考慮雙向主導相異的閉環供應鏈物流策略與補貼機制研究

張福安，達慶利，公彥德

(1.東南大學經濟管理學院，江蘇 南京 210096, 2.揚州大學信息工程學院，江蘇 揚州 225009；3.南京審計大學管理科學與工程學院，江蘇 南京 211815)

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考慮雙向主導相異的閉環供應鏈物流策略與補貼機制研究

張福安1，2，達慶利1，公彥德3

(1.東南大學經濟管理學院，江蘇 南京 210096, 2.揚州大學信息工程學院，江蘇 揚州 225009；3.南京審計大學管理科學與工程學院，江蘇 南京 211815)

目前，閉環供應鏈研究均是在正向和逆向主導企業為同一企業的條件下進行的，然而正向供應鏈中企業重視產品質量，逆向供應鏈中企業重視回收渠道，況且正向供應鏈中的物流策略并不一定適合逆向供應鏈。基于此，將供應鏈主導模式分為正向制造商主導和逆向銷售商主導，物流策略分為正向物流策略和逆向物流策略。通過構建模型，運用博弈論理論，探討了不同閉環供應鏈的定價策略、補貼機制和供應鏈穩定性，得到了供應鏈主導企業通過選擇物流策略和補貼機制來實現供應鏈穩定性的條件。

閉環供應鏈；主導企業；物流策略；補貼機制；供應鏈穩定性

1 引言

隨著國家對廢舊產品環境污染的重視，出臺了眾多廢舊產品回收管理辦法及再制造政策，比如汽車、電器電子產品等。關注再制造的同時，傳統供應鏈渠道的產品質量和逆向供應鏈的回收渠道，亦決定著企業的命運，正向供應鏈企業之間的穩定性甚至會影響逆向供應鏈企業之間的穩定性，因此正向供應鏈和逆向供應鏈是相輔相成不可分割對待的，必須從整體閉環的視角來研究。

當前對閉環的多數研究是在制造商主導或銷售商主導條件下構建模型的。(1)對于制造商主導的閉環供應鏈系統：Savaskan[1-2]開創性的研究了不同回收渠道(包括制造商負責回收、銷售商負責回收和第三方負責回收)下的企業決策。Ma Weimin[3]研究了消費者購買產品有無政府補貼下的閉環供應鏈，發現不管政府補貼的額度大小，消費者均會從購買新產品中獲益。熊中楷等[4]對制造商通過專利授權第三方再制造商的情形進行了研究。易余胤和陽小棟[5]構建了不同專利許可模式下再制造商負責回收廢舊品再制造的閉環供應鏈模型，發現從環保和消費者利益的角度，固定專利許可模式下的閉環供應鏈更優。聶佳佳和鄧東方[6]研究了再制造產品質量對閉環供應鏈回收渠道選擇的影響，發現零售商回收情況下產品價格較高，再制造產品的質量較高。易余胤和梁家密[7]利用博弈論構建了三個獎懲機制下具有混合回收的再制造閉環供應鏈模型。丁斌和馬海慶[8]對供應商強勢背景下供應商選擇參與和選擇不參與零部件的回收再制造的兩種閉環供應鏈模型進行了研究，并對兩種情形下的定價決策與收益進行了對比分析。公彥德等[9]研究了物流服務商參與下的閉環供應鏈系統，并提出了通過物流服務費用的分配策略進行外包決策。(2)對于銷售商主導的閉環供應鏈系統：Li Jie[10]對銷售商主導閉環供應鏈的定價策略進行了研究，探討了廢舊產品回收價格對產品批發價格和零售價格的影響。高鵬等[11]研究了由銷售商主導的閉環供應鏈在制造商再制造成本為不對稱信息時的運作及協調問題。(3)對于多種主導模式閉環供應鏈系統：李新然等[12]考慮政府獎懲零售商回收廢舊品活動的情況，分別構建了集中式、制造商和零售商存在 Nash 均衡博弈、制造商領導的Stackelberg博弈、零售商領導的Stackelberg博弈等模式下的閉環供應鏈決策模型。孫浩和達慶利[13]研究了制造商主導、回收商主導、垂直納什均衡以及集中式決策四種不同權力結構下的廢舊產品回收再制造問題。林杰和曹凱[14]在雙銷售渠道和雙回收渠道并存下的閉環供應鏈中，分別以制造商和零售商為博弈領導者建立閉環供應鏈定價模型。Karakayali等[15]探討了制造商領導、回收商領導以及集中式決策三種渠道權力結構下逆向供應鏈的定價決策。公彥德[16]構造了制造商主導和銷售商主導的兩類供應鏈主導模式，分析了回收補貼與銷售商決策的關系，以及不同供應鏈不同主導模式下的供應鏈的效率和穩定性。

