張來(lái)江, 顏榮芳
(西北師范大學(xué) 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院 ,甘肅 蘭州 730070)
?
需求信息不對(duì)稱下雙渠道供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)
張來(lái)江, 顏榮芳
(西北師范大學(xué) 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院 ,甘肅 蘭州 730070)
基于報(bào)童模型,研究了由一個(gè)制造商與一個(gè)零售商組成的雙渠道供應(yīng)鏈在需求信息不對(duì)稱條件下的契約協(xié)調(diào)問(wèn)題,分別得到了離散和連續(xù)兩種需求類型下的最優(yōu)回購(gòu)契約,并分析了最優(yōu)回購(gòu)契約對(duì)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)績(jī)效.
雙渠道供應(yīng)鏈;信息不對(duì)稱;回購(gòu)契約;供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)
隨著信息技術(shù)和物流技術(shù)的飛速發(fā)展,越來(lái)越多的企業(yè)在通過(guò)傳統(tǒng)零售渠道分銷商品的同時(shí),開通了網(wǎng)絡(luò)直銷渠道,業(yè)已形成了傳統(tǒng)渠道和網(wǎng)絡(luò)直銷并存的雙渠道銷售體系,雙渠道銷售已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)零售的主流模式.
然而,電子直銷渠道的引入使傳統(tǒng)零售商對(duì)制造商不再信任,不再完全傳遞或共享真實(shí)的信息給其制造商,出現(xiàn)了信息不對(duì)稱的現(xiàn)象,所謂信息不對(duì)稱,是指某個(gè)或某些供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)企業(yè)擁有的,其他成員無(wú)法了解的私有信息,在供應(yīng)鏈管理中信息不對(duì)稱現(xiàn)象普遍存在,如制造商擁有更多關(guān)于生產(chǎn)能力,產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本等方面的信息,而零售商擁有更多關(guān)于銷售成本, 市場(chǎng)預(yù)測(cè)等方面的信息,企業(yè)單邊信息不對(duì)稱將會(huì)導(dǎo)致逆向選擇問(wèn)題,使決策者的決策變量(如產(chǎn)量,訂貨量等)產(chǎn)生扭曲,從而破壞供應(yīng)鏈協(xié)調(diào),影響供應(yīng)鏈的效率.在更多的供應(yīng)鏈實(shí)踐中,擁有私人信息的企業(yè)往往以自己的收益最大化為目標(biāo)而不是考慮整個(gè)供應(yīng)鏈的收益,隱匿或者謊報(bào)信息的行為有可能發(fā)生,這使得供應(yīng)鏈更容易導(dǎo)致雙重邊際化效應(yīng)和牛鞭效應(yīng)等低效率行為,因此在信息不對(duì)稱下供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)機(jī)制研究越來(lái)越受到關(guān)注,供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的實(shí)現(xiàn)就是使分散決策中的個(gè)體的行為和集中決策中的個(gè)體行為保持一致,有效的契約協(xié)調(diào)機(jī)制是提高供應(yīng)鏈效率的重要手段,以下文獻(xiàn)在不同的信息非對(duì)稱條件之下對(duì)供應(yīng)鏈的定價(jià)與協(xié)調(diào)機(jī)制進(jìn)行了研究.