《供应链中零售商订购决策的风险评估模型》12000字（论文）

绪论近年来，随着电商渠道的迅速壮大和客户群体渗透率的不断攀升，越来越多制造企业搭建了直接面向C端消费者的直销平台，并在平台上售卖产品，即同时一并运营传统销售渠道和网络直销渠道。可见，当前市场供应链分销系统的主要模式已经从过去的通过零售商代销的形式发展为传统销售渠道和网络直销渠道并存的混合渠道分销系统。例如苹果、华为等通讯设备制造厂商不仅在全球有很多直营实体店铺和渠道分销商，而且还会在企业官方商城网站和手机商城APP上直接销售产品。直销渠道不仅方便了厂商管理消费者客户和提供售后服务，而且有助于厂商利用节假日促销等扩大需求的手段来增加终端消费者的数量，提升企业市场份额和提高市场总量。同时，社会生产力发展到一定的程度后，消费者对差异化产品的需求不断增加，对产品快速响应和快速交货的要求不断提高。综上所述制造商只有通过提供多样化产品和提高产品上新频率这些途径来稳固自身在消费市场的地位，为消费者提供更多的选择空间（曹嘉宇，刘俊辉，2022）。因此当前消费市场上出现了不少具有易逝品特征的产品，即产品具有有限的保质期，市场需求不确定性大。在当前形势下生产这类产品的制造商时常面临生产过剩的风险，而相关的零售商往往需要承担库存过多的风险。制造商和零售商通常的做法是根据自己的期望利润最大值为衡量标准，对市场需求进行估计，并确定最佳的生产量和订购量（蓝天佑，严文轩，2023）。然而，制造商和零售商分散决策的做法难以保证供应链整体的效益达到最优，由此行见真章所以利用能使买卖双方拥有更和谐的协作关系的供应链契约来使供应链整体绩效达到更优的状态是很有必要的。模糊需求下的混合渠道供应链优化模型问题描述图1由单个制造商和多个零售商组成的混合渠道两级供应链系统本文考虑由单个制造商和多个零售商组成的混合渠道两级供应链系统。制造商通过两种渠道销售某种具备易逝品属性的商品，由此可窥见一斑其中一个渠道是经由n个零售商进行产品销售的传统零售渠道，这些反映出一些特征另外一个渠道是通过网络平台销售的直销渠道。传统零售渠道的资金流是制造商以批发价wi将产品售卖给零售商i，零售商i再以价格Pri售卖给终端消费者（段思远，盛婉莹，2021）。网络直销渠道的资金流是制造商以Pm的直销价格将产品售卖给终端消费者。传统渠道的单位生产成本和单位运输成本的总和是cri，这两项单位成本纳入制造商的成本结构内。在此类环境内直销渠道的单位生产成本、单位运输成本和单位销售成本的总和是cm。两个渠道的产品季末残值分别为sri和sm，缺货成本分别为yri和ym（熊启南，汪丽娜，2021）。为保证能够交易，满足P＞cri＞传统销售渠道在进行决策时还需要考虑直销渠道和其他传统渠道情况。对于某一条传统零售渠道来说，制造商和零售商之间进行Stackelberg博弈，制造商为Stackelberg博弈中的领导者，而零售商为Stackelberg博弈中的跟随者。传统零售供应链间进行Nash博弈（郜志伟，田晓梅，2022）。消费者在面临传统渠道缺货时，从这些信息中可以看出往往会求助于商品库存量更多的网络直销渠道，因此对于第i条传统渠道来说，过剩的市场需求会以一定的比例转移到网络直销渠道（高翔宇，郑智航，2024）。同理，消费者在面临网络直销渠道缺货时，也会选择去线下渠道“碰碰运气”，在本文的研究背景下我们兼顾了这种情况因此对于运营直销渠道的制造商来说，过剩的市场需求也会一定的比例转移到传统零售渠道中的任意一条。本文将这个渠道转移概率称为渠道替代率。对于需求侧，假设每一条传统渠道和直销渠道分别拥有相互独立的市场需求，而且每一条渠道的市场需求都是三角模糊变量，分别记为Dri(ari,bri,cri)和Dm(am,bm,cm)，其中0≤ari≤记零售商i决定的传统渠道订购量为Qri，依据该理论框架进行深入研究可获知制造商决定为网络直销渠道准备的库存量为Qm。考虑到传统渠道和直销渠道之间的相互竞争和产品替代现象，传统零售渠道和网络直销渠道的需求函数分别为式(1)和式(2)DD符号定义本章节提出的三个模型的符号定义如下： Pri：传统零售渠道i Pm cri：传统零售渠道i的单位产品成本，包括单位生产成本、单位运输成本等，其中c cm：网络直销渠道的单位产品成本，包括单位生产成本、单位运输成本和单位销售成本等，其中c yri：传统零售渠道i的单位缺货成本，其中y ym：网络直销渠道的单位缺货成本，其中y sri：传统零售渠道i的未售完产品的单位残值，其中s sm：网络直销渠道的未售完产品的单位残值，其中s wi：产品批发价，其中c Dri：传统零售渠道i Dm Qri：传统渠道i Qm αri：传统零售渠道i αm基本假设其一，制造商和n个零售商是风险偏好为中性的个体，并且都是理性的经济人。