王文杰， 孟更茹

(東華大學(xué) 旭日工商管理學(xué)院，上海 200051)

RFID應(yīng)用環(huán)境下季節(jié)性商品供應(yīng)鏈訂購模型

王文杰， 孟更茹

(東華大學(xué) 旭日工商管理學(xué)院，上海 200051)

射頻識別(RFID)技術(shù)快速跟蹤信息的特性對季節(jié)性商品供應(yīng)鏈管理產(chǎn)生了重大影響，在RFID應(yīng)用環(huán)境下研究季節(jié)性商品供應(yīng)鏈最優(yōu)訂購問題，主要考慮RFID技術(shù)成本和RFID技術(shù)實(shí)時跟蹤季節(jié)性商品的價值衰減速率，基于報童模型構(gòu)建了季節(jié)性商品供應(yīng)鏈的訂購模型．實(shí)例仿真結(jié)果表明，RFID應(yīng)用環(huán)境下季節(jié)性商品的訂購量受RFID技術(shù)成本、商品的價值衰減速率和庫存成本影響較大，該模型可對季節(jié)性商品最優(yōu)訂購量的確定提供理論依據(jù)．

射頻識別技術(shù)； 季節(jié)性商品； 報童模型； 隨機(jī)需求

季節(jié)性商品(seasonal products)又稱易逝品、短生命周期產(chǎn)品或時效品，如紡織服裝、易腐品以及高科技產(chǎn)品等．季節(jié)性商品的銷售周期較短，期末未出售的產(chǎn)品殘值較低甚至為負(fù)值，具有易腐蝕性和時令性的特征，并且其需求具有較大的不確定性[1]，因此，季節(jié)性商品供應(yīng)鏈管理的研究受到國內(nèi)外專家學(xué)者的重視．對于季節(jié)性商品的研究是一個隨機(jī)需求下的報童問題，報童模型[2-3]旨在解決隨機(jī)需求下產(chǎn)品的最優(yōu)訂貨量問題，從而使得期望利潤最大化．文獻(xiàn)[4]以報童模型為背景，采用乘法形式來描述隨機(jī)需求，以價格為決策變量，解決了零售商最優(yōu)訂貨量問題．文獻(xiàn)[5]構(gòu)建了一個推廣的報童模型，在不同訂購模式下制定供應(yīng)商和零售商的最優(yōu)策略并對其進(jìn)行比較分析，在兩次訂購模式下分析了銷售過程中批發(fā)價格的變動對供應(yīng)鏈各成員期望收益的影響，研究優(yōu)化供應(yīng)鏈性能的途徑．對于訂購問題已有許多學(xué)者作了研究，而季節(jié)性商品的訂購問題依然是研究的一個熱點(diǎn)．文獻(xiàn)[6]研究了具有單季銷售的商品在不確定需求下的兩級供應(yīng)鏈模型，探討了多零售商與單供應(yīng)商之間的博弈情形，通過使用逆向歸納法得到了博弈模型的子博弈精煉納什均衡解，最終確定了零售商的最優(yōu)訂購量．季節(jié)性商品的生命周期較短，快速響應(yīng)成為其供應(yīng)鏈管理最重要的特征，射頻識別(radio frequency identification， RFID)技術(shù)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)收集管理功能，可以實(shí)現(xiàn)上下游信息實(shí)時共享，使得季節(jié)性商品供應(yīng)鏈運(yùn)作更高效．

隨著RFID技術(shù)在供應(yīng)鏈管理應(yīng)用中的興起，其對信息實(shí)時跟蹤和自動化特征對供應(yīng)鏈管理產(chǎn)生了重大影響．RFID技術(shù)集中應(yīng)用在庫存管理、物流運(yùn)輸、組裝生產(chǎn)、物資追蹤與定位及環(huán)境監(jiān)測等方面[7]，美國國防部、Wal-Mart、美國食品與藥物管理局、英國瑪莎百貨、Tesco、吉利是RFID技術(shù)的應(yīng)用先驅(qū)．根據(jù)阿肯色大學(xué)的研究，Wal-Mart應(yīng)用RFID技術(shù)取得了巨大成功，降低了16%的缺貨狀況．針對季節(jié)性商品供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)上的庫存不準(zhǔn)確問題，文獻(xiàn)[8]構(gòu)建了集中分散決策下的生產(chǎn)訂購模型，并對比分析了RFID技術(shù)對供應(yīng)鏈企業(yè)決策的影響，驗(yàn)證了RFID技術(shù)對供應(yīng)鏈管理的有效性．針對零售業(yè)中商品錯放和損耗造成的庫存不準(zhǔn)確問題，文獻(xiàn)[9]研究了RFID技術(shù)對供應(yīng)鏈管理者決策的影響，研究結(jié)果對供應(yīng)商何時采用RFID技術(shù)提供了建設(shè)性的理論依據(jù)．根據(jù)RFID技術(shù)實(shí)時獲取數(shù)據(jù)的功能，可以跟蹤貨物，同時減少庫存不準(zhǔn)確性及交易失誤，進(jìn)而提高供應(yīng)鏈管理效率．近年來學(xué)術(shù)界對RFID技術(shù)的研究越發(fā)感興趣，在季節(jié)性商品供應(yīng)鏈中應(yīng)用RFID技術(shù)是供應(yīng)鏈優(yōu)化的重要措施，也是未來發(fā)展的趨勢．

