TPL主导下的生鲜电商三级供应链决策分析

徐慧婷

(厦门城市职业学院 商贸系，福建 厦门 361000)

近年来，随着电子商务的快速发展，年轻群体消费习惯的改变，我国生鲜电商取得了较快的发展，据国际财经网发布的数据显示，2019年中国生鲜电商交易规模达3 225亿元[1]。在快速发展的生鲜电商消费环境中，消费者对生鲜农产品的安全与质量提出更高的要求。相关文献研究表明，除产品市场价格外，生鲜农产品的安全与质量也会影响消费者的购买决策[2]。在产品安全方面，京东生鲜与盒马鲜生等电商平台建立食品安全追溯系统，消费者可以督查食材加工的各个环节[3-4]。生鲜产品的质量主要指其新鲜度，由于生鲜产品供应商或生鲜电商企业自行配送往往难以满足生鲜产品时效性需求，故生鲜产品一般由第三方物流服务提供商 (third party logistics，TPL)负责配送，TPL专业的物流服务水平如运输时间、运输温度等，会直接影响生鲜产品的新鲜度。当TPL介入生鲜电商供应链决策时，供应链利润的分配格局会发生改变。而供应链中不同的“领导权”在很大程度上影响着节点企业的最优决策与最大利润，因此本文对TPL主导下，生鲜产品供应商与生鲜电商平台不同“领导权”的三级供应链最优决策进行分析，为生鲜电商供应链有效管理提供理论参考。

学者们对生鲜电商供应链进行了广泛的研究。Yan等[5]研究供应商和零售商的保鲜努力水平均会影响市场需求的生鲜农产品供应链最优决策问题，并设计一个收益共享契约来协调供应链。Moon等[6]研究生产商的保鲜努力水平和零售商的投资服务水平影响市场需求的二级供应链协调问题，并设计一个收入共享加上投资成本分摊和增量数量折扣合同来协调供应链。Sun等[7]建立新鲜农产品供应链的决策模型，结果表明利他主义偏好、新鲜度和运输损耗特性对最优决策和供应链利润也有明显影响。

部分文献比较了供应链节点企业不同主导权对最优决策及企业利润的影响。曾佑新等[8]研究生鲜电商与生鲜产品供应商不同主导权下的最优策略和最大利润，研究表明双方可以通过主导权为自己谋取更大利润。Luo等[9]建立包含一个零售商和两家具有差异化品牌供应商的多阶段博弈模型，考察不同权力结构对成员企业定价决策和利润的影响，研究发现两家制造商之间的激烈竞争损害了制造商利益，并使零售商受益。

TPL参与决策是生鲜产品供应链领域研究的热点问题之一。Ma等[10]建立由单个供应商，TPL和零售商组成的三级供应链的决策模型，其中生鲜产品的市场需求是零售价格、产品新鲜度和随机变量的乘法函数形式，针对分散决策导致的利润减少问题，设计一个成本与收益共享契约来协调供应链。冯颖等[11]针对供应商、TPL 服务商和零售商组成的生鲜农产品三级供应链，建立需求受物流服务水平影响下，供应商主导的三方竞合博弈模型。研究表明收入共享系数满足特定条件时，物流服务成本分担-数量折扣-收益共享联合契约可以实现供应链帕累托改善。公彦德等[12]依据制造商主导和TPL主导的两类供应链模式，运用博弈论分析非合作决策下两类供应链模式的定价和企业利润，得出TPL主导的供应链系统效率大于制造商主导的情形。Song等[13]研究生产商、TPL、生鲜农产品电商企业组成的供应链，其中生鲜产品的市场需求受零售价格、产品新鲜度、安全追溯系统可用性的影响，针对分散决策效率低的问题，设计一个成本共担-收益共享契约与回扣-收益分享契约来协调供应链。

综上所述，生鲜电商三级供应链相关的研究主要从市场需求影响因素、供应链层级、供应链权利结构、协调契约设计等方面来分析，本文的供应链结构与文献[11]和[13]相似，但不同点如下。1) 权利结构不一样。文献[11]、[13]中供应商与零售商之间为主从博弈，TPL 服务商与零售商之间是静态博弈。本文讨论TPL主导下，供应商与零售商不同主导权下的决策问题，决策过程更加复杂。2) 决策变量不同。将安全追溯系统可用性作为生鲜电商的决策变量，这将更符合实际。

