零售商回收情况下再制造闭环供应链定价模型研究优秀毕业论文 参考文献.pdf

华中科技大学 硕士学位论文 零售商回收情况下再制造闭环供应链定价模型研究 姓名 洪宪培 申请学位级别 硕士 专业 企业管理 指导教师 王宗军 2010 12 31 i 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘摘 要要 在倡导循环经济 低碳经济 寻求社会可持续发展的大背景下 再制造对经济 发展和环境改善所带来的好处已广泛引起学术界 企业界和政府的关注 本文以闭环供应链中的一个制造商和两个竞争性零售商为研究对象 研究在两 竞争性零售商对废旧品进行回收情况下的闭环供应链定价问题 本文首先研究了制 造商为 stackelberg 领导者 零售商为 stackelberg 领导者 制造商与零售商 nash 均 衡博弈 无领导者 三种分散化决策的情况 接着对制造商与零售商合作定价时的 集中决策问题进行了研究 并对四种情况下的模型求解结果进行了比较 研究结果 表明 1 分散化决策时 在制造商与零售商 nash 均衡博弈的情况下 零售价最低 系统的总回收量最高 整个闭环供应链系统的总利润最高 2 与分散化决策相比 集中决策时的零售价比制造商与零售商 nash 均衡博弈的情况下的零售价还要低 系 统的总回收量则更高 整个闭环供应链系统的总利润也更高 关键词 关键词 供应链管理 逆向物流 再制造 定价 ii 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 abstract under the background of promoting recycling economy low carbon economy and social sustainable development the economical and environmental benefits of remanufacturing used products into new ones have been thought highly by scholars enterprises and government in this paper we focus on a manufacturer and two competing retailers of the closed loop supply chain and research on the pricing of closed loop supply chain with used products recycling by the two competing retailers we firstly model three options as decentralized decision making systems with the manufacturer being the stackelberg leader the two retailers being the stackelberg leader and nash equilibrium game between the manufacturer and the retailers i e no leader then we concentrate on the centralized decision making system when manufacturer and retailer cooperative pricing at the same time we also compare the results of the four models the results show 1 in decentralized decision marking system we find that in the market that no stackelberg leader the retail price is the lowest the recycling quantity of the whole system is the highest and the profit of the whole system is also the highest 2 compared with the decentralized decision marking system we find that in the centralized decision making system the retail price is lower than no leader market s the recycling quantity of the whole system is much higher and the profit of the whole system is also much higher keywords supply chain management reverse logistics remanufacturing pricing 独创性声明 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果 尽我所知 除文中已经标明引用的内容外 