張顯峰

(華南理工大學(xué) 工商管理學(xué)院，廣東 廣州 510410)

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雙周期可變供貨協(xié)議的運(yùn)轉(zhuǎn)優(yōu)化模型:以漫友為例

張顯峰

(華南理工大學(xué) 工商管理學(xué)院，廣東 廣州 510410)

摘要：關(guān)注一個(gè)雙周期且存在單一供應(yīng)商和多個(gè)經(jīng)銷商組成的供應(yīng)鏈生產(chǎn)和庫存的分配優(yōu)化問題：第1個(gè)期間，供應(yīng)商根據(jù)經(jīng)銷商的訂單進(jìn)行生產(chǎn)。從第2期間開始，通過引入一個(gè)雙周期調(diào)整協(xié)議，供應(yīng)商為經(jīng)銷商提供了一個(gè)可以在第2期間重新調(diào)整庫存的機(jī)會(huì)，即每個(gè)經(jīng)銷商可以從供應(yīng)商那里購買額外庫存或銷售回多余庫存(轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)際發(fā)貨、收貨等交割可在經(jīng)銷商之間進(jìn)行)。研究運(yùn)用建立數(shù)學(xué)模型論證了雙周期情況下一個(gè)供應(yīng)商和多個(gè)經(jīng)銷商組成的縱向集中而橫向分散型系統(tǒng)(半分散型系統(tǒng))的生產(chǎn)、庫存及價(jià)格最優(yōu)均衡模型，接著通過實(shí)例數(shù)據(jù)分析，對(duì)完全集中型、半分散型和完全分散型系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)優(yōu)化效果進(jìn)行比較，結(jié)果顯示,完全集中型優(yōu)化效果最好(最高13%)，但實(shí)現(xiàn)難度大；而半分散型是否強(qiáng)于完全分散型系統(tǒng)，取決于調(diào)節(jié)協(xié)議中約定的批發(fā)價(jià)與生產(chǎn)成本之間的差距因素，差距越小，則半分散型系統(tǒng)的優(yōu)化效果越強(qiáng)(最高3.39%)。

關(guān)鍵詞：供應(yīng)鏈管理；雙周期可變合同；優(yōu)化轉(zhuǎn)運(yùn)；半分散型系統(tǒng)

隨著供應(yīng)鏈中信息化的不斷加強(qiáng)，供應(yīng)商和各銷售商之間普遍建立了便捷而可靠的訂單管理等信息系統(tǒng)，而各經(jīng)銷商之間往往數(shù)量眾多且存在一定競爭性和信息壁壘，相互聯(lián)系依然不是很普遍。在此情景下，如何通過供應(yīng)商引導(dǎo)調(diào)整經(jīng)銷商之間的貨物轉(zhuǎn)運(yùn)，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈優(yōu)化成為一個(gè)重要課題。以往學(xué)者也認(rèn)為，通過庫存共享(即獨(dú)立經(jīng)銷商們對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈進(jìn)行協(xié)商轉(zhuǎn)運(yùn))可為供應(yīng)商和整個(gè)供應(yīng)鏈帶來庫存匯集效應(yīng)(inventory pooling effect)，可有效減少經(jīng)銷商的庫存量，節(jié)省供應(yīng)商的生產(chǎn)及庫存費(fèi)用、避免浪費(fèi)，也可更好更及時(shí)地滿足市場消費(fèi)需求。Singha等[1]比較了集中和分散供應(yīng)鏈的優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)踐中，有供應(yīng)商通過給經(jīng)銷商提供現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)等方式，鼓勵(lì)存貨在銷售網(wǎng)絡(luò)中共享及轉(zhuǎn)運(yùn)，但這需要所有經(jīng)銷商都參與到整個(gè)協(xié)調(diào)系統(tǒng)中來，現(xiàn)實(shí)中面臨很多不確定性，因此較難操作。

