短生命周期產品的供應鏈協調機制分析

田立平，賈鵬飛

（北京物資學院 信息學院，北京 101149）

1 引言

隨著市場經濟的不斷發展，企業間的競爭已轉變為供應鏈與供應鏈之間的競爭，如何將供應鏈中各個利益相關方有效的協調起來，實現風險共擔、收益共享是當下供應鏈管理研究的熱點問題。國內外學者對此問題進行研究時發現，科學技術的迅猛發展和消費個性化的與日俱增，使得當今市場上越來越多的產品呈現出短生命周期的趨勢。由于短生命周期產品的生產提前期長、銷售期短、需求不確定、逾期價值低、可替代性強等特點，使得其承受著巨大的生產和銷售風險。在此背景下，有關短生命周期產品的供應鏈系統協調問題的研究顯得尤為重要。

2 供應鏈協調的目的、方法及契約分類

供應鏈根據管理模式的不同，可以分為集中式控制和分散式控制兩種，供應鏈協調的目的就是使供應鏈系統獲得的利益大于分散管理模式下成員企業單獨獲得的利益之和，等于或接近于集中式供應鏈結構下可獲得的最大利益。

實現供應鏈協調的主要方法有：信息共享機制、多方合作機制和供應鏈契約協調機制。這三種協調方法的共同點是都建立在成員企業間充分的信任和合作的基礎上；不同之處在于前兩者契約的實現更側重于道德的約束，而供應鏈契約的實現則是建立在法律強制性上的承諾和義務。鑒于供應鏈契約具有的保障性和激勵性的特點，供應鏈契約協調在供應鏈協調中發揮著重要的作用。

法學家麥克希爾[1]將契約分為古典契約、新古典契約和關系型契約。Cachon[2]從不同角度將供應鏈契約進行了分類，即從法律效力角度分為正式契約和非正式契約，或強制執行契約和自愿執行契約；從時間角度分為單周期契約和多周期契約；從數學模型角度分為批發價格契約，收益共享契約，數量彈性契約和回購契約四種基本契約。

3 協調契約模型及應用分析

基本參數：考慮一個供應商和一個零售商組成的二級供應鏈。x為隨機的市場需求，其分布函數為F(x)，密度函數為f(x)，需求D不確定，Cs為供應商的單位生產成本，Cr為零售商的單位邊際成本，w為分散決策下供應商提供給零售商的批發價格，P為單價，μ為市場需求的期望值，Q為產品的訂購量，Q*表示集中決策下的最優訂購量，gs為供應商由于缺貨造成的單位產品的損失，gr為零售商由于缺貨造成的單位產品損失，v為未出售產品在銷售季節末的單位凈殘值，λ為利潤比例系數，期望銷售量為S(Q)，零售商未銷售出的產品剩余量的期望值為I(Q) ，零售商的缺貨產品期望值為L(Q) ，πr(Q)、πs(Q)、πt(Q)分別表示傳統分散決策下零售商、供應商和供應鏈系統的期望利潤，其中：

未使用契約時的分散決策如下：

零售商的期望利潤：

供應商的期望利潤：

供應鏈系統的利潤：

未使用契約時的集中決策如下：

由于πt(Q)為凹函數，可得供應鏈系統的最優訂貨量Q*滿足

當訂貨量為Q*時，供應鏈在集中決策下實現了整體利潤的最大化，這也是契約機制實現供應鏈完美協調所追求的最終結果。

3.1 批發價格契約

批發價格契約即供應商向零售商收取單位批發價格，零售商根據市場需求和批發價格決定產品的訂購量，供應商根據零售商的訂購量組織生產。

批發價格契約下的決策：

零售商的期望利潤函數：

此契約下零售商利潤取得最大時的最優訂購量：

由此可知，在此契約下要實現供應鏈的協調，必須讓供應商提供低于其生產成本的批發價格，然而這種情況下供應商將獲得非正的利潤，顯然這是不符合實際的，同時也說明簡單的批發價格契約無法使供應鏈協調。但是，因其在復雜的供應鏈協調中通過與其他契約結合能夠更好的實現供應鏈的協調，批發價格契約仍然得到了廣泛應用。