本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果 对本文的研究做出贡献的个人和集体 均已在 文中以明确方式标明 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担 学位论文作者签名 日期 年 月 日 学位论文版权使用授权书 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留 使用学位论文的规定 即 学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版 允许论文被查阅和借阅 本人授权华中科技大学可以将本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和汇编本学位论文 保密 在 年解密后适用本授权书 本论文属于 不保密 请在以上方框内打 学位论文作者签名 指导教师签名 日期 年 月 日 日期 年 月 日 1 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 绪论绪论 1 1 研究背景研究背景 社会经济的快速发展 经济水平的日益提高 在给人们带来物质上富足的同时 也带来了一系列的环境问题 经济的飞速发展也使得资源供应越来越紧张 经济增 长与资源供应之间的矛盾日渐突出 受到环境和资源问题的双重制约 人类社会经 济的发展已开始面临着巨大的挑战 社会经济的发展也变得越来越不可持续 在这 种背景下 研究如何处理好经济发展与环境制约 经济发展与资源短缺之间的矛盾 已显得尤为重要 为了切实解决这一问题 欧洲 北美 日本等一些国家和地区已颁布了一系列 的相关法律法规 要求企业在销售产品的同时对用户用过的废旧产品进行回收 以 做进一步的处理和再利用 在这方面做得比较好的公司有施乐 柯达 飞利浦等一 批世界知名企业 在世界大的汽车制造商中克莱斯勒和宝马等公司也已建立了自己 的逆向回收网络 这些公司的实践表明 再制造在帮助公司高效利用能源 保护环 境的同时 也给公司带来了可观的收益 实现了社会效益和企业经济效益的双丰收 为了更好地对废旧品进行回收和再制造 一些公司对传统的正向供应链进行了 改造 将废旧品回收等一系列逆向反馈过程也整合了进来 从而形成了一个闭合的 供应链系统 闭环供应链概念的提出对传统的供应链带来了革命性的变革 闭环供 应链管理也因此越来越受到企业界 学术界和政府的关注 我们国家也同样面临着经济发展与环境恶化 经济发展与资源短缺之间的矛盾 尤其是随着近几年我国经济的快速发展 这一矛盾日益突出并且在某种程度上已开 始制约我国经济的发展 为了解决这一问题 我国政府已于 2003 年开始要求生产电 子产品的企业必须负责回收处理废旧电子产品 相关法律法规也已开始出台 一些 具有前瞻性的企业 如波导公司 已开始通过自己的闭环供应链系统对废旧品进行 回收并从中获取有价值的资源 定价问题是每个企业都十分关注的问题 定价是否合适直接影响着企业产品的 销量 也直接影响着企业在市场上的竞争优势 相比一般企业的定价来说 再制造 2 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 闭环供应链系统的定价问题则显得更为复杂 这里的定价不仅涉及到如何确定新产 品的批发价和零售价问题 还涉及到废旧品的回收定价以及再造品的定价问题 本 文为了研究的方便 假定新产品和再造品以同一价格出售 且这些价格之间是互相 影响的 因此 对再制造闭环供应链的定价问题进行研究具有非常重要的理论意义 和实践价值 再制造的兴起和闭环供应链管理理念的进一步发展为人类社会的可持续发展描 绘出了一幅美好的蓝图 本文正是在这一背景下对再制造闭环供应链的定价问题进 行研究的 相信所得研究结论必定能对企业的定价决策以及政府制定相关政策提供 建议和参考 1 2 研究目的和意义研究目的和意义 1 2 1 研究目的研究目的 再制造和闭环供应链管理都是目前学术界研究的热点问题 因对这两个问题的 研究起步较晚 现有文献多是停留在理论研究层面上 真正能对企业起到具体指导 作用的研究还不多见 本课题研究的目的 旨在对再制造和闭环供应链进行理论研 究的基础上 结合已有研究成果对两者进行融合研究 并着重分析再制造过程中闭 环供应链的定价问题 本研究将分制造商为 stackelberg 领导者 零售商为 stackelberg 领导者 制造商与零售商 nash 均衡博弈 无领导者 三种情况对再制造过程中闭环 供应链的定价问题进行建模 并将上述三种模型的求解结果与合作定价模型的求解 结果进行比较分析 以期对相关企业在再制造活动中的定价问题起到一定的借鉴和 指导作用 1 2 2 研究意义研究意义 本文试图通过对再制造过程中闭环供应链的定价问题的分析 从理论和建模两 方面探讨再制造过程中闭环供应链的定价问题 为相关企业提供可行的建议 本研究具有如下理论与实践意义 从理论上讲 本研究可以完善和补充几个方面的研究不足 1 从再制造的角 度研究闭环供应链的定价问题 并对所研究的问题进行归纳总结 是对以往理论研 3 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 究的补充和丰富 2 本文将以闭环供应链中一个制造商和两个竞争性零售商为研 究对象 