考虑追溯技术的双渠道生鲜农产品供应链投资决策研究

郑琪

摘  要：针对由供应商和零售商组成的双渠道生鲜农产品供应链，考虑传统渠道和电商渠道模式下，构建了不同追溯技术投资组合下的供应链决策模型。结合产品的新鲜度和产品的库存可利用率，分析其对生鲜农产品供应链决策的影响，并探讨投资追溯技术下的生鲜农产品供应链最优决策。研究表明：生鲜农产品供应链的利润随着追溯技术标签成本的增大而增大，随着库存损耗率的增大呈现不同的变化趋势;当产品的库存可利用率较高时，两种渠道均不投资追溯技术时利润最高，两种渠道均投资追溯技术时利润最低;当产品的库存利用率较低时，传统渠道投资追溯技术时的利润最高，两种渠道均不投资追溯技术时生鲜品供应链的利润最低。

关键词：生鲜农产品;双渠道;追溯技术;供应链决策

中图分类号：F304.3    文献标识码：A

Abstract： In this paper， we consider the traditional channel and e-commerce channel mode， and then build a supply chain decision-making model with different traceability technology portfolio for the dual channel fresh products supply chain which composed of one supplier and one retailer. Based on the freshness of products and the availability of products in stock， we analyze the influence of them on the decision-making of the supply chain of fresh products， and discuss the optimal decision of the supply chain of fresh products with the traceability technology. The results show that the profit of fresh products supply chain increases with the increase of the tag cost of the traceability technology， and presents different trends with the increase of inventory loss rate. When the inventory availability of products is high， the profit is the highest when both channels do not invest in the traceability technology， and the lowest when both channels invest in the traceability technology. When the inventory utilization rate of products is low， the profit of traditional channel investment in the traceability technology is the highest， while the profit of fresh product supply chain is the lowest when both channels do not invest in the traceability technology.

Key words： fresh product; dual channel; traceability technology; supply chain decisions

0  引  言

隨着互联网的普及和电子商务的快速发展，生鲜农产品供应链的运营渠道变的愈发多样化，传统渠道和电商渠道的结合，不仅提高了生鲜农产品的销量，而且增加了供应链的利润。例如，盒马鲜生的传统渠道和电商渠道的销售模式成为生鲜农产品新零售模式中争相学习的典范，使得供应链利润得到了更进一步的提升。然而，由于渠道的竞争性和生鲜农产品的易腐性等特点，使得不同渠道之间的竞争更为激烈，产品的数量损耗和新鲜度损耗降低了供应链各节点企业的利润。如何降低产品的损耗并提高供应链的利润成为生鲜品供应链运作中需要解决的重要问题。在实际生活中，一些生鲜农产品供应商和零售商已开始应用追溯技术来改善产品的库存可利用率，并降低损耗。该技术的原理是通过标签追踪产品，读取产品的位置信息、库存信息、上架时间等，进而避免由于信息不准确和不及时而造成产品损耗[1]。因此，探究双渠道模式下生鲜农产品供应链追溯技术的投资决策，对提高生鲜农产品运作效率，提高产品库存可利用率并实现利润最大具有重要意义。

目前，一部分学者针对生鲜农产品供应链的最优决策问题展开了广泛研究，这些研究大多聚焦于单一渠道的生鲜农产品供应链。例如，Ma等[2]考虑三级生鲜农产品供应链中的产品数量损失和质量损失问题，结合保鲜努力程度建立供应链协调模型并分析其对利润的影响。Avinadav等[3]针对由可替代和互补的产品构成的易腐产品供应链，建立供应链决策模型，提出了竞争环境下的联合定价方法。除此之外，一些学者综合考虑了生鲜农产品供应链中的定价、库存、订购等决策问题。唐跃武等[4]针对消费者的策略性行为，采用报童模型对生鲜农产品供应链的定价和库存决策问题进行了研究。Vaishnavi等[5]结合易腐产品的寿命长短，对随机库存情况下该产品的库存管理和联合定价问题进行了研究。冯颖等[6]采用两种商务模式建立生鲜农产品供应链的决策博弈模型，研究了产品距离的远近对供应链决策的影响。Zheng等[7]针对由一个供应商和多个零售商组成的生鲜农产品供应链，探讨了零售商独立采购和联合采购情况下的最优定价决策和最优采购决策。事实上，物联网的飞速发展与新零售模式的出现加速了生鲜农产品供应链运营模式及利润分配的变化，但上述研究没有结合双渠道生鲜农产品供应链决策问题进行探讨。

