548 系统工程学报第 32 卷的考验, 这种环境的复杂性很多时候表现为供应与需求的不确定. 一个值得关注的事实是, 当前市场中产品更新换代的速度越来越快, 企业必须要不断研发新产品, 留住老客户吸引新客户. 然而, 一方面企业面临着客户需求的不确定. 另一方面, 企业自身的生产过程也面临着产出的

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汉於
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1 第 32 卷第 4 期 2017 年 8 月系统工程学报 JOURNAL OF SYSTEMS ENGINEERING Vol.32 No.4 Aug 产出不确定环境下供应链竞争与协调研究综述蔡建湖 1, 邓丽丽 1, 黄卫来 2, 韩毅 1 (1. 浙江工业大学经贸管理学院, 浙江杭州 ; 2. 华中科技大学管理学院, 湖北武汉 ) 摘要 : 产出不确定是当前众多企业面临的现实问题, 给供应链管理带来了严峻的挑战. 结合实际案例, 分析了产出不确定对供应链运营带来的影响. 在此基础上, 对产出不确定环境下供应链竞争模型与协调机制研究现状进行了综述. 涉及需求确定时的供应链竞争模型需求不确定时的供应链竞争模型, 以及协调供应链的契约设计方案等方面的内容. 提出了承诺契约设计消费者战略选择行为针对中国的案例研究等今后可以扩展的研究方向. 关键词 : 产出不确定 ; 竞争模型 ; 供应链协调 ; 综述中图分类号 : F270.3 文献标识码 : A 文章编号 : (2017) doi: /j.cnki.jse Review on supply chain competitions and mechanisms under yield uncertainty Cai Jianhu 1, Deng Lili 1, Huang Weilai 2, Han Yi 1 (1. College of Economics and Management, Zhejiang University of Technology, Hangzhou , China; 2. School of Management, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan , China ) Abstract: Many enterprises face yield uncertainties in their production activities. Yield uncertainty brings great challenges to supply chain management. The paper first analyzes the influences of yield uncertainty on supply chain operations, and some real cases are introduced to illustrate the practical significance. Then the paper reviews main works about competition models and coordination mechanisms of two-echelon supply chains under yield uncertainty. Models of supply chain competition under determinate demand and uncertain demand are discussed respectively. Main contract design schemes in coordinating supply chains are also reviewed. Some research directions in the future are proposed, such as commitment contract design, customers strategic behavior, and case studies in China. Key words: yield uncertainty; competition model; supply chain coordination; review 1 引言现如今, 企业跟企业之间的竞争很多时候表现为供应链与供应链之间的竞争. 而供应链的竞争力更多地依赖于成员企业之间高效的合作模式, 这种合作模式需要考虑到企业追求自身利润最大化的内生动力, 将企业之间的竞争与合作有机地统一起来. 与此同时, 企业之间的合作模式面临着越来越复杂的市场环境收稿日期 : ; 修订日期 : 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ( ; ; ; ; ); 浙江省自然科学基金资助项目 (LQ16G010007); 浙江省哲学社会科学重点研究基地 ( 技术创新与企业国际化研究中心 ) 资助课题 (15JDJS03YB).

2 548 系统工程学报第 32 卷的考验, 这种环境的复杂性很多时候表现为供应与需求的不确定. 一个值得关注的事实是, 当前市场中产品更新换代的速度越来越快, 企业必须要不断研发新产品, 留住老客户吸引新客户. 然而, 一方面企业面临着客户需求的不确定. 另一方面, 企业自身的生产过程也面临着产出的不确定, 有时企业的交货过程也可能是不确定的. 在这样的背景下, 为了更好地与供应链上其他成员合作, 企业必须真正理解其所面临的不确定因素, 并采取有效的应对措施, 构建出新的合作模式. 在当前的很多学术研究中, 对需求不确定的关注较多, 形成了一系列需求不确定环境下的供应链竞争模型与协调机制研究成果. 在该领域中, 很多学者从竞争角度分析供应链成员之间的博弈过程, 在此基础上研 [1] 究供应链性能优化的途径. 例如, Lariviere 等建立了纯批发价契约下供应商与零售商之间的 Stackelberg 竞争模型, 他们假设供应商占据博弈的领导者地位, 并求得了博弈的均衡解及其约束条件, 该 Stackelberg 竞争模型被众多学者所引用, 成为了分析两级供应链其他复杂博弈模型的重要基础. 正是基于文献 [1] 的研究, [2] Gerchak 等研究了结构较为复杂的竞争模型, 分析了成员之间存在的 Stcakelberg 竞争 Cournot 竞争, 并综合应用收益分享契约与补贴契约, 实现在协调供应链的同时, 提升所有成员的收益水平. 遵循类似的研究思路, 学者们在需求不确定环境下提出了各种形式的供应链契约来优化供应链性能实现供应链协调, 涉及到的契约包括回收契约收益分享契约补贴契约数量契约通道回扣契约期权契约等 [3 10]. 