基于初創企業的雙渠道供應鏈超網絡均衡研究

(浙江工業大學 機械工程學院，浙江 杭州 310014)

在經濟全球化的大背景下，企業不再是孤立的個體，尤其對于初創企業來說只有加強與上下游企業的合作才能獲得發展。供應鏈就在這樣的環境中發展起來，2001年《財富》雜志把供應鏈管理列為21世紀最重要的四大戰略決策之一，可見做好供應鏈管理的重要性。而對于參與供應鏈的制造商、零售商和消費者來說，如何達成共贏，找到發展的均衡態是當務之急。

KPMG公司在2016年發布的“中國網購消費者”調查[1]中就發現，超過90%的中國消費者在2016年至少有一次使用手機的網上購物行為，這遠遠高于許多發達國家。而且中國消費者除了線上購物外還喜歡線下的實體店，因此中國企業應該同時發展線上線下的平臺，以求更好的發展。調查也發現，有大概70%的消費者在購物時會選擇知名度更高的產品，那么初創公司(品牌影響力為0)如何進行品牌宣傳就顯得尤為重要，因此筆者就初創公司在雙渠道供應鏈超網絡中的宣傳行為對供應鏈超網絡均衡的影響進行研究，以期為初創公司找到最佳的品牌宣傳策略。

1 研究現狀

Nagurney等[2]從2001年開始研究供應鏈超網絡的均衡，并于同年11月成立了全球第一個超網絡的虛擬研究中心。隨著中心的建立，Nagurney教授發表了一系列應用變分不等式來解決供應鏈超網絡均衡問題的研究[3-7]，最經典的是依據供應鏈各參與者考慮自身利益最大化而建立固定需求下的三層供應鏈超網絡均衡模型，并驗證了模型的合理性。隨后，各國學者紛紛展開對供應鏈超網絡的研究。楊玉香等[8]構建了由制造/再制造工廠和需求市場組成的兩層閉環供應鏈網絡，并用二次臨近交替方向法對均衡模型進行求解。趙國甫[9]構建了一個三層供應鏈超網絡，并從內部外部環境來分析供應鏈各參與者交易過程中可能面臨的風險。張杰等[10]研究了在交易過程中生產商、分銷商承諾交貨期時，供應鏈均衡的變化。Allevi等[11]評估了歐盟排放交易體系(EU-ETS)對閉環供應鏈超網絡均衡的影響，最后研究結果顯示歐盟排放交易體系在制造商層面的應用以及卡車運輸征碳稅的行為使制造商提供產品的額外成本減少了。Hamdouch等[12]建立了一個四層分散式閉環供應鏈超網絡均衡模型，并根據數值案例得到了需求和回報不確定性對交易數量以及交易價格的影響。Qiang等[13]在制造商負責回收的四層閉環供應鏈中，討論了競爭行為、分銷渠道投資、收益率和轉換率以及需求的不確定性對均衡的影響。Liu等[14]對三層的動態供應鏈超網絡進行研究，經過對比發現供應鏈超網絡均衡模型與交通網絡均衡模型有一定的相似性，可互相借鑒。

但是目前關于品牌效應對供應鏈均衡影響的研究還很少，馬軍等[15]研究了產品促銷對三層供應鏈超網絡的均衡的影響。張桂濤[16]研究了不同的企業進行廣告宣傳時對多期供應鏈均衡的影響，得出當企業考慮廣告延遲效應時，投資越早，收益越大。譚建等[17]就供應鏈中由不同的參與者來做廣告對供應鏈均衡的影響進行分析，得出制造商如果選擇和零售商適度分攤宣傳投入就能收獲最大的利潤。為了豐富這一領域的研究成果，筆者以初創公司為制造商原型，對供應鏈超網絡的均衡進行研究。

2 雙渠道供應鏈超網絡模型描述

2.1 供應鏈超網絡結構描述

超網絡是指高于又超于現存網絡的網絡，通常是由至少兩個網絡疊加而成。供應鏈超網絡是超網絡的一個分支，參照Anna Nagumey教授提出的概念，筆者將其定義為：在產品的整個生命周期過程中流經的原材料供應商、制造商、零售商和消費者所構成的，包括生產、運輸和交易過程中涉及的信息、人員、資金以及其他的資源所共同組成的一個完整的系統，是資金網絡、物流網絡和信息網絡的疊加。如圖1為一個由三個供應商、一個制造商、三個零售商和三個消費者組成的供應鏈超網絡立體結構圖。后文為了更方便地展示，將資金流、物流和信息流整合為同一條線，用二維的方式來表示供應鏈超網絡。

圖1 供應鏈超網絡示例Fig.1 The example of supply chain super-network

筆者構建的供應鏈超網絡由制造商、零售商和消費者三層構成，他們之間的交易行為如圖2所示。制造商m生產出N種產品在零售商r以及消費者k之間流轉。制造商通過線下方式將產品銷售給零售商，通過線上方式將產品銷售給消費者；零售商則通過線上線下兩種方式將N種產品銷售給消費者；消費者k對產品n的需求是隨機的。基于初創企業的特點，其產品的品牌影響力均為0，同時假定：1) 不同制造商生產的同種產品是完全相同的，不存在性質等的差異；2) 供應鏈超網絡各層級之間不存在競爭行為，每個參與者都獨立作出決策且不受同一層級其他成員的影響，但每一層級的各成員之間存在非合作博弈行為，各自尋求自身利益的最大化；3) 文中出現的所有函數均為可微凸函數。

