徐 飛, 王紅蕾
(貴州大學(xué) 管理學(xué)院,貴州 貴陽 550025 )
互聯(lián)網(wǎng)+的興起顛覆了傳統(tǒng)多級分銷體系,使得消費者不受時空限制而有更大的商品選擇范圍,也促進(jìn)了電子商務(wù)市場的高速發(fā)展。例如,根據(jù)市場研究公司Adobe Analytics的數(shù)據(jù)顯示2018年黑色星期五當(dāng)天,全美在線銷售創(chuàng)下62.2億美元的紀(jì)錄,同比增長23.6%[1]。中國僅僅天貓在“雙十一”當(dāng)天的成交額高達(dá)2135億人民幣[2]。由此可見,電子商務(wù)經(jīng)濟(jì)在經(jīng)濟(jì)全球化中所發(fā)揮的作用愈發(fā)顯著。然而盡管國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)紅利使得零售電商經(jīng)歷了高速增長期,但是,艾瑞咨詢報告顯示線上對線下零售市場的滲透率仍未超過20%[3]。尤其是隨著純電商模式平臺推廣成本持續(xù)上漲,線上的價格優(yōu)勢將逐步失去。因此,價格方面所導(dǎo)致的渠道沖突問題將進(jìn)一步弱化,轉(zhuǎn)而是營銷、服務(wù)等競爭將導(dǎo)致新一輪的渠道沖突[4]。然而,營銷、服務(wù)等往往具有較強的外部性,供應(yīng)鏈成員通常通過合作解決外部性問題,繼而可以解決線上線下渠道的沖突問題,因此線上與線下渠道的合作將成為雙渠道供應(yīng)鏈的主流范式。
供應(yīng)鏈成員通過互惠的合作關(guān)系以實現(xiàn)長期利益最大化,很多文獻(xiàn)對此進(jìn)行了研究。例如,肖劍等考慮制造商在電子渠道領(lǐng)域和零售商進(jìn)行合作,把電子渠道的訂單全部交由零售商來完成,通過收益共享建立了基于Stackelberg博弈的理論模型,發(fā)現(xiàn)某些情形下制造商線上渠道和零售商合作是最優(yōu)策略[5]。Chen 和Chang 分析了供應(yīng)鏈成員的合作策略,該策略不僅增強了合作成員的競爭優(yōu)勢,而且給供應(yīng)鏈帶來更多的收益[6]。在此基礎(chǔ)上,但斌等構(gòu)建了由一個制造商與一個零售商組成的雙渠道供應(yīng)鏈模型,從電子渠道與傳統(tǒng)渠道合作的角度出發(fā),研究了雙渠道供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的補償策略,論證了這種補償策略能夠?qū)崿F(xiàn)雙渠道供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)[7]。Chen等研究了雙渠道供應(yīng)鏈中基于Stackelberg博弈的定價及契約問題,提出了使雙渠道供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的收益共享契約[8]。Ryan等對價格敏感性的產(chǎn)品探討了渠道間的合作問題[9]。趙連霞等研究了制造商考慮不開辟網(wǎng)絡(luò)直銷與開辟網(wǎng)絡(luò)直銷渠道同時執(zhí)行利潤共享的定價策略,研究表明制造商在開通網(wǎng)絡(luò)直銷渠道時,有必要通過適當(dāng)?shù)睦麧櫣蚕砼c相關(guān)零售商實現(xiàn)供應(yīng)鏈共贏[10]。林貴華等通過Stackelberg博弈方法研究了供應(yīng)鏈中雙渠道制造商參與下不同合作策略對供應(yīng)鏈中企業(yè)的定價和利潤的影響,其研究表明合作策略不僅增加了合作聯(lián)盟的利潤,而且也能夠增加合作聯(lián)盟外其他成員的利潤[11]。Yan等建立了一個理論框架去研究制造商和線上零售商是否開辟市場渠道問題,建立了二者合作雙贏的區(qū)域參數(shù)[12]。
