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供应链物流的契约协调


第9章 供应链物流的契约协调
? 9.1 供应链协调问题的提出 9.2 提高供应链协调性的方法 9.3 供应链的契约协调模型

9.1 供应链协调问题的提出
9.1.1供应链业务冲突的原因

? 信息传递的不同方式和不对等机制,使 供应链各企业有效信息不对称,流动不通 畅,引起企业间的业务冲突。 ? 物流配送衔接不紧密产生企业间业务冲突 ? 不同的服务方式在企业间不能够相互认可 ? 资金不能在供应链内部有效流动

几种不协调的现象
1. 供应链中的需求信息放大现象
2. 供应链中的曲棍球棒现象 3. 双重边际效应 4. 物料齐套比率差的现象 5. 其它现象

1. 需求信息放大效应(长鞭效应)
宝洁公司发现,它的一个主要产品——婴儿纸尿布的生 产量的计划波动很大,从而使得其向供应商订购的原材料的 数量有相当大的波动。 但是沿供应链往下再研究零售点的销售量,却发现波动很 小,即市场上对纸尿布的需求实际上是相对稳定的。也就是 说虽然市场对最终产品的需求是稳定的,但是供应链上游接 收的订单却波动很大,且越往上越大。这样给制造商以及原 材料供应商满足订货要求带来了很大困难,也增加了库存成 本。

供应链上需求变动程度增大的现象

10,000 8,000 配送中心 6,000 单位/周 顾客 4,000 工厂

供应商

2,000

0 时间

惠普也有类似的问题
惠普公司在其打印机供应链中也发现,在沿着 从零售商到批发商、从批发商到惠普的打印机制造 部门,直至其集成电路采购部门的整个供应链中, 订单的波动在不断放大。这使得惠普按时履行订单 合同的难度大为提高,并带来了成本的增加。

此外,人们在对服装、食品,甚至汽车工业的
研究中,也发现了类似现象。

长鞭效应的原因(H. Lee,1997,Management Science)

1). 基于订单的、各自为阵的预测
? 传统预测的参照数据是其下游直接客户的订货数据

? 各节点企业各自进行各自产品的预测
? 各结点企业对需求预测数据进行人为的整理和“修 改” ,改变了真实需求.

2). 批量订货
?订货决策有两种现象,一种是周期性订货决策, 另一种是订单拉动。周期性订货是指当公司向供应 商订货时,考虑库存的原因,采用周期性(比如一 周、一月)分批订货。分批订货在企业中普遍存在, MRP系统是分批订货,DRP也是如此。用MRP批量 订货出现的需求放大现象,称为“MRP紧张”。 ? 企业往往到了再订货点时才会按经济订货批量向 其上游企业订货 ,企业每次的订货量也会随市场需求 情况的变化而变化

3). 价格策略
? 按照经济学的需求—价格理论,价格的下降一般会刺激了 更多的需求。 ? 促销方式带来的销量上升 ,诱发顾客进行提前购买; ? 价格波动反映了一种商业行为:“预先购买(Forward Buy)”,价格波动是由于一些促销手段造成的,如价格折 扣、数量折扣、赠票等。这种商业促销行为使许多推销人 员预先采购的订货量大于实际的需求量。因为如果库存成 本小于由于价格折扣所获得的利益,销售人员当然愿意预 先多买,这样订货没有真实反映需求的变化,从而产生需 求放大现象。

4). 产品短缺时按比例供应的策略
当市场对惠普LaserJetⅢ打印机的需求量大于惠普公司的供货能力 时,惠普公司就采取了上述按比例给经销商提供打印机数量的做法。结 果,惠普公司收到的订单订货数量剧增。在惠普公司投入大量人力、物 力加紧生产LaserJet Ⅲ打印机时,获得了惠普公司按比例供给的打印机 数量就已经基本满足的经销商开始大量取消先前人为增加的订单量,结 果导致惠普公司因产品积压和不必要的生产能力扩充而蒙受了巨大损失。 这种由于个体参与的组织的完全理性经济决策导致的需求信息的扭 曲最终导致需求放大。

