物流服務水平影響需求的兩個TPL 參與下的供應鏈博弈分析

王 勇

（上海大學 管理學院，上海 200444）

WANG Yong

(School of Management,Shanghai University,Shanghai 200444,China)

隨著信息化技術的發展和市場環境競爭日趨激烈，供應鏈中企業所需要的物流活動日益龐大和復雜，眾多企業紛紛將自己的非核心業務（如物流業務）外包給第三方物流公司，第三方物流（TPL）就是在這樣的環境下應運而生的。TPL 高水平、專業化的物流服務，一方面降低了企業的物流成本，另一方面還可以提高企業的客戶滿意度（如送貨速度和送貨質量等）。已有研究表明TPL 的物流服務水平滿足或超過了顧客的期望時，會促使顧客對產品產生更大的需求，最終使制造商、零售商取得更多的收入和利潤。但伴隨著越來越多的TPL 的誕生，多個第三方物流企業參與競爭時，多方之間的競爭和合作關系是個亟待解決的問題。

1 文獻綜述和問題提出

目前，國內外學者們對傳統供應鏈問題的研究已經比較成熟。但斌等針對產品質量影響顧客需求的問題，建立了制造商處于領導地位的二級供應鏈決策模型，分析了在分散式決策和集中式決策下制造商和零售商關于產品質量的決策。

隨著TPL 在供應鏈的競爭中扮演著越來越重要的角色，讓TPL 參與到供應鏈中來成為供應鏈中的不可或缺的一員是一種不可阻擋的趨勢。公彥德等基于單個制造商、單個TPL 和單個零售商組成的三級供應鏈系統，將TPL 定量地加入到供應鏈中來，并在物流服務價格由制造商和零售商共同分擔的條件下，應用動態博弈對供應鏈系統的定價、產量和利潤進行了分析。但以上文獻僅僅只考慮了供應鏈結構為1∶1∶1，并沒有考慮到有多個第三方物流參與下的供應鏈結構。

以上的供應鏈結構過于簡單，是因為這種結構研究起來比較順手，不需考慮多個競爭方之間的競爭。但遺憾的是，這種結構缺少現實普遍性。干華棟研究了以醫藥流通行業為研究背景，以第三方物流參與下的醫藥供應鏈協調與收益分配為研究對象，建立了兩個在醫藥第三方物流參與下的醫藥供應鏈博弈模型。

鑒于此，本文把TPL 引入到供應鏈中來，運用動態博弈對物流服務水平影響產品市場需求的情況下制造商處于主導地位的供應鏈競爭模型進行了研究。首先，建立一個有兩個物流服務商存在情況下進行了獨立決策的博弈分析；其次，對集中決策模型進行了研究；最后，通過數據實例的比較得出結論。

2 問題描述和模型假設

考慮兩個TPL 企業為一個制造商和一個零售商提供服務，零售商根據產品的市場需求向制造商訂貨，TPL 從制造商處為零售商送貨，顧客對產品的需求除了與產品的價格有關外，還受到TPL 企業的物流服務水平的影響。

假設產品的市場需求函數為Q=a-bp2+θs，式中a,b,θ＞0，都是常數，其中a 表示市場的基礎需求量，b 表示價格彈性系數，θ 表示服務彈性系數。

根據相關的文獻（劉南，2011），對于第三方物流而言，物流服務水平s 越高，其每單位物流成本h 自然越大，單位物流成本與其自身的服務水平的平方成正比，因此，第三方物流的單位物流成本可以表示為：

式中η＞0，為常數，表示服務成本隨服務水平變化而變化的影響系數，此外數字1/2 主要是為了后期求導處理的方便，并無具體意義。

模型的其它符號表示如下：p1：產品的批發價格；p2：產品的零售價格；c1：制造商的單位制造成本；c2：零售商庫存、服務等方面的單位成本；s：TPL 提供的物流服務水平，其中TPL1的物流服務水平記為s1，TPL2的物流服務水平記為s2，即s=（s1,s2）；b1：TPL1提供單位產品的物流服務價格；b2：TPL2提供單位產品的物流服務價格；h1：TPL1提供單位物流服務的成本；h2：TPL2提供單位物流服務的成本；Q：零售商的訂購量；Q1：經過TPL1產生的訂貨量；Q2：經過TPL2產生的訂貨量；η1：TPL1的物流服務水平對其成本的影響系數；η2：TPL2的物流服務水平對其成本的影響系數；πM：制造商的利潤；πR：零售商的利潤；πTPL1：TPL1的利潤；πTPL2：TPL2的利潤；πT：供應鏈整體的利潤。