上述文獻(xiàn)主要從最優(yōu)化理論的角度去考慮合作問題,其并未涉及具體的合作方式?,F(xiàn)實中,其合作方式一般通過一定的載體去進(jìn)行合作,例如從廣告、服務(wù)、顧客以及渠道等角度去研究線上線下合作的問題。Li等在供應(yīng)鏈合作廣告模型中研究了合作對投資效率水平的影響[13]。Xie等在一個閉環(huán)供應(yīng)鏈中通過合作廣告研究了線上與線下的合作問題,設(shè)計了收入共享契約實現(xiàn)了二者協(xié)調(diào)[14]。Zhang和Wang在雙渠道供應(yīng)鏈中考了服務(wù)水平和動態(tài)定價的合作策略,設(shè)計了一個兩部制契約進(jìn)行協(xié)調(diào)[15]。Feng等將顧客的行為納入到了雙渠道供應(yīng)鏈中,設(shè)計了契約機制[16]。Sadeghi等則從渠道差異化的角度去研究了合作問題[17]。
上述文獻(xiàn)以具體的合作方式研究了線上線上的合作問題,然而其未涉及交貨期的問題?,F(xiàn)僅有四篇文獻(xiàn)研究了雙渠道供應(yīng)鏈含有交貨期的合作問題。Xiao研究了由單個制造商和單個零售商組成的供應(yīng)鏈與一個集成供應(yīng)鏈(制造商)的價格承諾交貨期競爭決策并分別設(shè)計了承諾交貨期內(nèi)生和價格內(nèi)生情況下的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)機制[18]。Modak等研究了銷售價格與交貨期共同影響需求的線上線下系統(tǒng),分別分析了集中與分散決策情形下的最優(yōu)決策,并設(shè)計了協(xié)調(diào)契約[19]。Nekoiemehr等在一個動態(tài)環(huán)境下研究了制造商與零售商組成的系統(tǒng),通過對慮交貨期的決策實現(xiàn)了對訂單的跨期分配[20]。Yang等研究了雙渠道中制造商與零售商的合作問題,其合作方式是通過訂單的轉(zhuǎn)移來實現(xiàn)。在交貨期與銷售價格共同影響需求的情形下,研究了零售商與制造商相互合作下的最優(yōu)交貨期以及銷售價格,并設(shè)計了相應(yīng)的協(xié)調(diào)契約[21]。然而,該文獻(xiàn)通過交貨期影響需求函數(shù)方式來實現(xiàn)對需求影響,并且在雙方合作時并未體現(xiàn)交貨期的影響。
基于此,本文以一個開辟線上渠道的制造商和一個線下零售商組成的雙渠道供應(yīng)鏈為研究對象,通過考查不同的交貨期對訂單轉(zhuǎn)移的內(nèi)生影響,探討制造商開辟的線上渠道與線下零售商訂貨與協(xié)調(diào)機制,并進(jìn)一步研究交貨期差異率如何影響訂貨等問題。
考慮一個制造商(M )與線下零售商(R )組成的供應(yīng)鏈系統(tǒng),其中制造商開辟了線上渠道,如圖1所示。制造商以單位生產(chǎn)成本c生產(chǎn)一種產(chǎn)品,并以批發(fā)價格w(w≥c)銷售給線下零售商(以下簡稱線下渠道)。線下渠道根據(jù)需求預(yù)測,在需求實現(xiàn)之前進(jìn)行訂貨,其訂貨量為Qr;同時線上渠道根據(jù)需求預(yù)測進(jìn)行訂貨,其貨量為Qe,制造商根據(jù)二者訂貨量Q(Q=Qe+Qr)進(jìn)行生產(chǎn)。線上與線下渠道的銷售價格分別為re和rr,銷售期末的單位殘值為si,單位缺貨損失為pi。線上顧客與線下顧客的需求分別為De和Dr并且服從累積分布F(·)和G(·),其密度函數(shù)分別為f(·)和g(·),且相互獨立。
