隨機需求發生擾動時三級供應鏈協調研究*

湯春華

(1.湖南大學 經濟與貿易學院，湖南 長沙 410079；2.湖南涉外經濟學院 商學院，湖南 長沙 410205)

隨機需求發生擾動時三級供應鏈協調研究*

湯春華1，2

(1.湖南大學 經濟與貿易學院，湖南 長沙 410079；2.湖南涉外經濟學院 商學院，湖南 長沙 410205)

考慮包含供應商、制造商和零售商的三級供應鏈，當突發事件導致隨機需求發生擾動時，研究該三級供應鏈的最優決策及收益共享協調合約。首先，在需求未發生擾動條件下提出該三級供應鏈系統的收益共享協調合約模型，研究發現，收益共享合約不能協調隨機市場需求發生擾動時供應鏈系統。為此，提出了三級供應鏈一體化決策時應對需求擾動的最優決策模型；并在分散化決策時提出了改進的收益共享合約模型實現供應鏈協調。數值實驗檢驗了決策模型的有效性。

供應鏈管理；收益共享；突發事件；協調機制；博弈

一 引 言

當前，激烈的市場競爭已由企業競爭變成了供應鏈間的競爭。如日本汽車和美國汽車的競爭實際上是供應鏈間的競爭。經濟全球化下的供應鏈容易受到突發事件導致的需求和成本等各方面的擾動[1]，如2003年非典疫情導致口罩、板藍根等需求急劇上升，瘋牛病的發生導致牛肉需求急劇下降；2011年泰國洪水災害導致全球電腦硬盤成本上升[2]。需求或成本發生擾動后原來的供應鏈不再協調或者原有計劃不再可行，使供應鏈產生較大的利潤損失甚至崩潰，突發事件下供應鏈如何采取應對策略維持供應鏈的穩定性具有重要的現實價值和理論意義[2]。

突發事件供應鏈應急管理屬于供應鏈協調管理(supply chain coordination management)[2-5]及應急管理(disruption management)[6-10]的交叉領域，911事件后已得到廣泛關注。Cao等[2]提出了二級供應鏈應對需求和成本同時擾動的收益共享合約模型。Clausen等[11]較早研究了航空公司的突發事件應急管理。Yu和Qi[7]對供應鏈突發事件應急管理分不同情形進行了總結。Qi等[8]提出了制造商-零售商組成的二級供應鏈應對需求發生擾動時的數量折扣契約。李新然等[9]構建了需求擾動下，制造商作為主導者的閉環供應鏈決策模型。胡祥培等[10]對突發事件應急管理進行了評述。以往對突發事件供應鏈協調契約的研究主要集中在制造商和零售商組成的二級供應鏈中。然而在現實中，供應鏈通常具有多級特征[4]，Giannoccaro和Pontrandolfo[4]構建了由供應商-制造商-零售商組成的三級供應鏈的收益共享協調模型；Munson和Rosenblatt[12]提出了數量折扣合約使三級供應鏈的達到協調；吳忠和等[13]研究了零售商成本信息不對稱時鮮活農產品供應鏈應對突發事件的協調模型；湯春華[14]運用收益共享合約實現了對多因素同時擾動供應鏈的協調應對。突發事件下三級供應鏈協調應對的研究正在興起[15-16]。

本文研究突發事件導致零售商面臨的隨機需求分布發生擾動時，分析需求擾動對供應鏈決策的影響，研究如何運用收益共享合約實現三級供應鏈的協調應對。研究發現，收益共享合約能實現三級供應鏈的協調，但當隨機市場要求發生擾動后，原有的協調機制被打破，提出了突發事件下，一體化決策供應鏈的最優決策，并提出了改進的收益共享合約協調分散化決策時的三級供應鏈。

二 需求未擾動下供應鏈協調契約

結論1若收益共享合約滿足ωA=(CR+CM+CS)·φA-CR和ωB=(CM+CS)·φB-CM，則該收益共享合約(ωA，φA)和(ωB，φB)能實現三級供應鏈的協調。

