三级供应链协调管理知识课件
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带有灵活退货策略的三级供应 链协调管理
陈健、丁丁
摘要
这篇论文研究的是在一个特定时期销售短生命 周期产品的三级供应链协调管理问题。制造商首先 同零售商协商交易契约，然后再与供应商协商二者 之间交易契约。我们构造一个所谓灵活退货策略， 是通过设定价格规则而延迟最终契约价格的确定。 链中各级商家之间（供应商和制造商、制造商和零 售商）在回收策略的影响下，未售出的产品或者从 未售出的产品上拆卸下的有价值的模型，从零售商 开始被一级一级地返回到供应链的上游商家，并且 链中的每个商家共担由于过多供应（或订货）而带 来的损失。最终证明：通过协商适当的契约价格， 整个三级供应链可以被协调管理，同时，整条链上 的利润可以以任意比例在各商家之间分配。
供应商和制造商之间不得不协调他们之
间的交易契约。如果他们采取定价契约，并
且供应商提供的让度价格为 w
S P
，那么链中
仅能使得制造商和零售商协调，零售商的最
终订货数量为： QP *F1pg pcM gcsRwP S
QP* QC* wPS wDS
QD* QP*
ET PQ P * ET CQ C *
p p g g c M s M c R b S w Spg p c c g S scM cR
制造商和零售商之间的交易契约要先于供应 商协商，因此制造商和零售商面临两个问题：
第一，制造商和零售商不能够实现预测得到 供应商的契约价格 w S 和 b S （ w S 和 b S 直接关 系到零售商的订货数量）。
ET DQ D * ET PQ P *
供应商和制造商之间也采取灵活回收策略，契 约价格的制定分一下两步：
第一，供应商和制造商决定等式
p p g g c Rb M w Mp p g g c M s M c Rb Sw S
右侧的比率，实际上是在决定订购数量和链的整 体利润。
第二，根据第一步中确定的比率来调整契约价 格，同时将链上的总利润分成两部分，一份给供 应商，另一份给制造商和零售商。
p E Q C D sE Q C D g E D Q C E c c S c M c RQ C
p Q C Q C F Q C Q C x f(x )d x s Q C F Q C Q C x f(x )d x
g 1 Q C x f( x ) d x Q C Q C f( Q C ) c c S c M c R Q C
多数现有的文章研究两级供应链间的协调问题。例如 Pasternack声称，一个适当的回收策略能够完全地使仅有 一个供应商和一个零售商的供应链协调管理。此观点被 Mantrala和Raman延伸到了零售商有多个库存的情况。陈 健和丁丁考虑到了扮演零售商角色的装配工面对两个互补 的供应商的情况，其间，回收策略在供应商和装配工之间 互相影响，恰能使整个供应链系统协调均衡。
无论是供应商的利润还是制造商的利润，均是 链的整体利润的增函数。当供应商和制造商设法满 足 QMR QC* 时，链的整体利润最大化，也就是各商 家的利润最大化。此时，最优订购数量是 QB* QC*， 供应链完全协调。
一个灵活回收策略由两个用来设定契约价格的 条款组成。一个是临界比率条款，它决定了各商家 的整体利润；一个是利润分享条款，它决定了利润 在各商家中如何分配的问题。
（或则其他价值增值过程），然后将产成品转与零售商； 假设：产成品=基本模型+关键性因素 5、当销售季节到来时，零售商以固定的价格销售产品。未 满足市场需求时，零售商遭遇商誉成本损失；
6、过了销售季节，如果制造商提出回收策略，那么零售商 将剩余的产品退回给制造商；
7、如果供应商提出回收策略，那么制造商可以把零售商退 回的剩余产品拆卸成有用模型和有用元件两部分，然后将 有用模型退回给供应商；
d E d Q T C C Q C p 1 F ( Q C ) Q C f( Q C ) Q C f( Q C ) s F ( Q C ) Q C f( Q C ) Q C f( Q C )
g Q C f ( Q C ) 1 F ( Q C ) Q C f ( Q C ) c c S c M c R
( Q C D ) m i n ( Q C , D ) Q C m a x ( Q C D , 0 )
( Q C D ) m a x ( Q C D ,0 ) (D Q C ) m a x (D Q C ,0 )
