需求受多變量影響的閉環供應鏈模型研究初探

胡懿

摘 要：本文構建了由一個直接從事再制造活動的制造商和一個零售商組成的閉環供應鏈系統。通過研究發現：閉環供應鏈系統在VN權力結構下的利潤是三種分散決策模型中最大的，在MS權力結構下的利潤是最小的。

關鍵詞：閉環供應鏈；質量管理；回收努力；銷售努力；博弈論

1 引言

隨著移動互聯網的飛速發展和移動智能設備軟硬件功能的不斷完善，消費者對產品的需求日趨于多樣化和個性化。

大量文獻研究了不同權力結構對供應鏈系統的影響和渠道沖突的協調機制。王文賓等探討了一個制造商和一個零售商組成的閉環供應鏈在不同權力結構下的定價策略和協調方法。聶佳佳等研究了不同的戰略聯盟渠道結構對第三方負責回收閉環供應鏈的影響。Fan等運用進化博弈理論分析了基于存貨型的產品動態定價策略和生產規劃問題。Hong等研究發現制造商回收或者零售商回收對制造商而言是最有利的。Chuang等研究發現制造商直接回收渠道所花費的回收費用最低。高舉紅等探討了銷售商的低價促銷決策或綠色促銷決策對閉環供應鏈系統績效的影響。Gao等研究了回收服務、產品銷售價格策略和銷售努力水平對不同權力結構下閉環供應鏈的影響。Gurnani等利用二部收費契約實現了不同合同結構的協調。張漢江等運用最優激勵理論，探討了單一制造商采用激勵契約合同可以實現閉環供應鏈系統成員間的協調。

綜合以上文獻，本文將制造商的產品質量、對再制造產品的回收努力水平和零售商的銷售努力水平作為內生變量，并考慮不同權力結構，整個閉環供應鏈系統的最優策略。并通過零售商以最低銷售價格為基準的契約合同，實現了不同權力結構下，整個閉環供應鏈系統的協調。最后，本文分析了產品質量、再制造品的回收努力和零售商銷售努力，提高產品質量付出的固定成本和付出努力的固定成本對不同決策模型的最優解的影響。

2 問題描述和基本假設

本文構建了由一個制造商和一個零售商組成的閉環供應鏈系統。其中制造商制造新產品和回收舊產品用于再制造并將產品批發給零售商銷售。假設新產品和再制造產品的功能和質量無差異，且消費者對產品的購買無選擇性差異。首先，制造商將產品質量為q的商品以單位批發價格w批發給零售商，假設制造商有足夠的制造能力滿足市場需求。零售商為獲取單位產品純利潤t，以單位銷售價格p出售產品，并付出相應的銷售努力g。制造商通過付出回收努力s，并以單位價格A回收舊產品用于再制造，那么制造商和零售商如何確定最優的質量和服務以實現利潤最大化，為了便于模型的分析求解，做了如下主要假設：

（1）大量文獻假設產品的質量成本是產品質量水平的二次函數。

（2）制造商對產品回收的投資收集努力為s。

（3）零售商可以通過產品營銷活動，廣告宣傳等銷售努力擴大產品的銷售量。

（4）再制造產品與新產品無性能和質量差異，且在同一市場以相同的價格出售。

（5）假設產品的需求量D是產品的銷售價格p、產品的質量q、零售商的銷售努力g和制造商的回收努力s的線性函數。

（6）假設銷售商和零售商兩者都是風險中性的和以各自利潤最大化的決策者，且雙方擁有的信息是完全對稱的。

3 模型的分析和求解

本文主要分析了集中決策和三種不同渠道權力結構下分散的閉環供應鏈模型。分別為：制造商Stackelberg（MS）、零售商Stackelberg（RS）、垂直的Nash（VN）三種。

3.1 集中決策模型（C）

在集中決策閉環供應鏈系統中，假設制造商和零售商構成一個整體聯合決策閉環供應鏈系統的最優零售價格p*c、最優的產品質量q*c、最優的銷售努力g*c和回收努力s*c，使整個系統利潤最大化。此時，集中決策閉環供應鏈模型的最優目標函數如下：

3.2 制造商Stackelberg決策模型（MS）

在MS模型中，制造商是Stackelberg的領導者，零售商是Stackelberg的追隨者。首先制造商w決定產品的單位批發價格w、產品質量q和回收努力s；然后銷售商以此為基礎決定產品的單位產品的銷售利潤t和銷售努力g。例如，電子行業，產品回收活動由設備制造商管理和制造新產品。此時，制造商Stackelberg決策模型的最優目標函數如下：

根據逆向求解方法，求解方程組

可得到制造商的批發價格w、產品質量q和回收努力s為 將 代入 后求解方程組

可得到零售商的單位產品的最優銷售利潤

和最優銷售努力 將 代入

可求得 將最優決策結果分別代入回收率函數、需求函數和利潤函數可求得各最優解。

3.3 零售商Stackelberg決策模型（RS）

在RS模型中，零售商是Stackelberg的領導者，制造商是Stackelberg的追隨者。首先零售商決定單位產品的銷售利潤t和銷售努力g；然后制造商商以此為基礎，決定產品的單位批發價格w、產品質量q和回收努力s。此時，零售商Stackelberg決策模型的最優目標函數如下：

3.4 垂直Nash決策模型（VN）

在VN模型中，制造商和零售商都不是Stackelberg的領導者，兩者同時獨立決策。

4 結論

根據以上結論可知，閉環供應鏈系統在分散決策下，存在“雙重邊際化”影響，不能實現整個閉環供應鏈系統的協調。

參考文獻

[1] 易余胤，梁家密.獎懲機制下的閉環供應鏈混合回收模式[J].計算機集成制造系統，2014，01：215-223.