雙渠道下農資供應鏈協調的Stackelberg博弈研究

白世貞+丁小洲

摘要：構建由1個生產商和1個零售商組成的雙渠道農資供應鏈模型，以供應鏈的最大利潤為協調目標，分析、比較了集中式決策和分散式決策下雙渠道農資供應鏈的利益分配問題，研究了不同決策模式下的農資供應鏈各個節點成員的利益及供應鏈整體利益。最后通過算例分析，驗證了集中式決策對供應鏈協調的有效性，進而提出了協調化肥供應鏈的方法，指導農資企業減少成本，提高競爭優勢，使農資供應鏈的發展更具有現實意義。

關鍵詞：雙渠道農資供應鏈；生產商；零售商；供應鏈協調；Stackelberg博弈；電子商務運營商

中圖分類號： F252.1文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）03-0254-04

[HJ1.4mm]

收稿日期：2015-10-19

基金項目：國家社會科學基金（編號：14BJY112）；哈爾濱商業大學2014年研究生創新科研資金（編號：YJSCX2014-305HSD）。

作者簡介：白世貞（1962—），男，山東招遠人，教授，博士生導師，從事物流與供應鏈管理研究。E-mail：baishzh1962@162.com。

通信作者：丁小洲，碩士研究生。E-mai：18646880303@163.com。[HJ]

隨著電子商務的迅猛發展，一些傳統企業基于擴大銷售市場、提高企業經濟效益的目的而開拓電子銷售渠道。雙渠道農資供應鏈是一種傳統零售與電子滯銷并存的雙渠道供應鏈，在此供應鏈中農資生產商兼顧零售商的供應商和其競爭者雙重角色，因此這種銷售模式下渠道沖突成為了首要解決的問題。筆者以農資代表化肥為例進行研究。

化肥是糧食食品安全以及人類健康生活的重要保障。化肥作為農業生產必不可少的重要生產資料，是糧食的“糧食”[1]。我國作為農業大國，化肥生產量及消費總量始終居于世界首位。聯合國糧農組織（FAO）報告中，化肥作為發展中國家農業生產最大的物質投資，占農業生產投資總量的一半以上，同時化肥的有效利用，不僅可以提高糧食作物單產60%～62%，同時也可以將總產提高30%～31%。因此化肥在維持我國農業可持續發展中起著舉足輕重的作用[2]。因此，有效穩定化肥供需關系，控制化肥價格，調整化肥供應鏈效率，對于保障我國糧食安全，提高農業整體發展，減輕農民負擔有著重要意義。本研究在信息對稱且市場需求穩定的情況下，探討雙渠道化肥供應鏈利益協調問題。

鑒于此，在傳統零售與電子直銷并存的雙渠道農資供應鏈中，研究了如何通過供應鏈協調機制來實現化肥供應鏈成員雙贏，進而使化肥供應鏈企業在激烈的競爭中占有一定的優勢。本研究運用Stackelberg博弈模型驗證了雙渠道供應鏈收益共享契約，以達到農資供應鏈各個成員利潤最大的目的。最后，通過算例分析驗證了協調的良好性。

1研究現狀

近年來隨著電子商務和農資供應鏈協調方法研究的不斷深入，Arshinder等將供應鏈協調定義為識別并設計協調機制來管理成員企業之間相互依賴的各種活動，相關企業的經濟效益也會隨著協調機制的實施而提高[3]。Shen等研究了一個二級供應鏈，同時根據回購契約對供應鏈中的供應商和零售商進行協調，結果表明回購契約的協調能力與價格、時間彈性因素成反比[4]。Zhang等研究了2個相互競爭的零售商與1個供應商的二級供應鏈協調問題，分析了不同需求變動下的契約協調問題，研究結果顯示隨著不同需求要適當調整契約以應對供應鏈的不協調[5]。Dekker等研究定性分析協調閉環供應鏈的關鍵因素，強調逆向渠道價格協調策略問題[6]。Bhattacharya等研究了零售商最優訂貨數量問題。在對比集中決策和分散決策后，結果證明集中決策訂單數量最大，利潤最高，通過利益共享機制可實現供應鏈協調[7]。Cachon 等分析對比雙渠道供應鏈中傳統渠道與電子渠道的零售價格，表明制造商開發電子銷售渠道后批發價格降低，零售商避開價格競爭，使雙渠道供應鏈達到協調的目的[8]。

