湯春華

(1.湖南大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院，湖南 長沙 410079；2.湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院 商學(xué)院，湖南 長沙 410205)

隨機(jī)需求發(fā)生擾動(dòng)時(shí)三級(jí)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)研究*

湯春華1，2

(1.湖南大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院，湖南 長沙 410079；2.湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院 商學(xué)院，湖南 長沙 410205)

考慮包含供應(yīng)商、制造商和零售商的三級(jí)供應(yīng)鏈，當(dāng)突發(fā)事件導(dǎo)致隨機(jī)需求發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，研究該三級(jí)供應(yīng)鏈的最優(yōu)決策及收益共享協(xié)調(diào)合約。首先，在需求未發(fā)生擾動(dòng)條件下提出該三級(jí)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的收益共享協(xié)調(diào)合約模型，研究發(fā)現(xiàn)，收益共享合約不能協(xié)調(diào)隨機(jī)市場需求發(fā)生擾動(dòng)時(shí)供應(yīng)鏈系統(tǒng)。為此，提出了三級(jí)供應(yīng)鏈一體化決策時(shí)應(yīng)對需求擾動(dòng)的最優(yōu)決策模型；并在分散化決策時(shí)提出了改進(jìn)的收益共享合約模型實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。數(shù)值實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了決策模型的有效性。

供應(yīng)鏈管理；收益共享；突發(fā)事件；協(xié)調(diào)機(jī)制；博弈

一 引 言

當(dāng)前，激烈的市場競爭已由企業(yè)競爭變成了供應(yīng)鏈間的競爭。如日本汽車和美國汽車的競爭實(shí)際上是供應(yīng)鏈間的競爭。經(jīng)濟(jì)全球化下的供應(yīng)鏈容易受到突發(fā)事件導(dǎo)致的需求和成本等各方面的擾動(dòng)[1]，如2003年非典疫情導(dǎo)致口罩、板藍(lán)根等需求急劇上升，瘋牛病的發(fā)生導(dǎo)致牛肉需求急劇下降；2011年泰國洪水災(zāi)害導(dǎo)致全球電腦硬盤成本上升[2]。需求或成本發(fā)生擾動(dòng)后原來的供應(yīng)鏈不再協(xié)調(diào)或者原有計(jì)劃不再可行，使供應(yīng)鏈產(chǎn)生較大的利潤損失甚至崩潰，突發(fā)事件下供應(yīng)鏈如何采取應(yīng)對策略維持供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性具有重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值和理論意義[2]。

突發(fā)事件供應(yīng)鏈應(yīng)急管理屬于供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)管理(supply chain coordination management)[2-5]及應(yīng)急管理(disruption management)[6-10]的交叉領(lǐng)域，911事件后已得到廣泛關(guān)注。Cao等[2]提出了二級(jí)供應(yīng)鏈應(yīng)對需求和成本同時(shí)擾動(dòng)的收益共享合約模型。Clausen等[11]較早研究了航空公司的突發(fā)事件應(yīng)急管理。Yu和Qi[7]對供應(yīng)鏈突發(fā)事件應(yīng)急管理分不同情形進(jìn)行了總結(jié)。Qi等[8]提出了制造商-零售商組成的二級(jí)供應(yīng)鏈應(yīng)對需求發(fā)生擾動(dòng)時(shí)的數(shù)量折扣契約。李新然等[9]構(gòu)建了需求擾動(dòng)下，制造商作為主導(dǎo)者的閉環(huán)供應(yīng)鏈決策模型。胡祥培等[10]對突發(fā)事件應(yīng)急管理進(jìn)行了評述。以往對突發(fā)事件供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)契約的研究主要集中在制造商和零售商組成的二級(jí)供應(yīng)鏈中。然而在現(xiàn)實(shí)中，供應(yīng)鏈通常具有多級(jí)特征[4]，Giannoccaro和Pontrandolfo[4]構(gòu)建了由供應(yīng)商-制造商-零售商組成的三級(jí)供應(yīng)鏈的收益共享協(xié)調(diào)模型；Munson和Rosenblatt[12]提出了數(shù)量折扣合約使三級(jí)供應(yīng)鏈的達(dá)到協(xié)調(diào)；吳忠和等[13]研究了零售商成本信息不對稱時(shí)鮮活農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈應(yīng)對突發(fā)事件的協(xié)調(diào)模型；湯春華[14]運(yùn)用收益共享合約實(shí)現(xiàn)了對多因素同時(shí)擾動(dòng)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)應(yīng)對。突發(fā)事件下三級(jí)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)應(yīng)對的研究正在興起[15-16]。

