兩級(jí)制造商閉環(huán)供應(yīng)鏈問題研究

李潤(rùn)升

摘 要：文章在以往研究的基礎(chǔ)上，建立了一個(gè)由核心零部件制造商、成品制造商和銷售商組成的兩級(jí)制造商閉環(huán)供應(yīng)鏈模型，利用Stackelberg博弈理論，分析了在分散決策情況下各節(jié)點(diǎn)企業(yè)的批發(fā)價(jià)格、銷售價(jià)格和廢舊品回收價(jià)格。通過與集中決策對(duì)比發(fā)現(xiàn)分散決策情況下系統(tǒng)利潤(rùn)小于集中決策時(shí)的系統(tǒng)利潤(rùn)。最后采用收入費(fèi)用共享契約對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)。

關(guān)鍵詞：閉環(huán)供應(yīng)鏈；兩級(jí)制造商；收入費(fèi)用共享契約

中圖分類號(hào)：F273.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： On the basis of previous research， this paper built a two levels of manufacture of closed loop supply chain model with core components manufacturers， finished products manufacturers and distributors. Using Stackelberg game theory， analyzes wholesale price， retail price and recycling price of each related companies on the condition of decentralized decision making. Found its system profit is less comparing with the system profit under centralized decision-making. Through adoption of revenue and expense sharing contract， the system can be improved to realize the closed-loop supply chain coordination.

Key words： closed-loop supply chain； two levels of manufacture； revenue and expense sharing contract

0 引 言

閉環(huán)供應(yīng)鏈（Closed Loop Supply Chains，CLSC）是2003年提出的新物流概念，是一種在傳統(tǒng)供應(yīng)鏈的基礎(chǔ)上包含了產(chǎn)品退回、物料替代、物品再利用、廢棄處理、再處理、維修與再制造等流程的物流活動(dòng)。隨著人們對(duì)環(huán)境問題的日益重視，可持續(xù)發(fā)展問題已經(jīng)深入人心，道德和倫理責(zé)任成為推動(dòng)閉環(huán)供應(yīng)鏈發(fā)展的重要因素，認(rèn)真履行企業(yè)責(zé)任有利于樹立企業(yè)形象，增加企業(yè)無形資產(chǎn)，企業(yè)才能得到社會(huì)的認(rèn)可，這能夠?yàn)槠髽I(yè)帶來不容忽視的經(jīng)濟(jì)效益。因此閉環(huán)供應(yīng)鏈在越來越多的企業(yè)中得到應(yīng)用，成為物流與供應(yīng)鏈管理一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)。在國際上，許多著名企業(yè)如沃爾沃、柯達(dá)、施樂等都已經(jīng)關(guān)注廢舊品的回收再利用問題，并已逐漸實(shí)施閉環(huán)供應(yīng)鏈管理。

閉環(huán)供應(yīng)鏈從提出到如今雖然僅僅只有十多年的時(shí)間，但已經(jīng)引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注并積累了豐富的研究成果。徐家旺[1]等通過對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈管理問題的研究指出閉環(huán)供應(yīng)鏈的主要內(nèi)容包括逆向物流的回收和重新利用問題、閉環(huán)供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、閉環(huán)供應(yīng)鏈運(yùn)作、閉環(huán)供應(yīng)鏈契約協(xié)調(diào)、閉環(huán)供應(yīng)鏈不確定性問題。Fleischmann[2]等人通過對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈的研究將閉環(huán)供應(yīng)鏈的回收渠道劃分為三種形式：①制造商回收（Manufacturer Owned Collection）；②零售商回收（Retailer Owned Collection）；③第三方回收（Third Party Owned Collection）。易余胤[3]研究了不同主導(dǎo)下的一個(gè)由單一制造商、兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)零售商和第三方回收方組成的閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)并進(jìn)行了對(duì)比分析。聶佳佳[4]研究了信息共享對(duì)制造商負(fù)責(zé)回收的閉環(huán)供應(yīng)鏈的影響。王堃潁[5]研究了銷售商主導(dǎo)下考慮努力因素的收入共享契約。陳菊紅等[6]研究了第三方負(fù)責(zé)回收再制造的閉環(huán)供應(yīng)鏈的契約設(shè)計(jì)。郭亞軍[7]等利用Stackelberg理論研究了基于第三方的一類閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題。王文賓[8]等研究了獎(jiǎng)懲機(jī)制下的制造商競(jìng)爭(zhēng)的閉環(huán)供應(yīng)鏈的決策模型問題。李新然[9]等基于博弈論研究了制造商回收再制造的閉環(huán)供應(yīng)鏈的模型問題。張克勇[10]研究了閉環(huán)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的定價(jià)與協(xié)調(diào)機(jī)制問題。以往這些針對(duì)閉環(huán)供應(yīng)鏈的研究雖然獲得了豐富的成果，但這些研究不論是基于制造商回收、銷售商回收或者第三方回收，其建立的模型大多是以一個(gè)制造商一個(gè)銷售商組成的簡(jiǎn)單的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型。對(duì)于更為貼近實(shí)際的多個(gè)制造商或銷售商問題的研究較為少見。

