
第二节 文献综述
从需求随机、产出随机以及产出和需求双边随机三个维度,可将与本书密切相关的国内外研究分为以下三类:(1)需求随机供应链管理研究;(2)产出随机供应链管理研究;(3)产出和需求双边随机供应链管理研究。下面分别进行回顾和总结。
一 需求随机供应链管理研究
需求随机供应链管理一直是供应链管理研究的热点。多年来,国内外对需求随机供应链管理的研究取得了丰硕成果。由于供应链是由供应商、制造商、分销商和零售商等相对独立的利益主体通过合作关系组成的功能网链结构,而各主体间的相互合作关系主要通过供应契约(Supply Chain Contract)体现。当前,基于各种契约对需求随机供应链管理进行研究已成主要趋势之一。
供应链中最简单的契约是批发价格契约(Wholesale Price Contract),但批发价格契约不能解决供应链各主体追求自身利益最大化所导致的双重边际效应(Double Marginalization)和供应链整体绩效的损失[10]。为此,各种各样的供应链契约被设计并运用于需求随机供应链管理以降低或消除双重边际效应,实现收益共享、风险分担,进而达到供应链协调,提高供应链整体绩效。其中,被广泛关注的契约主要有:回购契约(Buy Back Contract)、收益共享契约(Revenue Sharing Contract)、数量折扣契约(Quantity Discount Contract)、期权契约(Option Contract)等。下面分别针对上述契约的典型研究文献进行回顾。
1.批发价格契约
批发价格契约是一个最基本的契约,是指供应商和零售商相互签订契约,零售商根据市场需求和批发价格决定订购量,供应商根据零售商的订购量组织生产,零售商承担产品未卖出去的一切损失。可见批发价契约中,供应商的利润是确定的,不用承担市场风险,而零售商则承担全部市场需求风险。虽然该契约在一般条件下不能实现供应链协调,但因其简单易行,管理方便,目前仍是供应链管理实践中运用最为广泛的一种契约。而基于批发价格契约研究需求随机供应链管理也一直受到众多学者广泛关注,特别在订购/库存管理、定价管理、订购/库存和定价联合管理等方面取得了大量的研究成果。
订购/库存管理方面,陈旭研究考虑顾客需求信息更新的易逝品的批量订货策略,制造商通过为零售商提供两次订货机会,来实现制造商和零售商的共赢。通过对开始时刻和顾客需求信息更新后的系统进行建模和讨论,得到了在两次订货条件下零售商应该采取的优化的订货与调整策略[11]。曹细玉等通过将品牌广告和地方促销广告联合投入对需求的影响引入易逝品供应链,建立了需求不确定环境下品牌广告、地方促销广告联合投入和订货量博弈的模型,指出易逝品供应链中广告投入存在道德风险问题,并给出了消除易逝品供应链中不协调的方法思路[12]。Minner和Transchel研究了生产提前期、保质期和服务水平等约束下的食品供应链订购管理问题[13]。Fang等研究了供应商的成本信息不对称对组装商采购决策的影响[14]。
定价管理方面,Feng和Xiao研究了风险敏感供应商的短期定价策略[15]。Xu和Cai假定需求和成本均与交货期相关,在服务水平约束下,探讨了可相互替代产品的定价策略[16]。
Talebian等运用动态随机规划模型,研究了贝叶斯更新需求信息下多产品的品类管理和定价决策。在需求随机供应链定价管理研究中,除产品本身面临的各种风险外,顾客购买行为也逐渐受到研究者的广泛关注[17]。如Aviv和Pazgal比较研究了有限数量时尚季节商品的随行就市(Contingent)和宣布固定折扣两种定价策略[18]。Liu和Zhang研究了两个企业提供纵向差异化产品的动态定价策略[19]。Prasad等考虑一个垄断厂商提供两种产品,在面临混合短视顾客和战略顾客时,比较研究了保留产品定价策略和混合捆绑定价策略[20]。
订购/库存与定价联合管理方面。Biller等分析了有限产能的多产品生产、库存与定价的集成优化问题[21]。在产品需求相互独立和利润函数是凸函数的情况下,给出了求解最优定价与生产策略的贪婪算法。Lim假定批发价格为需求的下降幂函数,需求为零售价格的下降幂函数,基于鲁棒优化方法研究了零售商的最优订购和定价联合决策问题[22]。Katsifou等针对零售业常用的将常规产品和时尚产品组合销售模式,给出了优化模型并应用迭代启发式算法分析零售商产品选择,库存优化和产品定价[23]。Ghoniem和Maddah应用多周期混合整数非线性规划模型研究了相互替代的多产品品类选择、库存和价格优化管理问题[24]。另外,在考虑战略顾客行为下,Cachon和Swinney研究了单产品零售商同时面对短视顾客、抄底顾客和战略顾客三类时的库存与降价策略[25]。Du等研究了在具有价值递减和风险偏好战略顾客行为下的单周期库存与定价决策[26]。