近年来，一些学者针对双渠道和O2O等模式开展了生鲜农产品供应链的决策研究。刘墨林等[8]针对保鲜努力和服务水平两个影响因素，探讨了生鲜电商供应链的契约协调问题。浦徐进和金德龙[9]考虑了生鲜农产品供应链的不同运作模式，分析了农超对接和社区生鲜店、超市线上线下的双渠道模式对供应链决策的影响。Yang等[10]研究了零售模式、双渠道模式和O2O模式下的生鲜农产品供应链的最优定价和保鲜努力决策问题。唐润等[11]针对农超对接和电商渠道的生鲜农产品双渠供应链，结合产品质量损失，对不同折扣下的供应链决策进行了研究。曹晓宁等[12]考虑了新鲜度衰减和供应商保鲜努力等因素对需求的影响，分析了双渠道生鲜农产品供应链的决策问题。事实上，追溯技术的采用对于生鲜农产品新鲜度损失和数量损失有很大改善作用，并将影响供应链的利润。但上述研究较少考虑投资追溯技术下的供应链决策的问题。

一些学者考虑了追溯技术下的供应链决策问题，并主要针对普通产品供应链进行研究。例如，Tao等[13]分析了未投资和投资RFID情况下供应链的决策问题，并对比分析了不同情况下的库存控制策略。汪秋阳等[14]考虑两个供应商同时投资RFID技术、其中一个投资RFID技术和两个都未投资RFID技术时，研究了在不同情形下的供应链投资决策。张李浩和刘斌[15]构建了四种不同的投资情形，并对供应链投资RFID技术的均衡策略进行了研究。Dai等[16]考虑两个竞争型制造商构建了供应链博弈模型，对供应链的决策问题进行了探讨。Sunny等[17]探讨了区块链下的供应链可追溯性问题，并分析了其如何影响供应链的决策。然而，生鲜农产品不同于一般产品，产品易腐烂变质的特性对供应链的运营模式和利润分配等会产生某种程度的影响。但这些研究缺乏考虑生鲜农产品特性对双渠道供应链的投资决策问题进行探讨。

因此，本文针对由生鲜供应商和生鲜零售商组成的双渠道生鲜农产品供应链，考虑传统渠道和电商渠道模式下，产品的新鲜度、产品的库存可利用率对生鲜农产品供应链决策的影响。探讨两种渠道均投资追溯技术、两种渠道均不投資追溯技术、传统渠道投资追溯技术和电商渠道投资追溯技术四种情形下，生鲜农产品供应链的利润决策模型，并对模型进行了深入分析。最后，通过算例分析进一步研究了不同主体投资情形下产品的库存可利用率等因素对生鲜农产品供应链最优决策的影响。

1  问题描述与符号说明

1.1  问题描述。本文考虑由供应商和零售商组成的双渠道生鲜农产品供应链，假设供应商1与零售商1构成传统渠道生鲜品供应链，供应商2和零售商2构成电商渠道生鲜品供应链。针对传统渠道与电商渠道均不投资追溯技术TE，传统渠道投资追溯技术E，电商渠道投资追溯技术T，传统渠道与电商渠道均投资追溯技术四种不同的情形对生鲜农产品供应链的决策进行探讨。零售商根据市场需求量向供应商订购生鲜农产品，供应商根据订购量和产品生产成本制定批发价格，零售商根据产品新鲜度和市场需求量制定零售价格。双渠道供应链具有竞争关系，因此，传统渠道的生鲜品价格和电商渠道的生鲜品价格会相互影响。由于生鲜农产品的易腐性，采用追溯技术能够迅速掌握产品的位置信息、库存信息、上架时间等，进而降低生鲜农产品在运输、配送、销售等环节的损耗。在双渠道生鲜品供应链中，不同的追溯技术投资主体会对生鲜品供应链的运作产生不同的影响。

基于上述生鲜农产品供应链决策顺序，探讨双渠道模式下，产品的库存损耗率和新鲜度对供应链成员均衡决策的影响。本文从博弈论角度，考虑传统渠道投资追溯技术、电商渠道投资追溯技术、两种渠道均不投资追溯技术和两种渠道均投资追溯技术四种情形下，对双渠道供应链利润的影响和供应链投资追溯技术的决策问题进行分析。

1.2  符号说明与假设。本文的主要参数如表1所示。

与本文相关的假设条件如下：（1）由于市场容量有限，当一种渠道的价格变动时，会对另一渠道的需求量产生影响。（2）生鲜农产品在销售季节末期的残值为0，不存在缺货的风险。（3）生鲜农产品供应商和零售商都是风险中性的。

根据文献[18]，考虑产品新鲜度和零售价格对需求量的影响，生鲜农产品的需求函数为D=M-αp+βp+k？谆。产品的需求随着自身零售价格的增大而减小，随着另一渠道同质替代品零售价格的增大而增大，随着自身新鲜度的增大而增大。

2  模型构建与求解

本部分考虑两种渠道都不投资追溯技术，传统渠道生鲜品供应链投资追溯技术，电商渠道生鲜品供应链投资追溯技术，两种渠道供应链均投资追溯技术，针对这四种渠道构建各自的利润模型并求解。其中供应链1为传统渠道生鲜品供应链，供应链2为电商渠道生鲜品供应链。