文獻[3]從信息共享的角度，研究了單一供應商和單一零售商組成的面向短生命周期產品的二級供應鏈，建立了最優承諾配送時間、訂貨量和批發價格的決策模型。結果表明，單一的批發價格契約并不能激勵供應鏈上下游企業使其實現完全的信息共享。文獻[4]將單純的批發價格契約作為聯合契約的一種特例進行了分析，指出單一的價格契約雖然能使銷售商的訂貨量達到系統最優，但不能實現供應鏈的協調。文獻[5]和文獻[6]考慮了二級供應鏈系統成員的風險偏好問題，研究表明，損失厭惡型供應商和損失厭惡型零售商在批發價格契約下的最優生產量和最優訂購量可能會偏離系統最優時的生產量和訂購量。文獻[7]指出在零售商主導的供應鏈下，零售商可以采用競價手段爭取較低的訂購價格，用博弈論分析了不同激勵條件下，各利益主體的決策和利益分配關系。以上文獻分別從信息共享、聯合契約、風險偏好和供應鏈企業成員地位不同的視野，對兩級供應鏈模式下批發價格契約進行了探討，其結果都驗證了單一的批發價格無法實現供應鏈協調；不足之處是以上的分析大多是在單一因素變化的、供應商主導的供應鏈的假設下開展的研究。

3.2 數量折扣契約

數量折扣契約是指供應商給予零售商一個與訂貨量有關的支付方案。一般情況下，零售商支付給供應商的單位產品價格隨著訂貨量的增加而減少。常用的兩種方式：一種是設定一個臨界訂購量，當零售商的實際訂購量超過臨界訂購量時，則供應商索取一個較低的批發價格；另外一種是設置一個合理的機制，使零售商的利潤為整體供應鏈總利潤的一個固定比例。以下介紹全部數量折扣。

契約參數：λ為零售商占供應鏈利潤期望的百分比，wd(Q)為契約下單位批發價格,零售商向供應商提供的轉移支付Td=wd(Q)Q，且wd(Q)隨Q遞減。

數量折扣契約下的決策：

零售商的期望利潤函數：

供應商的期望利潤函數：

文獻[8]和文獻[9]都研究了數量折扣契約用于優化供應鏈庫存決策的問題。文獻[8]在單一生產商和單一零售商、需求依賴價格和時間條件下，建立了考慮短生命周期產品易逝率因素的斯坦伯格博弈模型，得到了最優訂貨批量。文獻[9]從合作聯盟的角度出發，比較了零售商橫向聯盟和由零售商和供應商組成的縱向聯盟的穩定性，結果表明二者都具有穩定性，但前者的期望利潤將低于后者。以上研究的缺點是僅討論了在單周期下銷售價格保持不變的情況。文獻[10]基于以上研究的不足，比較了動態定價下兩周期供應鏈協調問題，指出此契約可以實現零售商動態定價時供應鏈的協調，但未考慮期末殘值對供應鏈成員及系統利潤的影響。文獻[11]研究了信息不對稱條件下如何實施數量折扣模型，即確定批發價格和對應折扣點的問題，并對期末殘值進行分析，結果表明：數量折扣策略優于線性定價策略，卻無法實現供應鏈的完美協調。

3.3 收益共享契約

所謂收益共享契約，就是在實現供應鏈協調中，最大利益方通過補貼或利潤分成等方式將一定的收益分配給其他成員，以保證各個成員均獲利，實現雙贏。

契約參數：wφ為收益共享契約下供應商給零售商的批發價格或是補貼后的單位產品價格，φ為零售商保留的銷售收入的份額。

收益共享契約下的決策：

零售商的期望利潤函數：

供應商的期望利潤函數：

文獻[12]和文獻[13]分別研究了短生命周期產品零售價格隨需求變化與隨時間變化條件下無契約分散決策、集中決策和締結契約條件下的最優訂貨策略，論證了收入共享契約在完全競爭市場下銷售商的最優訂購量等于使得整個供應鏈期望利潤達到最大的最優訂購量，實現了完美協調。文獻[12]中的契約機制同樣適用于非完全競爭市場下的供應鏈協調，但未考慮零售商占主導地位時的情形。文獻[13]中的收入共享契約在供應商導向和銷售商導向的供應鏈中都具有很好的適用性，卻忽略了非完全競爭市場條件下的情形。文獻[14]在文獻[12]的基礎上，進一步研究了兩次訂購批發價格不同的、有價格差異的聯合契約問題。文獻[15]和文獻[16]均研究了信息對稱下產品價格不變的、零售商占主導地位的收益共享契約，可以使各供應鏈成員企業的利潤和風險得到合理分配，供應鏈整體的協作效益得到提高。文獻[15]突破了一對一的供應鏈結構，研究了一對多模式下的供應鏈協調，而文獻[16]考慮了可變提前期的因素，研究表明：隨著提前期的壓縮，協調后的各方利潤都比協調前有所改進；缺點是完全信息和零售價格不變的假設與實際不符。綜上文獻可以得到以下結論：供應商主導的供應鏈中，采用收益共享契約可以使零售商的市場風險在一定程度上得到緩解；同時，供應商的市場地位得到了進一步的鞏固。