楊智輝等研究了數量折扣契約可以解決供應鏈波及效應的協調問題[9]。高波等研究了供應鏈系統中存在收入共享契約協調的反應時間靈敏需求，得出供應鏈協調決策的均衡解[10]。葉勇研究了在前景理論背景下易腐產品的銷售問題。研究結果表明，市場需求均勻分布下零售商的訂貨量和折扣點與訂貨量成正相關[11]。曹細玉等研究了突發事件導致的市場需求發生巨大的波動、生產系統或運輸系統的中斷和生產成本或銷售成本的急劇增加對供應鏈協調的影響，結果表明供應鏈契約的合理設計對于突發事件的處理有十分重要的意義[12]。徐廣業等研究了傳統零售模式和電子零售模式并存的供應鏈，建立了基于電子零售模式的價格折扣模型，并通過算例驗證了價格折扣機制和轉移支付機制組合對協調雙渠道供應鏈有一定的作用[13]。

綜上所述，國內外學者已經將雙渠道供應鏈的協調問題進行了深入研究，然而實踐應用以及理論構架仍不完整，特別是以雙渠道化肥供應鏈為代表的農資供應鏈研究更是很少，存在著許多問題需要進一步探討。因此，如何協調雙渠道化肥供應鏈協調、降低庫存成本、提高供應鏈整體利潤最大化，充分利用雙渠道的優勢，是實際管理中亟待解決的問題[14]。本研究通過博弈論的應用，從理論上解決雙渠道下化肥供應鏈的協調問題，探討這種模式下化肥供應鏈各個節點成員的定價策略，進而解決渠道沖突的問題，具有一定理論和實際意義。

2雙渠道化肥供應鏈的構建及問題提出

2.1雙渠道化肥供應鏈的構建

雙渠道化肥供應鏈是傳統渠道與電子銷售渠道并存的供應鏈模式，Stackelberg對策博弈下以制造商為主，建立了雙渠道化肥供應鏈的模型。論證了在這種協調機制下，為了達到制造商和零售商雙贏局面下的模型有效性（圖1）。

2.2問題描述

本研究探討由1個生產商和1個零售商組成的雙渠道二級供應鏈協調問題，其中生產商和零售商是理性人，風險為中性，即決策的目的是供應鏈利潤最大化。生產商為主導者，零售商為從方。

2.3參數說明

考慮1個生產商M，1個零售商R，1個電子商務運營商E。生產商生產化肥，以批發價格w，通過電子商務運營商直接銷售給消費者或者通過傳統渠道經過零售商分銷再銷售給消費者。電子商務運營商在生產商以批發價格w的基礎上，制定合適的標準價p1銷售給消費者。零售商以零售價格p2將化肥通過傳統渠道銷售給消費者。

模型參數如下：

cm：邊際生產成本；w：產品的批發價格，是生產商的決策變量；pj：不同模式下產品的銷售價格（j=1時表示電子商務中產品的零售價格；j=2時表示傳統模式下零售商的零售價格）；D（pj）：市場對化肥的需求量（j=1時表示電子商務中產品的零售價格；j=2時表示傳統模式下零售商的零售價格）；B1：電子渠道初始建設費用；j：上標j∈{M，R，E}分別表示MEC、MERCE、MERCE；i：下標i∈{em，er，ee}分別表示生產商、零售商、電子商務運營商；∏ji：分散決策利潤函數，表示j類成員在模式i下的供應鏈利潤；S：整個系統，即S=M+E+R。

2.4基本假設

假設1：生產商、零售商、電子商務運營商均為理性決策者。

假設2：生產商、零售商、電子商務運營商在集中模式中以供應鏈利潤最大化為目標。

假設3：化肥的需求是確定的、線性的。D（p1）=τa-β1p1和D（p2）=（1-τ）a-β2p2分別表示電子銷售渠道和傳統渠道的化肥銷售量或者市場需求量。其中a、β1、β2、τ均為常數，a是市場潛在規模， τ（0<τ<1）是電子渠道市場份額，β1是電子商務渠道影響因子，β2是傳統渠道影響因子。

