王道平, 梁思涵, 周 玉

(1.北京科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,北京 100083; 2.黃河水利委員會 黃河水利科學(xué)研究院,河南 鄭州 450003)

0 引言

經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人口迅猛增長加劇了環(huán)境污染和資源短缺,許多制造企業(yè)開始將閉環(huán)供應(yīng)鏈納入自己的發(fā)展體系。在閉環(huán)供應(yīng)鏈中存在許多干擾因素,例如企業(yè)競爭、政府等第三方不定期發(fā)布的政策、市場需求不確定等,企業(yè)決策者必須面對這些因素帶來的影響并及時決策,處理不當(dāng)可能會影響企業(yè)聲譽(yù),良好的聲譽(yù)在一定程度上能為企業(yè)帶來更多的消費(fèi)者,增加市場需求和企業(yè)利潤。當(dāng)今正處于信息時代,擁有有價值的信息利于企業(yè)決策和規(guī)劃。因此,大數(shù)據(jù)服務(wù)商應(yīng)運(yùn)而生。

大數(shù)據(jù)服務(wù)商類型多樣,有提供技術(shù)型服務(wù)的大數(shù)據(jù)服務(wù)商,例如神策、網(wǎng)易數(shù)帆等,通過先進(jìn)的大數(shù)據(jù)技術(shù)全方位采集企業(yè)信息并進(jìn)行深度分析,為企業(yè)經(jīng)營提供解決方案。也有提供數(shù)據(jù)資源為主的大數(shù)據(jù)服務(wù)商,例如亞馬遜、京東等。大數(shù)據(jù)服務(wù)商能夠通過自身的數(shù)據(jù)體系和先進(jìn)的大數(shù)據(jù)技術(shù)從海量數(shù)據(jù)中獲取有價值的信息,挖掘潛在的商業(yè)行為并協(xié)助企業(yè)運(yùn)營。大數(shù)據(jù)服務(wù)已被廣泛應(yīng)用,企業(yè)可根據(jù)自身需求選擇大數(shù)據(jù)服務(wù)類型,如產(chǎn)品推薦、協(xié)助營銷和協(xié)助回收等。當(dāng)閉環(huán)供應(yīng)鏈面對多種因素干擾和大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與時,供應(yīng)鏈成員策略成為了關(guān)鍵,大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與對企業(yè)影響值得進(jìn)一步研究。

1 文獻(xiàn)綜述

企業(yè)受益于閉環(huán)供應(yīng)鏈的同時也面臨著許多難題。例如廢舊產(chǎn)品的回收率和市場需求會受到競爭、時間和消費(fèi)者偏好等因素的影響。企業(yè)在面對不確定因素干擾時,合理決策成為了關(guān)鍵。ASIM等將產(chǎn)品的供需關(guān)系視為不確定變量,通過模糊目標(biāo)規(guī)劃法求解了供應(yīng)鏈成員的決策[1]。WU等考慮了需求和回收品數(shù)量的不確定,運(yùn)用模糊優(yōu)化得到了最優(yōu)決策方案[2]。FALLAH等研究了不確定環(huán)境下兩個閉環(huán)供應(yīng)鏈的競爭,分析了競爭對需求和成員利潤的影響[3]。廢舊產(chǎn)品回收存在的質(zhì)量隨機(jī)性不僅會影響再制造,還會影響定價和回收渠道[4]。一定程度的政府規(guī)制能有效提高回收產(chǎn)品質(zhì)量,保障市場交易的有效性[5]。在同等力度的制造商利他行為和政府補(bǔ)貼下,政府補(bǔ)貼更能促進(jìn)廢舊產(chǎn)品的回收利用[6]。當(dāng)面對不確定因素干擾時,契約能減輕干擾和消極影響。在政府規(guī)制下,收益費(fèi)用共享契約能夠有效提高再制品的競爭優(yōu)勢,平衡不確定的市場需求[7]。政府獎勵能夠促進(jìn)契約協(xié)調(diào)機(jī)制的達(dá)成[8]。回收數(shù)量折扣契約和能力約束線性定價契約同樣能夠減輕需求擾動帶來的消極影響,提升閉環(huán)供應(yīng)鏈利潤[9]。針對生產(chǎn)規(guī)模不經(jīng)濟(jì)和需求擾動的閉環(huán)供應(yīng)鏈,收益費(fèi)用共享契約能夠?qū)?yīng)鏈進(jìn)行協(xié)調(diào)[10]。