在RFID技術(shù)環(huán)境、價格相關(guān)需求和隨機(jī)需求的情況下，以往的文獻(xiàn)針對RFID技術(shù)對季節(jié)性商品最優(yōu)訂購水平影響的研究并未給出定量的分析．本文構(gòu)建了關(guān)于季節(jié)性商品需求與價值之間的函數(shù)，運(yùn)用報童模型擴(kuò)展探討在隨機(jī)需求下基于RFID技術(shù)季節(jié)性商品的訂購策略，并深入分析RFID技術(shù)成本、產(chǎn)品價格、季節(jié)性商品價值遞減速率等因素對季節(jié)性商品訂購水平的影響．最后通過仿真分析，說明了季節(jié)性商品的最優(yōu)價格受RFID成本和庫存成本的影響，描述了在不同RFID技術(shù)成本及價值遞減速率下的訂購策略．該研究有助于季節(jié)性商品供應(yīng)鏈管理的進(jìn)一步優(yōu)化，為季節(jié)性商品訂購策略提供理論依據(jù)．

1 問題描述及模型建立

1．1 問題描述

將RFID技術(shù)引入季節(jié)性商品供應(yīng)鏈管理中，可以監(jiān)控與跟蹤庫存與銷售的實(shí)時數(shù)據(jù)信息，根據(jù)RFID系統(tǒng)反饋數(shù)據(jù)實(shí)時追蹤商品價值．季節(jié)性商品的生命周期較短，消費(fèi)者對季節(jié)性商品的價值感知比較敏感，因此考慮到季節(jié)性商品的價值分布，研究RFID技術(shù)下季節(jié)性商品供應(yīng)鏈訂購策略的相關(guān)問題對季節(jié)性商品供應(yīng)鏈管理具有顯著意義．零售商面臨的需求不僅僅是與產(chǎn)品的價格和價值相關(guān)，而且與產(chǎn)品的庫存數(shù)量相關(guān)．在訂貨周期內(nèi)銷售開始前零售商以零售過程中期望收益最大為目標(biāo)，決定產(chǎn)品銷售價格與訂購量．本文建立了基于產(chǎn)品價值跟蹤情形下的訂購決策模型．研究基于以下假設(shè)：

假設(shè)1 一個銷售期內(nèi)，零售商承擔(dān)的成本有4部分：每次訂購的固定成本K，產(chǎn)品的單位成本c，RFID技術(shù)單位成本CR，產(chǎn)品的庫存單位成本h，其中，K，c，CR，h>0．

假設(shè)2 產(chǎn)品在t時刻的單位價格為p(t)，p(t)>0．

假設(shè)3 零售商在一個銷售期內(nèi)只有一次訂貨機(jī)會，可即時響應(yīng)其需求．

假設(shè)4 在RFID環(huán)境下產(chǎn)品價值參數(shù)Vt可視化，參照文獻(xiàn)[10]的研究，用函數(shù)Vt=V0e-λt來描述產(chǎn)品在時刻t的價值遞減規(guī)律，其中，V0為產(chǎn)品初始價值，λ為產(chǎn)品價值遞減速率且為大于0的常數(shù)，t∈[0，T]，T為產(chǎn)品的訂購周期．

假設(shè)5 模型中將產(chǎn)品的需求函數(shù)D(p，t)設(shè)置為與產(chǎn)品的價值和價格相關(guān)，可表述為式(1) 所示，其中，a，b均為常數(shù)．

(1)

假設(shè)6 需求函數(shù)中的各參數(shù)與商品銷售周期無關(guān)，訂購周期T和訂購量Q為常數(shù)，所以在區(qū)間[0，T]上進(jìn)行模型分析．

假設(shè)7 由于需求函數(shù)確定，在銷售周期末產(chǎn)品需求和庫存為零，即零售商的初始訂購量Q和t時刻的庫存I(t)可分別表示為

(2)

(3)

1．2 模型建立

基于報童模型與上述假設(shè)，零售商在一個銷售周期的收益模型為

(4)

將式(2)和(3)代入式(4)，則收益模型為

(5)

零售商的最優(yōu)決策是選擇最優(yōu)價格組合p*與相應(yīng)的訂購量Q*，以實(shí)現(xiàn)一個訂貨周期內(nèi)收益最大化，如式(6)所示.

