何彥東,王 旭,周福禮,周 林
(1. 重慶大學(xué)機械工程學(xué)院,重慶 400044; 2. 重慶大學(xué)現(xiàn)代物流重慶市重點實驗室,重慶 400044;3.清華大學(xué)深圳研究生院物流與交流學(xué)部,廣東 深圳 518055;4.鄭州輕工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院,河南 鄭州 450002)
隨著電子商務(wù)的全球化以及分工的出現(xiàn),大多數(shù)電商企業(yè)紛紛將物流業(yè)務(wù)外包給第三方物流(Third party logistics, TPL),物流已經(jīng)成為電商供應(yīng)鏈中非常重要的環(huán)節(jié)[1-2]。研究表明,線下物流服務(wù)質(zhì)量對顧客網(wǎng)購滿意度有顯著的正面影響,并通過顧客滿意度來間接地影響顧客的忠誠度,網(wǎng)絡(luò)零售商應(yīng)將其渠道控制能力自然延伸到物流服務(wù)領(lǐng)域,加強彼此之間的協(xié)調(diào)[3-6]。此外,有研究表明物流服務(wù)質(zhì)量對顧客抱怨有顯著影響,并通過顧客抱怨影響其重復(fù)購買意愿,進而影響產(chǎn)品的銷售量[7]。因此,電商環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)零售商應(yīng)加強和TPL之間的合作,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)零售商和TPL之間的協(xié)同發(fā)展。
但是,網(wǎng)絡(luò)零售商和TPL之間又存在一定的利潤沖突和道德風(fēng)險[8],如網(wǎng)絡(luò)零售商希望TPL提高服務(wù)水平以降低貨物損壞率或退貨率,但這無疑會增加TPL的運作成本,甚至退貨率的增加在一定程度上會增加TPL的收入。而網(wǎng)絡(luò)零售商通過增加營銷成本等提高銷售努力水平措施可以增加產(chǎn)品的銷售量,這直接增加了TPL的營業(yè)收入,但TPL卻并未承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)零售商增加的營銷成本。因此,如何對網(wǎng)絡(luò)零售商和TPL進行協(xié)調(diào),使雙方都提高其努力水平并在取得各自期望收益的同時,又能增加網(wǎng)購供應(yīng)鏈的整體效益成為當(dāng)今企業(yè)界的難點和學(xué)術(shù)研究的熱點。
現(xiàn)有的研究較多考慮供應(yīng)鏈前端,即供應(yīng)商-制造商-零售商,努力因素對供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)進行研究。Taylor[9]將努力因素納入到供應(yīng)鏈中,研究回饋策略下銷售商努力因素對供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào);Heese和Swaminathan[10]研究需求不確定下零售商最優(yōu)訂貨量和最優(yōu)銷售努力問題;Ma Peng等[11]考慮制造商質(zhì)量努力和零售商營銷努力因素,研究兩級供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題;Chao等[12]基于產(chǎn)品召回成本共擔(dān)思想,研究產(chǎn)品召回成本共擔(dān)和部分共擔(dān)下供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題,結(jié)果表明產(chǎn)品召回成本共擔(dān)契約提高供應(yīng)商生產(chǎn)努力水平;石巋然等[13]考慮零售商努力水平影響市場需求,制造商單邊承擔(dān)零售商努力成本下供應(yīng)鏈協(xié)調(diào);胡本勇和曲佳莉[14]引入供應(yīng)商生產(chǎn)努力因素,研究供應(yīng)商和銷售商努力水平影響市場需求下兩級供應(yīng)鏈激勵問題;何麗紅等[15]考慮努力水平影響需求下制造商和零售商合作博弈,并分析制造商最優(yōu)價格折扣策略。