Shao等[2]將分散型供應(yīng)鏈系統(tǒng)分為橫向分散型系統(tǒng)(即經(jīng)銷商之間是相互獨(dú)立的)、縱向分散型系統(tǒng)(即經(jīng)銷商均獨(dú)立于供應(yīng)商)和完全分散型系統(tǒng)(即橫向、縱向都分散的系統(tǒng))。多數(shù)研究都圍繞橫向分散型系統(tǒng)進(jìn)行，根據(jù)經(jīng)銷商之間的合作程度可將協(xié)調(diào)策略分為轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)格(TP)和利潤分配規(guī)則(PA)兩種，但以往研究通常只考慮了全部經(jīng)銷商參與而供應(yīng)商未參與的部分供應(yīng)鏈，且采用較簡單的單周期模型。本研究提出了一種供應(yīng)商和經(jīng)銷商都參與的“縱向集中而橫向分散”供應(yīng)鏈模型，簡稱“半分散型”系統(tǒng)，且在雙周期的情景下，該模型的庫存轉(zhuǎn)運(yùn)優(yōu)化如何進(jìn)行？供應(yīng)商及經(jīng)銷商在每個(gè)周期的最優(yōu)決策是什么，如何設(shè)計(jì)雙周期可變合同使供應(yīng)商和經(jīng)銷商之間達(dá)到博弈均衡呢？這是本研究的重點(diǎn)。

雙周期或多周期模型在現(xiàn)實(shí)中廣泛存在，經(jīng)銷商們?cè)谑盏降谝慌浳锊N售一段時(shí)間后，會(huì)面臨需要補(bǔ)貨或者退回多余訂貨的情況，需要在第2周期進(jìn)行庫存調(diào)整，但調(diào)整依據(jù)是供應(yīng)商和經(jīng)銷商之間簽訂的可調(diào)節(jié)供貨協(xié)議。供應(yīng)鏈協(xié)議調(diào)節(jié)模型此前由 Li等[3]學(xué)者提出，并進(jìn)行了動(dòng)態(tài)理論分析；協(xié)議調(diào)節(jié)能否奏效的關(guān)鍵是經(jīng)銷商是否愿意接受協(xié)議，即每個(gè)經(jīng)銷商是否獲得利益最大化的復(fù)雜博弈。因此，研究這類問題的關(guān)鍵便是供應(yīng)商如何制定首次批發(fā)價(jià)格及再次采購價(jià)等，使得這一復(fù)雜博弈達(dá)到均衡。

1文獻(xiàn)分析

庫存分配及轉(zhuǎn)運(yùn)是供應(yīng)鏈研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。Agrawal等[4]學(xué)者研究了集中型供應(yīng)鏈中的庫存再分配問題，發(fā)現(xiàn)在一個(gè)分散型供應(yīng)鏈里使用獎(jiǎng)勵(lì)措施才能實(shí)現(xiàn)庫存的重新最優(yōu)分配。國內(nèi)方面，李曉宏等[5]研究發(fā)現(xiàn)在需求信息及時(shí)更新的情況下，轉(zhuǎn)運(yùn)可增加經(jīng)銷商及整個(gè)供應(yīng)鏈的效益；李怡娜等[6]發(fā)現(xiàn)在供應(yīng)商生產(chǎn)能力約束下，貨物轉(zhuǎn)運(yùn)可緩沖市場波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)增加供應(yīng)鏈的期望利潤。這些研究集中于轉(zhuǎn)運(yùn)在特殊情形下對(duì)供應(yīng)鏈個(gè)體及整體效益的影響，但未涉及如何設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制以達(dá)到供應(yīng)鏈均衡這一重要問題。

為實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈買賣雙方的利益均衡，供應(yīng)合同往往設(shè)定很多變量，如價(jià)格、數(shù)量、交貨時(shí)間等可調(diào)整的參數(shù)，很多研究及實(shí)踐中都常常提到這些特別的供應(yīng)合同：如“采購折扣優(yōu)惠合同”、退貨合同、數(shù)量彈性合同、利潤分成合同及期權(quán)合約[7]。此外，一些公司還采用供應(yīng)合同組合，如惠普(HP)的合同組合主要考慮“價(jià)格優(yōu)勢”和“庫存風(fēng)險(xiǎn)”的平衡點(diǎn)：50%采購簽訂長期合同，35%簽訂不具約束力的協(xié)議，15%為現(xiàn)貨采購，提高靈活性。現(xiàn)貨市場采購提供了理論上的庫存控制靈活性，但其價(jià)格和產(chǎn)量的不確定性增加了供應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)[8]。Agrawal等[4]考慮制造商可以選擇短期和長期協(xié)議與供應(yīng)合同，長期協(xié)議可縮短交貨時(shí)間。Moinzadeh等[9]研究認(rèn)為長期的供應(yīng)合同的商品價(jià)格相對(duì)低一些，而短期合同的商品價(jià)格相對(duì)要高；Anupindi等[7]的研究涉及到同時(shí)采用幾個(gè)供應(yīng)合約的問題，每個(gè)合同指定一個(gè)價(jià)格，承諾每年最低采購數(shù)量和允許的最大年采購量。Anupindi等[7]研究的供貨合同為：買方須提交最低累計(jì)數(shù)量的多期采購，而賣方給予買方一定的退貨折扣價(jià)格優(yōu)惠；Moinzadeh等[10]還研究了可調(diào)整的固定交貨合同，當(dāng)買方貨物庫存超過一定水平，在以后的采購中，買方被允許調(diào)整采購量。這些供應(yīng)鏈研究不斷引入變量進(jìn)行探索，但其研究對(duì)象往往又是縱向的供應(yīng)商和經(jīng)銷商之間的集中系統(tǒng)，未同時(shí)進(jìn)行橫向經(jīng)銷商(分散系統(tǒng)角度)的研究，存在一定局限性。

