供應鏈上游段分散協調型VMI&TPL模式利益分配機制研究

楊懷珍+馮中偉+董迎

摘要：本文以“收益共享-批發價格契約”為基礎，研究如何對供應鏈上游段集中控制型VMI&TPL模式進行協調。由于“收益共享-批發價格契約”對協調供應鏈失效，風險共擔型“收益共享-批發價格契約”不能保證企業成員的期望收益實現Pareto最優，本文提出“基于不對稱的NASH談判的風險共擔型‘收益共享-批發價格契約”，該契約能夠同時保證VMI&TPL供應鏈整體的期望收益和各成員企業的期望收益實現Pareto最優。

關鍵詞：供應鏈；供應商管理庫存；第三方物流；“收益共享-批發價格”契約；不對稱NASH談判

中圖分類號：F274文獻標識碼：A

收稿日期：2014-03-24

作者簡介：楊懷珍（1972-），女，廣西桂林人，桂林電子科技大學商學院教授，研究生導師，研究方向：物流與供應鏈管理、電子商務。

基金項目：教育部人文社會科學研究規劃基金項目，項目編號：11YJA630174；廣西高等學校人文社會科學研究項目，項目編號：SK13YB038。

一、引言

自20世紀80年代沃爾瑪和寶潔實施VMI（Vendor-Managed Inventory， VMI）成功后，VMI便得到國內外企業（如Dell、K-mart、聯想、華為等）的青睞。雖然實施VMI具有提高制造商的生產和配送效率[1]、降低需求不確定性[2]、削弱牛鞭效應[3]等優勢，但供應商物流能力的不足將直接影響到VMI的實施效果。而TPL （Third Part Logistics， TPL）因其專業性的優勢，解決了供應商物流能力不足的問題。因此，許多供應商開始與TPL合作，如Dell與聯想均選擇伯靈頓為其實施VMI。TPL參與以制造商為核心的VMI供應鏈可以分為兩種模式：一是由供應商、TPL與制造商組成的供應鏈上游段VMI&TPL模式；另一種是由制造商、TPL以及分銷商組成的供應鏈下游段VMI&TPL模式。如何建立合適的利益分配機制是成功實施供應鏈上游段VMI&TPL模式的關鍵。

目前，關于VMI利益協調的研究主要圍繞收益共享契約和價格契約進行的。收益共享方面，對于單供應商、單零售商組成的供應鏈，在Stackelberg模型中，Gerchak和Khmelnitsky[4]（2004）研究了供應商處于領導地位，供應商和零售商通過收益共享形式分配利潤的情形；而Wang Yunzeng等[5]（2004）研究了當零售商處在領導地位的時候，假設外部需求是價格的函數，基于收益共享契約的VMI系統績效；同樣，劉鵬飛等[6]（2008）基于收益共享契約，也對零售商處于領導地位的由一個供應商和一個零售商組成的兩級VMI供應鏈進行了研究；相似的，趙道致和呂昕[7]（2012）研究了由一個批發商和一個生產商組成的供應鏈，在批發商占優、產出與需求都隨機的情況下，基于風險共享，建立了VMI供應鏈模型。可以看出，以上文獻的研究都沒有考慮TPL參與時供應鏈的協調，而劉陽等[8]（2012）研究了單供應商、單TPL和單零售商組成的集中控制型VMI&TPL供應鏈，得出基于不對稱Nash協商的風險共擔型RS契約能夠實現集中控制型VMI&TPL供應鏈完美協調的結論。價格契約方面，唐桂鳳等[9]（2005）研究了由1個供應商和1個零售商組成的供應鏈，在隨機需求且允許缺貨的情況下，提出了協議價格分配機制；鐘磊鋼等[10]（2006）針對單零售商和單供應商，在確定需求下考慮有初始庫存和庫存短缺的情況，研究一種暢銷商品的價格折扣契約協調供應鏈。對于1個供應商和多個零售商的情況，Bernstein等[11]（2006）認為VMI模式下通過價格折扣就可實現供應鏈完全協調；Yu Gang等[12]（2006）建立了Stackelberg博弈，分析了兩者的定價策略。上述文獻研究的都是供應鏈下游段，而對于供應鏈上游段，李雷和楊懷珍[13]（2012）依據Stackelberg博弈以及納什均衡理論，分別討論了供應商占優、制造商占優以及地位平等等三種情況下的基于價格契約的利益分配機制。

通過文獻綜述，不難發現利益協調的研究主要集中于供應鏈下游段VMI模式，對于供應鏈上游段的相關研究則很有限，而對于由供應商、TPL和制造商組成的供應鏈上游段VMI&TPL模式的利益協調的研究就更少。就實際情況而言，在供應鏈上游段由TPL為供應商向制造商運送零部件的現象很常見，在這種情形下，存在著許多待解決的問題，尤其是各成員企業通力合作后，對所得利潤如何進行合理的分配成為該模式實施成功的關鍵。本文在隨機需求下，研究由n個供應商、單TPL和單制造商組成的供應鏈上游段VMI&TPL模式的利益分配。

