港口供应链利益共享契约的协调机制

陆永明

(江苏城市职业学院南通校区 经济管理学院，江苏 南通 226006)

港口供应链利益共享契约的协调机制

陆永明

(江苏城市职业学院南通校区 经济管理学院，江苏 南通 226006)

鉴于港口供应链存在特殊性，以及实际供应链中港口业务服务商的资源没有得到充分利用，影响了港口功能的发挥和供应链整体及各方的利益，考虑一个由港口业务服务商与港口企业组成的二级港口供应链，建立博弈模型.运用利益共享契约作为协调机制，分别分析港口物流服务需求具有和不具有价格敏感性两种情况下的博弈均衡.结果显示，利益共享契约在这两种情况下均可达到Pareto改进，实现港口供应链的利益协调.

港口供应链； 利益共享契约； 协调机制

0 引 言

在产品供应链中，供应链契约都是以实体产品为契约对象，通过供应链不同成员间的库存协调机制达到契约的优化目标.然而，在港口供应链中，成员间契约的对象变为服务能力的订购与交付，这种特殊性导致港口供应链契约的协调机制与产品供应链的有本质的区别[1].对服务供应链及其收益分配国内外学者做了比较多的研究.MORTIMER[2]运用实证的方法研究了影碟租赁业中的收益共享契约.GERCHAK等[3]运用特许费的方法对供应链利润进行再分配.GIANNOCCARO等[4]扩展了收益共享基本模型，认为可以通过调整模型参数来调节各节点企业的收益.LEE[5]将社会网络理论运用于港口供应链协调.SONG等[6]提出可运用信息技术、增值服务等6个参数来体现港口一体化程度.田宇等[7]建立了物流服务供应链收益分享契约模型.崔爱平等[8]提出了物流服务供应链期权契约协调机制.刘伟华[9]给出了三级物流服务供应链收益共享契约协调方法.朱卫平等[10]建立了数量协作联盟的协调模型.孟丽君等[11]研究了物流服务供应链的契约选择问题.LIU等[12]建立了一个多周期物流服务供应链质量协调模型.何婵等[13]建立了期权契约与成本共担收益共享契约组成的联合契约协调机制.王晶等[14]建立了云环境下港口供应链利益协调模型.孙玉玲等[15]研究了鲜活农产品供应链中的收益共享契约.杨丽[16]分析了委托代理关系中的物流服务供应链，认为夏普利值法是根据利益主体对供应链的贡献大小分配利益的最具代表性的方法.以上研究大多关注服务供应链中的利益分配方法，很少涉及具体的利益协调机制，针对港口供应链利益协调的更为少见.

港口供应链因其资产的专用性、港口地理位置的独特性以及与腹地经济的高度相关性区别于一般的物流服务供应链.利益共享、风险共担是港口供应链合作各方协调的核心诉求.然而，在实际运行中，港口业务服务商的资源特别是专用性资产没有得到充分的利用，影响了港口功能的发挥和供应链整体以及各方的利益.本文将利益共享契约作为协调机制，对港口供应链能力优化与协调进行分析，给出港口企业的利益留成比例取值范围，并在理论推导的同时进行数值模拟，为港口供应链利益协调提供理论借鉴和方法指导.

1 利益共享契约模型

为便于说明问题，突出研究重点，考虑一个简单的两阶段单周期港口供应链模型，见图1.该供应链提供单一物流能力的交易.主博弈方港口业务服务商(主要为港口企业提供装卸、加工、运输等物流服务)向港口企业(主要提供各类综合港口物流服务)提供利益共享契约，港口企业依据市场服务需求、契约服务价格和留成比例向服务商订购物流能力，在满足物流服务需求的同时实现自身利益最大化.

图1 两阶段单周期港口供应链模型

1.1 未实施利益共享契约机制时的博弈模型

基于以上假设，港口企业的期望利润[17]为

港口业务服务商的期望利润为

整个港口供应链系统的期望利润为

π(q)=pS(q)-cq-(gp+gs)L(q)=(p-c+

当实施港口供应链集中决策机制时，港口企业会选择一个物流能力订购量使得整个港口供应链系统的期望利润最大，即

maxπ(q)

s.t.q≥0

因为

可求得实施集中决策机制时最优物流能力订购量为

(1)

考虑到实施港口供应链分散决策机制时，港口业务服务商不提供利益共享契约.此时，港口企业的期望利润为

港口企业的最优物流能力订购量为

(2)

因为w>c，F(x)为严格单调增函数，所以qp

1.2 实施利益共享契约机制时的博弈模型

考虑港口业务服务商提供利益共享契约(wλ,λ).港口业务服务商给港口企业提供较低的单位能力服务价格，港口企业保留其收入的λ(0≤λ≤1)部分，其余的返还给港口业务服务商.为便于说明问题，假设gp=gs=0.此时，港口企业的期望收益函数为