E (Q C D ) E m a x (Q C D ,0 ) Q C (Q C x )f(x )d x Q C Q C f(x )d x Q C x f(x )d x Q C F (Q C ) Q C x f(x )d x
本文主要研究在带有回收策略条件下怎样使 得三级供应链协调管理的问题。我们构造一个所 谓灵活退货策略，是通过设定价格规则而延迟最 终契约价格的确定。链中各级商家之间（供应商 和制造商、制造商和零售商）在回收策略的影响 下，未售出的产品或者从未售出的产品上拆卸下 的有价值的模型，从零售商开始被一级一级地返 回到供应链的上游商家，并且链中的每个商家共 担由于过多供应（或订货）而带来的损失。最终 证明：通过协商适当的契约价格，整个三级供应 链可以被协调管理，同时，整条链上的利润可以 以任意比例在各商家之间分配。
dE
令
T D
(QC
)
0
dQC
p1F(QC)sF(QC)gF(QC)1ccS cMcR
pg(pgs)F(QC)ccS cMcR
(pgs)F(QC)pgccS cMcR
pgccS cMcR
F(QC)
pgs
QC*
F1
pgccS cM pgs
cR
定义
KpgccScMcR pgs
为系统的理想临界比率，那么 QC* F1K
整条链中的利润值仅依据订购数量而定。那么，当且
仅当订购数量为 Q
* C
时，整条链的期望利润值最大，为：
ET CQ C * pf s0 Q C *x d F g
3.2定价契约下的分散式系统
R D Q D p Q D D s Q D D g D Q D c R w D M Q D
QD * F1ppggcRswD M
QD* QC*
ET DQ D * ET CQ C *
四、灵活回收策略下的协调管理
4.1完全协调的困难性
RQpQDbMQDgDQcRwM Q
QRF1ppggcRbMwM
MRQpQDbSsM QDgDQcMcRwS Q
QMR
F1ppggcMsMcRbSwS
然而，现实中一条供应链通常包含三级或多级商家， 并不局限于二级供应链的协调问题。例如HP、Lenove和 Nokia这样的企业，从供应商那里获得制造模型，然后再 通过零售商来销售他们生产的不同样式的时尚电子产品。 为了鼓励零售商订购更多的产品并且提高零售商对消费者 的服务水平，可行的办法之一是制造商为零售商提供回收 策略。另一方面，出于同样的原因，供应商也会向制造商 提供回收策略。如果我们能使这些回收契约合作起来，那 么就能尽可能地激发供应链的竞争潜能。本文通过在供应 链中增加第三级商家而延伸了先前的工作。研究了是否可 以通过供应链商家之间两两合并（供应商—制造商，制造 商—零售商）的方法来使得三级供应链协调管理。
c S 由供应商支付的单位基本模型的加工成本； c M 由制造商支付的单位产品的增加成本； c R 由零售商支付的单位产品的交易成本； p 零售商销售单位产成品的固定销售价格；
g 由零售商支付的为满足需求的单位商誉成本；
s S 单位有用模型的回收价值； s M 单位有用元件的回收价值；
s 单位剩余产品的回收价值
8、所有剩余产品、有用模型和有用元件，无论哪个商家拥 有，这些剩余价值均被收回。
【注】在文中仅提及两种交易契约：
定价契约：各商家以不带任何附加条款的让度价格转让产品。
回收策略：各商家以带有部分承兑无限的剩余订购产品的条 款的让度价格来转让产品。
2.2结构图中有用的外因变量如下：
c 由供应商支付的单位产品的原材料成本；
2.4假设条件
sS c cS wS sS bS wS sM cM wM wS sM bS bM wM p cR
三、基本模型
3.1集中式供应链
T C ( Q C ) p ( Q C D ) s ( Q C D ) g ( D Q C ) ( c c S c M c R ) Q C
E Q C D E m in Q C ,D E Q C m a x Q C D ,0
Q C Q C F (Q C ) Q Cx f(x )d x
E T C Q C E p Q C D s Q C D g D Q C c c S c M c R Q C
二、结构假设
原材料
c
基本模型
cS
wS
产成品
cM
wM
上架产品
cR
p
供应商
制造商
零售商
市场
sS
bS
有用模型
sM
bM
剩余产 品
s
D
下架产品
2.1事件顺序如下：
1、零售商预测市场需求，同制造商协商交易契约，订货； 2、制造商同供应商协商交易契约，并且把零售商需求的订