通过建模研究制造商和零售商的定价问题 弥补已有研究的不足 3 依 据博弈理论 从非合作 制造者为领导者 零售商为领导者 无领导者 和合作 制 造商与零售商合作定价 两种情况出发 研究再制造过程中闭环供应链的定价问题 是企业定价理论研究中的崭新视角 从实践上讲 本研究对消费者 各节点企业和整个闭环供应链都具有重要的意 义 1 本研究立足于闭环供应链上的制造商和零售商 研究他们的市场行为 研 究结果可以为相关企业的定价提供借鉴和指导作用 2 本研究分不同情况对再制 造过程中闭环供应链的定价问题进行对比分析 研究结论对不同类型的企业都有一 定的参考价值 1 3 国内外研究现状国内外研究现状 1 3 1 国内外关于闭环供应链定价问题的研究现状国内外关于闭环供应链定价问题的研究现状 相较于正向供应链的研究 人们对闭环供应链的研究起步较晚 相关研究文献 较少且不够系统 尤其是对于闭环供应链的定价问题的研究还有待进一步深入 相 关研究对企业生产经营实践的指导作用还有待加强 结合本文的研究方向 我们将 主要从以下两个方面来归纳总结有关闭环供应链定价问题的研究现状 1 闭环供应链上各个节点企业的定价问题 目前 国内学者对于闭环供应链 定价问题的研究主要集中在第一类问题上 即从闭环供应链的角度研究各个节点企 业的定价问题 这方面的研究主要有 陆忠平 2002 姚卫新 2003 将回收率 回收价格和回收成本作为外生变量建立模型 研究了闭环供应链的定价问题 同样 黄祖庆等 2006 也以回收价格为外生变量 研究了供应链回收定价模型问题 王 效俐等人 2003 研究了制造商和零售商之间的联合定价问题 并在制造商和零售 商追求流通渠道利润最大化的假设前提下建立了联合定价模型 在以往研究的基础 上 侯云章 戴更新等 2004 对研究问题做了简化 着重研究了闭环供应链下单 周期产品的定价问题 借助于报童模型考察了供应链合作情况下的最优订货与定价 策略 savaskan et al 2004 以单一制造商 单一零售商的市场结构为研究对象 分 4 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 别对制造商回收 零售商回收 第三方回收 联合回收四种回收渠道进行了研究 并比较了四种回收渠道下的定价问题 研究结果表明在联合回收情况下的产品零售 价最低 回收率最高 而在制造商与零售商的竞争博弈中 采用零售商回收往往获 得更大的收益 在随后的研究中 savaskan et al 2006 把这一问题推广到了一个 制造商与两个竞争性零售商的情形 并对此种情形下的闭环供应链的定价问题做了 研究 gu q l et al 2005 运用博弈论研究两部门逆向供应链的定价策略 得出了 两个非合作博弈均衡 stackelberg均衡和nash均衡 和合作博弈均衡 并且给出了每 种价格策略下的回收产品的最优数量 顾巧等 2005 2006 以单一制造商和单一零 售商构成的逆向供应链系统为研究对象 在固定需求和模糊回收价格下分别研究了 闭环供应链的回收定价问题 王玉燕等 2006 王婷 李娜 2008 应用stackelberg 博弈理论 对基于单一制造商和单一零售商构成的闭环供应链的定价策略进行了研 究 并对闭环供应链的非合作模型和合作模型进行了比较分析 张克勇等 2008 对以往的研究做了进一步的拓展 在由一个制造商和两个零 售商的闭环供应链系统中 以博弈论为基础 研究了闭环供应链系统在分散决策和 集中决策下的定价模型并对模型进行了求解 得到了闭环供应链各节点企业的最优 定价策略和利润 研究结果表明非合作分散决策会对整个闭环供应链带来效率上的 损失 葛静燕等 2007 利用博弈的思想对不同回收模式下分散决策时的定价问题 做了研究 并在纵向差异化模型的基础上 进一步得到了闭环供应链各节点企业的 最优定价策略 樊松等 2008 在假设回收率与回收价格呈线性关系的前提下 得 到了初始投入相同时制造商回收和零售商回收利润相同并且都优于第三方回收的结 论 王婷等 2008 以非线性的回收量函数为基础 应用博弈论对闭环供应链各成 员企业的定价问题进行了分析 2 从制造商角度研究新产品 再制品和回收品的定价问题 从现有文献来看 国内外对这方面的研究还不是很多 相比国外而言 国内学者在这方面的研究起步 较晚且有价值的研究成果不多 lau et al 1999 以生产单周期产品的制造商为研究对象 研究了此类制造商的 定价策略和回收政策 pranab 2001 以制造商与再制造商在废旧品的回收中存在竞 争为基础 研究了多阶段的竞争博弈模型 guide et al 2003 研究发现回收产品的 5 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 数量和质量受到与质量有关的变动回收价格和销售价格的影响 并以此建立了相关 模型 通过求解得出了最优价格和相应利润 debo et al 2005 研究了新产品和再 制造品的联合定价问题 ferrer et al 2006 分别研究了在垄断市场环境下和双寡头 市场环境下再制造品的定价问题 国内学者孙国华等 2006 提出了由一个制造商 和两个零售商组成的双层再制造集成物流网络模型 并利用博弈论得到了完全信息 下的纳什均衡 webster et al 2007 以一个新产品制造商和一个再制造制造商为研 究对象 