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需求受库存水平影响的供应链协调策略研究 摘要 该选题来源于高等学校博士学科点专项科研基金( 项目编号： 2 0 0 6 0 3 5 9 0 0 7 ) ：需求受库存水平影响的供应链进行协调研究。 随着供应链管理思想的广泛应用，供应链协调和库存控制问题备受关注。 库存控制问题以及供应链契约作为供应链管理研究的热点问题，越来越被企业 管理者所重视；同时，供应链主体各自追求自身利益的最大化，导致供应链双 重边际效应等低效率现象。所以对库存控制和供应链协调的问题研究具有实际 的意义。 近年来，库存控制和供应链协调理论的研究取得了较大的进展，但是已有 的研究成果大多是基于常数需求，价格弹性需求或随机需求，关于需求受库存 水平影响的研究却不是很多；同时出于利益分配的公平性和经济性考虑，很多 企业管理者在设计供应链契约时，不仅会考虑供应链的效率，而且要考虑收益 分配的合理性；针对需求受库存水平影响的供应链协调，本文具体的研究内容 如下： 1 主要研究需求受库存水平影响的供应链协调问题，分析在非一体化供应 链和一体化供应链两种模型中企业的收益以及供应链的绩效，讨论如何使供应 链绩效达到最优；首先从由一个零售商和一个制造商组成的两层供应链入手， 采用“价格加库存补贴 契约进行协调，得出协调策略；同时用收益共享契约 进行协调，得出协调策略。并且计算出，当供应链实现最优绩效时，契约参数 的取值或取值范围。然后，将模型拓展成由零售商，分销商和制造商组成的三 级供应链模型。 2 将收益共享契约的协调策略和“价格加库存补贴 契约的协调策略做比 较，得出了在什么条件下，该选择哪种契约；同时提出在协调此类供应链时， 收益共享契约比“价格加库存补贴”契约更灵活，更公平。并给出了相应的数 值例子更好的说明了上述结论。 我们的研究不仅丰富了需求受库存水平影响的供应链协调方面的研究内 容，而且为现实企业经营决策者在供应链协调时提供了理论依据。 关键词：供应链协调；需求受库存水平影响；收益共享契约；价格加库存 补贴契约。 l l i s t u d yo ns u p p l yc h a i nc o o r d i n a t i o nw i t ha n i n v e n t o r y - l e v e l - d e p e n d e n td e m a n dr a t e a b s t r a c t t h et o p i cs e l e c t i o nc o m e sf r o mt h ep h d p r o g r a m sf o u n d a t i o no fm i n i s t r yo f e d u c a t i o no fc h i n a ( g r a n tn u m b e r ：2 0 0 6 0 3 5 9 0 0 7 ) ：s u p p l yc h a i nc o o r d i n a t i o nw i t ha n i n v e n t o r y l e v e l d e p e n d e n td e m a n dr a t e w i t ht h es u p p l yc h a i nm a n a g e m e n tc a r r y i n gi n t o e x t e n s i v e l y , m o r ea n dm o r e r e s e a r c hd e v e l o p e do ni n v e n t o r yc o n t r o lt h e o r ya n dt h es u p p l yc h a i nc o o r d i n a t i o n a st h eh o ts p o to fs u p p l ym a n a g e m e n tt h e o r yr e s e a r c h , t h et h e o r ya n dm e t h o d so fs u p p l y c h a i nc o n t r a c ta n di n v e n t o r yc o n t r o la r e h i g h l yc o n c e r n e db ym a n ye n t e r p r i s e s ； s i m u l t a n e o u s l y , e v e r ym e m b e ri nt h es u p p l yc h a i np u r s u em a x i m i z a t i o no ft h e i ri n d i v i d u a l e x p e c t e dp r o f i t s ，w h i c hl e a dt od o u b l em a r g i n a l i z a t i o n t h e r e f o r e ，s t u d y i n gt h ep r o b l e m so f b o t hi n v e n t o r yc o n t r o la n ds u p p