2.回购契约
回购契约也称退货契约,是供应商以一定价格(通常低于批发价)购回期末零售商还没有卖出去的部分或所有产品,以此激励下游零售商在期初增加订购量,供应商和零售商共同分担市场需求不确定的风险。回购契约经常应用在因各种原因而周期短的产品,例如腐朽医药行业、产品过期计算机软硬件、贺卡、报纸、杂志、需求饱和图书、唱片等。最早研究回购契约的是Pasternack,他在研究一类易逝品的定价问题中指出,当回购价低于批发价或供应商仅回购零售商的部分剩余商品时,供应链可以达到协调[27]。之后,大量学者对回购契约进行了研究,如Lau等分析了生产商如何确定最优批发价和回购价以实现供应链协调[28]。Xiao和Raghunathan研究了信息不对称下回购契约对制造商和零售商最大期望利润的影响[29]。
Choi等假定销售商和制造商均为风险规避,运用均值方差(Mean-variance)效用函数研究风险规避对回购策略的影响[30]。汪贤裕和肖玉明基于返回策略分析供应链协调与风险分担问题[31]。该模型含有两种常见的返回政策:比例回购和折价回购。研究结果表明返回策略可以协调供应链,当供应链协调时,供应链的风险在供应商和销售商之间的分担情况由回购折价参数和回购比例参数决定,并且风险分担情况符合一般的收益和风险之间的权衡关系,即获得的收益越高,承担的风险就越大。供应商的最优回购契约是:供应商允许销售商对剩余订货全部按批发价退货,供应商采用边际成本加成定价的方式来确定批发价,加成比例由市场需求的满足率决定;在最优情形下,节点企业分担的风险之比等于两企业在供应链最优订货量处的边际成本之比。Lee和Rhee考虑库存和资金都面临约束,但存在外部融资下,供应链基于回购契约的协调问题[32]。Chung和Erhun研究同时提供新旧两种易逝品的供应链,给出了两级回购契约协调供应链的条件[33]。
上述文献主要针对一对一供应链结构进行研究,而没有考虑多对一或一对多时供应链成员的竞争问题。Bernstein和Federgruen考虑零售价格内生,基于回购契约研究了一个供应商和多个经销商的供应链协调问题[34]。Yao等在单个制造商和两个零售商情形下,研究了零售商的零售价格和订购决策以及制造商的回购策略[35]。Krishnan和Winter考虑零售商不仅在价格上竞争而且在满足率上也竞争情形,探讨了易逝品的耐用性对单个制造商和多个零售商供应链系统基于回购契约协调策略的影响[36]。Wu在两寡头垄断制造商和单零售商系统中,分别研究了纵向整合(Vertical Integration)和制造商主导(Manufacturer's Stackelberg)模式下回购契约对零售价、订购量和批发价格的影响,并指出两种竞争模式下回购契约都能提高供应链绩效[37]。
随着电子商务的快速发展,部分学者在电子商务环境下对回购契约进行了研究。如徐经意研究了B2B电子市场环境下考虑在线议价能力的回购契约协调问题[38]。探讨了B2B电子市场下的信息不对称、生产商竞争和收费方式等电子市场特征和电子市场主体的决策偏好特性、零售市场的需求特性等因素对B2B电子市场下的供应链契约特征和供应链系统效率的影响。Choi等运用均值方差方法研究了电子商务市场下供应链基于回购策略的协调问题,并探讨了电子商务市场对回购策略的影响[39]。Li等研究了考虑顾客退货的时尚品B2B供应链最优定价和订购策略,并设计了回购契约来协调供应链[40]。
3.数量折扣契约
数量折扣契约是指供应商为激发零售商加大订购量,按照零售商订购数量多少对批发价进行折扣定价。在该契约中,供应商规定零售商在不同订幅范围内享有不同批发价,批发价不再固定,而随零售商订购量的增加而降低。Monaha最早研究了线性折扣问题,并指出实施数量折扣对于供应商和零售商双方都有利[41]。Lee和Rosenblatt进一步考虑供应商持有库存成本和固定成本,对供应商生产批量和批发价格制定等问题进行了研究,最后也指出实施合理折扣可以提高买卖双方的收益[42]。邵晓峰和黄培清在不考虑缺货成本时,分别给出了供应商和零售商合作与非合作情形下数量折扣契约提高供应链绩效的价格折扣率区间[43]。Zhou假定价格敏感需求和不确定需求参数为零售商私有信息,研究了两级供应链在数量折扣契约下的协调和定价决策[44]。Zhang和Luo基于数量折扣契约分别研究了对称与非对称信息下供应商的最优契约设计问题,指出数量折扣契约对供应商总是有利的[45]。Zissis等研究指出即使在信息不对称情况下,数量折扣契约也能协调制造商和零售商组成的两级供应链系统[46]。
