不確定條件下閉環供應鏈研究綜述

賀政綱，李 晴

（西南交通大學 交通運輸與物流學院，四川 成都 610031）

1 引言

近十幾年來，隨著人們環保意識的增強，閉環供應鏈越來越受到國內外學者的關注，關注的焦點往往集中于閉環供應鏈的結構設計、運作與契約協調等方面。隨著研究的深入與外部條件的不斷復雜化，學者們也逐漸將研究重點轉移到了不確定條件下閉環供應鏈的相關問題上。由于閉環供應鏈常處于不確定條件下，因而研究閉環供應鏈的不確定性問題對于降低物流成本、提高供應鏈魯棒性、優化全球供應鏈具有重要意義。本文在分析不確定條件下閉環供應鏈國內外研究總體趨勢的基礎上，對閉環供應鏈不確定性因素的分類、不確定條件下閉環供應鏈的網絡設計、回收渠道選擇、定價、協調等方面進行了綜述，并對不確定條件下閉環供應鏈未來的研究方向進行了分析。

2 國內外研究總體趨勢

進入21世紀以來，隨著全球化進程的不斷深入，企業所面臨的內外部環境日益復雜。閉環供應鏈作為一個人為設計的系統，必然會受到諸多不確定性因素的干擾。通過在Web of Science、Engineering Village、SDOS、Taylor&Francis、Google Scholar等數據庫中對關鍵詞：Closed-loop Supply Chain、Uncertainty、Risk等進行組合搜索，發現2004-2015年期間國外關于閉環供應鏈不確定性問題的文章主要發表于International Journal of Production Research（《國際研究成果雜志》）、Applied Mathematical Modelling（《應用數學模型》）、Computers Integrated Manufacturing System（《計算機集成制造系統》）、European Journal of Operational Research（《歐洲運籌學報》）等國際權威期刊，整理見表1。

表1 不確定條件下閉環供應鏈研究國外權威期刊發表數量

國內關于不確定條件下閉環供應鏈的研究始于2005年。利用CNKI對閉環供應鏈、不確定等詞進行搜索，發現2005-2014年期間，國內學者的研究文獻發布情況如圖1所示。

圖1 不確定條件下閉環供應鏈研究國內期刊發布數量

通過上述分析可以看出，不確定條件下的閉環供應鏈已逐漸成為國內外學者研究的熱點。在研究內容上，主要集中于不確定條件下閉環供應鏈的網絡設計、定價、協調、渠道選擇、魯棒控制等方面，研究中涉及的理論主要有最優化理論、隨機規劃理論、模糊規劃理論、魯棒優化理論、博弈論、變分不等式理論、情景分析法、智能算法、數值分析等。

3 閉環供應鏈不確定性因素分類

閉環供應鏈中的不確定性因素多且復雜，為了更好地對不確定條件下的閉環供應鏈管理問題進行研究，學者們從不同的角度對這些不確定性因素進行了分類。

受多變的外界環境和供應鏈網絡結構自身復雜性的影響，閉環供應鏈除了具有傳統正向供應鏈的需求、原材料等不確定性因素以外，還有很多其他影響供應鏈系統運作和管理的、特有的不確定性因素。從逆向供應鏈網絡的角度出發，易婭婭[1]認為閉環供應鏈的不確定性因素有：回收不確定性、再制造不確定性、再銷售不確定性、合作伙伴不確定性以及環境不確定性。宮艷雪[2]從結構角度將閉環供應鏈的不確定性因素分為：供應與回收不確定性、需求不確定性、生產與再制造過程不確定性、外界環境不確定性、閉環供應鏈合作伙伴關系不確定性。

徐家旺等[3]從三個方面分析了閉環供應鏈的不確定性因素：（1）正向供應鏈的不確定性因素，主要有供應鏈網絡設計、供應商關系與供應商選擇、供應商訂單分派以及供應契約[4]；（2）逆向供應鏈的不確定性因素，如產品退回時間與退回方式的不確定，回收產品質量、數量以及再使用價值等的不確定；（3）閉環供應鏈不確定性因素還包括正向供應鏈的不確定性因素對逆向供應鏈影響的不確定。