3雙渠道供應鏈的決策基本模型

3.1集中式決策模型

如圖所示，在集中決策模型中，生產商M、零售商R、電子商務運營商E作為一個供應鏈中的整體進行決策，以供應鏈最大化效益為決策目標，生產商、零售商及電子商務運營商共同制定價格p1、p2（圖2）。

4集中決策模式和分散決策模式的討論

上述研究顯示，生產商、零售商、電子商務運營商系統收益在分散模式中會提高，市場需求也會增大，在降低零售價格時，消費者的收益也相對提高，使得企業受益提升，達到供應鏈雙贏的目的。

結論1：集中決策模式下電子商務渠道零售價格p1、p2均大于傳統銷售渠道零售價格。

結論2：集中決策模式下電子商務銷售渠道的需求量均大于傳統銷售渠道。

結論3：在分散決策模式下，當p1>p2時，傳統市場的需求量大于電子商務市場的需求量；當p1

結論4：相比于供應鏈整體利潤，集中決策大于分散決策。

5算例分析

現在以一個具體的企業化肥價格單價為例，闡述和驗證本文的主要結論。令單位價格為103元，單位數量為t。化肥的單位采購價格服從區間[A，B]的均勻分布。具體價格如下：cm=20，τ∈（0，1），β1=0.5，β2=0.5，B1=2，a=50。

驗證1：電子商務銷售模式和傳統渠道銷售模式中都有p集中

驗證2：電子商務渠道銷售和傳統渠道銷售的消費需求量D（p集中）

驗證3：集中決策總利潤大于分散決策總利潤∏S集中>∏S分散：∏S集中-∏S分散=8.02+[SX（][25（1-τ）+17.5]2[]2[SX）]+[SX（]（25τ+17.5）2[]2[SX）]-2-8.02-[SX（][50（1-τ）-17.5]2[]2[SX）]-[SX（]（50τ-17.5）2[]2[SX）]+2=[SX（][25（1-τ）+17.5]2[]2[SX）]+[SX（]（25τ+17.5）2[]2[SX）]-[SX（][50（1-τ）-17.5]2[]2[SX）]-[SX（]（50τ-17.5）2[]2[SX）]（表1、表2），因為0<τ<1，所以 25X+17.5>50X-17.5恒成立。

以上研究表明：集中決策在供應鏈利益分配方面比分散決策收益更多，因此需要化肥企業間相互信任合作，合理協調供應鏈才能達到雙贏。

6結束語

研究了雙渠道下農資供應鏈協調方法，供應鏈由生產商、零售商、電子商務運營商組成。首先通過建立集中決策模式和分散決策模式建立供應鏈定價策略，主要分析電子商務銷售渠道和傳統銷售渠道的化肥零售價、批發價、市場需求量、及各節點化肥企業利潤影響因素[15]。其次模型分析結果證明集中決策模式下化肥供應鏈整體利潤最大，且集中模式下的市場需求量也大于分散決策模式，最后證明集中決策模式下雙渠道農資供應鏈價格最優。

農資供應鏈各個節點企業間是博弈關系，存在合作也存在競爭，因此本研究在此基礎上提出了以下2點建議：

（1）供應鏈協調首先需要的是信息共享，因此農資供應鏈信息共享平臺的構建是農資供應鏈協調的重要環節。確保供應鏈成員之間信息傳遞的一致性，提高變量如庫存量、需求量、生產計劃等流程的透明度，最大限度地降低牛鞭效應的風險，有效的信息網絡的構建有利于促進各個企業之間的交流，促進供應鏈節點企業間的合作。

（2）供應鏈各個節點企業之間的利益分配、業績評價、激勵方法等是供應鏈協調中必不可少的環節。為應對供應鏈內部企業存在的不正當競爭，確保供應鏈整體收益最大，需要建立有效的收益方法和績效評價方法，在確保供應鏈各個節點企業利潤最大化的同時，使得供應鏈整體利潤達到最大。

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