在考虑多对一或一对多时供应链成员的竞争情况下,Chen等研究了如何采用数量折扣契约协调一个由单个供应商和多个零售商构成的供应链系统[47]。Yang和Wee考虑生产和需求速率固定,研究了数量折扣契约下单一供方和多个买方构成的易逝品系统的生产、库存及协调问题[48]。Cachon和Kök比较研究了批发价格契约、数量折扣契约和两部定价契约在一个多制造商和单零售商供应链系统中的协调问题[49]。Lee和Yang在两供应商和单零售商系统中比较研究了信息不对称下数量折扣契约和两部定价契约对供应链绩效的影响[50]。
4.收益共享契约
收益共享契约是指供应商以低于成本的批发价将商品卖给零售商,并要求零售商将销售收入的一定比例(事先约定)返还给供应商,以补偿低批发价带来的收益损失。
事实上,该契约通过销售季节前降低零售商产品购买成本而在销售季节末分享其真实收入实际上承担了零售商在销季节中的部分需求不确定性风险,这给零售商提供了提高订购产品数量的激励。收益共享契约把契约设计的关注点放在了零售商的收入上。1997年,视频租赁企业Blockbuster公司与其供应商实施收益共享契约,并获得了巨大成功后,该契约迅速得到企业界和学术界的广泛关注。早期,学者们主要研究收益共享契约在音像租赁行业的价值,他们指出收益共享契约能够有效降低供应商与零售商之间的冲突,改善供应链双方的收益,并实现供应链协调。随之,大量学者在一般供应链环境下考虑各种情景对收益共享契约进行了研究。
在考虑多对一或一对多的供应链成员竞争情形下,Gerchak和Wang将收益共享契约运用于研究多个供应商与一个制造商的供应链系统协调问题[51]。柳键和马士华假定零售价格是销售量的线性减函数,在一个上游供应商和N个下游制造商系统中考查了收益共享契约对供应链协调的能力[52]。Yao等研究了收益共享契约在一个供应商和两个竞争性分销商组成的供应链中的运用情况[53]。Pan等同时在两个制造商—单个零售商系统和单个制造商—两个零售商系统中比较研究了不同市场结构下收益共享契约与批发价格契约[54]。Jiang等探讨了两个制造商—单个分销商—单个零售商系统在收益共享契约下的协调问题[55]。
以上研究仅考虑了传统渠道之间的竞争。随着电子商务的迅猛发展,电子渠道与传统渠道之间竞争引起一些学者关注。如陈忠和艾兴政应用贝叶斯推断原理构建电子渠道与传统渠道信息共享与基于电子渠道的收益分享合作机制,探讨了该合作机制的实施环境和范围,并分析了市场竞争、市场风险、市场潜在规模、信息预测能力对双渠道信息共享与收益分享策略选择的影响[56]。Chiang在允许缺货下给出了双渠道供应链的库存竞争与协调模型。研究指出,收益共享契约只能缓解渠道冲突,仅当其与库存成本分担策略组合时才能使得供应链协调[57]。Xu等运用均值方差模型研究了双渠道供应链中决策者风险偏好对基于收益共享契约的供应链协调策略的影响[58]。
5.期权契约
随着市场竞争加剧和环境快速多变,供应链面临的不确定性和风险愈加突出,期权契约作为供应链风险对冲的一种有效工具,早已受到理论界重视并被实务界广泛运用。Wang和Chen详细综述了考虑期权契约的需求随机供应链管理相关研究[59]。下面将从看涨、看跌和双向期权对主要研究进行回顾和总结。
(1)看涨期权
自Ritchken和Tapiero将看涨期权契约引入库存采购管理以来,众多学者对考虑看涨期权的需求随机供应链管理进行了研究[60]。如Barnes-Schuster等构建了需求相关的两阶段看涨期权博弈模型,研究了销售商的订购策略、供应商的生产策略以及供应链协调策略[61]。Wang和Liu在零售商主导型供应链中研究了基于看涨期权的需求风险分担与供应链协调问题[62]。Zhao等采用合作博弈方法研究了单个制造商和单个零售商的易逝品供应链在看涨期权契约下的协调问题[63]。慕银平等基于采购和销售集成的思想,考虑一个易逝品经销商通过同时优化实物产品和期权采购量以及预售折扣以规避市场风险[64]。Wee和Wang基于看涨期权契约研究了零售商可以延期交货情形下的收益分享协调机制[65]。Nosoohi和Nookabadi考虑制造商占主导且以客户为中心,在看涨期权契约下研究了制造商的订购策略、供应商的生产策略以及供应链的协调条件[66]。
