基于供应商主导转运机制的库存共享策略研究

冉文学 谢艮花 杨潇

摘  要：企业之间由于市场竞争使得库存共享变得越来越困难，导致资源的极大浪费。文章提出由供应商为主导的转运方式来实现零售商之间的库存共享，供应商通过与零售商之间建立买、卖双向的交易机制来协调零售商的库存，有效减少库存成本，提高供应链上各成员的利润。通过模型设计、计算分析并最终重新设置买入与卖出价格，使分散式供应链策略达到集中式供应链策略的水平。最后以一家家电制造公司为例来验证模型的实用性和有效性，得出转运价格策略。

关键词：供应商主导转运机制;库存共享;竞争市场;价格

中图分类号：F253    文献标识码：A

Abstract： Due to market competition among enterprises， inventory sharing has become more and more difficult， resulting in a great waste of resources. This article proposes a supplier-led transshipment method to realize inventory sharing between retailers. Suppliers coordinate retailers， inventory by establishing a two-way transaction mechanism between buying and selling with retailers， effectively reducing inventory costs and increasing supply. The profit of each member of the chain. Through model design， calculation and analysis， and finally reset the buying and selling prices， the decentralized supply chain strategy can reach the level of the centralized supply chain strategy. Finally， a home appliance manufacturing company was used as an example to verify the practicability and effectiveness of the model， and the transfer price strategy was derived.

Key words： supplier-led transshipment mechanism; inventory sharing; competitive market; price

0  引  言

随着市场的可变性发展，市场需求是供应链上不能确定的因素，需求的不确定导致产品流量的不确定。为了减少供应链末端成员的库存成本，通过库存共享实现产品的终端流动，供应商通过设置合理的价格机制将超过额定库存的零售商产品进行回收，并以合理的价格出售给缺货的零售商。Rudi等最早进行了有关库存共享的研究，通过研究公司不同地区的调货现象发现产品调货成本具有或高或低的现象，并利用相关模型求解出合理的转运价格实现零售商利润和联合库存利润一致[1]。对于库存共享策略，戴勇等学者将其考虑于全生命周期的供应链服务模型中，模型论证了库存共享可以作为企业运营策略优化的短期选择，并有利于提高企业的竞争优势[2]。王春兴等学者研究了库存成本在库存共享理论中的模块库存下的影响和选择，考虑市场需求的不确定性和不同属性建立相应的模型，并验证模型的有效性[3]。Maddah和Bish采取了和Van一样的模型，即MNL模型和报童模型，并在模型中考虑了产品线选择的问题[4]。徐琪等学者考虑信息是否共享因素下的库存优化策略，分别建立了信息共享和不共享情形下的订货和再分配模型，讨论转运价格机制和信息谎报下的惩罚机制对于零售商库存水平的影响[5]。CHENG等考虑多零售商的二级供应链，在此模型中证实了零售商之间信息共享的积极作用，其认为信息共享能有效提高整个供应链的收益，实现零售商库存成本的减少[6]。蹇明等学者考虑了决策偏好型零售商在面临缺货情况时的决策问题，在库存共享模型中考虑零售商损失规避偏好的因素，通过分析两零售商之间的转运策略和最优转运数量，研究了零售商随损失规避系数的变化情况下的期望转运数量以及转运价格，以此作为零售商的决策依据[7]。陈敬贤等学者也是考虑了两个零售商的库存系统，在非合作博弈模型中引入突发事件的库存共享条件，并且比较静态分析反映了转运成本和转运价格对于零售商的訂货量和最优期望利润的影响[8]。李荣等学者提出供应商协助转运机制，采用动态规划方法刻画优化博弈模型，并分析得出了供应链成员间均衡博弈策略，通过对比分析集中式供应链运作模式和最优决策，总结并提出供应商协助下的新型库存转运机制[9]。

在以往学者的研究中可以知道供应链末端实现库存共享主要是依靠零售商本身，其转运价格的设定是以自身利润最大化为目标，这种方式没有有效地协调供应链整体的效益，反而在一定程度上减少了供应链的整体利润。本文提出以供应商主导转运来实现零售商的库存共享，转运价格是在考虑供应链整体效益的基础上去设定，不仅可以减少零售商的库存成本，还可以根据市场的实际需求去进行生产产品，提高了供应链的协调性。

