陸斯婕,蕭海東
(上海交通大學中美物流研究院,上海200230)
近年來,供應鏈層次結(jié)構(gòu)越來越復雜,所跨地域越來越廣泛,為了降低成本,很多企業(yè)都強調(diào)精益制造、實時控制或者零庫存,但這些理念的應用也減弱了企業(yè)對風險的抵御能力。當突發(fā)事件發(fā)生時,企業(yè)的正常業(yè)務被迫中斷,市場份額下降,甚至面臨破產(chǎn)倒閉。當然也有企業(yè)在遭受同樣的突發(fā)事件時,能夠迅速做出響應,采取措施將損失盡可能降低,如果處理得當?shù)脑?,企業(yè)還可以在處理突發(fā)事件的過程中提高自身的市場占有率。因此,如何制定有效的供應鏈應急策略對于企業(yè)而言有十分重要的現(xiàn)實意義。
供應系統(tǒng)指在供應鏈中為企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營提供物料和人力的需要供給,包括設備材料、辦公設施、廠房、運輸工具、技術(shù)工人和管理人員等,從而使生產(chǎn)經(jīng)營得以順利進行[1]。一般認為供應系統(tǒng)的突發(fā)事件是指一系列發(fā)生在供應系統(tǒng)、導致供應商無法保障制造商常規(guī)供應的事件[2],主要分為外部和內(nèi)部兩種情況。外部因素具有突發(fā)性和無法預測性的特點,發(fā)生的概率相對較小,但是只要發(fā)生,影響深遠。一般包括自然災害、流行病爆發(fā)、恐怖主義、政治不穩(wěn)定性以及政府政策的影響等因素。而內(nèi)部因素主要是運營中的偶然事故,可以概括為供應商購買的原材料質(zhì)量問題,供應商財務出現(xiàn)問題,企業(yè)制度不完善,工人罷工以及供應商機器故障造成無法正常生產(chǎn)等情況。
為了更好地對供應品進行分類,揭示供應品分類和突發(fā)事件緊急程度之間的關(guān)系,現(xiàn)根據(jù)供應品的生產(chǎn)難度、供應品的庫存量、供應品的運輸時間以及供應品的可替代度描述突發(fā)事件發(fā)生后獲得供應品或其替代品的難易程度(詳見表1)[3],并將最終結(jié)果定義為供應品緊急系數(shù)e,如e越大,說明同種物品以及替代品的獲得難度越大,突發(fā)事件產(chǎn)生的后果越嚴重,如e越小(越接近1),則同種物品以及替代品的獲得相對容易,突發(fā)事件產(chǎn)生后果也相對輕微(見表1)。
表1 供應品緊急系數(shù)的指標描述
根據(jù)上述四個指標收集的數(shù)據(jù),運用層次分析法和熵值法相結(jié)合,確定指標權(quán)重。通過將主觀賦權(quán)法[4~5]和客觀賦權(quán)法[6~7]相結(jié)合,可以減少主觀個人因素帶來的偏差,也可以避免由于一味地追求客觀而忽略的實際運用重要性。確定組合權(quán)重時,采用線性組合的方法,定義線性系數(shù)為0.5[8]。在得到綜合權(quán)重系數(shù)之后,運用灰關(guān)聯(lián)模型進行分類,得到加權(quán)關(guān)聯(lián)度并排序,由于最佳參考數(shù)列是由緊急系數(shù)大的數(shù)據(jù)組成,因此供應品的關(guān)聯(lián)度越高,緊急系數(shù)就越大。本文將所有供應品分為三個等級,即 e1,e2,e3,等級描述見表2。
表2 供應品等級描述
決策者在突發(fā)事件發(fā)生后,根據(jù)突發(fā)事件的具體情況,以及其他博弈參與者的策略做出自己的決策,目的在于從可選的策略中選擇符合個體理性、能夠最大化個人利益的策略。本模型以供應系統(tǒng)的突發(fā)事件為研究對象,研究核心制造企業(yè)占主導地位的應急策略。
為了節(jié)約制造商的管理成本,每一種供應品只保留一個供應商,所有的供應商都追求自身利益的最大化,假定其為風險規(guī)避者,而制造商在整個供應鏈中占主導地位,假定其為風險中性?,F(xiàn)引入負指數(shù)效用函數(shù)U(x)=-e-ωx,模擬制造商和供應商的實際情況。函數(shù)中的ω為風險因子,當ω〉0時理性人的風險偏好為風險規(guī)避,當ω=0時理性人的風險偏好為風險中性[9]。但是當ω =0時,難以解釋個體由于不同收益導致的不同效用,為了克服這種不足,現(xiàn)引入兩個概念[10]:
1.等價代換:由負指數(shù)效用的函數(shù)性質(zhì)可知其為支付的單調(diào)函數(shù),因此可以運用利潤的變化來代表效用的變化;
2.確定性等值:將個體有風險的利潤用利潤期望和方差的確定性收益來表示。供應商的負指數(shù)效用為Us(x)=-e-ωsx,假設x服從正態(tài)分布,其均值為m,方差為v,運用確定性等值CE[11]的定義,Ev=v(CE),可得對于制造商而言,因為是風險中性,ω=0,此時確定性收益就等于其收益的期望。
模型中的變量和參數(shù)定義如下:
r(t)指供應商實際供貨時間晚于計劃供貨時間時每天顧客的流失率,規(guī)定
T1為正常供貨時,供應商實際交貨和計劃交貨的時間差,為均值θ的指數(shù)分布;
T2為供應商從突發(fā)事件發(fā)生到恢復正常供應的時間,該時間和突發(fā)事件的程度及性質(zhì)相關(guān),具有不確定性,正常情況下具有T1〈T2的特性;
s指供應品的質(zhì)量,用產(chǎn)品的不合格率表示,正常情況下,供應商生產(chǎn)產(chǎn)品的不合格率用s1表示,突發(fā)事件發(fā)生后供應商生產(chǎn)產(chǎn)品的不合格率用s2表示,且s1≤s2;
p指制造商生產(chǎn)出的產(chǎn)品在市場上的銷售價格,為常量;p1指原供應商的供應品價格;p2指新供應商的供應品價格;而突發(fā)事件發(fā)生后,供應商為了自身利益,需要維持對供應商的供貨,抱僥幸心理,購買劣質(zhì)的同類型供應品,以冒充自家的產(chǎn)品,這類供應品的價格明顯低于供應商自身的生產(chǎn)成本,此時購買的供應品單價用p3表示;
c0指制造商重新選擇供應商的一次性成本;c1指原供應商的生產(chǎn)成本;
N(t)指原供應商恢復生產(chǎn)能力所需要的費用,費用隨時間的增加而增加,但邊際費用遞減;
α表示供應商恢復生產(chǎn)能力所需要的費用中制造商支付的比例;并規(guī)定在制造商幫助下,供應商從突發(fā)事件發(fā)生到恢復正常供應的恢復系數(shù)f(α),而在制造商幫助下供應商的恢復期為 T2f(α);
Q指突發(fā)事件發(fā)生導致的制造商缺貨量,缺貨量采用如下表達式[12]:Q=qt+θ,其中q代表供應品每天的缺貨量,t為突發(fā)事件的持續(xù)時間,θ是由外界不確定因素決定的外生變量,可以假設θ服從均值為0,方差為σ2的正態(tài)分布;
整個博弈過程將分以下三個階段具體分析:
階段1:突發(fā)事件發(fā)生后,供應商作為先行動者,具有兩種策略選擇,告知制造商實情或者不告知實情;
階段2:作為供應鏈核心企業(yè)的制造商在供應商采取相應措施之后,根據(jù)自身收益情況,確定最優(yōu)策略,更換供應商還是繼續(xù)和原供應商合作;
階段3:如果制造商選擇繼續(xù)和供應商合作,供應商需告知制造商預估恢復期限,在制造商接受該期限的情況下,確定恢復時間真實或不真實狀態(tài)下雙方的策略選擇。具體博弈過程如下:
(1)將階段1和階段2綜合起來分析,若供應商的策略是告知制造商實情,制造商選擇新的供應商,可得:
制造商期望收益:E(M11)=pqT2(1-R(T1))×(1-s1)--eic0
原供應商期望收益:E(S11)=E[-N(T2)]=-N(T2)
(2)如果在供應商告知實情的情況下,制造商選擇繼續(xù)使用原供應商,可得:
制造商期望收益:E(M12)=pqT2(1-R(T2))×(1-s1)-p1qT2
(3)如果供應商不告知實情,制造商在供應商發(fā)生突發(fā)事件的同時更換新的供應商,就具有巧合性,可得:
制造商期望收益:E(M21)=pqT2(1-R(T1))×(1-s1)-p2qT2-c
原供應商期望收益:E(S21=E(-N(T2))=-N(T2)
(4)如果供應商沒有告知制造商實情,并且制造商也沒有發(fā)生更換供應商這么一個巧合的事件,此時供應商為了自身收益,則購買同種類型的劣質(zhì)商品維持供應,可得:
制造商期望收益:E(M22)=pqT2(1-R(T1))×(1-s1)-p1qT2
圖1 供應商和制造商的博弈模型