以上研究对象都是一般供应链。崔爱平和刘伟将看涨期权契约引入物流服务供应链管理中,研究集成商与分包商物流能力的订购、投资决策以及协调机制[67]。王婧和陈旭将看涨期权契约引入生鲜农产品供应链管理中,考虑生鲜农产品的数量和质量双重损耗,研究了农产品批发商的最优订购策略和农产品供应商的最优配送策略[68]。Liang等将看涨期权机制引入救济物资供应链采购管理,考虑一个买家[如民政事务部、联邦应急管理局(FEMA)等]向救济物资卖家购买看涨期权以降低灾难带来的损失,期权只有当灾难发生时才被执行[69]。叶飞等基于订单农业特点及实践中普遍存在的“保底收购,随行就市”订单价格机制,构建了“公司+农户”型订单农业供应链的决策模型,提出了一种“B-S期权定价+生产协作+保证金”的合同机制来协调此类订单农业供应链[70]。Wang和Chen考虑生鲜农产品数量损耗下,在报童模型中基于加法需求函数研究了零售商的定价和订货联合决策[71]。
以上研究都基于决策者是风险中性的假定。胡本勇和陈旭构建了基于期权销量担保同时考虑决策风险偏好和努力水平的供应链博弈模型,并分析了双重因素对参与企业的决策及供应链协调的影响[72]。程永文和周永务设计同时考虑订购过剩风险和短缺风险的效用函数研究了期权契约和回购契约下风险规避对零售商最优订购的影响[73]。Chen等考虑采用看涨期权来协调一个风险中性供应商和一个风险规避零售商组成的供应链[74]。
以上研究都没有考虑约束条件,Chen和Shen针对易逝品供应链面临降低需求风险和提高顾客服务水平的实际挑战,创新性地将期权博弈和服务水平约束纳入统一的研究框架,通过构建服务水平约束下的易逝品供应链看涨期权博弈模型,研究了易逝品供应链订购、生产和协调策略[75]。胡本勇等运用非线性规划方法研究了销售商存在采购资金约束时供应链在看涨期权契约下的协调问题[76]。Feng等则研究了同时存在采购资金约束和外部融资时零售商的组合采购策略[77]。以上研究关注的是一对一的简单供应链。宁钟和林滨分别研究了多供应商和多分销商供应链模型中的独立式期权机制,单供应商和多分销商供应链模型中的嵌入式期权机制[78]。
以上文献均只考虑从契约市场获取产品,而没有考虑现货市场存在情形。Spinler等构建了考虑边际生产成本、现货价格以及市场需求等风险情形下的最优期权订购模型和卖方的最优定价模型[79]。Wu和Kleindorfer基于B2B市场,研究了单个买方面临多个具有能力约束的卖方在期权契约和现货市场共存下的组合采购策略[80]。Fu等考虑顾客需求与现货市场价格的相关或独立关系,研究了零售商通过批发价格契约或/和期权契约同时向多个供应商订货的组合采购策略,并讨论了需求形式(与现货价格相关或独立)对最优策略的影响[81]。在该文献基础上,Fu等研究了零售商的订购定价联合决策问题[82]。Lee等运用动态规划方法构建了存在能力限制和固定订购成本约束的零售商期权和现货组合采购决策模型,并通过有效算法求解得到零售商的最优期权和现货组合采购策略[83]。Inderfurth等运用随机动态规划方法研究了考虑看涨期权和现货市场共存下零售商的多周期采购决策模型[84]。Boyabath研究了一种原料投入产出两类产品的企业在期权契约市场和现货市场共存时的原料采购策略[85]。
(2)看跌期权契约
基于看跌期权契约的需求随机供应链管理也引起了一些学者的关注,但关注焦点主要在订购/库存、定价等方面。订购/库存管理方面,梁梁等基于VMI对看跌期权在需求随机供应链管理中的运用进行了探索性研究[86]。Chen和Parlar在一个拓展的报童模型中引入看跌期权,期权执行数量和执行价均可由报童决定,研究了看跌期权对报童的订购量和期望利润的影响[87]。张继霞和王军研究指出基于看跌期权的回购契约有助于零售商订货量和供应链整体绩效的增加[88]。Treville等考虑动态的需求风险,研究了考虑看跌期权的原料采购和生产提前期决策问题[89]。于奎军研究了含有单周期两阶段的看跌期权契约。与传统报童模型相比,当期权购买成本较高时,看跌期权的引入可能增加报童利润下降风险[90]。