可得港口企业的最优能力订购量为

(3)

(4)

这意味着，在实施利益共享契约机制且wλ=λc时，港口企业的最优能力订购量达到了整个港口供应链系统的最优订购量.此时，港口企业的期望利润函数为

πpλ(qI,λ)=λpS(qI)-wλqI=λ(pS(qI)-cqI)=λπ(qI)

这表明，契约参数λ既是港口企业的留成比例，也是港口企业所获利润占整个港口供应链系统总利润的比例.此时，港口业务服务商的期望利润为

可以看出，实施利益共享契约机制能够使港口供应链期望利润最大化，从而实现整个港口供应链系统的协调.

2 港口物流服务需求是服务价格的函数时利益共享契约设计

2.1 需求函数的构造及模型建立

构造需求函数有加法和乘法两种模式.借鉴PETRUZZI等[18]的研究成果，考虑到港口企业的单位物流服务价格p是内生变量，选用乘法模式构造需求函数.

假设港口物流需求函数为x(p)=d(p)·ε，其中：d(p)=θp-η，θ是常数，θ>0，η是市场需求弹性；ε是随机变量，g(ε)和G(ε)分别是其密度函数和分布函数.其余假设与上节一致.

港口企业的收入函数[19]R(p,q)=pE(min(q,x(p)))，令z=q/d(p)，则R(p,z)=pd(p)E(min(z,ε)).实施利益共享契约机制时，港口企业的期望利润函数可表示为

πpλ(p,z,λ)=λR(p,z)-wλq

港口业务服务商的期望利润函数为

港口供应链的期望利润函数为

πλ(p,z)=R(p,z)-cq

2.2 港口企业决策模型及其分析

港口企业的期望利润函数为

πpλ(p,z,λ)=λR(p,z)-wλq=

对πpλ(p,z,λ)求其关于p和z的一阶偏导数，可得

令这两个一阶偏导数均为零，求得在实施利益共享契约机制时港口企业的最优决策为

(5)

(6)

此时，港口企业的期望利润为

港口供应链的期望利润为

再考察实施集中决策机制时的港口供应链.此时，港口供应链的期望利润为

用同样的方法可求得在实施集中决策机制时港口供应链的最优决策为

(7)

(8)

此时，港口供应链的最大期望利润为

在实施利益共享契约机制时，要使港口企业的最优决策(pλ,zλ)符合港口供应链的最优决策，即π(pλ,zλ)=π(pI,zI),则需令pλ=pI,zλ=zI，可得wλ=λc.这个结论与上节的一致，说明对港口供应链而言，无论港口物流服务需求是否具有价格敏感性，利益共享契约机制均适用.当wλ=λc时，港口企业的期望利润为

πpλ(pλ,zλ,λ)=(λpλ-λc)d(pλ)zλ-λpλd(pλ)×

(9)

港口业务服务商的期望利润为

πsλ(pλ,zλ,λ)=(1-λ)π(pλ,zλ)=

(1-λ)π(pI,zI)

(10)

2.3 港口业务服务商决策模型及其契约设计

当港口物流服务需求具有价格敏感性，且实施分散决策时，港口企业的期望利润为

类似地，可以求得在实施分散决策机制时港口企业的最优决策为

从而得到在实施分散决策机制时港口企业的期望利润为

港口供应链的期望利润为

进而可得到港口业务服务商的期望利润为

(w-c)d(pd)zd

博弈论认为，理性经济人总是追求自身利益最大化的，只有满足个体理性才能通过制度安排实现集体理性.因此，利益共享契约自执行条件是在实施利益共享契约机制时，港口企业和港口业务服务商的收益均大于等于实施分散决策机制时的收益，即

将式(9)和(10)代入上述两个不等式，得

(11)

这就是港口业务服务商在设计利益共享契约(wλ,λ)时λ的取值范围.λ的最终取值主要取决于港口企业和港口业务服务商在港口供应链中的资源禀赋和所处地位.

3 数值模拟分析

数值模拟的目的是验证理论模型的可操作性，分析在实施利益共享契约机制时λ的不同取值对港口供应链、港口企业和港口业务服务商利润的影响.

同样，可得到pd和zd的解析式：

πsd(pd,zd)=πd(pd,zd)-πpd(pd,zd)= (w-c)d(pd)zd

pλ=pI，zλ=zI，d(p)=θp-η

模型中的参数设定见表1.