其二，制造商和n个零售商之间信息共享，对于任意一条供应链，其成员知道彼此的期望利润函数和成本结构(张奇怡,陈紫云,2019)。其三，制造商出售单一产品。产品具有单周期销售性质，无提前期。其四，制造商的生产能力无限制。其五，制造商和零售商的市场需求模糊变量的隶属函数是已经确定的。令传统渠道的需求Dri为对称性三角模糊变量Dri=ari,bri,cri，有∆=bμ 模糊变量DriCr用EDri表示三角模糊变量Dri令网络直销渠道的需求Dm为对称性三角模糊变量Dm=am,bm,μDm的可信性测度表示如式(6)（李宇志，魏梦洁，2024）Cr用EDm表示三角模糊变量Dm其六，就这个层面来讲直销渠道缺货时，消费者等可能地选择传统渠道中的任意一条渠道，即转移到传统渠道i的概率是αm∗D其七，市场价格为外生变量，由此行见真章传统渠道的市场零售价Pri与直销渠道的市场零售价Pm相等，均记为独立决策模型在独立决策时，混合渠道供应链系统内的n个零售商和制造商均从各自的角度采取优化决策。对于任意一条传统渠道，制造商和零售商之间进行Stackelberg博弈，制造商首先决策批发价wi和直销渠道生产量Qm，n个零售商再同时决定各自的订购量Qri。制造商进行生产决策的依据是混合双渠道的期望利润总和最大，每个零售商进行生产决策的依据是期望利润最大化对于制造商而言，其利润来源于：向零售商出售产品所获取的批发利润、服务直销渠道消费者而产生的利润、期末未出售的产品的期末残值。由此可窥见一斑制造商的成本有：混合双渠道的生产成本、运输成本和销售成本、因直销渠道供不应求而产生的缺货成本(付凯茜，张羽航，周文博,2019)。对于零售商而言，其利润来源于：传统渠道的销售收益、未出售商品的期末残值。这些反映出一些特征零售商的成本有：购买产品时的订购成本；传统渠道下因供不应求产生的缺货成本。因此零售商i的决策问题可以表述为式(7)。max因此，可得零售商i的期望利润最大化模型为式(8)。max其中(何志华,陈玉茜,2022)：M令EπriQri,x对Qri求偏导并令其等于0，可得到在独立决策下零售商最优订货量∂E式(10)化简为如下式(11)。M已知Dri是对称性三角模糊变量，在此类环境内由三元组ari,bri,cri确定且具有有限的期望值，其期望值为EDri=14(ariE因此传统渠道下零售商i的最大利润为式(13)。E根据纳什均衡存在定理，即在n个主体的博弈中，如果每个参与人的纯策略空间Si是欧式空间上的一个非空、闭的、有界的凸集，目标函数ui(si)是连续的且它是关于决策变量si的凹函数，则此博弈存在纳什均衡解（李绩才等，2013）。令E在本文的研究背景下我们兼顾了这种情况因为商品价格P和缺货成本yri一定大于商品残值sri，因此式(14)恒小于零，即EπriQ任意一个零售商i的最优订货量Qri∗都能使式(11)成立，且n个零售商是同时对各自的订货量做出决定的。根据非合作博弈均衡的对称性，如果存在纯策略纳什均衡解，则必有Qr1∗=Qr2在市场参与者拥有的全部信息且制造商和零售商采取独立决策时，作为博弈领导者的制造商根据零售商最优订购量表达式，即式(11)，进行批发价决策和直销渠道库存准备量决策，基于本文的研究前提这种情况被纳入了研究范围以使自身期望利润最大化(高俊杰，林婉清,2021)。由此可得制造商的期望利润最大化模型为式(15)和式(16)。maxs.t.M其中：N制造商需要对直销渠道库存准备量Qm和传统渠道批发价wi做出决策使其利润最大。令EπmQm,y分别对Qm和w∂E其中：d独立决策下制造商最优批发价满足式(20)。∂E其中(赵建辉,陈佳璇,2022)：dUZ化简式(20)，可以得到wiw根据三角模糊变量的可加性且已知Dri和DE可以得到制造商的最大期望收益为Eπ集中决策模型集中决策机制下，制造商拥有全部n条传统零售渠道或者管理全部n条传统零售渠道的库存，综上所述供应链系统的成员共同追求整个供应链的整体利润最大化。