2 产出不确定对供应链运营的影响产出不确定的产生跟很多因素有关, 在不同的行业中也有不同的表现形式. 在农产品行业中, 产出不确定主要是受到了气候条件种植技术等方面的影响年东北大部出现强降雨, 局部地区暴雨引发洪涝灾害, 短短几天时间, 辽宁吉林黑龙江三省农作物损害面积高达千公顷, 绝收千公顷, 农产品产出大幅减少, 市场波动较为明显. 从农产品供应链的角度来看, 供应链上的农户批发商零售商承运商等, 都受到了农产品产出不确定的影响. [11] 电子产品领域也普遍存在着产出不确定现象, Cai 等引用华为 Mate 7 手机供应链进行了说明. 本文对华为 Mate 7 案例也作了较为深入的调研年 9 月 12 日, 华为推出的新款手机 Mate 7 中国区发布会在上海举行. 由于其超高的性价比, 配以超强的电池续航能力和通讯信号接收能力, 使得该产品一经推出, 就受到了消费者的热捧. 但很多消费者兴冲冲前去购买该手机时却发现很难买到该产品, 很多商家拿不到货, 有少量货的商家加价至少元以上进行销售. 因此, 华为 Mate 7 手机的销售远远超过了预期, 现有供应量难以满足市场需求. 很多消费者不能理解 Mate 7 手机的供应短缺, 他们对 Mate 7 手机这类创新性产品的产能设置生产的复杂性认识较浅. 实际上, Mate 7 手机的产能设置需要考虑很多因素投入较大, 产能设置过程复杂, 存在着不确定性. 同时, Mate 7 手机的装配生产需要大量高质量的配件, 而配件供应需要一定的提前期, 且存在着供应不确定. Mate 7 手机作为创新性产品, 是研发产能设置配件供应装配生产等一系列过程共同作用的结果, 而这个过程不可避免的会存在不稳定性, 任何一个环节的出错都会最终带来 Mate 7 手机产出的不稳定. 因此, 对各手机销售商而言, Mate 7 手机这类产品存在着典型的产出不确定, 他们面临着供应与需求的双重压力. 实际上, 还可以从另一个角度论证智能手机面临的产出不确定现象. 制造智能手机所需要的核心芯片是一种半导体产品, 而半导体产品本身也面临着产出不确定. 在半导体行业中, 各种芯片的制造需要在绝对条件下进行, 而空气中存在的灰尘, 以及加工过程中可能出现的流程中断等都会造成实际产出偏离预计产出的现象. Nahmias [12] 分析认为, 不管在运行管理中投入多少努力程度, 半导体行业中的产出不确定仍然不可避免. Wang [13] 认为, 半导体行业具有三个重要特征 :1 由于涉及复杂的制造过程质量的高要求等, 制造商的实际产出往往会偏离其初始规划产量 ; 2 半导体产品的需求往往是不确定的 ;3 半导体产品通常都是短生命周期产品, 一种集成电路芯片在其生命周期的头 6 个月将贬值 60%, 同时生产这些产品又需要 2 个月 3 个月的生产提前期. 这些特征决定了半导体产品供应链管理的复杂性. 因此, 将产出不确定引入到供应

3 第 4 期蔡建湖等 : 产出不确定环境下供应链竞争与协调研究综述 549 链管理的研究范畴中, 能适应当前市场经济发展的现实需求. 产出不确定是企业在生产经营中经常会面临的一个实际问题, 在工业企业的生产安排中常见的损耗率估算, 实际上也属于产出不确定的应对策略. 在当前市场环境下, 产品更新换代速度越来越快, 新产品层出不穷, 产出不确定特征变得越来越明显. 同时, 正如前文案例中所描述的, 不仅是创新性产品, 易受气候种植技术等因素影响的农产品也面临着产出不确定的考验. 因此, 产出不确定的引入将促使企业进一步关注供货能力, 并谋求构建更高效的供应链合作机制. 越来越多的案例表明, 在接到客户订单或者进行精确需求预测之后, 能否准确及时地将产品交付给客户事关企业的长期竞争力. 尤其是在中国制造业向产业高端升级的关键时期, 更应该清晰地认识到产出不确定带来的风险, 并引入强有力的供应链合作模式加以应对. 3 产出不确定环境下的竞争模型 [14] Yano 等较早对产出不确定进行了系统论述, 他们认为产出不确定可以用多种数学方法进行描述. 例如, 可以用单位投入产出一定概率合格品的形式来反映产出不确定, 并用伯努利过程来描述企业的总投入与总产出过程. 也可以用一个随机变量来描述企业的总体产出率, 这样就可以用均值和方差来分析随机产出率的性质, 此时实际产出为随机产出率和计划产量的乘积, 可以称之为随机比例产出 (stochastically proportional yield). 产出不确定的存在一方面会影响制造商在投入产品批发价等方面的决策, 另一方面也会影响购买商在订购量零售价格方面的决策. 同时, 产出不确定也将影响和改变供应链成员之间的竞争模式. 因此, 传统的仅关注需求不确定的供应链决策机制不足以反映当前众多企业面临的现实问题. 在当前的供应链管理研究中, 产出不确定已经得到了部分国内外学者的关注, 他们从不同角度对产出不确定进行了研究, 剖析了供应链成员在不同竞争模式下的最优决策. 总体来看, 目前关于产出不确定的研究主要包括以下几个方面 : (1) 产出不确定需求确定的供应链竞争模型由于产出的不确定, 意味着一定量的投入, 其产出是一个随机变量, 那么投入就成为了生产商要面对的决策问题. Keren [15] 针对季节性产品, 构建了一个产出不确定需求确定的库存决策模型. 作者将计划产量作为制造商的决策变量, 而实际产出表现为计划产量与一个随机变量的函数组合. 作者将这种产出不确定现象描述为生产风险, 并根据计划产量与随机变量不同的函数关系, 定义了两种形式的生产风险, 即乘积形式和加法形式. 在此基础上, 作者对制造商的最优计划产量决策进行了讨论. 同时, 作者认为, 产出不确定也会影响下游中间商的订货决策. 对中间商来说, 制造商的产出不确定就意味着供应的不确定, 中间商必须 [16] 据此调整其订货决策, 文献 [15] 进一步对中间商的订货决策进行了讨论. Güllü 等更多地从购买商的角度研究如何应对供应商的产出不确定. 作者认为, 为了更好地应用 JIT 等先进生产技术, 企业不仅需要关注需求不确定问题, 同时也需要重视供应端的不确定问题. 为此, 他们研究了一个需求确定但供应不确定的定期审查的库存模型, 并用伯努利过程来进行描述. 按此假设, 在每一周期, 能得到有效供应的概率给定, 在此基础上作者讨论了最优的库存策略. [17] 下游购买商对供应商的产出不确定可以综合运用订购量和价格决策来应对. Tang 等发现, 在季节性商品领域, 由于产出不确定运输延迟等因素, 零售商往往很难明确在销售季节开始前是否能够收到预订数量的商品. 很多时候, 零售商实际收到的合格商品数量总是小于等于其预订量, 这反映了供应商生产运输过程中存在着一定的产品缺损率. 同时, 作者假设零售商面临的需求是确定的, 与零售价格之间是线性函数关系. 在以上背景下, 作者比较分析了反应性价格策略和无反应性价格策略, 研究零售商如何通过订购量和定价策略来最优化自身利润水平. 作者也分析了零售商额外拥有一次紧急订购机会时的最优决策. [18] Tang 等将产出不确定的随机产出率限定在区间 [0, 1] 内, 针对一个多供应商对多购买商的两级供应链, 引入 Cournot 竞争来描述购买商之间的数量竞争. 他们的研究视角主要在于分析购买商在面临其他购买商的 Cournot 竞争时, 如何从多个供应商处合理选择订购量以降低产出不确定带来的负面影响, 最优化自身期