企業(yè)良好的聲譽(yù)在一定程度上能夠增加企業(yè)的市場需求和利潤,能夠幫助企業(yè)取得更多競爭優(yōu)勢[11],還影響著企業(yè)的質(zhì)量決策[12]。有學(xué)者將企業(yè)聲譽(yù)引入了閉環(huán)供應(yīng)鏈并且考慮了影響聲譽(yù)的多種因素[13]。何喜軍等考慮了受回收量影響的企業(yè)聲譽(yù),通過微分博弈得到了供應(yīng)鏈成員的最優(yōu)決策,所設(shè)計的獎懲契約能夠提升廢舊產(chǎn)品的回收量和企業(yè)利潤[14]。聲譽(yù)激勵機(jī)制能夠?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)供應(yīng)鏈的帕累托改進(jìn)[15]。汪明月等將時間因素引入了基于聲譽(yù)的閉環(huán)供應(yīng)鏈模型,研究了不同環(huán)境規(guī)制下契約的決策和利潤變化情況[16]。還有不少學(xué)者將企業(yè)聲譽(yù)延伸至綠色食品供應(yīng)鏈和碳排放領(lǐng)域,以研究企業(yè)聲譽(yù)對于環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約的影響[17,18]。

先進(jìn)的大數(shù)據(jù)技術(shù)能從海量數(shù)據(jù)中提取有價值的信息,幫助企業(yè)和政府制定更好的決策和政策[19],能為企業(yè)帶來競爭優(yōu)勢,利于商業(yè)戰(zhàn)略的實現(xiàn)[20]。例如通過大數(shù)據(jù)技術(shù)預(yù)測線上銷售的需求[21],針對不同客戶實施精準(zhǔn)營銷[22]。XIANG等研究了互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺的大數(shù)據(jù)營銷對閉環(huán)供應(yīng)鏈的影響,建立了基于微分博弈的商譽(yù)動態(tài)模型,發(fā)現(xiàn)利用大數(shù)據(jù)營銷不僅能夠有效提升企業(yè)商譽(yù)和利潤,還能提高廢舊產(chǎn)品的回收率[23]?；ヂ?lián)網(wǎng)服務(wù)平臺所提供的大數(shù)據(jù)服務(wù)對企業(yè)持續(xù)盈利能力有重要的影響[24]。LIU研究了大數(shù)據(jù)商參與的供應(yīng)鏈定價策略,制造商可通過大數(shù)據(jù)商獲得內(nèi)外部大數(shù)據(jù)信息,并提出在大數(shù)據(jù)時代,大數(shù)據(jù)商應(yīng)納入供應(yīng)鏈[25]。吳成霞等對大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與的三級供應(yīng)鏈合作策略進(jìn)行了研究,建立了零售商支付契約、聯(lián)合支付契約和合作契約,通過算例驗證了模型的有效性[26]。

上述文獻(xiàn)對受多種因素擾動和大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與的供應(yīng)鏈進(jìn)行了深入研究。但少有學(xué)者在大數(shù)據(jù)商參與的背景下,考慮多種大數(shù)據(jù)服務(wù)以及受聲譽(yù)、時間等多因素影響的動態(tài)閉環(huán)供應(yīng)鏈。本文考慮了大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與下受多種因素影響并且隨時間動態(tài)變化的閉環(huán)供應(yīng)鏈,研究了無大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與、大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助回收和營銷三種情形下供應(yīng)鏈成員的均衡策略,通過比較分析探究大數(shù)據(jù)服務(wù)商的參與對閉環(huán)供應(yīng)鏈的影響。

2 模型建立與求解

2.1 問題描述和模型建立

本文研究制造商、零售商和大數(shù)據(jù)服務(wù)商組成的閉環(huán)供應(yīng)鏈,制造商生產(chǎn)新品且進(jìn)行廢舊產(chǎn)品回收和再制造。再造品與新產(chǎn)品不差別定價。制造商將產(chǎn)品批發(fā)給零售商,由零售商進(jìn)行銷售。大數(shù)據(jù)服務(wù)商根據(jù)制造商的需求提供大數(shù)據(jù)服務(wù)。由文獻(xiàn)26可知,制造商和零售商共同承擔(dān)大數(shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)用優(yōu)于一方支付,因此,本文的大數(shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)由制造商和零售商共擔(dān)。制造商與零售商之間進(jìn)行Stackelberg主從博弈,制造商為領(lǐng)導(dǎo)者,零售商為追隨者,均為風(fēng)險中性理性決策者。符號說明如表1所示。