货数量转交供应商； 3、供应商获得原材料，生产基本模型，然后转与制造商； 4、制造商在供应商提供的基本模型中嵌入一些关键性因素
第二，制造商和零售商并不能确定供应商会 同意向他们提供一种回收策略。
4.2灵活回收策略
假定制造商和零售商之间决定实施一项灵活回
收策略，那么他们首先需要确定 w M 和 b M 两个值，
这两个值由带有某一利润分配条款的等式
pgcRw MpgcMcRw S pgbM pgsMbS
决定，同时订购数量由等式 QRF1ppggcRbMwM决定。
E (D Q C ) E m a x (D Q C ,0 )Q C (x Q C )f(x )d xQ C x f(x )d x Q CQ C f(x )d x
1 Q Cx f(x )d x Q C (1 Q Cf(x )d x ) 1 Q Cx f(x )d x Q C Q C F (Q C )
在Pasternack所描述的二级供应链协调管理 模型中，提出使用契约策略的一方的成本结构假 定在签订契约之前已能明确，因此，协调整个二 级供应链的最适合的契约可以立即确定。然而， 在一条带有需求不确定情况的三级供应链中，按 常规，制造商和零售商会协商他们之间的交易契 约价格，而制造商不会事先预测他自身同供应商 之间的交易契约价格。假定供应商和制造商之间 的交易契约价格延后商议，那么当制造商同零售 商商议合作契约时，制造商自身的成本结构并未 确定。因此，制造商和零售商不得不估算他们之 间的交易契约价格形式，那么就几乎不能使得整 条三级供应链被协调管理。
文章结构
一、论文简介 二、结构假设 三、基本模型 四、灵活回收策略下的协调管理 五、总结
契约是用来克服信息不均匀性和双边际效应的一种有 效手段。在最近的二十年中，学术界十分关注供应链的协 调管理问题。许多文章已经阐述了怎样利用各种契约来协 调管理供应链的问题（例如：回扣契约、数量折扣契约、 收入共享契调，需要设定满
足 QR QMR 条件的契约价格，即：
pgcRw M pgcMcRw S pgbM pgsMbS
为了使得整条链完全协调，需要满足条件QR QC* ，
但是当且仅当供应商和制造商之间的契约价格满足QMR QC*
时，整条供应链完全协调之一目标才得以实现。即：
D 消费需求； 消费者需求D的期望；
消费者需求D的标准差；
F 消费者需求D的微分销售函数； f 消费者需求D的销售函数；
2.3价格决定因素如下：
w M 由制造商提供的单位产品的批发价格；
b M 由制造商提供的单位剩余产品的回收价格； w S 由供应商提供的单位有用模型的让度价格； b S 由供应商提供的单位有用模型的回收价格
陈健、丁丁
摘要
这篇论文研究的是在一个特定时期销售短生命 周期产品的三级供应链协调管理问题。制造商首先 同零售商协商交易契约，然后再与供应商协商二者 之间交易契约。我们构造一个所谓灵活退货策略， 是通过设定价格规则而延迟最终契约价格的确定。 链中各级商家之间（供应商和制造商、制造商和零 售商）在回收策略的影响下，未售出的产品或者从 未售出的产品上拆卸下的有价值的模型，从零售商 开始被一级一级地返回到供应链的上游商家，并且 链中的每个商家共担由于过多供应（或订货）而带 来的损失。最终证明：通过协商适当的契约价格， 整个三级供应链可以被协调管理，同时，整条链上 的利润可以以任意比例在各商家之间分配。
供应商和制造商之间不得不协调他们之
间的交易契约。如果他们采取定价契约，并
且供应商提供的让度价格为 w
S P
，那么链中
仅能使得制造商和零售商协调，零售商的最
终订货数量为： QP *F1pg pcM gcsRwP S
QP* QC* wPS wDS
QD* QP*
ET PQ P * ET CQ C *
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制造商和零售商之间的交易契约要先于供应 商协商，因此制造商和零售商面临两个问题：
第一，制造商和零售商不能够实现预测得到 供应商的契约价格 w S 和 b S （ w S 和 b S 直接关 系到零售商的订货数量）。
ET DQ D * ET PQ P *
供应商和制造商之间也采取灵活回收策略，契 约价格的制定分一下两步：
第一，供应商和制造商决定等式
p p g g c Rb M w Mp p g g c M s M c Rb Sw S
右侧的比率，实际上是在决定订购数量和链的整 体利润。
