东北大学 工商管理学院, 辽宁 沈阳 110169
收稿日期:2020-05-12
基金项目:国家自然科学基金资助项目(71772035)。
作者简介:于丽萍(1970-),女,甘肃酒泉人,东北大学副教授。
摘要:考虑市场需求不确定时零售商的风险规避问题, 研究在制造商主导的三层单渠道分销的供应链中零售商的最优订购策略、分销商的定价均衡和制造商的定价策略.然后增加一个提供回购契约的分销商, 研究在零售商双重采购和制造商差异化双渠道分销的三层供应链中风险规避型零售商的最优订购策略、两个相互竞争的分销商和制造商的定价策略.通过决策对比分析, 建立基于差异化双重分销渠道的三层供应链的协调机制.研究结果表明, 与单渠道供应链相比, 差异化双重分销渠道的形成可以使供应链成员的收益均得到增加, 实现供应链的帕累托改进, 且帕累托区域的位置与范围受到零售商风险规避程度的影响.
关键词:三层供应链风险规避差异化分销渠道双重采购协调机制
Three-Tier Supply Chain Coordination Based on the Differentiated Channels Under the Risk Aversion of Retailers
YU Li-ping, LI Li-jie
School of Business Administration, Northeastern University, Shenyang 110169, China
Corresponding author: YU Li-ping, E-mail: lpyu@mail.neu.edu.cn.
Abstract: Considering the risk aversion of retailers in the face of uncertain market demands, in the three-tier supply chain of manufacturer-dominated single-channel distribution, the retailer's optimal ordering strategy, the distributor's pricing equilibrium and the manufacturer's pricing strategy were studied. Further, a reseller who provides a repurchase contract was added into the supply chain, and in the three-tier supply chain of retailers' dual procurement and manufacturers' differentiated dual-channel distribution, the optimal ordering strategy of a risk-averse retailer and pricing strategy of two competing distributors and a manufacturer were studied. Through the comparative analysis of decisions, a coordination mechanism that benefits all members of the three-tier supply chain with differentiated dual distribution channels was established. The research results show that, compared with the single-channel supply chain, the differentiated dual-channel supply chain can achieve Pareto improvement, which increases the benefits of supply chain members, and the Pareto region will be affected by the degree of retailers' risk aversion.
Key words: three-tier supply chainrisk aversiondifferentiated distribution channeldual procurementcoordination mechanism
由于市场需求等外部环境的不确定性, 供应链成员作决策时往往需要规避风险, 而供应链成员的风险偏好会对供应链协调产生重要影响[1]; 因此, 考虑风险规避的供应链协调问题得到众多****的重视.文献[2]研究了零售商具有下行风险约束时退货策略对单周期供应链的协调作用.文献[3]针对零售商考虑风险规避的供应链, 利用回购策略设计了一个满足零售商下行风险约束的协调契约.文献[4]利用均值-方差(MV)度量供应链成员的风险偏好, 分析了基于回购契约的供应链协调和风险控制.文献[5-6]分别基于回购契约与收益共享契约, 考察了风险中性供应商和风险规避销售商联合促销的供应链协调问题.文献[7]研究了风险规避对供应链成员最优策略的影响.文献[8]考虑顾客策略行为, 利用条件风险度量准则(CVaR)建立了带有联合促销努力的供应链协调模型.但是这些研究都是基于只有一个制造商和一个零售商的单渠道两层供应链, 没有涉及和考虑零售商双重采购时的三层供应链系统.
由于发展中国家的低成本优势, 许多零售商进行全球采购, 例如, 麦德龙集团和乐购集团都成立了负责国际采购的全资子公司.中国许多企业在采购时都有国内、国外两个供应渠道[9], 因此, 本研究的设定来源于零售商会通过本地进口商和海外分销商进行跨国双重采购的现实背景.从可检索到的文献看, 文献[10]研究由一个国内供应商和一个海外供应商构成的两级供应链双重采购的库存问题.文献[11]研究一个零售商向有质量和价格差异的海外供应商和本地供应商进行双重采购的库存问题.文献[12]研究采购商在风险中性和风险厌恶两种情况下最优的双重采购策略.这些研究同样只考虑由供应商和零售商组成的两层供应链系统的库存问题和采购策略, 且只有文献[12]考虑了采购商风险偏好的影响.
制造商也广泛采用双渠道, 如在线渠道和实体渠道[13]; 这两种渠道通常都直接指向最终的消费市场, 很多****也关注了这一类双渠道两层供应链的决策和协调问题[14-17].但是B2B环境下制造商也会经常选择通过两个分销商向双重采购(尤其是跨国双重采购)的零售商分销商品.由于海外分销商的库存能力强, 能够向零售商提供回购契约, 国内分销商为了争取零售商订单, 会提供更低的批发价格, 从而形成分销商之间相互竞争的差异化双重分销渠道.现在还很少有针对零售商风险规避情况下的双重采购(对零售商)与双重分销渠道(对制造商)的三层供应链决策与协调问题的研究.针对现有研究的不足, 本文提出如下问题:
1) 在采用条件风险度量准则(CVaR)测度零售商的风险规避程度时, 面对不确定的市场需求, 三层供应链系统中考虑风险规避的零售商将如何做出双重采购的最优订货决策.
