供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)背景庫存共享策略

時(shí)間:2022-08-17 11:23:07

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供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)背景庫存共享策略

摘要:文章考慮了供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)及零售商間庫存轉(zhuǎn)運(yùn)共享,構(gòu)建了一類由供應(yīng)商及其控制的庫存中心和兩零售商組成的供應(yīng)鏈庫存共享系統(tǒng),分析了供應(yīng)鏈系統(tǒng)的協(xié)調(diào)策略。采用均衡博弈策略構(gòu)建了兩階段銷售期的庫存共享優(yōu)化模型,設(shè)計(jì)了一類價(jià)格協(xié)調(diào)機(jī)制,以實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的協(xié)調(diào)及提高供應(yīng)鏈成員的績效,并分析了實(shí)施共享庫存管理模式后供應(yīng)鏈成員的收益;最后分析并應(yīng)用數(shù)值驗(yàn)證該模型。結(jié)果表明:供應(yīng)鏈整體的收益通過供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)下的庫存共享策略得以提升。

關(guān)鍵詞:庫存共享;供應(yīng)鏈協(xié)調(diào);集中庫存;橫向轉(zhuǎn)運(yùn);信息共享

共享庫存隨著共享經(jīng)濟(jì)的發(fā)展開始興起。當(dāng)前的共享庫存模式大致可分為兩種:(1)合作方間的共享庫存,即是合作方在銷售季前約定在一方缺貨時(shí),其他方分享多余庫存;(2)利用共享平臺(tái),指供應(yīng)鏈各方的庫存由一個(gè)共享平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一管理,對各方的庫存資源進(jìn)行合理的再分配。兩種模式之間對比,前者合作方之間缺乏信息之間的溝通,容易引起缺貨或庫存積壓情形,一定程度上通過共享庫存可降低庫存風(fēng)險(xiǎn),但這屬于被動(dòng)的庫存共享模式;第二種通過平臺(tái)控制消除了這樣的弊端,在一定程度上實(shí)現(xiàn)了需求信息的共享,但是共享平臺(tái)屬于第三方來協(xié)調(diào)庫存,共享平臺(tái)和企業(yè)之間可能會(huì)存在“信息虛假”等問題,這會(huì)導(dǎo)致資源的浪費(fèi)以及服務(wù)質(zhì)量的降低。因此,促進(jìn)信息共享,優(yōu)化庫存和再分配決策是企業(yè)急需解決的問題之一,且對共享庫存的發(fā)展以及提高共享系統(tǒng)整體效益有著重要影響。受益于共享經(jīng)濟(jì)的盛行,共享庫存問題受到了廣大國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注,相關(guān)研究主要集中于兩個(gè)方面。一些學(xué)者針對共享庫存的橫向轉(zhuǎn)運(yùn)問題進(jìn)行研究,并且主要是研究同級企業(yè)間的庫存轉(zhuǎn)運(yùn)問題。比如Spiliotopoulou等[1]對單個(gè)企業(yè)內(nèi)部庫存通過橫向轉(zhuǎn)運(yùn),且在集中決策下的最優(yōu)庫存問題進(jìn)行了探討。而更多的學(xué)者是對多個(gè)同級企業(yè)間庫存轉(zhuǎn)運(yùn)問題進(jìn)行研究,如Pingping等[2]根據(jù)不同的轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間,對兩零售商都采用緊急轉(zhuǎn)運(yùn)策略或采取預(yù)防轉(zhuǎn)運(yùn)策略時(shí)的最佳庫存決策問題進(jìn)行了研究。但斌等[3]針對易逝品,建立了兩零售商多銷售階段庫存轉(zhuǎn)運(yùn)模型,討論了相關(guān)訂貨決策。Feng等[4]研究了兩零售商均采取緊急性或預(yù)防性轉(zhuǎn)運(yùn)情況下不同轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間內(nèi)的最佳庫存決策。Noham等[5]對兩零售商的多品種類別庫存橫向轉(zhuǎn)運(yùn)問題進(jìn)行了研究。戢守峰等[6]基于服務(wù)水平限制及庫存共享,研究了三級分銷網(wǎng)絡(luò)側(cè)向轉(zhuǎn)運(yùn)問題。徐琪等[7]基于共享平臺(tái)及兩零售商的情形,建立了信息共享與不共享下的再分配和訂貨模型,探討了不完全信任下的懲罰機(jī)制和完全信任時(shí)零售商間共享有效信息的轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)格和臨界條件。以上文獻(xiàn)均未基于供應(yīng)鏈系統(tǒng)整體利潤最大化進(jìn)行研究,而是從各自利潤最大化的角度展開研究,這并不能使得系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)。而協(xié)調(diào)不僅可達(dá)到系統(tǒng)利潤最優(yōu),也能提升局部利潤,因此很多的學(xué)者將目光聚焦于供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)上,例如國內(nèi)學(xué)者曹曉寧等[8]研究了供應(yīng)商為主導(dǎo)的雙渠道供應(yīng)鏈,從利潤最大化和渠道合作的角度,設(shè)計(jì)了混合協(xié)調(diào)契約,驗(yàn)證了三種契約在一定范圍內(nèi)都能有效實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)。仲偉碩等[9]考慮了制造商有生產(chǎn)規(guī)模不經(jīng)濟(jì)的情況,分別建立了零售商回收和制造商回收的分散式?jīng)Q策系統(tǒng)和集中式?jīng)Q策系統(tǒng),研究了存在生產(chǎn)成本擾動(dòng)的情況,閉環(huán)供應(yīng)鏈的應(yīng)急管理問題。國內(nèi)一些學(xué)者也對供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)進(jìn)行了研究,例如BoYan等[10]考慮供應(yīng)鏈中零售商的決策會(huì)受到供應(yīng)商的不同運(yùn)輸方式或采用的不同運(yùn)輸條件(冷鏈和常溫)的影響,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)在選擇冷鏈運(yùn)輸?shù)臈l件下,整個(gè)供應(yīng)鏈和零售商能夠獲得更多利潤。FuyouHuang等[11]采用條件風(fēng)險(xiǎn)值(CVaR)準(zhǔn)則對制造商的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避進(jìn)行建模,研究了供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)和風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)問題,并通過Stackelberg博弈模型(由零售商充當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)者)為每個(gè)成員得出最佳策略。鑒于此,本文以供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)下的庫存共享策略作為研究主線,創(chuàng)新性地構(gòu)建了在供應(yīng)商主導(dǎo)下零售商采取主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)策略的兩階段分銷網(wǎng)絡(luò),并提出協(xié)調(diào)價(jià)格組合機(jī)制,以優(yōu)化供應(yīng)鏈庫存系統(tǒng),有效解決零售商間的庫存轉(zhuǎn)運(yùn)共享問題以及供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)。