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，將以往簡(jiǎn)單的一個(gè)制造商一個(gè)銷售商模型擴(kuò)展到由一個(gè)核心零部件制造商、一個(gè)成品制造商和一個(gè)銷售商組成的二級(jí)制造商閉環(huán)供應(yīng)鏈模型。運(yùn)用Stackelberg博弈理論對(duì)模型進(jìn)行研究分析，并將傳統(tǒng)的雙方收入共享契約擴(kuò)展應(yīng)用到此模型中。

1 問題描述

1.1 基本模型

本文針對(duì)兩級(jí)制造商制造、銷售商銷售、成品制造商回收廢舊品的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型進(jìn)行研究。模型結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1即本文將要研究的由兩級(jí)制造商組成的三級(jí)閉環(huán)供應(yīng)鏈模型。在此模型中核心零部件制造商是系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)者，成品制造商和銷售商是追隨者。假設(shè)三個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間是信息共享的，不考慮三個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)偏好，并假設(shè)三個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)都是完全理性的。成品制造商從核心零部件制造商處采購核心零部件制造成品并批發(fā)銷售給銷售商，銷售商將商品銷售給顧客，成品制造商從市場(chǎng)上回收廢舊品并將回收的核心零部件銷售給核心零部件制造商進(jìn)行再制造。假設(shè)回收品均需經(jīng)過在加工才能重新用于組裝成品且以回收產(chǎn)品重新制造的產(chǎn)品與以新原料制造的產(chǎn)品不存在質(zhì)量差異。

1.2 符號(hào)說明

p：產(chǎn)品的零售價(jià)格，是決策變量。

w：核心零部件的批發(fā)價(jià)格，是核心零部件制造商的決策變量。

w：成品批發(fā)價(jià)格，是成品制造商的決策變量。

c：核心零部件制造商以新原料制造核心零部件的單位成本，是常量。

c：核心零部件制造商以回收產(chǎn)品再制造的單位成本，是常量。c

c：成品制造商以新原料制造產(chǎn)品的成本，是常量。

c：成品制造商以回收產(chǎn)品再制造的成本，是常量。c

b：核心零部件從成品制造商處回收核心零部件的單位成本，是決策變量。b<Δ。

b：成品制造商從市場(chǎng)回收廢舊品的單位成本。是決策變量。b<Δ。

Dp：產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量，是決策變量p的函數(shù)。Dp=α-βp，其中α、β為常量，且α、β>0。α表示市場(chǎng)容量，β表示市場(chǎng)需求對(duì)價(jià)格的敏感系數(shù)。

通過比較式（6）和式（10）可知，p

通過比較式（8）和式（10）可知，π<π，表明在集中決策時(shí)供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)大于分散決策時(shí)的供應(yīng)鏈整理利潤(rùn)。說明在分散決策時(shí)供應(yīng)鏈中出現(xiàn)了雙重邊際效應(yīng)，系統(tǒng)沒有達(dá)到最優(yōu)，仍可通過協(xié)調(diào)優(yōu)化供應(yīng)鏈進(jìn)一步提高供應(yīng)鏈總體利潤(rùn)。

4 閉環(huán)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)優(yōu)化

在傳統(tǒng)的開環(huán)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)優(yōu)化中，一般采用收入共享契約來實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)。在運(yùn)用收入共享契約時(shí)，供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)企業(yè)以一定比例分享供應(yīng)鏈的整體利潤(rùn)，這種契約可以很好地解決傳統(tǒng)的開環(huán)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)問題，但是在閉環(huán)供應(yīng)鏈中由于存在廢舊品的回收過程，產(chǎn)生了回收費(fèi)用問題。在只分享利潤(rùn)的情況下不能很好地解決閉環(huán)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)問題。

由此可知，①收入費(fèi)用共享契約可以使閉環(huán)供應(yīng)鏈達(dá)到最優(yōu)，供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)分別以φ的比例分享銷售收入和回收費(fèi)用；②供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)企業(yè)可以通過協(xié)調(diào)φ的值來調(diào)整各自的利潤(rùn)，調(diào)整結(jié)果取決于各企業(yè)的溝通能力。

5 結(jié)束語

本文研究?jī)杉?jí)制造商閉環(huán)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)問題，建立了一個(gè)核心零部件制造商、一個(gè)成品制造商和一個(gè)銷售商的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型，通過運(yùn)用Stackelberg博弈理論，對(duì)分散決策和集中決策進(jìn)行了對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)分散決策時(shí)存在雙重邊際效益現(xiàn)象，系統(tǒng)沒有達(dá)到最優(yōu)，最終通過收入費(fèi)用共享契約對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化協(xié)調(diào)。需要指出的是，影響閉環(huán)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題的因素很多，本文的研究中是在信息共享和不考慮各節(jié)點(diǎn)企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)偏好的情況下進(jìn)行的，未來也可在不對(duì)稱信息和考慮企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)偏好的情況下進(jìn)行研究。

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