然而,Jayaram和Tan[16]認(rèn)為將物流引入供應(yīng)鏈中可以提高供應(yīng)鏈績效。馮穎等[17]研究由供應(yīng)商、TPL和零售商組成的三級供應(yīng)鏈,通過收入共享契約分擔(dān)物流服務(wù)成本實現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào),但并未考慮雙方努力因素;吳慶和但斌[18]討論TPL和客戶合作博弈下,通過服務(wù)成本共擔(dān)合同和收入共享與成本共擔(dān)組合式合同協(xié)調(diào)TPL和客戶決策,但是未考慮TPL對客戶銷售努力成本的分擔(dān);曹巍和劉南[2]討論終端網(wǎng)點參與下電商物流外包協(xié)調(diào)問題,但僅考慮網(wǎng)購供應(yīng)鏈中電商企業(yè)單邊承擔(dān)快遞企業(yè)服務(wù)成本;吳慶等[19]考慮損耗和物流價格影響低值產(chǎn)品訂購和銷售價格下,研究TPL努力水平影響客戶企業(yè)產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量損耗下物流外包渠道優(yōu)化和協(xié)調(diào)。馬雪麗等[20]研究農(nóng)戶-TPLP-零售商三級供應(yīng)鏈中TPLP努力水平對產(chǎn)品質(zhì)量和損耗的改善。桂云苗等[21]考慮供應(yīng)商和電商企業(yè)雙邊質(zhì)量保證努力對需求的影響,并分析不同電商運營模式下商品的質(zhì)量保證策略。
為此,本文參考Ma Peng等[11],并在網(wǎng)購供應(yīng)鏈中引入TPL物流努力因素,考慮產(chǎn)品價格、雙邊努力影響市場需求下,研究基于雙邊努力成本共擔(dān)的網(wǎng)購供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)機制。在具體研究中,首先建立網(wǎng)購供應(yīng)鏈集中決策模型、分散決策下基于兩部收費契約模型,并分析兩部收費契約對網(wǎng)購供應(yīng)鏈影響;其次,建立分散決策下基于雙邊努力成本共擔(dān)模型和單邊努力成本共擔(dān)模型,并分析雙邊努力成本共擔(dān)契約下實現(xiàn)雙方努力水平協(xié)調(diào)的成本共擔(dān)比例,以及實現(xiàn)網(wǎng)購供應(yīng)鏈效益帕累托改進的條件;最后通過算例分析說明了研究結(jié)論的有效性。
本文研究供應(yīng)鏈包含一個網(wǎng)絡(luò)零售商和一個第三方物流企業(yè)構(gòu)成的兩級網(wǎng)購供應(yīng)鏈。網(wǎng)絡(luò)零售商向上游供應(yīng)商采購并通過網(wǎng)絡(luò)平臺銷售產(chǎn)品,訂單配送外包給第三方物流企業(yè)。網(wǎng)絡(luò)零售商通過一定的銷售努力進行促銷,而TPL可以通過物流努力提高產(chǎn)品的市場需求(如投入成本降低貨物損壞率、提高終端網(wǎng)點覆蓋率等提高客戶滿意度)。
產(chǎn)品市場需求量d受到產(chǎn)品零售價p,銷售努力水平φ和物流努力水平φ的影響,隨產(chǎn)品價格提高而減少,隨努力水平提高而增加,根據(jù)文獻[22],假設(shè)它們之間的關(guān)系為d=a-bp+λφ+δφ,其中a表示基本市場需求量,b表示市場需求對價格的彈性系數(shù),λ表示市場需求對銷售努力的彈性系數(shù),δ表示市場需求對物流努力的彈性系數(shù)。且物流服務(wù)單位成本為c,物流服務(wù)單價為k,網(wǎng)絡(luò)零售商以單位成本w批發(fā)產(chǎn)品。且市場需求都可被滿足。