1模型符號與基本假設(shè)

1.1符號說明

c:每單位產(chǎn)品的固定成本;p:每單位產(chǎn)品的銷售價(jià)格;u:每單位產(chǎn)品的批發(fā)價(jià)格;h:單位產(chǎn)品庫存管理費(fèi)用;v:產(chǎn)品的剩余價(jià)值;q:零售商的訂貨量;x:供應(yīng)鏈整體剩余庫存量;Pt:供應(yīng)商回購價(jià)格;Pr:供應(yīng)商再銷售價(jià)格;y:第1階段零售商庫存持有量;xi:第1階段零售商Ri剩余庫存量;qX*:第2階段零售商最優(yōu)庫存持有量;PX:事件X發(fā)生的概率;∏M:供應(yīng)商期望的收益;∏i:零售商的期望收益;Qij:零售商決策變量;Pij:供應(yīng)商決策變量。

1.2基本假設(shè)

本文考慮零售商定期訂貨模型,假設(shè)模型中的零售商都具有收益最大化的決策偏好,并設(shè)置兩階段的產(chǎn)品銷售期:兩個(gè)零售商的庫存產(chǎn)品在第1階段初都來自供應(yīng)商,當(dāng)零售商Ri將其商品銷售至零,而零售商Rj的商品庫存仍有多余時(shí),第1階段銷售期結(jié)束;零售商Ri為保證在第2階段銷售能夠正常進(jìn)行,其有兩種補(bǔ)貨選擇:(1)向供應(yīng)商購買商品進(jìn)行補(bǔ)貨;(2)向零售商Rj申請橫向調(diào)撥。本文建立了由供應(yīng)商為領(lǐng)導(dǎo)者協(xié)調(diào)零售商進(jìn)行庫存轉(zhuǎn)運(yùn),零售商為跟隨者,且在供應(yīng)商協(xié)助下與同級節(jié)點(diǎn)共享庫存的Stackelberg博弈模型,博弈決策及順序如圖1所示:為使整個(gè)供應(yīng)鏈利益最大化,使系統(tǒng)達(dá)到集中式水平,零售商和供應(yīng)商應(yīng)將個(gè)體目標(biāo)和整體目標(biāo)相結(jié)合,共同協(xié)商得到最優(yōu)決策。該模型中,供應(yīng)商作為其中的核心企業(yè),在銷售初期,需要確定產(chǎn)品的最優(yōu)生產(chǎn)量、訂貨產(chǎn)品合理分配給各零售商的最優(yōu)配置。第2階段初,供應(yīng)商需根據(jù)系統(tǒng)庫存信息確定最優(yōu)生產(chǎn)量以及最有效地將補(bǔ)貨產(chǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)給缺貨的零售商。為有效控制系統(tǒng)庫存,零售商和供應(yīng)商都采用定期訂貨和定期補(bǔ)貨的庫存策略,在銷售期結(jié)束后,零售商清點(diǎn)各自的庫存,根據(jù)各自庫存狀況向供應(yīng)商進(jìn)行補(bǔ)貨或退貨。因?yàn)楸灸P椭械南到y(tǒng)采取的是共享庫存,所以零售商在某階段銷售結(jié)束后有剩余庫存,就會(huì)同意其他零售商的調(diào)撥請求。當(dāng)所有零售商都沒有剩余庫存時(shí),供應(yīng)商將會(huì)加急生產(chǎn),然后讓庫存控制中心將產(chǎn)品按各零售商的需求分配給他們,以滿足顧客的需求。本文通過構(gòu)建一個(gè)完全共享的庫存共享模型,結(jié)合庫存管理控制及共享庫存中的橫向轉(zhuǎn)運(yùn)的相關(guān)理論,研究供應(yīng)商主導(dǎo)的三級供應(yīng)鏈的最佳庫存決策和庫存共享問題?;谏鲜雒枋觯F(xiàn)對該模型做出如下假設(shè):(1)供應(yīng)鏈系統(tǒng)中,供應(yīng)商將產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)綆齑婵刂浦行?,然后庫存中心再為各個(gè)零售商配送貨物,本供應(yīng)鏈系統(tǒng)采取周期性訂貨策略;(2)市場需求相互獨(dú)立,并且服從正態(tài)分布;(3)供應(yīng)商向零售商補(bǔ)貨的單位成本比兩零售商之間的橫向轉(zhuǎn)運(yùn)的單位成本高;(4)兩零售商間的橫向轉(zhuǎn)運(yùn)的單位成本小于庫存控制中心向零售商補(bǔ)貨的單位補(bǔ)貨成本;(5)兩家零售商對同種產(chǎn)品的單次訂貨數(shù)量都相同;(6)供應(yīng)商和零售商都為理性決策者,沒有任何利益沖突并且共同制定最優(yōu)決策,都是以收益最大化為決策方向,并共同維護(hù)整條供應(yīng)鏈的利益最大化。