如Metin等(2010)[1]分析了一個(gè)供應(yīng)商和一個(gè)零售商組成的單渠道供應(yīng)鏈,在制造商的單位生產(chǎn)成本信息非對(duì)稱下,零售商給其供應(yīng)商提供契約組合的逆向選擇博弈,并探討了最優(yōu)契約組合可以協(xié)調(diào)渠道的依賴條件;Liu和Ozalp(2010)[2]研究了制造商擁有新產(chǎn)品需求更新信息的單渠道供應(yīng)鏈,分析比較了價(jià)格數(shù)量彈性契約對(duì)供應(yīng)鏈績(jī)效的影響;ErbaoCao等(2013)[3]研究了成本信息不對(duì)稱下雙渠道供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)問(wèn)題,給出了在批發(fā)價(jià)契約下的平衡定價(jià)與利潤(rùn),并分析了零售商的成本信息對(duì)各參與方及系統(tǒng)利潤(rùn)的影響;VolodymyrBabich等(2012)[4]在隨機(jī)需求下,研究了由一個(gè)制造商與一個(gè)零售商組成的單渠道供應(yīng)鏈在需求信息不對(duì)稱條件下的契約協(xié)調(diào)問(wèn)題,分別得到了離散和連續(xù)兩種需求類型下的最優(yōu)回購(gòu)契約;Mukhopadhyay等(2008)[5]研究了需求信息非對(duì)稱下制造商為領(lǐng)導(dǎo)者的雙渠道供應(yīng)鏈定價(jià)策略,并討論了需求受價(jià)格和服務(wù)影響時(shí),服務(wù)成本信息不對(duì)稱下的最優(yōu)決策;Yue和Liu(2006)[6]研究了信息共享對(duì)定價(jià)的影響,同時(shí)也分析了供應(yīng)鏈主體對(duì)信息共享的態(tài)度;Yan和Pei等(2011)[7]研究了信息不對(duì)稱下雙渠道供應(yīng)鏈中信息共享對(duì)制造商和零售商利潤(rùn)的影響,研究發(fā)現(xiàn)信息共享下制造商的利潤(rùn)總是增加的,但對(duì)零售商利潤(rùn)的影響并不明顯;Yao等(2005)[8]分別探討了信息對(duì)稱和不對(duì)稱給回購(gòu)契約下制造商和零售商收益的影響;Hsieh等(2008)[9]以單個(gè)供應(yīng)商和單個(gè)零售商組成的供應(yīng)鏈系統(tǒng)為研究對(duì)象,在需求信息不對(duì)稱的情況下,研究了單產(chǎn)品短生命周期的聯(lián)合決策問(wèn)題;Gong(2008)[10]研究了供應(yīng)商與零售商在信息不對(duì)稱的情況下,最優(yōu)的回購(gòu)契約并不總能實(shí)現(xiàn)。Gan等(2010)[11]研究了需求信息不對(duì)稱下供應(yīng)商代發(fā)貨供應(yīng)鏈中,供應(yīng)商可提供一個(gè)承諾處罰契約組合來(lái)獲取零售商的需求信息,并得到了使供應(yīng)商期望利潤(rùn)最大化的最優(yōu)解;Xiao和Yang(2009)[12]探討了一個(gè)制造商和一個(gè)零售商在需求不確定下面對(duì)外部整合競(jìng)爭(zhēng)者時(shí), 制造商采用改進(jìn)的批發(fā)價(jià)格契約使零售商如實(shí)報(bào)告其風(fēng)險(xiǎn)敏感性信息,以提高供應(yīng)鏈績(jī)效;Xu等(2010)[13]給擁有私人成本信息的制造商備用供貨商,建立了一個(gè)含有轉(zhuǎn)移支付和提前期的最優(yōu)批發(fā)價(jià)格契約模型.需要說(shuō)明的是,以上所提到的絕大多數(shù)研究者都是基于隨機(jī)需求的單渠道,成本信息不對(duì)稱以及簡(jiǎn)單的回購(gòu)契約等來(lái)展開的.在隨機(jī)需求下,考慮零售商掌握市場(chǎng)需求類型這一私有信息即零售商的需求信息不對(duì)稱,利用擁有轉(zhuǎn)移支付的回購(gòu)契約,在離散和連續(xù)的需求類型狀態(tài)之下,從最優(yōu)訂購(gòu)量和在線生產(chǎn)量的角度研究了制造商雙渠道供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)策略.
考慮由一個(gè)制造商和一個(gè)零售商組成的雙渠道供應(yīng)鏈,其中制造商為Stackelberg領(lǐng)導(dǎo)者,而零售商為跟隨者。假設(shè)市場(chǎng)中僅有一種產(chǎn)品,制造商可以通過(guò)傳統(tǒng)渠道和直銷渠道同時(shí)向消費(fèi)者銷售這一產(chǎn)品。記制造商和零售商的成本分別為cm和cr,直銷價(jià)和零售價(jià)分別為pm和pr,制造商以批發(fā)價(jià)w將產(chǎn)品分銷給零售商,制造商在線渠道的生產(chǎn)量為Qm,零售商給制造商承諾的訂購(gòu)量為Qr,零售商未售出的產(chǎn)品制造商將以價(jià)格b回收,此外零售商需支付制造商固定費(fèi)用T.
