面向需求降低的物流服務供應鏈風險補償策略研究

張廣勝

(山東管理學院，山東 濟南 250357)

0 引言

近年來隨著世界范圍內服務經濟快速發展，產品服務化和服務外包的不斷增長為服務供應鏈的形成和發展奠定了基礎，服務供應鏈逐漸成為供應鏈管理研究的新趨勢。作為一類典型的服務供應鏈，物流服務供應鏈(Logistics Service Supply Chain, LSSC)是由不同層級利益主體物流集成商和能力提供商構成的以“物流提供商→物流集成商→物流用戶”為基本結構，通過提供柔性化的物流服務保證產品供應鏈物流運作的一種新型供應鏈(劉偉華，2007)。在物流服務供應鏈中最主要的兩種參與企業是物流集成商(綜合物流服務的設計者與提供者)與物流提供商(給予物流集成商提供具體的物流功能服務)。物流服務供應鏈安全可持續運作是實現物流能力高效協調機制的前提，為有效抵御需求風險集成商必須對風險要素合理分析制定并實施有效的防范與應急措施來保障物流服務供應鏈正常運轉。物流需求是指從下游市場服務需求出發進而逆向傳遞確定物流容量，并傳導影響物流服務供應鏈上游供給的能力決策。需求風險是因市場需求發生變化影響物流用戶短期需求出現大幅波動，造成逆向傳遞效應，產生需求風險。因此為保障供應鏈整體系統穩定運作，研究物流服務供應鏈能力需求降低后集成商如何實現物流提供商與服務客戶間的平衡優化具有重要意義。較早對供應鏈需求風險展開研究的是Qi[2]在Omega上發表的研究論文“Supply Chain Coordination with Demand Disruptions”。此后Cao[3]建立收益共享契約機制應對需求和生產成本突變情景；Nooraie[4]利用多屬性決策建模來最大化供應鏈可見度、最小化風險及成本，提供處理不確定需求的供應鏈管理模型；Govindan[5]研究需求隨機與高時變情況時兩階段供應鏈網絡風險問題，使用不同風險測量方法與極大極小化目標衡量目標風險均值。國內嚴建援等[6]對比分析了需求風險由供應鏈整體承擔和需求風險由提供商直接承擔兩種不同策略下雙方的決策及供應鏈績效；童澤平等[7]研究供應鏈所面臨的需求隨機性以及供應方的產能限制各參與主體行為選擇機理及協同優化的實現路徑；柴文龍等[8]分析突發事件下需求依賴融資利息的資本供應鏈應急協調問題；珠蘭等[9]研究了不確定情形下的綠色物流網絡和庫存問題，提出了考慮網絡成本和CO2排放當量的雙目標隨機規劃模型；杜娟等[10]基于需求和匯率風險下全球二級供應鏈，分別建立并求解了制造商對沖/不對沖匯率風險兩種情形下的模型均衡。供應鏈高效運作需要內在因素與外在因素的相互結合共同作用，上述研究針對產品供應鏈中需求風險問題進行深入探討，得出需求風險對供應鏈可持續運作具有重要影響，并給出實現供應鏈協調決策措施。但由于物流服務供應鏈自身特性產品供應鏈的優化協調過程及結論無法簡單應用，需要針對物流服務供應鏈需求風險問題的復雜特點提出有效應對措施。

