杜志平
(北京物資學院物流學院,北京市101149)
電子產品二級供應鏈回購契約協調研究
杜志平
(北京物資學院物流學院,北京市101149)
供應鏈契約是實現供應鏈協調的重要手段,本文以回購契約為研究對象,應用積分理論,在經典回購契約模型的基礎上,引入銷售成本、缺貨損失成本、殘值3個新的參數變量,重新構建經典回購契約模型和降價回購契約模型,采用遞進式的方法,研究電子產品二級供應鏈的協調情況。研究表明,在本文的假設條件下,通過回購契約模型模擬計算,能夠實現供應鏈的協調,并且在降價回購契約模型模擬中,供應鏈的效益實現了明顯增長。
電子產品;二級供應鏈;回購契約
供應鏈協調是指在保證供應鏈整體效益最大的基礎上,各參與方的效益比其獨立決策時的效益得到明顯改善。供應鏈協調作為一個系統目標,屬于供應鏈管理的范疇,實現此目標的常用方法是供應鏈契約。供應鏈契約是供應鏈成員之間為了約束彼此行為,激勵各方協同合作而簽訂的合同。電子產品的市場需求變動大,銷售周期短,回購契約是很重要的協調手段,可以有效解決市場需求變動導致的訂貨量變動和銷售量變動的協調問題。在銷售周期結束之后,供應鏈下游企業可以將剩下的產品以適當的價格返給上游企業,降低下游企業的風險,實現上下游企業的風險共擔。
我國是電子產品生產的大國,同時每年也會產生大量的銷售剩余產品。現代電子產品絕大多數采用模塊化設計,在產品銷售周期結束之后有很多模塊可重復使用(如智能手機),可利用價值較高,這就使電子產品回購在經濟上具有可行性。在回購契約的制定和執行過程中,供應商和零售商根據各自的利益進行博弈,各方都會維護自身的利益最大化,這就存在供應鏈的協調問題,最佳的協調結果應是供應鏈效益最大化。
本文應用回購契約模型對電子產品二級供應鏈的協調進行研究,確定最佳協調方案,為電子產品回購策略的制定提供理論支持。
1.基于回購契約的供應鏈協調研究現狀
(1)風險偏好不同條件下回購契約模型的研究。肖玉明等[1]分析了在回購契約條件下的供應鏈協調情況,在邊際成本隨著產量增加的情況下,零售商可將銷售剩余完全退給供應商,批發價格由邊際成本加成定價決定,認為風險分擔的比例等于采用最佳訂貨量時所具有的邊際成本的比值。張春偉等[2]研究在風險偏好者參與條件下的回購契約問題,基于期望效用的理論條件,研究風險系數變動對回購契約造成的影響,引入零售商競爭替代系數,研究不同風險的決策過程以及將供應鏈的等級由二級擴大到三級時的損失規避系數對模型的影響。邱若臻等[3]研究了風險值準則條件下的供應鏈回購契約策略,針對零售商的3種風險偏好態度,建立了風險厭惡和悲觀系數的條件風險值目標函數,分析了不同風險偏好時的最佳訂貨量,給出了不同的回購協調機制,并用實例驗證了回購契約協調策略的正確性。魏光興等[4]研究了供應鏈的部分回購契約模型,在零售商具有庫存風險偏好特征時,將風險集中在庫存上,風險厭惡系數增大時,供應商的回購比例也隨之增大,供應商采用相應的策略,增大回購比例,從而實現雙方共同承擔風險的目標。
王查斯(Wang C)等[5]研究了零售商和供應商的風險條件分別是厭惡和中性時,零售商在線性損失厭惡函數的情況下,供應鏈回購契約實現協調的問題。崔尚明(Tsan-Ming choi)等[6]運用均值和方差的相關理論分析了供應鏈成員是風險規避型時,應采用何種回購契約策略的問題,說明了回購策略對供應鏈的風險控制和協調的作用。奧根(Ozgun Caliskan-Demirag)等[7]在零售商風險條件為厭惡型時,采用多階段風險價值理論建立模型,認為零售商的風險情況決定了供應商的回購類型。趙春洪(Chun-Hung Chiu)等[8]對零售商風險條件為厭惡型的供應鏈回購契約進行研究,指出零售商可以用目標銷售回購契約模型來促進供應鏈的協調。
(2)信息不對稱條件下回購契約模型的研究。張欽紅等[9]研究了易逝品供應鏈的逆向物流系統,采用排隊模型求出系統最優的退貨處理速度,并討論了影響最優處理速度的各個因素;最后通過構建信息甄別模型求出在雙方對第三方物流企業的成本類型存在信息不對稱時,制造商的最優協調策略。白曉玉[10]基于生產成本信息和市場需求信息不對稱條件分析了回購契約的協調問題,采用報童模型和委托代理理論,構建了不對稱信息條件下的回購契約模型,并對一體化完全和不完全信息、分散化對稱和不對稱信息等4種情況進行了討論,認為回購契約模型在信息不對稱時可以使供應鏈達到協調狀態。
艾米興(Amy Hing)等[11]研究了不對稱信息下供應鏈的回購策略問題,在單個生產商和零售商組成的二級供應鏈情況下,研究如何商定批發和零售的價格以及不對稱成本信息對市場需求曲線的影響。于小紅(Xiao hang Yue)等[12]以零售價格不變為前提,研究了不對稱信息情況下回購契約對整個供應鏈系統協調的影響,并調整回購模型達到協調狀態。張天龍(Ting Long Zhang)[13]研究了不對稱成本信息下基于回購模型的供應鏈協調,零售商剩余的產品回購給供應商,兩者在博弈規律下制定批發與回購的價格。