2.1  TE模式下的生鲜农产品供应链决策。此种情况下，供应链为传统渠道生鲜品供应链，供应链为电商渠道生鲜品供应链，那么在价格竞争中零售商的函数分别为：

∏=λp-wM-αp+βp+k？谆                                     （1）

∏=λp-cM-αp+βp+k？谆                                     （2）

对零售商利润函数关于价格求导可得=-2αλ<0。

双渠道供应链的零售商利润函数关于各自的零售价格是严格凹函数，令一阶导数等于0，可得此种情形下的最优解为：

p=

p=

供应商的利润函数分别为：

∏=w-cD                                             （3）

∏=pλ-cD                                            （4）

同理，对利润函数关于批发价格求导可得：

w=

将最优零售价格和最优批发价格代入利润函数中，可得最優利润。

2.2  E模式下的生鲜农产品供应链决策。传统渠道供应链投资追溯技术，电商渠道供应链不投资该技术。此时两种渠道下零售商的利润函数分别为：

∏=p-wM-αp+βp+k？谆                                      （5）

∏=λp-cM-αp+βp+k？谆                                     （6）

对利润函数关于价格求导可得=-2α<0，=-2αλ<0。

双渠道供应链的零售商利润函数关于各自的零售价格是严格凹函数，令一阶导数等于0，可得此种情形下的最优解为：

p=

p=

供应商的利润函数分别为：

∏=w-c-tD                                          （7）

∏=pλ-cD                                           （8）

同理，对利润函数关于批发价格求导可得：

w=

将最优零售价格和最优批发价格代入利润函数中，可得最优利润。

2.3  T模式下的生鲜农产品供应链决策。传统渠道供应链不投资追溯技术，电商渠道供应链投资该技术。此时，在两种渠道下价格竞争中零售商的利润函数分别为：

∏=λp-wM-αp+βp+k？谆                                     （9）

∏=p-c-tM-αp+βp+k？谆                                   （10）

对利润函数关于价格求导可得=-2α<0，=-2αλ<0。

双渠道供应链的零售商利润函数关于各自的零售价格是严格凹函数，令一阶导数等于0，可得此种情形下的最优解为：

p=

p=

供应商的利润函数分别为：

∏=w-cD                                            （11）

∏=p-c-tD                                          （12）

同理，对利润函数关于批发价格求导可得：

w=

将最优零售价格和最优批发价格代入利润函数中，可得最优利润。

2.4  模式下的生鲜农产品供应链决策。传统渠道供应链和电商渠道供应链都投资追溯技术。此时，在两种渠道下价格竞争中零售商的利润函数分别为：

∏=p-wM-αp+βp+k？谆                                    （13）

∏=p-c-tM-αp+βp+k？谆                                  （14）

双渠道供应链的零售商利润函数关于各自的零售價格求一阶导，并令其等于0，可得此种情形下的最优解为：

p=

p=

供应商的利润函数分别为：

∏=w-c-tD                                          （15）

∏=p-c-tD                                           （16）

同理，对利润函数关于批发价格求导可得：

w=

将最优零售价格和最优批发价格代入利润函数中，可得最优利润。

3  模型对比与分析

3.1  E模式与TE模式的生鲜品供应链比较

定理1  当tt时，传统渠道生鲜品供应链采用追溯技术后的利润小于不采用追溯技术的利润，供应商不愿意采用追溯技术，其中，t

=。

证明：当追溯技术的标签成本满足以下条件时，供应商愿意投资追溯技术。∏>∏，即w-c-tD>w-c

D。当∏>∏时，即p-wD>λp-wD。当∏>∏时，即∏+∏>∏+∏。

求解，可得λτc+μ<μ+λτc+μ。化简，可得t<。

其中，τ=β-2α，μ=αβc+λ2αM+βk。

3.2  T模式与TE模式的生鲜品供应链比较

命题2  当tt时，供应链投资追溯技术之后的利润小于投资前的利润，供应商不愿意采用追溯技术，其中，t=。

证明：当生鲜电商供应链投资追溯技术获得的利润高于不投资追溯技术，即∏>∏时，p-c-tD>λp-c

D，可得t<。

3.3  模式与TE模式的生鲜品供应链比较

命题3  当双渠道生鲜品供应链均投资追溯技术时，t

证明：当∏>∏时，w-c-tD>w-cD，传统渠道生鲜品供应链1才会投资追溯技术。求解，可得t

>。其中，τ=αβc+λ2αM+βk。当∏>∏时，p-c-tD>p-cD，传统渠道生鲜品供应链1才会投资追溯技术。求解，可得t<。其中，φ=2λ2α-β2αM+βk。