在存在相互竞争的情况下研究了两者的定价决策问题 mitra et al 2008 通过建立一个制造商和再制造商的两阶段模型 在存在相互 竞争且政府对再制造活动给以补贴的情况下 分析了制造商第一阶段的新产品定价 和第二阶段的新产品和再造品的定价决策 并研究了政府补贴对再制造活动的影响 张克勇等 2009 以一个制造商和一个零售商为考察对象 建立了不确定需求下闭 环供应链再制造品的定价模型 研究结果表明 在闭环供应链系统中通过信息共享 和共同的技术改造可以提高废旧品的利用率 并最终降低闭环供应链的再制造成本 liang 2009 研究了当再造品的销售价格呈几何布朗运动时 废旧品的回收定 价问题 为了研究分散化定价决策与集中定价决策问题 易余胤 2009 以博弈论 为基础 建立了双寡头制造商利用共同的零售商销售新产品和回收废旧品的闭环供 应链博弈模型 研究结果表明 在分散化定价决策下闭环供应链的整体利润要低于 集中定价决策下的整体利润 除此之外 国内还有一些学者 如公彦德 李帮义 乐菲菲 2008 王玉燕 李帮义 申亮 2008 熊中楷 张洪艳 2009 张克勇 周 国华 2009 等 以博弈论为基本研究方法对闭环供应链再制品的定价问题进行了 研究 1 3 2 已有研究的不足已有研究的不足 虽然对闭环供应链定价问题的研究已引起了许多专家和学者的关注 理论研究 也取得了一定的进展 但是上述研究仍存在一些局限性 这些局限性主要表现在以 下几个方面 1 大多数学者对这一问题的研究主要集中在以制造商为主导的市场结构方 面 很少关注零售商对闭环供应链定价因素的影响 事实上 零售商对闭环供应链 6 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 的定价问题都起着非常大的影响 忽视零售商的作用而单从制造商角度研究定价问 题是不全面的 2 大多数关于回收方面的研究都是以固定的回收率为基础的 没有考虑到竞 争性回收主体的回收价格差异对各自回收量的影响 事实上 消费者对各回收主体 间的价格差异是非常敏感的 不考虑消费者对回收价格差异的敏感性而以固定的回 收率为研究变量 所得研究结果是不符合客观实际的 3 没有建立统一的分析框架 各个专家和学者虽然都从自己的研究视角对闭 环供应链定价问题进行了相关研究 研究成果也日渐丰富 但是这些理论还在不断 探讨之中 还没有一个理论形成主流 相关研究的分散性限制了理论对实践的指导 作用 1 4 研究内容及主要创新点研究内容及主要创新点 1 4 1 研究内容研究内容 本课题主要由两大部分的研究内容组成 第一部分是对以往研究进行归纳 总 结 为下面的研究提供理论基础 这一部分的研究内容主要集中在本文第一二两章 第二部分是在前面理论分析的基础上 对再制造过程中闭环供应链的定价问题进行 建模 并对相应模型进行求解和分析 这部分内容主要体现在文中第三四两章 在第二部分中 将分非合作博弈和合作博弈两种情况进行分析 并以此两种情 况分别建模 其中 第三章主要研究非合作情况下的建模问题 并分制造商stackelberg 领导者 零售商为 stackelberg 领导者 制造商与零售商 nash 均衡博弈 无领导者 三种情况对模型进行求解分析 第四章主要研究制造商与零售商合作定价情况下的 建模问题 并对模型进行求解分析 然后对四种模型的最优解进行比较 具体研究 结构框架如图 1 1 所示 1 4 2 主要创新点主要创新点 本文在以往研究的基础上 针对以往研究的不足 从以下两个方面对以往研究 进行了拓展和创新 1 本文在研究两个竞争性零售商回收废旧品时 考虑到了消费者对两者回收 7 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 价格差的敏感系数问题 并以此建立回收量函数 以往研究多是以固定的回收率为 基础研究废旧品的回收问题的 因此 本文在理论研究方面有一定的创新性 2 以往研究多是以制造商为领导者或是以零售商为领导者进行建模分析的 很少有人考虑到无领导者的市场情况 本文对无领导者的市场情况进行了建模分析 并以其与制造商为领导者 零售商为领导者和制造商 零售商合作定价的情况进行 了对比分析 对以往研究进行了补充 介绍研究背景和意义 国内外研究 现状等 并指出已有研究的不足 介绍与本研究相关的理论基础 对 相关研究理论进行归纳 总结 制造商为 stackelberg 领导者情况 下的模型求解与分析 零售商为 stackelberg 领导者情况 下的模型求解与分析 制造商与零售商合作定价情况下 的模型求解与分析 四种情况下的模型求解结果的比 较分析 总结本研究的主要结论 指出本研 究的不足 展望未来研究的方向 非合作 情况下 闭环供 应链的 建模问 题 合作情 况下闭 环供应 链的建 模问题 建 模 研 究 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 制造商与零售商 nash 均衡博弈情 况下的模型求解与分析 图图 1 1 本文的结构框架本文的结构框架 8 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 再制造闭环供应链相关理论概述再制造闭环供应链相关理论概述 为了深入研究再制造闭环供应链的定价问题 为后续研究提供理论依据 本章 将重点介绍再制造与闭环供应链方面的概念与理论知识 