D(p， t)]dt-K

(6)

這是一個對連續(xù)函數(shù)求極值的問題，式(6)可以轉(zhuǎn)化為

(7)

定義u(p，t)=(p(t)-c-CR-ht)D(p，t)，對u(p，t)關(guān)于p求一階偏導(dǎo)，得出：

(8)

對u(p，t)關(guān)于p求二階偏導(dǎo)，可以得出：

u(p，t)″=-2<0

(9)

由式(9)表明收益函數(shù)u(p，t)是關(guān)于價格p(t)的凸函數(shù)．令式(8)為0，可解得最優(yōu)價格如式(10)所示．

p(t)=(a+V0e-λt+c+CR+ht)/2

(10)

對式(10)求關(guān)于時間t的偏導(dǎo)：

(11)

由式(11)可得產(chǎn)品的最優(yōu)價格與時間之間的單調(diào)性隨著庫存成本h在臨界點(diǎn)λV0e-λt的變動而變動．

產(chǎn)品在最優(yōu)價格下的需求函數(shù)為

(12)

由此，可得最優(yōu)訂購量為

(13)

2 季節(jié)性商品供應(yīng)鏈訂購仿真

在隨機(jī)需求環(huán)境和RFID技術(shù)條件下，針對季節(jié)性商品供應(yīng)鏈訂購策略進(jìn)行算例仿真，計算在實(shí)施RFID技術(shù)后季節(jié)性商品供應(yīng)鏈最優(yōu)訂購以及收益，探討RFID技術(shù)對訂購的影響，之后仿真分析在RFID技術(shù)下季節(jié)性商品價值遞減速率、庫存成本和消費(fèi)者價值分布對季節(jié)性商品供應(yīng)鏈最優(yōu)訂購策略的影響，通過調(diào)整參數(shù)協(xié)調(diào)訂購策略使得季節(jié)性商品供應(yīng)鏈中的企業(yè)提高利潤．

利用科學(xué)仿真軟件Mathematica對模型進(jìn)行驗(yàn)證，假設(shè)模型中各個參數(shù)的取值：季節(jié)性商品價值遞減速率λ=0．1， 0．3， 0．5；庫存單位成本h=0．025， 0．050， 0．075；產(chǎn)品的初始價值V0=1； RFID技術(shù)單位成本CR=0．05， 0．10， 0．15．

本文分析RFID技術(shù)單位成本、產(chǎn)品價值的遞減速率以及庫存單位成本等因素對季節(jié)性商品零售最優(yōu)價格、庫存水平以及零售商收益的影響．

首先分析成本因素對初始訂購數(shù)量的影響．RFID技術(shù)單位成本CR及庫存單位成本h在t時刻對季節(jié)性商品訂購量i(t)的影響如圖1所示．

圖1 RFID技術(shù)成本及庫存成本對季節(jié)性 商品訂購量的影響Fig．1 Influence of RFID technology cost and inventory cost on seasonal products’ order quantity

由圖1可以看出，季節(jié)性商品的初始訂購數(shù)量受RFID技術(shù)成本及庫存成本的影響較明顯．庫存成本和RFID技術(shù)成本越低，初始訂購數(shù)量就越大；庫存成本和RFID技術(shù)成本越高，初始訂購數(shù)量越?。S著時間的推移，季節(jié)性商品的價值降低，消費(fèi)者購買該商品的意愿隨之降低，從而使得零售商的訂購量減小，這時RFID技術(shù)成本及庫存成本對季節(jié)性商品的訂購量的影響減?。?/p>

設(shè)CR=0．05，h=0．025，討論產(chǎn)品價值遞減速率對季節(jié)性商品初始訂貨量的影響．模型仿真試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示．

圖2 季節(jié)性商品價值遞減速率對訂購量的影響Fig．2 Influence of seasonal products’ depletion rate on order quantity

由圖2可以看出，在銷售初期產(chǎn)品的價值遞減速率越大，零售商的最優(yōu)訂購數(shù)量會越?。@是因?yàn)樵谛枨蟛淮_定的情形下，零售商承擔(dān)的風(fēng)險與產(chǎn)品的價值遞減速率成正比．因此在產(chǎn)品價值遞減速率較大的情形下，為了降低產(chǎn)品在銷售周期內(nèi)賣不完的風(fēng)險，零售商應(yīng)減少產(chǎn)品訂購數(shù)量．

