需求不确定下权力结构对供应链效能的影响
第 1 章 绪论
1.1 实践背景
供应链成员之间存在着不同的权力结构，通常情况下，成员之间的权力相当，因此不存在明显的主导力量，而在一些特殊情形中，权力的不均衡可能会导致供应链一方在供应链中占主导地位。例如，像沃尔玛、百思买、家得宝和乐扣这些占主导地位的零售商，在他们的供应链关系中常寻求主导的策略。类似的，可看作占主导地位的制造商有苹果公司、卡特彼勒以及名牌商品的制造商。尽管大多数情况下供应链权力与市场权力同时存在，但占市场主导的公司可能不会同时采纳一个供应链主导的策略(erath et al.,2007)。例如，沃尔玛和宝洁的伙伴关系，就达到了一个均衡的权力结构。
Fine(l998)强调，随着产业时脉速度的加快，企业越来越多的是作为供应链中的一员来应对竞争，而不是基于企业与企业之间的竟争。因此，建立良好的合作伙伴关系、获得供应链成功成为企业的当务之急。然而，权力;作为影响供应链关系及供应链效能的重要因素之一却常常被学者所忽视。一些管理实践者认为权力在日常商业中无所不在但又难以把握。供应链权力的管理不善及滥用对供应链关系具有重大影响，会降低供应链效能，并成为双方建立双赢关系的障碍。
实践使我们对公司如何使用他们的供应链权力有了更深的了解。正如 Bloom and Perry(2001)所提到的，工业报告显示，有权力的零售商利用其主导地位来获得制造商对贸易协定和进场费的让步。Bowman(1997)指出，由于占主导地位的零售商对降低价格，加快交货时间或增加库存的需要，很多供应商感觉到其利润不断的减少。例如，沃尔玛对乐柏美提价的严格反应(strict response)最终导致该公司在1999年被纽维尔收购。其他的新闻也报道了类似的沃尔玛影响其供应商价格决策的例子。如今日美国报道，食品巨头卡夫公司（其收入的 10%来源于沃尔玛公司），由于考虑到沃尔玛的需要，不能像以前那样很快地提高价格。而在欧洲具有很高市场权力的零售商更是要从制造商那里获得利润保证。在类似于亚马逊提供的寄售合约中，零售商通常不持有商品的所有权，但会针对每单位已售商品，零售商都要向制造商索要预先设定的售价百分比份额(Wang, 2006)。亚马逊也可以通过消费者的预定提前收集到需求信息，基于此，亚马逊向供应商发出订单，从而实现了订单延迟;(Granot and Yin,2008)。
1.2 理论背景
为了探讨不同的供应链成员之间的相互作用，对于供应链权力结构(Power Structure)这个概念的理解是至关重要的。对于权力结构的研究要追溯到 1950 年(Alderson 1950)。尽管在供应链中对于供应链权力还没有一个确切的定义，但是文献中对这个概念的理解还是比较一致的。El-Ansary and Stern (1972) 提出，供应链成员的权力就是各成员控制供应链中不同环节的其他成员的决策的能力。本文将继续沿用这一定义，调查分析权力结构是如何影响供应链各个成员的盈利以及消费者剩余的。
尽管供应链管理文献已经在代理人独立决策和提高供应链效能激励措施方面有了深入的研究，但对不同的权力结构进行比较并强调其对零售价格和库存水平的作用问题，研究的还很少。在经济和市场营销领域，一些论文研究了分销渠道的权力问题以及制造商的定价对零售业竞争和消费者剩余的影响，然而，这些研究都没有强调经营决策，例如在不同风险分配机制下的库存订货量或库存满足率(inventory fill rate)。在本论文的模型中，我们明确将权力结构包含到零售定价和库存订单及时性的承诺(timing of inventory order mitment)，我们的目标是从明确考虑价格决策的经营角度，研究供应链权力的影响。
而根据目前研究供应链的理论文献看，有两种方式来反映市场权力。一是控制供应链其他成员决策变量的能力，例如具有市场权力的零售商可以指定制造商的批发价格，或者具有市场权力的制造商可以指定零售商的零售利润或零售价格，El-Ansary and Stern (1972)，Wilinson (1974)，Geylani et al. (2007), erath (2007)和 Tsay et al. (2007)均采用了这种定义。另外一种认为决策的先后顺序能够体现供应链权力的结构，即先行者具有更高的市场权力，Choi (1991)， Fader (1990)，和Edirisinghe et al. (2021)。本研究采用后面一种相对比较温和的权力体现方式。
