1、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，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。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
2、售出的产品或者从售商）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，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。的利润可以以任意比例在各商家之间分配。文章结构一、论文简介一、
3、论文简介二、结构假设二、结构假设三、基本模型三、基本模型四、灵活回收策略下的协调管理四、灵活回收策略下的协调管理五、总结五、总结一、论文简介 供应链是由供应商、制造商、分销商、零售供应链是由供应商、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明显的例子就是著名的“牛鞭效应牛鞭效应”曲解了曲解了的信息从供应链的一个末端到另外一端会导致巨的信息从供应链的
4、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。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问题。许多文章已经阐述
5、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、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）。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。例如多数现有的文章研究两级供应链间的协调问题。例如PasternackPasternack声称，一个适当的回收策略能够完全地使仅有声称，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。此观点被一个供应商和一个零售商的供应链协调管理。此观点被MantralaMantrala和和RamanRaman延伸到了零售商有多个库存的情况。陈延伸到了零售商有多个库存的情况。陈健和丁
6、丁考虑到了扮演零售商角色的装配工面对两个互补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，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。例如并不局限于二级供应链的协调问题。例如HPHP、LenoveLenove和和NokiaNokia这样的企业，从供应商那里获得制造模型，然后再这样的企业，从供应商那里获得制造模型，然后再通过零售商来销售他
7、们生产的不同样式的时尚电子产品。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
8、而延伸了先前的工作。研究了是否可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（供应商以通过供应链商家之间两两合并（供应商制造商，制造制造商，制造商商零售商）的方法来使得三级供应链协调管理。零售商）的方法来使得三级供应链协调管理。在在PasternackPasternack所描述的二级供应链协调管理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，级供应链的最适合的契约可以立即确
9、定。然而，在一条带有需求不确定情况的三级供应链中，按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确定。因此，制造商和零售商不得不估算他们之间
10、的交易契约价格形式，那么就几乎不能使得整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。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下，未售出的产品
11、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。以任意比例在各商家之间分配。二、结构假设ScMcRc供应商供应商制造商制造商零售商零售商市场市场Sw上架产品上架产品产成品产成
12、品基本模型基本模型原材料原材料下架产品下架产品剩余产品剩余产品有用模型有用模型cMwpDsSsMsSbMb2.1事件顺序如下：1 1、零售商预测市场需求，同制造商协商交易契约，订货；、零售商预测市场需求，同制造商协商交易契约，订货；2 2、制造商同供应商协商交易契约，并且把零售商需求的订、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；货数量转交供应商；3 3、供应商获得原材料，生产基本模型，然后转与制造商；、供应商获得原材料，生产基本模型，然后转与制造商；4 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、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
13、增值过程），然后将产成品转与零售商；（或则其他价值增值过程），然后将产成品转与零售商；假设：产成品假设：产成品=基本模型基本模型+关键性因素关键性因素5 5、当销售季节到来时，零售商以固定的价格销售产品。未、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；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