由上可知，現有閉環供應鏈研究中：(1)制造商主導或銷售商主導的閉環供應鏈系統，沒有區分正向和逆向供應鏈系統的主導企業，而是假設正向和逆向的主導企業均為同一個企業。(2)沒有考慮正向供應鏈和逆向供應鏈之間的相互影響，實際上正向供應鏈企業的穩定性會影響逆向供應鏈企業的穩定性，反之亦然。(3)供應鏈的物流策略是由主導企業所決定的，制造商在正向供應鏈中為主導企業，而逆向中則為從屬企業；對銷售商也有類似情況。研究主導企業變化情況下的物流策略以往并沒有涉及。

基于此，本文研究正向和逆向供應鏈主導企業相異情況下閉環供應鏈物流策略和補貼機制，其研究框架如下：第2節構建制造商主導正向和銷售商主導逆向的閉環供應鏈模型。第3節對不同物流策略下的閉環供應鏈進行博弈求解和分析。第4節探討企業的物流策略及相應供應鏈穩定性。第5節分析供應鏈的決策步驟、補貼有效性和相應供應鏈穩定性。第6節通過算例驗證本文的結論。

2 模型假設

假設閉環供應鏈系統由制造商、第三方物流服務商(Third-party Logistics Service provider，TPLSP)和銷售商組成。制造商生產一種產品銷售給銷售商，銷售商再將該產品銷售給最終消費者；并且銷售商負責市場廢舊產品回收，制造商以一定的回收價格從銷售商處將廢舊品回收，然后制造商對回收的廢舊產品進行加工處理，形成再生產品將其投放市場，并以與產品同樣的價格銷售；閉環供應鏈系統的物流服務均由第三方物流服務商承擔。

設正向供應鏈中制造商主導，逆向供應鏈中銷售商主導，且無論正向供應鏈還是逆向供應鏈，其物流費用均由從屬企業承擔。

基于以上假設，物流外包時，制造商、TPLSP和銷售商的利潤分別為：

(1)

(2)

(3)

物流自營時，制造商和銷售商的利潤分別為：

(4)

(5)

以上，利潤變量的下標1表示正向供應鏈、2表示逆向供應鏈。此外，下文中為了便于區分不同情形下的均衡解，上標mo表示制造商主導且物流外包，上標mi表示制造商主導且物流自營，ro表示銷售商主導且物流外包，ri表示銷售商主導且物流自營。

3 不同物流策略下的閉環供應鏈博弈模型及其均衡解

3.1 物流外包閉環供應鏈博弈模型及均衡解

正向制造商主導、逆向銷售商主導的物流外包閉環供應鏈系統中，假設TPLSP、制造商和銷售商均以自身利潤最大化為目標。

正向供應鏈中，首先制造商通過預測來決定生產計劃，在銷售季節來臨之前確定批發價格；其次，TPLSP根據物流量確定服務價格，最后銷售商根據制造商的批發價和物流服務價格來決定自己的銷售價格；逆向供應鏈中，首先銷售商根據廢舊品的回收量確定回收價格、其次物流服務商根據回收量確定服務價格，最后制造商根據回收價格和服務價格確定轉移價格，并且制造商將再生產品以同樣的批發價格銷售給銷售商來滿足市場需求。于是物流外包閉環供應鏈博弈模型為