(3)需求不確定條件下回購契約模型的研究。劉永勝等[14]探討了市場需求隨機時回購合同可以實現協調的問題,主張在銷售季末以一定的回購價格進行回購,解決雙方的博弈過程。趙志剛等[15]為了響應供應鏈的回購契約,在市場需求為模糊隨機時構建了不同決策情況下的效益模型,確定了優化回購參數的策略,認為需求信息變化后原先的回購契約模型已經不具有可行性,需要進行改善后才能實現協調,并用算例驗證了模型優化的科學性。王炬香等[16]研究了由一個供應商與一個零售商構成的兩級供應鏈面對隨機需求時的回購契約設計問題,對完全回購政策下的供應鏈契約進行研究,通過參數分析,指出通過不同的批發價格與回購價格策略可以使雙方實現協調;最后通過數值算例分析,給出隨機需求參數對回購契約設計的具體影響,以促使供應鏈達到協調。
徐最等[17]基于市場需求變動的情況,考慮由一個供應商和一個零售商構成的供應鏈,研究價格影響需求時的供應鏈回購契約,指出限制性回購契約可以幫助零售商確定最佳訂貨量和價格,不需要費用執行契約就能夠促使其達到供應鏈的協調狀態,并給出了算例分析。石剛[18]研究了供應鏈回購契約協調問題,研究在需求不確定和需求受到促銷努力影響時回購契約的協調策略,認為單純的回購策略、成本共擔下的回購契約策略均不能實現供應鏈的協調,采用獎勵和懲罰策略能夠促進供應鏈協調,并且運用數值分析加以驗證。朱珠等[19]分析了在需求不確定的情境下,由單一供應商、制造商和銷售商組成的三級供應鏈系統的協調問題,指出制造商和供應商在運用回購模型時的聯合契約協調機制,確定了供應鏈系統的最優決策,通過數值算例說明了機制設計的有效性,并對分析結果進行驗證,研究結果表明,通過確定合理的契約參數可以使供應鏈各成員的期望利潤相比分散決策時有帕累托改進,從而實現三級供應鏈系統的協調
黃(Wong)等[20]研究了不確定需求時的庫存回購協調問題以及需求函數為敏感型時如何提高效益、實現協調的問題。吳德勝(Desheng Wu)[21]分析了競爭性供應鏈在需求變動時回購契約使供應鏈達到協調狀態的方法,認為回購策略對銷售價格有一定的影響,無論是在單個還是競爭性供應鏈中,回購策略都能夠使其總效益增長。
2.電子產品供應鏈協調研究現狀
崔尚明(Tsan-Ming choi)等[22]對電子產品銷售市場進行了研究,探討電子產品供應鏈的最優回購策略,使得回購后的電子產品經過處理后能以較高價格出售。王長雪(Wang C.X.)等[23]分析了單個供應商和經銷商組成的供應鏈,利用回購契約促進電子產品供應鏈的協調,實現雙贏。常志平等[24]將電子產品供應鏈作為研究對象,采用回購契約研究供應鏈協調問題,將供求關系建立在電子產品市場和合約市場基礎上分別進行研究,并設計了一種以期權合約為基礎的協調機制,利用期權的思想,獲得在這種協調機制下供應商與制造商的最優策略,研究表明,供應商處理剩余商品,給予零售商相應的退款比例,能夠促使供應鏈達到協調。劉龍軍[25]分析了電子產品供應鏈的協調問題,以單個供應商、單個分銷商和單個零售商組成的電子產品三級供應鏈為研究對象,構建集中式決策和批發價格模型,對回購契約模型引入不同的系數進行改進,同時分析市場需求的隨機性問題,最后通過算例驗證了改進后回購契約的有效性。研究發現,改進的回購契約能夠實現供應鏈最優期望利潤在參與各方之間的合理分配;并且在非線性市場需求下,供應鏈的最優期望利潤與電子產品的價格需求彈性呈負相關關系。李青、肖人彬[26]研究了單產品多周期的消費類電子產品閉環供應鏈系統以及面對供應鏈內部和外部不確定性的自適應協調問題,利用自控原理模型對整條供應鏈進行分析,指出供應鏈脆弱性的根源所在,并在此基礎上提出了帶補償的模糊自適應PID協調模型。林小菊[27]研究了電子產品二級供應鏈質量管理的協調策略問題,建立了整體最優化模型,分析了由于供應商產品質量問題引起的質量損失的成本分攤協調策略。王迎軍[28]研究了供應鏈契約是實現供應鏈協調和利潤分配的基本形式,把來自下游企業的需求分為確定性需求(由給定結構的確定函數描述的需求)和不確定性需求(由隨機函數描述的需求)兩種模式,界定了供應鏈管理中需求驅動的契約問題,同時分別綜述了在單方決策和聯合決策環境下供應鏈契約理論、方法的進展,最后提出了供應鏈契約在未來的研究方向。
綜上所述,許多學者對供應鏈協調進行了較為廣泛的研究,但對壽命周期較短的電子產品供應鏈協調問題相關研究較少。本文在總結前人工作的基礎上,重點研究在信息對稱、風險中性條件下,供應商和零售商都是理性思維、市場需求滿足一定規律時的電子產品供應鏈的協調,在電子產品行業如何進行降價銷售和回購,將回購模型應用在具體領域和行業,更加注重實用性,對回購契約的協調進行更系統的研究,希望對電子產品供應鏈的協調運作提供理論支持。