并对再制造闭环供应链的 回收方式问题进行分析 本章是全文的重要理论基础 是对再制造闭环供应链的定 价问题进行建模研究的理论根据 2 1 再制造再制造 2 1 1 再制造的概念再制造的概念 社会经济的快速发展给人类带来了一系列的环境问题 同时也对社会资源带来 了不可逆转的影响 面对日益严重的环境污染以及资源枯竭问题 人们逐渐意识到 环境保护和可持续发展的重要性 在这种情况下 一些人 如 moritz fleischmann et al 1997 v daniel r guide jr and rajesh srivastava 1997 askiner gungor and surendra m gupta 1999 开始专注于对产品恢复 product recovery 的研究 产品 恢复是指在产品的使用寿命结束后 对其残留价值进行恢复和再利用的活动 askiner gungor and surendra m gupta 1999 moritz fleischmann et al 1997 认为 产品 恢复主要包括直接重用 direct reuse 维修 repair 材料循环 recycling 和再制造 remanufacturing 等几项活动 由于再制造对废弃产品的残留价值进行 了最大程度的利用 产生的废弃物少 节约的能源多 因此被认为是优先考虑的 最重要的产品重用形式 v daniel r guide jr and rajesh srivastava 1997 目前 再制造问题越来越受到学术界和企业界的关注 为了更好地研究再制造问题 国内外的一些学者对再制造的概念进行了界定 moritz fleischmann et al 1997 认为 再制造是通过必要的拆卸 修复和替换 使 得已使用过的产品恢复到如新状态的过程 国内学者左铁铺 冯之浚 2007 认为 再制造是指以产品全生命周期设计和管理为指导 以废旧产品实现性能跨越式提升 为目标 以优质 高效 节能 节材 环保为准则 以先进技术和产业化生产为手 段 对废旧产品进行修复和改造的一系列技术措施或工程的总称 9 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 1 2 再制造的重要作用再制造的重要作用 通过实施再制造活动 柯达 施乐 惠普等公司从中受益匪浅 这些公司的实 践表明 再制造可以节省企业的生产成本 再造品的单位生产成本仅为新产品的 50 左右 可以节能 60 左右 节材 70 以上 同时还可以大大减少对环境的污染 实 现企业效益和环境效益的双赢 在我国大力发展循环经济 低碳经济 构建节约型社会的过程中 再制造必定 会起到越来越重要的作用 尤其是在我国经济发展日益高涨 资源供应日益紧张的 现实背景下 开展再制造活动对企业来说必定会大有作为 再制造已成为我们国家 深入贯彻落实科学发展观重大战略举措的一个重要组成部分 同时由再制造在产品 生命周期中的位置 如图 2 1 所示 还可以看出 再制造能实现废旧品的循环利用 做到变废为宝 从而减少因资源和环境问题对企业和社会带来的压力 有利于社会 的可持续发展 设计 制造 使用 维修 报废 再利用 再制造 再循环 环保处理 原材料 图图 2 1 再制造在产品全生命周期中的位置再制造在产品全生命周期中的位置 10 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 2 闭环供应链的内涵闭环供应链的内涵 2 2 1 闭环供应链的概念闭环供应链的概念 传统的正向供应链 forward supply chain 以经济效益为中心 以降低运作成 本和提高整条供应链的竞争力为最终目的 而没有考虑企业的社会效益和环境效益 问题 随着人们环保意识的增强以及企业可持续发展的需要 越来越多的学者和企 业界人士开始关注逆向供应链 进而有人将两者融合研究提出了闭环供应链的理念 对闭环供应链的研究最早起源于西方发达国家 fleischmann 1997 2000 guide 1997 krikke 2003 dan1el 2003 等人的研究中较早地提到了闭环供应链 的思想 以区别于传统的正向供应链 其基本含义是在传统正向供应链的基础上整 合产品回收过程的逆向供应链 以此而形成闭环形式 关于闭环供应链的概念目前 学术界还没有定论 daniel 2003 认为供应链是一个闭合的环 闭环供应链不仅包 括正向供应链的所有活动 还包括逆向的供应链活动 v daniel r guide jr and lud n van wassenove 2003 认为 闭环供应链是这样一种供应链 除了传统供应链的 活动 它还要考虑产品的获取与回收 再利用 以及回收产品的分销处理 在国外 研究的基础上 国内研究者也对闭环供应链的概念进行了描述 尤建新 隋明刚 2005 认为 闭环供应链是指企业从采购到最终销售的完整供应链循环 包括了产品回收 与生命周期支持的逆向物流 它的目的是对物料的流动进行封闭处理 减少污染排 放和剩余废物 同时以较低的成本为顾客提供服务 harold krikke 2001 对闭环供应链问题进行了较为深入的研究 提出了供应链 的构架及其对环境的影响关系问题 具体见图 2 2 2 2 2 闭环供应链的主要特征闭环供应链的主要特征 闭环供应链的概念是在传统的正向供应链的基础上提出的 与正向供应链相比 