（管理科学与工程专业论文）收入共享契约下供应链的协调研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 由于近年来全球竞争环境侠速变化，企业决策已经由传统的局部最佳化转 向寻求供应链系统的整体最佳化。因为若只以单方的立场来考虑收益，其收益 并非整体最优，唯有以双方共同的立场来考虑，其收益才会达到整体最佳，双 方才可以获得最优的收益，达到双赢的局面。 供应链强调的是成员问的合作关系，利用合作关系取得最大的竞争优势及 达到最佳的竞争收益。因此，针对供应链的合作与协调问题，本文选择利用供 应链的契约方式来协调供应链，并且着重研究其中的一种契约方式一收入共 享契约。 在分析方面，本文的研究可作为供应商和零售商决策时的依据。文章先从 收入共享契约的二级供应链模式入手，建立简单的数学模型。进而从供应商与 零售商的数量比例为切入点，先研究单一供应商与单一零售商的供应链系统下 如何利用收入共享契约进行供应链协调。这里分别讨论了供应链的集中与分散 控制两种模式，以集中控制模式下的最优订购量为目标，比较分散控制系统下， 采用收入共享契约与不采用该契约的效果。研究结果发现采用收入共享契约 时，唯有以供应链整体来考虑，整体利润最大化时，才是最佳的选择，并透过 收入共享的适当分配可以增加供应商与零售商的利润，有效的协调供应链。本 文进而将模型扩展到多个零售商市场，讨论在收入共享契约的分配系数都相同 和不相同两种条件下，此种契约是否能够实现供应链的协调管理。本文采用概 率与数理统计、运筹学、博弈论等为理论基础，建立问题的数学模型，并以利 润最大化为目标，运用最佳化理论找出最佳的订购量、收入共享系数取值最优 区间，并在数值算例中，验证出整体利益最大化模式下，有最佳订购量、收入 共享百分比，可以使得双方利润均获得改善。达到收入共享、供应链协调的目 的。 关键词收入共享契约；供应链；协调 西南交通大学硕士研究生学位论文第n 页 a b s t r a c t i nt h ec u r r e n tc o m p e t i t i v em a r k e te n v i r o n m e n t ，t h ed e c i s i o n - m a k i n gm o d e lo fa n e n t e r p r i s ei st r a n s f o r m e df t o m 跹i n d e p e n d e n td e c i s i o nt oac o l l a b o r a t i v ed e c i s i o n i ns u p p l yc h a i n t h i si sb e c a u s ei n d e p e n d e n tm a d ed e c i s i o nb yo n ep l a y e rw i l ln o t r e s u l ti ns u p p l yc h a i n so p t i m u m n eo p t i m a l i t yw i l lo n l yb er e a l i 7 捌w h e na l lt h e p l a y e r sa r ec o n s i d e r e ds i m u l t a n e o u s l y c o l l a b o r a t i o nb e t w e e ns u p p l yc h a i nm a n a g e m e n tp a r t n e r si sag o o ds o l u t i o nt o g a i n a l la d v a n t a g e o u sc o m p e t i t i o np o s i t i o n s ot h i s p a p e rc h o o s es u p p l yc h a i n c o n t r a c t st oc o o r d i n a t es u p p l yc h a i n e s p e c i a l l y , w ef o c u so nt h er e v e n u e s h a r i n g c o n t r a c tt or e s e a r c hc o l l a b o r a t i o na n dc o o r d i n a t i o no fs u p p l yc h a i n i _ h ep u r p o s eo ft h er e s e a r c hi st