零售商主導下物流外包的三級供應鏈決策

陳曉旭,王　勇,孫海雷,陳章躍,王義利(1.重慶大學經濟與工商管理學院,重慶400044;2.重慶大學現代物流重慶市重點實驗室,重慶400044)

零售商主導下物流外包的三級供應鏈決策

陳曉旭1，2,王勇1，2,孫海雷1，2,陳章躍1，2,王義利1，2
(1.重慶大學經濟與工商管理學院,重慶400044;
2.重慶大學現代物流重慶市重點實驗室,重慶400044)

在零售商的訂購量對批發價格和服務價格同時具有敏感性的條件下,建立一個零售商主導下包含物流外包的供應鏈模型.運用博弈理論得出了參與各方的最優決策,并分析了兩種敏感性系數,需求波動及物流費用分攤比例對供應鏈各方最優決策的影響.結果表明,零售商通過控制兩種敏感性系數可以抑制制造商和第3方物流商提高價格,增加自身利潤;隨著市場的變化,各方決策及利潤同時增加或減少;承擔物流費用比例越高的一方獲得的利潤也越高.

零售商主導;第3方物流服務提供商;供應鏈;博弈均衡

1　引　言

隨著現代分工的細化以及電子商務的飛速發展,很多企業會將物流運輸任務外包給第3方物流商(3PL)[1].在美國,大約42%的公司將物流業務外包給3PL企業,而在日本,這個數據甚至達到70%[2].美國財富500強企業中有80%同3PL有長期的合作[3],而在中國、印度和馬來西亞等地,3PL作為企業的戰略合作者也正處于飛速發展中[4-6].除此之外,企業之間的激烈競爭也使得主導權由制造商轉向零售商的現象越來越普遍[7],處于主導地位的零售商在市場中也開始占有更大份額,2013年美國財富500強中零售巨頭沃爾瑪以4691.62億萬美元的營業額位居榜首,淘寶網則僅在2013-11-11當天的營業額就達到了350.19億元人民幣.一些大型的零售商主導的企業集團,比如亞馬遜、當當、京東、國美、蘇寧、沃爾瑪以及家樂福等,尤其是一些網上的零售商,除了小部分物流自營外,大部分的物流任務都外包給了3PL服務商.作為主導者的零售商,如何通過自己的主導地位增加自身利潤;而其決策方式對制造商和3PL企業決策及利潤又有何影響,是目前備受關注的問題.在物流外包普遍存在的當下社會,研究零售商主導下包含物流外包的供應鏈決策可以為研究越來越普遍的網絡銷售以及零售行業的決策分析提供一定的理論依據.

21世紀企業資源領域和人力領域的開發接近極限,產品和技術無差異化發展增加,企業只有通過提供附加價值來建立起差異化優勢,這使得現代物流作為“第3方利潤源”得到了迅速發展,而3PL的出現為供應鏈創造第3利潤建立了條件.隨著物流行業的迅猛發展,針對物流外包的供應鏈研究也越來越多,物流外包下的3級供應鏈研究也得到很多學者的重視.Cai等[8]在物流外包的情形下研究了3PL–制造商–零售商組成的生鮮產品的3級供應鏈管理,比較了分散式、部分集中和完全集中式下各供應鏈成員的決策和利潤,并用WMC和WDC兩種契約協調供應鏈;Woo等[9]研究了物流外包下3級供應鏈的訂購問題,通過供應商、3PL和零售商在供應鏈中的不同目標建立了一個多目標混合整數規劃模型,通過對目標函數和約束條件的轉化,將多目標非線性模型轉化為單目標的線性模型,極大的簡化了模型的求解過程;Chen等[10]研究了資金約束下的包含供應商、零售商、3PL以及銀行的供應鏈系統,其中,零售商可以從3PL或者銀行貸款來解決資金不足的問題,研究表明,如果3PL的邊際收益大于供應商的邊際收益時,則零售商從3PL貸款獲得的利潤大于從銀行貸款獲得的利潤;公彥德等[11]研究了閉環供應鏈下制造商主導和第3方物流服務商主導的兩類供應鏈模式,分析了非合作模式下兩類供應鏈模式的定價和企業利潤,發現第3方物流主導的供應鏈系統效率大于制造商主導的供應鏈效率;公彥德等[12]研究了閉環供應鏈下物流費用分攤的3級供應鏈成員的決策,研究發現,隨著零售商承擔的正向或逆向物流費用的比例增加,供應鏈各節點的利潤也都會隨之提高; Lei等[13]研究了由制造商–運輸商–零售商組成的供應鏈的各成員的行為,并運用EOQ模型求解,得到了各成員的最優決策,證實了3方合作情形下的利潤大于非合作情形下的利潤.