關(guān)于貨物運(yùn)轉(zhuǎn)的理論模型，Rudi等[11]最先考慮了橫向分散型系統(tǒng)的轉(zhuǎn)運(yùn)問題，提出一個(gè)單周期模型，假設(shè)只有兩個(gè)經(jīng)銷商，轉(zhuǎn)運(yùn)僅發(fā)生在銷售周期末，且經(jīng)銷商無條件接受任何轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)格，該研究證明存在唯一的納什均衡訂貨數(shù)量并解出了轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)格函數(shù)。后續(xù)的相關(guān)研究多基于Rudi等的研究框架，如Hu等[12]利用類似模型證明了協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)格并不總是存在。錢宇等[13]重點(diǎn)研究了醫(yī)藥行業(yè)的供應(yīng)鏈中轉(zhuǎn)運(yùn)訂貨和定價(jià)決策問題，結(jié)論為：轉(zhuǎn)運(yùn)雖然不能協(xié)調(diào)分散型供應(yīng)鏈，但可以顯著提高供應(yīng)鏈效率。還有些研究考慮了橫向分散型系統(tǒng)內(nèi)假定經(jīng)銷商之間有部分合作，采用“PA”參與分配轉(zhuǎn)運(yùn)，并增加了所有經(jīng)銷商的總利潤。Anupindit等[7]考慮了多個(gè)(超過兩個(gè))經(jīng)銷商的情況，假定經(jīng)銷商無權(quán)決定轉(zhuǎn)運(yùn)量，但有一個(gè)PA組合可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)盟博弈的一個(gè)核心(Core)均衡。Granot等[14]拓展了這項(xiàng)研究，放寬假設(shè)，允許經(jīng)銷商自主決定轉(zhuǎn)運(yùn)量。Huang等[15]比較了TP 和PA兩種方法，建議采用由一個(gè)中立的中心倉庫來引導(dǎo)協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)。近年來一些文獻(xiàn)研究了橫向分散型系統(tǒng)內(nèi)非合作的經(jīng)銷商之間的部分協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)問題。在Rudi等[11]研究的基礎(chǔ)上，Yan等[16]，以及Hanany[17]考慮在經(jīng)銷商之間信息不對(duì)稱的情況下，需要一個(gè)中立的第三方來實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)。但這些研究都忽略了第三方的利潤訴求及是否愿意參與協(xié)調(diào)機(jī)制的問題。另外，陳敬賢等[18]利用數(shù)值分析研究了收益分享比例對(duì)協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈的作用。禹愛民等[19]的研究表明，在網(wǎng)絡(luò)經(jīng)銷商與傳統(tǒng)實(shí)體經(jīng)銷商競爭的情況下，轉(zhuǎn)運(yùn)雖不能完全協(xié)調(diào)分散型供應(yīng)鏈，但在實(shí)體經(jīng)銷商的引導(dǎo)下，制定價(jià)格機(jī)制可實(shí)現(xiàn)經(jīng)銷商雙贏。Dong等[20]研究了轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)縱向分散型供應(yīng)鏈的影響，結(jié)合供應(yīng)商的批發(fā)價(jià)格決策策略，比較完全分散型系統(tǒng)、縱向分散型系統(tǒng)的效率，但未考慮如何協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)問題。以上這些研究都是單周期模型轉(zhuǎn)運(yùn)，Rong等[21]考慮了雙周期模型，允許經(jīng)銷商在第2周期初作前瞻性的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)，證明了恒定的轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)格不能實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)均衡，Sharma等[22]還研究了多期間的模型，但這些研究又都沒有考慮什么樣的轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)格才能實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的均衡。