一般供應品(ei=1)是緊急系數(shù)的最低級別,此類供應品進行生產(chǎn)的商業(yè)壁壘較低,沒有專利技術(shù)、生產(chǎn)時間、生產(chǎn)地點的限制。當突發(fā)事件發(fā)生時,一旦供應商告知制造商真實情況,制造商可以很容易地在短時間內(nèi)找到符合要求的新供應商,另外由于供應品缺少核心競爭力,因此可以假設供應商之間的價格相差不大,即p1≈P2,c0≈0。
經(jīng)過比較可知 E(M11)-E(M12)〉0,E(M21)-E(M22)〈0,原供應商的期望收益E(S11)與不告知的情況下原供應商的期望收益E(S22)的差值為p3)σ2],最終可得:
ei〉1的所有供應品可以統(tǒng)稱為不易替代品,而這類供應品的市場替代性較弱,要及時找到新的符合要求的供應商不是很容易,所以制造商需要根據(jù)具體的收益來判斷是采用新的供應商還是繼續(xù)和原供應商合作。制造商采用新供應商和繼續(xù)使用原供應商的收益比較如下:
經(jīng)分析可知E(M11)-E(M12)為下凸函數(shù),在T2〉0的區(qū)間內(nèi),有且僅有一個值使函數(shù)E(M11)-E(M12)=0,若 T2〈,制造商保持和原供應商的合作所獲得的收益大于更換供應商之后的收益,若T2〉,制造商會更換新的供應商。由于突發(fā)事件的恢復時間T2難以精確計算,只能通過原供應商做出估算,或者與制造商一起協(xié)同評估后給出一個粗略值,此時可結(jié)合模型中的階段3進行分析:
(1)若供應商告知制造商,并且所告知實際恢復期T2〈信息真實,此時制造商的期望收益為E(M12),供應商的期望收益為E(S12);
(2)若供應商告知制造商,但是所告知實際恢復期T2〈信息并不真實,供應商為了保持和制造商的合作關(guān)系,會選擇購買低劣產(chǎn)品,以次充好,從而保證按時供應。
圖2 e1類供應品突發(fā)事件時間與供應商、制造商之間的收益關(guān)系
原供應商期望收益:E(S″12)=(p1-
(3)如果供應商選擇不告知,但是此時實際恢復期T2〈信息真實,制造商的期望收益為E(M22),供應商的期望收益為E(S22);
(4)如果供應商選擇不告知,但即使此時實際恢復期T2〈信息不真實,制造商的期望收益同為E(M22),供應商的期望收益同為E(S22)。
對于e1〉1的供應品,制造商和供應商的期望收益與突發(fā)事件的時間關(guān)系如圖3所示,如果制造商任由突發(fā)事件發(fā)展,一段時間之后將產(chǎn)生巨大的損失,并且這種損失呈指數(shù)上升趨勢。由此可知,制造商如果想要采用激勵機制使供應商在突發(fā)事件發(fā)生后講出實情,僅僅給予一個自身能夠接受的恢復時間是不夠的,還需要給予供應商一定的經(jīng)濟援助,和供應商一起分擔恢復生產(chǎn)所需要的費用,否則利用供應商提供的偽劣產(chǎn)品進行生產(chǎn),將會對制造商的后續(xù)發(fā)展產(chǎn)生不良影響,后果十分嚴重。
通過采取一定的策略,確保突發(fā)事件發(fā)生后供應商說出實情,對于制造商來說只是最低的保障,為了實現(xiàn)整條供應鏈上的更大利益,作為主導的制造商可以通過科學的流程管理實現(xiàn)更好的應急效果?,F(xiàn)針對不同級別給出對應的預案:
(1)ei=2時的模型流程分析
制造商劃分為ei=2的供應品,在市場上較不容易被替代,具有一定的專有性。當突發(fā)事件發(fā)生后,供應商將實情告訴制造商,并提出需要無償幫助的費用,制造商根據(jù)供應商的要求算出生產(chǎn)恢復的期限。隨后應急預案啟動,制造商將這筆費用一次性支付給供應商,并對供應商的生產(chǎn)恢復其監(jiān)督作用。當然,制造商在給予供應商幫助的同時,也要利用的時間期限在市場上尋找可以替代原供應商的廠家,防止發(fā)生無法恢復生產(chǎn)的事件,從而導致供貨延期、顧客流失等狀況的發(fā)生。最后當約定好的時間期限到達之后,需要實施效果判斷,如果原供應商恢復生產(chǎn),可與其繼續(xù)合作,如果無法完成缺貨數(shù)量,需要馬上更換新的供應商。
圖3 e2,e3類供應品突發(fā)事件時間與供應商、制造商之間的收益關(guān)系
(2)ei=3時的模型流程分析