物流外包已經成為當今市場競爭的一種手段和趨勢,而不同的主導方式也使得供應鏈成員的決策有所不同,零售商主導下的供應鏈已經受到眾多學者的關注.Wang等[14]研究了不對稱信息下零售商主導的供應鏈決策,比較了不同需求函數下的不同契約對供應鏈決策的影響;Pan等[15]研究了需求不確定時零售商主導下短生命周期產品的兩階段的訂購和定價策略,發現零售商的期望利潤為連續凹函數,因此其最優訂購量和最優價格存在且唯一,并對市場需求進行了敏感性分析;趙金實等[16]對比了零售商主導和制造商主導兩種不同主導權位置下的雙渠道策略的績效,發現供應鏈成員可以通過主導權為自己謀取更大利潤;陳菊紅等[17]發現在零售商主導下,由具有風險規避的制造商和具有風險中性的零售商組成的兩階段供應鏈中,收益共享契約不能實現供應鏈的協調,而采用風險共享契約則能夠保證供應鏈參與方的利潤都獲得提高,實現Prateo改進,并指出制造商的風險規避程度在一定范圍內越大實施風險共享契約使供應鏈參與方獲得的新增利潤越大;王文賓等[18]比較了3種不同權利結構(零售商主導,制造商主導以及共同決策下3種閉環供應鏈)的定價和利潤差異,并運用二部定價契約協調供應鏈.

綜上所述,零售商主導和物流外包都是企業決策面臨的現實情況.雖然以上文獻分別考慮了物流外包和零售商主導的情形,但幾乎沒有文獻研究零售商主導下包含物流外包的供應鏈決策.基于此,本文以零售商主導為前提,并在零售商的訂購量對制造商的批發價和3PL的服務價同時具有敏感性(訂購量隨著批發價格和服務價格的變化而變化)的條件下,將3PL引入到供應鏈的決策中,建立了一個包含3PL、制造商和零售商的3級供應鏈決策模型.通過求解該模型的精煉納什均衡解,得出了3PL、制造商的最優定價策略和零售商的最優訂購策略.通過模型和參數的敏感性分析,進一步分析了訂購量對批發價格的敏感性系數、訂購量對服務價格的敏感性系數、需求波動以及服務費用分攤比例對供應鏈的最優決策以及利潤的影響.

2　零售商主導下包含物流外包的供應鏈模型

2.1模型描述及假設

考慮一個零售商主導下包含3PL、制造商和零售商的3級供應鏈系統,零售商面臨著隨機的市場需求,制造商向零售商提供某種單一的短生命周期產品,而產品的運輸、包裝等物流服務由3PL服務提供商來完成,物流費用由制造商和零售商共同分攤.作為主導者的零售商可以通過自己的主導地位改變供應鏈中其它成員的最優決策[19],根據文獻[20,21]對零售商主導的定義,假設零售商通過設定最大訂購量有能力影響制造商的批發價格和3PL的物流服務價格q=q0-αω-βs,其中q0是零售商考慮市場環境所確定的最大訂貨量,α＞0,β＞0分別表示零售商的訂購量對制造商的批發價格ω的敏感性系數和零售商的訂購量對3PL服務商的服務價格s的敏感性系數.這表明在其它條件不變的情況下,如果制造商提高批發價格或者3PL提高服務價格,均會導致零售商的訂購量減少.即作為主導者的零售商會威脅其它供應鏈成員(制造商和3PL),無論是制造商或者3PL中的任何一方提高價格,都會減少零售商的訂購量,而制造商和3PL的利潤也會因為損失的訂購量而降低.