定价管理方面,Moon和Kwon将看跌期权博弈引入互联网广告行业,运用CPM(Cost-per-impression)和CPC(Cost-per-click)两种定价模式,并采用纳什讨价还价博弈模型研究了单个广告商和单个发布商的期权定价问题[91]。骆强针对一个零售商和一个供应商的单周期供应链,构建了基于看跌期权的柔性供应链契约模型,研究了零售商最优订购策略和供应商最优期权定价策略[92]。
(3)双向期权契约
近年来,学者们逐渐开始重视基于双向期权契约的需求随机供应链管理,并在订购/库存管理和供应链协调方面取得了一些研究成果,下面分别对主要文献进行阐述。
订购/库存管理方面,Milner和Rosenblatt运用双向期权契约研究了易逝品供应链的两阶段采购问题[93]。Wang和Tsao考虑需求信息更新,研究了双向期权的引入对零售商决策和利润的影响,研究指出双向期权契约优于批发价契约和退货策略,特别在产品残值低和缺货成本高的情况下,其优势更为明显[94]。胡本勇等对需求不确定性大、生产提前期长、销售季节短的产品,比较研究了双向期权契约与单向看涨期权契约对销售商订货策略和供应商生产策略的影响[95]。研究发现,双向期权将降低销售商的期权购买量,增加初始订购量,提高供应采购柔性、降低市场风险,但会减少收益;供应商的生产策略受销售商执行期权的相关性影响,降低相关性可以降低生产风险。Liu等考虑同时存在容量约束和最小订货量约束下,运用非线性约束规划模型研究了双向期权契约在集装箱租赁服务供应链中的运用[96]。Wang和Wang研究了在双向期权契约下考虑流通损耗的生鲜农产品零售商的订购决策。上述研究都考虑一对一的简单供应链[97]。而Gomez_Padilla和Mishina通过仿真比较研究双向期权契约对多个供应商—多个零售商和单个供应商—单个零售商系统绩效的影响[98]。
供应链协调方面,李荧玉和崔文田考虑零售商通过看涨期权进行灵活补货和通过看跌期权进行退货,研究指出双向期权能够增加供应链各方的利润,并能使供应链更好地适应市场需求波动的变化,增加了供应链柔性[99]。李娟等结合双向期权和回购契约研究了需求信息更新下零售商的最优订购策略和供应商的最优生产策略以及供应链的协调优化问题[100]。霍佳震和薛奕达同时考虑看涨期权和看跌期权,采用资产定价的“鞅”方法和测度理论,给出了供应链协调的条件[101]。尚文芳将期权契约与准时制、照付不议策略相结合,研究了考虑两阶段需求信息更新的易逝品供应链在不同期权契约(看涨期权和双向期权)下的协调问题[102]。Zhao等在单供应商—单零售商系统中,给出了基于双向期权契约具有较强鲁棒性的供应链协调条件[103]。
二 产出随机供应链管理研究
供应链管理的本质是管理供需匹配问题。产出随机将直接导致供应不确定,即使需求确定,产出随机环境下也会使得供需难以匹配。因此,许多学者也对产出随机(需求确定)供应链管理进行了研究。最早涉足这一领域的是Karlin,他在假定订货或不订货是唯一的决策变量时,运用EOQ模型研究了产出随机下零售商的库存控制问题,并给出了订货或不订货的库存水平临界值[104]。Yano和Lee对早期随机产出环境下单级生产/库存控制模型做了详细综述[105]。另外,Inderfurth 和Clemens等研究指出,与需求随机一样,分散决策时,产出随机也会导致双重边际效应,表现为供应商的生产投入不足,从而导致供应链总体利润小于集中决策下的利润[106]。因此,产出随机供应链的协调管理也引起了部分研究者的关注。下面分别从订货/生产管理和供应链协调方面对主要文献进行阐述。
订货/生产管理方面,Wang和Gerchak构建期望总成本最小化的动态规划模型研究了具有固定交货期的周期性生产系统。研究指出,订购点是周期性生产系统最优策略,且产出随机下,生产投入批量总是大于确定的最终客户需求[107]。Keren分别在加法产出模型(Additive Random Yield)和乘法产出模型(Multiplicative Random Yield)下,研究了需求确定分销商的订购策略。研究指出,分销商的最优订购量可能会超出确定的需求量[108]。Li等进一步指出,只有满足一定条件时,分销商的最优订购量才会超出确定的需求量;不同类型产出风险(加法或乘法)具有不同条件,加法产出模型需满足的条件与产出率分布无关,而乘法产出模型需满足的条件却依赖于产出率的分布;产出随机将给供应链各成员和整个系统带来利润的损失,其中分销商损失最大,一定条件下产出随机反而对生产商有利[109]。以上研究考虑单一供应源情况,Parlar和Wang研究了单个企业面临着两个产出随机供应商,供应商的产出率分布与批发价格均不同。研究指出,供应商多样化可以降低总体产出波动水平对企业的影响[110]。Giri考虑单个面临需求确定的风险厌恶零售商可以向一个批发价格低但产出随机的供应商订购,也可以向一个批发价格高但产出确定的供应商订购[111]。以最小化库存和订购总成本为目标,研究得到了零售商的单周期最优订货策略。研究表明,风险厌恶的零售商更愿意选择可靠的供应源。
