零售商主導(dǎo)下的食品供應(yīng)鏈追溯層級策略

戴 勇，王文青

（華東師范大學(xué)，上海 200241）

0 引言

實施食品召回管理是供應(yīng)鏈管理中相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性的一個問題，近兩年，處于生鮮電商“領(lǐng)頭羊”地位的盒馬鮮生多次在上海、深圳、成都等地出現(xiàn)食品安全抽檢不合格，涉及重金屬超標(biāo)、菌落總數(shù)超標(biāo)、檢測出抗生素等問題，不得不進(jìn)行大規(guī)模召回。而涉及此類食品安全事件的平臺遠(yuǎn)不止一家，每日優(yōu)鮮、永輝超市、叮咚買菜等生鮮平臺也在各地不斷被爆出食品安全問題。一旦發(fā)生產(chǎn)品安全事件，企業(yè)需要投入大量的人力、財力、物力進(jìn)行召回，且大規(guī)模的召回事件容易引發(fā)消費(fèi)者對企業(yè)的信任危機(jī)。因此，越來越多的企業(yè)與監(jiān)管者開始關(guān)注如何有效建設(shè)追溯系統(tǒng)來減小召回規(guī)模，降低召回成本。食品安全追溯制度已被證明是一種提高食品安全水平的有效途徑，追溯系統(tǒng)的建設(shè)主要受到追溯技術(shù)和追溯層級的影響，本文主要站在零售商的角度，從追溯層級方面來探討供應(yīng)鏈追溯系統(tǒng)的構(gòu)建。

1 文獻(xiàn)綜述

可追溯性是一個廣泛使用的概念，起源于食品安全管理。2002 年，歐盟《基本食品法》第18 條明確要求食品企業(yè)實行可追溯制度，否則不允許在歐盟國家內(nèi)銷售。可追溯性系統(tǒng)的建設(shè)有助于增強(qiáng)供應(yīng)鏈安全性，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不僅在食品行業(yè)，可追溯性現(xiàn)已成為全球各個行業(yè)、各個企業(yè)的戰(zhàn)略重點。

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織將可追溯性定義為：“可追溯性是指通過記錄的識別數(shù)據(jù)，來追溯物品或其特性的歷史、應(yīng)用、使用和位置的能力。”（ISO-9001:2005）。該定義中存在2個重點：（1）追溯對象（原材料、零件、產(chǎn)品）的批次明確；（2）能對追溯對象進(jìn)行信息記錄，以及向前追溯和向后追溯。Opara[1]認(rèn)為可追溯性包括產(chǎn)品可追蹤性、過程可追蹤、基因可追蹤性、投入品可追溯性、病蟲害可追溯性和測量可追溯性六個方面。追溯系統(tǒng)的構(gòu)建會帶來消費(fèi)者的滿意，Pelegrino & Silva[2]表明可追溯性系統(tǒng)可以減少消費(fèi)者投訴和產(chǎn)品損失的數(shù)量，提升營銷業(yè)績，并提高食品安全和召回表現(xiàn)，保護(hù)消費(fèi)者信心。吳林海，等[3]研究發(fā)現(xiàn)消費(fèi)者對豬肉可追溯信息屬性具有最強(qiáng)的偏好及支付意愿。但可追溯體系的建設(shè)是一項長期性的復(fù)雜工程，會造成企業(yè)在短期內(nèi)的成本上升和收益下降。Van der Vorst[4]對多個國家的肉制品、乳制品、果蔬谷物的供應(yīng)鏈進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)供應(yīng)鏈中存在著巨大的“可追溯性表現(xiàn)差異”。當(dāng)食品安全事件的風(fēng)險增加并且消費(fèi)者的信任受到威脅，或可以創(chuàng)造競爭優(yōu)勢時，對可追溯系統(tǒng)的市場需求就會增加。但當(dāng)可追溯系統(tǒng)建立后，企業(yè)不一定能充分獲利。因為事故發(fā)生時，零售商往往會將所有商品召回，不僅僅是所涉及的具體批次。然而大量的研究主要集中在技術(shù)的選擇，例如RFID的使用所帶來的收益（Regattieri，等[5]；Piramuthu 和 Farahani[6]；李琳，等[7]）以及區(qū)塊鏈技術(shù)的運(yùn)用（Kamble 和Gunasekaran[8]），但是追溯系統(tǒng)的層級布置對追溯的實現(xiàn)具有十分重要的作用，Dai，等[9]的研究從理論上證實了追溯層級的影響，例如SKU、批次和單品追溯層級的差別。追溯層級對食品追溯系統(tǒng)構(gòu)建的影響成為了一個急需解決的問題。由于追溯系統(tǒng)依托供應(yīng)鏈展開，但受到供應(yīng)鏈環(huán)境的影響，不同的供應(yīng)鏈領(lǐng)導(dǎo)者對追溯系統(tǒng)的實施起著不同的作用。過高的追溯度使得零售商不再向供應(yīng)商訂購安全食品，而較低的追溯度會導(dǎo)致供應(yīng)鏈?zhǔn)称钒踩目煽啃源蛘邸onteiro 和Caswell[10]調(diào)查了葡萄牙梨產(chǎn)業(yè)在農(nóng)場一級的可追溯性選擇，結(jié)果表明，零售商的領(lǐng)導(dǎo)地位是在整個供應(yīng)鏈中引入質(zhì)量保證和可追溯系統(tǒng)的驅(qū)動力。因此，本文將以零售商主導(dǎo)的食品市場為對象，如一般的蔬果類產(chǎn)品等，這類產(chǎn)品差異化程度低，供應(yīng)商的可替代性高，零售商作為渠道的把控者，如超市、電商等，和消費(fèi)者直接接觸，在供應(yīng)鏈中更為強(qiáng)勢。