l yc h a i nc o o r d i n a t i o nh a sp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e d u r i n gr e c e n ty e a r s ，t h er e s e a r c ho ni n v e n t o r yc o n t r o lm o d e l sa n ds u p p l yc h a i n c o o r d i n a t i o nt h a th a sm a d em u c hm o r e p r o g r e s si sb a s e do nc o n s t a n td e m a n do r p r i c e s e n s i t i v ed e m a n do rr a n d o md e m a n d b u tf e wi sb a s e do ni n v e n t o r y 1 e v e l d e p e n d e n t d e m a n d f u r t h e r m o r e ，e o n c e m i n go ft h ee c o n o m i c a le f f e c t sa n dt h ef a i m e s so ft h e d i s t r i b u t i o no fb e n e f i t s ，m a n ye n t e r p r i s e sa d m i n i s t r a t o r s ，w h e ni nt h ed e s i g no fs u p p l y c h a i nc o n t r a c t ，n o to n l yw i l lc o n s i d e rt h e s u p p l yc h a i ne f f i c i e n c y ， b u ta l s ot oc o n s i d e rt h er e a s o n a b l e n e s so ft h ed i s t r i b u t i o no f p r o c e e d s i na l l u s i o nt os u p p l y c h a i nc o o r d i n a t i o nw i t ha ni n v e n t o r y l e v e l d e p e n d e n td e m a n dr a t e ，t h ed e t a i l sa r eg i v e na s f o l l o w s ： 1 s t u d yo ns u p p l yc h a i nc o o r d i n a t i o n w i t ha ni n v e n t o r y 1 e v e l d e p e n d e n td e m a n d r a t e ，a n a l y s i st h eb e n e f i t so fe n t e r p r i s ea n ds u p p l yc h a i np e r f o r m a n c ei nt h em o d e l o fd e c e n t r a l i z ec h a i na n dc e n t r a l i z ec h a i n ，t od i s c u s sh o w t om a k eo p t i m a ls u p p l y c h a i np e r f o r m a n c e ；f i r s t ，c h a n g ef o r mat o w s t a g es u p p l yc h a i nc o m p o n e n to fa r e t a i l e ra n dam a n u f a c t u r e r ，w ea d o p t “p r i c ep l u si n v e n t o r y s u b s i d yc o n t r a c t t o c o o r d i n a t es u p p l yc h a i n ，o b t a i nac o o r d i n a t i o ns t r a t e g y ；c o n t e m p o r a r yw ea d o p t r e v e n u es h a r i n gc o n t r a c tt oc o o r d i n a t e s u p p l yc h a i n ，o b t a i nac o o r d i n a t i o n s t r a t e g y a n dc a l c u l a t e ，w h e nt h es u p p l yc h a i na c h i e v et oo p t i m a lp e r f o r m a n c e ，t h e c o n t r a c tp a r a m e t e rv a l u ea n dr a n g e a f t e r