长鞭效应对企业的影响

? 生产成本 ? 库存成本 ? 配送成本 ? 产品的供给水平 ? 供应链中的各种关系

2、曲棍球棒(Hockey-stick)现象
? 在供需过程中,存在一种称之为Hockey stick 的现象, 即在某一个固定的周期(月、季或年),前期销量很 低,到期末销量会有一个突发性的增长,而且在连续 的周期中,这种现象会周而复始,其需求曲线的形状 类似于曲棍球棒,因此被称为Hockey-stick现象。
? 在许多公司里面,这种现象非常明显,其管理者甚至 认为这是他们的供应链所面临的最大问题。

xx公司2005年1-9月份每日销售出库量曲线图

200000 150000

100000
50000 0 3-2 4-2 5-2

1-2

2-2

6-2

7-2

8-2

9-2

曲棍球棒(Hockey-stick)产生的原因 ? 企业内部对销售人员的激励机制有可能造成这种 现象。 ? 在快速消费品行业,公司为了促使经销商长期更多 的购买,普遍采用一种称之为总量折扣(Volume Discounts)的价格政策,这种促销政策是造成 Hockey stick 现象的根源。

后者是供应链协调的问题。

Hockey stick问题的影响
? Hockey stick现象的存在,给公司的生产和物流运作带来很多负面的 影响。在这种情况下,公司在每个考核周期的期初几乎收不到经销商 的订单,而在临近期末的时候订货量又大幅增加。尤其在快速消费品 行业,一般采用 MTS (Make-to-Stock)的生产模式,为了平衡生产能 力,公司必须按每月的最大库存量而非平均库存量建设或租用仓库, Hockey stick现象使公司的库存费用比需求均衡时高很多。
? 此外,这种现象使公司大量的订单处理、物流作业人员和相关设施、车辆在 期初时闲置,而在期末,大家手头的工作又太多,拼命加班也处理不完,厂 内搬运和运输的车辆不停运转,但有时还是短缺,从而不得不从外部寻求支 援。这种情况不仅使公司增加更多的加班和物流费用,而且工作人员的差错 率增加,送货延误的情况也时有发生,公司的服务水平显著降低。

3.供应链的双重边际效应(Double marginalization)

? 当某一成员以最大化供应链利润为目标而作出决策时, 其活动往往对其它成员的收益产生影响。
分散化决策机制
批发价w 零售价p

制造商

零售商

消费者

定单 支付 供应商 信息 产品 制造商

定单 支付 信息 产品 产品变 $10 $1 $14 $25 $40 $60 批发商

定单 支付 信息 产品 产品变 $60 $2 零售商

产品的变动 成本 $5

材料 变动成本

动成本
其他采购

动成本
其他采购

$70 $2 $120

完全 制造成本
销售 价格

$7 $10

采购 成本 其他 变动成本
产品的总 变动成本 完全 制造成本 销售 价格

成本
销售

成本
销售

价格

$70

价格

资料来源: 摘自 Douglas M. Lambert, and Mark L. Bennion, “New Channel Strategies for the 1980’s,” in Marketing Channels: Domestic and International Perspectives, ed. Michael G. Harvey and Robert F. Lusch (Norman: Center for Economic and Management Research, School of Business administration, University of Oklahoma, 1982), p. 127.

传统供应链运行机制与风险分担情况

固定生产成本 =$100,000

可变生产成本=$35
批发价格=$80 零售价格=$125 残值=$20 制造商 制造商 DC 零售商 DC

商店

传统合作方式下的风险转移
风险 聚集
零售商

采购价

出厂价

批发价

供应商

制造商

批发商

风险转移

风险转移

风险转移

供应链双重边际效应带来的问题

? 即使供应链中的每一个成员都采取能使自己利益 最大化的行动策略,但供应链获得的总利润要比 一体化决策下的供应链的整体利润要低。

4. 物料齐套比率差的现象
? 在加工-装配式企业,制造商的上游供应商很多且分布很 散,外购件的“齐全配套”和JIT是一个很大的矛盾。 ? 供应商各自为政的现象导致严重的缺料!
供应商1
制造商缺料现象比较突出

库存信息 补货实现 库存信息 补货实现 供应商2 制造商

? 物料齐套比率差带来的问题
?订单延误 ?库存周转率低 ?外购件压库现象严重 ?成本上升 ?“制造商-供应商-客户”关系恶化

9.2 供应链的协调方法
? 9.2.1 供应链协调方法模式 ? 9.2.2供应链协调方法选择

9.2.1 供应链协调方法模式
? 集中控制 ? 供应链伙伴关系 ? 供应链契约

9.2.2供应链协调方法选择
当供应链上一节点企业想要组成供应 链竞争时, 需结合自身提供或购买的产品 (这里产品包括服务)对自身影响高低和对 相关联的上下游企业影响的高低做出判 断, 提出问题, 根据答案选择最适合的协 调模式。