在上述的市场权力定义框架下，首先做决策的企业往往被认为在交易中占有主导地位。例如，在McGuire and Staelin (1983)的研究中，制造商和他的特许经营商采用Stacelberg 博弈模型，制造商首先决定其批发价格，给其经营商提供一个要不接受要不离开(tae it or leave it)的交易合约。为了构造一个有市场权力的零售商的情形，Choi (1991)和 Lee and Staelin (1997)也采用了一个 Stacelberg 博弈模型，但其中零售商首先确定其零售利润。当供应链中各方的权力相当时，euland and Shugan (1983) 构造了一个纳什博弈模型，即各方同时行动确定自己的决策变量，来讨论供应链中各成员的相互作用关系。我们沿着这些文献的思路构建了供应链中不同成员相互作用的模型，利用三个非合作博弈模型，假设第一个行动的人比第二个行动者有更多的权力。此外，本研究还将需求不确定性以及供需不匹配风险承担方不同等因素考虑进来，这是之前的文章不曾考虑的。
第 2 章 文献综述
对于制造商零售商供应链中对于定价及订货策略问题的研究有大量文献。对于有限生命周期产品如报纸，杂志，蛋糕等等，经常使用报童模型来研究。houja(1999)回顾了报童模型文献并提供了十多种对于单周期问题的扩展。Mantrala 和 Raman(1999)考察了零售商的最优订货量是如何确切地被市场不确定性影响及供应商的回购策略如何影响零售商的决策的。PetruzZi 和 Dada(1999)检查了库存量及销售价格同时设定时报童问题的扩展。Lan, Lau(2002)研究了对于单周期产品在制造商及零售商的期望利润方面，需求不确定性水平如何影响决策。在 2003 年，他们对简易的库存/定价模型应用不同的需求曲线函数，并得到结论，多层系统中不同需求曲线函数能导致截然不同的结果。接下来，Lan, Lau和Zhou (2007a)陈述了对于强势制造商使用随机及不对称需求信息设计利润最大化的批量折扣机制的程序。Ding 和 Chen(2008)研究了带有弹性回购策略的单周期销售短生命周期产品三级供应链的协作问题。Erte和 Griffin(2002)考察了单产品单制造商单零售商两级供应链中强势供应商及强势零售商对价格，市场价格及利润的敏感性的影响。Bemstein 和 Federgruen(2005)考察了需求不确定下带有竞争性零售商的分散式供应链达到均衡定价的能力，并设计了带有线性价格折扣共享合约 (PDs)机制，使得制造商及零售商们像在集中式供应链中一样决策。Hua 和 Li(2008)分析了制造商及强势零售商带有报童模型的两种合作情形，其中Nash议价模型被用来贯彻利润共享。Lau, Lau 和 Wang(2008)讨论了强势零售商如何设计它从制造商那对于报童型产品的购买合约。
制造商和零售商之间的权力分配问题一直是市场营销、供应链和运作管理文献所研究关注的问题。在实证研究的领域，近期的文章探究了权力是否由制造商向零售商转移。尽管很多行业报告和商业文章提到了这样的趋势(如Schiller and Zellner,1992)，但事实上学术界提供的研究结果更为混杂。例如，Messinger and Narasimhan(1995)和Farris and Ailawadi(1992)基于相对获利性，并没有发现权力向零售商转变的证据，然而在更近的一篇文章里，adiyali et al.(2000)发现了在供应链中零售商日益增长的定价权力的证据。这些发现表明，不管是制造商占主导还是零售商占主导都是在实践中可以观察到的，因此，研究任何一种权力结构都是有益的。
第3 章 线性需求下供应链模型 ....................................... 14