w a r d se x p a n dt h em o d e li n t ot h r e e s t a g es u p p l yc h a i nc o m p o n e n to far e t a i l e r ， ad is t r ib u t o ra n dam a n u f a c t u r e r 2 w ec o m p a r et h er e v e n u es h a r i n g c o n t r a c t sc o o r d i n a t i o ns t r a t e g yw i t h “p r i c ep l u s i v i n v e n t o r y s u b s i d y ”c o n t r a c t sc o o r d i n a t i o ns t r a t e g y ，o b t a i nw h i c h c o n t r a c t1 su s e dt o c o o r d i n a t es u p p l yc h a i nu n d e rw h a t c o n d i t i o n s s i m u l t a n e o u s l y ， w ep r o p o s e r e v e n u e s h a r i n gc o n t r a c t i sm o r ef l e x i b l ea n dm o r ee q u i t a b l e i nd i s t r i b u t i o no f s u p p l yc h a i n - sb e n e m s w h e nc o o r d i n a t et h i ss u p p l yc h a i n ，a n dg i v et h ec 0 1 t e s p o n d i n g n u m e r i c a le x a m p l et ob e t t e ri l l u s t r a t et h ea b o v e c o n c l u s i o n s 0 u rr e s e a r c hn o to n l ye n r i c h e st h ec o n t e n to fs u p p l yc h a i nc o o r d i n a t i o nw i t h a n i n v e n t o r y 1 e v e l d e p e n d e n td e m a n dr a t e ，b u ta l s op r o v i d eat h e o r e t i c a l b a s i st op r a c t l c a l b l l s i n e s sd e c i s i o n m a k e r si ns u p p l yc h a i nc o o r d i n a t i o n k e y w o r d s ：s u p p l yc h a i nc o o r d i n a t i o n ；i n v e n t o r y 。l e v e l - d e p e n d e n t d e m a n dr a t e ； r e v e n u e s h a r i n gc o n t r a c t ；p r i c ep l u si n v e n t o r y 。s u b s i d yc o n t r a c t 。 v 表格清单 表3 1 引入库存补贴s 后制造商和零售商利润的变化1 9 表3 2 供应链在不同下双方收益变动情况2 0 表4 1 引入库存补贴s 。和s ：后制造商、分销商和零售商利润的变化3 1 表4 2 矽：= 0 2 5 时办值的变化引起国；，缈；的变化3 2 表4 - 3 固定矽2 = 0 2 5 时识值的变化引起三方所得利润的变化3 2 表4 - 4 当矽：= 0 5 ，办= 0 7 5 时供应链利润分配情况3 3 v i i i 插图清单 图2 1 由供应商和销售商组成的供应链9 图4 1 办和矽：的取值范围示意图3 1 i x 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰弓过的研究成果，也不包含为获得 金胆王些盔堂 或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已居论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 日 冲 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金魍王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授 权金目墨王些态堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：捌 签字日期：却。