本文研究突發(fā)事件導(dǎo)致零售商面臨的隨機(jī)需求分布發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，分析需求擾動(dòng)對供應(yīng)鏈決策的影響，研究如何運(yùn)用收益共享合約實(shí)現(xiàn)三級(jí)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)應(yīng)對。研究發(fā)現(xiàn)，收益共享合約能實(shí)現(xiàn)三級(jí)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)，但當(dāng)隨機(jī)市場要求發(fā)生擾動(dòng)后，原有的協(xié)調(diào)機(jī)制被打破，提出了突發(fā)事件下，一體化決策供應(yīng)鏈的最優(yōu)決策，并提出了改進(jìn)的收益共享合約協(xié)調(diào)分散化決策時(shí)的三級(jí)供應(yīng)鏈。

二 需求未擾動(dòng)下供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)契約

結(jié)論1若收益共享合約滿足ωA=(CR+CM+CS)·φA-CR和ωB=(CM+CS)·φB-CM，則該收益共享合約(ωA，φA)和(ωB，φB)能實(shí)現(xiàn)三級(jí)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)。

此時(shí)，零售商的利潤為：

ΠR=φA·p·S(q)-(ωA+CR)·q=φA·p·S(q)-[(CR+CM+CS)·φA]·q=φA·ΠT

且隨φA遞增；制造商的利潤為：

ΠM=φB[(1-φA)·p·S(q)+ωA·q]-(ωB+CM)·q=φB[(1-φA)·p·S(q)+((CR+CM+CS)·φA-CR)·q]-[((CM+CS)·φB-CM)+CM]·q=φB·(1-φA)·ΠT

且隨φB遞增，隨φA遞減；

供應(yīng)商的利潤為：

ΠS=(1-φB)·[(1-φA)·p·S(q)+ωA·q]+ωB·q-CS·q=(1-φB)·[(1-φA)·p·S(q)+((CR+CM+CS)·φA-CR)·q]+((CM+CR)·φB-CM)·q-CS·q=(1-φB)·(1-φA)

且隨φA、φB遞減。

三 突發(fā)事件下一體化決策模型

(1)

下面的結(jié)論2提出了突發(fā)事件對供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)契約的影響。

證明：當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生后，若還采用穩(wěn)定條件下的收益共享合約，則零售商的利潤為

制造商的利潤為

供應(yīng)商的利潤為

上述結(jié)果表明，突發(fā)事件發(fā)生后，若采用未發(fā)生突發(fā)事件時(shí)的收益共享合約，則不能實(shí)現(xiàn)三級(jí)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)。

四 突發(fā)事件下分散化決策模型

零售商的利潤為

制造商的利潤為

供應(yīng)商的利潤為

五 算例分析

表1 收益共享契約的結(jié)果比較

表1表明，突發(fā)事件下，三級(jí)供應(yīng)鏈采用改進(jìn)的收益共享合約可以提高供應(yīng)鏈系統(tǒng)的總利潤，由于分配比例不變，從而供應(yīng)鏈所有成員獲得的利潤相比原合約都得到了提高。

六 結(jié) 論

本文在突發(fā)事件導(dǎo)致隨機(jī)需求發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，研究突發(fā)事件對三級(jí)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)契約的影響。未發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，提出的收益共享合約能協(xié)調(diào)三級(jí)供應(yīng)鏈；并且原有的最優(yōu)生產(chǎn)量具有魯棒性(結(jié)論1、引理1及引理2)。當(dāng)突發(fā)事件造成市場需求增加(減少)時(shí)，突發(fā)事件造成供應(yīng)鏈運(yùn)作成本增加，三級(jí)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)訂貨量會(huì)增加(減少)，此時(shí)，原有的收益共享合約不再實(shí)現(xiàn)需求發(fā)生擾動(dòng)時(shí)三級(jí)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)(結(jié)論2)。而不管突發(fā)事件是否發(fā)生，改進(jìn)后的收益共享合約都能實(shí)現(xiàn)三級(jí)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)應(yīng)對(結(jié)論3)。

此外，本文可在如下方面進(jìn)行拓展作為未來研究，如考慮其他協(xié)調(diào)合約來應(yīng)對突發(fā)事件下需求發(fā)生擾動(dòng)的三級(jí)供應(yīng)鏈；在信息不對稱條件下考慮三級(jí)供應(yīng)鏈的應(yīng)急管理，進(jìn)一步可考慮多階段或非線性需求時(shí)三級(jí)鏈的供應(yīng)鏈的應(yīng)急管理。

[1] Lei Dong，Li Jianbin，Liu Zhixue.Supply chain contracts under demand and cost disruptions with asymmetric information[J].International Journal of Production Economics，2012(139)：116-126.

