两级制造商闭环供应链问题研究

李润升

摘 要：文章在以往研究的基础上，建立了一个由核心零部件制造商、成品制造商和销售商组成的两级制造商闭环供应链模型，利用Stackelberg博弈理论，分析了在分散决策情况下各节点企业的批发价格、销售价格和废旧品回收价格。通过与集中决策对比发现分散决策情况下系统利润小于集中决策时的系统利润。最后采用收入费用共享契约对系统进行了优化，实现了闭环供应链的协调。

关键词：闭环供应链；两级制造商；收入费用共享契约

中图分类号：F273.7 文献标识码：A

Abstract： On the basis of previous research， this paper built a two levels of manufacture of closed loop supply chain model with core components manufacturers， finished products manufacturers and distributors. Using Stackelberg game theory， analyzes wholesale price， retail price and recycling price of each related companies on the condition of decentralized decision making. Found its system profit is less comparing with the system profit under centralized decision-making. Through adoption of revenue and expense sharing contract， the system can be improved to realize the closed-loop supply chain coordination.

Key words： closed-loop supply chain； two levels of manufacture； revenue and expense sharing contract

0 引 言

闭环供应链（Closed Loop Supply Chains，CLSC）是2003年提出的新物流概念，是一种在传统供应链的基础上包含了产品退回、物料替代、物品再利用、废弃处理、再处理、维修与再制造等流程的物流活动。随着人们对环境问题的日益重视，可持续发展问题已经深入人心，道德和伦理责任成为推动闭环供应链发展的重要因素，认真履行企业责任有利于树立企业形象，增加企业无形资产，企业才能得到社会的认可，这能够为企业带来不容忽视的经济效益。因此闭环供应链在越来越多的企业中得到应用，成为物流与供应链管理一个新的发展趋势。在国际上，许多著名企业如沃尔沃、柯达、施乐等都已经关注废旧品的回收再利用问题，并已逐渐实施闭环供应链管理。

闭环供应链从提出到如今虽然仅仅只有十多年的时间，但已经引起了学者们的广泛关注并积累了丰富的研究成果。徐家旺[1]等通过对闭环供应链管理问题的研究指出闭环供应链的主要内容包括逆向物流的回收和重新利用问题、闭环供应链的结构设计、闭环供应链运作、闭环供应链契约协调、闭环供应链不确定性问题。Fleischmann[2]等人通过对闭环供应链的研究将闭环供应链的回收渠道划分为三种形式：①制造商回收（Manufacturer Owned Collection）；②零售商回收（Retailer Owned Collection）；③第三方回收（Third Party Owned Collection）。易余胤[3]研究了不同主导下的一个由单一制造商、两个竞争零售商和第三方回收方组成的闭环供应链系统并进行了对比分析。聂佳佳[4]研究了信息共享对制造商负责回收的闭环供应链的影响。王堃颍[5]研究了销售商主导下考虑努力因素的收入共享契约。陈菊红等[6]研究了第三方负责回收再制造的闭环供应链的契约设计。郭亚军[7]等利用Stackelberg理论研究了基于第三方的一类闭环供应链协调问题。王文宾[8]等研究了奖惩机制下的制造商竞争的闭环供应链的决策模型问题。李新然[9]等基于博弈论研究了制造商回收再制造的闭环供应链的模型问题。张克勇[10]研究了闭环供应链系统的定价与协调机制问题。以往这些针对闭环供应链的研究虽然获得了丰富的成果，但这些研究不论是基于制造商回收、销售商回收或者第三方回收，其建立的模型大多是以一个制造商一个销售商组成的简单的闭环供应链模型。对于更为贴近实际的多个制造商或销售商问题的研究较为少见。

本文在前人研究的基础上，将以往简单的一个制造商一个销售商模型扩展到由一个核心零部件制造商、一个成品制造商和一个销售商组成的二级制造商闭环供应链模型。运用Stackelberg博弈理论对模型进行研究分析，并将传统的双方收入共享契约扩展应用到此模型中。

1 问题描述

1.1 基本模型

本文针对两级制造商制造、销售商销售、成品制造商回收废旧品的闭环供应链模型进行研究。模型结构示意图如图1所示。

图1即本文将要研究的由两级制造商组成的三级闭环供应链模型。在此模型中核心零部件制造商是系统的领导者，成品制造商和销售商是追随者。假设三个节点企业之间是信息共享的，不考虑三个节点企业的风险偏好，并假设三个节点企业都是完全理性的。成品制造商从核心零部件制造商处采购核心零部件制造成品并批发销售给销售商，销售商将商品销售给顾客，成品制造商从市场上回收废旧品并将回收的核心零部件销售给核心零部件制造商进行再制造。假设回收品均需经过在加工才能重新用于组装成品且以回收产品重新制造的产品与以新原料制造的产品不存在质量差异。