二、參數與假設

由n種零部件組裝而成的產成品。每個零部件供應商僅提供一種零部件。供應商擁有決策權，TPL僅負責各零部件的物流處理過程。假設：（1）市場對制造商產成品的需求為D，D為非負、連續的隨機變量，并服從[0，m]的均勻分布，分布函數為F（x），概率密度函數為f（x）；（2）假設一個銷售周期過后，未銷售出去的產成品無回收價值；（3）沒有滿足市場需求的產成品無缺貨成本；（4）不考慮TPL參與供應鏈上游段VMI&TPL模式帶來的交易成本和間接收益；（5）參與該供應鏈上游段VMI&TPL模式的各企業成員都是風險中性的；（6）該供應鏈上的各種信心是對稱的；（7）對各參與成員企業而言，整個供應鏈的收益是可觀察和驗證的；（8）一個供應商僅供應一種零部件，并且供應商之間不會形成“價格聯盟”；（9）供應鏈上僅存在微弱的牛鞭效應，可以忽略。

相關參數的定義如下：P為制造商向市場供應單位產成品的價格；Cm為制造商制造單位產成品的成本；Ci為供應商i生產零部件i的生產成本；Cti為TPL處理單位零部件i所需的物流成本；αi為匹配系數，即每個產成品需零部件i的數量為αi。endprint

當零部件i的庫存量滿足Q單位的產成品的需要時，不妨令S（Q）為制造商的期望銷售數量，則有

（一）“收益共享-批發價格”契約

綜上所述，“收益共享-批發價格”契約不能對分散協調型VMI&TPL模式的供應鏈進行有效協調。這有兩方面的原因：其一，“收益共享-批發價格”契約僅僅利用單一的收益共享系數和批發價格來對該供應鏈進行協調，但在協調過程中，并未改變供應鏈各參與企業成員的成本結構和各自的收益構成；其二，理性的制造商和TPL不可能接受滿足公式λsiP=CiP-Cm-∑ni=1Ctiαi∑ni=1Ciαi+γtiαi的契約參數，使他們喪失全部的利潤。因此，需要對傳統的收益共享契約進行修正，改變供應鏈各成員企業的成本結構以及收益構成。

（二）基于風險共擔“收益共享-批發價格”契約

由結論2不難看出，雖然上述條件能夠滿足協調條件，但是相應的契約參數則可能不止一個，而是有多個不同的組合，從而導致了VMI供應鏈收益的分配結果不是唯一的。占據優勢地位的供應鏈成員為了使自身的收益達到最大，常常把契約參數設定在使供應鏈其他成員僅能得到自身的成本收益的點。由此可見，風險共擔下的收益共享契約，在一定條件下，雖然能夠使整條供應鏈的收益實現Pareto最優，但是卻不能保證供應鏈各成員企業的收益實現Pareto最優。因此，若是供應鏈各成員企業能夠積極參與該契約的實施，那么設定合理的契約參數就成為必要，以實現供應鏈的總收益在各成員企業之間合理的分配。

（三）基于不對稱的NASH協商的相關契約參數的確定

基于供應鏈的協調來確定相關的契約參數，其實就是為了解決供應鏈的收益如何在供應鏈成員企業之間進行合理分配的問題。本部分基于Harsanyi等提出的不對稱的NASH談判模型與風險共擔型收益共享契約，進一步確定協調該供應鏈的相關參數。契約參數的確定，可以根據下面給出的協調模型直接求出。建立NASH談判優化模型：

供應鏈各成員企業的期望收益由兩部分組成：保留收益與合作剩余的部分。另外，還可以看到，TPL、供應商i以及制造商對應于零部件i的最終收益與各自的談判起點和談判實力有著密切關系。因此，只要能夠確定相應的談判起點和談判實力對應的分配因子，基于不對稱NASH談判的風險共擔型“收益共享-批發價格”契約就可以實現該供應鏈的完美協調。不僅能夠保證供應鏈上游層面VMI&TPL模式整體的期望收益能夠達到Pareto最優，而且，還可以實現供應鏈上游層面VMI&TPL模式各參與企業的期望收益的Pareto最優。

四、算例分析

五、結論

本文研究了由n個供應商、單TPL和單制造商組成的分散協調型VMI&TPL供應鏈。在需求隨機的情況下，基于“收益共享-批發價格”的風險共擔型“收益共享-批發價格”契約雖然能保證供應鏈整體收益達到Pareto最優，但卻不能使各企業成員的期望收益實現Pareto最優；而基于不對稱Nash談判的風險共擔型“收益共享-批發價格”契約能夠通過協調模型，得到滿足相應協調條件的契約參數，這些契約參數可以同時實現供應鏈整體和成員的Pareto最優。