圖1 雙渠道供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)圖
按照Xing等對顧客的分類,線下顧客由于其具有較短的交貨期要求不會到線上渠道進(jìn)行購買,而線上顧客可以忍受較長的交貨期[22]。所以,當(dāng)線上渠道不能滿足顧客交貨期需求時,制造商可以選擇與線下零售商合作,將部分不能滿足需求的顧客轉(zhuǎn)移給線下零售商,這樣可以使得雙方互惠:制造商收取服務(wù)費而獲益,線下零售商獲得額外訂單而獲益。也就是說,由于交貨期的差異,制造商的線上渠道可以將其未滿足需求的訂單轉(zhuǎn)移給零售商的線下渠道,而反之則不行。因此,當(dāng)線上渠道將線上訂單轉(zhuǎn)移給線下渠道時,線上渠道收取服務(wù)費τ。然而,由于外部替代性,并非每個線上顧客都愿意被轉(zhuǎn)移給線下渠道。參照文獻(xiàn)[23~27]對交貨期的刻畫,顧客需求與自身交貨期呈反向關(guān)系,與對方交貨期成正向關(guān)系。因此本文假設(shè)線上與線下渠道交貨期差異越大,由線上顧客轉(zhuǎn)為線下顧客比例的越大。所以在此定義交貨期差異率θ,0≤θ≤1,進(jìn)一步假設(shè)由此導(dǎo)致未滿足需求的顧客有kθ的比例由線上渠道轉(zhuǎn)為線下渠道,其中k為顧客對交貨期敏感系數(shù)。為了進(jìn)一步簡化后續(xù)模型,假設(shè)k=1,也就是說,θ表示由于線上渠道交貨期的差異使得未滿足需求的線上顧客有θ的比例愿意被轉(zhuǎn)移到線下渠道。
從上述流程可知,線上渠道將訂單轉(zhuǎn)移給線下渠道將獲利為τ,而線下渠道將獲利rr-τ。如果線下渠道有多余庫存,且滿足rr-τ≥sr,線下渠道才會受利益驅(qū)動接受線上渠道轉(zhuǎn)移的訂單。
當(dāng)考慮線上渠道與線下渠道獨立決策時,制造商不會將未滿足需求的顧客訂單轉(zhuǎn)移給線下渠道,此時θ=0,線下渠道的訂貨行為為經(jīng)典報童模型,其期望利潤函數(shù)為:
(1)
對式(1)進(jìn)行優(yōu)化得到其最優(yōu)訂貨量為:
(2)
當(dāng)不考慮合作行為時,線上渠道的訂貨行為也為經(jīng)典報童模型。我們假定制造商批發(fā)產(chǎn)品給線下渠道時,其批發(fā)價格為外生參數(shù)w,而且二者同時決策,因此其期望利潤函數(shù)為:
wQr-c(Qe+Qr)
(3)
對式(2)進(jìn)行優(yōu)化得到其最優(yōu)訂貨量為:
(4)
當(dāng)考慮線上渠道與線下渠道進(jìn)行合作時,當(dāng)線上顧客的需求不能滿足時,此時制造商可以選擇與線下渠道進(jìn)行合作,即將未滿足需求的線上顧客轉(zhuǎn)移給線下渠道,則其未滿足需求顧客訂單轉(zhuǎn)移量為Ter=min{(Qr-Dr)+,θ(De-Qe)+},并且線下渠道每個轉(zhuǎn)移訂單需要付給線上渠道服務(wù)費τ,從而分別建立線上渠道與線下渠道的利潤函數(shù):
wQr-c(Qe+Qr)
(5)
等式右邊分別為期望銷售收益、服務(wù)費收益、期望殘值、期望缺貨損失、批發(fā)收益,以及生產(chǎn)成本。
sr(Qr-Dr-Ter)+-pr(Dr-Qr)+]-wQr
(6)
等式右邊分別為期望銷售收益、期望合作收益、期望殘值、期望缺貨損失以及訂貨成本。
圖2 線上渠道與線下渠道訂貨與需求
為了方便的對式(5)、(6)進(jìn)行分析,需要將未滿足需求顧客訂單轉(zhuǎn)移量Ter=min{(Qr-Dr)+,Q(De-Qe)+}分類進(jìn)行討論。因此按照線上渠道與線下渠道的訂貨量與需求量,可以分為五類情形,分別如圖2所示。