2) 与单渠道分销的三层供应链结构相比较, 作为供应链主导者的制造商可以引入具有差异化的分销商, 使得分销商之间形成竞争, 这种差异化双重分销渠道和风险规避型零售商双重采购并存的三层供应链结构对供应链成员的最优策略有何影响, 能否使所有参与者受益.
3) 零售商风险规避的程度对制造商和分销商的最优决策和三层供应链协调机制的形成有什么影响.
在以上问题的基础上, 本文研究在随机市场需求条件下, 制造商主导的通过两个差异化分销渠道向风险规避型零售商分销商品的三层供应链协调问题, 并得出一些可供实践借鉴的结论和启示.对以上三个问题的回答, 也是本文的主要贡献.
1 问题描述与模型构建考虑由一个制造商、两个分销商和一个零售商组成的三层供应链, 其中, 由于市场需求不确定, 零售商需要考虑风险规避, 制造商和分销商是风险中性的.制造商销售单一产品, 并通过两个分销商将产品卖给同一个零售商; 由于这两家分销商在库存能力上存在差异(分别是海外分销商1和国内分销商2), 故分销商1向零售商提供回购, 而分销商2不提供回购.而且, 两家分销商还通过向零售商提供不同的批发价格进行竞争.三层供应链的特点是双重采购(对零售商)和双重分销渠道(对制造商)并存, 其结构如图 1所示.
图 1(Fig. 1)
图 1 三层双渠道供应链结构Fig.1 Structure of the three-tier dual-channel supply chain |
设零售商的产品零售价格为p, 市场需求D是不确定的, 且服从均匀分布, 即D~U(μ, h), 其中μ是平均值, h>0是分布区域的半宽度, 而且μ≥h, 以避免出现负需求的情况.进一步, 定义u=h/μ, 即u为需求不确定性水平; 密度函数和分布函数分别为f(D)=1/2h和f(D)=(D-μ+h)/2h.制造商的单位生产成本r0≥0, 并向两个分销商提供的批发价格rd≥r0(上标d表示双渠道系统).分销商1向零售商提供批发价格合同, 价格为c1d, 并且向零售商提供回购, 单位固定回购价格为m1d.分销商2提供批发价合同, 价格为c2d, 但不提供回购(m2d=0).
对于零售商来说, 由于分销商1会提供回购, 所以零售商会优先出售分销商2的产品.收到两个分销商的合同条款后, 零售商会向两个分销商分别发出两个订单, 订购量分别为q1d和q2d, 分销商将获得的订单转发给制造商.此时, 构成了一个三层的供应链Stackelberg博弈, 其中零售商是其与分销商之间博弈的跟随者, 而分销商则是其与制造商之间博弈的跟随者, 分销商为了争夺零售商的订单, 彼此之间进行非合作静态博弈.用Rd, πd, Jd表示双渠道中零售商、分销商和制造商的利润, 销售期结束后, 它们的期望利润分别为
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进一步, 采用条件风险价值η-CVaR风险度量准则(简称CVaR)[18]来衡量零售商的风险规避.在CVaR风险度量准则下, 风险规避型零售商的利润函数为
(5) |
2 单渠道三层供应链的决策分析本节讨论单渠道供应链中考虑风险规避型零售商的最优订购策略、分销商和制造商的最优定价策略.在单渠道供应链中, 考虑风险规避的零售商只能从单一垄断的分销商处订购产品, 分销商只能从制造商处订购产品.假设在单渠道系统中零售商从垄断分销商处得到的订货量为qs(上标s表示单渠道系统); 分销商的单位批发价格为cs, 产品的单位回购价格为ms, 分销商给制造商同样数量的订单, 制造商的单位批发价格为rs, 零售商、分销商、制造商的利润为Rs, πs, Js, 则有
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定理1 ??在条件风险度量准则(CVaR)下, 单渠道中风险规避型零售商的最优订购数量qs、分销商的最优批发价格cs、制造商的最优批发价格rs分别满足式(9)、式(10)与式(11), 即
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(10) |
(11) |
3 双渠道三层供应链的决策分析本节考虑制造商将竞争引入供应链, 通过两个提供不同契约的分销商, 形成具有差异化的双重分销渠道.进一步分析, 在分销商1提供回购契约而分销商2不提供回购契约时, 风险规避型零售商双重采购的订货策略及两个分销商与制造商的定价策略.