用πSC表示集中式情形下混合渠道供应链系统的整体利润函数，可得最大化期望利润模型为式(27)(刘瑞阳,张晓彤,2023)max制造商需要对直销渠道的备货量Qm和传统零售渠道的销售量Qri做决策，使供应链整体的利润最大(张博涛，陈雨萱,2020)。因此令EπSC(∂E∂E其中：V因此，一体化决策情形下，供应链整体的最大期望收益为式(31)。E收益共享模型本文引入收益共享契约，提高混合渠道供应链系统的整体绩效。假设传统零售渠道收益共享系数为φri，就这个层面来讲考虑制造商主导的(wri',φri)契约(王丽婷,李志豪,2021)。销售季开始前，零售商i向制造商支付单位批发价为wi'收益共享模型中零售商i的决策问题可以表述为式(32)，即已经得知制造商的批发价格wri'和需要向制造商分享销售收入比例的φri后，确定最优订货量Qmax令E'πriQE''由此行见真章因为φri<1且P>sri，因此式(33)恒小于零，即收益共享模式下E'πri令E'πriQri,x对Qri求偏导并令其等于0，可得到在收益共享契约下零售商最优订货量Qri∂E'简化式(34)得式(35)(张天翼,孙梓萱,2022)。M因此签订收益共享合同时传统渠道零售商i的最大期望利润为式(36)。E'在完全信息且采取收益共享契约时，作为供应链系统主导方的制造商推测出n个零售商的反应后，根据最大化自身期望利润拟定批发价决策和直销渠道生产量决策。可得制造商的期望利润最大化模型为式(37)，由此可窥见一斑且满足式(38)的约束(栾志远，姜慧妍,2022)。maxs.t.M令E'πmQm,y分别对Qm和∂E'其中：∂∂E'这些反映出一些特征化简式(41)得到wiw由此可以得到收益共享下制造商的最大期望利润为式(43)。E'供应链优化模型求解引入收益共享契约的目的通常是提高独立决策下制造商和零售商的利润，并且尽可能达到集中决策下的利润水平(栾志杰，姜慧瑶,2022)。在此类环境内为了使整个供应链系统取得帕累托改进效果并使之达到协调，需要在履行收益共享契约时不降低制造商的利润且提高零售商的利润，即E'E'首先求解出独立决策下的Qri∗、Qm∗、EπmQm∗,y以及EπriQri∗,x，然后利用式(35)、式(39)，使用外生变量wi'数值算例与分析为了验证收益共享模型对协调供应链系统的可行性和有效性，我们考虑由单个制造商和十个零售商组成的混合渠道供应链系统。假定商品价格P=10，销售成本cri=cm=5，商品残值sri=sm=3，渠道缺货成本yri=ym=4，渠道替代率αri=0.6，αμDriCr假定网络直销渠道的需求为DmμDmCr若不采取收益共享契约，制造商和十个零售商进行独立决策，Qri∗、Qm∗和M9−11Nw使用MATLAB数学软件求解该方程组，得到如下最优解，其中每个零售商的最大期望利润为1.6175，最优订购量为57件商品(王欣怡,孙德亮,2022)。制造商的最大期望利润为8859.4，在本文的研究背景下我们兼顾了这种情况直销渠道最优库存准备量为1571，最优批发价为9.555。供应链总体的最大期望利润为8875.6。表1模糊需求下混合渠道独立决策模型结果QQwEEE5715719.5551.61758859.48875.6一体化决策情形下，供应链整体效率达到最优，Qri∗、−11N−11M此时供应链整体期望利润为三种决策模型的最大值，具体数值为10039.15，每个零售商的最优订购量是116，制造商的最优生产量是1318。表2模糊需求下混合渠道一体化决策模型结果QQE116131810039.15采用收益共享契约时，本文将批发价wi'和收益共享系数φri看作外生变量，利用式(55)和式(56)求解出Qri∗和Qm∗的表达式，再将Qri∗和Qm∗的表达式代入到收益共享下零售商的最大期望利润模型内和制造商的最大期望利润模型内。