1 问题研究

1.1 问题描述与符号说明

生鲜电商供应链由1个生鲜产品供应商、1个生鲜电商企业和1个TPL构成。生鲜电商企业将供应商提供的产品在网上发布，消费者线上下单后，TPL第一时间将产品配送到消费者手中。本文建立TPL主导下，供应商与生鲜电商不同主领导权下的Stackelberg博弈模型。模型用到的符号与说明如表1所示。

表1 符号说明Table 1 Notations

1.2 模型假设

假设1 供应链上各参与方信息完全共享，且是风险中性的理性经济人，均追求自身利润的最大化。

假设2 生鲜农产品的新鲜度受保鲜水平的影响，借鉴文献[13]，假设e=θ0et, 0≤θ0≤1。

假设3 生鲜产品市场需求受网上零售价格、安全追溯系统可用性、新鲜度的影响，且订货量等于市场需求量。参考Gurnani等[14]、Yu等[15]的研究，本文中生鲜产品的需求函数为

Q=a-bpr+kθ0et+βer。

假设5 假设供应链系统各参数值都为正数，且市场需求量与节点企业的利润为正，即pm＞cm，pt＞ct，pr＞pm+pt，a-b(ct+cm)＞0。

2 模型的建立与分析

2.1 集中决策 (M0)

集中化的供应链将TPL、生鲜产品供应商、生鲜电商企业视为一体，只存在唯一的决策者来作出最佳决策以最大化整个系统的利润总额，集中决策不考虑成员间的转移支付。此时，整个供应链的利润为

为确保市场价格等变量为正值，假设参数满足条件2bλµ-λβ2-µk2θ02＞0。

Πu关于pr、er、et的三阶Hessian矩阵行列式为

2.2 分散决策模型 (M1和M2)

分散决策下，生鲜产品供应商、TPL、生鲜电商企业作为独立的利益主体分开行事，他们根据供应链传递的信息以及自身的成本结构作出最优决策以追求利润最大化。将TPL主导，生鲜产品供应商第二领导，生鲜电商企业第三领导记为模型M1；将TPL主导，生鲜电商企业第二领导，生鲜产品供应商第三领导记为模型M2。

M1模型的Stackelberg博弈顺序如下。首先，TPL先发制人确定最优的保鲜努力水平与运输单价；随后，生鲜产品供应商确定最优批发价；最后，生鲜电商企业确定最优的零售价格与安全追溯系统可用性水平。下面采用逆向归纳法分析。

1) 生鲜电商企业最优决策

2.3 模型比较与分析

集中决策模型M0与分散决策模型M1、M2的最佳决策与利润如表2所示。其中，令A=8bλµ-4λβ2-µk2θ02，B=8bλµ-2λβ2-µk2θ02，C=2bλµ-λβ2-µk2θ02；则A-B=-2λβ2＜0，A-C=6bλµ-3λβ2＞0，因此C＜A＜B。对表2中的结果进行整理，可得到以下命题。

表2 最佳决策与利润Table 2 Optimal decisions and profits.

证明 比较上述变量的分母有C＜A＜B，上述命题得证。

命题1 说明不同领导权对供应链的决策会产生影响，进而影响生鲜产品的市场需求。且分散决策下的保鲜水平、安全系统追溯可用性水平都会降低，进而降低市场需求。

命题2 同一领导权模型下，生鲜电商、生鲜产品供应商、TPL的最大利润满足Πr1＜Πm1＜Πt1，Πm2＜Πr2＜Πt2。

证明 Πm1/Πr1=2 ，Πt1-Πm1=λµ(4bλµ-2λβ2-µk2·θ02)[a-b(ct+cm)]2/(2A2)＞0 ；Πr2-Πm2=λµ(2bλµ-λβ2)·[a-b(ct+cm)]2/(2B2)＞0 ；Πt2-Πr2=λµ(4bλµ-λβ2-µk2·θ02)[a-b(ct+cm)]2/(2B2)＞0。

命题得证。

命题2 说明领导权会影响供应链上不同节点企业的最优利润。当生鲜产品供应商更有领导权时，其利润大于生鲜电商利润；当生鲜电商更有领导权时，其利润大于生鲜产品供应商利润，然而分散决策两种模式下双方利润均小于作为主导方的TPL的利润，因此，利润偏向于领导权大的一方。

