考虑物流服务水平的双渠道供应链信息共享与协调问题研究

王 健 虞 跃

(福州大学经济与管理学院， 福建福州 350116)



考虑物流服务水平的双渠道供应链信息共享与协调问题研究

王 健 虞 跃

(福州大学经济与管理学院， 福建福州 350116)

在考虑市场需求受物流服务水平影响以及物流服务水平信息不完全的情况下，对采取共同配送的双渠道供应链绩效及协调问题进行研究，讨论信息共享的适用范围以及激励信息共享的协调契约，并通过算例分析各参数对不同信息共享情况下供应链成员企业收益的作用。研究表明，只有信息共享后物流服务水平的期望能够大于等于不共享时各自期望的情况下，该信息才有共享价值；信息共享与收益共享契约能够协调双渠道供应链的利益分配，达成帕累托改进。

物流服务水平； 双渠道供应链； 信息共享； 协调契约

一、前言

产品的需求不仅由商品质量、价格决定，也受到物流服务质量的影响，高质量的物流服务可以提升消费者满意度、刺激产品需求增长。[1]完全准确的物流服务信息有助于企业清晰地认识物流企业真实的服务水平，把握该物流服务水平对市场需求的作用，所以物流服务水平信息在供应链企业估计市场需求、进行定价决策的过程中有着非常重要的参考价值。但是由于双渠道之间的竞争以及平台对接障碍等主客观原因，供应链企业不愿意或不能够与对方分享自身观察到的物流服务水平信息。在缺乏合理信息共享机制的情况下，双渠道供应链企业无法获得较为准确的物流服务水平信息，对物流服务水平及其影响的市场需求估计存在偏差，从而影响企业进行定价决策的准确性。

供应链信息共享的研究文献主要集中在市场需求、库存水平和物流服务水平等信息的共享价值以及激励信息共享的协调契约。近年来关于双渠道需求信息、库存信息共享的研究文献迅速增加，而物流服务水平信息共享方面的研究还主要停留在单条供应链范畴。艾兴政等讨论了市场需求预测准确性对双渠道信息共享决策的影响，通过计算得出了双方决定共享信息的预测精确度临界值，并针对不同风险的行业中制造商、零售商对信息来源以及是否共享信息的不同偏好进行了讨论和分析。[2]肖剑等通过Stackelberg博弈和贝叶斯方法对双渠道供应链的信息共享进行研究，通过模型计算与数值分析讨论了电子渠道的市场份额、制造商和零售商对需求的预测误差、相关系数等参数对供应链成员企业收益的影响。[3]陈忠、艾兴政应用贝叶斯方法对双渠道供应链的信息共享及合作机制进行讨论，计算了信息共享的合作条件与实施范围，并使用信息共享与收益共享的组合契约来协调供应链，达成帕累托改进。[4]梁静等研究了在供应商、制造商和3PL服务商组成的物流外包系统中，信息共享程度对物流外包激励合同的影响。[5]郑继明、王志娟量化并计算了三级供应链中信息共享的价值，并对各影响参数进行了数值仿真与分析，指出供应商能够通过信息共享降低库存水平和期望费用，并从中获益。[6]张菊亮、章祥荪针对供应商和销售商都拥有部分信息的三阶段主从决策模型进行了研究，发现双方都无法从信息共享之中获益、都拒绝进行信息共享。[7]Lode Li,郭守亭等的研究同样说明在缺乏合理协调机制的情况下，信息共享并不能增加供应链的整体收益。[8] [9]

不难看出，现有物流服务水平信息共享的研究主要针对单条供应链，双渠道供应链中的物流服务信息共享还较少涉及。因此本文在综合上述文献研究的基础上构建了包含供应商、零售商和物流外包商的双渠道供应链模型，对不完全信息下需求受物流服务水平影响的双渠道供应链信息共享与协调问题进行研究，讨论信息共享的适用范围、绩效影响以及各参数对不同信息共享情况下供应链上成员企业收益的影响作用，采取信息共享与收益共享契约来协调供应商、零售商双渠道之间的利益分配，从而提升物流服务水平、扩大市场需求，最终实现帕累托改进，为双渠道供应链、特别是共同配送双渠道供应链上企业的决策提供参考。

二、问题描述与模型建立

本文以由单个供应商与零售商、第三方物流企业组成的双渠道供应链为研究对象。供应商通过线上渠道向消费者和线下渠道向零售商(R)销售产品，线上线下渠道的产品都由第三方物流配送到线上渠道消费者C(S)和线下渠道消费者C(R)。