oa n a l y z et h es u p p l i e ra n dr e t a i l e r sp e r f o r m a n c e o fs u p p l yc h a i n f i r s t ，w ed i s c u s s2 - t i e rs u p p l yc h a i ni n c l u d i n gas u p p l i e ra n da r e t a i l e ru n d e rr e v e n u e - s h a r i n gc o n t r a c t s t h er e s e a r c hf o c u s0 nt h ep r o b l e mb y d i v i d i n gt h er e t a i l e r s n u m b e r w jf i r s td i s c u $ st h ec o o r d i n a t i o no fs u p p l yc h a i n u n d e rr e v e n u e s h a r i n gc o n t r a c tw i t ho n l yo n es u p p l i e ra n do n er e t a i l e r t h e a n a l y s i sc o n s i d e r e dc e n t r a l i z e da n dd e c e n t r a l i z e ds u p p l yc h a i nc o n t r a c t s t h e o b j e c t i v eo ft h i ss t u d yi st od e r i v et h eo p t i m u mo r d e rq u a n t i t ya n dt h ep e r c e n to f r e v e n u es h a r i n g w cc o m p a r e dt h et w od e c e n t r a l i z e dm o d e l sa n df o u n dt h a tt h e r e v e n u e s h a r i n gc o i l t a c th a sg o o dp e r f o r m a n c e t h eo p t i m a ls o l u t i o n l e t st h e r e t a i l e ra n ds u p p l i e rg a i nh i g l l e rp r o f i tw h e nu s i n gt h er e v e n u es h a r i n gc o n t r a c t t h es t u d yt h e ne x t e n d st h ec l a s s i c a ln e w s b o yp r o b l e mt onr e t a i l e r s w cd i s c u s s t h er e v e n u es h a r i n gc o n t r a c tw i t ht h es a m ea n dd i f f e r e n tp a r a m e t e r s r e s e a r c h m e t h o d o l o g yo ft h em o d e ld e v e l o p m e n ti sb a s e do np r o b a b i l i t y , s t a t i s t i ct h e o r ya n d g a m et h e o r y t h eo b j e c t i v eo ft h em o d e li st om a xt h ep r o f i ta n df o u n dt h eo p t i m a l q u a n t i t y f i n a l l yn u m e r i c a le x a m p l e sa r ec a r r i e do u tt oi l l u s t r a t et h ea p p l i c a t i o no f t h em o d e lt h a tu s i n gr e v e n u e s h a r i n gc o n t r a c tc a na c h i e v ec o o r d i n a t i o no fs u p p l y c h a i n