肖 敏, 張思宇

(上海海事大學 經濟管理學院,上海 201306)

0 引 言

隨著我國居民收入水平的提高,生鮮電商在網(wǎng)絡購物、配送方式升級的支持下迅速成長,使得冷鏈物流加速發(fā)展。2020年,電商生鮮產業(yè)交易額達到3 641.3億元,同比增長42.54%。由于線上零售產品價格公開,各商家長期競爭后,同類產品的價格差異逐漸縮小,物流因素已超過價格因素,成為消費者在線購買生鮮產品時最關注的部分[1]。生鮮產品的生物特性決定其在常溫物流運輸中極易發(fā)生變質,危害消費者健康。在疫情防控期間,大量農產品在運輸環(huán)節(jié)仍采用常溫運輸,導致?lián)p耗率高達25%,物流費用占總成本70%[2]。生鮮產品只有在冷鏈環(huán)境下運輸才能保證品質,減少損耗,實現(xiàn)保值。各大電商企業(yè)紛紛與冷鏈物流企業(yè)合作,使其更有競爭力,如華潤萬家、達達等電子商務零售商與冷鏈物流供應商合作的模式。運輸方的冷鏈實力除了影響生鮮產品質量,也是影響消費者購買意愿的因素之一;生鮮電商平臺多用“次日達”“全程冷鏈物流”“新鮮送進廚房”等廣告來強調其產品品質。廣告市場創(chuàng)造需求,平臺通過對運輸方冷鏈實力的宣傳,讓消費者對送達的生鮮商品質量更有信心,從而刺激銷量。在電商環(huán)境下,消費者對生鮮產品的新鮮度沒有直觀體驗,且由于年齡地域差異、生活習慣等因素,消費者對線上生鮮產品的新鮮度敏感性具有差異,對相同新鮮度的產品也會表現(xiàn)出不同的支付意愿,由此帶來的市場需求不確定性風險使冷鏈物流供應商在進行新鮮度相關決策時的風險態(tài)度尤為重要。

在供應鏈中,冷鏈物流供應商和電子商務零售商分別提供不同的服務,如冷鏈供應商負責保鮮運輸、零售商負責銷售及廣告等行為;供應鏈成員往往會以合作廣告的形式(如廣告成本分擔)促進市場需求,增加供應鏈收益;他們在合作中可能會存在搭便車等降低供應鏈效率的行為。因此,制定激勵契約促進合作對提高生鮮運輸供應鏈效率具有重要意義。

廣告除了提高購買、支付意愿外,還會使供應鏈成員利潤分配發(fā)生變化[3]。文獻[4]考慮了消費者需求同時受價格和非價格變量影響時,收益共享和廣告分擔契約在一定條件范圍可協(xié)調供應鏈;文獻[5]研究了電商零售平臺的參與對制造商合作廣告策略的影響;文獻[6]研究了電商平臺下代理與批發(fā)模式對制造商和電商平臺廣告合作策略的影響,并發(fā)現(xiàn)制造商的最優(yōu)策略不一定是聯(lián)合廣告,而平臺的最優(yōu)策略是選擇聯(lián)合廣告。參考上述文獻的廣告合作模式,本文考慮供應商分擔電商生鮮冷鏈廣告,并討論雙向分擔合作。

目前,國內外學者對于生鮮運輸供應鏈方面已有廣泛研究,現(xiàn)有文獻主要集中在保鮮努力、冷鏈物流與貿易模式、契約協(xié)調方面。文獻[7]指出新鮮度是影響消費者支付意愿的重要因素,考慮零售商用保鮮努力降低損失率;文獻[8]以時間刻畫的保鮮投入、新鮮度與數(shù)量損耗構建需求受新鮮度影響的冷鏈庫存模型;文獻[9]研究了由物流服務商、供應商和零售商構成的生鮮農產品供應鏈下不同冷鏈服務模式對定價、服務水平和績效的影響;文獻[10]研究了考慮保鮮成本分擔、線上線下相結合的生鮮雙渠道供應鏈,在批發(fā)價契約的基礎上制定了收益共享契約,協(xié)調供應鏈。