現(xiàn)有的中外文獻(xiàn)都集中于經(jīng)銷商之間的協(xié)商轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，盡管研究十分深入，但由于博弈理論分析難度過大，多數(shù)采用了單周期模型，通常也只針對(duì)經(jīng)銷商的部分供應(yīng)鏈，這樣的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制很難達(dá)成。本研究突破現(xiàn)有轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制研究的局限，探索供應(yīng)商通過可調(diào)節(jié)的供貨協(xié)議引導(dǎo)經(jīng)銷商進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)的機(jī)制，建立合理、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾p周期模型，分別求解完全集中型、半分散型系統(tǒng)模式下供應(yīng)商和經(jīng)銷商的庫存數(shù)量及價(jià)格的最優(yōu)均衡決策。

2模型構(gòu)建

2.1模型設(shè)定

本研究先開發(fā)一個(gè)完全集中的分配供應(yīng)鏈系統(tǒng)，這是一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)生產(chǎn)和庫存結(jié)構(gòu)的分配與再分配動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型。這里區(qū)分一下轉(zhuǎn)運(yùn)和再配送的定義，轉(zhuǎn)運(yùn)專門指經(jīng)銷商之間的貨物流轉(zhuǎn)，而再配送則是指供應(yīng)商和經(jīng)銷商之間的發(fā)貨與補(bǔ)貨，供應(yīng)商可能需要在發(fā)貨之后給經(jīng)銷商再添補(bǔ)或接收退回貨物。

假定一個(gè)供應(yīng)商給n個(gè)均勻分布的經(jīng)銷商發(fā)貨，用k表示某經(jīng)銷商，k = 1,…,n，用i表示發(fā)貨的2個(gè)期間(i=1，2)，用FX (·) 表示隨機(jī)變量函數(shù)X在概率空間(Ω,F,P)上的累計(jì)分布函數(shù) (cdf) ，其它相關(guān)設(shè)定如下。

Dki指經(jīng)銷商k在i期間的商品需求量(訂貨或供貨量)，其概率密度函數(shù)(pdf)為fi (s)，累計(jì)分布函數(shù)(cdf)為Fi (s)，s∈lR，方便起見，假定當(dāng)s< 0時(shí)，fi (s)= 0。

hi是供應(yīng)商和各經(jīng)銷商在每個(gè)周期的單位持有成本，假設(shè)供應(yīng)商和經(jīng)銷商之間持有成本相等，本研究也將討論供應(yīng)商持有成本低于經(jīng)銷商持有成本的情況。

ci是第i期每單位商品的生產(chǎn)成本，假定c2-c1

pi和ri是每個(gè)經(jīng)銷商在第i期間的單位處罰成本(違規(guī)退貨、取消定單或合作解除的處罰價(jià)格)和單位收益，合理假定為ri+pi≥c2，否則第2期就不可能生產(chǎn)。經(jīng)銷商k在第1期中多余的需求量將會(huì)被積壓，產(chǎn)生處罰成本p1；若第2期再定貨，但經(jīng)銷商k不產(chǎn)生超額需求，處罰成本為p2。根據(jù)通常規(guī)律：設(shè)定基本成本價(jià)格中，處罰性價(jià)格pi是最大的，其次是滯銷貨物留在手上付出的單位成本hi；可變供應(yīng)合同中，經(jīng)銷商對(duì)供應(yīng)商增加貨物(進(jìn)貨)的價(jià)格PBi要大于減少貨物(退貨)的價(jià)格PSi，因此有基本大小關(guān)系：

pi>hi；Pi>PBi≥PSi；而PSi與w(批發(fā)價(jià))之間雖沒有可比性，但通常w≥PSi。

設(shè)定v是供應(yīng)鏈中在第2期末的單位商品殘值，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生殘值，假設(shè)v≤(c1+h1+h2)∧(c2+h2)。