年之月伯 学位论文作者毕业后去向： ：亡作单位： 通讯地址： i l 翩躲l 司矗磁厂 签字日期：ol 口年争月，6 日 电话： 邮编： 致谢 在此论文完成之际，深深感谢我的导师周永务教授! 三年的教诲，终身的收获! 周永务教授不仅以他渊博的知识，严谨、求实的 治学态度，使我在学业上受益匪浅；更以他开阔、深邃的思维方式和诲人不倦 的师者风范，激励着我不断地奋发进取。老师无微不至的关怀和指导，使我终 身难忘! 衷心感谢合肥工业大学管理学院所有教过我、帮过我的老师，特别感谢扬 爱峰老师感谢她在我研究生求学岁月中给予我的教导和鼓励! 感谢物流与供应链管理所的兄弟姐妹们对我的关心和帮助。 另外，感谢我的家人和朋友，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成 我的学业。 此外，也感谢本文所有引文及参考文献的各位作者，他们的研究成果使我 得以进行更深入的研究与探索。 最后，衷心感谢对本论文进行评审并提出宝贵意见的各位专家和教授! v i 梁中松 2 0 1 0 年4 月 第一章绪论 本章首先介绍本文的研究背景及意义，即回顾供应链管理理论的发展历史 及介绍其整体的研究现状和现实意义；在总结、分析了当前的研究成果之后， 本章提出了本文的研究内容及研究方法；本章最后说明了本文的研究目的与范 围。 1 - 1研究背景及意义 随着经济全球化和一体化以及计算机与通信技术的不断发展，企业面临着 许多新的机遇和挑战。顾客需求日趋多样化，产品寿命周期不断缩短，企业面 临着缩短交货期，提高产品质量，降低成本和改进服务的压力，市场营销的竞 争压力。在这种背景下，供应链的概念应运而生。供应链( s u p p l yc h a i n ) 是围 绕核心企业，通过对信息流、物流、资金流的控制，从采购原材料开始制成中 间产品及最终产品，最后由销售网络把产品送到消费者手中的将供应商、制造 商分销商、零售商直到最终用户连成一个整体的功能网络链结构。这是一个范 围更广的企业结构模式，它包含了所有加盟的节点企业，从原材料的供应开始， 经过链中不同企业的加工制造、组装、分销等过程直到最终消费者。供应链不 仅仅是一条连接所有相关企业和消费者的物料链、信息链、资金链，同时也是 一条价值( 利益) 增值链，物料在供应链上因加工、包装、运输等过程增加价 值，给相关企业带来收益。 2 0 世纪8 0 年代末提出来的供应链概念，并逐步成为一种新的管理模式一 供应链管理( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ，s c m ) 供应链管理就是使供应链运作 达到最优化，以最少的成本，令供应链从采购开始，到满足最终顾客的所有过 程，包括工作流( w o r kf l o w ) 、实物流( p h y s i c a lf l o w ) 、资金流( f u n d sf l o w ) 和信息流( i n f o r m a t i o nf l o w ) 等高效率地操作，把合适的产品以合理的价格， 及时准确地送到消费者手上。这种管理思想在全球制造和全球经济一体化浪 潮的推动下，得到了广泛应用。供应链管理思想的运用，使企业不仅能够承受 市场需求不确定性和技术迅速革新等因素的影响，而且能够承受激烈的国际市 场竞争的压力，充分发掘自身的潜力，构建企业不可复制的核心竞争力。由于 买方市场的形成和竞争的加剧，消费者的需求发生了前所未有的变化，逐步形 成了个性化和定制化的需求策略，整个世界的经济活动也呈现出全球经济一体 化的特征。因此，市场对企业的生存和竞争能力提出了更高的要求，竞争方式 也发生了潜移默化的转变，在某种意义上，企业之间的竞争将逐步转变成供应 链体系之间的竞争。 由于供应链管理给企业带来了新的效益，引起了国内外的学者和企业届对 供应链管理研究的极大兴趣。目前，对供应链管理的研究主要侧重于供应链协 调方面的研究。在非一体化供应链中上游企业或卖方( s u p p l i e r ) 和下游企业或 买方( b u y e r ) 在决策时，往往只会从自身的利益出发，考虑各自的边际利益， 不会考虑其他成员的边际利益。这样会导致虽然自己的利益增加导致另一方利 益受损，从而导致整个供应链的系统性能降低或整体的利益受损。因此，有必 要设计一个新的机制使所有成员的利益都取得增加。供应链协调要求所有成员 所有阶段在进行决策时以供应链总利润最大化为目标。其最大障碍就是激励措 施与总利益目标不一致，从而导致不同阶段局部目标最优化而忽视了供应链的 总利润。 在进行供应链管理研究时市场需求是一个必须要考虑的因素，目前所有研 究文献对需求的划分为不确定性需求和确定性需求两大类。不确定性需求一般 研究需求符合某种随机分布：正态分布、泊松分布等等；而确定性需求表明需 求与某一个或几个因素相关，例如：时变需求，价格弹性需求等等，本文所研 究的需求受库存影响显然是属于确定性需求一类。这种需求是市场研究人员发 现在类似超市的一些零售系统中，某些产品的需求与其货架展示量相关 ( s h e l f - d e p e n d e n t d e m a n d ) ，在超市中，货架上陈列的产品越多，往往给顾客更 多的购买欲望，从而提高该产品的需求量。