f r o mt h em a t h c m a t i c a lm o d e l i n g , n u m e r i c a le x a m p l e s ，i ti ss e e nt h a tt h e o p t i m a lo r d e rq u a n t i t ym a yc a u s et h ew i n - w i nr e s u l tt ob o t ht h es u p p l i e ra n dt h e r e t a i l e r k e y w o r d s ：r e v e n u es h a r i n gc o n t r a c t ；s u p p l yc h a i n ：c o o r d i n a t i o n 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 121 研究背景与动机 第1 章绪论 近年来，由于全球竞争激烈使得供应链管理( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ， s c m ) 备受重视l l i 。当供应链尚未被广泛讨论之时，企业基于自身利益最大 化的原则进行交易。在达到自我利益最大化的目标时，此时的利益也许只 是一个局部的极大值，但是往往会造成供应链整体利益的损失，导致其上 下游伙伴蒙受损失。 随着市场竞争的加剧和产品更新换代的加速，越来越多的企业都在通 过对供应链的有效管理来提高企业的利润水平，企业间的关系也从过去传 统意义上的竞争关系转变为供应链环境下的合作共赢关系。当前，对供应 链中的企业如何进行合作共赢已有许多研究，而且一些新的合作方式在实 践中也不断得到尝试。 如何协调成员企业之间的关系是供应链管理的基本问题。本文主要研 究如何通过引入激励机制改变供应链各方的博弈结构，以实现分散式供应 链环境下的协作。完美的协作将使得分散式供应链达到集成式供应链的性 能，或至少使譬导供应链各方在实施契约后的收益都能得到改进。供应链协 作的主要目标往往是期望收益的最大化或者供应链运作成本的最小化。随 着渠道协作得到更为广泛的研究，更多的供应链契约被提出并得到深入的 研究。这些契约通过建立数学模型来对供应链的协作问题进行研究，尽管 在某些情况下模型与实际有一定的差距，但其结论仍为管理者们提供了审 视供应链的重要角度和极为重要的决策依据，因而具有重要的现实意义。 收益的分配是供应链中各成员企业关心的焦点问题。可以说，供应链 能否取得成功，收益的分配至关重要。在这种背景下，虽然有关供应链渠 道合作收益分配的探讨很多，但似乎没有找到一个具体可操作的分配比。 如果供应链上缺少一个能够激励各方的，让大家感到满意的分配机制，企 业成员之间就没法实现协调合作。 本文主要探讨收入共享契约下供应链的收益分配及参数制定问题，希 望通过本文的分析，找到让供应链系统的成员满意的机制，激励供应链中 的各方成员积极参与这一契约，实现供应链的协调。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 1 2 研究目的与范围 近十多年来，经济全球化的态势越来越明显，全球竞争压力越来越大， 因此。关于供应链契约的研究逐步升温。供应链契约是一种确保供应链渠 道中各节点企业“损人不会利己”的机制，它直接影响企业的决策行为， 进而决定企业对系统利润与风险的关系。 本文在众多契约中选择了一种收入共享契约本文以供应链收入 共享契约为研究对象，针对它对供应链收益分配的影响，迸行研究与比较， 来探讨其对供应链协调的影响。以次为供应链上的各级企业设计一种行之 有效的、各方乐于接受的、使系统整体利益最大化的合作契约机制，对于 减少资源浪费，实现资源的优化配置具有非常重要的现实意义。 1 9 9 8 年，美国b l o f b u s t e r 公司在供应链系统中实施了收入共享契约， 并使其效益从1 9 9 7 年的2 4 增加到2 0 0 2 年的4 0 1 2 i 。本文希望通过对收 入共享契约的深入分析，在供应链成员之间建立合作伙伴关系，合理分配 利润，共同分担风险，使供应链成员相互协调工作，希望使供应链系统中 所有参与者在采用该契约之后，收益都有所增加，或至少不下降，提高供 应链系统整体绩效，以达到供应链总体收益最大化，以实现共赢的效果。 本研究目的在于分析收入共享契约下供应商和零售商的收益，分析如 何设置契约中的系数，来实现供应链的协调。