1  问题描述及模型的建立

1.1  问题描述

本文考虑单个供应商和两个零售商的两周期二级供应链系统，供应商将生产的货物批发给零售商1和零售商2，零售商根据批发价确定其销售价格出售商品。在第一周期末期，如果本期的市场需求量很低，就会造成零售商持有超额的库存量。当进入到第二周期，供应商会根据零售商的库存情况去回购商品，再通过转运的方式卖给那些库存紧缺的零售商，当回购的商品不能满足订单所要求的数量时，供应商就通过生产来满足商品的需要。

1.2  建模求解

通过对供应商协商转运机制建立科学随机模型来解决零售商因竞争导致自主协商转运所无法进行的问题，下面建立一个两周期单供应商和两个零售商的简单模型來方便理解研究。从分散式决策分析、集中式决策分析以及合理价格设置等方面进行探讨，通过设置合理的价格机制，供应商积极地投入到转运工作中，并且采用由零售商持有库存量所决定的购入和卖出价格，让零售商在实现自己利润最大化的同时，参与到库存转运中来，使分散式供应链达到集中式供应链的收益水平。

（1）数学符号及定义

c：第i周期生产成本;

q（决策变量）：产品批发价格;

w（决策变量）：第1周期零售商e的库存持有量;

：第i周期零售商e的需求量，服从密度函数f*和分布函数F*的概率分布;

1周期末零售商e的库存剩余量，等于w

策变量）：第2周期初零售商e的最优库存持有量;

第i周期产品零售价格;

决策变量）：供应商库存协调“购买”价格;

决策变量）：供应商库存协调“卖出”价格;

：第i周期库存持有成本;

：第i周期缺货损失成本;

v：销售结束后产品剩余价值;

∏：供应商s的期望收益;

∏：零售商e的期望收益。

（2）非供应商主导转运的决策分析

供应商在供应链中的期望收益：

（1）

零售商在供应链中的期望收益：

∏

表示零售商在第1周期的收益：

（3）

为零售商第2周期的收益：

（4）

售商e在第1周期的库存持有量在第2周期库存的持有量为y销售收益，期望值为E，其表达式为：

现在对实现供应链的协调策略进行探讨，式（1）是供应商为达到预期利润要进行的研究，式（2）是零售商所要实现的预期收入的决策。通过研究计算，得出了零售商最佳库存策略和供应商最佳价格策略。利用式（2）可以得到零售商e在第一、二周期的安全库存，其最优存储量满足下面的公式。并且利用式（8）计算出零售商最优订货量。

第2周期初期零售商e的最佳库存持有量为：

其中：y为零售商e第二周期的进货量，确保库存量达到这个数值，简单来说就是在零售商目前的库存量较低的时候所需进行补货到最佳库存量的进货数量为零售商e库存量过多，所要清理这部分多余库存，保证库存数量达到这个数值。零售商e第1周期初最佳库存量为下列式：

8）

结论，零售商e在供应商主导转运机制计算模型中按照供应商经协商所给出的买入和卖出的价格去调整自己的库存量，使其在第1周期末达到最佳的库存储量。供应商如果在第1周期一开始进行同时在第1周期期末，零售商根据自己库存剩余的情况，对供应商进行退货或者进货的策略，供应商为了保证供应链整体库存要进行继续生产产品，将其公式代入到式（1）和式（2）中，就可以计算出在这个供应链系统中各成员的利润情况。

本文详细描述了供应主导转运的方法具体实施过程和成员决策。可以发现，供应商通过制定回购价和卖出价，能够有效地帮助零售商进行库存共享，保证安全库存应对市场需求的不确定性。下面对供应商主导转运机制下的决策进行研究。

（3）供应商主导转运的决策分析

为保证供应链成员的协调性，用下角标t表示供应商主导转运下的供应链系统，其期望收益为：

在第1周期开始时供应链的最优库存量为w=为第i周期供应链整体的利润值，表达式为：

在第1周期结束时，供应链整体库存的剩余量为t=第2周期开始时整体库存量即需要储备的库存量为y

下面计算第2周期期初时k零售商最优库存持有量表达式：

y是零售商剩下的库存量w的数值较低时，零售商e就需要选择进行补货的库存量。y是零售商剩下的库存量w比较高的时候零售商e就需要选择清货的库存量，y为整个供应链系统剩余库存量w不足的时候，需要生产并保证生产数量要达到的安全库存。