以上研究為本文的生鮮運輸供應鏈構成提供了參考,但未考慮不能直觀向消費者披露生鮮產品新鮮度的電子商務環(huán)境。文獻[11]發(fā)現(xiàn),零售商關于生鮮產品新鮮度信息披露不足會導致難以測量消費者對農產品新鮮度的需求量敏感性;文獻[12]研究了消費者對新鮮度的敏感度不同時,零售商對易腐品的動態(tài)定價與補充政策。面對市場需求的不確定性,供應鏈各方不再只追求利潤最大化,風險損失也成為重要考慮對象。現(xiàn)實中,供應鏈決策者往往是有限理性的,對于風險的態(tài)度各不相同。學者們在供應鏈中使用不同的風險度量準則。文獻[13]使用均值方差方法分析電子商務環(huán)境下,風險規(guī)避的生鮮混合雙渠道供應鏈,分析新鮮度和風險規(guī)避系數(shù)對最優(yōu)決策的影響;文獻[14]使用CVaR風險度量準則,設計隨機彈性需求條件下風險中性的生鮮產品供應商和風險規(guī)避的零售商協(xié)調契約;文獻[15]引入均值-CVaR方法,考慮不確定需求和風險厭惡下,批發(fā)價合同和回購合同對供應鏈利率的影響。均值-CVaR方法在CVaR的基礎上討論收益高于分位數(shù)的部分,這種方法在供應鏈中逐漸被廣泛應用。文獻[16-17]都使用均值-CVaR建立考慮零售商風險特性的閉環(huán)供應鏈模型。

綜上所述,已有很多學者對生鮮運輸供應鏈進行研究并獲得了相應的學術成果,但考慮成員風險態(tài)度及保鮮與廣告成本分擔契約的研究還比較少。本文以生鮮電子商務零售商對其使用的冷鏈物流優(yōu)勢進行廣告宣傳,吸引消費者;新鮮度敏感性不確定的消費者訂購生鮮產品并以冷鏈物流運輸為背景,假設冷鏈物流供應商具有風險態(tài)度,生鮮電子商務零售商為風險中性,建立生鮮運輸供應鏈。為突出冷鏈廣告與保鮮成本協(xié)調,考慮到電商環(huán)境下各生鮮產品和運輸費用價格差異較小,在冷鏈價格固定的情況下,分析供應鏈成員在集中和分散決策條件下的廣告投入費用、廣告成本分擔、保鮮努力等問題,并提出雙向成本分擔協(xié)調契約。

1 模型說明

本文構建一個由持有不同風險態(tài)度的冷鏈物流供應商L和風險中性的生鮮電子商務零售商R(以下簡稱生鮮零售商)組成的兩級生鮮運輸供應鏈。

冷鏈物流供應商L為Stackelberg博弈的領導者,生鮮零售商R為追隨者。生鮮零售商負責批發(fā)及銷售商品、采購冷鏈、對商品和冷鏈進行宣傳,在本模型中對冷鏈廣告費用進行決策。冷鏈物流供應商負責生鮮產品從產地到銷地的冷鏈物流,如快速運輸、低溫儲存、與零售商合作廣告宣傳,在本模型中對保鮮努力程度和冷鏈廣告成本分擔比例進行決策。為使本文主題討論更明確,本文僅討論冷鏈運輸部分,不討論生鮮產品本身售價以及批發(fā)價。

1.1 符號說明

模型中的符號及說明見表1所列。

1.2 模型假設

1) 在購買生鮮產品時,新鮮度是影響消費者購買意愿的主要因素之一[18]。生鮮產品新鮮度隨時間變化連續(xù)衰減[19]。新鮮度函數(shù)為θi=θ0β(1-T)[20-21],T為時間。1-T為冷鏈物流供應商的保鮮努力程度;新鮮度θi與時間T負相關,符合隨著運輸時間延長,新鮮度連續(xù)下降的現(xiàn)實情況。

2) 冷鏈物流成本為βt(1-T)2/2[20],包括包裝、人力、燃料成本等。運輸時間越短,生鮮產品越新鮮,冷鏈物流成本越高。生鮮零售商負責批發(fā)生鮮產品,以w的單價從冷鏈物流供應商處批發(fā)冷鏈物流服務,并對其優(yōu)質的冷鏈物流進行廣告宣傳,以冷鏈零售運價p銷往受價格、新鮮度θi和冷鏈廣告影響的消費者市場。