設(shè)λ=0．1，探討RFID技術(shù)成本及庫存成本對季節(jié)性商品最優(yōu)價格的影響．模型仿真試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示．

圖3 RFID技術(shù)成本及庫存成本對季節(jié)性 商品最優(yōu)價格的影響Fig．3 Influence of RFID technology cost and inventory cost on seasonal products’ optimal price

由圖3可以看出：當(dāng)商品的RFID技術(shù)成本比較低時，最優(yōu)價格關(guān)于時間呈單調(diào)遞減；當(dāng)商品的RFID技術(shù)成本比較高時，產(chǎn)品的價格起初單調(diào)遞減，后期可能會少許上升．出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是在不同的銷售階段產(chǎn)品價格受不同的因素影響．在銷售開始時商品的價格變量主要由商品的價值決定，零售商為了銷售更多的商品，隨著商品價值的遞減，零售商會降價，從而使得最優(yōu)價格單調(diào)遞減．然而在銷售期末產(chǎn)品的最優(yōu)價格由產(chǎn)品的成本決定，在該階段產(chǎn)品的價值較低，愿意購買這些產(chǎn)品的消費(fèi)者減少，但是由于RFID技術(shù)成本及庫存成本都比較高，導(dǎo)致價格可能出現(xiàn)上升的趨勢．該結(jié)果可對零售商的定價策略提供理論依據(jù)．

綜合上述仿真結(jié)果可得，季節(jié)性商品的初始訂購數(shù)量受產(chǎn)品成本的影響較低，受產(chǎn)品的價值遞減速率的影響較大，RFID成本及庫存成本對產(chǎn)品的最優(yōu)價格影響較大．因此，在管理季節(jié)性商品時，零售商應(yīng)當(dāng)重視產(chǎn)品的價值遞減速率，確定最優(yōu)訂貨量并根據(jù)RFID技術(shù)實(shí)時跟蹤季節(jié)性商品在銷售周期內(nèi)的價值以動態(tài)地調(diào)整其價格，從而實(shí)現(xiàn)利潤最大化的目標(biāo)．

3 結(jié) 語

本文在季節(jié)性商品供應(yīng)鏈中引入RFID技術(shù)的背景下，建立了季節(jié)性商品的訂購模型．通過實(shí)例仿真，從RFID技術(shù)單位成本、產(chǎn)品價值的遞減速率、庫存成本等方面對季節(jié)性商品訂購數(shù)量和最優(yōu)價格的影響進(jìn)行了分析，研究結(jié)果對零售商的訂貨量及最優(yōu)定價有了定量的描述，可對季節(jié)性商品供應(yīng)鏈管理應(yīng)用RFID技術(shù)提供建設(shè)性意見．

由于研究問題的復(fù)雜性，本文只考慮了單供應(yīng)商與單零售商的二級供應(yīng)鏈問題，且影響因素牽涉不多，在進(jìn)行算例分析時，某些參數(shù)的取值范圍受到限制．后續(xù)研究可針對具體實(shí)際情況進(jìn)行探討分析，進(jìn)一步研究多個供應(yīng)商和多個零售商的問題更具實(shí)際意義．

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(責(zé)任編輯：徐惠華)

Supply Chain Ordering Model of Seasonal Products under RFID Application Environment

WANGWenjie，MENGGengru

(Glorious Sun School of Business and Management， Donghua University， Shanghai 200051， China)

Radio frequency identification (RFID) technology which can trace the product information quickly has brought great influence to supply chain management． Optimal ordering quantity of seasonal product is studied under RFID application environment． Considering RFID cost and value declining rate of seasonal product captured by RFID technology， a seasonal product ordering model is proposed based on Newsboy model designs in various factors． The simulation results show that seasonal products’ ordering amount is greatly influenced by RFID cost， seasonal product value declining rate and inventory cost． This model can provide theoretical foundation in confirming seasonal products’ optimal ordering policy．

radio frequency identification technology； seasonal products； Newsboy model； stochastic demand

1671-0444(2017)01-0129-05

2015-11-06

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(71172174)；上海市哲學(xué)社會科學(xué)規(guī)劃課題資助項(xiàng)目(2013BGL014)

王文杰(1965—)，女，江蘇宜興人，副教授，博士，研究方向?yàn)楣?yīng)鏈管理．E-mail：wenjiew@dhu.edu.cn

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