3.4 回購契約

回購契約也稱退貨契約，指在銷售季節結束后，供應商以一個合理的價格將零售商未出售的產品購回，從而刺激零售商增加訂貨量。即上游企業通過分擔下游企業的部分庫存成本風險以提高供應鏈整體的效益，達到風險共擔、利潤共享的目標。

基本模型：λ為利潤分成比例，wb為供應商向零售商收取單位批發價格，b為回收價格，其中v≤b≤wb。

回購契約下的決策：

零售商的期望利潤函數：

供應商的期望利潤函數：

由于0 ＜λ＜1，供應商可以根據選擇合適的回購價格b來確定自己占有整個供應鏈利潤的份額，即參數λ的作用實際上是在供應商與零售商兩者之間分配供應鏈的利潤。

文獻[17]從制造商的角度考慮，提出與關鍵企業建立回購契約，通過建模求得了供應鏈協調時批發價格與回購價格的關系式，文獻[18]根據短生命周期產品市場需求受價格影響的特點，在假設零售商的訂貨量與市場價格相關條件下，證明了運用回購契約可以使供應鏈利潤達到集中控制下的最優狀態。但文獻[17]和文獻[18]均未考慮多零售商的情況。文獻[19]對以上問題進行了探索，用有效需求函數研究了單供應商與多個有競爭關系的零售商組成的供應鏈系統，研究表明：采用回購合同時，零售商庫存競爭存在唯一的純策略納什均衡，同時此契約可以實現期望利潤在成員間的任意分配，缺點是僅考慮了兩級供應鏈下的協調問題。文獻[20]和文獻[21]在三級供應鏈的框架下討論了退貨問題。文獻[20]考慮了零售商銷售努力下的退貨，發現三級供應鏈在回饋與懲罰契約下具有較強的魯棒性，且經過調整可以實現供應鏈的協調，從而成功地應對突發事件引起的需求變化。文獻[21]指出退貨契約不僅可以提高系統利潤，而且可以通過調整退貨價格和批發價格的取值，實現三方績效的同時改善；但并未具體研究三方在供應鏈中的相對地位和議價能力是如何影響批發價格和退貨價格的取值范圍的。

4 研究現狀和發展趨勢

通過查閱并分析以上四種常見契約在短生命周期產品供應鏈協調中應用的相關文獻，發現目前學者對此問題的研究還有一些不足之處：（1）通過合理設計契約參數，可以實現利潤在供應鏈成員之間的合理分配，解決了“雙邊際效應”問題；可以激勵供應鏈成員間的信息共享，緩解了“牛鞭效應”，但大多數相關研究仍然局限在一對一模式下的二級供應鏈框架下。近年來，有學者研究了簡單的一對多及單供應商、單分銷商和單銷售商組成的三級供應鏈協調問題，但卻往往忽略了供應鏈成員地位和它們之間相互競爭的關系而設立單一的契約。（2）在進行研究時片面的站在完全信息或非完全信息、完全競爭市場或非完全競爭市場、供應商導向的供應鏈或零售商導向的供應鏈的角度，未充分考慮契約機制的適用性。（3）雖然有部分學者利用聯合契約對供應鏈協調問題進行了相關研究，但大都采用了簡單的局部聯合契約方式，缺乏全局性和統籌性。

鑒于如上問題，本文提出短生命周期產品的供應鏈契約機制的發展趨勢如下：在供應鏈結構方面，由一對一、一對多的相互獨立的二級供應鏈向三級供應鏈及更高階層有競爭的供應鏈發展；在契約機制的適用性方面，由單一的角度向多角度對比研究發展；在系統約束條件方面，更側重解決有限產能、動態價格下，考慮面對某種或多種敏感型的隨機市場因素和供應鏈成員行為因素的多產品協調問題；在協調方法方面，由運用簡單聯合契約解決局部協調向利用復雜的聯合契約解決多節點協調發展，從而達到整個系統協調的轉變。

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