（4）价格设置

价格设置是在供应商主导转运机制下的供应链最优决策和收益研究的基础上进行的，制定一个科学的回购和卖出价格来实现非供应商主导转运机制下供应链的协调。第2周期的研究是使供应商主导与非主导决策的最优库存持有量达到一致。对式（7）和式（12），发现只有当供应商对零售商进行回购再卖出的这种转运价格是根据供应链整体剩余的库存量变动而改变的时候，供应链即可达到协调。

先对第2周期的模型进行计算，可以得到满足一定的库存转运定价就可以使第2周期的零售商实现库存转运的结论。

式（13）是实现库存共享，所要确定的进行转运的价格，采用这个价格进行相关转运，就能实现整个供应链成员之间的协调。为达到供应链系统协调所要的库存转运价格。

=P=P=                          （13）

结论：为了实现非主导的供应链协调，供应商的第一步是建立相等的“买入”和“卖出”的转让价格，这必须随着系统剩余库存的变化而变化。当系统库存低于最佳库存时，供应商应按第2周期的生产成本价格回购零售商的产品;当系统库存高于最佳库存时，供应商应以低于第1周期的卖出价格高于第2周期的生产成本来回购零售商的产品，再以第1周期的价格卖给库存紧缺的零售商。

2  案例分析

考虑在供应商主导转运下和非供应商主导转运下的订货库存策略，以一家公司为例。其相关的研究计算数值如下（单位：万元）：每个空调的生产成本c=0.34，空调的批发价q=0.4，其它相关数值为r=r=0.5，b=b=0，s=0.26，s=0.07，采用的转运价格p∈0.26，0.55， p∈0.33，0.55。零售商在一定的时间里所面临的需求为R=，而制造商面临的需求为R=100。

考虑到零售商在不进行库存转运情况下，其想要获得的预期利润表示为Q=100，200，300=15，15.6，0.84，制造商或者说供应商在不主导库存转运的情形下的期望利润为Q=100，200，300=33，25，17，Q=200，100。

表1表示供应商主导转运时供应链能实现的整体利润状况，由计算结果可知零售商的最佳订货量是Q=100，300，相对应的最佳收益是49.76。表2和表3，表示非供应商主导转运时，不同生产量和不同采购数量下的收益。

针对公司的数据，采用本文的模型进行分析计算，取q=q=0.5，计算可得最佳转运价格为p=53.91，此时非主导时策略能达到主导时策略的水平，实现零售商之间的库存共享。从表2和表3可以容易得出，Nash均衡的分散订货量不等于主导决策的最优订货量引起的供应链损失。公司对定价进行微调能使主导决策的订货量等于非主导决策的订货量，从而完成供应链的协调。根据以上研究可得出以下结论：

（1）通过建立“购买”和“出售”的双向交易环节，使零售商在制定决策时主动参与到库存转运中来，有效规避了传统零售商自主协商转运机制实施难、实施效率低等现状。供应商主导的转运机制能够有效协调供应链下游的库存量，实现零售商之间的库存共享。

（2）通过合理设定批发价格和“购买”、“出售”价格，实现供应链整个系统的利润提升，提高供应链的灵活性。合理的“购买”、“出售”价格让零售商之间不会再出现因价格而导致转运困难的问题。

3  结束语

本文通过研究供应商主导零售商库存进行转运的方法进行分析，帮助竞争市场中的各方实现库存共享、实现资源的合理分配，突破解决了传统零售商之间进行谈判转运的不足之处。利用一个两周期动态变化的模型，对存在一个供应商，两个或多个零售商组成的供应链进行了主导与非主导两种情况的策略研究。通过对模型的分析，对零售商的最佳订货和补货策略、供应链整体库存协调、供应商帮助转运以及再生产等方面的库存共享策略进行研究，提高了供应链上各个成员的收益，在实现竞争市场库存共享的同时，有效应对了市场需求不断变化的问题。

本文研究的这种机制有助于减少生产商的生产成本、降低零售商库存成本，提高供应链的整体利润，更好地分配社会资源和满足消费者的消费需求，为实施共享经济提供政策依据。该研究可进一步推广到多个周期、多家零售商的情况，并进一步考虑在信息不共享、财务约束这些情况下进行转运研究。这些都是后续研究中需要考虑的因素。

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