線上渠道與線下渠道在情形1、2、3均不會產(chǎn)生合作行為,在情形4、5會產(chǎn)生合作行為。情形4與情形5均表示線上渠道需求過大,而線下渠道庫存有剩余,均需要將未滿足需求顧客訂單轉(zhuǎn)移給線下渠道。但是,二者又有所差別。情形4表示線上需求過大,導(dǎo)致線下渠道的剩余庫存Qr-Dr未能滿足線上轉(zhuǎn)移的顧客需求θ(De-Qe),那么其實際轉(zhuǎn)移量為Qr-Dr。而情形5表示線下渠道剩余庫存過大,剩余庫存能夠完全滿足線上渠道轉(zhuǎn)移的顧客需求,其實際轉(zhuǎn)移量為θ(De-Qe)。具體需求與訂貨量情況如表1所示。
表1 不同情形下的訂單轉(zhuǎn)移量
結(jié)合圖2以及表1顧客訂單轉(zhuǎn)移量的5種情形,進(jìn)一步由式(5)和(6)得到制造商與線下渠道的期望利潤函數(shù):
(7)
等式右端第一項代表情形1與2的利潤函數(shù),第二、三、四項分別代表情形3、4與5的利潤函數(shù),第五、六項分別是批發(fā)收益和生產(chǎn)成本。
在本文提出的2個認(rèn)證階段中,群組輕量級認(rèn)證階段用預(yù)先設(shè)置隨機數(shù)的方式,將秘密值提前安全存儲在用戶移動端和傳感器端,并借助發(fā)起驗證時的時間戳,對用戶和傳感器群組進(jìn)行身份認(rèn)證。無論用戶還是傳感器群組都無法在自身硬件中篡改或偽造隨機數(shù),即使惡意用戶對時間戳進(jìn)行成功偽造,也僅能完成單向認(rèn)證過程。在該階段中,用戶和傳感器群組需要完成雙向認(rèn)證才能證明其身份的真實性。
(8)
等式右端第一項代表情形1的利潤函數(shù),第二項代表情形2、3的利潤函數(shù),第三、四項分別代表情形5、4的利潤函數(shù),第五項是訂貨成本。
由于差異交貨期的存在,使得線上渠道與線下渠道之間的訂貨行為存在一定利益依存與對抗關(guān)系。也就是說,由于線上渠道可以將訂單轉(zhuǎn)移給線下渠道而提高收益,因此,線上渠道可以通過訂貨量控制轉(zhuǎn)移給線下渠道訂單的數(shù)量,這也必將影響到線下渠道的訂貨策略。同樣,線下渠道也可以通過控制訂貨量來控制接受線上渠道轉(zhuǎn)移的訂單量,從而影響線上渠道的收益,進(jìn)而影響其訂貨量。因此為了考查二者的訂貨行為,就首先必須要保證訂貨納什均衡的存在性。定理1給出了二者訂貨數(shù)量納什均衡的存在性與唯一性。
定理1在線上渠道與線下渠道合作的情形下,當(dāng)滿足rr-τ≥sr時,線上渠道與線下渠道訂貨數(shù)量存在唯一的納什均衡。
證明通過分別對式(7)、(8)對Qe,Qr進(jìn)行優(yōu)化得到:
θ(τ+pe)βe(Qe,Qr)+re+pe-c
(9)
(rr-τ-sr)βr(Qe,Qr)+rr+pr-w
(10)
定理1表明由于線上渠道與線下渠道的合作關(guān)系,二者的訂貨數(shù)量存在一種替代關(guān)系,這也是二者通過訂單轉(zhuǎn)移合作的價值所在。這種訂貨數(shù)量納什均衡的策略性替代關(guān)系使線上渠道與線下渠道之間實現(xiàn)了訂貨數(shù)量的“共享”合作行為,從而平衡了二者在銷售季節(jié)初期的訂貨量。
為了探討交貨期差異率θ對線上渠道與線下渠道訂貨的影響機制,首先要得到線上渠道與線下渠道的最優(yōu)訂貨量,然后考查對交貨期差異率對訂貨量的影響機制。
(11)
(12)
然后采用隱函數(shù)定理分別對式(11)、(12)對求θ導(dǎo),并且整理得到式(13)、(14):
(13)
(14)
在式(13)、(14)中,其中