供应链协调方面,Gurnani和Gerchak研究多个随机产出零部件供应商和单个面对需求确定的制造商的组装供应链协调问题。研究指出,批发价格与缺货惩罚组合契约和批发价格和溢出惩罚组合契约都能协调该系统[112]。廖莉等分别构建了批发价、批发价与缺货惩罚组合、批发价与剩余原材料补偿组合以及批发价与缺货惩罚、剩余原材料补偿组合四种契约下生产商占主导的Stackelberg博弈模型,研究了单供应商—单生产商的两级供应链协调问题[113]。Inderfurth和Clemen指出面对供应商产出随机导致的双重边际效应,确定需求零售商可以通过缺货惩罚策略或生产过剩补偿策略来激励供应商投入更多生产;缺货惩罚策略可以使供应链达到协调但生产过剩补偿策略却不能;当供应商具有紧急生产能力时,批发价格契约也能实现供应链协调[114]。
以上研究都是基于批发价格与缺货惩罚/剩余补偿契约,Tang和Kouvelis研究如何通过收益共享与剩余补偿组合契约协调单个产出随机供应商和两个竞争性零售商的协调问题[115]。Luo和Chen通过构建单个产出随机供应商和单个确定需求制造商的看涨期权博弈模型研究了存在现货市场下供应链的协调问题[116]。研究表明,看涨期权契约能够实现产出随机供应链的协调,并使得供应商和制造商双赢。
三 产出和需求双边随机供应链管理研究
随着产出随机和需求随机对供应链管理带来的挑战越来越严峻,产出和需求双边随机供应链管理研究也逐渐引起了学者们的重视。通过文献梳理发现,国内外对产出和需求双边随机供应链管理研究也主要是基于供应链契约进行的,受到关注的契约包括批发价格契约、缺货惩罚契约(Shortage Penalty Contract)、剩余补偿契约(Surplus Subsidy Contract)、收益共享契约、回购契约和期权契约等。下面分别针对这些契约的主要文献进行回顾。
1.批发价格契约
与需求随机供应链管理研究一样,基于批发价格的产出和需求双边随机供应链管理研究也主要在订购/生产管理和订货/生产和定价联合管理方面等做了大量研究,下面分别对主要文献进行阐述。
订购/生产管理方面,Shih最早使用报童模型研究了产出和需求双边随机供应链的生产或库存问题[117]。Ehrhardt和Taube研究假定成本函数是库存持有成本和缺货成本的凹函数、订货成本与订购量是线性关系的情景[118]。Inderfurth在均匀的产出率和需求分布下,指出当产出模型为加法产出模型时,报童的最优订购量与实际从产出随机供应商处获得的数量不再是线性关系[119]。He和Zhang考虑单个产出随机供应商和单个需求随机零售商的两级简单供应链,分别基于无风险分担契约、缺货风险分担契约、生产过剩风险分担契约和混合风险分担契约下研究了供应商的最优生产投入策略和零售商的最优订购策略,并比较了各种产出风险分担机制对供应链各成员最优策略及利润的影响[120]。Maddah等将产出存在质量缺陷的供应商产品分为合格品和有缺陷品两类,分别基于经济批量模型和报童模型研究了零售商的订购批量问题[121]。Wang比较分析了产出随机在传统RMI模式和VMI模式下对供应链企业最优策略及最大化利润的影响[122]。Dor和Corbett以美国流感疫苗为背景,研究了产出随机风险下的古诺竞争(Cournot Competition)问题[123]。Fang和Shou考虑供应链与供应链之间古诺竞争,假定每条链由单个零售商和单个排他性(Exclusive)供应商构成且两个供应商的产出均随机[124]。研究了产出随机和竞争对最优订购决策的影响。
以上研究考虑单一供应源情形,Yang等给出了一个分析模型研究单个零售商面对具有不同产出率和订购成本的多个供应商的订购决策[125]。采用了两种启发式算法确定如何选择供应商以及如何订购问题。Serel研究了单个零售商与单个制造商的讨价还价模型,研究指出,如果市场中还存在一个产出确定的供应商,零售商就可以通过合理配置两供应商之间的订购量来最大化自身利润[126]。Dada研究指出,面对不同产出率和订货成本的供应商,先由成本决定零售商是否向某个供应商订货;在选定的供应商里,再由供应的可靠性决定订购的数量[127]。Yan等考虑多个供应商(产出随机和产出确定)和单个零售商情形,研究了随机产出率和批发价格对供应商选择和零售商利润的影响[128]。
