文/范昌昌徐東明

針對供應(yīng)鏈中的產(chǎn)品回收問題，研究構(gòu)建了由制造商、銷售商與第四方組成的供應(yīng)鏈模型，在制造商主導(dǎo)的Stackelberg博弈模型下分別計算出集中、分散決策下供應(yīng)鏈決策變量最優(yōu)值，分析對比發(fā)現(xiàn)集中決策比分散決策整體效益更優(yōu)，通過加入利益共享-費用分擔(dān)契約對分散決策情形進(jìn)行協(xié)調(diào)，使其達(dá)到了集中決策水平。進(jìn)一步論證了模型的有效性和實用性，也為供應(yīng)鏈中的管理者協(xié)調(diào)各方利益提供科學(xué)的理論依據(jù)。

0.引言

在供應(yīng)鏈中，買賣雙方被稱為第一、第二方，專門為其提供運輸、倉儲等服務(wù)的物流公司被稱為第三方，而向前三方提供供應(yīng)鏈管理、物流咨詢、培訓(xùn)等系統(tǒng)解決方案的企業(yè)，就是第四方物流。在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)信息快速發(fā)展的時代，中國企業(yè)已經(jīng)面臨國際市場的激烈競爭，而通過發(fā)展第四方物流，整合和帶動第三方物流的發(fā)展，達(dá)到人和設(shè)施的高效利用。作為整合供應(yīng)鏈逆向物流的集成商，4PL近年來已成為提高物流業(yè)運營效率的重要焦點。國內(nèi)學(xué)者對4PL的研究主要集中于其運作模式、路徑優(yōu)化和資源整合決策三個方向，在運作模式上孫永波[1]提出了第四方物流存在的三種運作方式并對其未來發(fā)展趨勢進(jìn)行研究。李肖鋼[2]將4PL作為一種知識密集型服務(wù)機(jī)構(gòu)嵌入集群網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建了基于4PL嵌入的產(chǎn)業(yè)集群升級模型。王勉[3]探討了基于4PL的消費品逆向物流運作模式。在路徑優(yōu)化方面黃敏[4]采用改進(jìn)的蟻群算法解決了帶有隨機(jī)運輸時間和成本的4PL路徑優(yōu)化問題。李銳[5]設(shè)計混合蛙跳算法（SFLA）解決了多種運輸方式的4PL多到多網(wǎng)絡(luò)設(shè)計問題。在資源整合決策方面，豐佳棟[6]研究了4PL在供給側(cè)改革背景下通過模塊化創(chuàng)新構(gòu)建高效靈活的服務(wù)創(chuàng)新模式。謝家平等[7]針對線上線下商家組成的閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)進(jìn)行研究，通過設(shè)計收益共享-成本共擔(dān)契約來提高其逆向回收能力和渠道服務(wù)水平。彭甜[8]以戴爾公司為例，對供應(yīng)鏈企業(yè)合作的激勵機(jī)制展開研究，促進(jìn)國內(nèi)企業(yè)供應(yīng)鏈設(shè)計與管理的全面發(fā)展。徐鵬等[9]構(gòu)建了信息不對稱情況下農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈金融中第四方物流分別與銀行和第三方物流雙邊討價還價博弈模型。對以上研究分析，大多文獻(xiàn)集中在宏觀層面對4PL模式及其資源整合方面的研究。較少探索4PL的加入對整個供應(yīng)鏈成員決策的影響。因此，本文從第四方負(fù)責(zé)整個供應(yīng)鏈產(chǎn)品回收的角度出發(fā)，建立了由4PL掌控整個供應(yīng)鏈逆向物流活動的模型，對比分析集中、分散決策兩種情形下供應(yīng)鏈各方利潤。并通過加入利益共享—費用分擔(dān)契約來協(xié)調(diào)分散決策下的供應(yīng)鏈，以此來應(yīng)對分散式供應(yīng)鏈的“雙重邊際效應(yīng)”，從而使供應(yīng)鏈各成員利益得到帕累托優(yōu)化。

1.模型描述與符號說明

1.1 模型描述

該供應(yīng)鏈由制造商、銷售商和第四方物流構(gòu)成。該供應(yīng)鏈模型如圖1所示。在該模型中，4PL作為回收主體，回收整個供應(yīng)鏈中的產(chǎn)品。基于以上供應(yīng)鏈各節(jié)點之間的關(guān)系，4PL供應(yīng)鏈中產(chǎn)品回收可以分為兩個渠道：（1）銷售商渠道：顧客可以先退給銷售商，銷售商再將產(chǎn)品退回給4PL。（2）消費者：4PL直接從一級消費者處進(jìn)行回收。

圖1 4PL作用下的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)圖

1.2 符號說明與基本假設(shè)

為了符合模型的建立，本文必須滿足以下假設(shè)：

假設(shè)1制造商生產(chǎn)產(chǎn)品的成本高于4PL加工處理產(chǎn)品的成本，即cm>cf。假設(shè)2銷售商給一級銷售市場的銷售價格高于4PL給二級銷售市場的銷售價格，即ps>pf。假設(shè)3銷售商支付給消費者的退貨價為as；4PL支付給一級消費者的退貨價為af，且af>as。假設(shè)4 4PL模式下的基準(zhǔn)情形，由制造商承擔(dān)4PL的全部回收補(bǔ)償費用，根據(jù)前人的研究假設(shè)一級市場需求函數(shù)為：Q1=a1-b1ps+γaf；二級市場需求函數(shù)為：Q2=a2-b2ps。其中a1、a2分別表示一級銷售市場與二級銷售市場的最大需求量，b1、b2表示需求對價格的敏感度。γ是需求對退貨價格的敏感度。假設(shè)5假設(shè)銷售商的回收量函數(shù)為：Ds=kas-saf；4PL的回收量函數(shù)為Df=kaf-sas：。其中k為消費者對產(chǎn)品回收價格敏感程度的彈性系數(shù)，k越大，表示回收量相對于自身回收價格越敏感；s為回收方之間回收競爭的彈性系數(shù)，s越大，表示自身回收量受其他方回收的競爭性越大，且有k>s>1。