表1 參數(shù)符號及含義

在經(jīng)典文獻(xiàn)中回收率可通過回收努力刻畫,由此構(gòu)造回收成本函數(shù)。本文細(xì)化了對回收率的描述,回收率除了受自身回收努力水平影響,還受到了政府等外部機(jī)構(gòu)和不可控因素的影響。受多種因素影響的回收率存在不確定性和不穩(wěn)定性,通過伊藤過程能很好地刻畫,回收率描述如下:

dθ(t)=(αφm(t)+(η-b)θ(t))dt+σθ(t)dz(t)

(1)

制造商的聲譽(yù)可以描述為:

G(t)=uθ(t)-ε

(2)

產(chǎn)品的市場需求可以表示為:

Q(t)=m-μp+v(uθ(t)-ε)

(3)

2.2 無大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與情形(D)

閉環(huán)供應(yīng)鏈中無大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與時,制造商和零售商目標(biāo)泛函如下:

(4)

(6)

(7)

命題1無大數(shù)據(jù)商參與時制造商最優(yōu)回收努力水平、最優(yōu)零售價格為:

命題2無大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與下回收率的期望為:

2.3 大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助回收情形(C)

大數(shù)據(jù)商協(xié)助制造商進(jìn)行回收,制造商與零售商共擔(dān)大數(shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)用。制造商先決定回收努力水平,零售商再進(jìn)行產(chǎn)品定價,大數(shù)據(jù)商最后決定服務(wù)水平?；厥章士擅枋鰹?

dθ(t)=(αφm(t)+βφb(t)+(η-b)θ(t))dt+σθ(t)dz(t)

(12)

制造商、零售商和大數(shù)據(jù)服務(wù)商的目標(biāo)泛函如下:

(13)

(1-λ)nφb)dθ(t))

(14)

制造商、零售商和大數(shù)據(jù)商決策階段滿足式(16)～(18)HJB方程:

(16)

(17)

命題3當(dāng)大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助回收時,制造商的最優(yōu)回收努力水平、零售商的最優(yōu)零售價格和大數(shù)據(jù)服務(wù)商的最優(yōu)服務(wù)水平分別為:

命題4大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助回收時的回收率期望為:

2.4 大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷情形(B)

大數(shù)據(jù)服務(wù)商通過廣告差異化投放等方式精準(zhǔn)營銷從而提高產(chǎn)品的市場需求。大數(shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)用由制造商和零售商共擔(dān)。需求量可表示為:

Q(t)=m-μp+v(uθ(t)-ε)+δφb

(24)

制造商、零售商和大數(shù)據(jù)服務(wù)商的目標(biāo)泛函如下:

θ(w-cr))(m-μp-vG+δφb)-

(25)

(1-λ)nφb)dθ(t))

(26)

(27)

制造商、零售商和大數(shù)據(jù)商決策階段滿足式(28)～(30)HJB方程:

(28)

(29)

命題5當(dāng)大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助產(chǎn)品的營銷時,制造商的最優(yōu)回收努力水平、零售商的最優(yōu)零售價格和大數(shù)據(jù)服務(wù)商的最優(yōu)服務(wù)水平分別為:

命題6大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助產(chǎn)品營銷時的回收率期望為:

3 比較分析

通過對無大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與、大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助回收和協(xié)助營銷三種情形下回收率和閉環(huán)供應(yīng)鏈成員的最優(yōu)決策進(jìn)行比較分析,得到如下推論。

推論1回收率比較如下:(1)θC>θD;(2)θB>θD;(3)當(dāng)δ<2βkm時,θC>θB。

由推論1可知,大數(shù)據(jù)服務(wù)商能夠通過不同的協(xié)助方式提高廢舊產(chǎn)品的回收率。當(dāng)大數(shù)據(jù)服務(wù)商的服務(wù)努力水平對市場需求的影響系數(shù)滿足一定條件時,大數(shù)據(jù)服務(wù)商協(xié)助營銷對回收率的提升優(yōu)于協(xié)助回收。

