三级供应链协调管理

带有灵活退货策略的三级供应链协调管理陈健、丁丁摘要这篇论文研究的是在一个特定时期销售短生命周期产品的三级供应链协调管理问题。制造商首先同零售商协商交易契约，然后再与供应商协商二者之间交易契约。我们构造一个所谓灵活退货策略，是通过设定价格规则而延迟最终契约价格的确定。链中各级商家之间（供应商和制造商、制造商和零售商）在回收策略的影响下，未售出的产品或者从未售出的产品上拆卸下的有价值的模型，从零售商开始被一级一级地返回到供应链的上游商家，并且链中的每个商家共担由于过多供应（或订货）而带来的损失。最终证明：通过协商适当的契约价格，整个三级供应链可以被协调管理，同时，整条链上的利润可以以任意比例在各商家之间分配。文章结构一、论文简介二、结构假设三、基本模型四、灵活回收策略下的协调管理五、总结一、论文简介供应链是由供应商、制造商、分销商、零售商和消费者构成的网络结构。当一条供应链被分散控制的时候，两种已知的原因将导致供应链系统的无效性。第一个原因是信息不均匀性，一个明显的例子就是著名的“牛鞭效应”——曲解了的信息从供应链的一个末端到另外一端会导致巨大的无效性。第二个原因是双边际效应，无论信息不均匀性存在与否，或者供应链的整体利润在两个或多个商家中如何分配，双边际效应均会发生，这种现象源于经济问题。契约是用来克服信息不均匀性和双边际效应的一种有效手段。在最近的二十年中，学术界十分关注供应链的协调管理问题。许多文章已经阐述了怎样利用各种契约来协调管理供应链的问题（例如：回扣契约、数量折扣契约、收入共享契约等等）。多数现有的文章研究两级供应链间的协调问题。例如Pasternack声称，一个适当的回收策略能够完全地使仅有一个供应商和一个零售商的供应链协调管理。此观点被Mantrala和Raman延伸到了零售商有多个库存的情况。陈健和丁丁考虑到了扮演零售商角色的装配工面对两个互补的供应商的情况，其间，回收策略在供应商和装配工之间互相影响，恰能使整个供应链系统协调均衡。然而，现实中一条供应链通常包含三级或多级商家，并不局限于二级供应链的协调问题。例如HP、Lenove和Nokia这样的企业，从供应商那里获得制造模型，然后再通过零售商来销售他们生产的不同样式的时尚电子产品。为了鼓励零售商订购更多的产品并且提高零售商对消费者的服务水平，可行的办法之一是制造商为零售商提供回收策略。另一方面，出于同样的原因，供应商也会向制造商提供回收策略。如果我们能使这些回收契约合作起来，那么就能尽可能地激发供应链的竞争潜能。本文通过在供应链中增加第三级商家而延伸了先前的工作。研究了是否可以通过供应链商家之间两两合并（供应商—制造商，制造商—零售商）的方法来使得三级供应链协调管理。在Pasternack所描述的二级供应链协调管理模型中，提出使用契约策略的一方的成本结构假定在签订契约之前已能明确，因此，协调整个二级供应链的最适合的契约可以立即确定。然而，在一条带有需求不确定情况的三级供应链中，按常规，制造商和零售商会协商他们之间的交易契约价格，而制造商不会事先预测他自身同供应商之间的交易契约价格。假定供应商和制造商之间的交易契约价格延后商议，那么当制造商同零售商商议合作契约时，制造商自身的成本结构并未确定。因此，制造商和零售商不得不估算他们之间的交易契约价格形式，那么就几乎不能使得整条三级供应链被协调管理。本文主要研究在带有回收策略条件下怎样使得三级供应链协调管理的问题。我们构造一个所谓灵活退货策略，是通过设定价格规则而延迟最终契约价格的确定。链中各级商家之间（供应商和制造商、制造商和零售商）在回收策略的影响下，未售出的产品或者从未售出的产品上拆卸下的有价值的模型，从零售商开始被一级一级地返回到供应链的上游商家，并且链中的每个商家共担由于过多供应（或订货）而带来的损失。最终证明：通过协商适当的契约价格，整个三级供应链可以被协调管理，同时，整条链上的利润可以以任意比例在各商家之间分配。二、结构假设ScMcRc供应商制造商零售商市场Sw上架产品产成品基本模型原材料下架产品剩余产品有用模型cMwpDsSsMsSbMb2.1事件顺序如下：1、零售商预测市场需求，同制造商协商交易契约，订货；2、制造商同供应商协商交易契约，并且把零售商需求的订货数量转交供应商；3、供应商获得原材料，生产基本模型，然后转与制造商；4、制造商在供应商提供的基本模型中嵌入一些关键性因素（或则其他价值增值过程），然后将产成品转与零售商；假设：产成品=基本模型+关键性因素5、当销售季节到来时，零售商以固定的价格销售产品。未满足市场需求时，零售商遭遇商誉成本损失；6、过了销售季节，如果制造商提出回收策略，那么零售商将剩余的产品退回给制造商；7、如果供应商提出回收策略，那么制造商可以把零售商退回的剩余产品拆卸成有用模型和有用元件两部分，然后将有用模型退回给供应商；8、所有剩余产品、有用模型和有用元件，无论哪个商家拥有，这些剩余价值均被收回。【注】在文中仅提及两种交易契约：定价契约：各商家以不带任何附加条款的让度价格转让产品。回收策略：各商家以带有部分承兑无限的剩余订购产品的条款的让度价格来转让产品。