2 模型定義與假設(shè)

本文考慮了一個供應(yīng)商和兩個競爭零售商組成的兩階段供應(yīng)鏈，兩個食品零售商從供應(yīng)商處購買相同的食品，兩個競爭零售商可能使用不同的品牌名稱，或不同的產(chǎn)品包裝。供應(yīng)鏈的領(lǐng)導(dǎo)者將在發(fā)生產(chǎn)品召回事件時，通過零售商從消費(fèi)者那里召回有缺陷的產(chǎn)品。

在實際情況中，零售商和供應(yīng)商有可能會選擇不同的追溯層級，為了簡化模型與便于討論，本文假定零售商追溯層級高于供應(yīng)商，意味著供應(yīng)鏈追溯的領(lǐng)導(dǎo)方零售商不會降低來自供應(yīng)商處的追溯層級，因此這對其沒有好處。

追溯層級的設(shè)置決定了召回的規(guī)模。供應(yīng)鏈各方可以通過提高追溯層級，從而減少召回產(chǎn)品的比例。本文使用bm和bi（i=1,2，分別代表零售商1和零售商2）分別代表制造商和零售商的追溯層級，較高的bm和bi對應(yīng)著較低的召回比例，比如當(dāng)b=0.8時，意味著所有售出的產(chǎn)品分為了5（1 (1-b)）個批次（Batch），當(dāng)出現(xiàn)有缺陷的產(chǎn)品時，該產(chǎn)品所在批次的其余產(chǎn)品將會被一起召回，對應(yīng)了20%(1-b)的召回比例。在現(xiàn)實情況中，b=0 對應(yīng)著企業(yè)的追溯層級設(shè)置在SKU水平，當(dāng)發(fā)生產(chǎn)品安全事件時，屬于該SKU 的所有產(chǎn)品均被召回，b=1 則意味著單品級的追溯水平。

由于本文重點不考慮追溯技術(shù)，為簡單起見，假設(shè)所用的供應(yīng)商和零售商在追溯技術(shù)選擇方面是一樣的，可以達(dá)到100%的追溯效果。考慮零售商發(fā)生食品缺陷的概率為λ(0 ≤λ≤1)，因此，零售商i需要承擔(dān)的責(zé)任為li=λ(1-bi)，供應(yīng)商需要承擔(dān)的責(zé)任為：lm=(1-λ) (1-bm)，供應(yīng)鏈的責(zé)任則為lsc i=li+lm。

考慮到線性需求模型在產(chǎn)品召回和追溯的文獻(xiàn)中已被采用（Dai，等[11]），因此我們設(shè)定則面臨的市場需求為：

其中，零售商i的產(chǎn)品價格為pi，α是產(chǎn)品差異的競爭強(qiáng)度，β是追溯能力差異化的競爭強(qiáng)度，產(chǎn)品的追溯能力通常對消費(fèi)者來說都是透明的，零售商以可信的方式向消費(fèi)者清晰展示其追溯能力。從研究可追溯系統(tǒng)策略構(gòu)建與消費(fèi)者支付意愿的大量相關(guān)文獻(xiàn)可得知消費(fèi)者對于產(chǎn)品的支付意愿會受到追溯能力的積極影響（Dopico，等[12]），因此需求函數(shù)考慮了追溯能力的差異。考慮到現(xiàn)實的消費(fèi)場景，消費(fèi)者對于產(chǎn)品本身差異的重視會更高于對追溯能力差異的重視，因此本文假設(shè)α ＞β ＞0 。

為簡單起見，假設(shè)每個產(chǎn)品具有恒定的單位邊際制造成本m，供應(yīng)鏈中的每個參與者為追溯系統(tǒng)投入的成本分別為二次成本函數(shù)是經(jīng)濟(jì)模型中的常見假設(shè)（Heese,et al[13]，Hosseini,et al[14]），kr和km分別為零售商和供應(yīng)商的追溯系統(tǒng)投資系數(shù)，kr ＞0，km ＞0。每單位產(chǎn)品召回的成本恒定表示為cr。