以上符號及其代表的含義如表1所示：

表1 符號及其代表含義

2.模型建設(shè)與求解

根據(jù)上述符號說明與假設(shè)，制造商、銷售商、第四方物流以及供應(yīng)鏈系統(tǒng)的利潤分別表示為：

其中cm

2.1 集中決策（情形C）

集中決策下，供應(yīng)鏈各方利益者作為一個整體，以整個供應(yīng)鏈的利潤最優(yōu)為目標(biāo)來進(jìn)行決策，供應(yīng)鏈整體目標(biāo)利潤函數(shù)如下：

對（5）式目標(biāo)利潤函數(shù)求關(guān)于ps、as、pf和af的一階偏導(dǎo)，可得海塞矩陣為：

集中決策情形下，當(dāng)4b1（k2-s2）-kγ>0時，供應(yīng)鏈有最優(yōu)定價決策（psc，asc，pfc，afc）為：

2.2 分散決策（情形D）

分散決策下，制造商、銷售商和4PL分別考慮自身利益最大化進(jìn)行決策，處于供應(yīng)鏈領(lǐng)導(dǎo)地位的制造商首先決定批發(fā)價格w和回收補(bǔ)償價格am，其次銷售商根據(jù)制造商決策決定銷售價格ps，然后4PL決定其回收價格af和銷售價格pf，最后銷售商根據(jù)pf決定其回收價as。根據(jù)供應(yīng)鏈各方的目標(biāo)利潤函數(shù)為：

3.利益共享-費用分擔(dān)契約協(xié)調(diào)機(jī)制（情形T）

供應(yīng)鏈各成員的目的往往是追求自身利潤最大化而非系統(tǒng)的整體最優(yōu)化。此種情形下，采用利益共享—費用分擔(dān)契約{w，am，α，β}來協(xié)調(diào)分散式供應(yīng)鏈，制造商與銷售商共同分享銷售利潤，銷售商分享α比例的銷售利潤，制造商獲得（1-α）比例的銷售利潤；制造商與第四方共同承擔(dān)回收成本，第四方承擔(dān)β比例的回收成本，制造商承擔(dān)（1-β）比例的回收成本。其中α，β（0，1）。協(xié)調(diào)后的供應(yīng)鏈各方利潤函數(shù)可表示為：

在契約機(jī)制下，令asT=asc，afT=afc，psT=psc。使用逆向歸納法進(jìn)行求解可得在契約機(jī)制{w，am，α，β}情形下，供應(yīng)鏈定價決策

4.算例分析

為了明確的展示三種情形下模型的最優(yōu)解，本文根據(jù)產(chǎn)品制造及回收相關(guān)數(shù)據(jù)，選取符合前文假定的市場參數(shù)進(jìn)行仿真。具體參數(shù)取值如表2所示。

表2 參數(shù)取值

在利益共享—費用分擔(dān)契約{w，am，α，β}機(jī)制下，兩個協(xié)調(diào)參數(shù)α，β取值必須滿足πmT≥πmD、πsT≥πsD、πfT≥πfD，在表2取 值 的 基 礎(chǔ) 上，經(jīng) 計 算 可 得α∈（0.17，0.73）、β∈（0.238，0.25）。在協(xié)調(diào)參數(shù)范圍內(nèi)選取兩組數(shù)據(jù)，形成的兩個協(xié)調(diào)機(jī)制均與集中決策下的供應(yīng)鏈總利潤相等，即供應(yīng)鏈總利潤達(dá)到最大化，且協(xié)調(diào)參數(shù)取值不影響供應(yīng)鏈總利潤。因此本文選取，α=0.2，β=0.25通過計算，比較集中決策、分散決策與協(xié)調(diào)機(jī)制下的決策變量及最優(yōu)利潤，結(jié)果如表3所示。

表3 三種情形下各決策變量的最優(yōu)解

通過表3可以看出協(xié)調(diào)機(jī)制下供應(yīng)鏈各方利潤較分散決策均得到顯著提高，且供應(yīng)鏈整體利潤達(dá)到集中決策水平，說明利益共享—費用分擔(dān)契約可以有效協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈各方利益，并使其整體利潤最大化。證明了利益共享—費用分擔(dān)契約的有效性。

5.結(jié)論

本文構(gòu)建了由第四方負(fù)責(zé)整個供應(yīng)鏈逆向物流活動的供應(yīng)鏈決策模型，探究了制造商主導(dǎo)供應(yīng)鏈定價與協(xié)調(diào)問題。通過利益共享-費用分擔(dān)契約對供應(yīng)鏈進(jìn)行協(xié)調(diào)，使其各方面達(dá)到集中決策水平。研究結(jié)果表明：加入利益共享-費用分擔(dān)契約后，供應(yīng)鏈整體利潤與集中決策水平一致。此契約既可以使供應(yīng)鏈整體達(dá)到最優(yōu)，又可使各方利潤達(dá)到均衡。

引用出處

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