2.2结构图中有用的外因变量如下：由供应商支付的单位产品的原材料成本；由供应商支付的单位基本模型的加工成本；由制造商支付的单位产品的增加成本；由零售商支付的单位产品的交易成本；零售商销售单位产成品的固定销售价格；由零售商支付的为满足需求的单位商誉成本；单位有用模型的回收价值；单位有用元件的回收价值；单位剩余产品的回收价值cScMcRcpgSsMss消费需求；消费者需求D的期望；消费者需求D的标准差；消费者需求D的微分销售函数；消费者需求D的销售函数；DFf2.3价格决定因素如下：由制造商提供的单位产品的批发价格；由制造商提供的单位剩余产品的回收价格；由供应商提供的单位有用模型的让度价格；由供应商提供的单位有用模型的回收价格MwMbSwSb2.4假设条件SSSSSSMMMSMSMMRsccwsbwscwwsbbwpc三、基本模型3.1集中式供应链()min(,)max(,0)CCCCQDQDQQD()max(,0)CCQDQD()max(,0)CCDQDQ()()()()()TSMRCCCCCCQpQDsQDgDQccccQ()max(,0)()()()()()()CCCCQQQCCCCQCCEQDEQDQxfxdxQfxdxxfxdxQFQxfxdx()max(,0)()()()()1()(1())1()()CCCCCCCCCCQQQCCCCQQQEDQEDQxQfxdxxfxdxQfxdxxfxdxQfxdxxfxdxQQFQmin,max,0()()CCCCCQCCCEQDEQDEQQDQQFQxfxdxTSMRCCCCCCEQEpQDsQDgDQccccQ()()CCSMRCCCCQQCCCCCpEQDsEQDgEDQEccccQpQQFQxfxdxsQFQxfxdx1()()CQSMRCCCCgxfxdxQQfQccccQ1()()()()()()TCCCCCCCCCCCCCdEQpFQQfQQfQsFQQfQQfQdQ()1()()SMRCCCCCgQfQFQQfQcccc()0TCDCdEQdQ*11()()()1()()()()()SMRCCCSMRCSMRCSMRCSMRCpFQsFQgFQccccpgpgsFQccccpgsFQpgccccpgccccFQpgspgccccQFpgs令定义为系统的理想临界比率，那么整条链中的利润值仅依据订购数量而定。那么，当且仅当订购数量为时，整条链的期望利润值最大，为：SMRpgccccKpgs*1CQFK**0CQTCCEQpfsxdFg*CQ3.2定价契约下的分散式系统RRMDDDDDDDQpQDsQDgDQcwQ*1RMDDpgcwQFpgs**DCQQ**TTDCDCEQEQ四、灵活回收策略下的协调管理4.1完全协调的困难性11RMRMRMRMMRSMMRSMRSMRMSQpQDbQDgDQcwQpgcwQFpgbQpQDbsQDgDQccwQpgccwQFpgsb为了使得制造商和零售商之间完全协调，需要设定满足条件的契约价格，即：RMRQQMSRMRMSMpgcpgccpwpswbgbg为了使得整条链完全协调，需要满足条件，但是当且仅当供应商和制造商之间的契约价格满足时，整条供应链完全协调之一目标才得以实现。即：*RCQQ*MRCQQMRSSMRMSpgccwpgccccpgsbpgs制造商和零售商之间的交易契约要先于供应商协商，因此制造商和零售商面临两个问题：第一，制造商和零售商不能够实现预测得到供应商的契约价格和（和直接关系到零售商的订货数量）。第二，制造商和零售商并不能确定供应商会同意向他们提供一种回收策略。SbSwSbSw4.2灵活回收策略假定制造商和零售商之间决定实施一项灵活回收策略，那么他们首先需要确定和两个值，这两个值由带有某一利润分配条款的等式决定，同时订购数量由等式决定。1RMRMpgcwQFpgbMSRMRMSMpgcpgccpwpswbgbgMwMb供应商和制造商之间不得不协调他们之间的交易契约。如果他们采取定价契约，并且供应商提供的让度价格为，那么链中仅能使得制造商和零售商协调，零售商的最终订货数量为：SPw*1MRSPPpgccwQFpgs**PCQQ**TTPCPCEQEQSSPDww**DPQQ**TTDPDPEQEQ供应商和制造商之间也采取灵活回收策略，契约价格的制定分一下两步：第一，供应商和制造商决定等式右侧的比率，实际上是在决定订购数量和链的整体利润。第二，根据第一步中确定的比率来调整契约价格，同时将链上的总利润分成两部分，一份给供应商，另一份给制造商和零售商。MSRMRMSMpgcpgccpwpswbgbg无论是供应商的利润还是制造商的利润，均是链的整体利润的增函数。当供应商和制造商设法满足时，链的整体利润最大化，也就是各商家的利润最大化。此时，最优订购数量是，供应链完全协调。一个灵活回收策略由两个用来设定契约价格的条款组成。一个是临界比率条款，它决定了各商家的整体利润；一个是利润分享条款，它决定了利润在各商家中如何分配的问题。*MRCQQ**BCQQ4.3完全协调下的最优价格1、等效销售数量****0*00***0*()()()()()()()BBBBQBQQBQBBBxdFFQxFxFxdxFQQFQFxdxFQ*****'*****'*00*2**02*****00*******()()()()()()()()()()()()()()()()()()()(