由此，零售商及供應(yīng)商的利潤函數(shù)如下：

3 集中決策情形

首先考慮最簡單的集中式情形。當(dāng)決策集中化時，零售商1、零售商2和供應(yīng)商三者作為一個整體，共同決定追溯層級bsc。所以零售商1 和零售商2 之間不存在因追溯能力差異導(dǎo)致的需求影響。因此，由供應(yīng)商和零售商i 組成的供應(yīng)鏈所產(chǎn)生的利潤可以表示為：

總結(jié)以上推論，我們發(fā)現(xiàn)集中的供應(yīng)鏈在追溯投資系數(shù)較小的情況下，供應(yīng)鏈可以進(jìn)行充分的追溯努力，在追溯投資系數(shù)較大的情況下，供應(yīng)鏈會進(jìn)行部分追溯努力。

4 分散決策情形

4.1 零售領(lǐng)導(dǎo)下的分散決策

零售商作為供應(yīng)鏈中Stackelberg 博弈的強(qiáng)勢一方，首先通過設(shè)置適當(dāng)?shù)呐l(fā)價格ω*來優(yōu)化利潤，然后兩家零售商作為領(lǐng)導(dǎo)者，相互競爭，同時決策，根據(jù)批發(fā)價ω*來確定最佳零售價格達(dá)到一次性博弈納什均衡，實現(xiàn)利潤最大化，從而得到供應(yīng)商和零售商關(guān)于追溯水平、追溯系統(tǒng)投資系數(shù)以及市場競爭強(qiáng)度表示的新利潤函數(shù)，進(jìn)而確定在不同市場競爭強(qiáng)度和追溯系統(tǒng)投資系數(shù)情況下的最佳追溯策略。

首先供應(yīng)商的利潤函數(shù)為：

由于零售商1和零售商2行為對稱，在接下來的分析中，本文將對零售商1 的策略進(jìn)行研究，結(jié)果同樣可以拓展運(yùn)用至零售商2。

通過整理和計算，得到了π1，π2和πm對b1的一次偏導(dǎo)：

4.2 零售商的追溯層級策略

接下來將分析零售商1的追溯層級策略，分別探討其對自身，對競爭對手（零售商2）以及供應(yīng)商的影響。

4.2.1 零售商1 追溯層級變化對自身利潤的影響。由于在不同追溯層級關(guān)系的情形下，b1有不同的取值區(qū)間，當(dāng)零售商追溯層級不高于供應(yīng)商時，b1∈[0,bm]，當(dāng)零售商追溯層級更高時，b1∈(bm,1]，但bm的大小并不固定。為了便于討論，在接下來的分析中，先將b1的區(qū)間放寬至[0,1]，再根據(jù)bm的大小來討論零售商的追溯層級策略。接下來具體分析零售商作為供應(yīng)鏈領(lǐng)導(dǎo)者的兩種情形，供應(yīng)商作為供應(yīng)鏈領(lǐng)導(dǎo)者的情形結(jié)論相似，僅閾值不同。

圖1 追溯層級設(shè)置及與追溯成本的關(guān)系(α =1,β =0.2)

在單位召回成本cr為0的情況下，由于消費(fèi)者對具有追溯能力的產(chǎn)品偏好，零售商依然愿意為追溯系統(tǒng)進(jìn)行投資。隨著單位召回成本cr的增加，追溯系統(tǒng)投資成本系數(shù)的閾值k?Ι(cr)也在增加，這意味著面臨著產(chǎn)品召回成本更高的零售商，為了減少產(chǎn)品召回數(shù)量帶來的損失，更愿意承受較高的追溯系統(tǒng)投資成本。

意味著市場競爭系數(shù)增加將會降低最優(yōu)追溯層級，追溯差異競爭強(qiáng)度系數(shù)和召回成本的增加、故障率的發(fā)生將有利于最優(yōu)追溯層級的增加，追溯投資系數(shù)越高，追溯層級越低。通過以上對零售商1的追溯層級變化對其利潤的影響分析，得到定理1。

定理1：零售商1總是有最優(yōu)的追溯層級策略，使得零售商1利潤最大化，具體最優(yōu)策略會受到供應(yīng)商追溯層級、市場競爭系數(shù)、召回成本以及產(chǎn)品缺陷概率的影響。

圖 2 以α,β,λcr為坐標(biāo)軸，其中的陰影區(qū)域代表了 Ω 區(qū)間，無填充區(qū)域表示 ?UΩ 區(qū)間（Ω 的補(bǔ)集）。