4 閉環供應鏈不確定性問題

4.1 不確定條件下閉環供應鏈網絡設計問題

通常而言，閉環供應鏈是正向供應鏈和逆向供應鏈的有機整合，其中正向供應鏈包括供應商、制造商、分銷商、零售商以及顧客，逆向供應鏈包括最終使用者、回收者、再制造商等[5]。在設計供應鏈網絡時，若不整合正向供應鏈和逆向供應鏈則會引起供應鏈的次優化[6-7]，因此，閉環供應鏈的網絡設計尤為重要。

M.El-Sayed等[8]在需求和回收數量不確定情況下建立了一個閉環供應鏈網絡設計模型，該模型包括三級正向供應鏈（供應商、設施設備和配送中心）和兩級逆向供應鏈（拆解中心和再配送中心）。研究表明在能力有限的網絡中，總預期收益會直接受到平均需求和回收率的影響，但該模型存在著計算時間冗長的問題。為克服這個問題，Majid Ramezani等[7]建立了一個包括四級正向供應鏈（供應商、工廠、經銷商和顧客）和四級逆向供應鏈（顧客、回收中心、維修中心和處理中心）的閉環供應鏈網絡設計模型，并運用松弛算法來解決模型計算時間長的問題，發現在需求和回收率不確定情況下魯棒結構比確定性結構更可靠。M.S.Pishvaee等[9]通過基于情景分析的隨機規劃方法來降低系統的不確定性，并利用模糊理論來處理需求、回收、成本、交貨時間等不確定性因素。Majid Ramezani等[10]也運用模糊理論設計了一個閉環供應鏈網絡模型，該模型綜合考慮了柔性約束條件，如模糊度、模糊系數以及決策者模糊目標。研究結果表明，該模糊模型比確定性方法更實用，且不會過多影響計算效率。

關于閉環供應鏈優化方面的研究，學者們也有涉及。易婭婭[1]在回收數量和質量不確定條件下，采用遺憾值模型構建了閉環供應鏈網絡魯棒優化模型，并運用數值算例求解模型，驗證了模型的魯棒性。孫玲芳等[11]、趙慶建[12]在市場需求、回收率、再制造成本等不確定情況下，建立了一個基于制造商回收的閉關供應鏈優化模型，并對模型中的不確定性因素做了敏感性分析，發現最敏感的因素是市場需求，其次為再制造成本。不同于以往只考慮一類不確定性因素（且通常為參數不確定）的模型，S.M.Hatefi等[13]在同時考慮兩類不確定性因素，即參數不確定（如需求、回收產品的數量和質量等）和設施損壞的基礎上，提出了一個閉環供應鏈網絡魯棒優化模型。研究結果表明，若閉環供應鏈的能力可以隨周期劇烈變化，那么在一定程度上該閉環供應鏈足夠靈活以抵消不確定性因素帶來的影響。

整理上述文獻，不確定條件下閉環供應鏈網絡設計的文獻歸類見表2，其中目標函數欄中，P指利潤最大，C指成本最小，D指交貨時間最短，Q指質量最優。

表2 不確定條件下閉環供應鏈網絡設計文獻分類

4.2 不確定條件下閉環供應鏈回收渠道選擇問題

回收渠道的選擇是閉環供應鏈中的一個重要環節，近十年來，國內外學者在這領域進行了大量的研究。閉環供應鏈中渠道參與者通常有制造商、零售商、顧客以及專門從事逆向物流的第三方[16-17]，Savaskan[18]最早提出了三種回收渠道：制造商回收、零售商回收以及第三方回收，其后學者們關于回收渠道的研究大部分都是在這三種回收渠道的基礎上進行的。隨著研究的深入，針對現實生活中存在兩種或兩種以上回收渠道并存的情況，國內外學者也對其進行了相關的研究。發現常見的閉環供應鏈混合回收渠道主要有三種：制造商與零售商混合回收、制造商與第三方混合回收、零售商與第三方混合回收[19-21]。袁江[22]認為除此之外，還有制造商、零售商與第三方混合的回收渠道。