供应商以批发价w向零售商提供产品，供应商与零售商分别以pi、pj向消费者提供产品，其市场需求分别为Di、Dj。本文采用常见的线性需求函数[10][11][12]：

Di=a-pi+rpj+eζ

根据Winkler以及邱若臻等的研究结果[13][14]，供应商对物流服务水平的预测期望为：

根据式(2)可以得出零售商在供应商预测基础上的期望为：

所以零售商在供应商预测基础上对物流服务水平的预测期望为：

根据公式(3)、(4)可以得出，供应商与零售商在信息共享基础上对物流服务水平的修正预测期望值为：

记Π为各部分对应的收益，则：

零售商的收益为：ΠR=(pj-w)*Di

供应商的收益为：ΠS=(pi-c)*Di+(w-c)*Dj，其中，c为供应商的生产成本，在本文中其为常数。为了表达式更为简洁，以下取c=0。

供应链整体收益为：ΠSC=ΠS+ΠR

供应商与零售商分别就信息是否共享、供应链是否集中决策作出决定。由于信息不共享必然导致供应链不协调，所以下文分信息不共享分散决策、信息共享分散决策、信息共享集中决策三种情况对不完全信息下需求受物流服务水平影响的双渠道供应链绩效与协调问题进行讨论研究。

三、不同决策模型求解

(一)信息不共享分散决策模型求解

在信息不共享分散决策情况下，供应商首先根据自身预测制定批发价格与线上渠道的价格，零售商在观察到批发价格之后制定相应的线下渠道零售价格，所以在分散决策情况下，双渠道供应链是由供应商主导的。根据信息的遗漏效应[15]，此时零售商在供应商的决策基础上对预测值进行修正：

=ζ0+tjdi(ζi-ζ0)

零售商的市场需求和收益分别为：

Dj=a-pj+rpi+eER

ΠR=(pj-w)*Dj

根据供应商利益最大化，即ΠS分别对w和pi求导为零可得：

(5)

将其代回pj，可得：

(二)信息共享分散决策模型求解

在信息共享分散决策情况下，供应商根据共享修正后的预测制定批发价格与线上渠道的价格，零售商在观察到批发价格之后同样根据修正后的预测值制定相应的线下渠道零售价格。此时的物流服务水平预测期望为：

所以供应商和零售商的市场需求分别为：

Di=a-pi+rpj+eE

Dj=a-pj+rpi+eE

根据供应商利益最大化，即ΠS分别对w和pi求导为零可以得到：

对公式(6)求解可得，

于是，可得供应商与零售商的需求分别为：

因此，信息共享分散决策时供应链上各部分的收益分别为：

对信息共享与不共享的分散决策下供应链各成员收益进行比较可以发现，在分散决策的情况下信息共享不一定促进成员企业的收益增长，供应商、零售商只有在收益保持不变或有所增长的情况下才愿意将信息与对方共享。也就是说达成双渠道间信息共享的前提条件是：

化简不等式组(7)可得：

显然，只有当E≥max(ER,ES)时才可以满足不等式组(8)。因此当E≥max(ER,ES)时供应商与零售商信息共享后的收益得到增加，二者都会选择共享物流服务水平预测信息；当E

(三)信息共享集中决策与收益共享模型求解

在信息共享集中决策情况下，供应商、零售商根据共享修正后的预测，从供应链整体利益最大化角度出发同时决定线上和线下渠道的零售价格、使得供应链整体利益最大化。此时的物流服务水平预测期望为：

所以供应商和零售商的市场需求分别为：

Di=a-pi+rpj+eE

Dj=a-pj+rpi+eE

供应链整体收益为：ΠSC=ΠS+ΠR

ΠSC对pi、pj分别求导，可得：

对上述两个方程求解，得到：

从而得到供应商与零售商的需求分别为：

显然对比信息共享集中决策与信息共享分散决策可以看出，集中决策促进了供应链整体收益的增长，即供应链存在帕累托改进的空间。通过比较不同决策下的供应商与零售商市场价格pi、pj可以发现，集中决策下供应商的市场需求与批发价格都有所下降，而零售商的零售价格与需求都有较大幅度的增长。也就是说集中决策实质上是通过供应商主动缓和渠道间的竞争来刺激线下渠道需求的较大幅度增长，以此达到促进供应链绩效增长的目的，所以供应商在分散决策能够通过主导地位获得更多的收益的情况下，缺乏主动采取供应链协调策略的意愿。