以上是本文涉及的基本數(shù)量關(guān)系，接下來構(gòu)建模型將基于這些價(jià)格與成本之間的關(guān)系進(jìn)行判斷。

本研究的雙周期過程設(shè)計(jì)為：在第1期(或在之前的某個(gè)時(shí)間開始1期，由于生產(chǎn)提前)開始時(shí)，供應(yīng)商按單位成本c1生產(chǎn)，并分發(fā)給經(jīng)銷商(這期間供應(yīng)商不持有庫存)。在第2期的開始，客戶的需求量發(fā)生不平衡變換：一些經(jīng)銷商可能不夠銷售需要加貨，而一些又有剩余可能有低于最佳庫存水平的需要調(diào)貨出去。根據(jù)經(jīng)銷商的庫存水平，供應(yīng)商決定以單位成本c2產(chǎn)生并重新分配經(jīng)銷商之間的庫存。重新分配庫存完成，而且經(jīng)銷商第2期銷售結(jié)束后，庫存商品的殘值為v/單位商品。

2.2集中型供應(yīng)鏈系統(tǒng)建模及分析

研究將創(chuàng)建一個(gè)動(dòng)態(tài)集中系統(tǒng)模型，先求解出這個(gè)系統(tǒng)在第2期間的最優(yōu)生產(chǎn)和分銷決策。然后再推導(dǎo)第1周期的最優(yōu)決策，包括生產(chǎn)多少以及如何在經(jīng)銷商之間進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。

1)第2期間的分析。

(1)

這里，zk≥0，k=1，…，n，zk是經(jīng)銷商的庫存分額，

πk2(ξ)=r2E[ξ∧Dk2]+(v-h2)E[ξ-Dk2]+-p2E[ξ-Dk2]-,?ξ≥0。

(2)

命題1 根據(jù)第2期間開始時(shí)的實(shí)際庫存情況x∈lR，第2期間的最優(yōu)產(chǎn)量及重新庫存分配政策決定是：

2)第1期間的分析。

假定供應(yīng)商開始時(shí)是0庫存，其面臨的總庫存是各經(jīng)銷商庫存之和。

(3)

πc(y)=-c1y+πc1(y)+

(4)

πk1(ξ)=r1E[Dk1]-h1E[ξ-Dk1]+-p1E[ξ-Dk1]-,?ξ≥0,

(5)

接下來討論第1期的最優(yōu)產(chǎn)量和最優(yōu)再分配庫存策略，假設(shè)產(chǎn)量為y，每個(gè)經(jīng)銷商的最優(yōu)價(jià)值產(chǎn)量yk(k=1，…，n)，其系統(tǒng)最大化的收益為πc(y)，Y0為其間的最大產(chǎn)量的價(jià)值，有

(6)

命題2 供應(yīng)商第1期間的最優(yōu)產(chǎn)量是達(dá)到最大化的產(chǎn)量Y0并分發(fā)給各經(jīng)銷商。

2.3半分散型供應(yīng)鏈系統(tǒng)的庫存再分配

為了利潤最大化，供應(yīng)商在第1期間與經(jīng)銷商約定批發(fā)價(jià)格的同時(shí)，通過簽訂調(diào)整協(xié)議的方式鼓勵(lì)各經(jīng)銷商在第2期間進(jìn)行庫存調(diào)整，進(jìn)行加貨或向其他經(jīng)銷商轉(zhuǎn)移庫存。其中，供應(yīng)商與經(jīng)銷商之間用Stackelberg模型(Stackelberg game)進(jìn)行分析，而經(jīng)銷商之間采用納什均衡(Nash game)進(jìn)行分析。