2模型分析與描述

2.1分散式系統(tǒng)決策分析

分散式供應(yīng)鏈系統(tǒng)在第2階段初零售商Ri的庫存最優(yōu)持有量為:(1)式(1)中,qiS+是第2階段零售商Ri庫存不足時(shí)需要補(bǔ)貨的最優(yōu)庫存持有水平;qiB+是零售商Ri的庫存在第2階段有剩余時(shí),需退貨降低庫存的最優(yōu)庫存持有水平。公式表明,在xi<qiS+時(shí),庫存補(bǔ)貨至qiS+是零售商的最優(yōu)策略,而在xi>qiS+時(shí)應(yīng)維持現(xiàn)有庫存水平xi不變;當(dāng)xi>qiB+時(shí),零售商有剩余庫存,供應(yīng)商可以回購產(chǎn)品,此時(shí)Ri的最優(yōu)庫存策略是降低庫存,把庫存調(diào)整至qiB+,而xi<qiB+時(shí)就繼續(xù)保持現(xiàn)有庫存xi,無需調(diào)整。

2.2集中式系統(tǒng)決策分析

集中式供應(yīng)鏈在第2階段初零售商Ri的庫存最優(yōu)持有量為:(2)式(2)中的qx*是第2階段初期供應(yīng)鏈系統(tǒng)庫存最優(yōu)持有量,當(dāng)x<qx*時(shí),庫存將低于最優(yōu)水平,此時(shí)供應(yīng)商的最優(yōu)決策是利用生產(chǎn)制造及運(yùn)輸調(diào)配將零售商Ri的庫存補(bǔ)充至qiX*;當(dāng)x≥qx*時(shí),整個(gè)系統(tǒng)的庫存剩余較多,遠(yuǎn)大于零售商最優(yōu)庫存水平qx*,此時(shí)需要使庫存保持在均衡狀態(tài)qiY*2≥x,所以供應(yīng)商的最優(yōu)決策是將多余庫存轉(zhuǎn)運(yùn)給庫存不足的零售商。

2.3價(jià)格協(xié)調(diào)機(jī)制

根據(jù)供應(yīng)鏈的相關(guān)協(xié)調(diào)機(jī)制可知,若要實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào),首先需要消除雙重邊際效應(yīng)。為此,本文提出了合理的價(jià)格設(shè)置機(jī)制,即如何有效設(shè)置合理的批發(fā)價(jià)、轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)以及供應(yīng)鏈成員加盟費(fèi),以完成供應(yīng)鏈系統(tǒng)銷售期的協(xié)調(diào),提高整體績效,使供應(yīng)鏈成員收益增加。(1)轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)格因?yàn)榈?階段能夠影響其它階段的決策,是整個(gè)銷售期的主要環(huán)節(jié),所以首先對第2階段進(jìn)行協(xié)調(diào)。由以上分析可知設(shè)定合理的轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)Pi是實(shí)現(xiàn)第2階段系統(tǒng)有效協(xié)調(diào)的關(guān)鍵(3)證明:為有效協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈,供應(yīng)商應(yīng)先設(shè)定相同的回購價(jià)pit和再銷售價(jià)Pir,使決策達(dá)到集中式水平,即Qi2+=Qi2*。首先需要滿足qiS+=qiB+,即Pir=Pit。其次,當(dāng)x<qX*時(shí),令PiX*=c2,可得qiS+=qiB+=qiX*;當(dāng)x≥qX*時(shí),令PiY^*2≥x=∏i22≥'Qi2qiY*2≥x2≥,可得qiS+上式表明,庫存轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)隨著系統(tǒng)整體庫存剩余量x變化而變化,當(dāng)總的庫存剩余量x低于第2階段庫存最優(yōu)持有量qx*時(shí),需設(shè)定轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)與第2階段生產(chǎn)成本c2相等,而當(dāng)總的庫存剩余量x高于最優(yōu)庫存持有量qx*時(shí),轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)隨總庫存剩余量x增長而減少。