假設條件:

1)零售商以批發價方式訂購產品,考慮產品生命周期的短暫性,假設在產品生命周期內未賣出的產品的殘值為零,且不允許退貨;

2)3PL,制造商和零售商都是風險中性的;

3)制造商和3PL服務商對零售商的需求有完全的信息,零售商和3PL服務商對制造商的成本結構也有完全的信息,零售商和制造商對3PL的成本信息也有完全的信息;

4)需求率服從區間［l1，l2］（0＜ l1＜ l2）上的均勻分布,均值和標準差分別為μ,σ,因此l1= μ-

5)3PL服務商的運輸能力是無限的;

6)不考慮零售商的缺貨損失.

其它參變量符號釋義:

d（·）為市場需求函數,d＞0且其概率密度函數和分布函數分別為f（·）,F（·）;

v為3PL服務商運輸單位產品的成本;

c為制造商每單位產品的生產成本;

p為單位產品的零售價;

θ1（0≤θ1≤1）為零售商承擔的運輸服務費用的比例;

θ2（0≤θ2≤1）為制造商承擔的運輸服務費用的比例(滿足θ1+θ2=1);

kr為零售商的訂購成本;

km為制造商的生產準備成本;

kl為3PL服務商的運輸準備成本;

決策變量符號釋義:

q0為零售商考慮市場環境所確定的最大訂貨量;

q為零售商的訂購量;

ω為制造商收取零售商的單位產品的批發價;

s為3PL服務商對單位產品收取的服務費;

假設零售商周期內未賣出的產品的殘值為零且不考慮其缺貨損失,此時,零售商的利潤函數為

上式說明當需求小于等于訂購量,即d≤q時,產品供過于求,產生積壓,由于產品生命周期的短暫性,積壓產品的價值為零,零售商的利潤等于銷售產品(即市場需求量)的收益減去它的購買成本,運輸費用和訂購成本;當需求大于訂購量時,即d＞q時,產品供不應求,全部銷售完.此時零售商的利潤等于銷售產品(即產品訂購量)的收益減去它的購買成本,運輸費用和訂購成本.

因此零售商的期望利潤為

當零售商處于主導地位時,零售商可以根據零售商收取的單位產品批發價ω,決定自身的訂購數量,但是它不能控制3PL收取的服務價格.

制造商的利潤等于總收益減去它的生產成本、生產準備成本和運輸費用,即

當零售商處于主導地位時,注意到制造商可以決定它單位產品收取的批發價,但是不能控制3PL服務商的服務價格.

類似地,3PL的利潤等于總收益減去它的運輸成本及運輸準備成本,即

對任何零售商決定的最大訂購數量q0和制造商確定的批發價格ω,3PL服務商可以選擇它的服務價格s.

最后,當零售商的最大訂購數量q0、制造商的批發價格ω以及3PL服務商服務價格s均確定后,零售商的最優訂購量q=q0-αω-βs也可確定.

由以上描述可知,供應鏈的參與者(制造商,零售商和3PL服務提供商)采用動態博弈分別通過它們可以控制的決策變量來最大化各自的利潤.這里的動態博弈是指在博弈的第1階段,零售商選擇最大訂購數量q0并通過宣稱訂購量對批發價格和服務價格同時具有敏感性的方式來最大化自身的利潤;在博弈的第2階段,由制造商選擇產品的批發價ω來最大化其自身利潤;在博弈的第3階段,3PL服務商選擇單位產品的服務價格s來最大化3PL的利潤;最后,零售商根據最優訂購量公式q=q0-αω-βs來決定其最優訂購量.

