需求受多变量影响的闭环供应链模型研究初探

胡懿

摘 要：本文构建了由一个直接从事再制造活动的制造商和一个零售商组成的闭环供应链系统。通过研究发现：闭环供应链系统在VN权力结构下的利润是三种分散决策模型中最大的，在MS权力结构下的利润是最小的。

关键词：闭环供应链；质量管理；回收努力；销售努力；博弈论

1 引言

随着移动互联网的飞速发展和移动智能设备软硬件功能的不断完善，消费者对产品的需求日趋于多样化和个性化。

大量文献研究了不同权力结构对供应链系统的影响和渠道冲突的协调机制。王文宾等探讨了一个制造商和一个零售商组成的闭环供应链在不同权力结构下的定价策略和协调方法。聂佳佳等研究了不同的战略联盟渠道结构对第三方负责回收闭环供应链的影响。Fan等运用进化博弈理论分析了基于存货型的产品动态定价策略和生产规划问题。Hong等研究发现制造商回收或者零售商回收对制造商而言是最有利的。Chuang等研究发现制造商直接回收渠道所花费的回收费用最低。高举红等探讨了销售商的低价促销决策或绿色促销决策对闭环供应链系统绩效的影响。Gao等研究了回收服务、产品销售价格策略和销售努力水平对不同权力结构下闭环供应链的影响。Gurnani等利用二部收费契约实现了不同合同结构的协调。张汉江等运用最优激励理论，探讨了单一制造商采用激励契约合同可以实现闭环供应链系统成员间的协调。

综合以上文献，本文将制造商的产品质量、对再制造产品的回收努力水平和零售商的销售努力水平作为内生变量，并考虑不同权力结构，整个闭环供应链系统的最优策略。并通过零售商以最低销售价格为基准的契约合同，实现了不同权力结构下，整个闭环供应链系统的协调。最后，本文分析了产品质量、再制造品的回收努力和零售商销售努力，提高产品质量付出的固定成本和付出努力的固定成本对不同决策模型的最优解的影响。

2 问题描述和基本假设

本文构建了由一个制造商和一个零售商组成的闭环供应链系统。其中制造商制造新产品和回收旧产品用于再制造并将产品批发给零售商销售。假设新产品和再制造产品的功能和质量无差异，且消费者对产品的购买无选择性差异。首先，制造商将产品质量为q的商品以单位批发价格w批发给零售商，假设制造商有足够的制造能力满足市场需求。零售商为获取单位产品纯利润t，以单位销售价格p出售产品，并付出相应的销售努力g。制造商通过付出回收努力s，并以单位价格A回收旧产品用于再制造，那么制造商和零售商如何确定最优的质量和服务以实现利润最大化，为了便于模型的分析求解，做了如下主要假设：

（1）大量文献假设产品的质量成本是产品质量水平的二次函数。

（2）制造商对产品回收的投资收集努力为s。

（3）零售商可以通过产品营销活动，广告宣传等销售努力扩大产品的销售量。

（4）再制造产品与新产品无性能和质量差异，且在同一市场以相同的价格出售。

（5）假设产品的需求量D是产品的销售价格p、产品的质量q、零售商的销售努力g和制造商的回收努力s的线性函数。

（6）假设销售商和零售商两者都是风险中性的和以各自利润最大化的决策者，且双方拥有的信息是完全对称的。

3 模型的分析和求解

本文主要分析了集中决策和三种不同渠道权力结构下分散的闭环供应链模型。分别为：制造商Stackelberg（MS）、零售商Stackelberg（RS）、垂直的Nash（VN）三种。

3.1 集中决策模型（C）

在集中决策闭环供应链系统中，假设制造商和零售商构成一个整体联合决策闭环供应链系统的最优零售价格p*c、最优的产品质量q*c、最优的销售努力g*c和回收努力s*c，使整个系统利润最大化。此时，集中决策闭环供应链模型的最优目标函数如下：

3.2 制造商Stackelberg决策模型（MS）

在MS模型中，制造商是Stackelberg的领导者，零售商是Stackelberg的追随者。首先制造商w决定产品的单位批发价格w、产品质量q和回收努力s；然后销售商以此为基础决定产品的单位产品的销售利润t和销售努力g。例如，电子行业，产品回收活动由设备制造商管理和制造新产品。此时，制造商Stackelberg决策模型的最优目标函数如下：

根据逆向求解方法，求解方程组

可得到制造商的批发价格w、产品质量q和回收努力s为 将 代入 后求解方程组

可得到零售商的单位产品的最优销售利润

和最优销售努力 将 代入

可求得 将最优决策结果分别代入回收率函数、需求函数和利润函数可求得各最优解。

3.3 零售商Stackelberg决策模型（RS）

在RS模型中，零售商是Stackelberg的领导者，制造商是Stackelberg的追随者。首先零售商决定单位产品的销售利润t和销售努力g；然后制造商商以此为基础，决定产品的单位批发价格w、产品质量q和回收努力s。此时，零售商Stackelberg决策模型的最优目标函数如下：

3.4 垂直Nash决策模型（VN）

在VN模型中，制造商和零售商都不是Stackelberg的领导者，两者同时独立决策。

4 结论

根据以上结论可知，闭环供应链系统在分散决策下，存在“双重边际化”影响，不能实现整个闭环供应链系统的协调。

参考文献

[1] 易余胤，梁家密.奖惩机制下的闭环供应链混合回收模式[J].计算机集成制造系统，2014，01：215-223.