該契約由回購(gòu)價(jià)b,單位批發(fā)價(jià)w,固定的轉(zhuǎn)移支付T組成,可表示為(wi,bi,Ti), 其中(wL,bL,TL)是為低類型零售商設(shè)計(jì)的契約,而(wH,bH,TH)是為高類型零售商設(shè)計(jì)的契約.在滿足零售商的個(gè)人理性約束(IR)與激勵(lì)相容約束(IC)之下,使制造商的期望利潤(rùn)最大化,可求得契約組合中相對(duì)應(yīng)的值.設(shè)定(IR)約束是為了讓零售商的利潤(rùn)在真實(shí)表露市場(chǎng)需求的情況下大于其保留利潤(rùn)π0,保證了零售商參與雙渠道供應(yīng)鏈的積極性.(IC)激勵(lì)相容約束是用來(lái)引誘零售商選擇能窺測(cè)其類型即市場(chǎng)需求類型的約束.
零售商觀察市場(chǎng)類型選擇其中一組契約,并告知制造商其承諾的訂購(gòu)量Qri(i=L,H),制造商則會(huì)根據(jù)零售商的選擇所透露出的市場(chǎng)需求類型,來(lái)安排其線上和線下渠道的生產(chǎn)量,待真實(shí)的市場(chǎng)出現(xiàn)之后,再將零售商未售出的產(chǎn)品以協(xié)定的單位價(jià)格b回收.
出于討論方便,假設(shè)缺貨成本和挽救價(jià)值對(duì)于制造商與零售商來(lái)說(shuō)均為零,對(duì)一些參數(shù)關(guān)系加以說(shuō)明:
1)w∈[0,n],b∈[0,m],即w和b是有界的.
2)bi 容易得到零售商的利潤(rùn)Πr和制造商的利潤(rùn)Πm分別為 Πr=(pr-cr)min(Qr,Dr)-wQr +b(Qr-Dr)+-T, 和 Πm=pmmin(Qm,Dm)-cmQm+(w-cm)Qr -b(Qr-Dr)++T, 其中Qr為零售商的訂購(gòu)量,Qm為制造商在線渠道的生產(chǎn)量,(Qr-Dr)+為零售商未售出的產(chǎn)品數(shù)量.注意到min(D,Q)=D-(D-Q)+,(X-Q)+=max(X-Q,0),因此 Πr=(b-pr+cr)(Dr-Qr)+ +(pr-cr-b)Dr+(b-w)Qr-T, Πm=pmDm-pm(Dm-Qm)+-cmQm +(w-cm)Qr-b(Qr-Dr)-b(Dr -Qr)++T. 當(dāng)i型零售商選擇j型契約時(shí),其期望利潤(rùn) -(wj-bj)Qr-Tj(i,j=L,H). (1) 記零售商承諾的最優(yōu)訂購(gòu)量 (2) 將式(2)代入式(1), 得 (3) 類似地,可以將i型零售商選擇j型契約時(shí)制造商的期望利潤(rùn)表示為: (4) 于是,由式(3)和(4)可得集中式情形下系統(tǒng)的期望總利潤(rùn) 由于集中式情形下信息對(duì)稱,因此制造商只需決定產(chǎn)品的產(chǎn)量。容易證明E[Πc]關(guān)于Qmi,Qri是聯(lián)合凹的。由期望總利潤(rùn)最大化的一階條件立即得到制造商在線渠道的最優(yōu)生產(chǎn)量和零售商的最優(yōu)訂購(gòu)量分別滿足 因此, 制造商的決策問(wèn)題可以表示為如下的最優(yōu)化問(wèn)題: (A1) 從零售商承諾的最優(yōu)訂購(gòu)量滿足的條件(2)可得 (5) QrHL>QrLL, (6) 因此,當(dāng)(IR-1)和(IC-2)滿足時(shí)(IR-2)自然滿足,從而約束(IR-2)可被去掉.注意到 當(dāng)約束(IR-1)和(IC-2)的等號(hào)成立時(shí), (7) (8) 將式(7)和(8)代入式(A1)可得 由一階條件可得 再結(jié)合式(5), 得到最優(yōu)解滿足的條件 (9) (10) 因此(IC-1)在約束(IR-1)和(IC-2)滿足的最優(yōu)解下自然成立, 從而這一約束可以被去掉。 于是得到下面的命題. 命題1 由制造商最優(yōu)決策問(wèn)題所確定的對(duì)兩類零售商的最優(yōu)契約為 ii)最優(yōu)批發(fā)價(jià) iii)最優(yōu)轉(zhuǎn)移費(fèi)用 -π0, (11) (12) 注2 在最優(yōu)解中Q*rHH=QcrH,Q*rLL≠Q(mào)crL,Q*mHH=QcmH,Q*mLL=QcmL,說(shuō)明對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)的最優(yōu)解,并不是整個(gè)供應(yīng)鏈中的第一最優(yōu)解,即只有在高類型市場(chǎng)需求下,在線生產(chǎn)量與零售商訂購(gòu)量才能達(dá)到集中式最優(yōu),使渠道得到協(xié)調(diào),而在低類型市場(chǎng)需求下零售商未達(dá)到集中式最優(yōu),制造商卻達(dá)到了集中式最優(yōu). 制造商的決策問(wèn)題可以表示為如下的最優(yōu)化問(wèn)題: (A2) 其中,E[Πr(φ,ψ)]表示φ型零售商選擇ψ型契約時(shí)的期望利潤(rùn),E[Πm(φ)]表示面對(duì)φ型零售商時(shí)制造商的期望利潤(rùn).