基于本文的研究前提这种情况被纳入了研究范围9−11NM同样地，依据该理论框架进行深入研究可获知使用MATLAB数学软件求解该问题，并对具体的wi'∗和φri的组合进行讨论，求解出每种参数组合下的零售商最优订购量Qri∗∗表3模糊需求下混合渠道收益共享模型结果φwQQE'E'E'0.356.59510162.41979883.69907.80.27796102131.78349679.89997.60.37939953.81759589.79627.80.197.596102561.43279416.8100310.27.595101752.16299394.69916.20.12896102181.52379182.49997.6027229168.39891.0098199143.69773.40.1589499853.51059170.99706.00.1789298234.82349114.49462.60.28909566.59279058.19124.00.078.594100383.15358916.69748.10.18.59298055.05558895.19445.7根据上述算例分析的结果，可以得到以下的管理启示： 第一，与独立决策模式相比，综上所述在收益共享下，最优的批发价偏低，零售商的最优一次性订购量更高，制造商的最优库存水平更低。同时，零售商和供应商的最大期望利润都显著提高，供应链系统的整体期望利润也更高。由此验证了本文提出的收益共享模型的可行性和有效性(郭文昊，刘雅婷,2021)。同时，就这个层面来讲对于单周期性质的商品，收益共享既降低了制造商的库存水平，又增加了n条供应链买卖双方的利润，是一个共赢的战略。借助阶段性研究成果的评估，为未来的科研工作提供了关键指导，特别是在研究方法上发现了很多可以优化的地方。前期的研究经历教会了本文哪些方法有效，哪些需要改进或抛弃。例如，在数据收集期间，应更多地考虑样本的多样性和代表性，以确保其能够准确反映目标群体的全貌。此外，针对不同的研究领域，灵活应用各种数据收集技术可以大幅提高数据的全面性和可靠性。 第二，制造商和零售商收益共享下，当批发价不变时，收益共享系数越大，收益共享程度越高，零售商的最佳订货量越少，其最大期望利润也越差。同时，尽管制造商的最大期望效益降低幅度不明显，但是制造商的最佳库存水平也降低，导致供应链整体的帕累托改进效果不佳(张雨晨,赵梓阳,2021)。这说明了收益共享下制造商和零售商应该共同合作，找到一个互利互惠且不损害自身利益的收益共享水平，从而实现多方共赢。结论主要研究成果及结论本文的主要研究成果主要有：本文构建了基于模糊需求的混合渠道一对多两级供应链系统的独立决策模型、一体化决策模型。同时以经典的收益共享契约为基础，考虑了渠道间的产品替代现象、渠道缺货问题等影响因素，构建出基于模糊需求的收益共享契约模型，并提出了利用此模型改进供应链整体绩效的解决方案。最后结合具体算例验证了该收益共享模型的可行性和有效性，并进一步辨析了收益共享契约参数对零售商订购量、生产商库存准备量、供应链成员企业的最大期望利润以及供应链整体期望利润的影响。本文的研究结论主要有以下两点：第一，研究利用收益共享契约协调供应链成员企业利益时，如果考虑到供应链不同类型渠道的渠道间替代率和具有模糊性的市场需求，能使得构建的收益共享模型更符合现实情况以及生产生活的现实要求。第二，对于模糊需求下的混合渠道一对多供应链系统，当制造商和传统渠道上的多个零售商达成收益共享时，由此行见真章收益共享程度越深，制造商的网络直销渠道的最优库存量和零售商的最佳订购量越少，供应链总体期望利润越低。不足本文研究了模糊需求下混合渠道一对多二级供应链模型的竞争与协调问题，提出了能优化供应链整体效益的收益共享方案。但是还有一些问题需要进一步分析和探讨。第一，本文仅考虑了直销渠道和传统零售渠道之间的渠道替代现象，没有考虑传统零售渠道之间的渠道替代现象。消费者面临传统零售渠道缺货时，可能转向直销渠道购买商品，由此可窥见一斑也有可能选择另一家零售商购买商品，也有可能不购买。因此为了使模型更贴近现实情况，应增加传统零售渠道间的替代率。第二，本文假设制造商和零售商都是风险中性的，然而实际问题中制造商和零售商对风险的态度可能是不同的，而且不同零售商风险态度也不同。不同主体的不同风险态度会影响自身的决策，即企业的目标不仅仅是利润最大化，还可能要增加风险小于某一个数值作为决策模型的约束。因此在混合渠道下，往供应链协调模型增加风险态度这一影响因素是有现实意义的。第三，本文仅考虑了混合渠道下两级供应链的情况，并假设了制造商和零售商之间的博弈符合动态Stackelberg博弈。但是多级供应链网络显然更符合传统零售渠道的现实情况，因此模糊需求下混合渠道的多级供应链的竞争和协调是未来具备研究价值的一个方向。

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