因此,該供應鏈的優化問題為

2.23PL的最優決策

在3PL服務提供商的參與下,制造商和零售商將產品通過第3方物流方實現物品轉移,3PL服務提供商的利潤為式(3),以利潤最大化為目標,對式(3)關于服務價格s求1階導數和2階導數得

2.3制造商的最優決策

依上所述,制造商在一次交易中獲得的利潤為式(2),將式(6)代入式(2),并對其關于批發價格ω求1階和2階導數得

2.4零售商的最優決策

由式(1)及附錄A1得到零售商最優的最大訂購量為

2.5子博弈精煉納什均衡解

在該3級供應鏈博弈中,令θ1=1-θ2.零售商首先根據式(10)選擇最優的最大訂購量零售商提出最大訂購量后,制造商根據確定最優的批發價格w*.然后,3PL根據零售商和制造商提出的決定其物流服務價格s*.最后,零售商再根據來確定其最終的訂購量.

根據附錄A2得到該供應鏈的子博弈納什均衡解為

為了使訂購量q*＞0,需滿足下列不等式,即

由于式(14)中各參數均為正值,因此有

當p＞2（v+c）時,式(14)恒成立,這表示當產品的銷售價格較高,高于系統可變總成本的兩倍時,零售商單位產品的利潤較高,對零售商而言有利可圖,零售商一定會去采購產品.

當p＜2（v+c）時,若使零售商訂購量為正值,需滿足式(14),即這說明當產品的銷售價格較低,低于系統可變總成本的兩倍時,只有在需求均值一定時其波動較小,即市場需求較為固定且市場較為穩定(風險較小)時,或者需求波動一定時均值較大,即市場風險一定且需求量較大時,或者兩者在一定范圍內同時變化時,產品的訂購量才為正值.這說明當零售商單位產品的利潤較低時,若要使得其訂購量為正值,市場的需求和風險只有滿足市場需求量大于市場波動的一定倍數, 即μ＞（2v+2c-p）σ/p時,零售商才會去采購商品.

根據以上得到的均衡解,分析零售商的訂購量對制造商的批發價格的敏感性系數α、零售商的訂購量對3PL的服務價格的敏感系數β,需求不確定性σ和運輸費用的分攤比例θ2對供應鏈均衡解的影響,1因為θ1=l-θ2,所以只分析其中一個便可,由于均衡解都是用θ2表示的,故選擇分析θ2.得出以下結論.

推論1隨著零售商訂購量對制造商批發價格的敏感性系數α的增加,制造商的批發價格降低,3PL的服務價格升高,零售商的訂購量增加.因此零售商通過敏感性系數α可以有效控制制造商的批發價格.

證明見附錄A3.

推論1說明若制造商提高單位批發價格時,零售商訂購量減少的越多,則受零售商的訂購量威脅,制造商會降低批發價格,此時3PL的服務價格升高,零售商的最終訂購量增加.這表明隨著α的增加,每當制造商提高單位批發價,零售商的訂購量就會減少得更多,為了使零售商不減少太多的訂購量,制造商會降低批發價格,因此零售商通過α可以有效控制制造商的批發價格,抑制制造商提高報價.制造商做了決策之后,3PL服務商才決定自己的服務價格,而批發價的降低提高了零售商的訂購量,這樣3PL服務商有了提價的空間,即3PL可以提高部分價格而不會導致零售商的訂購量降低,這種決策對3PL最有利,一方面它可以獲得提價帶來的收益;另一方面也可以獲得制造商批發價格降低帶來的那部分零售商的訂購量增加的收益.雖然3PL的提價降低了零售商的訂購量,但是制造商的批發價決策增加了其訂購量,制造商和3PL決策的綜合作用使得其最終訂購量增加.