網(wǎng)絡(luò)零售商和TPL決定自己的銷售和物流努力水平,根據(jù)Ma Peng等[11],網(wǎng)絡(luò)零售商銷售努力成本為αφ2/2,假設(shè)TPL 的物流努力成本為βφ2/2,其中α表示銷售成本對銷售努力敏感系數(shù),β表示物流成本對物流努力敏感系數(shù)。這里假定網(wǎng)絡(luò)零售商和TPL都是風(fēng)險中性的,且多數(shù)情況下網(wǎng)絡(luò)零售商為了吸引消費者購買產(chǎn)品,一般提供包郵服務(wù),本文假定物流服務(wù)費用由網(wǎng)絡(luò)零售商承擔(dān),根據(jù)上述假設(shè)可得出以下基本模型函數(shù)式。
網(wǎng)絡(luò)零售商、TPL和供應(yīng)鏈利潤為:
∏R=(p-w-k)d-αφ2/2
(1)
∏E=(k-c)d-βφ2/2
(2)
∏T=(p-w-c)d-αφ2/2-βφ2/2
(3)
在集中決策模式中,網(wǎng)絡(luò)零售商和TPL組成一個合作聯(lián)盟,雙方忽略物流服務(wù)費用,從整體利益最大化的角度進行決策,共同決定p、φ和φ。
將d=a-bp+λφ+δφ帶入式(3)可得:∏T=(p-w-c)(a-bp+λφ+δφ)-αφ2/2-βφ2/2,求∏T關(guān)于p、φ和φ的一階導(dǎo)數(shù)并令其等于0得:
(4)
(5)
(6)
在網(wǎng)購供應(yīng)鏈中,現(xiàn)有物流收費模式是TPL根據(jù)貨物量、距離等因素制定,消費者在線購買時,物流費用成為制約其購買關(guān)鍵因素,尤其是低價商品。為了促銷產(chǎn)品,網(wǎng)絡(luò)零售商會采用包郵方式。但是這對網(wǎng)絡(luò)零售商制定其零售價會產(chǎn)生顯著影響[18]。為了消除雙方的雙重邊際效應(yīng),本文參考吳慶和但斌[18]和但斌等[23]中TPL和客戶物流外包合同,在分散下利用兩部收費模型進行協(xié)調(diào),以接近或達到集中決策時效益。
分散決策中,網(wǎng)絡(luò)零售商和TPL是獨立個體,從自身利益最大化進行決策。分散決策下雙方博弈為:首先TPL與網(wǎng)絡(luò)零售商確定固定費用,然后TPL確定產(chǎn)品單位物流費用和努力水平。其次,網(wǎng)絡(luò)零售商決定是否接受,若接受,雙方達成協(xié)議,網(wǎng)絡(luò)零售商根據(jù)物流費用和需求預(yù)期決定零售價和努力水平,若拒絕,博弈結(jié)束。
采用逆向歸納求解,首先定義兩部收費契約為(k,t),k表示單位物流費用,t表示固定費用,其大小取決于網(wǎng)絡(luò)零售商和TPL之間的討價還價能力。此時雙方收益:
∏R1=(p-w-k)d-αφ2/2-t
(7)
∏E1=(k-c)d-βφ2/2+t
(8)
將式(7)對p、φ分別求導(dǎo)得:
(9)
(10)
當(dāng)2bα-λ2>0時,∏R1的Hessian矩陣是負(fù)定的,則求解(9)和(10)可得:
(11)
(12)
將(11)和(12)代入(8)得:
(13)
將式(13)對k、φ分別求導(dǎo)得:
(14)
(15)
(16)
命題1. 兩部收費契約不能實現(xiàn)網(wǎng)購供應(yīng)鏈協(xié)調(diào),銷售與物流努力水平、產(chǎn)品需求量及網(wǎng)購供應(yīng)鏈利潤與t是獨立的。
同時,命題1也說明供應(yīng)鏈集中決策可以提高服務(wù)水平,進而提高產(chǎn)品需求量和供應(yīng)鏈利潤。然而在實際中,網(wǎng)絡(luò)零售商、TPL大多是分散決策,所以,如果在分散決策下通過某種契約提高效益使之接近或達到集中決策水平,同時網(wǎng)絡(luò)零售商和TPL都能增加收益,這將是網(wǎng)購供應(yīng)鏈的理想狀態(tài)。
命題2. 當(dāng)供應(yīng)鏈分散決策達到集中決策效益時,物流服務(wù)單價滿足:k=c,且bα=λ2。