推論2說明了無論大數(shù)據(jù)服務(wù)商提供營銷服務(wù)還是協(xié)助回收,其服務(wù)努力水平相同,都受到了其服務(wù)努力水平系數(shù)和制造商支付水平的影響,與大數(shù)據(jù)服務(wù)商的服務(wù)類型無關(guān)。

推論3表明了外部環(huán)境對廢舊產(chǎn)品回收約束較小時,協(xié)助回收時制造商最優(yōu)回收努力水平小于協(xié)助營銷情形,因為大數(shù)據(jù)服務(wù)商幫制造商分擔(dān)回收工作,減少了制造商的回收投入。

推論4最優(yōu)零售價格比較如下:

由推論4可知,當(dāng)大數(shù)據(jù)商協(xié)助下制造商最優(yōu)回收努力水平較高且外部環(huán)境對回收有較強(qiáng)激勵時,零售價格高于無大數(shù)據(jù)商參與情形。因為零售商為制造商分擔(dān)了大數(shù)據(jù)服務(wù)費(fèi),為平衡支出,零售商會提高零售價格。雖然提高零售價格會降低市場需求,但總體能保證零售商利潤。

4 算例分析

本節(jié)通過算例對三種情形下制造商的回收率以及閉環(huán)供應(yīng)鏈成員的最優(yōu)策略和利潤進(jìn)行了比較,分析了不同參數(shù)對閉環(huán)供應(yīng)鏈的影響。假設(shè)參數(shù)初始值如下:cn=10,cr=7,w=19,m=10,μ=0.48,v=0.14,u=0.9,ε=3,km=3,kb=5,α=1.2,β=1.5,η=0.2,b=1.4,σ=3,n=0.5,θ0=0,δ=0.57,λ=0.7,r=0.12,t=5。

4.1 三種情形比較

三種情形下制造商回收率隨時間演化過程如圖1所示,回收率隨時間的推移逐漸趨于穩(wěn)定。受隨機(jī)因素干擾,回收率在期望值附近呈動態(tài)波動。

圖1 三種情形下回收率演化過程

由圖2可知大數(shù)據(jù)服務(wù)商的參與能在一定程度上激勵回收。當(dāng)外部環(huán)境對廢舊產(chǎn)品的回收約束較小且大數(shù)據(jù)服務(wù)商的服務(wù)水平相同時,協(xié)助營銷更能提升回收努力水平和回收積極性。大數(shù)據(jù)商協(xié)助回收減輕了制造商的回收負(fù)擔(dān),因此,制造商的回收努力水平低于大數(shù)據(jù)商協(xié)助營銷情形。

圖2 制造商回收努力水平演化過程

圖3說明大數(shù)據(jù)商的參與會提高零售價格,主因零售商分擔(dān)了大數(shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)用。由于大數(shù)據(jù)商協(xié)助營銷時制造商的回收努力水平高于協(xié)助回收,大數(shù)據(jù)服務(wù)成本更高,所以零售價格更高。相較于回收努力水平,零售商的決策變量零售價格波動的幅度較小,受隨機(jī)因素擾動的影響更小。

圖3 零售價格的演化過程

通過圖4可知大數(shù)據(jù)服務(wù)商的參與能夠提高制造商利潤。當(dāng)外部環(huán)境對回收約束大于對激勵時,相同大數(shù)據(jù)服務(wù)水平下,協(xié)助營銷對制造商利潤提升更大。在閉環(huán)供應(yīng)鏈中當(dāng)有大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與時,應(yīng)考慮當(dāng)下整體環(huán)境,尤其是外部環(huán)境,從而選擇大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與形式,提高企業(yè)利潤。

圖4 制造商利潤的演化過程

由圖5可知大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與能提升零售商利潤。當(dāng)外部環(huán)境不利于企業(yè)回收時,協(xié)助營銷能幫助零售商獲得更高的利潤。零售商利潤受隨機(jī)因素擾動的影響更小。雖然協(xié)助營銷會提高零售價格,降低消費(fèi)者的購買行為,從而減少市場需求,但從利潤角度來看。有利于零售商利潤的提升。

圖5 零售商利潤的演化過程

4.2 靈敏度分析

三種情形下制造商對大數(shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)用的分擔(dān)系數(shù)和回收率對企業(yè)聲譽(yù)的敏感系數(shù)對制造商和零售商利潤的影響如圖6～圖9所示。