1.電子產品回購的情景描述
電子產品行業具有一定的特殊性,它的生產和銷售都受外界因素的影響,產品銷售周期和生命周期比較短,剩余殘值較大,市場需求的變動比較大。我國電子產品的基礎行業生產能力和技術還比較落后,而且隨著國際化進程的加快,很多新的問題也產生了,如回收渠道不完善、回收監管不到位、再利用技術水平不高、環境污染等,都是電子產品行業發展的障礙。由于電子產品的推陳出新逐漸加快,不斷有行業新品被推出,就催生了電子產品回購的問題。當回購策略給供應商和零售商都帶來效益時,則可以順利進行;反之,如果一方沒有達到預期效益,則難以為繼。
電子產品的回購具有很大的現實意義,如果供應商不采用回購策略,零售商只能擁有殘值不大的剩余產品,很多零售商只能將這種電子產品當作二手貨物處理,或者當作廢棄物直接處理,大大降低了電子產品本身的價值,而且給環境造成很大的壓力。現在人類面臨著資源枯竭的威脅,如果將銷售剩余的電子產品回購,統一進行處理,不僅會對環境有一定的益處,還可以對電子產品的剩余價值充分利用,部分模塊可以在新產品上使用,達到減少資源浪費的目的。
電子產品的回購情景描述如下:在市場需求為隨機過程的情況下,市場需求會隨著銷售期的延長和其他新產品的進入而變化,從而產生一定的銷售剩余;在銷售行為開始之前,供應商與零售商商議是否簽訂回購契約,零售商考慮是否接受供應商的契約,如果拒絕此契約,雙方再次進行協商,如果雙方贊同這個契約,則供應商按照契約的訂貨數量安排生產,并將產品運送給零售商,零售商進行銷售;整個銷售周期結束以后,根據回購契約簽訂的內容,供應商以適當的價格購買剩余產品;在上述過程中,在供應商和零售商之間會發生貨物的轉移支付;回購過程結束。
電子產品的回購有以下4種模式:全價格全部回收模式、全價格部分回收模式、部分價格全部回收模式、部分價格部分回收模式。采取哪一種回購模式,取決于雙方的協商內容。
2.電子產品回購基本要素
電子產品生命周期短,以智能手機為例,新款手機的消費周期不超過12個月,一般是3~5個月。電子產品市場需求瞬息萬變,與一般產品的特征有顯著區別。消費者偏好的迅速變化、消費水平的不斷提高、科技的快速發展等都導致電子產品消費周期的縮短。電子產品更新變快的同時,也帶動了回購頻率的提高。
電子產品回購涉及的要素有:
(1)回購模式的選擇。供應商和零售商之間通過協商來選擇回購模式,雙方在回購價格與回購比例問題上進行博弈。
(2)回購設施和渠道。如果回購設施和渠道不完善,在回購的過程中,可能會對電子產品造成一定的損傷,降低產品的價值。
(3)電子產品的拆解與處理技術。如果沒有專業的拆解與處理技術,供應商將零售商的銷售剩余以某一個價格回購后,不能正確地將模塊和零部件拆解下來備用,所回購的電子產品價值不能充分體現出來,則對回購契約的實施起消極作用。另外,如果采用落后的處理技術,在處理過程中會造成很大的環境污染。
(4)回購時效性。如果回購過程緩慢,可能會因為更新換代太快而導致物流累計速度變慢,處理過程更為復雜;而必須經過分類、改進、提純等環節的原材料因經濟周期延長,價值回收可能變得緩慢,導致回購效益下降。
(5)國家相關法律法規。如果沒有明確的法規約束,市場不規范,責任不明確,企業沒有足夠的責任意識,在回購產品出現問題時,企業都會推卸責任,沒有責任承擔者。
3.回購產品的處理方案與價值體現
由于信息流的不完整、制造商對市場預測不準確、產品樣式過時、競爭性產品沖擊等因素的存在,會造成銷售剩余和庫存積壓。供應商根據契約將零售商手中的剩余產品回購,可采用的處理方案有以下幾個:
(1)回購的電子產品仍然是未使用的新機器且性能指標未下降,可以直接再銷售再使用。我國幅員遼闊,經濟發展不平衡,可以將回收產品轉移到欠發達地區降價銷售。另外,我國電子產品的出口量較大,可以將回購產品銷售到欠發達國家和地區,這樣就可以保持回購產品的價值最大化。
(2)建立模塊化拆解工藝。將回購的電子產品如手機等,按功能模塊進行拆解,實現拆解規模化、程序化。拆解下來的各個模塊經檢測后,凡性能符合要求的,可在新產品中繼續使用,實現資源再利用。
(3)對于那些經檢測功能已經下降、不符合繼續使用條件的模塊,可以分拆成元器件繼續使用或應用到相同型號手機的維修等方面。
(4)已經完全失效的元器件,因其中含有各類金屬材料,如金、銀、鈀、鎳、銅、鋁等,可運用化學方法將其中的貴金屬集中回收,這樣既可減少資源的浪費,又可以避免這些貴金屬對環境的污染。電子產品中的高分子材料集中起來可作為燃料發電,因而也具有一定的經濟價值。
電子產品回購后的使用途徑如圖1所示。
所謂經典回購契約是指供應商批發商品給零售商,零售商將商品向終端客戶銷售,當一個銷售季完成后,如果存在剩余商品,則這部分商品由供應商按契約規定的價格回購。