4) 參考文獻[9,24],在需求上綜合考慮價格、新鮮度和廣告的影響,以及電子商務生鮮市場下消費者對新鮮度敏感性的隨機性,市場需求以加法形式定義:

(1)

由于消費者對于生鮮產品的新鮮度敏感程度各不相同,假設ε是一個非負連續(xù)的隨機變量,對新鮮度的敏感程度分布隨ε單調遞增、邊際遞減,取值范圍為(a,b),滿足0

5) 參考文獻[25]對Stackelberg博弈的冷鏈物流定價的研究,本文以冷鏈物流供應商為主導者,生鮮零售商為跟隨者。決策的第1階段:冷鏈物流供應商通過考慮冷鏈物流成本、市場需求確定冷鏈廣告成本分擔比例和保鮮努力程度;第2階段:生鮮零售商基于市場需求、供應商分擔冷鏈廣告成本比例,確定對冷鏈物流的廣告宣傳費用。生鮮零售商的目標是利潤最大化,冷鏈物流供應商以均值-CVaR為風險度量準則,目標是在置信水平ηl下權衡績效(均值-CVaR值)最大化。

基于上述假設可知:風險中性的情況下,冷鏈物流供應商的利潤πl(wèi),生鮮零售商的利潤πr分別為:

πl(wèi)(J,T)=w[m-kpp+εθ0β(1-T)+

(2)

πr(X)=(p-w)[m-kpp+εθ0β(1-T)+

(3)

1.3 風險度量準則——均值-CVaR

對冷鏈物流供應商來說,由消費者新鮮度敏感性差異帶來的不確定性市場風險可從財務角度緩解,消除利潤的下方波動。冷鏈供應的風險態(tài)度是影響供應商風險管理策略選擇的一個重要因素。在度量下側風險方面,CVaR可度量低于分位數(shù)的平均收益,能有效改善尾部風險,可以更好地描述決策者的風險態(tài)度,并且具有一致性的風險量化指標。文獻[26]提出并定義的CVaR公式為:

RCVaR[πl(wèi)(J,T)]=

(4)

其中:ηl∈(0,1]為置信水平;vl為隨機變量ηl的分位數(shù);E為決策變量的期望值。

CVaR只關注下側風險損失和低于分位數(shù)的隨機利潤,決策比較保守。為解決這一問題,本文在CVaR的基礎上,使用將期望利潤與CVaR組合的均值-CVaR準則,它在反映決策者不同風險態(tài)度的同時,考慮了收益和風險損失,符合本文在利潤方面既要衡量風險也要考慮收益的需求。文獻[16]結合反應決策者在規(guī)避風險和追逐利潤之間的權衡情況和置信水平ηl,反映決策對象的風險態(tài)度,并對均值-CVaR進行一般化定義:

G[pl(J,T)]=liE[pl(J,T)]+

(1-li)RCVaR[pl(J,T)]

(5)

其中:λi=(1-λ)/(1-ηl)反映決策者的風險態(tài)度;λ∈[0,1]為悲觀系數(shù),λ越小,決策者越傾向于獲得更大利潤。當λi=1時,λ=ηl,G[πl(wèi)(J,T)]=E[πl(wèi)(J,T)],決策者為風險中性;當λi>1時,λ<ηl,決策者為風險追逐;當λi<1時,λ>ηl,決策者為風險規(guī)避。本文考慮風險態(tài)度的冷鏈物流供應商的目標函數(shù)為:

G[πl(wèi)(J,T)]=λiE[πl(wèi)(J,T)]+

2 生鮮供應鏈決策模型

2.1 生鮮供應鏈分散決策模型

在供應鏈決策過程中,生鮮零售商不考慮風險,決策目標是πr(X)的最大值;最大化πr(X)得結論1。

結論1 當冷鏈物流供應商決策確定時,生鮮零售商的冷鏈廣告費用X1*為:

(6)

推論1 采用固定冷鏈物流供應商策略時,最優(yōu)冷鏈廣告費用與市場需求對冷鏈廣告的敏感系數(shù)、冷鏈零售運價、供應商分擔的冷鏈廣告費用比例成正比,與冷鏈批發(fā)單價成反比。

證明最優(yōu)冷鏈廣告費用X1*分別對J、rx、w、p求一階導數(shù),可得:

由推論1可知:消費者對冷鏈廣告的敏感性越高,對冷鏈零售運價的支付意愿越高;冷鏈物流供應商越愿意分擔更多比例的廣告費用,生鮮零售商越愿意投入更多的廣告費用;而冷鏈批發(fā)價越高,生鮮零售商對于冷鏈廣告費用的投入意愿越少。由此可見,市場對優(yōu)質的生鮮產品需求越大,且冷鏈物流供應商愿意讓利分擔成本,生鮮零售商越愿意為其冷鏈物流進行宣傳。

在決策過程中,冷鏈物流供應商決策目標是G[πl(wèi)(J,T)]的最大值;最大化G[πl(wèi)(J,T)]得結論2。

結論2 冷鏈物流供應商的最優(yōu)冷鏈廣告費用分擔比例J*、最優(yōu)運輸時間T*、生鮮零售商的最優(yōu)冷鏈廣告費用X*分別為:

Nλθ0βw]/[(ηl-1)ηlβt],

其中,φ1=Mλ-M+N。

推論2 冷鏈物流供應商的最優(yōu)冷鏈廣告費用分擔比例J*與冷鏈批發(fā)單價成正比,與冷鏈零售運價成反比。冷鏈物流供應商決策不固定時,最優(yōu)零售保鮮運價X*與冷鏈批發(fā)單價、冷鏈零售運價都成正比。

由推論2可知:生鮮零售商愿意接受的冷鏈批發(fā)價格越高,冷鏈物流供應商越愿意分擔冷鏈廣告費用;生鮮零售商制定的冷鏈零售價格越高,冷鏈物流供應商愿意分擔的冷鏈廣告費用越低;冷鏈物流供應商決策不固定時,冷鏈零售價格、冷鏈批發(fā)價格越高,生鮮零售商越愿意為其冷鏈物流進行宣傳。

推論3 最優(yōu)運輸時間T*與冷鏈物流供應商決策者的悲觀系數(shù)、冷鏈服務成本系數(shù)成正比,與冷鏈批發(fā)單價、生鮮產品原始新鮮度成反比。

由推論3可知:冷鏈物流供應商越悲觀,保鮮成本系數(shù)越高,冷鏈物流供應商越希望擁有寬裕的運輸時間,以降低保鮮成本平衡風險;生鮮零售商接受的冷鏈批發(fā)價越高,生鮮產品原始新鮮度越高,冷鏈物流供應商越愿意在冷鏈物流上投入成本,讓消費者得到品質更好的生鮮產品。在決策者悲觀程度不同時,決策者的置信水平對運輸時間的影響不同,因此需要對風險態(tài)度進行討論。

推論4 風險規(guī)避冷鏈物流供應商制定的運輸時間T*大于風險中性冷鏈物流供制定的T*,而風險中性冷鏈物流供應商制定的運輸時間T*大于風險追逐冷鏈物流供應商制定的T*,即[T*|λi<1(規(guī)避)]>[T*|λi=1(中性)]> [T*|λi>1(追逐)],亦即冷鏈物流供應商越是采取規(guī)避風險的態(tài)度,就越希望擁有更寬裕的運輸時間,并且會采用降低保鮮成本的方式來確保自己的利潤平衡。由于運輸時間公式比較復雜,本文將在數(shù)值分析章節(jié)進行論證。

2.2 生鮮供應鏈集中決策模型

集中決策下電商生鮮供應鏈利潤函數(shù)為:

πSC=πr(X)+G[πl(wèi)(J,T)]=

(1-λi)RCVaR[πl(wèi)(J,T)]

(7)

結論3 集中決策下的冷鏈物流供應商最優(yōu)運輸時間TSC*、生鮮零售商的最優(yōu)冷鏈廣告費用XSC*分別為:

βθ0w(ηlφ1-λN)]/[(ηl-1)ηlβt]

(8)

(9)

證明根據(jù)式(7)進行利潤最大化,分別對X、T求導并分別令其等于0,得到2個方程,求解即得式(8)、式(9)。

通過求解πSC關于X、T的海塞矩陣,可得海塞矩陣HSC為:

計算海塞矩陣HSC的行列式,得:

由假設可知,pβtrx/(4X3/2)>0,故HSC是負定的。因此式(8)和式(9)為集中決策下的最優(yōu)決策。

結論4 集中決策下的XSC*和總利潤大于分散決策下的X*和總利潤,集中決策下的TSC*小于分散決策下的T*。

由于TSC*、T*的函數(shù)解析式比較復雜,不能直接進行比較,證明部分將在數(shù)值分析時進行。結論4說明,分散決策下生鮮零售商的最優(yōu)運價X*、冷鏈物流供應商的最優(yōu)保鮮努力程度(1-T*)、總利潤都小于集中決策的情況。此時需要制定一個契約進行協(xié)調,使得生鮮零售商提高冷鏈廣告費用,冷鏈物流供應商增加保鮮努力程度,以提高總利潤。

3 雙向成本共擔契約協(xié)調

均值-CVaR準則下的冷鏈物流供應商目標函數(shù)為:

wMθ0β(1-T)]+(1-λi)×

結論5 協(xié)調契約下,當保鮮成本分擔比例QC和冷鏈廣告費用分擔比例JC分別為QC*和JC*時,分散決策供應鏈利潤等于集中決策供應鏈利潤。

(10)

QC*=ηlε(ηl-1)(p-w)/

(11)

將JC*、XSC*分別代入G(πl(wèi)(J,T))C,對T求導,并令其等于0,得到TC*;令TC=TSC*,得到QC*。

wβθ0(φ1))ηl-Nβλθ0w]/

[(1-ηl)ηl(1-QC)βt]。

推論5 雙向成本共擔契約具有協(xié)調效果,且協(xié)調效果與冷鏈物流供應商決策者的風險態(tài)度無關。

由推論5、式(10)、式(11)可知,契約協(xié)調效果πSCC*-πSC*與風險態(tài)度無關,即不論供應商持何種風險態(tài)度,都能促進協(xié)調。雖然保鮮成本分擔比例QC*與決策者風險態(tài)度有關,但QC*協(xié)調了最優(yōu)運輸時間的決策,消除了風險態(tài)度對協(xié)調效果的影響,且供應商決策者越是風險追逐,零售商會通過分擔越少比例的保鮮成本來平衡風險。

4 算例分析

風險后公式比較復雜,難以直接通過公式比較得到相關結論,通過算例分析能更清晰直觀地了解結論。本文通過算例分析討論兩點:一是風險態(tài)度的影響,二是契約對供應鏈的協(xié)調效果。本文對相關參數(shù)的設置分別參考文獻[20]、文獻[25]、文獻[28]和文獻[29],具體參數(shù)設置見表2所列。

表2 參數(shù)取值

4.1 新鮮度敏感性對零售商利潤的影響

消費者生鮮產品新鮮度敏感性對零售商利潤的影響如圖1所示。

圖1 新鮮度敏感性對零售商利潤的影響

從圖1可以看出,消費者對生鮮產品的新鮮度敏感程度ε作為(a,b)上的隨機變量,與不具有風險態(tài)度的零售商的利潤呈正相關,且風險態(tài)度越規(guī)避,斜率越小。無論冷鏈物流供應商對風險持何種態(tài)度,消費者對生鮮產品的新鮮度越敏感,零售商的利潤越高。面對新鮮度敏感性較高的消費群體,比如地處濕潤氣候、食品易腐爛的南方消費者,采用與冷鏈物流供應商合作的電子商務零售商能獲得較高利潤;采用冷鏈配送的電子商務零售平臺可以通過強調新鮮度重要性,刺激消費者被動提高敏感性,收獲更多利潤。

4.2 風險態(tài)度對契約協(xié)調前決策的影響

冷鏈物流供應商決策者風險態(tài)度對分散決策下和集中決策下的最優(yōu)運輸時間的影響如圖2所示。冷鏈物流供應商決策者風險態(tài)度對供應鏈效率的影響如圖3所示。

圖2 風險態(tài)度對不同決策下最優(yōu)運輸時間的影響

圖3 冷鏈物流供應商決策者風險態(tài)度對供應鏈效率的影響

從圖2可以看出,ηl與T*、TSC*成正比,λ與T*、TSC*成反比。冷鏈物流供應商決策者的置信水平ηl越高,冷鏈物流時間越短。悲觀系數(shù)λ越高,冷鏈物流時間越長;即隨著風險偏好上升,冷鏈物流供應商會相應降低冷鏈物流速度。風險態(tài)度保守的冷鏈物流供應商會通過提高冷鏈物流速度,使更多的消費者滿意、促進市場需求、增加收入,平衡風險;反之,激進的物流供應商會降低冷鏈投入。不論冷鏈物流供應商持何種風險態(tài)度,分散決策下的最佳運輸時間都低于集中決策下的情況。而運輸時間越短,運輸速度越快,才越有利于生鮮供應鏈發(fā)展。由此可見,集中決策下的運輸情況更佳,供應鏈需要協(xié)調。