14、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
15、销售函数；消费者需求D的销售函数；DFf2.3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)CCCCQDQ DQQD()max(,0)CCQDQD()max(,0)CCDQDQ()()()()()TSMRCCCCCCQp QDs QDg D Qc cccQ ()max(,0)()()()()()()CCCCQQQCCCCQCC
16、E QDEQDQx f x dxQf x dxxf x dxQ F Qxf x dx()max(,0)()()()()1()(1()1()()CCCCCCCCCCQQQCCCCQQQE D QED Qx Q f x dxxf x dx Qf xdxxf x dx Qf xdxxf x dx QQ F Q min,max,0()()CCCCCQCCCE QDEQDE QQDQQF Qxf x dxTSMRCCCCCCEQE p QDs QDg D Qc cccQ ()()CCSMRCCCCQQCCCCCp E QDs E QDg E D QE c cccQp QQ F Qxf x dxs Q F
17、 Qxf x dx 1()()CQSMRCCCCgxf x dx QQ f Qc cccQ1()()()()()()TCCCCCCCCCCCCCdEQpF QQ f QQ f Qs F QQ f QQ f QdQ ()1()()SMRCCCCCgQ f QF QQ f Qc ccc()0TCDCdEQdQ*11()()()1()()()()()SMRCCCSMRCSMRCSMRCSMRCpF Qs F Qg F Qc cccp gp g s F Qc cccp g s F Qp g c cccp g c cccF Qp g sp g c cccQFp g s 令 定义 为系统的理想临界比率，那
18、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RRMDDDDDDDQp QDs QDg D QcwQ *1RMDDpg cwQFpgs *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 11RMRMRMRMM RSMMRSMRSM RMSQp Q D bQ Dg D QcwQp g cwQFp g bQp Q DbsQ Dg D QccwQp g ccwQFp g sb 为了使得制造商和零售商之间完全协调，
19、需要设定满足 条件的契约价格，即：RMRQQMSRMRMSMpgcpgccpwpswbgbg 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*MRCQQMRSSMRMSpgccwpgc cccpgsbpgs 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
20、间决定实施一项灵活回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收策略，那么他们首先需要确定 和和 两个值，两个值，这两个值由带有某一利润分配条款的等式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，同时订购数量由等式 决定。决定。1RMRMpgcwQFpgbMSRMRMSMp g cp g ccpwpswbgbg 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*TTPCPCEQ
21、EQSSPDww*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
22、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*BCQQ4.3完全协调下的最优价格1、等效销售数量*0*00*0*()()()()()()()BBBBQBQQBQBBBx d FFQx FxFxd xFQQFQFxd xFQ*00*2*02*00*()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()BBBBBQQBBBBBBBBQBBQQBBBBBBBBBBBQ F QF x dxF QQ F QF x dxF QQF Qf QF x dxF QF x dxQ F QxdFf Qf QF QF QF QF Qf
23、QQF Q*0*()()()BQBBBBxdFf QQF QF Q 因此证明出：把过多的回收产品数量 合并到了销售数量 之中。*00*011111()BBBBBQBBBBQQBEQDQDKE QQDQQxKKxdFxdFKF Q*BQD*BQD2、等效销售价格 可见，把商誉成本 合并到了销售价格 之中。pgg p3、等效边际销售收入SSSMMSMRRMTSMRwccwwccw4、期望利润 *RMRMBBBBBBEQE p QDbQDg D QcwQ*BBBBBDQQDDQQDQD *RMRMBBBBBBBRMMRMBBMRMRMBBRMEQE p QDbQDgQDDcwQDQDE p g cw
24、QDbcwQDg Dbcwp g cwE QDQDgp g cw 111RMMMRMMRMRMpgcwKpgbpgbKpgcwbcwKpgcw*11RRMBBBBRMRMRMREQp g cwE QDQDgKp g cwgpgcwpgcw 同理可得：*MMBBEQ*SRBBEQ 当（5）和（6）均被满足的时候，完全协调下的供应链系统可以认为是以价格 销售 单位产品。原始的供应链模式转入到一个崭新的均衡系统，在这个新系统中不再需要考虑剩余产品和商誉成本。5、利润分配:,MRMREE,0MR:,SMRSMREEE0S1SMR*:SMRSMRBBBEQEQEQ1SMRSMRTSMRSMR*SSSTS