圖1 電子產品回收后使用途徑
本文以供應商和零售商組成的二級供應鏈為對象,以智能手機為例,在電子產品銷售價格不變的情況下,同時考慮缺貨損失成本、銷售成本和殘值3個參數,將集中決策下的供應鏈績效作為標桿,研究在經典回購契約下供應鏈協調運營情況。
經典銷售回購契約要素關系模型如圖2所示:

圖2 經典銷售回購契約要素關系模型
本文符號說明如下:
x:市場需求,服從正態分布規律,均值是μ;
f(x):市場需求x的概率密度函數,f(x)≥0;
F(x):x的概率分布函數,并且F(x)是嚴格單調遞增函數;
C1:供應商的單位生產成本;
C2:零售商的單位銷售成本;
w:單位產品的批發價格;
p:單位產品的零售價格;
q:零售商的訂購量;
b:單位產品的回購價格;
v:單位產品的殘值;
g:單位產品的缺貨損失成本;
∏1:供應商的期望效益;
∏2:零售商的期望效益;
∏:二級電子產品供應鏈的系統效益。

如果零售商一次訂貨數量過多,不能全部售出,就會產生殘值v;如果訂貨量不足,就會因缺貨而帶來損失g。因此,采用積分方法可得到各參與方期望效益和系統的期望效益。
1.分散決策下的效益
在分散決策下,供應鏈的參與方——供應商與零售商均考慮各自利益的最大化,供應商依據零售商的訂購數量安排生產,設此時零售商的最佳訂貨量是q1
*。
(1)零售商期望效益函數