以上研究没有考虑现货市场存在情形。He和Zhang考虑产出随机供应商能在一个产出依赖的二级市场采购产品满足零售商的需求或处理过剩产品,分别在产出风险不分担和部分分担情况下,研究了二级市场对供应商生产策略和零售商订购策略及利润的影响[129]。Ma等考虑制造商生产一种由两种组件构成的最终产品,再通过一个经销商销售给最终顾客[130]。其中一种组件的产出随机,制造商需要从现货市场补货。比较研究了RMI模式和VMI模式下组件的订购策略、最终产品生产策略和组件现货市场的补货策略。研究表明,现货市场能有效降低需求和产出带来的损失,有效提高供应链绩效,特别是在VMI模式下批发价格相对较高时。
订购/生产和定价联合管理方面,Kazaz以橄榄油为例研究了农产品企业原材料生产决策和加工产品零售价格决策问题。企业种植橄榄,再将橄榄加工为橄榄油;橄榄的产出随机,当橄榄产出低时,可以从其他种植橄榄的农户处购买,当橄榄产出过量时,也可以卖给其他企业;橄榄的购买成本外生但与产出相关[131]。研究表明,当橄榄存在第二供应源时,企业橄榄的生产投入量降低。李响等研究了产出率和需求均为随机的再制造逆向物流系统中的回收和定价策略[132]。Tang等研究了报童的订购和定价联合决策问题[133]。假定零售商在供应商实际产出确定之后但需求确定之前进行零售价格决策。比较分析了动态定价策略和固定定价策略对报童利润的影响,并给出运用动态定价策略的条件,发现即使需求风险较低时动态定价策略都有助于增加整体绩效。Kazaz和Webster在产出和需求都随机情况下,研究了风险中性易逝品零售商面临风险规避供应商的订购决策和零售价决策问题[134]。
2.缺货惩罚/剩余补偿契约
缺货惩罚契约是零售商为防止供应商生产过低而导致其订购量得不到保障,要求对供应商供货不足进行惩罚。剩余补偿契约则是零售商为鼓励供应商增加生产投入,愿意对其生产过剩部分给予一定补偿。这两种契约常常被组合运用于研究产出和需求双边随机供应链的协调问题,如Yan和Liu在产出率为均匀分布和需求为幂函数分布下,分别研究了零售商占主导和供应商占主导的供应链协调问题[135]。研究表明当零售商占主导时,单一剩余补贴契约,缺货惩罚与剩余补贴组合契约都能使供应链达到协调,但后者不能使零售商获得整个供应链的利润;当供应商占主导时,缺货惩罚和剩余补偿组合契约不能协调供应链。马士华和李果考虑两供应商—单制造商系统,供应商的产出随机,研究了溢出库存惩罚下供应链的风险分担协同模型[136]。研究指出,溢出库存惩罚下供应商与供应商、供应商与制造商之间存在纳什均衡;纳什均衡下供应链总利润小于供应链系统的最大利润。Li等分别考虑加法和乘法产出函数,在确定需求和随机需求下,研究了组装供应链在缺货惩罚/剩余补偿契约下的协调问题[137]。
3.收益共享契约
许多学者研究了产出和需求双边随机供应链在收益共享契约下的协调问题。Güler和Bilgic研究指出在强迫服从契约条件下,收益共享契约能够协调一个由多个产出随机供应商和单个组装商的供应链系统[138]。赵霞等考虑产出和需求扰动服从均匀分布情形,研究了单个生产商和单个零售商的生鲜农产品供应链在收益共享契约下的协调问题[139]。凌六一等以我国“农超对接”模式为背景,提出了能使农户和超市在产出随机和需求随机下长期友好合作的收益共享协调方案[140]。Hu等研究了制造商通过最小最大柔性策略向产出随机原材料供应商订购的供应链协调问题[141]。研究指出,与单决策变量相比,最小最大双变量策略能有效提高供应链绩效,但需要与收益共享和OPR(Order Penalty and Rebate,指制造商低于最小订购量受到惩罚,高于最大订购量得到回扣)策略组合才能实现供应链协调。Luo和Chen研究了单个产出随机零部件供应商和单个最终产品制造商在收益共享契约下的协调问题[142]。研究表明,在自愿服从契约情形下,传统单一收益共享契约已不能协调产出和需求双边随机的供应链,还必须与剩余补偿契约组合才能实现供应链协调。
4.回购契约