推論2隨著零售商訂購量對3PL服務價格的敏感性系數β的增加,3PL的服務價格降低,零售商的訂購量增加,當風險參數時,制造商的批發價格升高,而當風險參數時,制造商批發價格降低.因此零售商通過敏感性系數β可以有效控制3PL的服務價格,當需求波動較小時還可以有效控制制造商的批發價格.

證明見附錄A4.

推論2說明3PL將單位服務價格提得越高,零售商的訂購量就減少得越多,則受零售商的訂購量威脅,3PL會降低服務價格,此時制造商的批發價格可能升高也可能降低,這取決于市場需求的波動大小,當需求波動較小時,批發價格降低;當需求波動較大時,批發價格增加.而無論批發價格升高或降低,零售商都會增加其訂購量.這表明隨著β的增加,3PL每提高單位服務價格,零售商的訂購量就會減少的更多,為了使零售商不減少太多的訂購量,3PL會降低服務價格,因此零售商通過β可以有效控制3PL的服務價格,抑制3PL提高報價,增加其訂購量.而當市場波動較小時,市場需求量較穩定,訂購量依賴于服務價格和批發價格的變化,降低批發價格有助于增加訂購量,最終增加制造商的利潤,這樣零售商側面控制了制造商提高價格;而當市場需求波動較大時,訂購量強烈地依賴于市場需求的變化,制造商只能依靠提高批發價來獲取更多的利潤.但不論制造商提高或降低價格,β的增加都會增加零售商的訂購量.

推論3隨著市場需求的不確定性σ的增加,零售商的最大訂購量、最優訂購量,制造商的批發價和3PL的服務價格同時增加或減少.

證明見附錄A5.

推論3說明無論市場如何波動,零售商的最大訂購量和最優訂購量,制造商的批發價和3PL的服務價格都會同時增加或減少.

若p＜2（v+c）,即零售價格小于系統可變總成本的2倍,產品的銷售價格相對較低時,因為μ＞0(μ為市場需求率的均值,市場需求率恒大于零),故μ＞（p-2v-2c）βα/（4α（1+θ2）+8β）.此時雖然市場平均需求較高,但對零售商而言單位產品的利潤較低,比如一些日用品,隨著市場波動的增加,零售商的銷售風險會增加,而較低的利潤會使零售商降低最大訂購量,為了不使零售商訂購量降低太多,3PL和制造商只好降低價格來減少訂購量過低給他們帶來的損失,即便如此,由于最大訂購量的降低,零售商的最終訂購量仍會減少.

而當p＞2（v+c）時,即零售價格大于系統可變總成本的2倍,產品的銷售價格較高時,則供應鏈成員的決策可能同時增加,也可能同時減少,這取決于市場需求的均值大小.

若即市場平均需求較大,零售商的單位利潤也相對較高時,市場波動的增加使零售商的銷售風險增加,即使是較高的利潤仍然不能抵消銷售風險帶來的損失,因此零售商仍會降低最大訂購量,同理3PL和制造商會降低價格,零售商的最終訂購量也會減少.

綜上所述,供應鏈參與者的風險偏好取決于零售商的單位利潤高低以及市場需求的大小.當零售商單位利潤較低(即定價較低)或單位利潤較高(即定價較高)且市場需求也較高時,均使得零售商的訂購量、制造商的批發價和3PL的服務價格降低;而只有零售商單位利潤較高(即定價較高)且市場需求較低時,才能使零售商的訂購量、制造商的批發價和3PL的服務價格同時增加.

推論4隨著制造商承擔的運輸費用比例θ2的增加,3PL的定價越來越低,零售商的訂購量也隨之減少,且當時,零售商的最大訂購量及制造商的批發價會同時增加.

證明見附錄A6.

