考虑风险规避的生鲜混合双渠道供应链协调研究

2020-06-13傅少川黄亚卿

武汉理工大学学报（信息与管理工程版） 2020年2期

傅少川,黄亚卿

(北京交通大学经济管理学院，北京 100044)

随着电子商务和互联网的不断发展，各大电商平台的发展已趋于平稳，然而线上消费模式难以给予消费者直观的购买体验，人们在购买商品时不再只是追求较低的价格，而是越来越注重购物的体验和过程。单纯线上渠道的不断优化将无法满足消费者的需求。为了寻求满足现代消费者需求的模式，2016年阿里巴巴提出了新的经营模式即新零售，可以达到线上线下融合、相互转化的效果。

农业合作社、农场的蓬勃发展使得农户在供应链上的影响力越来越强，电子商务的出现使得生鲜产地供应商可以通过线上渠道直接销售产品到用户手中，生鲜混合双渠道模式逐渐出现。如上海崇明农场，既是盒马鲜生的供应商，又有自己的线上销售渠道。这样就会使供应商和零售商不仅是合作者，还成为了竞争者，供应商和零售商的竞合关系越来越复杂，供应链冲突更加严重。生鲜作为特殊的产品，其生产和需求受季节影响明显，市场需求变化较大，对运输、包装、储存具有严格的要求，需要投入大量的成本。生鲜供应链参与者作为理性经济人，除了考虑自身利益最大化外，还要考虑自身对风险的承受能力，因此考虑供应链成员风险规避的生鲜混合双渠道供应链协调研究具有重要的现实意义。

1 文献综述

目前，已有大量学者对双渠道及生鲜双渠道供应链协调和风险规避进行了研究。如CAI等[1]研究了二级生鲜供应链，经销商对生鲜产品进行保鲜，比较两种决策下的最优决策模式，并设计了激励机制来协调供应链。肖勇波等[2]研究了远距离运输的生鲜供应链，供应商承担运输成本和运输途中的变质成本风险，零售商承担销售风险，通过建立“成本分担”契约来协调供应链。王磊等[3]考虑到消费者对生鲜产品新鲜度的高要求和供应商保鲜动力的不足，提出由零售商分担供应商的保鲜成本来达到供应链协调。白世贞等[4]从保鲜和促销角度出发，研究了由供应商-生鲜电商组成的二级供应链，提出了供应商分担电商平台保鲜成本和促销成本的“成本共担+收益共享”混合契约。郭海霞[5]针对生鲜农产品双渠道供应链农超对接流通模式进行研究，结果表明双向收益共享契约可达到协调作用。白皓[6]在生鲜供应商已有线上直销渠道的基础上，对比分析零售商开通线上销售渠道对供应链的影响，发现零售商开通线上销售渠道会同时引起渠道内冲突和渠道间冲突，并且供应商和零售商分别采取差别定价等策略，形成差别定位消费者来有效解决渠道冲突。司凤山等[7]以双渠道供应链为研究对象，探讨了零售商延迟决策的时滞价格对博弈稳定性的影响。张英等[8]利用改进Shapley值法进行供应链的利润分配研究。XIAO等[9]建立了两个制造商和两个零售商均为风险规避的动态博弈模型，制造商拥有零售和整合两种渠道，分析了制造商的批发价格和渠道结构策略是如何依赖于零售商的风险敏感度、定价能力及购买选择的。XU等[10]针对风险规避型的双渠道供应链建立了均值-方差模型，发现风险规避比风险中性下的渠道定价低。刘美玉[11]以果蔬供应商双渠道供应链为研究对象，研究了供应链成员为风险中性和风险规避两种情形下的最优定价决策和收益共享契约协调问题。方青[12]探讨了零售商双渠道供应链中，零售商的风险偏好对供应链成员之间的利润冲突和渠道冲突的影响。王虹等[13]以制造商和零售商均为风险规避的双渠道供应链为研究对象，进行供应链最优决策分析，发现当需求分布的方差固定时，风险规避并不一定总是损害系统总收益，一定条件下风险规避反而会减小分散决策的双边际效用，提高供应链总效用，实现供应链成员的帕累托改进。