3.1 风险规避型零售商的订货策略在具有差异化双重分销渠道供应链中, 风险规避型零售商在收到两个分销商的合同报价后, 将决定其对分销商1和分销商2的订货量.由于市场价格p是固定的, 故零售商决定最优订货量时, 其利润的基本影响因素是两个分销商的批发价格.由定理1可知, 分销渠道是分销商1时, 零售商的最优订货量为
定理2 ??由式(1)可知, 对于给定的c1d, c2d, 风险规避型零售商的利润函数在(q1d, q2d)中联合严格凹, 其最优的订货策略有三种情况:
1) 如果
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(13) |
(14) |
(15) |
3.2 分销商相互竞争的定价策略作为与风险规避型零售商进行博弈的领导者, 两个分销商通过优化自己的批发价格去竞争来自同一零售商的订单.其中, 分销商1的优势是能够为风险规避型零售商提供回购, 分销商2的优势是能够为风险规避型零售商提供更低的批发价格.
根据定理2可知, 风险规避型零售商进行双重采购的必要条件是
(16) |
(17) |
(18) |
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3.3 制造商的定价策略在三层供应链Stackelberg博弈中, 制造商作为博弈的领导者, 可以在考虑期望利润的前提下选择合适的批发价格rd*.把式(13)、式(14)和式(18)代入式(4), 得到差异化双重分销渠道供应链中制造商的利润函数为
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(22) |
4 帕累托改进与实现机理分析4.1 双渠道供应链的帕累托改进虽然在零售商风险规避的情况下, 引入差异化的分销渠道(引入提供回购契约的分销商1), 不会降低制造商的最优批发价格, 但是如果单渠道供应链中的现有成员加入双渠道供应链之后利润减少, 那么现有成员就不可能接受差异化双重分销渠道的供应链.因此, 进一步分析当单渠道供应链中现有分销商是分销商2时, 引入分销商1后构成的差异化双渠道供应链中制造商和分销商2利润的变化.假设p=120, r0=10, m1d=60, ms=m2s=0, η=0.8, μ=100, h=80, 把上述数值代入式(7)和式(8), 可以得到单渠道供应链中制造商与分销商2的最大利润, 代入式(3)和式(4), 可以得到差异化双渠道供应链中不同批发价格rd下制造商自身的利润和分销商2的利润.单渠道和双渠道供应链下制造商与分销商利润的对比结果如图 2所示.
图 2(Fig. 2)
图 2 单渠道与双渠道供应链中制造商与分销商的利润Fig.2 Profits of manufacturers and distributors in the single-channel and dual-channel supply chains |
由图 2可以看出, 制造商在双渠道供应链中的期望利润与单渠道供应链中的最大期望利润相交, 相交点的制造商批发价格为29;分销商2在双渠道供应链中的期望利润与单渠道供应链中的最大期望利润相交, 相交点的制造商批发价格为48.这意味着制造商的批发价格在[29, 48]区间上时, 制造商和分销商2的利润相较于单渠道供应链都增加了, 说明此区间就是帕累托改进区域, 即通过引入一个提供回购契约的分销商1, 可以同时实现制造商与分销商2的帕累托改进.
将p=120, γ0=10, η=0.8, μ=100, h=80代入式(22), 可以得到双渠道供应链中制造商的最优批发价格rd=72.5;因此, 在帕累托改进区域内, 制造商选择的批发价格rd*小于其最优批发价格rd.也就是说, 制造商作为博弈的领导者, 要设计一个差异化双重分销渠道供应链, 使得供应链的所有参与者受益, 那么其在双渠道供应链中的批发价格rd*要小于最优批发价格rd, 即rd* < rd.结合定理4可知, 当单渠道供应链中的分销商是分销商2时, 可以得到rd* < r2s.
由于制造商的最优批发价格与零售商的风险规避程度是相关的, 因此, 进一步分析零售商的风险规避程度对制造商的批发价格与帕累托改进区域的影响, 结果如图 3所示.
图 3(Fig. 3)
图 3 不同风险规避程度下双渠道供应链的利润与制造商的批发价格Fig.3 Profit of dual-channel supply chain and wholesale price of manufacturers under different degrees of risk aversion |
从图 3可以看出, 随着零售商风险规避程度的增大, 单渠道和双渠道供应链中制造商和分销商2的最大利润都在减少.制造商在双渠道供应链中的期望利润与单渠道供应链中的最大期望利润的相交点, 以及零售商在双渠道供应链中的期望利润与单渠道供应链中的最大期望利润的相交点同时向右移动, 制造商的批发价格rd*所在的区域向右移动.由此可见, 随着零售商风险规避程度的增大, 帕累托改进区域逐渐地向右移动且区域范围在增大, 说明零售商越是进行风险规避, 而引入提供回购契约的分销商1能够分担风险, 就越有利于供应链的帕累托改进; 而且, 无论零售商风险规避程度η在(0, 1)内如何变化, 双渠道供应链中制造商的批发价格rd*都会低于其最优批发价格rd.