圖2 三層供應鏈超網絡結構圖Fig.2 The structure of supply chain super-network

2.2 參數設計

為了便于描述所研究的問題及其數學模型，將相關參數及描述匯總成表1。

表1 參數描述Table 1 The description of all the parameters

3 模型構建

3.1 制造商最優決策及均衡分析

制造商m的收入主要來自零售商和消費者，其在生產過程中要付出生產成本，包括材料費、工人的工資福利費以及機器設備的維修折舊費等。同時，制造商在與零售商、消費者交易的過程中還要承擔交易成本，包括運輸成本、協商成本等等，并且在與消費者的交易中，制造商不需要考慮關系水平而考慮產品n的服務水平，此處服務水平是指產品不缺貨的概率，即服務水平越高，消費者購物的滿意度就會越高。在如今以消費者的需求為驅動力的市場中，這點是不可或缺的。假設制造商m為了提高產品n的品牌效應所進行的宣傳活動(包括廣告費、打折促銷和請代言人等)的單位投入為amn，則可得到針對制造商m所生產的產品n的最優決策目標函數，即

(1)

s.t.smn≤1,(φ1m)

(2)

根據變分不等式原理將所有制造商的最優決策目標函數轉化為變分不等式，即

(3)

3.2 零售商最優決策及均衡分析

但是對于消費者k來說，他不可能完全吸收并接受產品n宣傳中的所有信息，因此他對產品n的選擇是有一定的隨機性的，筆者用Logit模型來描繪消費者k選擇產品n的隨機概率[18]，即

(4)

(5)

(6)

從而可以得到期望銷量Srn、期望庫存量Irn、期望缺貨量Wrn分別為

(7)

(8)

零售商r所有的收入來源都來自消費者，同時在交易過程中零售商也要付出交易成本，因此可以得到零售商r對于產品n的最優決策目標函數為

(9)

(10)

srn≤1,(φ2r)

(11)

根據變分不等式原理將所有制造商的最優決策目標函數轉化為變分不等式，即

(12)

3.3 消費者最優決策及均衡分析

在供應鏈超網絡中消費者處在需求市場層面，在購買產品的過程中主要考慮自身的需求，起到拉動整個供應鏈發展的作用，消費者在做出購買決定時通常要考慮自身的需求以及自己為購買這件產品所付出的代價是否在可接受的范圍內，代價包括在線下購買可能面臨的缺貨風險、付出的時間成本等等。在線上購買雖然不需要出門選購，但等待送貨的時間比較長且不穩定，還可能面臨快遞丟失的風險。基于此，筆者對消費者線下線上的交易行為進行分析。

3.3.1 線下交易

對于線下交易的消費者來說，當需求的數量和銷售者供應的數量剛好一致時，交易便會發生；反之交易便會失敗。

(13)

3.3.2 線上交易

雖然現在線上購物很普及，淘寶、京東等網購平臺的興起使越來越多的人加入線上購物大軍，但不同年齡層的人對于線上購物的接受程度是不同的，消費者也不可能完全脫離線下交易，因此筆者對消費者線上購物的接受程度賦予λ的權重。與線下交易相同，只有供需平衡時交易才會發生，由此可得到

(14)

根據變分不等式原理可以得到所有消費者最優決策的變分不等式，即

(15)

3.4 四層供應鏈超網絡均衡模型

當各層級的均衡條件均滿足時，供應鏈超網絡才能達到均衡狀態。因此將式(3)，(12)，(15)相加，得到三層供應鏈超網絡的均衡模型，即

(16)

4 實例分析

筆者對由兩家分別在佛山和中山的初創小家電制造企業、兩家位于深圳的大型連鎖零售企業和兩個消費者組成的供應鏈超網絡進行研究(如圖3所示)。其中，制造商1銷售品牌A和品牌B豆漿機的日均營業額為2 800 元左右，制造商2銷售品牌A和品牌B豆漿機的日均營業額為2 900 元左右。兩家零售企業是在國內比較有影響力的企業SN和企業GM，同時兼具線下大型零售店以及日銷量能達到上萬件的線上平臺。制造企業和零售企業在線上線下平臺均出售品牌A豆漿機和品牌B豆漿機，兩個消費者根據自己的意愿進行購買，并會受到廣告宣傳的影響。