將式(1)對q求解二次導數,得出式(2)和(3)式:

由假設條件知,式(3)取值小于等于0,式(1)是關于q的凸函數,存在最大值,所以當一階導數式(2)等于0時,得到:

對式(4)求解反函數,從而得出零售商的最佳訂貨量,此時零售商的效益達到最大,即式(5)所示:

(2)供應商效益函數
在零售商確定最佳訂貨量之后,供應商根據此數據決策生產,供應商需要支付生產成本,得到的是批發給零售商商品的效益,最終凈效益函數是兩者的差值,此時供應商的效益公式是:

(3)供應鏈系統的整體效益函數
此時,二級供應鏈系統的效益是整體的效益,是供應商和零售商效益的加和,系統的支出是生產成本和銷售成本,則系統期望效益函數是:

2.集中決策下的效益
所謂集中決策,是指由供應商與零售商所構建的供應鏈整體利益最大化為目標,雙方共同決定最佳訂貨量。假設此時的最佳訂貨量是q*,則供應鏈整體效益函數為:

將式(8)對q求解二次導數,得出如下兩式

所以,式(8)是關于q的凸函數,式(9)等于0,得到:

(2)供應商效益函數
在訂購量為q*且為集中決策時,供應商的凈效益仍然是批發商品的收入與生產成本的差值,則供應商的效益函數公式是:

式(12)是關于q的增函數,因為訂貨量比分散決策時增大,伴隨著效益函數比分散決策時也增大了。
(3)零售商效益函數
在集中決策時,從整體利益考慮,雙方共同決定訂貨量,零售商也根據此訂貨量計算效益函數,此時零售商在集中決策下的效益函數為:

3.回購策略下的效益
采用回購策略時,零售商不能銷售完的產品會產生殘值,此時供應商會按照簽訂的契約條款以商定的價格b將這些產品回購,分擔零售商的部分風險,從而供應商獲得產品的殘值,零售商獲得供應商回購帶來的效益,假設回購模式下的最佳訂貨量是。
(1)零售商的期望效益函數
在回購契約的模式下,零售商支出批發和銷售成本,獲得的是產品回購產生的價值,因此其期望函數的公式是:

將式(14)對q進行求導,當一次導數等于零時,得到訂貨量公式:

(2)供應商期望效益函數
供應商以一定的價格b回購商品,支出生產成本,獲得批發效益,同時得到產品回購帶來的部分剩余價值,在此訂貨量下,效益函數公式是:

供應商通過調節回購價格,使得采用回購契約時的訂貨量和在集中決策條件下相同,從而達到供應鏈的協調,即=q*,即:

由以上分析可知,采用回購契約能夠實現供應鏈協調,但是由于電子產品的特殊性,往往存在多次降價的過程,因此本文將經典回購模型進行改進,研究在一次降價的情況下供應鏈的協調問題。
繼續沿用上述的模型假設,在此基礎上研究降價銷售的模型,增加降價銷售階段的銷售價格參數和市場分布函數,將整個過程進行詳細分析,得出降價銷售回購契約要素關系模型如圖3所示。
在上述研究的基礎上,另外增加若干變量,具體如下:
x:市場需求,其均值為μ;
f(x):市場需求x的概率密度函數,f(x)≥0,f1(x)是第一階段概率密度函數,f2(x)是降價銷售階段的概率密度函數;F(x)是市場需求x的概率分布函數,并且是嚴格單調遞增函數;
C1:供應商的單位生產成本;
C2:零售商的單位銷售成本;
w:單位產品的批發價格;
p:單位產品的零售價格,p1是第一階段零售價格,p2是降價階段零售價格;
q:零售商的訂購量;
b:單位產品的回購價格;
v:單位產品的殘值;
g:單位產品的缺貨損失成本;
y:第一階段后的庫存量;
∏1:供應商的期望效益;
∏2:零售商的期望效益;
∏:電子產品二級供應鏈系統的總效益。
假設:v<b<w<p,C1<w,C2<p
1.降價銷售下分散決策的效益
假設供應商原價銷售時所得效益的參數是π1,降價銷售時效益參數為,零售商原價銷售階段的效益參數是π2,降價階段的是,系統原價銷售時效益參數是π,降價階段是π',分散決策下的最優訂貨量參數是。
將銷售過程分為兩個部分,降價銷售部分的零售商效益公式如下:

圖3 降價銷售回購契約要素關系模型

將第一階段式(19)對q求導,得到式(20)和式(21):

上述式(21)的二次導數小于0,因此式(19)存在最大值,當一次導數等于零時,可以求出分散決策下的最佳訂貨量。
2.降價銷售下集中決策的效益
在集中決策時,整個系統的效益函數被分成兩部分,假設此時系統取得最大效益的訂貨量參數是q*,則降價階段系統的總效益公式為:

此時二次導數小于0,具有最大值,當一次導數等于零時,集中決策下的最佳訂貨量是q*。
3.降價銷售回購契約的效益
為了激勵零售商訂購,雙方會在銷售季節前簽訂回購契約,在降價銷售階段完成后,剩余的產品會以價格b進行回收,設定此時最佳訂貨量參數是。

銷售商降價時的函數表達式:有上述關系時,即認為供應鏈實現協調,也即是在取得整體效益最大化的同時,使各參與方獲得比分散決策時更大的效益。
從以上分析可知,當銷售過程分為兩個階段時,回購策略仍然能夠使供應鏈達到協調,并且協調與兩階段的市場需求相關。
本文主要針對目前電子產品回購存在的問題,選取電子產品二級供應鏈進行研究,將產品銷售過程分為原價銷售和降價銷售兩個階段,分別建立新的經典回購契約模型和降價回購契約模型,主要得出以下結論:
(1)對電子產品回購理論進行完善,總結電子產品回購當前存在的問題,并提出回購后電子產品的處理措施。
(2)綜合考慮多項成本條件,優化經典回購契約模型,驗證了回購契約模型能夠實現供應鏈的協調。
(3)在經典回購契約模型的基礎上采用遞進式方法研究降價回購契約模型,在降價模型中,回購契約仍然能夠實現供應鏈協調,并且協調與兩次市場需求函數和批發價格相關。
(4)在降價回購契約模型中,供應商和零售商的效益比經典模型中都有所增長,從而二級供應鏈系統的效益也實現增長。
*本文受國家自然科學基金面上項目“物流資源低碳整合模式與動態決策研究”(項目編號:71473013)資助。
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責任編輯:方程
Research on Repurchase Contract of the Secondary Electronics Supply Chain Coordination
DU Zhiping
(Beijing Wuzi University,Beijing101149,China)
Under the situation of economic globalization,supply chain coordination becomes more and more important in realizing supply chain coordination.The authors rebuild the classical repurchase model and the discount repurchase contract model with the use of integration theory under such influence factors as the cost of sales,the shortage cost,the scrap value,etc.And then,the authors analyze the condition of the secondary electronics supply chain coordination by progressive approach.The results show that,under the assumption of this paper,supply chain coordination can be achieved through the computing of this repurchase contract model.And in the repurchase price contract model,the profit growth of the supply chain can also be achieved.
electronic products;the secondary supply chain;repurchase contract
F274
A
1007-8266(2015)09-0017-09
杜志平(1963—),江蘇省揚州市人,北京物資學院物流學院教授,博士,主要研究方向為物流供應鏈管理。