从总目标和具体目标入手， 可以分为： 1 、总目标：利用收入共享契约实现供应链协调 2 、具体目标： 建构一个简单的二级供应链下收入共享契约模式 探讨收入共享契约下的最优订购决策 比较实施收入共享契约前后供应链绩效的变化 探讨契约参数变化对供应链收益分配及整体绩效的影响 探讨多个零售商时供应链能否实现协调 1 ，3 国内外研究现状 供应链成员问的利益协调与契约问题作为供应链管理研究中的重要分 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 支，虽然相关研究的历时不长，但进展十分迅速。协调闯题的实质在于减 少s p e n g l e r l 9 5 0 年提出的“双重边际效用”的影响。由于供应链合作的内 在机制是供应链利益的分配和企业收益的增长，因此利益的协调是保持供 应链稳定的关键因素。但由于供应链成员是独立的决策个体，在各自以自 己的利益最大化为目标来进行决策时，会带来整个供应链的“不经济”，这 就是“双重边际效用”的含义。供应链契约则依据相关条款，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。换言之， 供应链上的成员通过设置渠道机制，实现“共赢”，供应链契约则是表达这 些机制的方式 1 3 1 国外研究现状 在竞争激烈的环境下，收入共享契约是近期研究的重点，它能借供应 链上下游之间的合作提供额外的竞争力。 文献【3 】中m o r t i m e r 对关于收入共享契约对录像带出租行业的影响提 供了一个详尽的经济学解释，他发现采用收入共享契约可以提高供应链7 的利润1 3 l 。c a c h o n 和l a r i v i e r e 研究了收入共享契约在供应链的渠道协调中 的重要地位i 1 ，进一步的研究认为有两个可能的因素会导致收入共享契约 失效：一个是实施收入共享契约的管理成本过高：二是实施收入共享契约 可能降低销售商的营销积极性。同时，他们也证实了在需求为随机且与价 格具有相关性的前提下，收入共享契约依然可以实现供应链协作 4 1 。d a n a 和s p i e r 研究了收入共享契约在完全竞争的销售商市场上的运用哪。 p a s t e r n a c k 则研究了销售商一部分用收入共享契约订购产品，而其余部分 产品采用批发价格契约来订购的策略，但在他的模型中没有考虑供应链协 作的问题1 6 1 。j a m e s ，d a n a 和s p i e r 则分析了收入共享契约在两种情况下的 运用：( 1 ) 需求是随机的，下游企业在知道实际需求之前确定价格和库存； ( 2 ) 需求可预知且随时问的推移而下降，价格是可变的，并用录像带行业作 为例子进行了分析l n 。g e r c h a k 和w a n g 则讨论了两个较为对立的契约模型： 收入共享契约和批发价格契约。同时，他们提出了“收入共享加多余补助 ( r e v e n u e - p l u s - s u r p l u s s u b s i d yc o n t r a c t ) ”的新型契约模型，通过实施这一 契约，可以很容易实现供应链协作，并增加供应链中各成员的利益 s i 。 g e r c h a k ，c h a o 和r a y 分析了一个录像带零售商如何决定购买多少录像带 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 和保管这些录像带的时间，其侧重于研究收入共享是否可以协调系统的闯 题，未涉及协调利润的分配嗍。g i a n n o c c a r o 和p o n t r a n d o l f o 分析了分散式 系统下的供应链协调问题，研究表明通过供应链上下游企业缔结收入共享 契约可以实现三层供应链( 生产商一分销商一零售商) 的协调1 1 0 1 。a a t y a v e e rs c h a u h a n 和j e a n - m a x i ep r o t h 介绍了一个基于收入共享契约的供应链合作模 型，该模型假设了一部分需求会随着价格的增长而消失1 1 1 1 c o r b e t t ，g r e g o r y a d c c r o i 】【和a l b e r t 运用线性契约及双边道德风险理论分析了收入共享契 约i l 。 1 3 2 国内研究现状 国内的柳健和马士华对供应链合作进行了博弈分析，得出了不同契约 下的均衡结果及相关结论，同时通过两种契约的比较探讨了收入共享契约 的优越性1 1 3 】。杨文胜的论文中分析了两阶段供应链系统中，基于响应时间 的收入共享契约下的收益决策模型，并研究了不同的风险偏好程度带来的 效用对收入共享契约中收益分配因子的影响l l l 。