由命題2可知,分散決策下,當(dāng)TPL物流服務(wù)單價等于成本時,供應(yīng)鏈取得集中決策時效益,但這在實際中是不可能實現(xiàn)的。命題2也解釋了現(xiàn)實中一個現(xiàn)象,即網(wǎng)絡(luò)零售商會選擇報價低的快遞企業(yè)。由此我們在購物時會看到價格很低的快遞費。但是較低快遞費往往犧牲了服務(wù)水平,這會降低顧客購物體驗。
命題3. 網(wǎng)絡(luò)零售商提高銷售努力水平會增加TPL利潤。
證明:將d=a-bp+λφ+δφ對φ一階求導(dǎo)得:?d/?φ=λ>0,即產(chǎn)品需求量d關(guān)于φ遞增,因此網(wǎng)絡(luò)零售商提高銷售努力水平會增加產(chǎn)品市場需求量,而TPL即使保持原有物流努力水平,也會由于物流量的增加而增加收益。命題3得證。
命題4. TPL提高其物流努力水平會增加網(wǎng)絡(luò)零售商利潤。
證明:式d=a-bp+λφ+δφ關(guān)于φ一階求導(dǎo)即可得證,證明從略。
命題3和命題4給企業(yè)的啟示:雙方提高努力水平是一種互惠行為,雙方應(yīng)該充分合作,確定最優(yōu)變量,共擔(dān)由此產(chǎn)生的成本并確定最優(yōu)分擔(dān)比例。如果一方僅享受另一方努力帶來的收益,不承擔(dān)成本,那么另一方是不會主動提高服務(wù)水平的。
傳統(tǒng)的制造供應(yīng)鏈中,制造商采用回購、數(shù)量彈性等契約來實現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)?,F(xiàn)有的關(guān)于TPL參與的供應(yīng)鏈中,電商企業(yè)為了激勵TPL采用收益共享契約、分擔(dān)TPL成本契約等實現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)[2]。然而,從命題3和命題4可知當(dāng)任一方提高其努力水平時,均可增加另一方收益,單邊成本分擔(dān)并不合理。因此我們提出一種雙邊努力成本共擔(dān)契約(簡記為BCS)。
假設(shè)網(wǎng)絡(luò)零售商分擔(dān)μ1和μ2比例的銷售與物流努力成本,而TPL分擔(dān)1-μ1和1-μ2比例的銷售與物流努力成本,并且0≤μ1≤1,0≤μ2≤1。則網(wǎng)絡(luò)零售商和TPL的利潤分別為:
∏R=(p-w-k)(a-bp+λφ+δφ)-μ1αφ2/2-μ2βφ2/2
(17)
∏E=(k-c)(a-bp+λφ+δφ)-(1-μ1)αφ2/2-(1-μ2)βφ2/2
(18)
采用逆向歸納法求解,其過程與分散決策相同,由式(17)可得到:
(19)
(20)
將(19)和(20)代入(18)可得:
(21)
(22)
(23)
現(xiàn)在考慮另兩種情形,當(dāng)μ1=1,0<μ2<1時,即網(wǎng)絡(luò)零售商單邊承擔(dān)TPL物流努力成本,而TPL不承擔(dān)銷售努力成本(簡記為SCS);當(dāng)μ1=1,μ2=0時,即雙方均不分擔(dān)對方努力成本(簡記為NCS)??傻萌绫?所示最優(yōu)解。
表1 SCS和NCS情形下的最優(yōu)解
定理2TPL努力水平與網(wǎng)絡(luò)零售商分擔(dān)物流努力成本比例正相關(guān)。
定理2說明網(wǎng)絡(luò)零售商分擔(dān)TPL物流努力成本有利于TPL提高努力水平,增加銷售量。但是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)零售商不分擔(dān)時, TPL只會維持基本的服務(wù)水平,沒有主動提高物流服務(wù)水平的動力,比如在實際中,大多數(shù)TPL會和其客戶企業(yè)簽訂合同時規(guī)定一定的損壞率、及時率等。然而,這個標(biāo)準(zhǔn)和消費者期望相差甚大,導(dǎo)致許多快遞企業(yè)的消費者投訴較高。因此,網(wǎng)絡(luò)零售商會主動和TPL合作,甚至免費為TPL提供信息服務(wù),如阿里巴巴提供的電子面單加快了TPL分揀速度,提高配送效率。