闭环供应链具有以下主要特征 1 封闭性 闭环供应链是由正向供应链和逆向供应链组成的闭合系统 这一 闭合系统不是简单地将正向供应链和逆向供应链耦合在一起 而是两者的有机融合 如图 2 3 所示 这种有机融合使得闭环供应链的运作更具有系统性和协调性 从 11 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 而使整个闭合系统中的物流 信息流和资金流做到了有效畅通 提高了整个闭环供 应链的运作效率 2 系统运作的不确定性 相较于正向供应链来说 逆向供应链的运作具有高 度的不确定性 在废旧品回收过程中 回收方无法准确预知消费者何时废弃产品 而且对废旧品产生的地点 数量等都很难把握 此外 废旧品的质量也是一个重要 的影响因素 质量的不确定性在很大程度上加剧了闭环供应链运作的不确定性 由 图 2 1 可以看出 废旧品的质量不同所采取的处理措施也不同 在对废旧品的质量进 行检测并按检测结果进行分类之前 是很难确定废旧品的流向的 根据质量检测结 果 废旧品可能要分再利用 再制造 再循环 环保处理等几种处理方式 处理方 式不同废旧品最终的流向就不同 而且 产品质量不同对其进行再处理的时间也不 相同 这都在不同程度上增加了闭环供应链运作的复杂性和不确定性 闭环供应链闭环供应链 供应商 制造商 零售商 消费者 回收 检测 分类再处理 再销售 废弃处理 市场 重复 使用 直接再利用 材料 再生 维修后的产品 垃圾排放 转换扩散 污染结果 水 空气 土 壤污染 初级 资源 对环境的影响对环境的影响 图图 2 2 闭环供应链的构架及其对环境的影响闭环供应链的构架及其对环境的影响 12 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 3 经济效益和环境效益的二重性 传统的供应链管理是以单纯追求整个供应 链的经济效益最大化为目标的 它没有或极少考虑到整个供应链的运作对环境造成 的影响问题 而闭环供应链管理则突破了这一局限 在运作过程中它不仅考虑了系 统各成员的效益问题 而且还把对环境的保护看得越来越重要 有效的闭环供应链 管理使系统各成员在收获经济效益的同时 也对环境保护做出了贡献 并且赢得了 良好的口碑形象 实现了经济效益和环境效益的双赢 4 供需的不平衡性 为了保证再制造的顺利进行 必须有源源不断的废旧品 做供应 然而 现实当中由于市场需求和废旧品回收在时间上具有不一致性 产品 销售出去后往往要经过一个或几个生产周期后 才有废旧品的回流 这对于从事再 制造的制造商来说其对废旧品的需求和供应就会产生脱节 从而使得再制造活动不 能得以顺利进行 从产品的生命周期来看 当产品处于需求的高峰期即再制造旺盛 时 废旧品的回流往往较少 而当产品处于衰退期时 废旧品的回流却进入了高峰 期 这种由于市场需求和废旧品回收之间存在的时间滞后效应而带来的供需不平衡 性问题 严重影响了再制造活动的开展 制造商 零售商 消费者 第三方 产品 废旧品 废旧品 产 品 废 旧 品 废 旧 品 图图 2 3 闭环供应链结构示意图闭环供应链结构示意图 13 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 3 再制造闭环供应链回收方式介绍再制造闭环供应链回收方式介绍 本小节主要介绍制造商回收 零售商回收 第三方回收三种回收方式 并对每 一种回收方式进行具体的介绍 分析三种回收方式的具体适用情况 2 3 1 制造商回收制造商回收 制造商回收就是制造商建立专门的回收渠道 对回收的废旧品进行管理 在这 种情况下 制造商就兼具产品生产和废旧品回收的双重任务 自己对回收来的废旧 品进行处理并用于再制造活动 制造商回收的优点主要有 1 可以更清楚地了解所回收的废旧品的数量和质 量方面的情况 便于对废旧品进行专门处理 从而节省了再制造的成本 提高了再 制造的效率 2 制造商可以通过对最终用户的接触 收集用户在产品使用方面的 信息 了解自己产品的不足 从而能够更加有针对性地对自己的产品进行改进 3 可以为企业赢得在环境保护方面的良好形象 有利于提高企业的无形竞争力 增强 企业的竞争优势 尽管制造商回收具有上述优点 但并非所有的制造商都适合建立回收网络对废 旧品进行回收 因为建立和维护回收网络的费用较高 管理过程也比较复杂 因此 制造商回收对企业的要求较高 且容易分散企业的注意力 不利于核心竞争力的打 造 事实上 只有那些企业规模较大 产品销量较大且回收产品的使用价值较高时 制造商自己建立回收网络对废旧品进行回收才是较为合算的 2 3 2 零售商回收零售商回收 零售商回收是指制造商委托零售商从消费者手中回收废旧品 然后在以一定的 价格从零售商手里买回这些废旧品的回收方式 本文就是专门针对零售商回收这种 回收方式进行研究的 在这种情况下 零售商兼具销售产品和回收废旧品的双重任 务 由于零售商是天然的渠道管理者 所以由零售商对废旧品进行回收是一种非常 好的回收方式 且对零售商和制造商都有利 对零售商来说这种回收方式的优点有 1 能够更好地利用自己的销售网略 避免了在回收网络建设方面的大量投资 且 14 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 便于管理 2 对客户已有的需求信息比较了解 便于集中 大批量地回收废旧品 从而实现在废旧品回收方面的规模效益 