4 550 系统工程学报第 32 卷望利润水平. [19] 部分学者开始尝试用供应链契约来协调产出不确定环境下的供应链. 王道平等以农产品供应链为例, 采用风险分担契约对生产商和销售商的协同优化进行建模分析, 分别求出了集中决策下的最优计划生产量分散无协调时的纳什均衡解, 并在此基础上证明了风险分担契约能够协调供应链改进供应链的性能. 他们所构建的风险分担契约是通过生产商和销售商相互支付补贴的形式实现的, 当生产商产出过剩时 [20] 补贴由销售商支付给生产商, 而当生产商产出不足时补贴由生产商支付给销售商. 廖莉等研究了随机产出环境下, 生产商为领导者且面对确定性需求时的供应链契约设计方案, 他们讨论了批发价契约批发价加缺货惩罚契约批发价加剩余原材料收购契约批发价加剩余原材料收购加缺货惩罚契约四种契约下的供应链协调模型. Zimmer [21] 研究了一种特定形式的产出不确定, 即供应短缺. 作者认为, 供应短缺给供应链上不同成员带来的损失是不一样的, 因此必须设计出合理的协调机制来解决冲突, 确保供应链整体最优化. 他考虑了一个供应商和一个制造商所组成的两级供应链模型, 制造商面临的需求是确定的. 而供应商由于生产能力分配的不确定, 可能最终会导致制造商的订购量无法全部满足, 产生供应不确定. 作者通过引入惩罚和奖励机制来实现成本的柔性分配, 最终实现供应链协调. (2) 产出与需求均不确定的供应链竞争模型供应链很多时候同时面临着产出不确定与需求不确定, 这方面也引起了学者们的广泛关注. [22] Cho 等在供应链建模时, 同时考虑了产出不确定与需求不确定. 在他们的模型中, 由于面临着较长的生产提前期, 制造商必须在销售季节开始前很长一段时间就确定其生产能力并进行生产. 基于文献 [14] 的研究, 他们采用了一个随机比例产出模型来反映产出不确定现象, 按照该假设, 制造商的实际产出为一个随机变量与生产能力的乘积. 另一方面, 零售商面临的需求也是不确定的, 他们将一个随机变量引入到零售价格与供应量之间的线性函数中. 作者基于 Stackelberg 竞争结构构建了三种不同形式的决策模型, 包括提前销售策略常规销售策略和动态销售策略, 综合比较分析了制造商在批发价零售商在订购量方面的 [23] 最优决策. 也有些学者通过限定产出不确定因素的波动范围来研究特定的供应链管理问题. Yang 等引入了介于 0 到 1 之间的一个随机变量来描述产出不确定, 他们研究了多个供应商和一个购买商所组成的两级供应链模型, 供应商的产出是不确定的, 且产出随机变量相互独立, 购买商必须确定在每个供应商处的订购量. 不同于文献 [18], 文献 [23] 假设购买商面临着不确定的需求. 在该产出不确定模型中, 他们主要关注的是产出损失给供应链决策带来的影响. [24] He 等考虑的供应链也面临着产出与需求的不确定. 在产出不确定环境下, 供应商的实际产量等于计划产量与一个随机变量的乘积. 另一方面, 零售商面临着一个不确定的需求. 这样, 产出不确定风险与需求不确定风险就可以分解为供应商与零售商分别承担的独立决策问题. 作者首先考虑了产出不确定风险由供应商独自承担时的供应链决策模型, 此时供应商必须要为可能的缺货进行紧急再生产以确保满足零售商的采购需求, 从而产生较高的再生产成本. 在此基础上, 作者研究了零售商分担供应商产出不确定风险时的决策模型. 在风险分担决策机制中, 作者实际上是设计了不同的供应链契约来实现这一目的, 包括紧急生产成本分担契约和系列批发价契约. 有时库存管理模式的不同也会影响产出不确定环境下供应链的性能. 类似于文献 [14] 的研究, 文献 [13] 采用随机比例产出来描述半导体行业中的随机产出现象, 同时考虑了需求的不确定. 在此背景下, 文献 [13] 比较分析了两种不同库存管理模式下供应链成员的最优决策. 一种是传统的购买商管理库存模式, 即由配送商负责库存决策, 而制造商负责生产决策 ; 另一种情形为供应商管理库存模式 (vendor-managed inventory, VMI), 即由制造商负责生产与库存决策. 作者对以上两种不同库存管理模式下的供应链性能进行了比较分析. [25] 部分学者研究了一些特定行业中的特殊产出不确定问题. Arifoğlu 等研究了美国的流感疫苗供应链, 分析了其中存在的产出不确定现象. 流感疫苗制造商生产周期较长 ( 一般为 6 个月到 8 个月 ), 而疫苗制造过程中受到了培育环境的影响而呈现产出不确定. 为此, 他们引入一个产出率随机变量 ( 定义在区间 [0, + ]) 来

5 第 4 期蔡建湖等 : 产出不确定环境下供应链竞争与协调研究综述 551 描述实际产出与计划产量之间的关系. 在他们的模型中, 消费者的疫苗购买行为受到了其疾病感染成本 ( 为一随机变量 ) 的影响, 并可以据此划分为不同的类别. 可以看到, 该决策模型在考虑产出不确定情形时, 对消费者的需求进行了更接近实际的描述. 文献 [22] 的研究实际上也是基于对美国流感疫苗供应链的实践而设计的. 在产出不确定和需求不确定环境下, 契约在优化供应链性能方面仍然可以扮演积极角色. 凌六一 [26] 等研究了农超对接背景下, 产出和需求都呈随机分布的农产品供应链管理问题, 他们设计了利润共享 [27] 契约来实现供应链协调. 赵霞等在面对产需均不确定的农产品供应链协调问题时, 以产出和需求扰动均服从区间为 [0, 1] 的均匀分布这一特殊情形为例, 深入地探讨了收益共享契约在农产品供应链协同和利益分配方面的重要作用. 4 产出不确定环境下的供应链协调机制部分学者开始重点关注产出不确定环境下供应链协调与性能改进的问题, 供应链契约成为了重要的协 [28] 调工具. Chick 等以流感疫苗供应链为例, 分析了作为购买者的政府和作为供应商的流感疫苗制造商之间的供应链协调问题. 他们仍然采用随机比例产出模型来反映流感疫苗的产出不确定现象, 并定义了一个系列博弈模型来反映流感疫苗制造商与购买商 ( 政府 ) 之间的决策过程. 制造商的决策变量为计划生产量, 而政府作为竞争的主导者需要确定最优的订购量 ( 实际上就是要确定特定地区人口总数的计划接种人口比例 ), 作者分析了该博弈的纳什均衡解. 在分析供应链协调机制时, 作者认为批发价和回收契约不能协调该流感疫苗供应链. 