为了协调供应链各参与企业的利益关系、实现帕累托改进，本文认为应采取收益共享合同以达成供应链的集中决策，具体来说就是零售商将销售收入共享给供应商。要达成供应链协调，就必须要求采取该协调契约后各成员企业的收益大于等于采取分散决策时的情况，即证明：

四、数值分析与算例

为了研究在需求受物流服务水平影响的双渠道供应链决策过程中，价格替代系数、预测误差、预测相关系数等在不同信息共享情况下对供应商、零售商收益的影响，探寻各参数对供应链信息共享的作用，取以下参数值进行讨论：a=1000，r=0.5，e=0.1，ζ0=100,ζi=120,ζj=140,δ0=4,δi=10,δj=6,ρ=0.2。

(一)产品价格替代系数对供应链成员收益的影响

图1 产品价格替代系数对供应商收益的影响

对信息共享前后的供应商收益差受价格替代系数影响进一步分析得到图2。可以发现，信息共享后供应商的收益总是得到增加的，但是价格替代系数较低时收益增加的程度不明显，当价格替代系数较高时收益增加程度显著攀升。即渠道间产品价格竞争越激烈，供应商越能够从信息共享中获取好处、实现收益增长。

图2 产品价格替代系数对供应商信息共享后收益增加值的影响

(二)预测误差对供应链成员收益的影响

根据上述参数设置，令δi∈[0,20]，通过数值分析可以得到图3、图4。

图3 供应商预测误差对供应商收益的影响

图4 供应商预测误差对零售商收益的影响

根据图3、图4可以发现，信息不共享的情况下供应商的收益随着预测误差的增大而减小、零售商随着供应商预测误差的增大而增大；在信息共享的情况下供应商和零售商的收益均随着供应商预测误差的增大而减小。也就是说在信息不共享的情况下，供应商的预测误差越大，自身的决策也越不准确、收益就越差；而零售商能够通过信息遗漏效应来获得信息上的优势，因此供应商的预测误差越大，零售商的收益反而越高。在信息共享的情况下供应商的预测误差增大会影响双方对物流服务水平的共同预测，因此会降低供应商和零售商的收益。

根据上述参数设置，令δi∈[0,20]，通过数值分析得到图5、图6。据图5、图6可以发现，信息不共享的情况下供应商的收益受零售商预测误差的影响较小，而零售商收益随着预测误差的增大而减少；信息共享的情况下供应商和零售商的收益都随着预测误差的增大而减少。

图5 零售商预测误差对供应商收益的影响

图6 零售商预测误差对零售商收益的影响

信息不共享情形下，零售商的预测误差越大，决策也越不准确，收益就越差；而供应商是在自身预测的基础上决策，因此受零售商预测误差的影响较小。在信息共享情况下零售商的预测误差增大会影响双方对物流服务水平的共同预测，因此会降低供应商和零售商的收益。

(三)预测相关系数对供应链成员收益的影响

根据上述参数设置，令ρ∈[0,1]，通过数值分析得到图7、图8。据图7、图8可以发现，信息不共享情形下供应商的收益不受预测相关系数的影响，零售商的收益基本不受预测相关系数影响；信息共享的情况下供应商和零售商的收益都随着预测相关系数的增大而增大。即在信息不共享情况下，供应商根据自身的预测进行决策，因此不受预测相关系数影响；在信息共享情况下预测相关系数越大，则供应商与零售商共享信息修正后的预测值越接近真实的物流服务水平，即预测越准确，因此会同时促进供应商与零售商的收益增长。

图7 预测相关系数对供应商收益的影响

图8 预测相关系数对零售商收益的影响

五、结论

本文在考虑市场需求受物流服务水平影响以及物流服务水平信息不完全的情况下，对采取共同配送的双渠道供应链绩效及协调问题进行研究，得出了以下结论：

1、当E≥max(ER,ES)时供应商与零售商信息共享后的收益得到增加，二者都会选择共享物流服务水平预测信息；当E

2、信息共享情况下集中决策必然促进供应链整体收益的增长，然而此决策下供应商的市场需求与批发价格都有所下降，而零售商的零售价格与需求都有较大幅度的增长。也就是说，集中决策实质上是通过供应商主动缓和渠道间的竞争来刺激线下渠道需求的较大幅度增长。收益共享合同契约可以协调供应链各企业利益关系、达成帕累托改进。