由上式以及上述假設(shè)可判定
命題1表明,當(dāng)線上渠道與線下渠道之間不存在通過訂單轉(zhuǎn)移合作時,式(11)、(12)退化為式(2)、(4)。因此,報童模型為有合作行為情形下的特殊形式。
命題1還表明了制造商和線下零售商的互惠行為,制造商的利他行為體現(xiàn)在:交貨期差異率越大,則未滿足需求的顧客由線上渠道轉(zhuǎn)移到線下渠道的概率越大,因此對線下渠道庫存的需求也就越大,導(dǎo)致了其訂貨量也就越大;線下零售商的利他行為體現(xiàn)在:對于線上渠道而言,由于線下渠道訂貨量加大,這也提高了線上渠道的服務(wù)收益。所以在顧客需求不確定的情形下,線上渠道為了避免期末過高的剩余庫存,采取減少訂貨量而通過提高服務(wù)費收益的方式提高其總收益。
定理1與命題1考慮了線上渠道與線下渠道獨立決策情形的訂貨行為,下面考慮集中最優(yōu)決策情形下的最優(yōu)化問題,以便為第三部分的協(xié)調(diào)機制設(shè)計提供依據(jù)。
證明參照圖2及表1對訂單轉(zhuǎn)移的分析,由此建立線上渠道與線下渠道組成的整個系統(tǒng)的利潤函數(shù):
πc(Qe,Qr)=E[remin{De,Qe}+rrmin{Dr,Qr}+
rrTer+sr(Qr-Dr-Ter)+]+
E[se(Qe-De)+-pe(De-Qe-Ter)+-
pr(Dr-Qr)+]-c(Qe+Qr)
(15)
等式右邊第一、二項分別為線上渠道與線下渠道期望銷售收益,第三項為線下渠道訂單合作期望銷售收益,第四、五項分別為線上與線下渠道殘值處理收益,第六、七項分別為線上與線下渠道缺貨損失,第八項為生產(chǎn)成本。對式(15)進(jìn)行優(yōu)化得到:
βe(Qe,Qr)+re+pe-c
(16)
sr(βe(Qe,Qr)+G(Qr)F(Qe))+rr+pr-c
(17)
可以判定二階海瑟矩陣負(fù)半定,即πc(Qe,Qr)是關(guān)于(Qe,Qr)的聯(lián)合凹函數(shù),因此系統(tǒng)存在最優(yōu)訂貨量 。由于利潤函數(shù)為連續(xù)函數(shù),因此通過分解總可以得到
w=(sr-rr-pr)(G(Qr)-G(Qr)F(Qe)-βe(Qe,Qr))+c
=(sr-rr-pr)βr(Qe,Qr)+c≤c
由命題2得知,由線上渠道與線下渠道組成的整個系統(tǒng)的利潤要大于獨立決策時的二者利潤之和。其原因在于雙重邊際效應(yīng)的存在,即線上渠道與線下渠道獨立決策訂貨時,并未考慮到二者訂貨量的替代效應(yīng),忽視了訂貨決策時對對方訂貨量的影響。這就需要設(shè)計一定的契約消除獨立決策時存在的雙重邊際效應(yīng),從而達(dá)到線上渠道與線下渠道的雙贏。
命題3在線上渠道與線下渠道合作的情形下,當(dāng)滿足ri-τ≥si及w≥c時,無法實現(xiàn)線上渠道與線下渠道的協(xié)調(diào)。
定理2表明,在線上渠道主導(dǎo)下,兩部定價協(xié)調(diào)機制實現(xiàn)了線上渠道與線下渠道的共贏?,F(xiàn)實中往往是線上渠道處于強勢地位,通過向線下渠道支付固定費用,從而彌補收取的過高的服務(wù)費,這樣可以使得線下渠道的利潤增加,也愿意接受線上渠道提供的激勵機制。同理,線上渠道通過支付給線下渠道固定費用,從而將未滿足需求的訂單轉(zhuǎn)移到線下去銷售,避免了顧客的流失,本定理為現(xiàn)實中的企業(yè)進(jìn)行帶競爭行為的合作提供了有力的理論依據(jù)。