供應鏈特別是收益明顯的核心企業有必要在需求下降風險階段針對成員企業給予適當補貼實現供應鏈短期均衡，保障供應鏈需求風險階段安全過渡，強化競爭優勢實現供應鏈可持續運作。國外Kurata[11]在渠道競爭與品牌競爭的角度下設計出批發價格補貼契約；Ma[12]基于政府補助下雙渠道閉環模型證明回收補貼有益于消費者、制造商及零售商；Zhang[13]研究企業產能價格補貼模型決策問題，得出價格補貼的正向效應隨著補貼數額的增加邊際效應遞減的結論；Li et al.[14]從再制造閉環供應鏈角度討論政府何時及如何實施碳補貼能夠鼓勵企業減少碳排放。國內劉珩等[15]探討存在缺貨損失情況下由損失厭惡型零售商與損失厭惡型供應商組成的供應鏈價格補貼契約設計；李新然等[16]構建有無政府補貼集中式與分散式差別定價閉環供應鏈模型，分析補貼對四種模式的決策影響問題；徐兵等[17]研究兩條供應鏈相互競爭時決策者實現鏈內協調的回購加促銷補貼契約；鄢飛等[18]考慮功能商之間存在橫向公平偏好心理構建物流服務供應鏈雙重委托代理模型。以上研究可看出供應鏈運作中補貼策略機制的重要性，實施補貼引導機制是供應鏈成員企業效率的重要保障。但值得注意的是現有研究對象多是對閉環供應鏈中某環節或某特定成員的政府補貼展開研究，主要以期望收益或損失最優化作為目標函數，忽略了需求風險階段補貼策略公平分配問題，同時對價值補償額度形成機理研究不夠深入，未能從整體與共贏角度考察補貼政策引導效果。因此分析物流服務供應鏈的補貼引導作用以及集成商如何制定補貼政策提高物流服務供應鏈運作效率是值得深入研究的問題。本研究對物流服務供應鏈需求降低風險展開研究，分析集成商面對需求風險時為保證物流服務供應鏈可持續運作設計需求補償策略，同時探討集成商物流價格變化能否實現物流提供商與物流客戶的帕累托改進，為供應鏈成員企業采取有效補償措施、確定合理補償價值提供科學依據。

1 問題描述與基本假設

1.1 問題描述

研究以典型兩級物流服務供應鏈結構作為研究對象，其中物流集成商與物流提供商互為獨立決策者，集成商根據市場供需情況在合約期內以一定銷售價格向客戶提供物流服務，同時物流提供商在合約期內將基于自身期望收益最大化原則為集成商確定最優的物流訂購價格及供給量。當物流客戶與物流提供商在合約運作期內未發生需求風險時提供商物流服務供給量與最優合約產量相同，即提供商在合作服務期內將按照之前所約定最優價格與產量供給，見圖1。然而，考慮到服務過程中受到市場環境變化、客戶偏好轉移及消費者違約等因素沖擊而引發顧客服務需求下降，從而可能導致物流提供商前期成本投資無法收回，致使物流服務供應鏈合作失敗，損害各成員企業利益，本研究針對由物流供應商、物流集成商及物流客戶組成的物流服務供應鏈系統，研究需求風險導致物流服務供應鏈系統合作期間物流需求下降風險補貼策略。考慮風險事件短時間內可能造成的嚴重破壞性必須采取非常規方法來處理，不同于正常情況時物流服務供應鏈交易運作機制，為實現物流服務供應鏈系統合作穩定，假設需求風險期間集成商暫不考慮自身收益，客戶交易價格以提供商服務訂購價格為基準，見圖2，同時采用需求風險補貼機制保障物流服務供應鏈系統可持續運作，即當物流需求下降后集成商將對提供商進行風險補貼，以期實現物流客戶剩余與提供商期望收益的帕累托改進。