对制造商来说由零售商回收给自己带来的 好处是 避免了在回收网络建设方面的大量投资 使自己更专注于产品的设计和生 产 有利于打造自己的核心竞争力 但是 这种回收方式不利于制造商直接从最终用户那里获取关于自己产品方面 的反馈信息 不利于对产品的改进 且与零售商之间还存在着委托 代理成本等问题 尤其是在零售商为领导者的市场中 零售商会利用自己对市场的控制力和议价能力 迫使制造商提高回收价格 使制造商蒙受损失 2 3 3 第三方回收第三方回收 第三方回收是指制造商通过协议等方式将废旧品的全部或部分回收业务委托给 专门的企业或组织进行回收的方式 在西方国家采用第三方进行回收的企业并不少 见 这里的第三方既包括专门的回收公司 也包括政府机构和一些非营利性的组织 对制造商来说 将回收业务外包给第三方的好处有 1 避免了制造商在建立 和维护回收网络方面的大量投资 2 由于第三方在规模和专业化程度等方面的优 势 可以使制造商以较低的成本获得更高水平的服务 3 使制造商更加专注于产 品的设计和生产 有利于打造自己的核心竞争力 对那些企业规模较小 经济实力较弱以及生产产品批量小 品种多的企业来说 采用第三方进行回收无疑是一种明智的选择 除上述回收方式外 在具体实践中还存在着制造商与零售商 制造者与第三方 联合回收等其他回收方式 由于篇幅所限这里就不做一一介绍 15 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 4 本章小结本章小结 本章着重介绍了再制造及闭环供应链方面的理论知识 分析了制造商回收 零 售商回收 第三方回收三种回收方式的优缺点及适用条件 为后续研究奠定了理论 基础 通过对相关理论的研究可知 1 再制造是在社会经济持续发展 资源供应日益紧张 环境问题日渐突出的 大的社会背景下提出并发展起来的 再制造活动的实施对降低企业的运行成本 缓 解资源紧张以及补救环境破坏等问题起到了十分重要的作用 对发展循环经济 低 碳经济 实现可持续发展做出了突出贡献 2 闭环供应链是由正向供应链和逆向供应链共同组成的 但它并不是简单地 将正向供应链和逆向供应链耦合在了一起 而是两者的紧密融合 闭环供应链具有 封闭性 系统运作的不确定性 经济效益和环境效益的二重性 供需的不平衡性等 主要特征 3 就目前闭环供应链的回收实践来看 主要存在着供应商回收 零售商回收 第三方回收三种主要回收方式 每种回收方式都有其优缺点和具体的适用条件 企 业在具体实践中可根据自己的需要选择适合本企业的回收方式 16 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 3 三种不同竞争模式下的闭环供应链定价模型三种不同竞争模式下的闭环供应链定价模型 本章主要讨论在由一个制造商和两个竞争性零售商构成的竞争模式下 由零售 商承担废旧品回收任务时的闭环供应链定价模型问题 本章将分别对制造商为领导 者 零售商为领导者和无领导者三种不同市场结构下的闭环供应链问题进行建模 并在对模型进行求解的基础上 着重探讨以下几个方面的问题 1 三种不同竞争模式下 在由一个供应商及两竞争性零售商组成的闭环供应 链中如何确定批发价 零售价及回收价 闭环供应链中各参与者的利润 闭环供应 链的总利润以及整个闭环供应链的回收量的大小问题 2 讨论在三种不同竞争模式下 各参数发生变化时对模型最优解的影响问题 并据此得出相关结论 3 1 相关参数符号说明及模型的前提假设相关参数符号说明及模型的前提假设 为了研究的方便 本文定义 新产品 为全部用新的原材料或零部件生产出来的 产品 定义 再造品 为全部用经过加工和处理的废旧产品上的原材料或零部件生产 出来的产品 3 1 1 模型中涉及的相关参数符号说明模型中涉及的相关参数符号说明 本文主要用到的参数符号有 本文用 r c表示再造品的单位生产成本 用 m c 表示 新产品的单位生产成本 用 表示制造商的批发价格 用 m 表示制造商从零售商手 里收购废旧品的单位成本 用 i r p i 1 2 表示零售商的零售价格 用 i r i 1 2 表示零售商回收废旧品时的价格 此外 本文主要是对制造商和零售商的利润函数 进行研究的 因此本文用 i j 来表示模型i中 供应链成员j的利润 其中 i取 m r n c 分别表示制造商为领导者的模型 m manufacture stackelberg 零售商为 领导者的模型 r retailer stackelberg 制造商与零售商 nash 均衡博弈即无领导者 的模型 n nash equilibrium 合作定价模型 c cooperative pricing j取 m i r r t 分别表示制造商 零售商 1 零售商 2 两零售商之和 闭环供应链系统 17 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 3 1 2 模型建立的前提假设模型建立的前提假设 现实当中 由于行业的千差万别 厂商生产的产品门类繁多 再加上销售渠道 回收渠道等的复杂性 若一一考虑这些因素 将会使所建立的模型非常复杂甚至是 根本无法建立相关的模型 为了研究的需要 我们对复杂的现实情况做一些简化 做出一些既与现实相符又合乎逻辑规律的假设 本文的研究将基于以下假设的基础 上 假设假设 1 假设再造品的单位生产成本 r c低于新产品的单位成本 m c 即 