3、在供应商主导的分散式双渠道供应链中，随着价格替代系数的上升，供应商的收益也将上升；信息共享后供应商的收益总是得到增加的，但是价格替代系数较低时收益增加的程度不明显，当价格替代系数较高时收益增加程度显著攀升。信息不共享的情况下，供应商的预测误差越大收益越低，而零售商能够通过信息遗漏效应来获得信息上的优势，因此供应商的预测误差越大零售商的收益反而越高；在信息共享的情况下供应商的预测误差增大会影响双方对物流服务水平的共同预测，因此会降低供应商和零售商的收益。信息不共享的情况下供应商的收益基本不受零售商预测误差的影响，而零售商收益随着预测误差的增大而减少；信息共享的情况下供应商和零售商的收益都随着预测误差的增大而减少。信息不共享的情况下供应商的收益不受预测相关系数的影响，零售商的收益基本不受预测相关系数影响；信息共享的情况下供应商和零售商的收益都随着预测相关系数的增大而增大。

本文针对需求受物流服务影响双渠道供应链中物流服务水平信息共享协调问题进行研究，讨论信息共享的适用范围、绩效影响以及各影响参数对供应链上成员企业收益的作用，并采取信息共享与收益共享契约来协调供应商、零售商双渠道之间的利益分配。未来的研究方向包括其他物流外包模式和信息共享模式下协调机制的选择及其影响作用，以及在考虑委托代理理论下双渠道供应链上企业怎样更加合理地协调与激励物流外包商、提高供应链效率。

(本文得到福建省社会科学研究基地—福州大学物流研究中心资助)

注释：

[1]BoyerK.K.，HultG.T.M.,“ExtendingtheSupplyChain：IntegratingOperationsandMarketinginTheOnlineGroceryIndustry”,JournalofOperationsManagement，vol.23,no.6(2005)，pp.642-661．

[2] 艾兴政、唐小我、马永开：《传统渠道与电子渠道预测信息分享的绩效研究》，《管理科学学报》2008年第1期。

[3] 肖 剑、但 斌、张旭梅：《需求预测信息不对称下电子渠道与零售商合作策略研究》，《计算机集成制造系统》2009年第10期。

[4] 陈 忠、艾兴政：《 双渠道信息共享与收益分享合同选择》，《系统工程理论与实践》2008年第12期。

[5] 梁 静、蔡淑琴、吴颖敏：《信息共享程度对物流外包激励的影响》，《中国管理科学》2006年第1期。

[6] 郑继明、王志娟：《 三级供应链中信息共享的价值研究》，《运筹与管理》2011年第4期。

[7] 张菊亮、章祥荪：《供应商和销售商拥有部分信息的信息共享》，《中国管理科学》2012年第1期。

[8] Lode Li, “Information Sharing in a Supply Chain with Horizontal Competition”,ManagementScience，vol.48,no.9(2002)，pp.1196-1212.

[9] 郭守亭、赵 丽、俞彤晖：《信息共享对渠道绩效影响的博弈分析》，《统计与决策》2014年第20期。

[10] Choi S. C., “Price Competition in a Channel Structure with a Common Retailer”,MarketingScience，vol.10,no.4(1991)，pp.271-297.

[11] 王 勇、李莉英：《需求依赖服务水平和价格的外包物流协调合同》，《系统工程学报》2013年第6期。

[12] 曹二保、郑健哲、马玉洁、赖明勇：《双渠道供应链应对需求扰动的协调机制研究》，《管理学报》2014年第2期。

[13] Winkler R. L., “ Combining Probability Distributions from Dependent Information Sources”,ManagementScience，vol.27，no.4(1981)，pp.479-488.

[14] 邱若臻、黄小原、葛汝刚：《信息共享条件下供应链在线与传统销售渠道协调定价》，《管理工程学报》2009年第4期。

[15] Chiang W.K.，Chhajed D.， Hess J. D., “ Direct Marketing，Indirect Profits： a Strategic Analysis of Dual-Channel Supply-Chain Design” ,ManagementScience，vol.49,no.1(2003)，pp.1-20 .

[责任编辑：黄艳林]

2015-09-28

教育部人文社会科学青年基金项目(14YJC790074), 福建省社科联重大项目(2014JDZ022，2014JDZ023), 福建省教育厅重点项目(JAS14045)。

王 健， 男， 福建福清人， 福州大学副校长， 经济与管理学院教授、 博士生导师， 博士； 虞 跃， 男， 江西丰城人， 福州大学经济与管理学院博士生。

F252

A

1002-3321(2015)06-0009-07