为此, 文献 [28] 采用成本分享契约来改进供应链的性能, 在该契约中, 购买商 ( 政府 ) 向制造商生产的单位产品支付一个分担费用. 通过这种契约的合理设计, 供应链可以实现协调. 可以看到, 在产出不确定环境下, 对供应链契约的设计提出了新的要求, 传统供应链契约很难直接应用. 引入契约来协调供应链时也需要考虑产出不确定的具体表现形式, 有时产出不确定的表现形式不一样 [29] 会带来不同的契约设计方案和管理结论. Li 等用投入水平的线性函数再结合一个随机变量来描述随机产出, 并分别讨论需求确定与需求不确定两种不同的情形. 作者构建了购买商确定订购量和供应商决定投入量的 Stackelberg 竞争模型, 其中购买商处于决策的领导者地位. 在需求确定情形下, 作者引入了短缺惩罚契约来协调供应链, 在契约中, 供应商需要为可能的缺货向零售商支付惩罚费用. 通过引入该契约, 可以在协调供应链的同时, 实现供应链总利润在成员之间的任意分配. 不同于文献 [28], 文献 [29] 的研究结论表明, 供应商通过承担缺货惩罚也可以促使其选择最优化供应链的投入量. 文献 [29] 进一步认为, 在需求不确定情形下, 短缺惩罚契约必须增加一些限定条件才能协调供应链, 即要求购买商接收供应商所有可能的产出, 但此时无法实现供应链协调利润在成员之间的任意分配, 只能寻找到帕累托改进区间. 从这一例子可以看出, 在产出不确定环境下, 尤其是同时面临需求不确定时, 供应链契约的设计与应用变得比较复杂, 需要引入更加高效灵活的契约设计方案. [30] Hu 等基于一种特殊的订购策略, 设计了一个较为复杂的供应链契约来协调产出不确定环境下的供应链竞争模型. 在该契约中, 集成使用了订购惩罚与回扣契约收益分享契约. 按照该契约, 供应商首先设定一个数量目标 : 如果供应商的实际配送量小于该数量目标, 则供应商为配送短缺部分向制造商支付惩罚费用 ; 如果制造商订购量高于该数量目标, 则供应商为高于数量目标部分的订购量向制造商支付一个单位回扣. 作者发现, 通过引入该契约, 供应链可以得到协调, 并实现供应链协调利润在成员之间的任意分配. 该契约一方面吸收了传统契约的特性, 如收益分享契约的应用模式是与传统产出确定供应链的应用模式一致的, 另一方面, 该契约又针对产出不确定特性, 通过设定数量目标来协调供需双方的生产订货决策. 文献 [19] 的作用机理跟文献 [30] 有一定的相似性, 反映了供需双方的风险分担意识. 另外, 前述文献 [20] 对批发价契约进行了改进, 通过增加惩罚条款, 有效的提升了产出不确定供应链的性能. 文献 [21] 对产出不确定供应链的契约设计机理进行了很好的讨论, 作者认为, 供应短缺给供应链上不同成员带来的损失存在着差

6 552 系统工程学报第 32 卷异性, 必须有针对性的来设计契约条款. 文献 [26, 27] 对收益共享契约在协调产出不确定供应链方面的作用进行了讨论. 也有学者开始关注契约创新对供应链性能的影响, 尤其是在产出与需求均不确定环境下, 引入更加灵活 [31] 的供应链契约就尤为重要了. 例如, 在供应商产出与需求不确定背景下, He 等考虑了存在二手市场情形下供应链成员的最优决策, 此时供应商可以通过与二手市场的交易行为来调整其实际供货量, 减少产出不确定的风险. 作者引入了承诺契约来实现供应链成员之间产出不确定的风险分担. 在该承诺契约中, 供应商向零售商保证一个最小的承诺供应量. 由于承诺供应量可以小于等于零售商的订购量, 从而在供应商缺货惩罚费用上可以进行分段设置, 这使得承诺契约可以在一定程度上降低供应商的产出不确定风险. 另外, [32] Hu 等运用期权契约来构建产出不确定环境下制造商与零售商之间的交易关系, 作者将零售商的初始订购量期权订购量和制造商的正常生产量紧急生产量有机结合, 分析供应链成员的动态决策过程. 研究表明, 期权契约较好地适应了产出不确定带来的复杂决策环境, 能帮助供应链更加灵活地应对不确定环境. 尽管以上关于契约创新的论文没有具体讨论供应链的协调机制, 但是这种承诺契约可以有效的改进供应链的性能, 其设计理念和方法对今后的研究具有重要的启示. 5 结束语在产出不确定环境下, 供应链成员之间的竞争模式, 以及供应链协调机制都具有了新的特征, 越来越多的学者开始关注到产出不确定对供应链管理的重要影响. 学者们在对供应链竞争结构充分讨论的基础上, 研究了供应链成员的最优解, 并运用契约来协调供应链, 或者提升供应链整体性能. 从目前的研究情况来看, 尽管国内外学者对产出不确定环境下供应链竞争模型与协调机制有了一定的研究工作, 但仍然存在着以下不足, 这些不足正是今后可以扩展的研究方向 : (1) 产出不确定环境下, 需要引入更为创新的契约模式目前, 关于产出不确定环境下的研究较多涉及竞争过程的描述和均衡解的分析, 而关注协调供应链的契约设计方案的系统研究较少. 在现有的研究中, 供应链契约形式主要借鉴传统契约的设计模式, 在协调产出不确定环境下的供应链时存在着一定的困境, 契约的灵活性仍然不足. 因此, 当前迫切需要引入更加灵活的契约模式, 而承诺契约 (commitment contracts) 正是一种具有高度灵活性和实际应用价值的契约形式. 之所以称之为承诺契约, 关键在于承诺契约中包含有一个或多个具有特殊性质的承诺条款. 当传统正式契约中的条款部分或全部被承诺性质的条款所替代, 契约的灵活性将得到增强. 这种带有承诺条款的契约在众多学者的研究中常直接表述为承诺契约 [33]. 这里所指的承诺契约一般情况下满足以下特征中的一项, 或者同时满足几项 :1 承诺契约中的承诺条款强调在不确定环境下的事先约定, 而不一定按照时间顺序依次确定 ;2 承诺契约中的承诺条款强调参数取值放宽在某个约定的范围, 形式往往是至少最低最高最多, 或者指定在某个特定的区域范围 ;3 承诺契约中的承诺条款可以不遵守, 但是交易双方往往会事先明确违反承诺的惩罚机制 ;4 当承诺契约中的承诺条款应用于两期及更多期交易模式中时, 便具有了关系型契约的特征, 此时, 交易双方对第二期或今后长远交易的期盼也可能成为成员承诺条款履行的约束机制之一. 承诺契约往往建立在交易双方的合作与相互信任基础之上, 通过双方的约定来实现不确定环境下契约条款的设置与实施. 部分学者对承诺契约进行了一定的研究, 并认可承诺契约给供应链交易带来 [34] 的灵活性. Durango-Cohen 等研究了制造商和购买商之间的承诺契约设置机制, 在该承诺契约下, 购买商会提供一个需求预测, 并承诺至少购买预测值的一部分, 而制造商将承诺一个最小的供应量. 通过引入承诺契约, 供应商与购买商可以在不确定环境下就各种条款进行事先约定, 从而为供应链合作带来灵活性与 [35] 可行性. Gan 等研究的承诺契约涉及到的主要承诺条款为最小购买量与短缺惩罚, 另外再附加一个常规的批发价. 按照该契约, 零售商必须事先承诺一个最小购买量, 并承受需求小于最小承诺购买量的风险. 作为回报, 供应商承诺为可能的缺货向零售商支付一个惩罚费用. 文献 [35] 明确指出, 这种承诺契约可以为供