何勇的论文中研究了需求 与价格、需求与努力具有相关性条件下收入共享契约的模型，提出了回馈 与惩罚策略。潘会平和陈荣秋讨论了收入共享契约下，不同的分配比例 对合作双方利润产生的影响，并提出了四六分成的分配方法，突出了供应 链合作与利益分配的中心问题| 1 6 1 。黄宝凤，仲伟俊和梅妹娥研究了供应链 中完美共赢收入共享契约的存在性问题，并主要讨论了收入分配比例相同 的契约的存在性问题i t s ) 。刘斌的论文中研究了随机弹性乘需求下的收入共 享契约，但文章主要侧重研究随机弹性加和需求下的联合决策问题及协调 机制，对收入共享契约未做深入研究l l i i 。叶飞，李怡娜和胡晓灵分析了不确 定需求下制造商如何利用收入共享契约诱导分销商从整条供应链收益最大 化角度进行决策【l ，l 。宋华明和马士华考虑了订货时间的影响，以供应链渠 道成本和市场需求预测依赖于订货时间的收入共享契约为研究对象。扩展 了收入共享契约对渠道协调的有效性以及在渠道协调下最优决策问题t 2 0 ) 。 收入共享契约的研究趋势是从简单到复杂逐步深化的过程。文献 3 、 5 、 9 主要研究收入共享契约的应用状况；文献 6 、 8 主要结合批发 价格契约来研究收入共享契约；文献【4 、 1 5 研究了需求与价格具有相关 性条件下的收入共享契约；文献 1 4 、 2 0 在原有的收入共享契约模型上， 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 考虑了时间因素，对原有模型进行了扩充；文献 3 】 9 、 1 1 1 2 0 均 是以两阶段供应链为研究对象，文献 1 0 对此进行了扩展，研究了三阶段 供应链中的收入共享契约。 综合以上文献，己有的关于收入共享契约的研究主要有以下两点欠缺： 其一，相对于其它契约机制，收入共享契约研究限于具体情况约束， 在研究中简化了假设条件，然而，在实际应用中它的情况却复杂得多。已 有研究主要集中于确定性需求情况下的协调机制设计，对于需求不确定环 境下的相关研究文献并不多见。而且现有模型很少考虑残值和缺货成本。 其二，研究大多集中在单一供应商与单一零售商的供应链系统中，对 于多零售商或供应商的情况研究较少，尤其是多零售商的收入共享契约下， 供应链的收益分配问题研究较少。 在已有理论支持下，考虑以上的不足，本论文主要是以整合的观点建 构一个单一供应商、零售商为的二级供应链系统，扩展了收入共享契约 的基本模型，透过供需双方采用收入共享契约与采用其它契约形式的对比， 探讨单周期的订货决策模式对于期望利润在供应商与零售商有无实行收入 共享契约情况下的最佳化来进行对比。本文也同时考虑了缺货和有残值的 情况，建立更普遍的收入共享契约模型，并与其他类型契约相互比较，用 具体的算例加以验证，说明所建模型的正确性。同时，本论文讨论了多个 零售商环境下供应链的协调与收益分配的问题，讨论在多零售商环境下的 收入共享契约能否实现共赢。 1 4 研究方法与步骤 在本文的建模和优化研究中，将采用“三步建模法”，这种方法是研究 供应链协调问题普遍采用的方法。其基本原理如下： 首先，对集中式供应链的订购决策进行建模，考察最优订购及达到的 系统绩效； 第二，研究由制造商供应商和零售商组成的分散式供应链，以各个独 立个体的最优决策为目标进行建模；并针对运作模式和环境，设计适宜的 协调机制使得各成员能够从个体利益出发也制定符合整体利益的决策： 第三，将契约下各利益主体的决策与集中式系统的最优决策相对比， 得到分散式系统下实现系统协调的条件；进一步对协调机制的适用面以及 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 分配协调利润与风险共担方面的绩效进行深入地分析和讨论，并在此基础 上，对实现系统协调的有效性、利润分割的灵活性、分担市场风险和所得 利益的公平性和管理实践中的可操作性进行综合评价。 本文首先对研究的问题、研究目的做明确的界定，同时采用文献分析 法针对研究的问题进行定性分析，再根据研究现状提出本论文的范围。本 文主要以运筹学、博弈论和概率论与数理统计为研究基础，并建立数学模 型对提出的问题进行进一步分析推导，并使用数学软件m a p l e 9 5 和e x c e l 作为辅助运算工具。最后用算例验证说明本文所建立数学模型应用的情形。 1 5 论文内容及结构 本文的研究将分为五个部分： 第一部分是绪论，说明研究背景动机、研究目的，回顾收入共享契约 的相关文献，说明研究流程与论文架构。 