4.2 实现帕累托改进的机理本节通过单渠道和双渠道三层供应链成员决策的对比, 分析分销商的定价策略与零售商的订货策略, 证明双渠道供应链的优势, 解释双渠道供应链实现帕累托改进的机理.
由式(18)与式(20)可知, 两个分销商的最优批发价格c1d和c2d与制造商的最优批发价格rd正相关.由于双渠道供应链中制造商选择的批发价格会低于其最优的批发价格, 即rd* < rd, 故此时两个分销商给予零售商的批发价格c1d*和c2d*也会低于其最优批发价格c1d和c2d, 即cd*1 < c1d, c2d* < c2d.
进一步, 由式(14)和式(15)可知, 零售商在单渠道供应链中的最优订货量为
图 4(Fig. 4)
图 4 单渠道和双渠道供应链中分销商的定价策略Fig.4 Pricing strategy of distributors in the single-channel and dual-channel supply chains |
从图 4可以看出, 差异化双渠道供应链中分销商给予零售商的最优批发价格会降低, 即c1d < c2s, 因此, 零售商在双渠道供应链中的最优订货量要大于其在单渠道供应链中的最优订货量, 即qd>q2s.而且, 由于在双渠道供应链中分销商1选择批发价格c1d*, 故双渠道中零售商的订货量为
定理5 ??当制造商的批发价格满足rd* < rd < r2s, 分销商的批发价格满足cid* < cid < c2s(i=1, 2), 零售商的订货数量满足qd*>qd>q2s时, 差异化双渠道三层供应链所有成员实现了帕累托改进.
定理5表明, 引入提供回购契约的分销商1后形成的差异化双渠道供应链比单渠道供应链更具有优势.制造商作为渠道的设计者与博弈的领导者, 为了将竞争引入单渠道供应链(即将另一个分销商引入单渠道供应链), 将会降低其在双渠道供应链中的批发价格, 即rd*≤r2s.在此前提下, 双渠道供应链中两个分销商可以降低各自的批发价格, 即cd*i < c2s.分销商较低的批发价格将能鼓励风险规避型零售商在双渠道供应链中采取更积极的订货政策, 即qd*>q2s.因此, 差异化双重分销渠道的供应链形成后可以使所有参与者受益, 从而实现帕累托改进.
5 结论与启示本文考虑供应链中制造商、风险规避型零售商和分销商之间的动态关系, 首先以单渠道三层供应链为基准, 得到风险规避型零售商的订货策略, 单一分销商和制造商的定价策略.然后结合现实中广泛存在的双重采购和双渠道分销, 增加一个提供回购契约的分销商, 构成差异化双重分销渠道的三层供应链, 并得到风险规避型零售商的订货策略, 两个相互竞争的分销商和制造商的定价策略.通过决策结果的对比分析, 确定供应链成员加入差异化双渠道供应链系统的协调机制.研究结果表明, 当制造商选择的批发价格小于其最优批发价格时, 引入具有差异化的分销商能使得供应链所有参与者受益, 实现每个供应链成员的帕累托改进.而且, 零售商的风险规避态度会影响制造商的定价策略和供应链帕累托改进区域的位置与范围.
上述结论对于供应链中参与企业的管理决策具有如下启示:
1) 作为供应链主导方的制造商通过设计差异化的分销渠道, 可以将竞争引入供应链, 能够鼓励风险规避型零售商采取更积极的订货政策, 使得供应链参与者获取的利润均得到增加; 因此, 差异化双重分销渠道的形成有利于参与企业提高利润.
2) 制造商在设计差异化双重分销渠道时, 通过降低其在双渠道供应链中的批发价格可以吸引分销商的加入, 由此分销商就可以降低各自的批发价格, 而且制造商的批发价格又受到零售商风险规避程度的影响; 因此在现实中, 制造商作为博弈的领导者, 不仅要考虑吸引分销商的加入, 还应考虑零售商的风险规避, 需要在决策批发价格时发挥积极的作用.
3) 在实务中能观察到零售商采用跨国的双重采购模式, 如大型零售商(乐购等)除了向当地的分销商订货, 还从全球分销商处订货.这种双重采购模式尤其适用于风险规避程度高的零售商, 因为海外分销商凭借其强大的库存能力, 能够向零售商提供回购契约, 而国内分销商为了争取零售商的订单, 则会提供更低的批发价格, 从而使零售商的风险被分担, 利润得到增加.因此差异化分销渠道的形成更有利于维护制造商与风险规避型零售商的关系.
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