7 第 4 期蔡建湖等 : 产出不确定环境下供应链竞争与协调研究综述 553 [36] 应链带来更稳定的供应与需求. Taylor 等认为承诺契约比较适合应用于电子和半导体等创新性产品行业, 他们设计的承诺契约中的承诺条款为批发价和购买量, 即购买商向供应商承诺以一定的批发价购买一定量的产品. 他们也研究了购买商仅承诺批发价格时的决策情形. 类似的研究也可以在其他学者的工作中找到 [37 40]. 部分学者已经开始关注承诺契约在产出不确定供应链中的应用, 并开始了初步研究. 例如, 文献 [31] 构建的承诺契约中, 关键承诺条款为供应商向零售商提供的最小承诺供应量. 总体来看, 目前关于承诺契约的大部分研究尚未涉及到产出不确定供应链管理领域. (2) 产出不确定的特性决定了需要更加关注消费者战略选择行为供应链的产品最终是提供给消费者使用的, 而消费者对价格供应量都是非常敏感的, 不同的价格和供应水平会导致消费者采取完全不一样的决策. 尤其是在当前的市场经济中, 可供消费者选择的产品品种越来越多, 消费者的转换成本也变得越来越低. 因此, 消费者在购买商品的过程中, 开始更多地关注自己的主动权, 期望通过战略选择行为来最大化自身的效用. 比较典型的消费者战略选择行为有 : 1 消费者对产品可获得性的战略选择行为消费者在寻找产品的过程中, 一旦在首选的零售商处没有得到想要的产品, 会转向其他有货的零售商, 并且消费者的购物经历会持续影响他们下次购物时的零售商选择. 在这样的背景下, 很多零售商期望通过 [41] 充足的库存水平来保证供货能力, 吸引消费者前来购买. Su 等将零售商的服务水平与库存量关联起来, 而服务水平的高低将影响战略型消费者的购买行为. 在他们模型中, 消费者去零售商处购买产品需要花费一定的成本 ( 包括交通成本时间成本等 ). 因此, 如果预料到零售商的服务水平较低, 则战略型消费者可能会放弃访问该零售商. 另一方面, 过高的服务水平将给零售商增加成本. 为此, 零售商必须合理选择库存量与零售价, 以最大化期望收益. 2 消费者对产品低价期待的战略选择行为 [42] Su 等在其模型中描述了消费者对产品低价期待的战略选择行为, 即消费者会考虑是在季中以常规的 [43] 价格购买所需要的产品, 还是等到季末以较低的处理价购买所需要的产品. Cachon 等的研究也证实, 消费者的这类战略选择行为会影响零售商的库存决策产品定价和利润. 以上两类消费者战略选择行为是比较有代表性的表现形式, 但在实际建模过程中, 不同的案例背景可能会表现出不同的特征. 例如, 消费者对产品的评价也可能是比较复杂的. 同样的产品, 有些消费者可能觉得产品价值相对较高, 有些消费者可能觉得产品的价值相对较低, 可以用随机变量来反映消费者的这种行为差异. 特别地, 很多时候消费者的等待耐心也是不同的, 表现在成本上有差异. Su [44] 研究了一个市场垄断者在有限时间段内出售有限库存的情况, 并且假设不同消费者的等待耐心和对产品的价值估计不同, 他们发现, 卖者可以通过调整价格来最大化利润. 类似的, Yin 等 [45], Jerath 等 [46], Yang [47] [48], Guo 等对消费者的战略选择行为从不同角度进行了讨论. 实际上, 消费者战略选择行为影响的不仅仅是零售商, 对包括供应商在内的整个供应链都会产生影响. 供应链成员应该意识到消费者的战略选择行为, 引入新的合作机制, 采用更加灵活的契约形式来增强应对能力. 传统的供应链研究很多时候将消费者的这些战略选择行为归类于需求不确定, 研究视角主要定位在零售商与消费者之间的竞争上, 较难反映出供应商的积极作用. 而在产出不确定环境下, 供应商端的不确定使得供应链更加难以确保其服务水平, 这给供应链应对消费者战略选择行为方面带来了新的挑战. 为此, 供应商与零售商必须在生产投入库存管理定价等方面进行合作, 运用灵活多样的契约形式来协调成员的决策行为, 实现供应链最优化, 这样的研究视角目前在产出不确定领域还存在着不足. (3) 针对中国的典型案例进行产出不确定建模与协调机制设计目前的研究论文中, 较少能对中国企业面临的典型案例展开深入调研分析, 并据此建模与优化. 在产出不确定研究工作中, 由于涉及到产出不确定的多样化描述需求不确定 ( 或确定 ) 的多样化描述, 使得研究工作涉及到较为复杂的数学建模工作, 这容易导致研究工作的管理问题导向被忽视. 但如果能够结合典型案

8 554 系统工程学报第 32 卷例建模, 研究的现实意义将进一步增强, 也不会演变成单纯的数学推导与算法研究. 实际上, 国外的学者也非常关注现实案例的应用. 在产出不确定供应链管理领域, 比较典型的是学者们在研究中反复引用了美国流感疫苗供应链作为典型案例, 并从不同角度进行了讨论. Cho [49] 详细描述了美国流感疫苗的市场背景和政府监管情况, 研究视角就是要帮助政府监管部门更好地确定疫苗的更新换代政策. 文献 [28] 也将美国流感疫苗供应链作为建模的案例背景, 他们主要讨论作为购买者的政府和作为供应商的流感疫苗制造商之间的供应链协调问题. 此外, Deo 等 [50], 以及文献 [22], 文献 [25] 都以流感疫苗供应链为例进行建模与分析, 这些研究工作详细分析了流感疫苗供应链的运作机制, 分析其存在的产出不确定特征, 并对供应链关联企业之间的交易体系进行了深入剖析, 并据此构建供应链竞争模型分析最优决策, 寻找供应链性能改进的途径. 这为产出不确定环境下的供应链管理提供了很好的实践基础, 具有重要的现实意义. 部分研究也引用了其他领域的案例来说明产出不确定性, 如文献 [31] 在说明产出不确定现象时, 引用了日本任天堂公司 2007 年圣诞节在美国推出的家用电视游戏机 Nintendo Wii 的销售案例, 同时还讨论了美国的教科书市场作为典型案例. 文献 [11] 与本文引入了华为 Mate 7 手机供应链来描述产出不确定现象. 相比较而言, 国内学者们在挖掘国内案例方面还有待于改进, 目前多以农产品供应链为例来进行说明, 并且在案例的深度与特色挖掘方面存在着不足. 