假設(shè)wk是經(jīng)銷商k從供應(yīng)商那里獲得商品的批發(fā)價(jià)，Pk B和Pk S分別是第2期間經(jīng)銷商獲得或調(diào)出商品的調(diào)整價(jià)格，假定Pk B≥Pk S；γk是經(jīng)銷商k的補(bǔ)償支付，如果γk>0，則意味著經(jīng)銷商需要支付一筆費(fèi)用出來參與調(diào)整庫存;相反若γk<0，則他通過參與這個(gè)協(xié)議可以收到一筆補(bǔ)償金|γk|。比起單純的批發(fā)協(xié)議，經(jīng)銷商利用這個(gè)其他經(jīng)銷商參與的庫存調(diào)整協(xié)議可使其獲利更多或減少損失。當(dāng)然，實(shí)際中協(xié)議約定的價(jià)格，以及wk、Pk B和Pk S等可能是某個(gè)數(shù)值，也可能是某個(gè)函數(shù)，跟第2期間的庫存狀況等具有相關(guān)性。設(shè)定一個(gè)Stackelberg模型，供應(yīng)商作為引導(dǎo)者，如果他提供的協(xié)議可以提升整個(gè)系統(tǒng)的利潤水平，他將采用充分協(xié)調(diào)及提供補(bǔ)償支付的方式推行這個(gè)協(xié)議，讓經(jīng)銷商都能參與，當(dāng)然供應(yīng)商也能最終通過系統(tǒng)增加的利潤獲得補(bǔ)償。當(dāng)經(jīng)銷商參與進(jìn)來，他們之間也形成一個(gè)納什均衡的博弈：如果合同價(jià)格是常數(shù)，這個(gè)博弈只影響?yīng)毩Q策的個(gè)別經(jīng)銷商(根據(jù)價(jià)格自行決定其批發(fā)數(shù)量增加或減少)；如果合同規(guī)定價(jià)格不是常量的，而是跟庫存水平等相關(guān)，這個(gè)博弈可能就不完全。因此，這里假設(shè)供應(yīng)鏈中各方之間的信息對(duì)稱。

(7)

yk表示該經(jīng)銷商的批發(fā)數(shù)量，而y-k表示其他經(jīng)銷商的批發(fā)數(shù)量，第1期間該經(jīng)銷商最大利潤期望函數(shù)為

(8)

對(duì)于第2期間，經(jīng)銷商需要補(bǔ)充不夠的庫存或減少多余的庫存，因此其調(diào)節(jié)合同的價(jià)格Pk B和Pk S，其數(shù)值存在最優(yōu)增加買入價(jià)格和賣出減少價(jià)格分別為

最后，經(jīng)銷商第1期間的最優(yōu)采購數(shù)量，其納什均衡可以通過方程π'kr(yk|y-k)=0,k=1,…,n進(jìn)行求解。

第2期間是否增加生產(chǎn)決定于商品轉(zhuǎn)運(yùn)之后是否滿足了加貨需求，若要增加生產(chǎn)，產(chǎn)量為二者之間差值。

3驗(yàn)證案例

3.1案例基本假設(shè)

本研究案例的選擇需滿足3個(gè)條件:1)存在一個(gè)供應(yīng)商和多家經(jīng)銷商的供應(yīng)鏈系統(tǒng)；2)經(jīng)銷商之間不發(fā)生橫向集中轉(zhuǎn)運(yùn)；3)存在通過供應(yīng)商引導(dǎo)的轉(zhuǎn)運(yùn)庫存調(diào)節(jié)行為。經(jīng)過調(diào)研及篩選，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)一家漫畫出版與發(fā)行公司——廣州漫友文化科技發(fā)展有限公司供應(yīng)鏈基本符合這些特征。該公司為漫畫書刊的供應(yīng)商，每月都向經(jīng)銷商批發(fā)很多動(dòng)漫讀物，在全國有5個(gè)一級(jí)經(jīng)銷商(分別在廣州、武漢、北京、上海及成都)及若干中小經(jīng)銷商，公司與這些經(jīng)銷商簽訂了供貨協(xié)議，但各經(jīng)銷商之間并沒有簽約或存在聯(lián)盟關(guān)系。該公司安排部分經(jīng)銷商之間在每月銷售末期按約定條件進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)貨，相關(guān)貨物轉(zhuǎn)運(yùn)信息和款項(xiàng)往來通過供應(yīng)商和經(jīng)銷商之間縱向完成，符合縱向集中而橫向分散的半分散型供應(yīng)鏈系統(tǒng)特點(diǎn)。

漫友產(chǎn)品供應(yīng)鏈各參數(shù)指標(biāo)如表1，該公司采用了恒定批發(fā)價(jià)方式調(diào)整庫存。本研究將使用雙周期模型對(duì)3種供應(yīng)鏈狀態(tài)(集中型、半分散型及完全分散型)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，看哪種類型優(yōu)化效果更好。其中，半分散型模式為企業(yè)實(shí)際發(fā)生數(shù)據(jù)，而集中型、完全分散型為推導(dǎo)和運(yùn)算數(shù)據(jù)。