推論4說明制造商承擔的運輸費用比例越大,3PL的服務價格就會越低,零售商的訂購量也會隨之減少.且當時,即零售商的銷售價格滿足時,零售商的最大訂購量和制造商的批發價格同時增加.這說明若零售商的零售價格即其銷售價格相對較高時,對零售商而言其單位產品的利潤較高,因此零售商有動力增加其最大訂購量.對制造商而言,隨著運輸費用比例θ2的增加及零售商的最大訂購量的增加,也給了制造商增加批發價格的理由和機會,因此制造商的批發價格也隨之增加.而對于3PL而言,不管最大訂購量和批發價格如何變化,其服務價格都會隨著θ2的增加而減少.雖然服務價格的降低增加了零售商的訂購量,但是受最大訂購量及批發價格的影響,零售商最終的訂購量減少.

3　參數的敏感性分析

作為主導者的零售商,其決策方式q=q0-αω-βs對其是否有益,要看隨著α和β的增加,零售商的利潤是否增加.而市場風險σ和物流費用分攤比例θ2對供應鏈成員的利潤影響也尤為重要.為進一步說明α、β、σ和θ2對供應鏈成員決策及利潤的影響,本節采用數值方法來分析.

假設c=15，v=5，p=50，km=100，kl=50，kr=100,市場需求服從U［100，300］上的均勻分布,故50，β=50.用π表示各各成員利潤.因為第2節已經對供應鏈成員的大部分決策變量做了分析,所以該部分用表1來表示各供應鏈成員的決策變化,而為了更好地反應各參數的變化對供應鏈成員利潤的影響,用圖1表示隨著參數變化各供應鏈成員利潤的變化情況.

3.1零售商的訂購量對制造商的批發價格的敏感性系數的敏感性分析

在其它參數不變時,考慮α的變化對供應鏈各成員決策及利潤的影響.從表1可以看出,隨著α的增加,批發價格降低,服務價格升高,訂購量增加.這驗證了推論1.除此之外,最大訂購量也隨之增加.這是因為α的增加使零售商對制造商的優勢增大,零售商相信制造商不敢提價,此時零售商購買成本較低,雖然服務價格增加,但是其幅度遠小于批發價格降低的幅度,故零售商可以增加最大訂購量來獲取更多利潤.從圖1可以看出,隨著α的增加,制造商的利潤降低,3PL和零售商的利潤增加.這是由于訂購量增加和服務價格升高的雙重作用使3PL的利潤增加,而服務價格增加的幅度不如批發價格降低的幅度大,如當α由50增加到60時,批發價格降低了25.96-25.29=0.67,而服務價格升高了7.92-7.82=0.10,因此零售商單位購買成本降低,再加上訂購量的增加,零售商的利潤增加.對制造商而言,訂購量增加帶來的收益不足以彌補批發價格降低帶來的損失,故制造商利潤降低.由此可見,零售商通過α的增加可以有效抑制制造商提高價格,增加自身利潤.

表1　敏感性系數α對供應鏈各成員決策的影響Table1　Theeffects of the sensitivity coefficientαto the supply chainmembers’decisions

圖1　敏感性系數α對供應鏈各成員利潤的影響Fig.1　Theeffectsof the sensitivity coefficientαto the supply chainmembers’profits

3.2零售商的訂購量對3PL的服務價格的敏感性系數的敏感性分析

在其它參數不變時,考慮β的變化對供應鏈各成員決策及利潤的影響.由于根據推論2,隨著β的增加,服務價格降低,訂購量增加,批發價格降低.這和表2的結果相對應.從表2也可以看出,最大訂購量也隨之增加.這是由于β的增加使服務價格降低,再加上批發價格的降低,使得零售商的購買成本及物流成本降低,故零售商會增加最大訂購量來增加自身利潤.從圖2可以看出,隨著β的增加,零售商和制造商的利潤增加,3PL的利潤降低.這是因為,對制造商而言,訂購量增加帶來的收益彌補了批發價降低帶來的損失,所以制造商的利潤增加,但是增加幅度不大;對零售商而言,批發價格和服務價格同時降低,都降低了零售商的采購成本,再加上訂購量的增加,零售商的利潤增加;而訂購量增加帶來的收益并不能抵消服務價格降低帶來的損失,因此3PL的利潤降低.由此可見,零售商通過β的增加不僅降低了服務價格,也減少了批發價格,增加了自身利潤,因此零售商通過β可以有效促進3PL和制造商降低價格.