3.1 集中式供应链(Centralized Supply Chain，模型 C) ................. 15
3.2 分散式供应链(Decentralized Supply Chain) ....................... 17
第4 章 不同权力结构下供应链比较 ................................... 23
第5 章 不同需求模型的影响 .......................................... 29
第 5 章 不同需求模型的影响
对于报童模型来说，需求模型通常包括两个部分：固定需求以及随机需求。固定需求是由价格决定，我们用 y(p)来表示。而随机需求，与价格无关，用ε~来表示。根据价格与需求之间不同的相关性，通常考虑两种不同的 y(p)形式：线性需求模型a – bp (a > 0，b > 0)，以及等弹性需求模型 /pα ( > 0，α > 1)。而对于随机需求ε~，有加和随机因子与乘积随机因子两种情形。具体来说指 ε~)()(~pypD+= 和 ε~)()(~pypD×= 两种形式。在不失一般性的前提下，我们假定，对于加和随机因子， 0]~E[ε= ；对于乘积随机因子， 1]~E[ε= 。那么组合不同的价格需求函数以及随机因子，就得到四种不同的需求模型。其中D (p) = y(p)?ε = (a–bp)ε的需求函数模型我们已经在前面的章节进行了系统的分析。对于其他三种模型我们就不一一推导类似于前面章节的命题，事实上推导也存在很大难度。在本章中，我们采用 MATLAB 对不同需求模型下的结果进行数值模拟编程。
根据在线性需求乘积随机因子的分析过程中可以发现，我们推导出平衡解最关键的一步就是找出其库存因子 z 的关系，因此对于每一组数值例子我们首先分别在{M,N,R,C}四种情形中找出其库存因子 z 的关系。一旦 z 的关系确定，其他的平衡解（例如最优批发价，零售价等）就能通过计算机很容易算出，最后就能得到整个供应链以及各供应链成员的期望利润。
第 6 章 总结与展望
为了研究不同权力结构如何影响供应链效能，我们根据博弈论的理论框架，设定斯坦伯格博弈中先行者占据主导权力结构，通过博弈模型的解析运算以及实例的数据模拟计算来分析三种不同权力结构下的供应链表现，发现了一些结论，包括以下：
1. 线性需求模型下，无论随机因子是什么类型，供应链成员总是会因为他的先行优势获利。具体而言，零售商掌握供应链权力结构优势时，会选择更大的库存因子，因为零售商承担所有的库存风险，较高的服务水平（或是说库存因子）对零售商更为有利。同时零售商会选择更低的零售价，更低的批发价，在夸大需求的同时最大化单位利润。而从整体上来说，任何一方掌握供应链权力结构优势时，供应链的效能最低，整体利润最小。
而在常弹性需求下却不是如此，具体来说，常弹性需求加和随机因子的供应链模型中，若价格弹性α 较小，占据主导地位（掌握权力结构优势）的制造商利润反而会降低。常弹性需求乘积随机因子的供应链模型中，由供应链哪一个成员掌握权力结构优势并不影响供应链的表现。
因此，供应链成员是否会享有他的先行优势取决于两个方面，一是期望需求函数，二是需求随机因子形式。
供应链整体效能主要取决于零售价。零售价的增加能导致更高的边际利润但零售价的减少又刺激了需求增加。直观上来分析，供应链整体效能主要依靠于零售价和服务水平两个因素。
2. 其他条件不变前提下，服务水平越高，供应链越高效。相比之下，零售价对供应链效率的影响就复杂一下，因为零售价的增加能导致更高的边际利润但零售价的减少又刺激了需求增大。通过比较表 5.2跟表5.4，我们发现，零售价降低刺激需求的因素更为重要。尽管线性需求下占主导地位的服务水平最高，但事实上是均衡权力结构下的供应链效能最高。换而言之，服务水平对供应链整体效能的影响并不如零售价的影响大。在权力结构供应链模式下，零售价减少刺激需求增大是主要因素。即零售价越低，供应链整体利润越高。相对而言，供应链服务水平并没有对整体利润产生足够大的影响。
参考文献（略）