從圖3可以看出,不論冷鏈物流供應商決策者持有何種風險態(tài)度,分散決策下的供應鏈效率都小于1;但是當ηl<λ時,圖形相繼達到高點,即風險追逐時供應鏈效率較好。然而在現(xiàn)實生活中,很少存在風險態(tài)度絕對追逐、不顧風險只專注于利潤的供應商。分散決策下的供應鏈效果始終無法達到集中決策的效果,這對生鮮零售商和冷鏈物流供應商來說都是不利的,因此供應鏈需要協(xié)調。

4.3 契約對供應鏈協(xié)調效果的影響

協(xié)調前、后冷鏈物流供應商決策者的風險態(tài)度對生鮮零售商利潤的影響如圖4所示。協(xié)調前、后冷鏈物流供應商決策者的風險態(tài)度對冷鏈物流供應商利潤的影響如圖5所示。

圖4 協(xié)調前、后風險態(tài)度對生鮮零售商利潤的影響

圖5 協(xié)調前、后風險態(tài)度對冷鏈物流供應商利潤的影響

由圖4、圖5可知,在不同置信水平和悲觀程度組成的風險態(tài)度下,雙向成本共擔契約均起到了協(xié)調作用。冷鏈物流供應商決策者越趨向規(guī)避風險,契約對生鮮零售商利潤的協(xié)調作用越顯著;而契約對冷鏈物流供應商利潤的協(xié)調作用在冷鏈物流供應商決策者趨向追逐風險時更顯著。由此可見,在供應鏈合作中,面對具有風險態(tài)度的供應鏈成員,使用雙向成本分擔契約能夠補貼雙方的服務成本投入,使得雙方的利潤都得到改善,共同致力于生鮮供應鏈的發(fā)展。

5 結 論

針對電子商務環(huán)境下消費者新鮮度敏感性差異引起的不確定性問題,本文從冷鏈保鮮物流及冷鏈廣告角度,對由風險中性的生鮮電子商務零售商和持有不同風險態(tài)度的冷鏈物流供應商組成的生鮮供應鏈協(xié)調問題進行研究。其中:具有不同風險態(tài)度的冷鏈物流供應商運用均值-CVaR準則權衡自身利潤與風險的關系,并對保鮮努力程度和冷鏈廣告成本分擔比例進行決策;生鮮電子商務零售商決策冷鏈廣告費用。本文分析了不同風險態(tài)度對最優(yōu)決策的影響,并制定了一個雙向成本共擔契約協(xié)調供應鏈。

研究表明:① 冷鏈物流供應商決策者愿意分擔越多比例的廣告費用,生鮮零售商越愿意投入更多的廣告費用;② 隨著冷鏈物流供應商決策者風險偏好的上升,其保鮮物流速度加快;③ 在置信水平不變的情況下,冷鏈物流供應商決策者態(tài)度越樂觀,生鮮零售商和冷鏈物流供應商的利潤越高;④ 分散決策下的生鮮零售商利潤受冷鏈物流供應商風險態(tài)度影響較大,且無法達到集中決策下的利潤,不利于供應鏈合作;⑤ 本文設計的契約能使供應鏈在冷鏈物流供應商風險限制的條件下,各方協(xié)調后的收益不小于協(xié)調前,供應鏈整體利潤達到最大值,供應鏈成員在分散決策下達到帕累托最優(yōu),消除雙重邊際效應。

本文對生鮮產品的新鮮度刻畫較為簡單,實際上,產品新鮮度還受溫度、濕度、本身特性等更多因素影響,未來可對其他因素影響的新鮮度問題進行研究。本文僅對生鮮交易的運輸環(huán)節(jié)進行了討論,并未考慮商品本身的定價決策,未來可對考慮商品定價的多級生鮮供應鏈進行研究。