第二部分将回顾有关供应链协调与供应链契约理论的相关研究；叙述 收入共享契约的基本涵义与签订流程。 第三部分研究收入共享契约的基本模型。建立最简单的两级供应链下 的收入共享契约模型，并对研究的参数进行界定与分析。 第四部分研究单一的供应商与单一零售商的供应链下，收入共享契约 的协调模型。本章将分为集中控制模式和分散控制模式来研究，以集中控 制模式下的最优订货量为目标，使分散控制模式下的最优值尽量向这个目 标靠近。在分散控制模式下，将分别讨论不采用收入共享契约和采用之后 两种情况，并对它们进行比较，利用算例具体分析验证。 第五部分将对收入共享契约进行扩展，研究供应商与零售商的数量比 例在1 ：n 时的两级供应链系统。本章将以零售商的分配系数作为切入点， 讨论分配系数相同和不同时供应链的协调问题。 本论文的结构如图1 - 1 所示： 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 研究背景、动机、文献回顾 l 供应链协调- 收入共享契约 l 上 i 收入共享契约基本模型 4 上 制造商：零售商( 1 ：n ) ，、- n = 1n 1 凸 、哆 _ 单j 零售商 多个零售商 卜 集中式供应链 分散式供应链分配系数相同分配系数不同 么二爻o 物流 _ 二+ 资金流 图3 1 基本报童模型的物流、信息流和资金流 由上述基本擐童模型和l f 博弈( l e a d e r - - f o l l o w e rg a m e ) 理论考察一 个两级供应链中供应商与零售商之间的相互作用。供应商被认为是领导者， 首先向零售商宣布一个产品的单位批发价格w 。之后，零售商作为追随者， 面临着不确定的市场需求，它需要决定一个能使自身利润最大化的订货量 q 。由于零售商的订货量是在销售季节之前预测的，所以在销售季节结柬 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 6 页 时，可能出现两种状况。当订货量大于市场需求时，销售结束后，零售商 剩余产品的残值为v ；而当订货量不能满足市场需求时，零售商对于未能满 足顾客需求部分的单位损失为暑。 同时认为产品市场是开放的，有关产品市场销售价格、需求分布和库 存成本参数等信息是对称的。所以作为领导者，供应商能获得所有必须的 信息来推论零售商的产品定购量，并据此制定最佳决策。 在建立理论模型之前，为了便于分析，将进行如下假设与限定： 供应商提供单一产品，产品的生命周期为一个单周期 采用i o t f o r l o t 政策，即供应商提供的数量与零售商订单数量相 等，不考虑供应商库存成本： 订单提前期为零，即零售商的订单需求能立即得到满足； 供应商和零售商都是独立的经济实体，风险中性者，各自最大化自 身利润 不考虑产品的制造时间与生产能力的限制( 即零售商订货量将无限 制，可以完全供给1 这里将建立和讨论基本收入共享契约模型，也将分析零售商为个时 的扩展收入共享契约模型。 3 1 2 基本参数 在建立模型之前，为了便于分析，将对涉及的变量进行说明。 c 供应商单位成本，常数 c 零售商的单位成本，为常数 c 单位产品成本，有c = c r4 c s w 供应商提供给零售商的单位批发价格 p 零售商销售产品的单位零售价格 q 零售商的订购量 妒零售商保留的收入分配比例 v 销售结束时单位产品残值 g 销售结束时，未满足顾客需求的单位损失 b 销售结束时，供应商的单位回购价格 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 7 页 兀：( 鼋) 简单批发价格契约下零售商的收益函数 兀；( 留) 简单批发价格契约下供应商的收益函数 ；q ) 简单批发价格契约下供应链整体收益函数! 矿简单批发价格契约下最优订购量。 n ：( 口) 收入共享契约下零售商的收益函数 n ；( 口) 收入共享契约下供应商的收益函数 h ；( g ) 收入共享契约下供应链整体收益函数 鼋r 收入共享契约下最优订购量。 n 二( 曲回购契约下零售商的收益函数 n ：( q ) 回购契约下供应商的收益函数 n ；( q ) 回购契约下供应链整体收益函数。 矿收入共享契约下最优订购量。 