早在19 7 2 年l e v i n f 2 】就指出，将大 量商品陈列在货架上，库存的展现往往对周围的人产生激励性的影响，在超市 里向顾客展示的物品数量越多，就越能吸引更多的顾客；随后许多学者也都对 此现象进行了研究，并取得一系列的成果。 1 2 研究的现状 对于产品的货架展示量影响顾客购买欲望的现象，近代许多学者都进行了研究。 早期的研究通常都假设一个比较简单的需求函数，一般假设需求量是初始的库存水平 ( 即订货量) 的函数。1 9 8 6 年g u p t a 和v r a t t 习最早建立了需求率与初始的库存水平相 关的模型，模型假设产品是即时补充，不允许短缺；此后在1 9 9 0 年v r a t 和 p a d m a n a b h a n 4 对此又进行了拓展，将文献 3 】拓展在有限计划期内考虑常数通货膨胀 率和常数变质率且需求依赖初始库存水平的库存模型。随着研究的不断深入，许多学 者不断的发展了需求函数，提出了更加复杂的需求函数。1 9 8 8 年b a k e r 和u r b a n 【5 】研 究给出需求率是当前库存水平幂函数的库存模型。该模型给出的需求函数表达式为： d ( i ) = a i ，口 0 ，0 1 其中i 代表产品的库存水平，口是规模参数，是形状参数。 本文研究的需求函数就是参照这个需求函数的表达式，这个模型假设在一个周期开 始时，库存水平是处于最大值状态，因为需求库存水平不断的下降，在周期结束时库 存水平降为零；这种需求函数有以下几大有特点：( 1 ) 凸性：对口进行限制，对于较 多的库存水平的边际增长的需求会变小；( 2 ) 库存水平i 弹性：形状参数代表了需求量 2 变化的百分比与库存量变化的百分比的比率；( 3 ) 一般性：当一0 时d 仃夕寸巧， 此时为常数需求；当一1 时，d 臼) 一口i ，此时为线性函数需求。1 9 9 8 年g i r l 和 c h a u d h u r i 在【6 】采用这种需求函数形式时考虑非线性时变的库存费用和受库存水平影 响的库存费用。2 0 0 0 年h a r kh w a n g 和k y uh u nh a h n 7 】也是考虑这种需求函数模型中 考虑产品具有一定的保质期，过期产品考虑损失费用，出库采用先进先出原则。近年 来，许多学者发展了前辈学术研究，将研究方向考虑货栈容量的因素。2 0 0 5 年周永务 和杨善林【8 l 考虑了货栈容量的因素提出了货栈容量有限的两货栈库存模型，将过去货 栈容量无限大的模型发展成更为现实的有限货栈容量的两货栈库存模型模型；随后 2 0 0 9 年梁培培和周永务【9 】又提出需求率基于库存水平带有价格折扣的两货栈系统。且 考虑了产品的保质期。 前面文献【3 】一 9 】都是考虑在企业内部库存模型研究，在单个企业内部研究 需求手库存水平影响的库存模型，然而在当代全球化市场经济潮流下企业的竞 争不再是单个企业的竞争，而是企业所在的供应链之间的竞争，供应链之间的 竞争成为现代企业届和学术届研究的大趋势，于是对供应链协调的研究收到许 多学者的重视。2 0 0 1 年w e n g 和g e r c h a k t l o 】首次讨论了需求受零售商库存展示 水平影响下的供应链协调问题，研究了单一供应商向单一零售商或者两个相互 竞争的零售商提供回购合同的供应链完美协调模型，得出了零售商之间的竞争 会导致供应链资源浪费。2 0 0 4 年k r i s h n a n 和k a p u s c i n s k i 】研究零售商进行市 场努力因素的供应链合同问题。2 0 0 5 年贾涛和徐渝【1 2 】研究了需求是随机的依赖 于货架展示量的供应链完美协调。2 0 0 6 年g u i o m a r 和s i h e m 以及g e o r g e s 1 3 1 讨 论了将零售价格和供应商的批发价格作为内生变量，研究了由两个相互竞争的 供应商和单一零售商组成的供应链系统，假设零售商的需求是货架展示量和零 售价格的函数，供应商如何制定批发价格来实现自身利润的最大化。2 0 0 7 年闵 杰和周永务【1 4 】用数量折扣的协调手段来协调需求受库存水平影响的供应链，首 先根据制造商主导的s t a c k e l b e n g 对策结构，对供应链成员的决策问题进行了分 析；然后为制造商提出了一个改善整个渠道效益的量折扣策略。2 0 0 8 年曹宗宏 和周永务【l5 j 讨论了价格和库存量影响需求的供应链量折扣定价模型，得出了供 需双方在分散式系统下无法实现供应链完美协调，给出相应协调策略，然后作 为s t a c k e l b e n g 的主导方，供应商分别给出全数量折扣和增量折扣定价策略，得 出了实现完美协调的条件。 供应链协调手段一般都采用契约来约束参与的企业成员，下面就介绍有关 供应链契约的一些研究现状。以下我们分别介绍四大经典供应链契约的研究现 状，批发价格契约、回购契约、数量弹性契约和收益共享契约，其中收益共享 契约的研究现状在第二章中阐述。 在1 9 8 5 年s p e n g l e r l l 6 j 最早针对批发价契约进行了研究，提出了供应链成 员为追求自身利益最大化会导致的双重边际效应( d o u b l em a r g i n a l i z a t i o n ) 。