1.2 符号说明

p：产品的零售价格，是决策变量。

w：核心零部件的批发价格，是核心零部件制造商的决策变量。

w：成品批发价格，是成品制造商的决策变量。

c：核心零部件制造商以新原料制造核心零部件的单位成本，是常量。

c：核心零部件制造商以回收产品再制造的单位成本，是常量。c

c：成品制造商以新原料制造产品的成本，是常量。

c：成品制造商以回收产品再制造的成本，是常量。c

b：核心零部件从成品制造商处回收核心零部件的单位成本，是决策变量。b<Δ。

b：成品制造商从市场回收废旧品的单位成本。是决策变量。b<Δ。

Dp：产品的市场需求量，是决策变量p的函数。Dp=α-βp，其中α、β为常量，且α、β>0。α表示市场容量，β表示市场需求对价格的敏感系数。

通过比较式（6）和式（10）可知，p

通过比较式（8）和式（10）可知，π<π，表明在集中决策时供应链整体利润大于分散决策时的供应链整理利润。说明在分散决策时供应链中出现了双重边际效应，系统没有达到最优，仍可通过协调优化供应链进一步提高供应链总体利润。

4 闭环供应链的协调优化

在传统的开环供应链的协调优化中，一般采用收入共享契约来实现供应链的协调。在运用收入共享契约时，供应链各节点企业以一定比例分享供应链的整体利润，这种契约可以很好地解决传统的开环供应链的协调问题，但是在闭环供应链中由于存在废旧品的回收过程，产生了回收费用问题。在只分享利润的情况下不能很好地解决闭环供应链的协调问题。

由此可知，①收入费用共享契约可以使闭环供应链达到最优，供应链各节点分别以φ的比例分享销售收入和回收费用；②供应链各节点企业可以通过协调φ的值来调整各自的利润，调整结果取决于各企业的沟通能力。

5 结束语

本文研究两级制造商闭环供应链的协调问题，建立了一个核心零部件制造商、一个成品制造商和一个销售商的闭环供应链模型，通过运用Stackelberg博弈理论，对分散决策和集中决策进行了对比分析，发现分散决策时存在双重边际效益现象，系统没有达到最优，最终通过收入费用共享契约对其进行了优化协调。需要指出的是，影响闭环供应链协调问题的因素很多，本文的研究中是在信息共享和不考虑各节点企业风险偏好的情况下进行的，未来也可在不对称信息和考虑企业风险偏好的情况下进行研究。

参考文献：

[1] 徐家旺. 闭环供应链管理问题的研究进展[J]. 系统工程， 2008，26（8）：1-10.

[2] Fleischmann M， Krikke H R， Dekker R， et al. A characterization of logistics networks for product recovery[J]. Journal of Operations Management， 2003，21（3）：259-279.

[3] 易余胤. 不同主导力量下的闭环供应链模型[J]. 系统管理学报，2010，19（4）：389-396.

[4] 聂佳佳，熊中凯. 信息分享对制造商负责回收的闭环供应链的影响[J]. 工业工程与管理，2009，14（5）：1-7.

[5] 王堃颍. 销售商主导下考虑努力因素的供应链收益共享契约研究[J]. 物流科技，2015（7）：123-124.

[6] 陈菊红，史成东，郭福利. 第三方负责回收再制造闭环供应链契约设计[J]. 工业工程与管理，2010，15（2）：17-21.

[7] 郭亚军，李少江，赵礼强. 基于第三方的一类闭环供应链协调问题研究[J]. 工业工程与管理，2007（5）：18-22.

[8] 王文宾，陈琴，达庆利. 奖惩机制下制造商竞争的闭环供应链决策模型[J]. 中国管理科学，2013，21（6）：57-63.

[9] 李新然，牟宗玉，宋志成. 基于博弈论的制造商回收再制造闭环供应链模型研究[J]. 科研管理，2013，34（9）：64-71.

[10] 张克勇. 闭环供应链系统定价与协调机制研究[M]. 北京：经济管理出版社，2013.