s ( 口) 零售商的期望销售量 x 在产品销售价格为p 下，市场需求的随机变量 触卜一需求的概率密度函数( p r o b a b i l i t yd e n s i t yf u n c t i o n ，p 硅d 撒卜需求的分布函数( c u m u l a t i v ed i s t r i b u t i o nf u n c t i o n ，嗍 零售商需要决定在销售开始前自己从供应商处的订货量日( 口) o ) ，当实 际需求x q 时，销售量j ( g ) 硝；当实际需求量x 叼时，销售量s ( q ) = 鼋，因 此，销售量函数为：s ( q ) = r a i n ( q ，x ) 。 函数s ( 鼋) 的图像可用图3 - 2 来描述。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 8 页 图3 2 ：销售量曲线 设零售商的期望销售量用s ( 鼋) 来表示，其含义是s 国) = s i s ( q ) ，此外， 设f 0 ) = l - 月。利用数理统计知识可以推导出如下关系： s 锄2 r ( 鼋 x ) ，o 油2 ff 方，o 渺2 ， 蚴2 广( x 冲 0 0 y - o0，0 其中， 表示两个数中取小的意思。 记砌) 为零售商没有销售出去的产品数量，则有l ( q ) = e ( q - x ) + = q - s ( q ) 记工( q ) 为零售商缺货产品数量，则有l q ) o 一口) + = i t s 国) ，其中肛表 示需求的均值，即弘= e 嘲= _ r 巧( x ) 出。 0 3 2 标准报童模型下收入共享契约基本模型 3 2 1 两级关系下的收入共享契约 供应链是一个由物流、资金流、信息流和商流联结而成的复杂的企业 网络，而这个企业网络最根本的关系就是由相邻的两个企业构成的关系， 这可以统一地用“供应商一零售商”关系来表示。这种关系对供应链的效 率影响最大。这种二元关系相对比较简单，便于建立数学模型进行研究， 并得出一些有用的结论。而且对这种二元关系的研究结论可以较容易地推 广到整个供应链网络，推动整个供应链的效率的改进。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 9 页 现在考虑这样的二元关系的供应链，单一的供应商s 提供单一的产品 给单一的零售商r ，零售商再将产品投放市场。供应商与零售商都是风险 中立的，供应商的单位成本为c ，它提供给零售商的单位批发价格为w ， 零售商的单位成本为c ，。这里先考虑一个较简单的形式，即零售价格为固 定值。零售商只需要确定进货的数量q = o ，它从销售季节开始便向供应商 进货。这里认为销售周期是外生的。这个供应链中只有零售商产生收入 r ( 鼋) ，当零售商取得收益之后，保留收益的妒部分，供应商得到部分为 ( 卜妒) 。两级关系的收入共享契约基本模型如图3 3 所示： 图3 3 两级收入共享契约模型 由上面的模型图可以看出，上游的供应商为了增加下游零售商的订货 欲望，而提供收入共享契约。此种做法将会影响零售商在订购产品时，供 应商以低价批量的方式吸引零售商来购买更大的批量，因此零售商才会愿 意将订货量提高。 这里设定在零售商选择订购量口之前，供应商与零售商先要就收入共 享契约中的两个变量达成一致协议。经上面分析可知，收入共享契约可以 用参数( 妒，w ) 来表示，这里o 妒 o ，并令c = q + c i 由收入共享契约的涵义可知，零售商的收益为： n ：( 口) 2 妒【p s 臼) + v l ( q ) - g l ( g ) 卜( h ，+ c ，) 目 = 9 ( p - v + g ) s ( q ) 一( w + c ，一妒v ) 鼋一妒g 肛( 3 - 1 ) 此契约下，供应商的收益为： 兀；( 鼋) 2 ( 卜妒) 叫) + v z ( q ) - g l ( q ) 一( c , - - w ) q = ( 1 一v o ) f p - , + g ) s ( q ) - i t , ，一( 1 一矿) v 】鼋一( 1 9 ) g p ( 3 2 ) 供应链的总体收益函数为： ；国) = l - i ：( 鼋) + 兀；q ) = p s 0 ) + v t ( q ) 一g l 0 ) 一叼 = o - - v + g ) s ( q ) 一( c 一咖- gp( 3 - 3 ) 式( 3 1 ) - ( 3 - 3 ) e p 收入共享契约下，供应链中各成员及供应链总体的 收益基本表达式。下面将由此对收入共享契约模型进行扩展，使其能够更 为广泛的应用。 3 3 需求与价格相关的收入共享契约扩展模型 在前面研究中，产品售价是作为市场环境参数给定的，不在零售商的 决策范围之内，也不直接对市场需求产生影响。这实际上是完全竞争市场 的特性，产品售价由整个市场的供需状况所决定。