同 年b r e s n a h a n 和r e s i s s t j 在其论文中研究了需求确定情况下的批发价格契约设 计。此外，1 9 9 9 年a n u p i n d i 【z l j 等将批发价格契约拓展到了具有相同的且无限 连续销售周期的情况，提出了批发价契约在该环境中比单销售周期更为有效。 在2 0 0 1 年l a r i v i e r e 和p o t e u s 【l 副对批发价契约进行了详细深入的研究，分析了 报章模型( n e w s b o y ) 情况下批发价契约的供应链协调问题，该模型只包含产 品的生产成本、批发价格和零售价格以及市场需求等变量，同时将批发价格假 设是固定的，通过研究发现在批发价格契约模式下，当且仅当在供应商制订的 批发价不大于其产品制造成本的前提下，供应链效率才能够达到最优；此时供 应商的收益水平为零，使得批发价契约不可以实现供应链的帕累托最优。他们 还提出了制造商的利润和销售数量随需求的增长而相应增长，但是批发价格却 依赖需求的增长方式。随后，在2 0 0 1 年c h o t l 9 】、2 0 0 2 年b e r n s t e i n 2 0 】分别在各 自文献中分析了当供应商的边际成本不是常数时，且供应链在协调状态下的批 发价格无需等于或小于供应商边际成本，或者说供应商的收益可以不为零，而 为正值下的供应链协调研究。2 0 0 1 年d o n g 【2 2 】等将批发价契约运用到多零售商， 在供应链中的零售商之间可以互相交换彼此之间的库存产品，发现通过这种方 式，供应商可以提高收益，但是零售商的收益会变少。 在1 9 8 5 年p a s t e m a c k 【z 副最早研究了回购策略，他主要研究由一个供应商与 一个零售商组成的两层供应链系统，他认为完全回购( f u l lr e t u r n s ) 政策和不允 许回购( n or e t u r n s ) 政策不能得到实现供应链协调的最佳方案；提出由一个折衷 的退货政策可以促使供应链协调，并可以通过帕累托优化提高协调效率实现供 应链协调。在1 9 9 7 年p a d m a n a b h a n 【2 4 】等在利用回购契约协调供应链时，考虑 了零售商之间的相互竞争因素，讨论了供应商为了控制零售商之间的过度竞争 而采用回购契约协调的情况，发现这样会增加供应商的利润。1 9 9 8 年e m m o n s 和g i l b e r t t 2 5 1 研究了需求具有价格弹性下的回购契约，尽管可以提高双方的收益 水平，却无法达到供应链最优绩效。2 0 0 0 年t a y l o r t 2 6 】在市场需求受零售商市场 努力程度影响的情况下，对回购策略进行了研究，他发现通过与回购策略的结 合，可以实现供应链的协调。这一年，d o n o h u 27 1 ( 2 0 0 0 ) 在其论文中分析了需 求预测更新情形下单周期回购政策模型。也就是在利用回购契约引入二次订购 的模型研究，第一次是销售期前订货，第二次是销售期内订货，同时假设第二 次订货的价格要高于第一次订货。在这样的假设前提下，她证明了通过选择合 适的契约参数，回购政策可以实现供应链协调；w e b s t e r 和w e n g t 蹦j ( 2 0 0 0 ) 研 究了当供应商具有风险敏感性时的回购政策模型，他们证明了提供回购政策可 以增加零售商的利润，并且供应商的利润也不会因为提供退货政策而下降。2 0 0 2 年d i n g t ”】等把回购契约拓展到由供应商、分销商和零售商组成的三级供应链， 通过比较集中和分散控制下供应链成员的多种合作形式，讨论了集中控制下回 购契约对供应链利润的影响，给出了回购契约实现完美协调的条件； 4 t s a y i 加( 2 0 0 2 ) 研究了在供应商和零售商都具有风险敏感性时，讨论了风险敏感 性对回购策略的影响，发现忽视供应商和销售商对风险的敏感性可能导致严重 的损失。2 0 0 4 年c h o i ，l i 和y a n i 圳通过“均值方差”方法深入分析了在电子商 务市场上利用回购契约的模型，并进一步探讨了电子商务市场上的风险因素与 回购策略的关系问题。 在1 9 9 5 年a n u p i n d i l 3 2 等讨论了零售商动态订购的情况，零售商首先承诺 最小订货量，对于超出承诺量的产品，需支付较高的批发价格，从而降低零售 商和供应商的边际成本；随后，a n u p i n d i 和b a s s o k 3 3 】( 19 9 5 ) 由将数量弹性契 应用到零售商动态订购的情况，假定在有限时间内零售商向供应商累计购买至 少一定数量的产品，对于超出承诺量的产品，需支付较高的批发价格，该文的 研究目的是使零售商的总成本最小。在19 9 9 年，t s a y 3 4 】讨论了利用数量弹性 契约如何实现供应链系统协调的问题，同时考虑了市场信息对供应链决策的影 响。零售商在发出最终订货量之前仅取得了部分市场信息，也就是说将市场的 观测信息要融入到最终的订货决策中；紧接着，t s a y 和l o v e j o y t 3 5 】又提出了更 为复杂的数量弹性契约模型，在这个模型中，他们分析了多级、多周期供应链 模式并结合需求预测更新，讨论了数量弹性契约对供应链绩效的影响。