综上可知，国内外学者对生鲜供应链利润分配的研究主要集在二级、三级单渠道供应链和制造商双渠道、零售商双渠道、供应商双渠道供应链上，极少对生鲜混合双渠道供应链利润分配进行研究，且较少考虑风险规避对生鲜混合双渠道供应链的影响。因此，笔者构建了供应商和零售商均具有双渠道的生鲜供应链利润模型，并考虑供应链成员的风险规避，开展生鲜混合双渠道供应链协调研究。

2 问题描述与符号说明

2.1 问题描述

笔者以一个生鲜供应商和一个生鲜零售商组成的两级混合双渠道供应链为研究对象，供应链结构如图1所示。生鲜供应商作为供应链的供应者，新增了线上销售渠道，市场规模不断扩大，为该供应链的主导企业。供应商以批发价格w将生鲜产品批发给下游零售商，同时以零售价格ps将产品直接销售到消费者手中；零售商以价格pr通过线上和线下两种渠道卖给消费者。

图1 生鲜混合双渠道供应链结构

2.2 符号说明及基本假设

(1)符号说明。ds为供应商线上需求；dr1为零售商线上需求；dr2为零售商线下需求；qs为供应商线上期望需求；qr1为零售商线上期望需求；qr2为零售商线下期望需求；ps为供应商线上销售价格；pr为零售商销售价格；w为供应商的批发价格；c为供应商单位生产成本；c1为供应商线上配送成本；c2为零售商线上配送成本；a为市场总体规模；ξ为市场波动需求的随机变量；ρ为供应商线上市场比例；γ为零售商线上市场比例；α为市场需求对价格的敏感系数；β为交叉价格弹性系数；λ1为消费者新鲜度敏感系数；λ2为交叉新鲜度弹性系数；θ为保鲜努力程度；η为新鲜度成本系数；τs为供应商风险规避度；τr为零售商风险规避度；τ为供应链系统风险规避度；Πs为供应商利润；Πr为零售商利润；Π为供应链总利润；Us为供应商效用；Ur为零售商效用；U为供应链总效用。

(2)模型假设。为了便于后续分析，做出以下假设：①供应链成员都是理性人，以自身利益最大化为目标进行决策。②供应链成员之间信息共享。③需求量是关于价格、新鲜度的线性函数，消费者对价格的敏感程度和交叉价格弹性系数大于相应的新鲜度敏感系数，且渠道自身价格对渠道需求的影响比交叉价格的影响大，即α>2β>λ1>λ2；。④不考虑经营成本，考虑线上配送成本，且供应商的配送成本高于零售商的配送成本，即c1>c2。⑤不允许缺货，订购数量即为需求量，且无剩余。⑥市场波动需求的随机变量符合均值为0、方差为σ2的正态分布，即ξ～N(0,σ2)。⑦供应链系统、供应商和零售商的风险规避度满足如下关系：τ=hτs+(1-h)τr，且τs>τr，0≤h≤1，h值取决于供应商和零售商在供应链上的影响力。

3 模型构建

3.1 集中决策下生鲜混合双渠道决策模型

风险规避下供应商与零售商的需求量分别为：

ds=ρ(a+ξ)-αps+2βpr-λ2θ

(1)

dr1=γ(1-ρ)(a+ξ)-αpr+βps+λ1θ(2)

dr2=(1-γ)(1-ρ)(a+ξ)-αpr+βps+λ1θ

(3)

集中决策是将供应链系统作为一个整体，此时供应链的总利润为：

Π=(pr-c-c2)dr1+(pr-c)dr2+

(4)

采用均值-方差的方法来构建效用函数(U)，则集中决策下的目标函数为：

(pr-c-c2)qr1+(pr-c)qr2+(ps-c-c1)qs-

(pr-c)(1-γ)(1-ρ)+(ps-c-c1)ρ)