表2　敏感性系數β對供應鏈各成員決策的影響Table 2　Theeffectsof the sensitivity coefficientβto the supply chainmembers’decisions

圖2　敏感性系數β對供應鏈各成員利潤的影響Fig.2　Theeffects of the sensitivity coefficientβto the supply chainmembers’profits

3.3風險大小的敏感性分析

表3　風險參數σ對供應鏈各成員決策的影響Table3　Theeffects of the risk parameterσto the supply chainmembers’decisions

在其它參數不變時,考慮σ的變化對供應鏈各成員決策及利潤的影響.σ越大,需求波動越大,即風險越大.從表3可以看出,隨著σ的增加,最大訂購量和最優訂購量、批發價格和服務價格均減少.這符合推論3,由于p=50＞2（v+c）=40,即零售商的單位利潤(定價)較高,且即市場平均需求也較高時,隨著風險波動的增加,各成員決策都會隨之降低.這說明零售商、制造商和3PL在制定決策時趨向于風險規避.而從圖3可以看出,隨著風險的增加,制造商、零售商和3PL的利潤都隨之降低.這是因為風險的增加降低了批發價格和服務價格,再加上訂購量也越來越少,使得制造商和3PL的利潤越來越低,而雖然制造商和3PL的定價越來越低,零售商的采購成本下降,但是仍然不能抵消訂購量減少帶來的利潤損失,因此零售商的利潤也隨之降低.

圖3　市場風險參數σ對供應鏈各成員利潤的影響Fig.3　Theeffects of the risk parameterσto the supply chainmembers’profits

3.4制造商承擔的物流費用分攤比例敏感性分析

在其它參數不變時,θ2的變化對供應鏈各成員決策及利潤的影響.分別如表4和圖4所示.

表4　制造商承擔的物流費用分攤比例θ2對供應鏈各成員決策的影響Table4　Theeffects of the ratio of logistics fee hemanufacture bearsθ2to the supply chainmembers’decisions

圖4　制造商承擔的物流費用分攤比例θ2對供應鏈各成員利潤的影響Fig.4　Theeffects of the ratio of logistics fee hemanufacture bearsθ2to the supply chainmembers’profits

從表4可以看出,隨著θ2的增加,服務價格降低,最優訂購量降低,且當θ2在[0,1]之間變化時,2c-恒成立,最大訂購量和批發價格隨之增加,這和推論4相對應.而從圖4可以看到,θ2的增加使零售商和3PL的利潤降低,卻使制造商的利潤增加.該結論不同于直觀感覺,制造商承擔的運輸費用越高對制造商而言反而是有利的.這是因為制造商承擔的運輸費用比例越高,它就越有理由提高自己的批發價格,而其提高的價格遠遠高于其多承擔的服務價格,因此制造商的利潤增加.零售商的采購成本實際是增加的,訂購量也不斷減少,所以零售商的利潤降低.而3PL的服務價格降低,運輸產品數量減少,因此其利潤也會減少.

4　結束語

本文將3PL引入到零售商主導的隨機需求的供應鏈決策模型中,運用博弈理論求出了制造商和3PL的最優定價策略及零售商的最優采購策略,分析了零售商的訂購量對批發價格和服務價格的敏感性系數,需求的波動大小以及運輸費用的分攤比例對供應鏈各成員決策及利潤的影響.

