提供了理論指導,為制定推動我國再制造業發展的措施提供了參考。

再制造系統;信息共享;激勵機制;委托代理

一、引 言

再制造 (remanufacturing)是廢棄物循環利用的重要途徑之一[1-2],是實現節能減排和經濟可持續發展的重要方式。再制造系統主要包括拆卸、加工和重組裝等三類自治性較高的子系統[3]。目前,由于回收品的來源有限、數量不足,以及回收品質量水平不一致等因素,造成上游系統中拆卸數量和拆卸時間的高度不確定性,并因此嚴重影響中游和下游的生產計劃與調度,從而使再制造系統的復雜度大大增加。供應鏈管理領域的研究表明,實施信息共享是有價值的,通過信息共享可以降低信息不一致性,有利于不同層次、不同部門和不同崗位間經濟行為的協調,改善系統的運作,降低成員費用等[4-5]。因而,研究再制造系統中信息共享的激勵機制,對于降低不確定性因素的影響,以實現對再制造生產活動的有效管理,具有重要的現實意義。

當前信息共享激勵機制的研究大多集中在供應鏈管理和對等網絡領域,前者主要基于契約理論或合作伙伴關系,研究解決供應鏈中需求信息的不對稱,以消除牛鞭效應的激勵機制[6-7],后者主要基于博弈理論和動態規劃方法,研究如何激勵節點共享信息的積極性,以減少搭便車行為[8-9]。這些研究為再制造中的信息共享激勵研究提供了重要參考。

再制造領域中,已有激勵機制的研究主要針對如何激勵零售商的回收努力,關注于逆向物流、資金流的協調和同步[10-11],而再制造系統中的信息共享激勵主要關注于影響生產協調與同步的信息流。由于再制造生產系統中拆卸、加工和重組裝企業間存在信息的前向依賴,在這種不對稱信息情況下,委托代理理論的應用將有利于激勵信息共享。因此,針對當前我國再制造系統的特點,本文擬應用委托代理理論研究再制造系統中信息共享的激勵機制,以一個拆卸商和一個加工商為例,通過構建激勵拆卸商信息共享的激勵模型,并對其求解,深入分析了適用于處于初級發展階段的我國再制造業信息共享的激勵方法。

二、再制造系統特點

以下,將再制造系統中拆卸、加工和重組裝三個子系統分別稱為上游、中游和下游。上游的拆卸商對回收品拆卸分類,得到分屬不同質量等級的零部件。中游的加工商針對從上游拆卸商采購的零部件進行不同工藝的再加工,得到質量如新品一樣的零部件。下游的重組裝商對從加工商采購的零部件進行組裝,得到可以投放市場的產品。再制造生產過程中,拆卸數量、拆卸時間、加工數量、加工時間、加工處理的工藝路線、重組裝數量和重組裝時間等都是影響生產計劃與調度的重要因素,這些不確定性因素,大大增加了再制造系統的復雜度。

目前我國再制造業發展尚處于起步階段,上、中、下游企業較少,容易對信息共享形成單向依賴。如由于拆卸后零部件的供應不足,中游加工商的生產計劃安排依賴于來自上游拆卸商的信息。由于回收品的不確定性,無法準確預測拆卸商提供的拆卸后的零部件種類、數量和質量等級等。因而加工商期望拆卸商能夠共享這些信息,以制定更準確的計劃,減少計劃的變更,提高生產效率。同樣,對于重組裝商而言,其組裝的零部件均來自于中游加工商,則也期望能夠隨時了解加工后零部件的有關信息,以制定更準確的重組裝計劃,以減少計劃的波動。如果自己無法獲利,作為理性的商家將不可能主動參與信息共享。顯然,只有通過設計合理的激勵機制,才能增加商家共享信息的努力。

三、信息共享的激勵模型

為簡化問題,參考文獻 [10]和 [11],對再制造系統中只有一個拆卸商、一個加工商和一個重組裝商的情形進行建模分析。以下先對由一個拆卸商和一個加工商構成的模型進行分析。將用到符號包括:

τ:拆卸商共享的單位信息;

k:單位信息引起加工商生產計劃變更的成本系數 (k＞0);

R(τ):加工商因拆卸商信息共享而獲得的收益函數;

θ:獨立于τ的環境干擾變量 (如其它影響生產計劃的不確定因素),服從正態分布,滿足θ～N(0,σ2);

h(τ):拆卸商因信息共享所付出的成本函數;

G:加工商從拆卸商那里購買該信息對應的產品應付的費用;

C:加工商將該信息對應的產品經過加工處理后出售所得的收益;

λ:拆卸商的利益分享系數,0≤λ≤1;

S:拆卸商從激勵機制中獲得的收益;

ρ:絕對風險規避度量;

d:拆卸商的實際貨幣收入;

Qd:拆卸商的確定性等價收入;

r:加工商的實際貨幣收入;