(1)物流外包正向供應鏈博弈模型

maxwπm1=(w-cm)Q

s.t.maxptπt1=(pt-rθ)Q

s.t.maxprπr1=(pr-w-pt)Q

(2)物流外包逆向供應鏈博弈模型

根據博弈論的逆向求解法可得均衡解(見表1)。由均衡解可知，正向供應鏈中，物流服務商的物流成本越大(即r越大)，則批發價格越小、銷售價格越大、市場需求量越小、服務價格越大。這是因為物流服務費用由從屬企業承擔，如果制造商提高批發價格，則會讓銷售商無利可圖導致供應鏈中斷。因此制造商和銷售商應與物流服務商一起信息共享，幫助物流服務商降低服務成本，提高各自的收益保持供應鏈合作的穩定性。逆向供應鏈中，物流成本越大，則轉移價格越小、回收價格越大、但回收量越小，從而導致供應鏈節點企業逆向利潤的縮小。因此逆向回收渠道中同樣要重視信息共享，為物流服務商降低物流費用提供可能。

3.2 物流自營閉環供應鏈博弈模型及均衡解

正向制造商主導、逆向銷售商主導的物流自營閉環供應鏈系統中：正向供應鏈中，首先制造商通過預測來決定生產計劃，在銷售季節來臨之前確定批發價格，其次銷售商根據制造商的批發價來決定自己的銷售價格；逆向供應鏈中，首先銷售商通過預測廢舊品的回收量確定回收價格、其次制造商根據回收價格確定轉移價格，并且制造商將再生產品以同樣的批發價格銷售給銷售商來滿足市場需求。類似方法可以寫出物流自營閉環供應鏈博弈模型，這里不再給出。如前根據博弈論的逆向求解法可得均衡解(見表1)。

由均衡解可知，自營物流成本越大，則銷售價格越大、市場需求量越小、轉移價格越小、回收量越小、企業利潤均降低，因此物流自營閉環供應鏈中，制造商和銷售商應加強合作降低物流成本。同時，再制造節約成本越高，則轉移價格和回收價格越大、回收量越大，因此對于具有拆解資質的制造商(比如海爾)而言，應提高其拆解技術，增大再制造的成本節約，來提高利潤。

表1 不同物流策略下的閉環供應鏈均衡解

但是對于制造商和銷售商而言，是選擇物流外包閉環供應鏈，還是物流自營閉環供應鏈呢？需要進一步對兩種情形進行繼續比較分析。

4 企業的物流策略及其供應鏈穩定性

一般而言，主導企業均會采取利于自己的物流策略，但是從屬企業的物流策略是否與主導企業一致呢？此外，物流策略還分為正向供應鏈的和逆向供應鏈的，且正向(或逆向)供應鏈的物流策略有時會影響到逆向(或正向)供應鏈的，因此有必要進一步深入研究。

本節對不同物流策略下的均衡解進行比較分析，為了方便，令：

(6)

結論1說明，正向供應鏈中，物流外包時的批發價格始終大于物流自營時的批發價格。而物流外包時的銷售價格與物流自營時的銷售價格相比的大小，與α-βcm-(2-r)βθ的正負相關：若α-βcm-(2-r)βθ大于0，則物流外包時的銷售價格大于物流自營時的銷售價格，此時物流自營對消費者更有利；若α-βcm-(2-r)βθ小于0，則物流外包時的銷售價格小于物流自營時的銷售價格，此時物流外包對消費者更有利。

因為r<1，所以(6-5r)hθ>(2-r)hθ，因此結論3還可以表示為：

結論3說明，銷售商主導的逆向供應鏈中，只要滿足hΔ+k>(6-5r)hθ，則物流外包時的轉移價格小于物流自營時的轉移價格，物流外包時的回收價格小于物流自營時的回收價格，物流自營對消費者更有利；若hΔ+k<(2-r)hθ，則物流外包時的轉移價格大于物流自營時的轉移價格，物流外包時的回收價格大于物流自營時的回收價格，此時物流外包對消費者更有利。以上兩種情形，轉移價格和回收價格均同時隨著物流策略的變化而變化。然而當(2-r)hθ

以上分析了各決策變量隨著物流策略的變化情況，以及相應供應鏈的穩定性。為了保持供應鏈的穩定性，主導企業采取物流策略的同時要適當注意從屬企業心理的變化，下面進一步分析各企業的決策步驟和補貼機制，以及相應補貼機制的有效性。

5 決策步驟及補貼機制

由于正向供應鏈中制造商為主導企業，逆向供應鏈中銷售商為主導企業，因此在正向供應鏈中由制造商決定采取自營或外包的物流策略，逆向供應鏈中則由銷售商決定物流策略。本節進一步分析主導企業物流策略的選擇依據和相應供應鏈穩定性，有必要進一步分析制造商和銷售商的物流策略，具體步驟如下：