参考文献 : [1] Lariviere M A, Porteus E L. Selling to the newsvendor: An analysis of price-only contracts. Manufacturing & Service Operations Management, 2001, 3(4): [2] Gerchak Y, Wang Y. Revenue-sharing vs. wholesale-price contract in assembly systems with random demand. Production and Operations Management, 2004, 13(1): [3] Webster S, Weng Z K. A risk-free perishable item returns policy. Manufacturing & Service Operations Management, 2000, 2(1): [4] 严帅, 李四杰, 卞亦文. 基于质保服务的供应链契约协调机制. 系统工程学报, 2013, 28(5): Yan S, Li S J, Bian Y W. Supply chain coordination contracts based on warranty service. Journal of Systems Engineering, 2013, 28(5): (in Chinese) [5] Cachon G P, Lariviere M A. Supply chain coordination with revenue-sharing contracts: Strengths and limitations. Management Science, 2005, 51(1): [6] 谢勇, 向莉, 陈双, 等. 供应链返利与惩罚契约研究. 系统工程学报, 2013, 28(5): Xie Y, Xiang L, Chen S, et sl. Research on rebate and penalty contract for supply chain coordination. Journal of Systems Engineering, 2013, 28(5): (in Chinese) [7] Wu J. Quantity flexibility contracts under Bayesian updating. Computers & Operations Research, 2005, 32(5): [8] Taylor T A. Supply chain coordination under channel rebates with sales effort effects. Management Science, 2002, 48(8): [9] Wang X, Liu L. Coordination in a retailer-led supply chain through option contract. International Journal of Production Economics, 2007, 110(1/2): [10] Cachon G P. Supply chain coordination with contracts. Graves S, de Kok T, Eds. The Handbook of Operations Research and Management Science: Supply Chain Management. Amsterdam: Kluwer, [11] Cai J, Zhong M, Shang J, et al. Coordinating VMI supply chain under yield uncertainty: Option contract, subsidy contract, and replenishment tactic. International Journal of Production Economics, 2017, 185(March): [12] Nahmias S. Production and Operations Analysis. 6th ed. New York: McGraw-Hill, [13] Wang C X. Random yield and uncertain demand in decentralized supply chains under the traditional and VMI arrangements. International Journal of Production Research 2009, 47(7): [14] Yano C A, Lee H L. Lot sizing with random yields: A review. Operations Research, 1995, 43(2): [15] Keren B. The single-period inventory problem: Extension to random yield from the perspective of the supply chain. Omega: The International Journal of Management Science, 2009, 37(4): [16] GüllüR, Önol E, Erkiip N. Analysis of a deterministic demand production/inventory system under nonstationary supply uncertainty. IIE Transactions, 1997, 29(8):

9 第 4 期蔡建湖等 : 产出不确定环境下供应链竞争与协调研究综述 555 [17] Tang C S, Yin R. Responsive pricing under supply uncertainty. European Journal of Operational Research, 2007, 182(1): [18] Tang S Y, Kouvelis P. Supplier diversification strategies in the presence of yield uncertainty and buyer competition. Manufacturing & Service Operations Management, 2011, 13(4): [19] 王道平, 程蕾, 李峰. 产出不确定的农产品供应链协调问题研究. 控制与决策, 2012, 27(6): Wang D P, Cheng L, Li F. Supply chain coordination of agricultural product under random yield. Control and Decision, 2012, 27(6): (in Chinese) [20] 廖莉, 吴耀华, 孙国华. 随机产量下的二级供应链契约协调. 