2 0 0 2 年， b a r n e s s c h u s t e r 3 6 】等人研究了两周期数量弹性契约问题，假设在观察到第一阶 段需求后，买方在第二阶段有些买卖的特权，并论证了这种特权对提高供应链 协调效益的重要性；b a s s o k 和a n u p i n d i ”】分析了多周期供应链中数量弹性契约 对订货灵活性的影响；l a r i v i e r e l 3 8 】研究了数量弹性和预测共享之间的相互作用， 他们认为供应链中的零售商比供应商能更好地预测需求，并且供应商有意去鼓 励零售商努力提高他们的需求预测水平；p l a m b e c k 和t a y l o r l 3 9 j 将数量弹性契约 拓展成多个零售商的数量弹性契约，认为在有多个零售商的情况下，很有可能 某些零售商的实际需求大于他们最初订货量，而有些零售商的实际需求可能小 于最初订货量，这就给供应商和零售商之间提供了一种相互协调的可能性。2 0 0 3 年d a s 和a b d e l m a l e k 4 0 】考虑了订货量和提前订货时间的变化对供应链灵活性 的影响。 1 3论文的主要内容和结构安排 由前面可以看出，需求受库存水平影响的库存控制管理和供应链的量折扣 协调研究已经取得了不少的成果，同时用收益共享契约作为协调手段的供应链 协调研究也取得了非常多的学术成果。然而，过去的学者研究在利用收益共享 契约协调的供应链时一般多采用随机的需求函数和需求受价格影响的情况比较 多，同时，引入一些其他相关因素，例如考虑缺货成本、剩余产品价值、产品 保质期和零售商市场努力等等因素。在需求受产品货架展示量影响的非一体化 供应链协调中，参与企业一般都只会考虑自身利润最大化作为决策的目标，然 而，往往各个企业在以此目标进行企业决策制定会和供应链中其他企业的决策 产生摩擦，而导致供应链失调。本文利用“库存加库存补贴”契约和收益共享 契约作为协调手段进行协调需求受库存水平影响的供应链，并且对这两种契约 进行对比，得出在协调此类供应链时收益共享契约明显比“库存加库存补贴 契约优越。并且得出使供应链中所有企业在执行收益共享契约决策时所获得的 利润比原先单独考虑自身利润所做的决策时获利更多，这样才能激励企业接受 并执行收益共享契约。本文的内容大致如下： 第一章：绪论，主要讲述选题的背景和研究意义以及和本文相关的供应链 研究的现状。 第二章：供应链契约的基础知识，主要阐述供应链契约的起源和一些常见 的供应链契约以及收益共享契约的基本模型和研究现状。 第三章：需求受库存水平影响的二级供应链协调策略研究，在一个由制造 商、分销商、零售商组成的二层供应链系统，研究需求受库存水平影响的供应 链协调问题。首先在非合作的情况下确定各个参与者的利润和零售商的最优订 购量；然后用“库存加价格补贴契约和收益共享契约来对供应链系统进行协 调；通过对“价格+ 库存补贴”契约和收益共享契约的协调效果，得出在什么 条件下选择那种契约；并且对两种契约进行对比说明收益共享契约比“价格加 库存补贴契约更具有灵活性能一定程度保证供应链协调的稳定性；并且得出 协调策略，研究结果证明该模型通过选择一定的参数，能够同时提高零售商和 制造商的利润；随后，用算例来验证结论。 第四章：需求受库存水平影响的三级供应链协调策略研究在一个由制造商、 分销商、零售商组成的三层供应链系统，研究需求受库存水平影响的供应链协 调问题。首先在非合作的情况下确定各个参与者的利润和零售商的最优库存量； 然后用“库存加价格补贴 契约和收益共享契约来对供应链系统进行协调；通 过对“价格+ 库存补贴 契约和收益共享契约的协调效果，得出在什么条件下 选择那种契约；并且对两种契约进行对比说明收益共享契约比“价格加库存补 贴 契约更具有灵活性能一定程度保证供应链协调的稳定性：并且得出一个协 调策略，研究结果证明该模型通过选择一定的参数，能够同时提高零售商、分 销商和制造商的利润。同时进行算例进行辅助性说明。 第五章：总结和展望，对全文做了一个总结，并对进一步的研究工作进行 了展望。 6 第二章供应链契约的基础知识 随着供应链管理思想的发展，人们开始注意到了从整体供应链的角度研究 供应链管理的协调手段问题，即供应链协调有哪些方法。于是，国内外许多学 者和企业工作者开始对供应链协调手段进行研究，并且取得许多的成果。归纳 这些研究成果可以将供应链协调分为两类，供应链的信息协调和供应链契约。 供应链信息协调大致分为信息对称和不对称情况下考虑某些相关因素进行研究 讨论，由于本文不属于这一类，因而在此就不做阐述：另一类就是供应链契约， 本章将介绍供应链契约的起源、供应链契约基本原理和收益共享契约数学模型。 2 1供应链契约研究的起源 契约也成合约或协议；法国民法典1 0 l l 条规定：“契约为一种合意，依此 合意，一人或数人对其他人或数人负担给付、作为或不作为的债务。所谓合意 是指，签约双方当事人意见一致的状态。”契约主要用于经济和法律领域，供应 链契约是经济学契约理论在供应链中的一种表现形式。供应链契约( s u p p l y c h a i nc o n t r a c t ) 所指的是通过提供合适的信息和激励措施，保证买卖双方协调， 优化销售渠道绩效收获收益的有关条款；早期研究主要源于多阶段库存理论。 