4  算例分析

针对本文的研究，我们调研了盒马鲜生，该类生鲜品供应链运营模式符合双渠道供应链模式。为进一步揭示双渠道模式下投资追溯技术对生鲜农产品供应链的影响，根据调研相关数据，对相关参数进行了设定。令M=300，α=13，β=8，k=2，？谆=0.7，λ

=0.8，c=c=5。比较双渠道供应链中追溯技术的不同投资情况下，追溯技术的标签成本和供应商零售商之间的讨价还价能力对生鲜品供应链利润的影响，在此基础上，进一步研究双渠道供应链之间的竞争关系与生鲜农产品投资追溯技术的最优投资决策。

图1是供应商的利润差值随追溯技术标签成本与其讨价还价能力变化的影响，图中两面相交线是供应商的临界值，从图中可以看出供应商承担的标签成本阈值逐渐增大，随着追溯技术标签成本阈值的增大，零售商的讨价还价水平逐渐降低;在追溯技术投资初期，供应商所需承担的成本偏大，供应商可以与零售商谈判给予其较低的折扣或零售商主动协调供应商来鼓励其采用追溯技术。当供应商和零售商谈判中无折扣时，供应商的利润会呈现增长的趋势。

图2表明，电商渠道和传统渠道均投资追溯技术与均不投资追溯技术时的利润差值随讨价还价水平和追溯技术标签成本的变化情况。当标签成本大于临界值时，零售商利润差值随着追溯技术标签成本的增大而增大，随着讨价还价水平的降低而增大。此时，零售商和供应商可根据自身的讨价还价水平来决策是否投资追溯技术，进而提高自身的利润。

图3可以看出两种渠道均投资追溯技术与均不投资追溯技术时零售商的利润差值大于零。因此，投资追溯技术的零售商能够获取利润且随着讨价还价水平的升高而增加，但为了防止供应链上其他节点企业不投资追溯技术而搭便车的发生，可以鼓励其投资追溯技术，零售商可以增加产品的折扣率进而实现共赢。

从图4可以看出，生鲜农产品供应链的利润与追溯技术的标签成本呈现正比变化关系，然而，供应链的利润随着库存损耗率的不同呈现不同的变化趋势。当产品的库存可利用率较高时，四种模式下均不投资追溯技术时生鲜品供应链的利润最高，传统渠道投资追溯技术时的利润次之，电商渠道投资追溯技术时的利润紧随其后，两种渠道均投资追溯技术時的利润最低。此时，生鲜品供应链的最优策略是不投资追溯技术。当产品的库存利用率处于中间水平时，两种渠道均投资追溯技术时的利润最高，电商渠道投资追溯技术时的利润次之，传统渠道投资追溯技术时的利润紧随其后，两种渠道均不投资追溯技术时生鲜品供应链的利润最低。此种情况下，生鲜农产品供应链的最优投资决策是投资追溯技术。当产品的库存利用率较低时，传统渠道投资追溯技术时的利润最高，电商渠道投资追溯技术时的利润次之，两种渠道均投资追溯技术时的利润紧随其后，两种渠道均不投资追溯技术时生鲜品供应链的利润最低。此种情况下，传统渠道投资追溯技术是生鲜农产品供应链的最优投资决策。

5  结束语

本文针对的是由一个生鲜供应商和一个生鲜零售商组成的双渠道生鲜农产品供应链，考虑传统渠道和电商渠道模式下，产品的新鲜度、产品的库存可利用率对生鲜农产品供应链决策的影响，比较不同的渠道下的决策变量阈值范围。并进一步研究如何通过追溯技术降低生鲜品的新鲜度损耗并提高库存可利用率，探讨投资追溯技术下的生鲜农产品供应链最优决策，以及不同主体投资追溯技术时如何决策来实现利润最大。研究表明：（1）生鲜农产品供应链的利润随着追溯技术标签成本的增大而增大，随着库存损耗率的增大呈现不同的变化趋势。（2）当产品的库存可利用率较高时，两种渠道均不投资追溯技术时生鲜品供应链的利润最高，两种渠道均投资追溯技术时的利润最低，此时生鲜品供应链的最优策略是不投资追溯技术。（3）当产品的库存利用率处于中间水平时，两种渠道均投资追溯技术时的利润最高，两种渠道均不投资追溯技术时生鲜品供应链的利润最低，此时生鲜农产品供应链的最优投资决策是投资追溯技术。（4）当产品的库存利用率较低时，传统渠道投资追溯技术时的利润最高，两种渠道均不投资追溯技术时生鲜品供应链的利润最低，此时传统渠道投资追溯技术是生鲜农产品供应链的最优投资决策。当供应链上的各节点企业决定投资追溯技术时，选择何种方式进行投资，可根据产品的库存利用率进行决策进而提高供应链的总利润。

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