圖6 參數(shù)λ對制造商利潤的影響

圖7 參數(shù)λ對零售商利潤的影響

圖8 參數(shù)u對制造商利潤的影響

圖9 參數(shù)u對零售商利潤的影響

圖6說明制造商承擔(dān)大數(shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)用比例越大,制造商的利潤越少,但利潤減少幅度不大。此算例中由于回收受外部環(huán)境限制大于激勵,所以協(xié)助營銷時制造商利潤高于協(xié)助回收情形。無大數(shù)據(jù)商參與情形下制造商的利潤不受大數(shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)分擔(dān)系數(shù)的影響,制造商的期望利潤無變化。

由圖7可知當(dāng)大數(shù)據(jù)商協(xié)助回收時,零售商承擔(dān)大數(shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)的比例較大會使零售商利潤低于無大數(shù)據(jù)商參與情形。隨著零售商分擔(dān)大數(shù)據(jù)費(fèi)比例減小,零售商利潤呈增加趨勢。

通過圖8可知當(dāng)回收率受聲譽(yù)影響較小時,協(xié)助營銷時制造商的利潤最高。當(dāng)回收率受企業(yè)聲譽(yù)的影響逐漸增大時,協(xié)助回收時制造商利潤逐漸高于協(xié)助營銷情形。大數(shù)據(jù)商參與下制造商的利潤總高于不參與情形。

圖9說明了回收率受聲譽(yù)影響較小時,大數(shù)據(jù)商協(xié)助回收不利于零售商利潤提升。但隨聲譽(yù)對回收率影響增大,協(xié)助回收時零售商利潤逐漸增大,在一定條件下高于協(xié)助營銷情形。

5 結(jié)論

本文在閉環(huán)供應(yīng)鏈中考慮了大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與和受多因素影響的動態(tài)回收率,研究了無大數(shù)據(jù)商參與、大數(shù)據(jù)商協(xié)助回收和協(xié)助營銷下制造商和零售商的最優(yōu)決策和利潤。通過伊藤過程刻畫了動態(tài)變化的回收率,分析了大數(shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)分擔(dān)比例和回收率對企業(yè)聲譽(yù)的敏感參數(shù)對制造商和零售商利潤影響。結(jié)論如下:(1)回收率、回收努力水平、零售價格和利潤能夠在較短時間內(nèi)達(dá)到期望值,決策變量和利潤受隨機(jī)因素干擾在期望值附近波動;(2)零售商決策變量和利潤達(dá)到期望值的時間短于制造商,感知市場變化和自身決策對企業(yè)影響速度更快;(3)大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與能夠提高回收率、回收努力水平和閉環(huán)供應(yīng)鏈成員利潤。相同的大數(shù)據(jù)服務(wù)水平下,當(dāng)外部環(huán)境對回收的約束大于激勵時,協(xié)助營銷對回收努力水平和利潤的提升更有利。

啟示如下:(1)供應(yīng)鏈成員的決策變量和利潤雖在較短時間達(dá)到預(yù)期值,但受隨機(jī)因素干擾處于波動狀態(tài)?；ヂ?lián)網(wǎng)時代信息傳播速度快,加劇了隨機(jī)因素干擾的波動性,企業(yè)應(yīng)多關(guān)注外部環(huán)境的變動,及時調(diào)整企業(yè)的策略;(2)零售商對市場感知和反饋更快速,制造商應(yīng)與零售商保持良好的合作關(guān)系,共享經(jīng)營信息,共議大數(shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)用分擔(dān)比例,增強(qiáng)定價、回收努力水平和利潤穩(wěn)定性;(3)在大數(shù)據(jù)時代,企業(yè)應(yīng)具備從海量數(shù)據(jù)中挖掘有價值信息的能力,企業(yè)可考慮是否需要大數(shù)據(jù)商的協(xié)助,在選擇大數(shù)據(jù)服務(wù)類型時,應(yīng)考慮整體環(huán)境,包括外部環(huán)境如政府等第三方機(jī)構(gòu)的政策、行業(yè)環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)形勢和內(nèi)部環(huán)境例如企業(yè)戰(zhàn)略和自身已具備的能力等,利于企業(yè)及環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

本文考慮的產(chǎn)品為線下銷售,許多企業(yè)已開啟線上線下雙渠道銷售。在閉環(huán)供應(yīng)鏈中考慮雙渠道銷售和大數(shù)據(jù)服務(wù)商參與將是未來研究重點。