圖2 Ω的范圍

當(dāng)產(chǎn)品競爭強(qiáng)度較大，追溯競爭強(qiáng)度較小，單位召回成本較小以及零售商缺陷效率較低時，在零售商層面，競爭對手總是能從對方追溯層級的努力中獲得完全的好處。

否則，當(dāng)kr較小時，零售商1會對追溯系統(tǒng)進(jìn)行充分的投資努力，由于消費(fèi)者對追溯能力更強(qiáng)的產(chǎn)品有偏好，零售商1 的市場需求會增加，搶占了零售商2的市場空間，所以零售商2的利潤總是會隨著零售商1 追溯層級的升高而降低。當(dāng)kr較大時，零售商2 的利潤會隨著零售商1 追溯層級的提升先減后增，并在零售商1 制定了最佳追溯層級策略時，獲得部分好處。總結(jié)以上分析得到定理2：

定理2：在Ω 區(qū)間（產(chǎn)品競爭強(qiáng)度較大，追溯競爭強(qiáng)度較小，單位召回成本較小以及零售商缺陷效率較低）時，零售商2 的利潤總是會隨著零售商1 追溯層級的提升而提升。在 ?UΩ 區(qū)間下，若kr∈(0,k?Π]，零售商2 的利潤會隨著零售商1 選擇最高級別的追溯層級而降至最低；若kr∈(k?Π,∞)，零售商 2 利潤會隨著零售商1追溯層級的提升先減后增，在零售商1采取最優(yōu)追溯層級策略下，其利潤不會降至最低。

定理3：若kr∈(0,k?Ⅰ]，零售商1 會在能力范圍內(nèi)進(jìn)行充分的追溯層級努力，供應(yīng)商利潤會隨著零售商1 選擇最高級別的追溯層級而實現(xiàn)最大化；若kr∈(k?Ⅰ,∞)，零售商1 會進(jìn)行部分追溯層級努力以提升自身利潤，供應(yīng)商會在零售商1的追溯層級策略下實現(xiàn)利潤的部分增加。

5 結(jié)語

5.1 結(jié)論

集中式和分散式供應(yīng)鏈均存在最優(yōu)的追溯層級選擇使得供應(yīng)鏈各方利潤最大化。當(dāng)零售商、供應(yīng)商追溯投資系數(shù)較小時，他們可以實現(xiàn)完美的追溯層級努力和技術(shù)努力，使得自身和供應(yīng)鏈利潤不斷增加。但隨著追溯投資系數(shù)的增加，當(dāng)其超過一定閾值時，零售商、供應(yīng)商追溯層級的增加受到追溯成本增長的制約反而會帶來自身利潤的下降，因此存在著一個最優(yōu)的追溯層級設(shè)置，在該點上實現(xiàn)自身利潤的最大化，同時也能帶來供應(yīng)鏈其他成員的利潤增長。此時的最優(yōu)追溯層級主要受到市場競爭系數(shù)、追溯差異競爭強(qiáng)度系數(shù)、召回成本等外部市場環(huán)境因素的影響，市場競爭系數(shù)增加將會降低最優(yōu)追溯層級和技術(shù)水平，追溯差異競爭強(qiáng)度系數(shù)和召回成本的增加將有利于最優(yōu)追溯層級和技術(shù)水平的增加。

5.2 對策建議

（1）通過補(bǔ)貼等方式幫助企業(yè)降低追溯系統(tǒng)建設(shè)成本。由于追溯投資系數(shù)是影響零售商供應(yīng)商追溯最優(yōu)策略實現(xiàn)的關(guān)鍵，因此，推廣追溯策略的應(yīng)用需要降低企業(yè)的追溯系統(tǒng)建設(shè)成本，可以考慮通過補(bǔ)貼、推廣基金等方式降低企業(yè)的實施成本。

（2）政府應(yīng)當(dāng)重點扶持零售商企業(yè)進(jìn)行可追溯系統(tǒng)的建設(shè)。當(dāng)零售商層級低于供應(yīng)商時，增加追溯層級不能帶來利潤的增加，這就抑制了零售商追溯系統(tǒng)的建設(shè)熱情，因此，需要對零售商追溯層級的建設(shè)提供重點激勵。

（3）通過對可追溯產(chǎn)品食品的宣傳和對消費(fèi)者的再教育，引起消費(fèi)者對食品追溯的重視，從而促進(jìn)可追溯性市場競爭強(qiáng)度。首先，可追溯性競爭強(qiáng)度越大，零售商可以接受更高的追溯投資系數(shù)，以將追溯層級和追溯技術(shù)提至最高；其次，追溯差異競爭強(qiáng)度的增加將會幫助追溯層級更高的零售商在市場競爭中獲得利潤的提升，從而促進(jìn)零售商追溯層級的建設(shè)。