此處，由于存在兩個相互競爭的第三方物流，因此對訂貨量做了如下定義：

上式中a1,a2,bp,bs,θs都是常數，且都大于0，其中a1,a2表示市場的基礎需求量，bp表示價格彈性系數，bs和θs表示服務彈性系數。

同樣做了相應的假設:（1）假設只針對單一的制造企業，兩家第三方物流之間的信息是公開的，即相互之間知道對方的成本水平；（2）供應鏈由一個制造商、兩個TPL 和一個零售商組成，制造商占主導地位，三者都是追求利潤最大化的理性個體，且風險偏好都是中性；（3）假設零售商的訂購量就等于產品的市場需求，不考慮存在庫存或者是缺貨的情況。

3 供應鏈的決策模型

3.1 分散式決策模型。如果制造商、零售商和TPL 是獨立的，三者都本著利潤最大化的原則來決策，根據斯坦伯格博弈思想，制造商首先確定批發價后，TPL 根據批發價來決定物流服務水平和單位產品的物流服務價格，然后零售商根據批發價、物流服務水平和價格決定零售價。三者的收益函數分別為：

制造商的利潤為：πM=（p1-c1）Q

零售商的利潤為：πR=（p2-p1-c2-b1）Q2

TPL1的利潤為：πTPL1=（b1-h1）Q1+（p2-p1-c2-b2）Q1

TPL2的利潤為：πTPL2=（b2-h2）Q2

由以上參數求得分散式決策下制造商、零售商和TPL 的收益分別為：

3.2 集中式決策模型。在集中式決策下，制造商、TPL 和零售商組成一個利益整體，集中決策產品的零售價格和物流服務水平。其整體的利潤函數如：πT=πM+πR+πTPL1+πTPL2。

為了使整體利潤最大，分別求偏導并令導數等于零，解得：

4 算例分析

為了直觀的展現獨立決策與合作決策的不同結果，將通過數值模擬來對不同決策下的訂貨量、服務水平、定價、利潤等指標進行分析。假設市場的基礎需求量a1=50、a2=50；價格彈性系數bp=2；物流成本彈性系數η1=2.5、η2=1.25；服務彈性系數bs=5、θs=1；制造商的單位制造成本c1=5；零售商庫存、服務等方面的單位成本c2=1。通過計算，可以得到獨立決策和合作決策下，各參數的最優值情況，如表1 所示。

表1 數值模擬計算結果

從表1 可以得出以下結論：（1）集中式決策下，兩家第三方物流的物流服務水平都有提升；（2）集中式決策下，零售商的銷售價格與分散式決策情況相比，明顯下降；（3）集中式決策下，供應鏈整體的銷售量和利潤較分散式決策時，有了大幅度的上升。

5 結束語

在前人模型基礎上，增加了一個第三方物流，從而引入內部競爭。首先，建立供應鏈博弈模型，并分別對獨立決策過程和合作決策過程兩種決策過程進行模型求解。由于模型結果較為復雜，本文直接采用數值分析的方法來直觀的分析不同決策下的結果。

本文的模型中只考慮增加一個第三方物流的競爭模型，若多個供應商或多個零售商或多個TPL 服務商之間存在相互競爭，供應鏈協調策略會發生什么變化需要進一步探討。

[1]但斌，任連春，張旭梅.質量影響需求下的二級供應鏈協調模型研究[J].工業工程與管理，2010,15(4):1-4.

[2]公彥德，李幫義，劉濤.3PL 服務提供商參與下的供應鏈定價及協調策略[J].商業研究，2008(11):162-165.

[3]干華棟.第三方物流參與下的醫藥供應鏈協調與收益分配研究[D].杭州：浙江大學（碩士學位論文），2012.

[4]劉南，吳橋，魯齊輝,等.物流服務商參與時兩級供應鏈的協調策略研究[J].軟科學，2011,25(10):125-129.