否 购买或销售产品对企业影响大? 否 对相关节点企业影响大? 供应链契约协调

建立伙伴关系或集中控制

一体化决策机制
零售价p

制造商

零售商

消费者

? 双重边际效应的表现形式虽然和长鞭效应 不同,即使在对信息波动掌握程度较高的 情况下也会发生。这是由于两个决策主体 之间根本的有限理性所决定的。

9.3 供应链契约的设计-供应链激励机制
? 契约设计简介 ? 主要契约设计模型

9.3.1 契约设计简介
? 解决供应链协调,就需要回答: 什么机制能使 整体供应链效益最优? 效益是如何分配的? 哪 些技术手段能改进供应链协调? 给整体供应链 带来哪些好处?
? 供应链企业所签订和使用契约,不仅是种承诺约 束范本,更是保证合作企业之间避免过渡竞争, 而使得合作难以为继,造成“双边际效应”产生 ? 供应链契约设计多是以一个最基础模型出发进行 的,当然它也是供应链契约设计的基础。这个基 础模型就是一个供应商把单一产品卖给一个面临 “报童问题(Newsvendor)” 的零售商。

信息流 物流

信息流

供应商
资金流

零售商

物流 资金流

市场

c' w

q P' β' v'
图 报童问题模型

F f

符号 P67

报童问题契约的签订过程
首先是供应商提供零售商一个合同样 本;零售商收到后可以根据自己要求来判 定接受合约还是拒绝对方的合约,如果他 对合约不满意,也可以对合约的条件提出 异议进行继续协商,当然如果零售商接受 合约,那他就决定采购量q,并通知供应 商,供应商就开始生产并在销售期来临之 前将产品交付给零售商,接着销售期开始 销售产品,最后销售期结束后履行基于合 约的零售商和供应商的转移支付。

报童问题的模型
? 销售量期望值:

S(q) ? q(1 ? F (q)) ? ? yf ( y)dy ? q ? ? F ( y)dy
0 0

q

q

(1)

S(q) ? q(1 ? F (q)) ? ? yf ( y )dy ? q ? ? F ( x)dy

损失销售量期望值和库存量期望值:
L(q) ? ? ( y ? q) f ( y )dy ? ? ? S (q)
q ?
(2)

I(q) ? ? (q ? y) f ( y)dy ? q ? S (q)
0

q

(3)

假设 T ? 为零售商的转移支付给上游企业金 额,那么零售商利润函数为:
??r (q) ? p?S (q) ? v?I (q) ? ? ?L(q) ? T ? ? ( p? ? v? ? ? ?) S (q) ? T ? ? v?q ? ? ??

相应的供应商的利润函数为:

? ? ?? s ( q) ? T ? c q


(5)

? ? r (q) ? ?? r (q) ? ? ?

(6)

p ? p ? ? v? ? ? ? c ? c? ? v? T ? T ? ? c?q

(7) (8) (9)

把(6)~(9)式代入式(4)和(5)

? r (q) ? pS(q) ? T
? s (q) ? T ? cq

上下游供应链两个企业的总利润函数

?(q) ? ? r (q) ? ? s (q) ? pS(q) ? cq

(12)

供应链的利润最大化,供应链的最优化采购量q *

q* ? arg max ?(q)
? ? ( q ) 令 ?0 ?q

pS ?(q*) ? c ? 0

(13)

c F (q*) ? p

c F ( q*) ? 1 ? p

9.3.2主要契约设计模型
? 回购契约(buyback) ? 收益共享(Revenue Sharing) ? 数量柔性契约(quantity flexibility contract) ? 数量折扣契约(quantity discount contract)

? 最低购买数量契约(minimum purchase contract)
? 期权数量柔性契约(quantity flexibility contract with option) ? 削价契约(markup contract) ? 时间柔性契约(time flexibility contract) ? 风险共享契约(risk pooling)

(1)回购契约下的零售商期望利润
?
q S ? q ? ? ? x ? f ? x | p ?dx ? ? xdF ? x | p ? ? x ? F ? x | p ? |0 ? ? F ? x | p ?dx
0 0 q q

q

0

? q ? ? F ? x | p ? dx
0

q

? ? ?q? ? p ? S ?q? ? w ? q ? C
r b

r

?q?b? ?q ? S ? q ?? ?

q q ? ? ? p? ? q ? ? F ? x | p ? dx ? ? ? wb ? q ? Cr ? q ? b ? F ? x | p ?dx 0 0 ? ?

(3-1)
(3-2)
? p? ?

? ?q? ? ? p ? w
r

b

? Cr ? q ? ? p ? b ? ? F ? x | p ?dx
0

q

令式(3-2)的一阶导数等 于0 ,零售商的最优订购量

? p ? wb ? Cr * qr ? F ?1 ? | p ?b ?