本文是在信息對稱且需求隨機的情況下研究供應鏈的協調，如果供應鏈的信息不對稱，那么協調起來將更加困難。因此，在信息不對稱且需求隨機的情況下，供應鏈上游段分散協調型“VMI&TPL”模式如何協調，應是進一步的研究方向。

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[12]Yugang Y， Liang L， Huang G Q. Leader-follower game in vendor-managed inventory system with limited production capacity considering wholesale and retail prices[J]. International Journal of Logistics： Research and Applications， 2006， 9（4）： 335-350.

[13]李雷，楊懷珍.確定需求時上游層面VMI利益分配機制研究[J].控制與決策，2012，27（3）：441-445.

Profit Distribution Mechanism of Upstream Segment for Distributed-coordinating

VMI &TPL Supply Chain

YANG Huai-zhen， FENG Zhong-wei， DONG Ying

（School of Business， Guilin University of Electronic Technology， Guilin 541004，China）

Abstract：On the basis of revenue sharing （RS）-wholesale price contract， the coordination is studied about upstream segment for the distributed-coordinating VMI&TPL supply chain. Because of the contract fails to coordinate the supply chain. The revenue sharing （RS）-wholesale price contract with risk-sharing is put forward. However， the contract cannot ensure the profit implementation attain to optimal Pareto about the member enterprises of supply chain. Finally， the contract is further extended to the revenue sharing （RS）-wholesale price contract of risk-sharing based on asymmetric Nash negotiation，which can not only ensure the profit of the whole supply chain to achieve optimal Pareto， but also can achieve the optimal Pareto of revenue about every enterprise in the supply chain.

Key words：supply chain； vendor managed inventory； third-party logistics； revenue sharing （RS）-wholesale price contract； asymmetric Nash negotiation

（責任編輯：張曦）endprint

[9]唐桂鳳，鄭稱德.基于采購價格的VMI協調機制研究[J].科技進步與對策，2005，22（12）：5-7.

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Profit Distribution Mechanism of Upstream Segment for Distributed-coordinating

VMI &TPL Supply Chain

YANG Huai-zhen， FENG Zhong-wei， DONG Ying

（School of Business， Guilin University of Electronic Technology， Guilin 541004，China）

Abstract：On the basis of revenue sharing （RS）-wholesale price contract， the coordination is studied about upstream segment for the distributed-coordinating VMI&TPL supply chain. Because of the contract fails to coordinate the supply chain. The revenue sharing （RS）-wholesale price contract with risk-sharing is put forward. However， the contract cannot ensure the profit implementation attain to optimal Pareto about the member enterprises of supply chain. Finally， the contract is further extended to the revenue sharing （RS）-wholesale price contract of risk-sharing based on asymmetric Nash negotiation，which can not only ensure the profit of the whole supply chain to achieve optimal Pareto， but also can achieve the optimal Pareto of revenue about every enterprise in the supply chain.

Key words：supply chain； vendor managed inventory； third-party logistics； revenue sharing （RS）-wholesale price contract； asymmetric Nash negotiation

（責任編輯：張曦）endprint

[9]唐桂鳳，鄭稱德.基于采購價格的VMI協調機制研究[J].科技進步與對策，2005，22（12）：5-7.

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[13]李雷，楊懷珍.確定需求時上游層面VMI利益分配機制研究[J].控制與決策，2012，27（3）：441-445.

Profit Distribution Mechanism of Upstream Segment for Distributed-coordinating

VMI &TPL Supply Chain

YANG Huai-zhen， FENG Zhong-wei， DONG Ying

（School of Business， Guilin University of Electronic Technology， Guilin 541004，China）

Abstract：On the basis of revenue sharing （RS）-wholesale price contract， the coordination is studied about upstream segment for the distributed-coordinating VMI&TPL supply chain. Because of the contract fails to coordinate the supply chain. The revenue sharing （RS）-wholesale price contract with risk-sharing is put forward. However， the contract cannot ensure the profit implementation attain to optimal Pareto about the member enterprises of supply chain. Finally， the contract is further extended to the revenue sharing （RS）-wholesale price contract of risk-sharing based on asymmetric Nash negotiation，which can not only ensure the profit of the whole supply chain to achieve optimal Pareto， but also can achieve the optimal Pareto of revenue about every enterprise in the supply chain.

Key words：supply chain； vendor managed inventory； third-party logistics； revenue sharing （RS）-wholesale price contract； asymmetric Nash negotiation

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