研究表明,零售商通過運用對批發價格和服務價格同時具有敏感性的訂購策略,可以有效降低3PL和制造商價格,降低采購成本,增加其利潤;而供應鏈參與者的風險偏好不僅取決于零售商的定價高低,還受市場需求大小的影響.不同于文獻[12]制造商承擔的物流費用分攤比例越高各節點的利潤越低的結論,制造商承擔的物流費用的增加不會降低制造商的利潤,反而會使其利潤增加,而使零售商和3PL的利潤降低.

然而,本文的研究結論都是在對稱信息的前提下研究的,現實中很多信息都是企業私有的,因此,不對稱信息下零售商主導的包含物流外包的供應鏈決策是需要進一步研究的問題.而且本文的研究尚未涉及到協調問題,在今后的研究中可以考慮在模型中引入協調機制來發揮3PL在零售商主導的供應鏈管理中的作用.

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附錄A1式(10)的證明

在一個交易周期內零售商的期望利潤為式(1),將式(6)和式(9)式代入式(1),并對其關于q0求1階和2階導數,得

附錄A2式(11)～式(13)的證明

首先,將式(10)代入式(9)得到制造商的最優批發價格為式(11).然后,將式(10)和式(11)代入式(6)得到3PL最優的服務價格為式(12).

最后,將式(10)∽式(12)代入q=q0-αω-βs得到零售商最優的訂購量為式(13).證畢.

附錄A3 推論1的證明

由訂購量為正值可知式(14)成立,因此

附錄A4 推論2的證明

附錄A5 推論3的證明

附錄A6 推論4的證明

由訂購量為正值可知式(14)成立,因此

Decisions for a three-echelon supp ly chain with logisticsoutsourcing under a dom inant retailer

Chen Xiaoxu1，2,Wang Yong1，2,Sun Hailei1，2,Chen Zhangyue1，2,Wang Yili1，2
(1.Schoolof Econom icsand Business Adm inistration,Chongqing University,Chongqing 400044,China;
2.Chongqing Key Laboratory of Logistics,Chognqing University,Chognqing 400044,China)

When the retailer’s order quantity is sensitive to themanufacture’swholesale price and the 3PL’s service price simultaneously,a supply chainmodel dominated by retailerwith logistics outsourcing is built. The optimalpricesand order quantity are acquired by using game theory.Furthermore,the impactof the two sensitivity coefficients,the demand rangeand theallocation ratio of logistics coston the decision variablesare analyzed.Resultsshow that the retailercan inhibit themanufacturerand 3PL to raise theirpricesand increase his profit,by controlling the two sensitivity coefficients.As the demand changes,all supply chainmembers’decisionsand profits increaseordecreasesimultaneously.Moreover,theonewho bears the ratio of the logistics feemoregetsmoreprofit.

retailer dom inanting;the third party logisticsprovider;supply chain;gameequilibrium

F224

A

1000-5781(2016)02-0254-14

10.13383/j.cnki.jse.2016.02.011

2013-09-05;

2014-07-21.

國家自然科學基金資助項目(70872123;71272085);教育部人文社會科學研究規劃基金資助項目(12YJA630135);重慶大學物流開放實驗室資助項目(CQKLL12002).

陳曉旭(1988—),女,河北邢臺人,博士生,研究方向:物流與供應鏈管理,Email:chenxiaoxu cxx@126.com;

王勇(1957—),男,四川內江人,博士,教授,博士生導師,研究方向:物流與供應鏈管理,Email:wangyongkt@163.com;

孫海雷(1982—),男,山東淄博人,博士生,研究方向:物流與供應鏈管理,Email:sunhailei007@163.com;

陳章躍(1976—),男,江西贛州人,博士生,研究方向:物流與供應鏈管理,Email:chzhyue@163.com;

王義利(1983—),男,山東濱州人,博士生,研究方向:物流與供應鏈管理,Email:wangyili1015@163.com.