(5)

对式(6)进行求解，可得到最优定价、渠道需求和最优效用,分别如式(6)～式(8)所示。

(6)

(7)

2(α2-2β2)c2×(2c(α-β)+a(-1+4γ)(-1+ρ)-(-1+4γ)(-1+ρ)στ-2θλ1)+

4(α2-2β2)c1(cα-2cβ-aρ+ρστ-βc2+θλ2)+4λ1θ(aα-2cα2+4cβ2-aαρ+

2aβρ+(α(-1+ρ)-2βρ)στ+αθλ1)+4λ2θ(c(α2-2β2)+

(8)

推论1风险规避下供应链集中决策的最优定价随着供应链规避度的增加而降低；需求量的变化则与之相反。这是因为当供应链成员存在风险规避时，为了降低风险，供应链成员会选择降低价格来提高消费者需求。因此，当供应链成员越规避风险，会越降低价格来刺激消费者，从而提高消费者的需求。

推论2集中决策下，零售商线上市场占比对供应商与零售商的定价没有影响。这是因为零售商线上线下的价格是相同的，不存在渠道竞争关系，所以零售商线上市场占比对零售商的定价没有影响，从而对供应商的定价也没有影响。供应商线上市场占比对供应商的定价具有正向影响，对零售商的定价具有负向影响。这是因为随着供应商的市场占有率逐渐上升，消费者更倾向于线上从供应商处购买，供应商对于市场的主导地位不断提升，在决策过程中占据优势，因此会提高最优定价；反而零售商会降低价格来获得消费者的青睐。

推论3零售商对保鲜努力程度的提高，会对零售商的定价产生正向影响，同时促进消费者的需求量。由于新鲜度的提升，促使消费者购买量提升，进而其售价也会提高。而供应商的定价取决于消费者对交叉新鲜度系数的影响，当其影响过高时，将会降低价格以提高销售量。

3.2 分散决策下的Stackelberg博弈模型

供应商和零售商的利润分别为：

则风险规避下供应商和零售商的效用函数分别为：

(10)

供应商作为Stackelberg博弈的主导者，零售商根据供应商的批发价格w和供应商的线上销售价格ps来决策使自身利润最大化的销售价格pr，然后供应商根据零售商的价格pr确定利润最大化下的最优批发价格和最优线上销售价格，从而零售商的最优价格也得以确定。

(11)

(12)

(13)

综上可知：供应商作为整个供应链的主导者，其决策不受零售商影响，故其最优定价与零售商的风险规避度无关，但零售商作为追随者，根据供应商的最优定价来定价，因此零售商的定价决策受供应商风险规避度的影响；随着供应商风险规避度的增加，供应商的线上销售价格降低，零售商为了提高渠道竞争，吸引更多的消费者，也降低零售价格；当零售商的风险规避度增加时，零售商的需求量会增加，此时供应商通过提高批发价格来提高自身利益。与集中决策相比，分散决策下的供应链总效用小于集中决策下的供应链总效用。

4 风险规避下的供应链协调

考虑风险规避情况时，供应链上各成员均是作为独立的个体追求自己独立的目标，这导致了双重边际效应的产生，使得供应链总体效用低于集中决策下的供应链效用，且由于渠道之间的冲突，使得供应链不协调。为了缓解渠道冲突，促进成员间的合作，需要构建一定的契约机制解决渠道冲突，消除双重边际效用。为此，笔者构建了“风险分担+收益共享”契约来实现供应链协调，并使得各成员实现帕累托改进。

“风险分担+收益共享”契约是指供应商以较低的批发价格w将生鲜产品批发给零售商，零售商将其全部收入的一定比例k2补偿给供应商，并分担供应商一定比例k3的风险，以达到供应链的协调。此时双向收益共享契约下生鲜混合双渠道供应链上各成员的决策模型可表示为：