第二，根据第一步中确定的比率来调整契约价 格，同时将链上的总利润分成两部分，一份给供 应商，另一份给制造商和零售商。
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多数现有的文章研究两级供应链间的协调问题。例如 Pasternack声称，一个适当的回收策略能够完全地使仅有 一个供应商和一个零售商的供应链协调管理。此观点被 Mantrala和Raman延伸到了零售商有多个库存的情况。陈 健和丁丁考虑到了扮演零售商角色的装配工面对两个互补 的供应商的情况，其间，回收策略在供应商和装配工之间 互相影响，恰能使整个供应链系统协调均衡。
无论是供应商的利润还是制造商的利润，均是 链的整体利润的增函数。当供应商和制造商设法满 足 QMR QC* 时，链的整体利润最大化，也就是各商 家的利润最大化。此时，最优订购数量是 QB* QC*， 供应链完全协调。
一个灵活回收策略由两个用来设定契约价格的 条款组成。一个是临界比率条款，它决定了各商家 的整体利润；一个是利润分享条款，它决定了利润 在各商家中如何分配的问题。
（或则其他价值增值过程），然后将产成品转与零售商； 假设：产成品=基本模型+关键性因素 5、当销售季节到来时，零售商以固定的价格销售产品。未 满足市场需求时，零售商遭遇商誉成本损失；
6、过了销售季节，如果制造商提出回收策略，那么零售商 将剩余的产品退回给制造商；
7、如果供应商提出回收策略，那么制造商可以把零售商退 回的剩余产品拆卸成有用模型和有用元件两部分，然后将 有用模型退回给供应商；
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本文主要研究在带有回收策略条件下怎样使 得三级供应链协调管理的问题。我们构造一个所 谓灵活退货策略，是通过设定价格规则而延迟最 终契约价格的确定。链中各级商家之间（供应商 和制造商、制造商和零售商）在回收策略的影响 下，未售出的产品或者从未售出的产品上拆卸下 的有价值的模型，从零售商开始被一级一级地返 回到供应链的上游商家，并且链中的每个商家共 担由于过多供应（或订货）而带来的损失。最终 证明：通过协商适当的契约价格，整个三级供应 链可以被协调管理，同时，整条链上的利润可以 以任意比例在各商家之间分配。
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T D
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F(QC)
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QC*
F1
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cR
定义
KpgccScMcR pgs
为系统的理想临界比率，那么 QC* F1K
整条链中的利润值仅依据订购数量而定。那么，当且
仅当订购数量为 Q
* C
时，整条链的期望利润值最大，为：
ET CQ C * pf s0 Q C *x d F g
3.2定价契约下的分散式系统
R D Q D p Q D D s Q D D g D Q D c R w D M Q D
QD * F1ppggcRswD M
QD* QC*
ET DQ D * ET CQ C *
四、灵活回收策略下的协调管理
4.1完全协调的困难性
RQpQDbMQDgDQcRwM Q
QRF1ppggcRbMwM
MRQpQDbSsM QDgDQcMcRwS Q
QMR
F1ppggcMsMcRbSwS
然而，现实中一条供应链通常包含三级或多级商家， 并不局限于二级供应链的协调问题。例如HP、Lenove和 Nokia这样的企业，从供应商那里获得制造模型，然后再 通过零售商来销售他们生产的不同样式的时尚电子产品。 为了鼓励零售商订购更多的产品并且提高零售商对消费者 的服务水平，可行的办法之一是制造商为零售商提供回收 策略。另一方面，出于同样的原因，供应商也会向制造商 提供回收策略。如果我们能使这些回收契约合作起来，那 么就能尽可能地激发供应链的竞争潜能。本文通过在供应 链中增加第三级商家而延伸了先前的工作。研究了是否可 以通过供应链商家之间两两合并（供应商—制造商，制造 商—零售商）的方法来使得三级供应链协调管理。