此時，零售商的利潤為：

ΠR=φA·p·S(q)-(ωA+CR)·q=φA·p·S(q)-[(CR+CM+CS)·φA]·q=φA·ΠT

且隨φA遞增；制造商的利潤為：

ΠM=φB[(1-φA)·p·S(q)+ωA·q]-(ωB+CM)·q=φB[(1-φA)·p·S(q)+((CR+CM+CS)·φA-CR)·q]-[((CM+CS)·φB-CM)+CM]·q=φB·(1-φA)·ΠT

且隨φB遞增，隨φA遞減；

供應商的利潤為：

ΠS=(1-φB)·[(1-φA)·p·S(q)+ωA·q]+ωB·q-CS·q=(1-φB)·[(1-φA)·p·S(q)+((CR+CM+CS)·φA-CR)·q]+((CM+CR)·φB-CM)·q-CS·q=(1-φB)·(1-φA)

且隨φA、φB遞減。

三 突發事件下一體化決策模型

(1)

下面的結論2提出了突發事件對供應鏈協調契約的影響。

證明：當突發事件發生后，若還采用穩定條件下的收益共享合約，則零售商的利潤為

制造商的利潤為

供應商的利潤為

上述結果表明，突發事件發生后，若采用未發生突發事件時的收益共享合約，則不能實現三級供應鏈的協調。

四 突發事件下分散化決策模型

零售商的利潤為

制造商的利潤為

供應商的利潤為

五 算例分析

表1 收益共享契約的結果比較

表1表明，突發事件下，三級供應鏈采用改進的收益共享合約可以提高供應鏈系統的總利潤，由于分配比例不變，從而供應鏈所有成員獲得的利潤相比原合約都得到了提高。

六 結 論

本文在突發事件導致隨機需求發生擾動時，研究突發事件對三級供應鏈的協調契約的影響。未發生突發事件時，提出的收益共享合約能協調三級供應鏈；并且原有的最優生產量具有魯棒性(結論1、引理1及引理2)。當突發事件造成市場需求增加(減少)時，突發事件造成供應鏈運作成本增加，三級供應鏈系統的最優訂貨量會增加(減少)，此時，原有的收益共享合約不再實現需求發生擾動時三級供應鏈的協調(結論2)。而不管突發事件是否發生，改進后的收益共享合約都能實現三級供應鏈的協調應對(結論3)。

此外，本文可在如下方面進行拓展作為未來研究，如考慮其他協調合約來應對突發事件下需求發生擾動的三級供應鏈；在信息不對稱條件下考慮三級供應鏈的應急管理，進一步可考慮多階段或非線性需求時三級鏈的供應鏈的應急管理。

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ResearchonCoordinationofThree-levelSupplyChainwithStochasticDemandDisruption

TANG Chun-hua1，2

(1.College of Economics and Trade，Hunan University，Changsha 410079，China；2.Business College of Hunan International Economics University，Changsha 410205，China)

This paper focuses on a three-level supply chain consisting of a single supplier，a single manufacturer and a retailer who face stochastic demand，the three-level supply chain system can be coordinated with revenue sharing contract under a normal case.But this coordination may be broken off by an emergent event.The optimal strategies of the centralized supply chain replied to the disruptions were proposed，and an improved revenue sharing contract was proposed to coordinate the decentralized supply chain system under stochastic demand disruption.A numerical example was presented to illustrate the efficiency of the proposed decision model.

supply chain management；revenue sharing；disruption；coordination mechanism；game theory

F273，F224.3

A

1008—1763(2017)05—0071—05

2017-06-18

國家自然科學基金資助項目( 71671061)；教育部新世紀優秀人才支持計劃資助項目(NCET-13-0181)

湯春華(1980—)，女，湖南邵東人，湖南大學經濟與貿易學院博士研究生。研究方向：應用經濟學。