成本扰动下零售商主导型闭环供应链生产与协调决策.pdf

冉文学 余丽艳

摘要：本文以考虑差别定价，突发事件导致新产品与再造品的市场规模、生产成本同时扰动的零售商主导型的闭环供应链为研究对象，建立闭环供应链在多扰动环境下的分散决策博弈模型，运用MATLAB 2014Rb求解并确定最优定价策略；针对分散决策时存在双重边际效应，提出一种基于“两部收费制”契约的协调机制；最后对相关参数赋值计算，验证模型与契约协调的有效性。

关键词：闭环供应链；多扰动；差别定价；博弈论

1引言

近年来，各类频发的突发事件已经给供应链管理带来巨大的困难。突发事件有别于一般的安全事件，其具有低概率、高风险、强冲击性等特征，主要表现为市场需求波动、生产供应中断或延迟、交通运输系统瘫痪、产品生产成本和零售价发生急剧变化等 （2014）。例如，311日本大地震造成半导体等电子零件供应短缺，下游厂商被迫寻找替代品或减产，以致制造成本骤升，全球整个电子制造业供应链均受重创 （2016）。突发事件的发生将对供应链产生巨大的破坏性，如何使闭环供应链系统协调突发事件，已经成为各学者研究的重点，具有重要的实际意义和指导作用。

1.1国外研究综述

考虑到闭环供应链包含了旧废物回收制造的信息反馈过程，与传统供应链系统相比，更易受到各类突发事件的干扰，Patroklos G （2013）运用系统动力学优化方法，研究了需求扰动对闭环供应链再制造策略的影响；Johan F （2012）对现金供应链（ACSC）进行了案例研究，建立协调突发事件的现金闭环供应链模型，找到应对突发事件的最佳方法。上述文献大多是以制造商主导型闭环供应链为研究对象，忽视了零售商主导的闭环供应链应对突发事件的定价策略与协调问题。因此，随着消费者地位的提高、供应链结构正经历着由卖方市场向买方市场转移的巨变，零售商主导型闭环供应链吸引了少量学者的注意，如：Gao （2015）等根据权力结构分类：零售商主导、制造商主导、零售商与制造商权力对等，分析了闭环供应链中产品定价策略及成员利润问题。

1.2国内研究综述

在闭环供应链差别定价与契约协调的研究中，张汉江 （2016）等以产品差异化为前提，构建了回收商和再制造商基于最优回收激励契约的委托代理模型，通过将政府设定为博弈中的局中人，建立了制造商、回收商、政府的阶段动态博弈模型；姚锋敏 （2017）等将公平关切性纳入零售商主导型闭环供应链的研究范畴，探讨了零售商在公平关切和中性情形下闭环供应链整体及各成员的最优决策问题；而在已有的零售商主导型闭环供应链应急管理研究中，如：韩小花 （2015）等、高举红 （2016）等，虽研究了扰动下零售商主导型闭环供应链的最优应对策略，却尚未考虑多重扰动的情形。

基于此，本文研究将建立以零售商为主导，考虑差别定价的闭环供应链在多扰动环境下的集中、分散决策博弈模型，运用MATLAB 2014Rb求解并确定最优定价策略；同时针对分散决策下，闭环供应链系统存在双重边际效应，提出一种基于“两部收费制”契约的协调机制；并对相关参数赋值计算，验证模型与契约协调的有效性。

2决策模型与契约协调

2.1问题概述

本文旨在分析单一零售商、单一制造商组成的二级闭环供应链系统。在该供应链系统中，零售商占主导地位，负责新产品与再制造品的销售，并控制零售价及协调合同下制造商的收益占供应链系统总收益的比例；制造商为零售商的追随者，负责新产品和再造品的生产及废旧品的回收，新产品和再造品处于开放市场环境。在该系统中，若制造商接受零售商提出的协调契约，则以一定的零售价格销售新产品与再造品。

2.2多扰动下的分散决策模型与契约协调

在分散决策模式时下，零售商、制造商各自以自身利润最大化为目标函数。由于零售商为供应链系统的主导者，本文假设该成本由制造商来承担。当突发事件导致新产品、再造品的市场规模和生产成本同时扰动时，分散化决策博弈模型为：

3.2多扰动对分散决策型闭环供应链的影响

基于上述数据分析研究，可得下列結论：

3）多扰动分散决策下，随着市场规模的增大，闭环供应链系统各参与方的利润随之增大，如：当新产品的市场规模增大时，制造商应提高和降低新产品的批发价、再造品的零售价，零售商则应提高产品的零售价与订货量。

4）多扰动分散决策下，闭环供应链系统各参与方的利润为生产成本扰动量的减函数，制造商、零售商应根据实际情况适时调整产品的批发价、生产数量、零售价与订货量，如：当新产品的生产成本扰动量增大时，制造商应提高新产品的批发价、降低产量，维持再造品的批发价格不变，增大产量；零售商需提高新产品的零售价、降低订货量，维持再造品的零售价格不变，增加订货量。

5）多扰动分散决策下，不同扰动量之间存在一定的制约与抗衡作用，制造商、零售商应根据不同的扰动情形适当地调整自己的生产计划与销售计划。

3.3“两部收费制”契约的协调作用

基于数值分析来研究“两部收费制”契约如何协调分散化决策下的不同扰动幅度的闭环供应链系统。通过在两种变量变化范围内各设计一组扰动数据探讨该契约对闭环供应链的协调作用。可得出：使用建立的协调契约，系统总利润的目标值明显较高于分散化决策下闭环供应链系统的目标值。表明“两部收费制”契约可有效协调多重扰动下的闭环供应链系统。同时随着正向扰动程度的增大，系统利润差值越大；而在某一范围内，负向扰动程度越大，表现有所不同，表明“两部收费制”对不同扰动情形的闭环供应链系统有不同的协调作用。

4 结束语

根据不同的决策情景、以新产品与再造品存在价格差异，本文设定了由零售商主导的多扰动情形下分散决策的二阶闭环供应链决策模型，并在考虑新产品与再造品存在竞争，市场规模与生产成本多重扰动的情形下，分析和研究了新产品和再造品的最优定价策略和在扰动环境下如何协调闭环供应链。针对分散决策时双重边际效益现象，设计了“两部收费制”契约来协调闭环供应链，使其达到最优。最后，通过数值算例进一步验证了模型的合理性和契约协调的有效性。

参考文献

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[3]Georgiadis P，Athanasiou E.Flexible long-term capacity planning in closed-loop supply chains with remanufacturing[J].European Journal of Operational Research，2013，225（1）：44–58.

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[6]张汉江，余华英，李聪颖.闭环供应链上的回收激励契约设计与政府补贴再制造政策的优化[J].中国管理科學，2016，24（8）：71-78.

[7]姚锋敏，滕春贤.公平关切下零售商主导的闭环供应链决策模型[J].控制与决策，2017，32（1）：117-123.

[8]韩小花，杨倩霞，后锐.成本扰动下零售商主导型闭环供应链生产与协调决策[J].工业工程与管理，2015（1）：100-107.

[9]高举红，韩冰，滕金辉.需求不确定和不同主导下闭环供应链定价研究[J].天津大学学报：社会科学版，2016，18（6）：507-513.

[作者简介]冉文学（1966-），男，云南镇雄人，云南财经大学物流学院教授，博士生导师，研究方向：物流工程、物流管理和工业自动化；余丽艳（1992-），女，安徽淮南人，云南财经大学物流学院硕士研究生，研究方向：物流工程和供应链管理。