在已知零售商订购量的情况下,采取回购 契约的制造商期望利润
* * * * ? p ? wb ?Cr ? ? ? q ? ( w ? Cs ) q ? b ? V q ? S q ?1? |p? ? ? ? ? ?s ? r ? b r r r p ?b ? ? ? ? F ?? ?b ? V ? ?1 ? p ? wb ? Cr F ? x | p ?dx ? ? wb ? Cs ? F ? | p? ? p ?b 0 ? ?

令 F ? qr* | p ? ? F ? qI* | p ? 即 p ? wb ? Cr ? p ? C
p ?b p ?V p ?V pCs ? p ? V ? V ? Cr b ?q? ? ? wb ? p ?C p ?C

(2)共享契约(Revenue Sharing Contract)
Tr (q, wr , ?) ? wr q ? (1 ? ?) pS(q)

(22)

则(22)代入(10)零售商的利润函数就变为如下式子:

? r (q, wr , ?) ? pS(q) ? Tr (q, wr , ?) ? ?pS(q) ?wr q
在这里引入一个变量
? ,


(23)
?p ? ?p wr ? ?c

?? (0, 1,并令 ]

,即

wr ? ?c

???

,代入到式子(23)中得到: 同理

?
s

r

(q, wr , ?) ? ?? (q)

(24) (25)

?

(q, wr , ?) ? (1 ? ?)?(q)

? 从1998年开始Blockbuster Video与其主要的制片商引入 了收益分享的合作模式,BlockbusterVideo同意让供应 商分享其租赁收益的30% ~45%,以换取供应商价格从 65美元降到8美元.收益分享合同的绩效非常显著,整个 租金收入上升了75% ,并且实施该机制的当年即1998年, Blockbuster Video的市场份额从25% 上升到31%.由 于Blockbuster Video的成功运作,使得一些具有独立所 有权的录象带零售商认为,Blockbuster Video模式正在 将他们赶出市场 .从此以后该模式作为一种新运作机制 引起了管理学者的广泛关注和研究热情. ? 摘自:Shaprio E.Movies:Blockbuster seeks a new deal with Hollywood[J].Wall Street Journal, 1999,3(25):1

(3)灵活订货量契约(Quantity Flexibility Contract )
? 在设计灵活定数数量契约中,供应商收取 wf 零售商每单位产品 元,同时同意零售商 在 ?q 数量范围内的产品可以完全退货,其 1] ,可见灵活订货量契约允许零售商 中 ? ? [0, 部分采购量的完全退货,而与上述回购契 约不同的是,回购契约却同意零售商全部 采购量的部分退货,所以这种契约设计的 转移支付式子为:

T f (q, w f ,? ) ? w f q ? w f {[q ? (1 ? ? )q]F [(1 ? ? )q] ?

(1? ) q q ? ? ? ? ? w f q ? w f ?? q ? F ? ??1 ? ? ? q ? ? ? ?q ? F ? ??1 ? ? ? q ? ? ? ? F ? y ?dy ? ?1?? ?q ? ? ? ? q ? ? ? w f ? q ? ? F ? y ?dy ? ? ?1?? ?q ? ? ?

??

q

(q ? y) f ( y )dy}

(26)

将式子(26)代入(10)零售商的利润函数就变为:

?r (q, wf ,?) ? pS(q) ? Tf (q, wf ,?)

对上式的零售商利润函数求最大值,则有
?? r (q, w f , ? ) ?q ?S (q) ?T f (q, w f , ? ) ?p ? ?0 ?q ?q

(27)

p[1 ? F (q*)] w f (? ) ? 1 ? F (q*) ? (1 ? ? ) F [(1 ? ? )q] c ? 1 ? F (q*) ? (1 ? ? ) F [(1 ? ? )q]

(28)

(4)数量折扣合约(Sales Rebate Contract)
? 一般是供应商收取零售商每单位产品 wc元, 如果零售商的采购量高于最低采购量,则 ? 对于超过最低采购量 的每单位产品零售 ? 商就能获得 的折扣,这样数量折扣中的 (29) 转移支付表达式为: wc q, q ? ? ? Tc (q, wc , ? , ? ) ? ? q?? ?( wc ?? )q ? ??

? r (q, wc , ? , ? ) ? pS(q) ? Tc (q, wc , ? , ? )
对上式的零售商利润函数求最大值,则有

?? r (q, wc , ? , ? ) ?S (q) ?Tc (q, wc , ? , ? ) ?p ? ? 0 (30) ?q ?q ?q

* 如果 ? ? q *则是协调供应链的充要条件,假设? ? q ,定义 wc (? ) 作为批发价格满足( 30),则可以得到:

wc (? ) ? c ? ?

(31)

wc (? ) ? ? ?? c

(32)


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