对于该市场环境下的每 个企业来说，只能被动地接受市场的均衡价格，没有制定市场售价的权力。 然而，在现实生活中，完全竞争是一种极端理想的市场状况，由于参与同 类产品市场竞争的商家有限，而且企业提供的产品亦不完全同质，总是在 性能、质量、外观、品牌和售后服务等指标上存在一定差异，尤其对短生 命周期产品来说，生产周期长且技术更新快使得在市场上很难找到完全相 同的产品。因此，这些产品将形成不同的消费市场，生产或销售企业就有 了制定产品售价的空间。另一方面，对于消费者来说，尽管市场的商品不 完全同质，但同类产品所提供的功能非常地相似，消费者选择的空间很大， 但产品售价成为影响消费者选择商品的重要因素。综上所述，零售商对产 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 1 页 品的定价一方面要考虑同类产品的售价，还要考虑该产品在同类产品中的 竞争能力，合理的定价不仅可以使企业获得稳定的收益，亦可以得到终端 顾客对产品的认可也就是说，产品的售价成为影响供应链上各节点企业 的关键因素之一，如何设置合适的销售价格，既保证渠道成员的稳定收益 又保证整个渠道的绩效最优成为供应链学术界和管理实践界关注的热点问 题。 在传统的报童模型下，零售价格被视为固定，供应链协作只需考虑订 购量问题。而在众多影响供应链契约模型的因素中，零售价格因素无疑是 最主要的一个因素。经典经济学理论人文，价格与需求呈相反的变化关系。 1 9 5 5 年，w h i t i n l s 2 1 首先把标准报童模型扩展到零售价格可变的情形， 并建立了考虑价格因素的报童模型。随后，很多学者对这一问题进行了进 一步研究，可参考p e t r u z z i 和d a d a t s 3 1 对此研究现状和进展进行的分析和总 结。 k a n d e l t l 最早在零售价格可变的扩展报童模型下分析了供应链契约的 问题，他主要分析了退货政策模型，并建议采用退货政策加零售价格维持 的方法来实现供应链协作。随后e m m o n s 和g i l b e r t t u l 也考虑了零售价格对 退货政策的影响，并证明了需求和价格具有相关性下，退货政策无法实现 供应链协作。c a c h o n l 8 6 1 则在需求与价格具有相关性的前提下，分析了目前 常用的供应链契约模型，并对为什么大多数供应链契约无法实现供应链协 调进行了部分解释。虽然，这些学者们普遍认为需求与价格具有相关性的 前提下，传统的供应链契约模型可能无法实现供应链协作，但他们都没有 给出解决这一问题的方法。 本节将在需求与价格具有相关性的前提下，建立收入共享契约的数学 模型。 为了便于分析，这里假设缺货损失费g = o ，也就是假定不存在缺货的 情况。f o ，p ) 表示价格相关性下的需求分布函数。由于需求是价格的减函 数，可知丝掣型，0 。s ( q ，p ) 表示给定订购量和零售价格下的期望销售量， 妒 s ( q 炉) = q 一亡f ，p 皿。因此，掣 q ，最终会有矿 q 0 ；( q ) 兀，( 留) ，因此简单的批发价格契约无法实 现供应链的协作。造成这一现象的主要原因是“双重边际化”效应，也就 是供应商和零售商都是以各自的边际效益来做决策，而不考虑供应链的整 体边际效益，从而产生两个边际效益。 因此，人们常用批发价格契约效率来反映供应链协作的重要性，批发 价格契约效率毋的定义为： 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 7 页 妒= 罟2 警 在不合作情况下，买卖双方都有各自的激励目标和私有信息，如果不 进行协调，尽管某些成员实现了局部最优，却无法达到系统最优，即意味 着妒 r ( 窖，) 另外由于 r 国) 是单调递减的函数，所以存在窜( 鼋，。也就是说，收入共享契约下的 最佳订货量要高于简单批发价格契约下的最佳订货量。 由于最佳批发价格满足( 4 1 9 ) 式，则有 雌= c j 一鼋r ( 鼋) ( 4 - 2 1 ) 由上面的分析可以看出，r 国) 这条曲线在决定供应链中成员收益与分 配时有着重要的作用。下面图4 1 中绘制并说明r ( d 与契约下成员收益之 间的关系： 图4 - 1r 国) 与供应链中成员收益分析图 由兀；( q ) = ( 一可知，供应商的最佳收益为n ；( 鼋) = ( w ，一c 1 ) 鼋， 由于r ( q ) = 一v + c ，所以图4 - 1 中横坐标为9 9 的点所对应的纵坐标 为( + c ，一d ，即点a 的坐标为( 鼋，w p - v + c r ) ，同理可知点