圖1 正常情況時物流服務供應鏈運作機制

圖2 需求下降期間物流服務供應鏈運作機制

其中，相關符號含義如下，其中價格單位為元，時限單位為天。

D0：合約初期物流市場需求；

D1：需求風險后物流市場需求；

C0：提供商服務期內固定成本；

Ct：提供商服務期內t時刻運作成本；

p：集成商面向客戶的單位能力出售價格；

λ：集成商單位能力價格盈利系數；

c0：風險事前提供商單位能力訂購價格；

c1：風險事后提供商單位能力訂購價格；

c2：價格上限內集成商補償后訂購價格；

c3：價格再議后集成商補償后訂購價格；

μ：需求函數邊際運作價格；

β：服務時間邊際運作價格；

T：集成商與提供商簽訂的合約總時限；

t：提供商未發生風險正常運作的時限；

t1：客戶物流需求風險發生時刻；

t′：需求風險發生后集成商與提供商的談判時間；

a：需求風險發生前需求函數截距；

b：需求風險發生前需求函數斜率；

a′：需求風險發生后需求函數截距；

b′：需求風險發生后需求函數斜率；

π0：正常執行合約情況時的物流提供商收益；

π1：發生需求風險時的物流提供商收益；

π11：需求風險階段的物流提供商收益；

π12：最高價格固定情景時物流提供商收益；

π13：最高價格再議情景時物流提供商收益；

w0：正常執行合約情況時客戶剩余；

w1：發生需求風險時客戶剩余；

w11：需求風險階段客戶剩余；

w12：最高價格固定情景時客戶剩余；

w13：最高價格再議情景時客戶剩余；

r1(t′)：需求風險發生后集成商重新談判成本；

r2(t′)：需求風險發生后提供商重新談判成本；

Q：集成商向提供商的物流服務能力訂購量；

Q′：集成商向提供商的物流服務能力補償量。

1.2 模型假設

為了有效方便解決研究問題，分析過程中提出以下假設：

假設1：需求風險事件前后市場需求與成本結構等均為完全信息；

假設2：根據經濟學知識，需求風險事件前后客戶物流服務需求均為服務價格的線性函數；

假設3：物流提供商運作成本包括固定成本與變動成本，由于變動成本為支付給各種變動要素的費用，其變動成本為運作時間與合約需求的線性函數；

假設4：需求風險發生后物流集成商與提供商需要重新確定價格的談判成本為雙方談判時間的函數；

假設5：需求風險期間集成商暫不考慮自身收益，面向客戶的能力出售價格以訂購價格作為基準；

假設6：集成商對物流提供商的補償值不超過合約初期物流市場需求最優值。

2 模型構建及求解

2.1 集成商未實施補償機制的情形

(1)物流客戶正常執行需求合約

首先建立合約期內需求風險未發生，即物流客戶正常執行合約情況時物流提供商收益與客戶剩余的基準模型。此時物流提供商在整個訂貨周期內的利潤函數與客戶剩余模型為：

(1)

(2)

代入上文D0與Ct表達式得：

π0=bT(c0-μ)(a-c0)-T(T+1)β/2-C0T。

(3)

(2)物流客戶發生需求風險合約情形

當合約時限內物流客戶發生需求風險時，集成商未對提供商實施補償的提供商利潤函數與客戶剩余表示為：

(4)

(5)

代入上文D1與Ct表達式得：

(T-t1)-T(T+1)β/2-C0T。

(6)

4-bT(a-μ)2/4-T(T+1)β/2-C0T，

(7)

b(a-μ)2]/8。

(8)

(T-t1)(T+t1+1)β/2-C0(T-t1)，

(9)

(10)

可將式(9)作為研究集成商實施補償策略的對比模型。

2.2 集成商實施補償機制的情形

π12=b′(c2-μ)(a′-c2)(T-t1)-

(T-t1)(T+t1+1)β/2-

C0(T-t1)+(T-t1)c2Q′-r2(t′)。

(11)

(12)

(13)

風險補償階段集成商為保障自身利益能力會將對提供商的補償成本轉移至物流需求客戶，此時(T-t1)期限內客戶剩余函數表示為：

(14)

(15)

[b′(T-t1)(a′-μ)2]/8-

(16)

(17)

(T-t1)b′α″2-r2(t′)，

(18)

(19)

Q′+b′(b′-μ+α″-α′)/2)。

(20)

b′(T-t1)(b′-μ)2/8-(r1(t′)+r2(t′))。

(21)

Q′≥[2(T-t1)b′α″2+2r2(t′)]/

[(T-t1)(a′+μ-2α″)]。

(22)

3 算例分析

3.1 集成商固定最高價格模式分析

則其物流提供商的差值函數表達式為：

圖3 最高價格固定時集成商補償策略

3.2 集成商價格再議模式分析

圖4 最高價格改變時集成商補償策略

可以看出，最高價格改變后收到物流集成商的補償后客戶剩余差值函數在區間[0,400]內明顯提高，說明此時集成商實施補償策略具備有效性。關于提供商利益函數曲線，在區間[0,209.263 4]內集成商補償策略卻無法實現提供商收益的提升，而當集成商補貼值為[209.263 4,400]時補貼機制可實現提供商收益的增加，且在Q′=400時達到最大值。由此可知，最高價格改變時集成商的補償策略能夠實現客戶與提供商的帕累托改進。

4 結論

研究以合約期內物流客戶正常執行合約情況時的物流提供商收益與客戶剩余模型為基準，構建出了需求降低風險期間集成商實施補償策略下的提供商與客戶剩余利潤函數表達式。在集成商固定最高價格時從提供商角度出發構建集成商補償機制，得出提供商與客戶的利潤差值模型，同時進一步探討集成商改變最高價格時從客戶角度出發所構建集成商補償機制的差值函數。結果表明在物流需求風險階段集成商改變最高價格后的補貼策略能夠同時提高物流提供商與客戶收益，實現雙方合作利益的帕累托改進。以上研究通過價值補償額度形成機理得出物流服務供應鏈運作中補貼策略機制解決方案，為物流企業健康成長提供理論指導與科學依據。