Qr:加工商的確定性等價收入。

加工商通過拆卸商的信息共享獲得相關準確信息后,有助于其制定更準確的生產計劃,減少生產計劃的變更,從而降低由此帶來的損失,相當于增加了收入,因而應與拆卸商分享收益,以激勵其繼續共享信息。信息是有價值的,共享信息也是有代價的。對于拆卸商而言,只有它從中獲得更多收益,才可能繼續共享信息。

拆卸商為共享信息所付出的成本為 h(τ),包括專用性資金投入及人力資源上的投入等。加工商因拆卸商信息共享而獲得的收益 R(τ)=kτ+θ,假定激勵機制中拆卸商享有收益線性提成 ,則 S=G+λR(τ)。

四、模型求解

根據委托代理理論,當委托人可以觀測代理人努力水平時,激勵相容約束 IC不起作用,任何水平的努力都可以通過參與約束 IR的強制合同實現。而當委托人無法觀測代理人的努力水平時,代理人的參與約束和激勵相容約束同時起作用。在本文的由拆卸商和加工商組成的模型中,對于加工商而言,無法得知拆卸商是否共享了全部相關信息,無法觀測到拆卸商的信息共享努力。因此,此時加工商的問題是選擇 (τ,λ),以滿足上面提出的信息共享激勵機制模型。

五、模型分析與討論

基于上述模型可以得出如下性質:

性質 1:拆卸商分享的利潤分成比例越大 (λ越大),則拆卸商共享的信息越多。

根據性質 1、性質 2和性質 3可得到如下結論:

結論 1:當拆卸商共享信息時,共享成本越大,其信息共享的積極性越低,只有從加工商分享更多收益,才能提高拆卸商共享信息的積極性。

結論 2:拆卸商的共享信息對于加工商制定有效的生產計劃、降低因生產計劃變更增加的額外成本意義重大,加工商對拆卸商的共享信息的依賴性越大,則其與拆卸商分享的收益分成也越大。

以上對由拆卸商和加工商組成的模型分析方法,也適用于由加工商和和重組裝商組成的模型,同樣也可以證明類似的性質,得到類似的結論,因此,不再贅述。

以上結論說明,當市場規模有限,再制造系統中一方的生產依賴于另一方的共享信息時,可以通過上述激勵機制激發相關主體參與信息共享。通過信息共享獲得的利潤越多,其進行信息共享的積極性越高。對于沒有參與信息共享的主體,激勵機制將激發其共享信息,同時,由于信息共享可以帶來更多收益,也使更多企業看到有利可圖而成為拆卸商或加工商。這表明,在我國再制造業仍處于初級發展階段的現實情況下,上述激勵機制有助于市場培育,從而推動再制造業的成長。

六、結束語

再制造生產過程中,拆卸商通過向加工商共享回收品拆卸信息,可以提高其拆卸的零部件的銷售量,并通過激勵機制分享收益。同時,由于拆卸商的信息共享,使加工商的生產計劃的波動減小,對于拆卸后零部件的需求更穩定,從而最終將使拆卸后零部件的價格趨于穩定,這樣,拆卸商也可以從中獲益。基于委托代理理論,本文對再制造生產中信息共享的激勵問題進行了建模和求解,通過對模型的分析和討論,說明了激勵機制有助于提高拆卸商共享信息的積極性,降低再制造生產中不確定性因素的影響,減少因生產計劃變更而增加的額外成本,從而為再制造中的激勵機制的設計提供了理論指導,為制定推動我國再制造業發展的措施提供了參考。

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[責任編輯:張 青]

Research on Incentive Mechan ism of Information Sharing in Remanufacturing System

ZHANG Hong-yu,GAO Yang
(School of Business,Central South University,Changsha410083,China)

The existing of uncertainties in remanufacturing production has greatly increased the complexity of remanufacturing system.It has been proved that information sharing can help to reduce the impact of uncertainties.In view of the present status of remanufacturing development in China,an incentivemechanis m of information sharing isput forward.Taking an enterprise engaging in disassembly and an enterprise engaging in processing as examples,the incentivemodelof information sharing is established and solved based on principal-agent theory.Discussion of themodel illustrates that it contributes to enhance enthusias m of the enterprise engaging in disassembly to share information.And it can cut down the additional production cost caused by changes of production planning.The model therefore provides theoretical guidance to design incentive mechanism in remanufacturing,and gives some reference to devise measures to promote remanufacturing growth in China.

remanufacturing system;information sharing;incentive mechanis m;principal-agent theory

F273

A

1007—5097(2011)03—0088—03

10.3969/j.issn.1007-5097.2011.03.021

2010—01—23

國家自然科學基金 (70572060);教育部高等學校博士點專項科研基金 (20040533057)

張紅宇 (1979—),女,安徽亳州人,博士生,研究方向:再制造生產管理;

高 陽 (1943—),男,湖南望城人,教授,博士生導師,研究方向:敏捷制造與協同管理,經濟管理與建模。