命题3 不同领导权模型下，满足Πt1＞Πt2，Πu＞Π1，Πu＞Π2，且当参数满足bλµA2＜(2bλµ-λβ2)B2＜

分别将 Πr1与 Πr2、 Πm1与 Πm2进行减法运算可以得出Πr1＜Πr2，Πm1＞Πm2的条件。命题3得证。

命题3说明不同领导权模型下节点企业的利润不同。当参数满足一定条件时，生鲜电商与生鲜产品供应商可以通过争取领导权来提高自身的利润。对于作为主导方的TPL来说，其在生鲜产品供应商更有领导权模型下的利润更大。然而，分散决策下两种模型的总利润均小于集中决策下的供应链利润。

3 算例分析

为了进一步验证上述模型的有效性，以及各系数对供应链利润的影响，本节提供数值案例。参数满足a-b(ct+cm)＞0 ；2bλµ-λβ2-µk2θ02＞0。假设a=20，b=0.7，ct=1.5，cm=3，k=0.3，θ0=1， β=0.2，λ=0.6， µ=0.9。3种模式的结果分析如表3所示。

表3 生鲜电商供应链3种模式结果分析Table 3 Result analysis of three modes

1) 从图1 ～ 3可以看出，在不同领导模式下，TPL、生鲜电商、生鲜产品供应商的利润与价格敏感系数b、 保鲜成本影响系数λ、安全追溯系统可用性运营成本影响系数µ都成反比，即b、 λ 、 µ都对企业利润产生负的影响，且当b、 λ、 µ分别处于较低水平时，负面影响程度越大。

图1 b对企业利润的影响Figure 1 The effect of b on enterprise profit

图2 λ对企业利润的影响Figure 2 The effect of λ on enterprise profit

图3 µ对企业利润的影响Figure 3 The effect of µ on enterprise profit

2) 由图4、图5可以看出，在不同领导模式下，TPL、生鲜电商、生鲜产品供应商的利润与新鲜度敏感系数k、安全追溯系统可利用性敏感系数β都成正比，即k、 β都对企业利润产生正的影响，且当k、β分别处于较高水平时，正面影响越大。还可以看出，当β处于较高水平时，两种模式下企业利润差别越大，如当β越来越大时， Πt2与 Πt1的差距越来越大。

图4 k对企业利润的影响Figure 4 The effect of k on enterprise profit

图5 β对企业利润的影响Figure 5 The effect of β on enterprise profit

4 结论

针对由单一TPL、生鲜电商、生鲜产品供应商组成的三级供应链系统，研究了集中决策、分散决策不同领导权模式下供应链的最优策略与最大利润问题，得到以下结论。

1) 不同领导权对供应链最优决策产生不同的影响。M1模型下的保鲜水平、安全追溯系统可用性水平、市场需求量均大于M2模型下的情形，但均小于M0模型下的情形。

2) 不同领导权模型下节点企业的利润不同。对于作为主导方的TPL来说，其在生鲜产品供应商更有领导权模型下的利润更大。且当参数满足一定条件时，生鲜电商与生鲜产品供应商可以通过争取领导权来提高自身的利润。然而，分散决策下两种模型的总利润均小于集中决策下的供应链利润。

3) 同一领导权模型下，利润偏向于领导权大的一方。

综上所述，供应链存在的不同权利分布会对企业决策和最优利润产生重要影响，拥有更高的领导权意味着可以获取更多的利润。因此，企业应不断增强核心竞争力，提升在供应链中的领导权。然而，对于被主导方来说，弱势的领导权对其极为不利，会影响其生产经营的积极性，所以在实际中参与方可以对相关参数进行适当的调整和控制以缩小利润差距，使各方都有利可图。此外，相关敏感系数对企业利润也会产生影响，如价格敏感系数对企业利润产生负面影响，因此对于生鲜产品供应商来说，应不断进行产品创新，降低产品的替代性；而对于生鲜电商来说，应不断提升线上购物体验，增强客户黏性，以降低价格敏感度。而针对分散决策导致利润降低问题，未来可以设计不同的契约来协调不同领导权下的供应链利润，以达到共赢局面。