設(shè)定(IR)約束要求任何需求類型的零售商在真實(shí)的表露市場(chǎng)類型時(shí),其期望利潤(rùn)必須大于保留利潤(rùn);(IC)約束表明φ型的零售商只有選擇φ型的契約時(shí)其期望利潤(rùn)才是最大的. 首先考慮φ型零售商選擇ψ型契約時(shí)其期望利潤(rùn) E[Πr(φ,w(ψ),b(ψ),T(ψ),Qr)] -[w(ψ)-b(ψ)]Qr-T(ψ). (13) 記零售商承諾的最優(yōu)訂購(gòu)量Qr(φ,ψ)∈argmaxΠr(φ,w(ψ),b(ψ),T(ψ),Qr),則 =w(ψ)-b(ψ). (14) 將式(14)代入式(13),得 令Qr(φ*)=Qr(φ,φ),當(dāng)零售商真實(shí)的表露市場(chǎng)需求狀態(tài)時(shí),其期望利潤(rùn)為 (15) 由式(13)得 因此 (16) 結(jié)合式(15)和(16) 令Qm(φ*)=Qm(φ,φ)則制造商的期望利潤(rùn) (17) 將式(17)代入式(A2)可得 其中 (18) (19) (20) +b*(φ). 通過(guò)以上計(jì)算可得命題2. 命題2 當(dāng)需求類型φ是連續(xù)變量時(shí),最優(yōu)回購(gòu)契約(w(φ),b(φ),T(φ))如下 b*(φ)=m, +b*(φ), -π0, (21) 注5 在連續(xù)的需求狀態(tài)下,制造商為獲取需求信息而向零售商所支付的信息租金為 并且,當(dāng)b*(φ)→pr-cr時(shí)信息租金將為零. 命題3 在連續(xù)需求類型情形下,制造商的最優(yōu)契約(w*(φ),b*(φ),T*(φ))可以使2個(gè)渠道達(dá)到協(xié)調(diào),并且也可以使自己的信息租金為零. 命題4 無(wú)論是在離散需求類型還是在連續(xù)需求類型下,制造商均實(shí)現(xiàn)了集中式最優(yōu). 在雙渠道供應(yīng)鏈中,制造商無(wú)法直接從直銷渠道獲取需求信息,只能借助零售商對(duì)契約的選擇間接獲取有效信息,再將這一狀態(tài)延伸至直銷渠道,而傳統(tǒng)渠道的零售商掌握著更多關(guān)于市場(chǎng)需求類型的信息.制造商為了從零售商那里誘取需求類型信息,建立了一組契約,此契約中包含回收價(jià)格,批發(fā)價(jià)格,轉(zhuǎn)移支付三個(gè)變量.面對(duì)此契約零售商可靈活的應(yīng)對(duì)不確定的需求,為此零售商獲取的高于其保留利潤(rùn)部分的利潤(rùn)將會(huì)減少.與信息對(duì)稱相比,制造商的利潤(rùn)有所減少,其減少量會(huì)以信息租金的形式轉(zhuǎn)移到零售商一方.基于此得到了需求信息不對(duì)稱下的最優(yōu)回購(gòu)契約,并且分析了此契約只能滿足零售商的保留利潤(rùn),而制造商奪取了零售商原本想高于其保留利潤(rùn)部分的利潤(rùn),此時(shí)的解幾乎可以被看作是第一最優(yōu)解,也得到了無(wú)論是在離散還是連續(xù)的需求類型狀態(tài)之下,作為政策的制定者,制造商均實(shí)現(xiàn)了集中式情形下的最優(yōu)解. [1]MCAKANYILDIRIM,FengQI,XianghuaGAN,et al.Contractingandcoordinationunderasymmetricproductioncostinformation[J].ProductionandOperationsManagement. 2012, 21(2):345-360. [2]HengLIU,OOZER.Channelincentivesinsharingnewproductdemandinformationandrobustcontracts[J].EuropeanJournalofOperationsResearch. 2010, 207(3):1341-1349. [3]ECAO,YujieMA,CanWAN,et al.Contractingwithasymmetriccostinformationinadual-channelsupplychain[J].OperationsResearchLetters. 2013, 41(4):410-414. [4]VBABICH,HantaoLI,PRITCHKEN,et al.Contractingwithasymmetricdemandinformationinsupplychains[J].EuropeanJournalofOperationalResearch.2012, 217(2):333-341. [5]SMUKHOPADHYAY,DongqingYAO,XiaohangYUE.Informationsharingofvalue-addingretailerinamixdechannelhi-techsupplychain[J].JournalofBusinessResearch. 