突發(fā)事件發(fā)生后,供應商將實情告訴制造商,并提出需要無償幫助的費用,制造商根據(jù)供應商的要求算出生產(chǎn)恢復的期限。因為制造商劃分為ei=3的供應品,級別最高,在市場上處于高端地位,由于其壟斷性專利的存在,幾乎沒有或者只有少量其他產(chǎn)品可以替代。突發(fā)事件的發(fā)生,對制造商是致命的打擊,制造商會全力幫助供應商恢復生產(chǎn)。
在對應級別的應急預案啟動之后,制造商一方面會對供應商的生產(chǎn)恢復加強監(jiān)督,另一方面也會開始尋找新的供應商,以備不時之需。而且制造商對供應商的恢復考核力度加大,在恢復期限未到之前,就會進行實施效果的判斷,如果確定供應商能夠按時恢復生產(chǎn),則可以進一步幫助其恢復,但是如果認定不能按時恢復,制造商則會在供應商進行生產(chǎn)恢復的同時繼續(xù)尋找新的供應商,最后在的時間節(jié)點上根據(jù)供應商已有的表現(xiàn)決定繼續(xù)與原供應商合作還是采用新的供應商。如果最終不能找到新的供應商或者可替代的供應品,制造商只能被迫改變自身的產(chǎn)品結(jié)構(gòu),甚至還會牽涉到整個供應鏈的改變,失去該類供應品的利潤來源。所以制造商為了長遠的利益考慮會盡一切力量幫助原供應商恢復生產(chǎn),還可能會考慮和原供應商成為戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。
2000年3月,飛利浦公司芯片廠車間發(fā)生火災,破壞了正在準備生產(chǎn)的數(shù)百萬個芯片。三天后芯片廠向其下游企業(yè)諾基亞和愛立信發(fā)出通知,但是為了將實情淡化,飛利浦采取欺瞞供應商的策略,只是說火災引起某些晶元出現(xiàn)問題,一個星期就能恢復[13]。
突發(fā)事件發(fā)生階段:愛立信得到消息以后并沒有重視,未采取任何措施;而諾基亞則對飛利浦公司生產(chǎn)的芯片進行分析發(fā)現(xiàn),其供應的5種芯片中,有一種是可以在世界各地都可以找到供應商的,而其他4種芯片只有飛利浦能夠提供。根據(jù)本文中關(guān)于供應品緊急系數(shù)的定義,可將那一種芯片歸類為ei等級,而其他四種可以歸類為e3等級。
動態(tài)應急處理階段:諾基亞方面,對于e1等級的芯片,由于事態(tài)緊急,更換供應商操作簡單且成本低廉,期望收益明顯大于與飛利浦繼續(xù)合作等待其恢復生產(chǎn)的期望收益,因此諾基亞找到日本和美國的供應商,承擔了生產(chǎn)幾百萬個芯片的任務,該操作流程與模型中對e1等級供應品的分析一致。對于e3等級供應品,由于生產(chǎn)同種供應品的供應商較少,更換供應商不易,諾基亞公司在尋找新供應商的同時,向飛利浦施壓,監(jiān)督其恢復情況,還制定了快速生產(chǎn)方案,一旦工廠恢復正常,就可以快速生產(chǎn),補回火災造成的芯片損失。最終諾基亞的400萬手機得以順利生產(chǎn),銷售額為13億美元。而對于e3等級供應品的處理流程也與模型中的分析相一致。愛立信方面,由于對突發(fā)事件不夠重視,公司在火災四個月之后發(fā)現(xiàn)損失,但由于調(diào)整時間過晚,火災后遺癥在十個月之后達到高潮,最終導致700萬手機未能生產(chǎn),經(jīng)營虧損達17億美元。
目前,自然環(huán)境和商業(yè)環(huán)境日益復雜,為了盡可能減少系統(tǒng)內(nèi)部上下游企業(yè)之間突發(fā)事件造成的影響,對供應系統(tǒng)的研究變得尤為重要,文章確立了制造商在供應鏈中的核心地位,引進緊急系數(shù)的概念,實現(xiàn)突發(fā)事件下對供應品的分類管理,在此基礎上以制造商獲得供應商告知實情、防止劣質(zhì)產(chǎn)品供應以及期望收益的最大化為準則,對供需雙方?jīng)_突進行博弈分析,建立了不同等級供應品的供應系統(tǒng)動態(tài)應急模型。本文提出的模型從時間、收益等多個維度刻畫突發(fā)事件可能造成的危害和可挽救度,可以實時了解博弈雙方的收益狀況,另外,還將劣質(zhì)品的使用考慮其中,更加符合實際情況。通過對本模型的進一步完善,可以探索供應鏈復雜應急協(xié)調(diào)場景下的研究,也是本模型未來的一個發(fā)展方向。
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