研究發(fā)現(xiàn),如果零售商考慮供應(yīng)鏈整體利益,則需要將轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)與系統(tǒng)庫存邊際收益設(shè)置為一樣,使得兩個(gè)庫存邊際收益相同。(2)產(chǎn)品批發(fā)價(jià)格當(dāng)供應(yīng)商產(chǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)格Pi由供應(yīng)鏈整體庫存量決定,且第1階段的批發(fā)價(jià)格ui1等于產(chǎn)品第1階段的生產(chǎn)成本c1時(shí),可使供應(yīng)鏈系統(tǒng)中的每個(gè)階段均實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)。當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)格P大于產(chǎn)品期末凈殘值v-h222,且低于生產(chǎn)成本c2,可以使零售商實(shí)施庫存共享。令x取值為1×104-5.0×104,運(yùn)用轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)格決策模型,對上述不同條件下協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)P與系統(tǒng)庫存水平x做運(yùn)算分析,得出如圖2所示的關(guān)系:隨著x的增加,P先是一條直線狀態(tài)保持在c2,然后逐漸下降變成一條曲線,趨于平緩且接近v-h222。該圖表明當(dāng)系統(tǒng)總庫存剩余量低于臨界值qX*時(shí),供應(yīng)商應(yīng)將轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)與第2階段生產(chǎn)成本設(shè)置為一樣的值;當(dāng)高于該臨界值時(shí),應(yīng)隨系統(tǒng)總庫存剩余量的增加而調(diào)低轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)格,逐漸降到無限接近產(chǎn)品期末殘值為止。通過對不同零售價(jià)格pi=20,pi2=102的觀察發(fā)現(xiàn),協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)P隨著零售價(jià)格pi的升高而升高。下面就以上述所設(shè)情形為例繼續(xù)進(jìn)行分析,以更直接地展示和描述協(xié)調(diào)對各成員收益的影響。當(dāng)供應(yīng)鏈采用分散式系統(tǒng)決策時(shí),供應(yīng)商的收益是2.26×105,零售商的收益是2.21×105。在此設(shè)定合理的加盟費(fèi)γi取值區(qū)間,分析可得協(xié)調(diào)后零售商的收益∏i隨γi的變化情況如圖3所示。由圖3可知,收益隨著加盟費(fèi)的增加而降低,即收益與加盟費(fèi)γi成反比。供應(yīng)鏈系統(tǒng)收益的合理再分配取決于加盟費(fèi),供應(yīng)商可以根據(jù)零售商銷售數(shù)量收取加盟費(fèi),將γi設(shè)置在合理范圍內(nèi),以起到有效的激勵(lì)作用。綜上所述,運(yùn)用價(jià)格機(jī)制的協(xié)調(diào)參數(shù)ui1,P,γi∏∏可以有效協(xié)調(diào)實(shí)施庫存共享策略的供應(yīng)鏈系統(tǒng),保證協(xié)調(diào)后雙方收益實(shí)現(xiàn)帕累托改善,提高供應(yīng)商和零售商的收益。