Us=(k2pr+w-c)(qr1+qr2)+(ps-c-c1)qs-

(1-k3)τsσ[(1-ρ)(k2pr+w-c)+ρ(ps-c-c1)]

(14)

Ur=((1-k2)pr-w-c2)qr1+((1-k2)pr-w)qr2-

(1-γ)(1-ρ)((1-k2)pr-w)]-k3τsσ×

[(1-ρ)(k2pr+w-c)+ρ(ps-c-c1)]

(15)

当“风险分担+收益共享”契约中契约参数满足以下条件，该契约能达到供应链协调：

(16)

契约参数w随着k2和k3的变化而变化；在其他情况不变的情况下，零售商分担供应商的风险比例k3固定。因此，只需通过调整零售商补偿给供应商的收益比例k2来实现供应链各成员的帕累托改进，零售商补偿给供应商的收益比例k2满足推论4。

5 算例分析

为了更直观地反映生鲜的新鲜度、渠道规模、风险规避度、契约参数等对供应链成员最优决策、最优利润(效用)及利润分配的影响，运用具有线上销售渠道的果园A与其下游具有线上和线下销售渠道的公司H的实际数据进行实证分析，以验证模型结论的有效性。具体参数如表1所示。

表1 风险规避下的参数表

5.1 不同决策方式下的最优决策分析

风险规避的最优决策结果如表2所示，可看出无论是集中决策还是分散决策，风险规避下供应链成员均会降低价格来吸引消费者，获得更多的需求，以防止风险带来的需求量降低。分散决策下零售商为实现自身效用最大化，提高了销售价格，导致双重边际效应的产生，使得分散决策下的供应链总期望利润和效用低于集中决策下的供应链总期望利润和效用。

表2 风险规避情况下的最优决策

5.2 风险规避系数的灵敏度分析

集中决策下风险规避系数对供应商和零售商最优定价的影响如图2所示，可以看出集中决策下，供应商和零售商的最优定价均随着双方风险规避系数的提高而降低，并且由于供应商在整个供应链的影响力较大，因此供应商风险规避系数对最优定价的影响较大，即随着供应商风险规避系数τs的提高而引起的最优定价的下降幅度，要高于零售商风险规避系数τr的提高而引起的最优定价的下降幅度。

图2 集中决策下风险规避系数对供应商和零售商最优定价的影响

分散决策下风险规避系数对供应商和零售商最优定价的影响如图3所示，可以看出分散决策下，随着供应商风险规避系数τs的提高，供应商和零售商的最优定价均降低，且因为供应商占据主导地位，零售商根据供应商的决策做决策，所以供应商风险规避系数对零售商最优定价影响较大，当供应商降低价格提高需求量时，零售商为了吸引消费者，占据更多的市场份额，会更多地降低价格；随着零售商风险规避系数τr的提高，供应商线上最优零售价格不受影响，零售商最优定价降低，为了提高收益，供应商会提高批发价格，因此供应商的批发价格随着零售商风险规避系数的提高而增加。

图3 分散决策下风险规避系数对供应商和零售商最优定价的影响

结合图2和图3可以看出，集中决策下供应链的期望收益随着供应商和零售商的风险规避系数的提高而下降，而分散决策下供应链总期望利润则与之相反。原因在于分散决策下，供应商和零售商为了保证利益最大，规避风险带来的损失，不断地提高各自的期望利润，供应商的期望利润随着自身风险规避系数的提高而降低，随着零售商风险规避系数的增加而提高，其中增加幅度要大于减少的幅度，零售商亦然。因此分散决策下，供应链总期望利润与风险规避系数呈正相关关系。

集中决策下和分散决策下风险规避系数对供应链效用的影响如图4和图5所示，可知随着供应商风险规避系数τs和零售商风险规避系数τr的提高，集中决策和分散决策下供应链总效用均下降；分散决策下供应商和零售商的效用均随自身风险规避系数的提高而下降，随对方风险规避系数的提高而上升，效用增加的幅度未能抵掉下降的幅度，因此总效用随双方风险规避系数的提高而下降。