2008, 61(9):950-958. [6]XiaohangYUE,JLIU.DemandForecastSharinginadual-channelSupplyChain[J].EuropeanJournalofOperationsResearch. 2006, 174(1):646-667. [7]RuiliangYAN,ZhiPEI.Informationasymmetrypricingstrategyandfirm'sperformanceintheretailer-multi-channelmanufacturersupplychain[J].JournalofBusinessResearch. 2011,64(4):377-384. [8]DongqingYAO,XiaohangYUE,XiaoyinWANG,et al.Theimpactinformationsharingonareturnpolicywiththeadditionofadirectchannel[J].InternationalJournalofProductionEconomics. 2005, 97(2):196-209. [9]ChungchiHSIEH,ChenghanWU,YajingHUANG.Orderingandpricingdecisionsinatwo-echelonsupplychainwithasymmetricdemandinformation[J].EuropeanJournalOperationalResearch. 2008, 190(2):509-525. [10]QiangGONG.Optimalbuybackcontractswithasymmetricinformation[J].InternationalJournalofManagementandMarketingResearch. 2008, 1(1):23-47. [11]XianghuaGAN,SSETHI,JingZHOU.Commitment-penaltycontractsindrop-shippingsupplychainswithasymmetricdemandinformation[J].EuropeanJournalofOperationalResearch. 2010, 204(3):449-462. [12]TiaojunXIAO,DanqinYANG.Risksharingandinformationrevelationmechanismofaone-manufacturerandone-retailersupplychainfacinganintegratedcompetitor[J].EuropeanJournalofOperationalResearch. 2009, 196(3):1076-1085. [13]HeXU,NingSHI,ShihuaMA,et al.Contractingwithanurgentsupplierundercostinformationasymmetry[J].EuropeanJournalofOperationalResearch.2010, 206(2):374-383. Contracting with Asymmetric Demand Information in Dual-Channel Supply Chains YAN Rong-fang ,ZHANG Lai-jiang Based on the newsboy model, this paper studied the contract coordination of dual channel supply chain consisting of a manufacturer and a retailer in demand under the condition of asymmetric information. We modeled the retailer's private information as a space of either discrete or continuous demand states, and analyzed the optimal performance, the buyback contract coordination in supply chain. dual-channel supply chain; asymmetric information; return policies; supply chain coordination 2015-06-07 國(guó)家自然科學(xué)基金(71471148);甘肅省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(1104GKCA030) 顏榮芳(1964—),(1964-),男,甘肅武山人,教授,博士 E-mail:yanrf@nwnu.edu.cn F270.7 A3 連續(xù)需求狀態(tài)模型
4 結(jié)束語(yǔ)
(College of Mathematics and Statistics, Northwest Normal University, Lanzhou ,Gansu 730070, China)