定理3與SCS和NCS相比,當(dāng)參數(shù)滿足(1-μ2)(4bαβμ1-βλ2)>αδ2時,BCS提高了網(wǎng)絡(luò)零售商的銷售努力水平。
證明:相關(guān)變量相除后與1比較即可得到,證明從略。
定理3和定理4說明隨著雙方合作深度的增加,可以提高產(chǎn)品需求量和努力水平。努力水平提高也說明雙方的合作可以提高對系統(tǒng)各方成員的控制力和約束力,使得各方的目標(biāo)朝著系統(tǒng)利潤最大化改進,這一結(jié)論和文獻[2]一致。但在雙邊努力成本共擔(dān)下,各方努力水平及產(chǎn)品市場需求量均優(yōu)于單邊努力成本共擔(dān)契約。
定理5當(dāng)μ1+μ2=1且μ1=μ2=0.5,BCS下雙方努力水平達到集中決策時效果。
求解上述方程得:μ1+μ2=1,將其代入上述任一方程得:μ1=μ2=0.5,由此可證。
命題5:在BCS下成本分擔(dān)系數(shù)滿足如下條件時,供應(yīng)鏈各方收益實現(xiàn)帕累托改進:
αδ2/(βλ2),(2bαμ1-λ2)βμ1-αδ2μ2≥
證明:將各方相應(yīng)收益變量相除后與1比較大小即可得到,證明從略。
命題5說明:盡管一方可通過分擔(dān)另一方更大比例努力成本來提高其努力水平,但由努力成本和努力水平關(guān)系知,努力水平越高,提高單位努力水平付出成本也越高。雙方不會無限制提高其分擔(dān)比例,否則他們付出的成本會超過努力水平提高帶來的收益。
為了驗證雙邊努力成本共擔(dān)契約的協(xié)調(diào)效果,下面通過模型參數(shù)的設(shè)定和計算具體分析。假設(shè)某網(wǎng)購產(chǎn)品具有如下市場特征,市場基本需求量a=200,產(chǎn)品批發(fā)價w=10,物流配送單位成本c=8,且b=5,λ=3,δ=2,α=5,β=3,市場需求函數(shù)d=100-5p+3φ+2φ,網(wǎng)絡(luò)零售商和TPL的銷售和物流努力成本分別為:c(φ)=2.5φ2和c(φ)=1.5φ2。根據(jù)第2和3部分可得表2集中決策和分散決策模式下變量和利潤的數(shù)值。
表2顯示供應(yīng)鏈集中決策利潤為881.07,遠大于分散決策的620.09,供應(yīng)鏈在分散決策下由于各方之間博弈使其利潤減少260.98。而銷售與物流努力水平也都降低,最優(yōu)零售價由34.02增加到37.27,這導(dǎo)致產(chǎn)品需求量由80.10減少到30.50。這顯示網(wǎng)購供應(yīng)鏈契約協(xié)調(diào)的重要性,即避免雙方雙重邊際效應(yīng),使供應(yīng)鏈在分散決策下達到或接近集中決策的利潤水平。
表2 集中決策和不承擔(dān)努力成本下分散決策變量取值和利潤水平
為驗證μ1和μ2對努力水平影響,將參數(shù)代入表2中變量,為保證努力水平非負(fù),0<μ2≤0.91,由定理1和2知0.31≤μ1≤1。得到如圖1和2。圖1顯示在雙邊努力成本共擔(dān)中,隨著TPL分擔(dān)銷售努力成本增加,網(wǎng)絡(luò)零售商銷售努力水平逐漸提高,圖2顯示TPL物流努力水平隨零售商分擔(dān)物流努力成本增加而提高。
圖1 成本分擔(dān)系數(shù)對φ的影響
圖2 成本分擔(dān)系數(shù)對φ的影響
根據(jù)定理3和4得:μ1≥0.5,(1-μ2)(300μ1-27)-20>0。對比圖3和4可發(fā)現(xiàn)(等高線曲面代表BCS模式,黑色光滑曲面代表SCS模式,帶線曲面代表NCS模式),零售商和TPL在BCS下努力水平是最高的,其次是SCS,最次是NCS。
圖3 三種模式下成本分擔(dān)系數(shù)對φ的影響
6.3.1α對銷售和物流努力水平的影響