為了得到更直觀的結(jié)果,在數(shù)值試驗中進(jìn)一步探討交貨期差異率θ、服務(wù)費τ對線上渠道與線下渠道訂貨量的影響,以及服務(wù)費τ對線上渠道與線下渠道訂貨納什均衡的影響。假設(shè)線上渠道與線下渠道的需求服從Di~U[0,100],其它參數(shù)re=rr=40,se=sr=5,pe=pr=10,w=20,c=10。結(jié)合上述參數(shù),根據(jù)第2、3節(jié)中的理論分析進(jìn)行求解,并運用MATLAB 9.0軟件編寫程序繪出圖3~圖6。當(dāng)需求服從Di~U[0,100]時,為了便于計算,首先得到以下計算式:
首先,我們考查交貨期差異率θ對分散決策情形下訂貨量的影響。從圖3與圖4中可以看到,線上渠道訂貨對交貨期差異率遞減,而線下渠道訂貨對交貨期差異率遞增。這與命題1是一致的。另外,可以從圖3、圖4中得到,線上渠道收取的服務(wù)費越高,線上渠道訂貨量越小,這與我們直覺是不一致的。其原因在于,在交貨期差異率不變的情形下,由于需求的隨機性導(dǎo)致了線上渠道通過減少訂貨量來增加服務(wù)費的收益,體現(xiàn)了線上渠道與線下渠道的互惠效應(yīng)。對于線下渠道而言,線上渠道收取的服務(wù)費越高,其訂貨量越大,其原因在于對于線下渠道而言,服務(wù)費越高,其得到一個訂單的成本越大。所以,在交貨期差異率不變的情形下,其最優(yōu)決策是增加訂貨量。
圖3 線上渠道訂貨與θ關(guān)系
圖4 線下渠道訂貨與θ關(guān)系
其次,考查線上渠道與線下渠道訂貨納什均衡的存在性。在τ=27,τ=30的情形下我們得到二者分散決策下的反應(yīng)函數(shù)曲線,分別如圖5、6所示。最優(yōu)反應(yīng)函數(shù)的斜率為負(fù),這也反映出了線上渠道與線下渠道訂貨量存在著一定的替代關(guān)系,從而驗證了定理1的存在性。另外,從圖5、6中還可以看出反應(yīng)曲線的交點變動不大,即訂貨納什均衡對服務(wù)費用不敏感,其原因在于,隨著線上渠道收取的服務(wù)費用的增加,線下渠道為了提高收益而增加訂貨量,此時會產(chǎn)生兩種效應(yīng),一是線上渠道商由于預(yù)測線下渠道會增加訂貨量,于是為了增加收益也提高訂貨量;二是會進(jìn)一步的通過提高服務(wù)費的收益而降低訂貨量。第二種效應(yīng)雖然會大于第一種效應(yīng),但是在一定程度了卻阻礙了線下渠道提高訂貨量的程度,因此導(dǎo)致了線下渠道訂貨對服務(wù)費用的敏感性。
圖5 最優(yōu)反應(yīng)函數(shù)(τ=27)
圖6 最優(yōu)反應(yīng)函數(shù)(τ=30)
本文針對顧客轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的雙渠道沖突問題, 以一個開辟線上渠道的制造商和一個線下渠道組成的雙渠道供應(yīng)鏈為研究對象,探討了二者的訂貨與協(xié)調(diào)機制,并進(jìn)一步研究交貨期差異率如何影響訂貨等問題,其主要結(jié)論如下:
(1)在服務(wù)費用滿足一定的條件下,線上渠道與線下渠道的訂貨存在唯一的納什均衡,其原因在于二者訂貨量存在一定的替代關(guān)系;
(2)線上渠道與線下渠道訂貨量與交貨期差異率分別存在單調(diào)非增與單調(diào)非減關(guān)系;
(3)設(shè)計了兩部定價協(xié)調(diào)機制實現(xiàn)了線上渠道與線下渠道的雙贏,為現(xiàn)實中開辟線上渠道的制造企業(yè)與線下渠道進(jìn)行帶競爭行為的合作提供了理論依據(jù)。
由于本文僅僅針對一個線下渠道去研究,在實踐中往往存在多個線下渠道,而多個線下渠道之間往往存在一定的合作關(guān)系,從而會對開辟線上渠道的制造商產(chǎn)生直接與間接抵制作用影響,這也是下一步的研究方向。