表1　驗(yàn)證模型的基本指標(biāo)

根據(jù)雙周期模型的3種情況。1)在集中型供應(yīng)鏈中，供應(yīng)商和經(jīng)銷商之間的最優(yōu)決策是聯(lián)合決定的，當(dāng)然決策者是供應(yīng)商，所有經(jīng)銷商參與調(diào)節(jié)，在第1個(gè)期間和第2個(gè)期間的開始階段都進(jìn)行生產(chǎn)。在第1期間供應(yīng)商需要決定最優(yōu)生產(chǎn)量及如何最優(yōu)地將所需庫存分配給各個(gè)經(jīng)銷商；在第2期間開始，供應(yīng)商也通過第1期間的銷售情況，在經(jīng)過所有經(jīng)銷商參與(橫向及縱向)調(diào)節(jié)后決定最優(yōu)生產(chǎn)量及每個(gè)經(jīng)銷商的重新分配理想數(shù)量。2)在完全分散型模式下，經(jīng)銷商在經(jīng)歷第1期間的銷售后，只能通過與供應(yīng)商進(jìn)行直接溝通，庫存過多則退回貨物接受處罰，若貨物不夠則進(jìn)行直接補(bǔ)貨。3)本案例實(shí)際情況為半分散型供應(yīng)鏈(縱向集中而橫向分散)，供應(yīng)商與各經(jīng)銷商簽訂了調(diào)節(jié)庫存協(xié)議，目的是改進(jìn)經(jīng)銷商及整個(gè)供應(yīng)鏈增加企業(yè)利潤。依照此合同，在第2期間初始，每個(gè)經(jīng)銷商可以根據(jù)自己在第1期間的銷售量及與供應(yīng)商早在生產(chǎn)啟動(dòng)之前商定加貨或退貨的價(jià)格調(diào)整自己的庫存量。當(dāng)然，這里的“購買”和“賣出”都是虛擬的，實(shí)際的庫存是通過供應(yīng)商的牽線直接由貨多的經(jīng)銷商A運(yùn)給了缺貨的經(jīng)銷商B。所以這個(gè)雙向可調(diào)節(jié)合同是實(shí)現(xiàn)供應(yīng)商引導(dǎo)調(diào)節(jié)，并使經(jīng)銷商可以進(jìn)行獨(dú)立決策的關(guān)鍵工具。

優(yōu)化效果跟提前約定的處罰成本數(shù)值相關(guān)，通常有3種情況：P1表示經(jīng)銷商在2個(gè)期間對(duì)未銷售出商品的處罰相同；P2表示對(duì)第1期間的處罰重于第2期間；P3表示第2期間的處罰重于第1期間。對(duì)經(jīng)銷商的處罰成本類別見表2。

表2　對(duì)經(jīng)銷商的處罰成本類別

除了處罰成本，模型的優(yōu)化效果還與經(jīng)銷商在兩個(gè)期間的采購量比重相關(guān)。假定經(jīng)銷商采購需求呈正態(tài)分布，D1表示第1、第2期間采購數(shù)量均值與標(biāo)準(zhǔn)差都相同；D2、D3表示在第2期間的采購量均值和標(biāo)準(zhǔn)差比第1期間要小，在后兩種情況下，在第1期間結(jié)束的時(shí)候經(jīng)銷商更有動(dòng)力調(diào)節(jié)多余的商品給其他經(jīng)銷商，調(diào)節(jié)效應(yīng)更大。經(jīng)銷商的需求分布參數(shù)見表3。

表3　經(jīng)銷商的需求分布參數(shù)

3.2案例優(yōu)化效果對(duì)比

本研究以完全分散型供應(yīng)鏈(A0)作為基準(zhǔn)，與集中型(A1)和半分散型(A2)的供應(yīng)鏈優(yōu)化數(shù)值做比較，看哪種方式的優(yōu)化效果較好。同時(shí)調(diào)整參數(shù)，得到A3的數(shù)值(表4)。

表4　集中型、半分散型、完全分散型供應(yīng)鏈的優(yōu)化效益比較(百萬元人民幣)