步驟1 滿足表2條件時，制造商和銷售商的最優物流策略一致，此時供應鏈具有長期穩定性，主導企業無需補貼從屬企業。若不滿足表2中條件轉入步驟2。

表2 無補貼保持供應鏈穩定時的物流策略選擇條件

表時，主導企業保持供應鏈穩定擬釆取的補貼策略

由于閉環供應鏈是由正向和逆向兩部分組成的，所以正向(逆向)供應鏈中斷必然會影響逆向(正向)供應鏈的穩定性，因此必須要全盤考慮閉環供應鏈系統的穩定性。由以上分析可得：

6 數值算例

(1)正向供應鏈不同物流策略下的價格及利潤關系

首先比較正向供應鏈的批發價格和銷售價格在不同物流策略下的大小關系(如圖1)，通過圖1可以看出，制造商主導的正向供應鏈中，物流外包時的批發價格始終大于物流自營。當r>0.75(即α-βcm>(2-r)βθ)時，物流外包時的銷售價格大于物流自營；當0

圖1 不同物流策略下的批發價和銷售價

圖2 正向供應鏈中不同物流策略下企業利潤

(2)逆向供應鏈不同物流策略下的價格及利潤關系

逆向銷售商主導的供應鏈中，轉移價格和回收價格在不同物流策略下的關系如圖3，通過圖3可知，若0.94(6-5r)hθ)，物流外包時轉移價格和回收價格均小于物流自營；若0

圖3 不同物流策略下的逆向供應鏈轉移價格和回收價格

圖4 逆向供應鏈中不同物流策略下的企業利潤

(3)補貼機制

通過以上(1)和(2)分析可知，正向供應鏈中若0.75

圖5 正向供應鏈中不同物流策略下的企業利潤差

圖6 逆向供應鏈中不同物流策略下的企業利潤差

7 結語

本文在正向供應鏈由制造商主導，逆向供應鏈由銷售商主導情形下對閉環供應鏈進行了分析，主要從定價策略、物流策略、補貼機制和穏定性等方面進行研究。分析得到，在主導企業和從屬企業的最優物流策略不同時，主導企業采取補貼從屬企業的方法并不總是能保持供應鏈的穩定性。因此，由于閉環供應鏈是由正向和逆向兩個子系統組成的，政府應考慮閉環供應鏈的整體性給予再制造補貼，一方面可以激勵供應鏈節點企業實施再制造，一方面可以保持供應鏈的穩定性。

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Research on Closed-loop Supply Chain Logistics Strategy and Compensation Mechanism Considering Two-way Leading Dissimilarity

ZHANG Fu-an1，2，DA Qing-li1，GONG Yan-de3

(1.School of Economics and Management, Southeast University, Nanjing 210096, China; 2.School of Information Enginerring,Yangzhou University,Yangzhou 225009,China; 3.School of Management Science and Engineering, Nanjing Audit University, Nanjing 211815, China)

At present, closed-loop supply chain is studied under the condition that forward leading enterprise and reverse leading enterprise are the same. However, forward supply chain enterprise attaches importance to product quality, reverse supply chain enterprise attaches importance to recycling channels, and logistics strategy of forward supply chain is not necessarily suitable for the reverse supply chain. Based on this, the dominant model of supply chain is divided into forward manufacturers dominated and reverse retailer dominated, logistics strategy is divided into forward logistics strategy and reverse logistics strategy. By building model and using game theory, the pricing strategy, subsidy mechanism and the stability of different closed-loop supply chain are discussed. Conditions of supply chain stability are obtained by choosing logistics strategy and subsidy mechanism for dominated enterprise.

closed loop supply chain; leading enterprises; logistics strategy; subsidy mechanism; supply chain stability

2015-06-26；

2015-08-03

國家自然科學基金資助項目(71302178)；江蘇省高校青藍工程資助項目

簡介：張福安(1975-)，男(漢族)，安徽安慶人，東南大學經濟管理學院博士生，研究方向：逆向供應鏈管理,E-mail:ahzfa@163.com.

1003-207(2016)10-0044-08

10.16381/j.cnki.issn1003-207x.2016.10.005

F253.4

A