[2] Cao Erbao，Zhou Xiushuai，Kevin Lv.Coordinating a supply chain under demand and cost disruptions[J].International Journal of Production Research，2015，53(12)：3735-3752.

[3] Cachon G P.Supply chain coordination with contracts [M].North Holland： Handbooks in Operations Research and Management Science，2004：10-25.

[4] Giannoccaro I，Pontrandolfo P.Supply chain coordination by revenue sharing contracts [J].International Journal of Production Economics，2004，89(2)：131-139.

[5] Li Xiuhui，Wang Qinan.Coordination mechanisms of supply chain systems [J].European Journal of Operational Research，2007，179 (1)：1-16

[6] Cachon G，Lariviere M.Supply chain coordination with revenue-sharing contracts： strengths and limitations [J].Management Science，2005，51(1)：30-44.

[7] Yu Gang，Qi Xiangtong.Disruption management：framework，models and application[M].New Jersey，London，Singapore： World Scientific Publisher，2004.

[8] Qi X T，Bard J，Yu G.Supply chain coordination with demand disruptions [J].Omega，2004，32(4)：301-312.

[9] 李新然，何琦，吳義彪，等.需求振動(dòng)下分散式?jīng)Q策閉環(huán)供應(yīng)鏈的應(yīng)急決策[J].中國管理科學(xué)，2015(1)：581-589.

[10] 胡祥培，丁秋雷，張漪等.干擾管理研究評述[J].管理科學(xué)，2007，20(2)：2-8.

[11] Clausen J，Hansen J，Larsen J.Disruption management [J].OR/MS，2001，28(5)：40-43.

[12] Munson C L.，Rosenblatt M，J.Coordinating a three-level supply chain with quantity discounts [J].IIE Transactions，2001，33(5)：371-384.

[13] 吳忠和，陳宏，梁翠蓮.時(shí)間約束下不對稱信息鮮活農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈應(yīng)對突發(fā)事件協(xié)調(diào)模型[J].中國管理科學(xué)，2015，23(6)：126-134.

[14] 湯春華.收益共享合約對多因素同時(shí)擾動(dòng)的協(xié)調(diào)應(yīng)對研究[J].經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)，2015(3)：31-35.

[15] 肖美丹，陳銘洋.三級(jí)供應(yīng)鏈應(yīng)對突發(fā)需求的聯(lián)合契約協(xié)調(diào)[J].計(jì)算機(jī)集成與制造系統(tǒng)，2016，22(5)：1347-1354.

[16] 彭海燕，陳偉炯，梁承姬.聯(lián)合契約下的三級(jí)供應(yīng)鏈應(yīng)對突發(fā)事件策略研究[J].華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)，2017，51(1)：40-46.

ResearchonCoordinationofThree-levelSupplyChainwithStochasticDemandDisruption

TANG Chun-hua1，2

(1.College of Economics and Trade，Hunan University，Changsha 410079，China；2.Business College of Hunan International Economics University，Changsha 410205，China)

This paper focuses on a three-level supply chain consisting of a single supplier，a single manufacturer and a retailer who face stochastic demand，the three-level supply chain system can be coordinated with revenue sharing contract under a normal case.But this coordination may be broken off by an emergent event.The optimal strategies of the centralized supply chain replied to the disruptions were proposed，and an improved revenue sharing contract was proposed to coordinate the decentralized supply chain system under stochastic demand disruption.A numerical example was presented to illustrate the efficiency of the proposed decision model.

supply chain management；revenue sharing；disruption；coordination mechanism；game theory

F273，F(xiàn)224.3

A

1008—1763(2017)05—0071—05

2017-06-18

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目( 71671061)；教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃資助項(xiàng)目(NCET-13-0181)

湯春華(1980—)，女，湖南邵東人，湖南大學(xué)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易學(xué)院博士研究生。研究方向：應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)。