契约协调是供应链协调的一种重要方法，供应链契约管理的目标是达到供应链 协调，也就是使非一体化供应链( d e c e n t r a l i z e ds u p p l yc h a i n ) 达到一体化供应 链( c e n t r a l i z e ds u p p l yc h a i n ) 相同的绩效。即使供应链达不到完美协调，也能 存在帕累托( p a r e t o ) 最优解，保证每一个成员获得的利润都不少于原来的收 益。在供应链管理理论发展的过程中，把供应链中的参与成员之间的权利、责 任和任务分配，用供应链契约的形式确定下来，在提高供应链的利润的同时， 还能够使供应链上的交易成本降低。在1 9 1 5 年f o r d 和h a r r i s 4 1 】第一次提出库 存的概念。随后在1 9 6 0 年c l a r k 和s c a r f e 4 2 j 将其拓展到了多阶段库存的情况， 并利用动态规划方法构建了具有相对独立的、相同需求分布的单一产品的最优 订购量和交易策略，同时将其拓宽到了下游零售商，这可以看成是供应链契约 研究的雏形。在随后的2 0 多年里，大量的学者围绕c l a r k 和s c a r f 建立的模型 进行研究。到19 8 5 年p a s t e r n a c k 2 3 j 在其论文中首次提出了供应链契约的概念， 并且利用供应链契约对供应链成员进行约束，讨论了易变质产品的最优批发价 格和退货政策。 供应链契约设计主要围绕着解决影响供应链整体绩效的两个问题：一个是 供应链节点企业追求自身利益最大化所导致的双边际效应( d o u b l e m a r g i n a l i z a t i o n ) ；所谓双重边际化就是在同一个供应链中，某一企业在以追求 自身利益最大化为目标，而做出决策时，会影响供应链中其他成员企业的利益。 另外一个问题是由于信息不对称造成供应链的牛鞭效应( b u l l w h i pe f f e c t ) 。牛 鞭效应简单说就是，在上游企业对市场信息预测时信息会随着供应链上升误差 不断扩大。随后，学者们针对供应链契约进行了大量的研究，供应链契约研究 也在很多方向上取得了长足的进步。根据供应链契约研究的目前学术成果，可 以将供应链契约大致分成以下四种主要类型：批发价格契约( w h o l e s a l ep r i c e c o n t r a c t ) - - 批发价格契约也称价格契约，是指供应商和销售商相互签订批发价 格契约，销售商根据市场需求和批发价格决定订购量，供应商根据销售商的订 购量组织生产，销售商承担产品未卖出去的一切损失；收益共享契约( r e v e n u e s h a r i n gc o n t r a c t ) - - 就是供应商制定低于其成本的批发价格，此时零售商为了弥 补供应商的损失，将自己销售收入按照一定比例( 由双方共同商定) 返还给供 应商，最终确保双方的收益水平高于分散控制状态下的收益，达到供应链整体 绩效最优；回购契约( b u yb a c kc o n t r a c t ) - - 是供应商用一个合理的价格从零售商 那里回购零售商还没有卖出的剩余产品，以达到供应商分担零售商部分库存成 本风险的目的，进而提高供应链的整体收益，达到风险共担、利润共享的目标； 数量弹性契约( q u a n t i t yf l e x i b i l i t yc o n t r a c t ) - - 是指零售商的实际订货量可以在 其提前提交的订货量基础上进行一定范围内的变动，通常零售商在销售季节前 首先给供应商一个产品订货量，供应商根据这个订货量组织生产，当零售商了 解到市场的实际需求量之后，零售商可以根据实际的市场需求重新调整订货量。 其中批发价格契约模型与回购契约模型是最早研究也是最为常用的两种契约模 型，而收益共享契约模型与数量弹性契约模型则分别研究了供应链中的核心因 素：供应链节点企业收益和销售产品数量。当然，除了上述的四种契约模型以 外，还有其它类型的供应链契约，例如：延迟补偿契约( p a yt od e l a yc o n t r a c t ) 、 数量折扣契约( q u a n t i t yd i s c o u n tc o n t r a c t ) 、价格+ 库存补贴契约( p r i c ep l u s i n v e n t o r y s u b s i d yc o n t r a c t ) 、数量承诺契约( q u a n t i t yc o m m i t m e n tc o n t r a c t ) 、 回馈与惩罚契约( r e b a t ea n dp e n a l t yc o n t r a c t ) 和期权契约( o p t i o nc o n t r a c t ) 等等 契约模型。但是，这些契约模型都可以由上述四种契约演变而成，或者是由其 中的两种或者是几种契约组合而得。例如价格+ 库存补贴契约就是在批发价格 契约增加库存费用的分担契约，数量承诺契约可以通过数量弹性契约衍生而来， 而预购契约则可以由回购契约变化