表1 模型相关参数设定

由以上解析式可以计算得到pd=9.6，zd=1.33，pI=4.8，zI=1.33，πpd(9.6,1.33)=5.79，πsd(9.6,1.33)=2.89，π(4.8,1.33)=11.58.

由式(11)可计算出λ的取值范围为

0.50≤λ≤0.75

将实施不同的机制时港口供应链的最优策略及相应的期望利润进行对比，见表2.

从表2中可以看出，在实施利益共享契约机制时，只要0.50≤λ≤0.75，那么无论是整个港口供应链系统的期望利润还是港口企业、港口业务服务商的期望利润均超过实施分散决策机制时的期望利润，实现了Pareto改进.

表2 实施不同机制时港口供应链的最优策略及相应的期望利润比较

4 结束语

本文以能力为纽带，运用利益共享契约研究港口供应链中港口业务服务商与港口企业之间的利益协调问题.结果显示：无论港口物流服务需求是否具有价格敏感性，实施利益共享契约机制均可实现Pareto改进，从而实现港口供应链的利益协调.本文还求出了港口企业利益留成比例的取值范围，并通过数值模拟验证了以上结论.

[1]崔爱平, 刘伟. 基于能力分工与合作的LSSC协调[J]. 上海海事大学学报, 2008, 29(2): 43-47.

[2]MORTIMER J H. The effects of revenue sharing contracts on welfare in vertically separated markets: evidence from the video rental industry[J]. SSRN Electronic Journal, 2002, 28(12): 1832-1837.

[3]GERCHAK Y, CHO R K, RAY S. Coordination and dynamic self-space management of video movie rentals[D]. Waterloo: University of Waterloo, 2001.

[4]GIANNOCCARO I, PONTRANDOLFO P. Supply chain coordination by revenue sharing contracts[J]. International Journal of Production Economics, 2004, 89(2): 131-139.

[5]LEE P D. Port supply chains as social networks[C]//IEEE International Conference on Service Operations and Logistics Informatics. IEEE, 2006: 1064-1069.

[6]SONG D W, PANAYIDES P M. Global supply chain and port/terminal: integration and competitiveness[J]. Maritime Policy & Management, 2008, 35(1): 73-87.

[7]田宇, 吴佩勋. 物流服务供应链收益分享合同模型[J]. 科技管理研究, 2006, 26(1): 227-229.

[8]崔爱平, 刘伟. 物流服务供应链中基于期权契约的能力协调[J]. 中国管理科学, 2009, 17(2): 59-65.

[9]刘伟华. 三级物流服务供应链最优收益共享系数确定方法[J]. 西南交通大学学报, 2010, 45(5): 811-816.

[10]朱卫平, 刘伟, 高志军. 三级物流服务供应链能力协调[J]. 上海海事大学学报, 2012, 33(2): 26-32．

[11]孟丽君, 黄祖庆. 二级物流服务供应链的供应链契约选择研究[J]. 重庆大学学报(社会科学版), 2012, 18(3): 64-71.

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[15]孙玉玲, 洪美娜, 石岿然. 考虑公平关切的鲜活农产品供应链收益共享契约[J]. 运筹与管理, 2015, 24(6): 103-111.

[16]杨丽. 委托-代理关系中的物流服务供应链合作协调[J]. 中国流通经济, 2015(11): 58-63.

[17]邵万清. 港口服务供应链的协调机制研究[D]. 上海: 东华大学, 2013.

[18]PETRUZZI N C, DADA M. Pricing and the newsvendor problem: a review with extensions[J]. Operations Research, 1999, 47(2): 183-194.

[19]裴勇. 基于供应链契约的供应协调机制研究[D]. 重庆: 重庆大学, 2006.

(编辑 贾裙平)

Coordination mechanism of benefit sharing contracts in port supply chain

LU Yongming

(School of Economics and Management, The City Vocational College of Jiangsu, Nantong Campus, Nantong 226006, Jiangsu, China)

In view of the particularity of the port supply chain and the fact that the port function and the overall and each party’s interests of the supply chain are affected due to no making full use of port service providers’ resources, a two-stage port supply chain composed of port service providers and port enterprises is considered, and a game model is established. Using benefit sharing contracts as coordination mechanism, game equilibriums are analyzed under two circumstances, that is, whether the port logistics service demand is of price sensitivity or not. The result shows that benefit sharing contracts can achieve the improvement of Pareto under the above two circumstances, thus benefit coordination of the port supply chain is achieved.

port supply chain; benefit sharing contract; coordination mechanism

10.13340/j.jsmu.2017.01.011

1672-9498(2017)01-0052-05

2016-09-26

2016-12-12

陆永明(1967—)，男，江苏南通人，副教授，博士，研究方向为物流工程与管理，(E-mail)lym671201@sina.com

F252.2

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