r c m c 且所有再造品的单位生产成本均相同 之所以做出这一假设 是为了使从事再制造活动的厂商有利可图以使他们更加 积极地从事废旧品回收和再制造活动 现实当中 由于所回收的废旧品在质量和性 能上都会存在很大的差异 因此 对这些废旧品进行加工和处理的程度和工序也不 尽相同 所以 很难用单一的单位生产成 r c来对再造品的成本进行描述 为了研究 的方便 我们将再造品的单位生产成本统一用 r c来表示 这里不妨将 r c看成所有再 造品的平均成本 假设假设 2 假设制造商只生产单一品牌和单一品种的产品 所有新产品和再造品都 共用同一品牌且品种相同 所用包装和销售渠道也都相同 消费者对新产品和再造 品的接受程度相同 假设假设 3 假定零售商i的市场需求函数是线性的 设为 i d i r p j r bp i j i j 1 2 0 b 1 其中 表示市场容量 b表示两零售所销售产品的替代效应 由函数表达式可 以看出 零售商i的需求曲线关于其价格 i r p是向下倾斜的 并且关于另一竞争性零 售商的价格 j r p是向上倾斜的 假设假设 4 由于废旧品是通过两个竞争性的零售商进行回收的 因此 他们在回收 过程中不可避免会存在一定的冲突和竞争 参照 seong enschede the netherlands 1998 23 dimitrios v patroklos g eleftherios i a system dynamics model for dynamic capacity planning of remanufacturing in closed loop supply chain computers 53 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 operations research 2007 34 367 394 24 minner s strategic safety stocks in reverse logistics supply chains international journal of production economics 2001 71 3 417 428 25 moritz f et al quantitative models for reverse logistics a review european journal of operational research 1997 103 1 1 17 26 spengler t puchert h penkuhn t rentz o environmental integrated production and recycling management european journal of operational research 1997 97 2 308 326 27 fleischmann m j m bloemhof ruwaard p beullens et al reverse logistics netw ork design in r dekker m fleischmann k inderfurth n v wassenhove editors quantitative models for closed loop supply chains springer new york america 2004 64 94 28 avittathur b s janat tapping product returns through efficient reverse supply chain opportunities and issues iimb management review 2004 1 84 94 29 savaskan r c bhattacharya s van wassenhove l closed loop supply chain models with product remanufacturing management science 2004 50 2 239 253 30 savaskan r c van wassenhove l reverse channel design the case of competing retailers management science 2006 52 1 1 14 31 lembke t rogers d differences between forward and reverse logistics in a retail environment supply chain management 2002 7 5 271 282 32 inderfurth k simple optimal replenishment and disposal policies for a product recovery system with lead times or spektrum 1997 19 1 111 122 33 guide jr v d r j ayaraman v linton j d building contingency planning for closed loop supply chains with product recovery