圖3 豆漿機供應鏈超網絡Fig.3 The supply chain super-network of soymilk

4.1 模型基本設置及均衡解

結合實際情況以及Nagurney教授的文章，將均衡模型中各函數設置為

1) 制造商的生產成本函數：

2) 制造商與零售商間的交易成本函數：

3) 制造商與零售商間的交易成本函數：

4) 制造商與零售商間的客戶關系價值函數：

5) 零售商與消費者間的交易成本函數：

筆者采用修正投影算法，并在Matlab R2016b上對均衡模型進行求解，其中，精確度ε=0.005，步長ζ=0.001，得到的均衡解如表2，3所示。

表2 不同宣傳投入方案下的交易數量與利潤Table 2 Trading volume and profit under different promotional investment programs

表3 不同宣傳投入方案下各層級參與者之間的交易數量Table 3 Number of transactions under different promotional investment programs 單位：臺

從表2，3中可以看到：在由零售企業SN和零售企業GM對品牌A，B進行宣傳時(即amn=0,arn=10時)供應鏈的總利潤是最高的，相應的成交量也是最大的。因此對于初創品牌來說，最好通過有一定影響力的零售商來進行宣傳工作。

同時也可以看到與方案1) 相比，零售商的利潤有所下降，這是因為零售商前期的宣傳投入沒有收回成本。為了維護整個供應鏈的利益，零售商應該積極與制造商合作，降低交易成本。而且品牌在剛創立時，制造商可以給予零售商一些優惠政策，借助零售商比較成熟的平臺加強產品的品牌效應，從而達到互惠互利的效果。

4.2 靈敏度分析

4.2.1 單位宣傳投入對利潤的影響

由求得的均衡解可知零售商從制造商處購得品牌A的最低價為101.625 8元，購得品牌B的最低價為104.482 1元。出售品牌A的最高價為201.025 9元，出售品牌B的最高價為205.146 2元，單位宣傳成本不應超過商品利潤，因此筆者以10 元為間隔，研究零售商的單位宣傳成本在[0，100]區間內時，零售商以及供應鏈利潤的變化情況，結果如圖4所示。其中，x軸表示品牌A和品牌B(圖4b中增加兩個品牌之和)，y軸表示單位宣傳投入金額，z軸表示利潤。

圖4 不同單位投入下的利潤變化Fig.4 Profit change from different input

從圖4(a)可以看出：隨著單位宣傳投入的增加，零售商的利潤是先下降后增長，在單位投入金額為40 元時達到峰值，隨后利潤下降。從圖4(b)可以看到：隨著零售商單位投入的增加，供應鏈的整體利潤是先增加后減少的，也是在單位投入金額為40 元時達到峰值，因此對于小家電初創企業制造商1和制造商2所生產的豆漿機品牌A、品牌B來說，由富有影響力的零售企業SN和GM為其進行產品宣傳，并且單位投入金額為40 元時對供應鏈的各參與者是最有利的。

4.2.2α1m，α2r以及λ對利潤的影響

從上節得出單位宣傳投入為40 元時供應鏈總利潤最高，因此本節將單位宣傳投入固定為40 元，分析制造商、零售商對關系價值的重視程度α1m，α2r以及消費者線上交易接受程度λ的共同變化對供應鏈網絡均衡的影響，具體結果如圖5，6所示。其中，λ<1表示消費者更傾向于線下交易；λ=1表示消費者對線下交易和線上交易接受程度一樣；λ>1表示消費者更傾向于線上交易。

從圖5，6可以看出：隨著對關系價值重視程度的提升，供應鏈的總利潤是不斷上升的，但增勢減緩。隨著消費者對線上交易的接受程度的提高，供應鏈的總利潤也是不斷上升的。這就說明對于初創品牌，企業應該想辦法提升自己與上下游企業的客戶關系水平，在降低自己交易風險的同時能夠增加供應鏈的利潤。同時借助零售商的線上平臺發展自己的品牌，達成共贏。

圖5 α1m以及λ的變化對供應鏈總利潤的影響Fig.5 The influence of the variation of α1m and λ on the total profit of supply chain

圖6 α2r以及λ的變化對供應鏈總利潤的影響Fig.6 The influence of the variation of α2r and λ on the total profit of supply chain

5 結 論

筆者基于初創公司對建立產品品牌效應的需求展開研究，致力于分析解決如何進行產品宣傳對企業自身以及企業所處供應鏈最為有益，從中建立了供應鏈超網絡的均衡模型，最后以初創豆漿機品牌宣傳為例進行實例分析，得出了令人滿意的結論，即由比較有影響力的零售商去進行產品的宣傳對供應鏈的各參與者來說是最有益的。同時，通過對客戶關系價值權重等主要參數的靈敏度分析，以定量的方式獲得了雙渠道供應鏈上各參與者在品牌宣傳策略中投入與產出的最優值，其研究方法與分析結果可望實質性地指導初創企業線上線下雙渠道產品品牌的宣傳與推廣工作。隨著社會經濟的快速發展，無數初創公司如雨后春筍般建立起來，筆者的研究對這些初創公司的快速成長具有高度的現實指導意義。但考慮到在現實世界中品牌宣傳作用往往具有滯后性，投入的宣傳成本不會立即在市場上得到回報，因此將來的工作可以進一步考慮對多期供應鏈的宣傳策略展開研究，以打消宣傳滯后性的影響。