25、TSSMSMSMTSMTMwccbsKwcccbsK 以上分析表明：整条供应链的利润可以以任意比例在各商家中分配。4.4灵活回收策略的效果*TSMRDDDDDDEQE p QDs QDg D Qc cccQ *DDD QQDD*TSMRDDDDDDEQE p QDs QDg QDg Dc cccQ *SMRDDDEp gQDs QDc cccQg *DDDQQDQD*DDDQDQQD*TSMRDDDDDDEQEp g Qp gQDs QDc cccQg *SMRDDE p g c cccQp g sQDg *SMRDDp g c cccp g sQE QDgp g s *0DQDDEQDQxd
26、F*0000()()()0()()()()DDDDQQDDQQQx F xF x d QxF x dxF x d x*0()()DQTDBDDEQpgsF QQF x dxgApgsAREAg*TSMRPPPPPPEQE pQDsQDgDQccccQ*0()()PQBPpgsF QQF x dxgABCpgsAREAg同理可得：*TTP DPDBCPDMEEQEQpgsAREA*SSPDPDPPEEQQ*()()CPPDCpgsF QF QQQpgsAREAPDPDPDIEM EEEBCCBpgsAREApgsAREApgsAREA同理可得：*TSMRBBBBBBEQE p QDs QDg D
27、 Qc cccQ *0()BQBBABCDpgsF QQF x dxgpgsAREAg*TTBPBPDBPMEEQEQpgsAREA性质1 契约的边际效应依赖于订购数量的增加，这是与商家在引进契约之前的边际销售收入相关联的。在订购数量增加幅度相同的情况下，供应链下游商家的灵活回收策略所带来的边际效应要大于上游商家因实施回收策略而带来的边际效应。4.5算例1000300510130515535供应商制造商零售商市场155g 80110401515211()2112KeK 市场需求正态分布时：市场需求正态分布时：113(1)K市场需求均匀分布时：市场需求均匀分布时：,T *,MMSSwbwb1pg
28、Pg 当市场风险当市场风险 更小、市场容量更小、市场容量 更更 大，或理想临界比率大，或理想临界比率 更大、更大、比值更小比值更小且接近于且接近于1 1时，整条链的获利能力更强。时，整条链的获利能力更强。K 性质2 因实施恰当的回收策略而使得整个供应链协调管理时，零售商面临着正态分布和均匀分布两种市场需求分布情况。如果其他参数不变的时，市场容量增大将导致更高的内部价格（收益增加），而市场风险增大将导致更低的内部价格（收集减小）。考虑两种不同的需求函数分布考虑两种不同的需求函数分布F F和和G G，令，令FFGG 那么最优契约价格的误差如下：那么最优契约价格的误差如下：*SSSFGSSSFGMM
29、SMFGMMSMFGwwgbbgKwwgbbgK 从上面的等式中可以得出，当零售商错误地估从上面的等式中可以得出，当零售商错误地估计市场需求分布的情形时，最优契约价格的误差基计市场需求分布的情形时，最优契约价格的误差基本上依赖于本上依赖于 ，和和 三个变量而变化。三个变量而变化。而当商誉成本可以被忽略时，最优契约价格与市场而当商誉成本可以被忽略时，最优契约价格与市场的需求分布几乎没有关系。但是，现实中商誉成本的需求分布几乎没有关系。但是，现实中商誉成本非常重要，不能被忽略，所以在表非常重要，不能被忽略，所以在表3 3和表和表4 4中讨论一中讨论一下三种情形：下三种情形：g 1 1、表、表3 3
30、中，当中，当K K值增加时，误差值值增加时，误差值 减减小。所以，获利越多的供应链有相对更小的价格小。所以，获利越多的供应链有相对更小的价格误差。误差。2 2、表、表3 3中，当中，当 的转变起始点增加时，的转变起始点增加时，误差值误差值 增加。所以，市场容量大时有相对增加。所以，市场容量大时有相对更小的价格误差；而市场风险大时有相对更大的更小的价格误差；而市场风险大时有相对更大的价格误差。价格误差。3 3、表、表4 4中，在相同的期望和标准差下，在两中，在相同的期望和标准差下，在两种不同的需求分布情况下，误差值种不同的需求分布情况下，误差值 相对相对小一些。小一些。性质3 对于市场需求分布，
31、最优契约价格的误差并不是非常敏感。更能获利的供应链渠道和更大的市场容量将导致相对更小的价格误差，而更多的市场风险将导致相对更大的价格误差。算例结果显示出：对于不同的市场需求分布情况，协调算例结果显示出：对于不同的市场需求分布情况，协调系统中的最优价格并不是非常敏感。市场需求的期望和标准系统中的最优价格并不是非常敏感。市场需求的期望和标准差的粗略估计，甚至对于需求分布情况的错误判断，几乎不差的粗略估计，甚至对于需求分布情况的错误判断，几乎不会导致价格误差。对于决策者而言，这一情况是一个显著性会导致价格误差。对于决策者而言，这一情况是一个显著性特征。特征。契约的边际效应总体上依赖于零售商增加的订购
32、数量，契约的边际效应总体上依赖于零售商增加的订购数量，这是与各位商家的边际销售收入相关联的。而且，当在订购这是与各位商家的边际销售收入相关联的。而且，当在订购数量的增加量相同的情况下，制造商和零售商之间的灵活回数量的增加量相同的情况下，制造商和零售商之间的灵活回收策略下的边际效应更加显著一些。如果每一对临近的商家收策略下的边际效应更加显著一些。如果每一对临近的商家之间都能实施灵活回收策略，那么多层级供应链可以被完全之间都能实施灵活回收策略，那么多层级供应链可以被完全协调控制。协调控制。在复杂的供应链中，在复杂的供应链中，不同种类的契约合作问题不同种类的契约合作问题可以在日可以在日后研究。后研究。谢谢老师及各位师兄师姐提出宝贵意见！