根據閉環供應鏈中回收產品處理方式的不同，陳明明[23]和邱若臻等[24]從網絡結構的角度，將閉環供應鏈分為四類，即,再利用閉環供應鏈、再制造閉環供應鏈、再循環閉環供應鏈以及商業退貨閉環供應鏈。而學者們研究的重點主要集中于再制造閉環供應鏈，對其他三類閉環供應鏈的研究則較少。

在需求不確定的再制造閉環供應鏈模型中，陳月霄[25]分析了在不同回收渠道下,供應鏈中各個成員的利益和供應鏈整體利益的變化情況。易余胤等[26]通過研究發現，隨著回收成本的增加,制造商將采取不同的回收渠道策略。羅慧凌[27]的研究結果表明：當回收各方的回收投資規模相當時，對制造商來說，零售商回收是最優的選擇；當回收各方的回收投資規模存在差異時，回收渠道選擇將發生變化，制造商將放棄零售商回收渠道而選擇第三方回收渠道。陳建新等[28]在利用逆向歸納法對不同廢舊品回收渠道模型進行分析的基礎上，發現在零售商負責回收的模式中，只有零售商領頭時，零售商的期望利潤才是增加的。

除需求不確定因素外，樊松等[29]在回收價格不確定條件下，通過引入初始投入系數，研究了不同情況下再制造閉環供應鏈中回收渠道選擇問題。韓小花[30]研究了再制造成本不確定下閉環供應鏈回收渠道的決策問題，發現合作機制能夠消除分散化決策給制造商和零售商帶來的分歧,并且能增加制造商和零售商的效用值以及整個社會的福利。高陽等[31]在回收質量不確定下，研究了回收渠道選擇問題，研究結果表明，制造商的風險偏好對于其回收渠道的選擇有重要影響。鄭繼明等[32]在市場競爭不確定下，建立了基于再制造的閉環供應鏈博弈模型，并研究了市場競爭對于回收渠道選擇的影響，結果表明：市場競爭程度小時，制造商會選擇自己的回收渠道；市場競爭程度激烈時，制造商會選擇零售商回收渠道。

隨著研究的深入，學者們開始考慮同時包含多個不確定性因素的再制造閉環供應鏈的渠道選擇問題。Wei等[33]在需求、制造成本和回收成本不確定情況下，運用模糊理論和博弈論，研究了制造商、零售商和第三方的回收渠道最優決策。

通過對上述文獻的整理研究（見表3），發現上述研究都是在單一回收渠道下，運用斯坦伯格博弈方法進行的，鮮少有學者對不確定條件下閉環供應鏈混合回收渠道進行研究。

4.3 不確定條件下閉環供應鏈定價問題

盡管閉環供應鏈系統的建模研究在過去的幾年里取得了很大的進展,涌現出了許多的定價和協調模型，但這些模型幾乎都只是停留在市場需求確定、信息對稱以及再造品和新產品無差異情形下的研究[34]。而在不確定條件下，關于閉環供應鏈協調定價問題的研究較少，且研究重點往往是閉環供應鏈各成員在不同回收渠道下的最優定價策略。

表3 不確定條件下閉環供應鏈回收渠道選擇文獻整理

關于在需求不確定、單一回收渠道下閉環供應鏈最優定價策略的研究，費威等[35]通過建立基于單一制造商和單一零售商的閉環供應鏈模型，發現集中模式最有利于產品回收。張克勇等[36]也構建了由單一制造商與單一銷售商組成的具有產品再造的閉環供應鏈定價模型，詳細分析了各模型中新產品制造成本變化對廢舊品回收價格、市場銷售價格和系統及其成員利潤期望值的影響。研究發現，集中決策下的市場回收價格、銷售量以及系統的利潤期望值都高于分散決策，且銷售價格低于分散決策。另外，其還分析了不確定需求對零售商、制造商決策行為及利潤的影響[37]。周琴[38]首先分別構建了集中決策下與分散決策下的閉環供應鏈定價模型，然后通過數值模擬仿真得出了集中決策比分散決策效率高的結論，其還發現政府獎勵會提高廢舊品的回收率，增加供應鏈中各成員及系統整體收益，且政府獎勵力度與回收率和供應鏈的期望利潤存在正相關關系。