3結(jié)束語

本文基于一個(gè)三級供應(yīng)鏈庫存系統(tǒng),應(yīng)用博弈理論構(gòu)建了一個(gè)考慮納什均衡的兩階段供應(yīng)鏈分銷系統(tǒng)的庫存模型。通過分析,在考慮供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的前提下,得出企業(yè)可以通過庫存共享策略提升企業(yè)自身競爭優(yōu)勢以及當(dāng)零售商出現(xiàn)庫存剩余或庫存不足時(shí)應(yīng)采取轉(zhuǎn)運(yùn)策略,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了可以有效配置的合理的價(jià)格機(jī)制,得到了零售商最優(yōu)庫存量、最優(yōu)轉(zhuǎn)運(yùn)價(jià)格和批發(fā)價(jià)格。研究結(jié)果表明,企業(yè)設(shè)置合理的價(jià)格機(jī)制并采取庫存共享策略進(jìn)行決策,能有效提升供應(yīng)鏈整體成員的利益,實(shí)現(xiàn)激勵(lì)相容,使整個(gè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)能夠優(yōu)化協(xié)調(diào),強(qiáng)化整體競爭實(shí)力。本文的研究是基于庫存完全共享,采取定期訂貨與補(bǔ)貨模式,無資金約束情形下展開的。但是競爭市場具有復(fù)雜性,在企業(yè)的實(shí)際運(yùn)營中會(huì)面臨各種情形,企業(yè)需要靈活變化策略以應(yīng)對業(yè)務(wù)需要,因此研究具有一定的局限性。

作者:宋志蘭 文評 格茸卓瑪 單位:云南財(cái)經(jīng)大學(xué)