從表4可看出，整體而言，集中型供應(yīng)鏈系統(tǒng)的(A1)優(yōu)化效果最佳；其次是完全分散型供應(yīng)鏈系統(tǒng)(A0)；優(yōu)化效果最差的是半分散型供應(yīng)鏈(A2)。這一結(jié)果似乎與預(yù)期的結(jié)果并不一致，但當(dāng)改變條件使“w=c1”的情況下(A3)，半分散型供應(yīng)鏈優(yōu)化效果明顯增加。

4結(jié)論及未來研究方向

通過文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，雙周期條件下縱向集中而橫向分散的半分散型供應(yīng)鏈均衡問題是一個(gè)重要課題，因此本研究利用數(shù)學(xué)方法建立了一個(gè)雙周期可變協(xié)議供應(yīng)鏈模型，分別從集中型和半分散型兩種情形進(jìn)行推導(dǎo)，求解出最優(yōu)均衡決策，最后進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn)，研究形成了3個(gè)方面的基本結(jié)論。

4.1存在雙周期集中式供應(yīng)鏈的數(shù)量均衡條件

4.2存在雙周期半分散式供應(yīng)鏈數(shù)量及價(jià)格均衡條件

4.3案例的驗(yàn)證分析結(jié)果

通過漫友公司的實(shí)際案例驗(yàn)證結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在雙周期模型中，優(yōu)化效果最好是集中式供應(yīng)鏈(最高13%)，但其在現(xiàn)實(shí)中操作難度較大；半分散式與完全分散式供應(yīng)鏈系統(tǒng)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)其優(yōu)化效果與供應(yīng)商制定的批發(fā)價(jià)和實(shí)際生產(chǎn)成本之間的數(shù)值接近程度相關(guān)：當(dāng)批發(fā)價(jià)接近成本時(shí)，優(yōu)化效應(yīng)最為顯著(最高3.39%)；反之，若批發(fā)價(jià)與成本偏離過大，則半分散式供應(yīng)鏈產(chǎn)生的效益甚至比完全分散式更差(最多降8.39%)。因此，可變調(diào)節(jié)協(xié)議的指標(biāo)設(shè)定尤為重要。此外，可調(diào)節(jié)協(xié)議設(shè)定的處罰條款(P)及經(jīng)銷商在兩期間的需求分布(D)對(duì)3種供應(yīng)鏈的優(yōu)化效果均存在調(diào)節(jié)效應(yīng)。

當(dāng)然，本研究存在一定局限性：1)研究中忽略了運(yùn)輸成本; 2)對(duì)供應(yīng)鏈個(gè)體之間信息對(duì)稱性、消費(fèi)需求的分布更新等影響要素未展開分析。此外，只驗(yàn)證了漫友文化一家公司的實(shí)際數(shù)據(jù)，若能納入更多企業(yè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，更能確保模型的可靠性。這些將在以后的研究中不斷完善和探索。

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An Optimized Transshipment System Using Two-Period Adjustment Contracts：A Case of Comicfans Co.Ltd

ZHANG Xianfeng

(School of Business Administration, South China University of Technology, Guangzhou 510410, China)

Abstract：A two-period production and inventory distribution problem for a supply chain consisting of a single supplier and multiple retailers is focused on. In the first period, the supplier produces according to the submitted order quantities. In the second period, inventory can be re-distributed among the retailers using a two-period adjustment contract. Under this contract, each retailer can either buy additional inventory from the supplier or sell back excess inventory to the supplier, delivery occurring only between the retailers. A mathematical optimization model is built for the semi-decentralized system, centralized in vertical direction and decentralized in horizontal direction. A case analysis method is then applied to compare the optimization effect under centralized, semi-decentralized and decentralized systems. The results show that centralized system is the best (13%), but is difficult to achieve; and that whether semi-decentralized system is better than decentralized system depends on the gap between the wholesale price and production cost in contract, namely, the smaller the gap, the better the optimization effect (3.39%).

Key words：supply chain management; two-period adjustment contracts; optimized transshipments; semi-decentralized system

收稿日期：2015- 08- 18

基金項(xiàng)目：廣州社科基金青年計(jì)劃資助項(xiàng)目(QN201502)

作者簡介：張顯峰(1976-)男，貴州省人，博士研究生，主要研究方向?yàn)閯?chuàng)意與創(chuàng)新管理、供應(yīng)鏈管理.

doi:10.3969/j.issn.1007- 7375.2016.02.005

中圖分類號(hào)：F405

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1007-7375(2016)02- 0025- 08