计算机集成制造系统, 2010, 16(8): Liao L, Wu Y H, Sun G H. Contract coordination for a two-stage supply chain with random yield. Computer Integrated Manufacturing Systems, 2010, 16(8): (in Chinese) [21] Zimmer K. Supply chain coordination with uncertain just-in-time delivery. International Journal of Production Economics, 2002, 77(1): [22] Cho S H, Tang C S. Advance selling in a supply chain under uncertain supply and demand. Manufacturing & Service Operations Management, 2013, 15(2): [23] Yang S, Yang J, Abdel-Malek L. Sourcing with random yields and stochastic demand: A newsvendor approach. Computers & Operations Research 2007, 34(12): [24] He Y, Zhang J. Random yield risk sharing in a two-level supply chain. International Journal of Production Economics, 2008, 112(2): [25] Arifoğlu K, Deo S, Iravani S M R. Consumption externality and yield uncertainty in the influenza vaccine supply chain: Interventions in demand and supply sides. Management Science, 2012, 58(6): [26] 凌六一, 胡中菊, 郭晓龙. 随机产出和随机需求下农超对接模式的分析与协调. 系统工程, 2011, 29(9): Ling L Y, Hu Z J, Guo X L. Analysis and coordination of farmer-supermarket docking mode under stochastic yield and random demand. Systems Engineering, 2011, 29(9): (in Chinese) [27] 赵霞, 吴方卫. 随机产出与需求下农产品供应链协调的收益共享合同研究. 中国管理科学, 2009, 17(5): Zhao X, Wu F W. Coordination of agri-food chain with revenue-sharing contract under stochastic output and demand. Chinese Journal of Management Science, 2009, 17(5): (in Chinese) [28] Chick S E, Mamani H, Simchi-Levi D. Supply chain coordination and influenza vaccination. Operations Research, 2008, 56(6): [29] Li X, Li Y, Cai X. Double marginalization and coordination in the supply chain with uncertain supply. European Journal of Operational Research, 2013, 226(2): [30] Hu F, Lim C C, Lu Z. Coordination of supply chains with a flexible ordering policy under yield and demand uncertainty. International Journal of Production Economics, 2013, 146(2): [31] He Y, Zhang J. Random yield supply chain with a yield dependent secondary market. European Journal of Operational Research, 2010, 206 (1): [32] Hu F, Lim C C, Lu Z. Optimal production and procurement decisions in a supply chain with an option contract and partial backordering under uncertainties. Applied Mathematics and Computation, 2014, 232(1): [33] 蔡建湖, 韩毅, 周根贵, 等. 基于承诺契约的两级供应链库存决策模型. 系统工程理论与实践, 2011, 31(10): Cai J H, Han Y, Zhou G G, et al. Inventory decision models of a two-echelon supply chain based on a commitment contract. Systems Engineering: Theory & Practice, 2011, 31(10): (in Chinese) [34] Durango-Cohen E J, Yano C A. Supplier commitment and production decisions under a forecast-commitment contract. Management Science, 2006, 52(1): [35] Gan X, Sethi S P, Zhou J. Commitment-penalty contracts in drop-shipping supply chains with asymmetric demand information. European Journal of Operational Research, 2010, 204(3): [36] Taylor T A, Plambeck E L. Simple relational contracts to motivate capacity