部分学者也基于回购契约研究了产出和需求双边随机供应链的协调问题,如He和Zhao研究了单个产出随机原料供应商、单个产出确定制造商和单个面临需求随机零售商组成的三级供应链协调问题[143]。研究表明,供应商和制造商之间采用批发价格契约,制造商和零售商之间采用回购契约能够协调整个供应链。Güler研究多个具有产出随机的零部件供应商和单个需求随机组装商的供应链协同问题[144]。研究提出,组装商可以运用回购与惩罚组合契约来实现该组装供应链的协调。
5.期权契约
少量学者将期权契约运用于产出和需求双边随机供应链管理研究,但仅限于看涨期权,并且只关注了订购/生产管理方面,如Xu考虑制造商通过看涨期权契约订购和立即订购方式从产出随机的供应商处获得产品,研究了期权契约和立即订购价格对供应链各成员决策和利润的影响[145]。Hu等进一步考虑了允许部分延期交货情形[146]。孙国华和许垒在产出和需求双边随机的农产品供应链中,考虑供应商向零售商提供期权契约且可以从现货市场采购履行契约,研究了市场需求为均匀时零售商的最优采购策略[147]。
四 文献述评
文献梳理和归纳表明,需求随机供应链管理一直以来都是国内外学者重点研究的问题,近年来,越来越多的学者逐渐开始重视对产出随机以及产出和需求双边随机供应链管理的研究。在产出随机以及产出和需求双边随机供应链管理研究方面,虽取得了一些成果,但仍然存在如下问题。
第一,缺乏考虑风险偏好的产出随机供应链博弈模型研究。供应链成员企业对待风险的态度具有一定的差异性,根据风险承受主体对风险所带来收益及损失波动的容忍程度,将企业或个体的风险态度划分为风险中性(Risk-neutral)、风险规避(Risk-aversion)和风险追逐(Risk-seeking)。然而,现有对产出随机供应链管理的研究,都仅考虑决策者属于风险中性情况,而缺乏考虑风险规避的情形。因此,本书将在产出随机环境下,研究风险规避供应商与风险中性零售商的供应链博弈模型。
第二,缺乏收益共享契约下的产出和需求双边随机供应链博弈模型研究。收益共享契约已被广泛证明能够实现各种各样需求随机(产出确定)供应链的收益共享、风险分担,有效降低或消除双重边际效应,进而达到供应链协调。当前,一些学者已关注产出和需求双边随机供应链在收益共享契约的协调问题。然而,现有研究均未回答在非强制服从契约情形下,传统收益共享契约是否能够协调产出和需求双边随机的分散供应链?如果不能?怎样才能?鉴于此,本书将研究解决这些问题。
第三,缺乏考虑现货与契约市场共存的产出和需求双边随机供应链模型研究。随着信息技术发展和经济全球化的推动,电子商务的发展使现货市场成为契约市场的一种有效补充,增强了企业规避市场需求、供应可获得性及产品价格风险的能力。相对于单纯的契约市场,现货市场与契约市场并存更加符合企业的实际运作情况和决策环境。然而,现有对产出随机供应链管理研究,都仅考虑契约市场,而缺乏考虑契约市场与现货市场共存情形。因此,本书将在契约市场与现货市场共存下,对产出随机供应链博弈模型进行深入研究。
第四,缺乏现货与契约市场共存下的产出随机(产出与需求双边随机)供应链的期权博弈模型研究。期权契约作为供应链风险对冲的一种有效工具,在供应链实业界和学术界中正变得越来越受欢迎。然而,现有基于期权契约的供应链管理研究,大多针对需求随机风险,而较少考虑产出随机风险。并且,少量在产出和需求双边随机环境下基于期权契约供应链管理的相关研究也侧重于契约市场,而缺乏考虑现货市场与期权契约并存的情形。因此,本书将在期权契约市场和现货市场共存下,对产出和需求双边随机供应链期权博弈模型进行深入研究。
第五,现有考虑期权契约的产出和需求双边随机供应链管理研究缺乏系统性。期权包括看涨期权、看跌期权和双向期权。期权购买者通过购买不同期权契约以应对其面临的各种风险。现有基于期权契约的产出和需求双边随机供应链研究只考虑了看涨期权,而没有对看跌期权和双向期权契约进行研究。针对这一理论研究不足,本书分别构建了产出和需求双边随机供应链在看涨、看跌和双向期权契约下的博弈模型,对产出和需求双边随机供应链管理进行系统研究。
第六,缺乏基于期权契约的供应链协调研究。与需求随机供应链管理的协调机制研究相比,对产出和需求双边随机供应链协调机制的研究相对较少,且现有研究主要运用批发价格与惩罚/补偿组合契约对产出随机风险的分担,缺少考虑产出随机风险和需求随机风险的同时分担,也没有从期权契约视角进行研究。而基于期权契约的产出和需求双边随机供应链管理的研究仅限于订购/生产管理方面,并没有关注供应链的协调问题。鉴于此,本书分别讨论了现货市场存在时,产出和需求双边随机供应链基于看涨、看跌和双向期权契约的供应链协调问题。