圖5和6展示α對銷售和物流努力水平影響??梢钥吹戒N售和物流努力水平在BCS下最高,隨著單位銷售努力成本增加,雙方在三種模式下努力水平均降低;且努力成本系數(shù)越高,BCS模式對網(wǎng)購
圖4 三種模式下成本分擔(dān)系數(shù)對φ的影響
供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的優(yōu)越性越低。在圖5中,SCS和NCS模式下網(wǎng)絡(luò)零售商銷售努力水平差距不大,隨著α增加,這個差距逐漸縮小。即SCS不能明顯提高銷售努力水平。圖6顯示BCS能明顯提高TPL的物流努力水平。
圖5 α對銷售努力水平的靈敏度分析
圖6 α對物流努力水平的靈敏度分析
6.3.2β對銷售和物流努力水平影響
圖7和8展示β對銷售和物流努力水平影響。BCS模式下雙方努力水平最高。且隨著單位物流努力成本增加,雙方努力水平逐漸降低。對比三種模式可發(fā)現(xiàn),隨著β增加,NCS和SCS模式網(wǎng)絡(luò)零售商銷售努力水平差距逐漸減小,BCS模式網(wǎng)絡(luò)零售商的銷售努力水平仍明顯高于NCS和SCS。而圖8顯示盡管TPL的物流努力水平在BCS模式下最高,但它和SCS模式下TPL物流努力水平差距不大,這說明β對銷售努力水平改善效果更明顯。
圖7 β對銷售努力水平的靈敏度分析
圖8 β對物流努力水平的靈敏度分析
6.3.3α和β對網(wǎng)購供應(yīng)鏈效益的影響
圖9和10展示α和β對網(wǎng)購供應(yīng)鏈效益的影響。在三種模式中,BCS模式下網(wǎng)購供應(yīng)鏈效益最好,且三種模式下網(wǎng)購供應(yīng)鏈效益隨單位努力成本增加而下降。此外,在圖9中,BCS和SCS模式都明顯提高供應(yīng)鏈效益,但是BCS模式下供應(yīng)鏈效益略高于SCS模式;而圖10顯示物流努力成本越高,BCS模式對網(wǎng)購供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的優(yōu)越性就越大。
圖9 α對網(wǎng)購供應(yīng)鏈效益的靈敏度分析
圖10 β對網(wǎng)購供應(yīng)鏈效益的靈敏度分析
目前,網(wǎng)購供應(yīng)鏈發(fā)展迅速且得到廣泛關(guān)注。本文研究了市場需求受到產(chǎn)品價格、銷售努力水平和物流努力水平影響下,考慮雙邊努力成本共擔(dān)下的網(wǎng)購供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題。分析了網(wǎng)購供應(yīng)鏈集中決策模式、分散決策模式下互不承擔(dān)努力成本、網(wǎng)絡(luò)零售商單邊承擔(dān)努力成本及雙邊努力成本共擔(dān)模式下雙方努力水平如何進行確定。
研究發(fā)現(xiàn),兩部收費契約不能協(xié)調(diào)網(wǎng)購供應(yīng)鏈;而在一定條件下BCS能實現(xiàn)雙方努力水平協(xié)調(diào)和網(wǎng)購供應(yīng)鏈效益帕累托改進;且TPL物流努力水平與網(wǎng)絡(luò)零售商分擔(dān)物流努力成本比例正相關(guān);當(dāng)TPL分擔(dān)銷售努力成本比例滿足一定條件時,網(wǎng)絡(luò)零售商銷售努力水平與TPL分擔(dān)銷售努力成本比例正相關(guān)。與SCS和NCS相比,BCS更能提高雙方努力水平及需求量。
本文考慮單個網(wǎng)絡(luò)零售商和TPL構(gòu)成的網(wǎng)購供應(yīng)鏈,且網(wǎng)絡(luò)零售商占主導(dǎo)地位。在實際中可能是TPL占主導(dǎo)地位,也有可能是雙方平等決策[18]。此外,為提高TPL積極性,網(wǎng)絡(luò)零售商會讓多個TPL為其服務(wù)。在多個TPL提供服務(wù)下的網(wǎng)購供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)也是值得研究的問題。