investment: Price only vs. price and quantity. Manufacturing & Service Operations Management, 2007, 9(1): [37] Xie J, Zhou D, Wei J C, et al. Price discount based on early order commitment in a single manufacturer-multiple retailer supply chain. European Journal of Operational Research, 2010, 200(2): [38] Krishnan V, Bhattacharya S. Technology selection and commitment in new product development: The role of uncertainty and design flexibility. Management Science, 2002, 48(3): [39] Anand K, Anupindi R, Bassok Y. Strategic inventories in vertical contracts. Management Science, 2008, 54(10):

10 556 系统工程学报第 32 卷 [40] Zhao X, Xie J, Wei J C. The value of early order commitment in a two-level supply chain. European Journal of Operational Research, 2007, 180(1): [41] Su X, Zhang F. On the value of commitment and availability guarantees when selling to strategic consumers. Management Science, 2009, 55(5): [42] Su X, Zhang F. Strategic customer behavior, commitment, and supply chain performance. Management Science, 2008, 54(10): [43] Cachon G P, Swinney R. Purchasing, pricing, and quick response in the presence of strategic consumers. Management Science, 2009, 55(3): [44] Su X. Intertemporal pricing with strategic customer behavior. Management Science, 2007, 53(5): [45] Yin R, Aviv Y, Pazgal A, et al. Optimal markdown pricing: Implications of inventory display formats in the presence of strategic customers. Management Science, 2009, 55(8): [46] Jerath K, Netessine S, Veeraraghavan S K. Revenue management with strategic customers: Last-minute selling and opaque selling. Management Science, 2010, 56(3): [47] Yang H. Impact of discounting and competition on benefit of decentralization with strategic customers. Operations Research Letters, 2012, 40(2): [48] Guo P, Liu J J, Wang Y. Intertemporal service pricing with strategic customers. Operations Research Letters, 2009, 37(6): [49] Cho S H. The optimal composition of influenza vaccines subject to random production yields. Manufacturing & Service Operations Management, 2010, 12(2): [50] Deo S, Corbett C J. Cournot competition under yield uncertainty: The case of the U.S. influenza vaccine market. Manufacturing & Service Operations Management, 2009, 11(4): 作者简介 : 蔡建湖 (1977 ), 男, 浙江诸暨人, 博士, 教授, 博士生导师, 研究方向 : 供应链管理, hzdcjh@163.com; 邓丽丽 (1984 ), 女, 山东莘县人, 博士, 讲师, 研究方向 : 供应链管理, denglili@zjut.edu.cn; 黄卫来 (1965 ), 男, 湖北武汉人, 博士, 教授, 研究方向 : 决策优化, huangwl@hust.edu.cn; 韩毅 (1979 ), 男, 辽宁沈阳人, 博士, 副教授, 研究方向 : 供应链管理, hanyi@zjut.edu.cn.

管理科学软科学 2013 年 6 月第 27 卷第 6 期 ( 总第 162 期 ) 9 10 11 12 2 3 3. 1 变量选择 1 CAR i 20 20 140 21 120 2 2 i CSP 66 16 1 1 1 / 2 / 0 3 4 + + 5-6 7 8

管理科学软科学 2013 年 6 月第 27 卷第 6 期 ( 总第 162 期 ) 9 10 11 12 2 3 3. 1 变量选择 1 CAR i 20 20 140 21 120 2 2 i CSP 66 16 1 1 1 / 2 / 0 3 4 + + 5-6 7 8 软科学 2013 年 6 月第 27 卷第 6 期 ( 总第 162 期 ) 管理科学叶陈刚, 王 ( 对外经济贸易大学国际商学院, 北京 100029) 2012-10 - 12 国家社会科学基金重点项目 ( 10AZD014) ; 国家自然科学基金项目 ( 70672060) ; 教育部人文社会