c S 由供应商支付的单位基本模型的加工成本； c M 由制造商支付的单位产品的增加成本； c R 由零售商支付的单位产品的交易成本； p 零售商销售单位产成品的固定销售价格；
g 由零售商支付的为满足需求的单位商誉成本；
s S 单位有用模型的回收价值； s M 单位有用元件的回收价值；
s 单位剩余产品的回收价值
8、所有剩余产品、有用模型和有用元件，无论哪个商家拥 有，这些剩余价值均被收回。
【注】在文中仅提及两种交易契约：
定价契约：各商家以不带任何附加条款的让度价格转让产品。
回收策略：各商家以带有部分承兑无限的剩余订购产品的条 款的让度价格来转让产品。
2.2结构图中有用的外因变量如下：
c 由供应商支付的单位产品的原材料成本；
2.4假设条件
sS c cS wS sS bS wS sM cM wM wS sM bS bM wM p cR
三、基本模型
3.1集中式供应链
T C ( Q C ) p ( Q C D ) s ( Q C D ) g ( D Q C ) ( c c S c M c R ) Q C
E Q C D E m in Q C ,D E Q C m a x Q C D ,0
Q C Q C F (Q C ) Q Cx f(x )d x
E T C Q C E p Q C D s Q C D g D Q C c c S c M c R Q C
二、结构假设
原材料
c
基本模型
cS
wS
产成品
cM
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上架产品
cR
p
供应商
制造商
零售商
市场
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D
下架产品
2.1事件顺序如下：
1、零售商预测市场需求，同制造商协商交易契约，订货； 2、制造商同供应商协商交易契约，并且把零售商需求的订
货数量转交供应商； 3、供应商获得原材料，生产基本模型，然后转与制造商； 4、制造商在供应商提供的基本模型中嵌入一些关键性因素
第二，制造商和零售商并不能确定供应商会 同意向他们提供一种回收策略。
4.2灵活回收策略
假定制造商和零售商之间决定实施一项灵活回
收策略，那么他们首先需要确定 w M 和 b M 两个值，
这两个值由带有某一利润分配条款的等式
pgcRw MpgcMcRw S pgbM pgsMbS
决定，同时订购数量由等式 QRF1ppggcRbMwM决定。
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1 Q Cx f(x )d x Q C (1 Q Cf(x )d x ) 1 Q Cx f(x )d x Q C Q C F (Q C )
在Pasternack所描述的二级供应链协调管理 模型中，提出使用契约策略的一方的成本结构假 定在签订契约之前已能明确，因此，协调整个二 级供应链的最适合的契约可以立即确定。然而， 在一条带有需求不确定情况的三级供应链中，按 常规，制造商和零售商会协商他们之间的交易契 约价格，而制造商不会事先预测他自身同供应商 之间的交易契约价格。假定供应商和制造商之间 的交易契约价格延后商议，那么当制造商同零售 商商议合作契约时，制造商自身的成本结构并未 确定。因此，制造商和零售商不得不估算他们之 间的交易契约价格形式，那么就几乎不能使得整 条三级供应链被协调管理。
文章结构
一、论文简介 二、结构假设 三、基本模型 四、灵活回收策略下的协调管理 五、总结
契约是用来克服信息不均匀性和双边际效应的一种有 效手段。在最近的二十年中，学术界十分关注供应链的协 调管理问题。许多文章已经阐述了怎样利用各种契约来协 调管理供应链的问题（例如：回扣契约、数量折扣契约、 收入共享契调，需要设定满
足 QR QMR 条件的契约价格，即：
pgcRw M pgcMcRw S pgbM pgsMbS
为了使得整条链完全协调，需要满足条件QR QC* ，
但是当且仅当供应商和制造商之间的契约价格满足QMR QC*
时，整条供应链完全协调之一目标才得以实现。即：
D 消费需求； 消费者需求D的期望；
消费者需求D的标准差；
F 消费者需求D的微分销售函数； f 消费者需求D的销售函数；
2.3价格决定因素如下：
w M 由制造商提供的单位产品的批发价格；
b M 由制造商提供的单位剩余产品的回收价格； w S 由供应商提供的单位有用模型的让度价格； b S 由供应商提供的单位有用模型的回收价格