在存在混合回收渠道的情況下，魏慕婧[39]對模糊環境下的閉環供應鏈定價決策進行了研究，發現在混合回收渠道的情形下制造商的期望利潤最大，并且其隨著廢棄產品回收再利用率的增加而增加。

4.4 不確定條件下閉環供應鏈協調問題

學者們關于不確定條件下閉環供應鏈協調問題的研究，主要集中于突發事件發生下閉環供應鏈的契約協調，其中涉及到的不確定性因素多為由突發事件引起的需求不確定。

邱若臻等[40]研究了隨機需求下具有產品回收的閉環供應鏈協調問題，研究表明,通過簡單的“兩部收費制”契約,可以在保證供應鏈成員利潤基礎上實現閉環供應鏈渠道協調。

王玉燕[41]探討了收益共享契約對突發事件的協調作用，并通過研究發現：基準的收益共享契約對突發事件將不能發揮協調作用。為此，其給出了閉環供應鏈對突發事件的最優應對策略,并調整了原來的收益共享契約使其具有抗突發事件性。郭亞軍等[42]研究了隨機市場需求下，零售商負責回收，制造商將產品進行再制造后重新進入銷售渠道的二階閉環供應鏈，在分析傳統收入共享契約的基礎上提出了收入費用共享契約，實現了閉環供應鏈的協調。李新然等[43]分析了突發事件引起閉環供應鏈中最大市場需求規模發生擾動時，原收益費用共享契約下閉環供應鏈的協調會被打破這一問題。進而對收益費用共享契約加以改進，使之適用于協調突發事件發生前與發生后的閉環供應鏈系統。

王玉燕[44]研究了突發事件造成零售商面臨的需求變化、而閉環供應鏈的回收活動卻不受影響時，閉環供應鏈的協調問題。通過研究，給出了閉環供應鏈對突發事件的最優應對策略，并調整了回購契約使其能協調應對突發事件前后閉環供應鏈的協調。

張男[45]針對隨機需求環境下的價格折扣契約問題，結合合作博弈相關理論，對價格折扣契約進行了建模分析。針對當突發事件使市場需求變化時，原有的價格折扣契約不能使閉環供應鏈實現協調的情況，研究了具備抗突發事件性的價格折扣契約，并證明了調整的價格折扣契約可以實現對突發事件的協調應對。

5 結論與展望

通過對閉環供應鏈研究現狀的分析，可以得到一些不確定條件下閉環供應鏈的未來研究趨勢和方向：

（1）在閉環供應鏈的實際運作過程中,除了需求可能是不確定的之外，廢舊產品的回收率也是不確定的，原材料的供應、產品及原材料的市場價格等很多因素也都可能是不確定的。目前文獻對涵蓋多種不確定因素的研究較少，因此，未來可進一步研究含多種不確定情形、閉環供應鏈各成員風險偏好未知、不確定情形下聯合回收以及回收率與回收價格呈非線性關系等情況。

（2）現有研究中，大部分都是針對由一個制造商和一個零售商組成的閉環供應鏈，對于由競爭制造商或競爭零售商構成的閉環供應鏈的研究較少，考慮多個制造商或零售商的現實情況，應是今后研究的重點。

（3）目前大多數文獻的研究都是建立在再制造品和新產品之間無差異的基礎上的，考慮再制造品和新產品之間差別的研究較少，但結合實際情況，分析再制造品和新產品之間差別應是今后研究的主要方向。

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