供应不稳定时零售商战略库存决策研究，本文主要内容关键词为：零售商论文,不稳论文,库存论文,战略论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
0 引言
供应链管理环境下库存管理目标是实现供应链上企业之间的无缝连接，消除供应链之间的高库存现象，乃至实现零库存。但在实践中，企业会因为规模采购或生产、应对各类不确定性、预防价格波动等设置库存。尤其是供应链运作除了面临需求波动风险之外，还遭受着由各种原因导致的供应不确定性，如供应商生产过程的不确定性等。同时，当前全球市场的原材料价格波动较大，导致供应商产品价格调整周期不断缩短，供应链上下游之间逐渐由承诺契约(Commitment Contract)向动态契约(Dynamic Contract)进行转变。对于零售商而言，设置库存不失为一种应对供应风险与产品价格频繁变化的有效策略。
供应不稳定性主要表现在两个方面，即生产和物流过程不确定导致的随机产出和突发事件导致的供应中断。随机产出方面的研究主要集中于单周期的采购策略与库存控制方面，Yano和Lee[1]综述了这方面的研究文献。Inderfurth[2]研究了随机需求和随机产出条件下单周期生产库存系统，假定需求和产出是独立同分布，并用均匀分布作为特例得到了最优策略。Dada和Yang等分别分析了单个企业向多个供应商的采购决策问题，并假定供应商具有不同随机产出水平和成本，研究表明供应商多样化可以降低总体产出波动水平[3，4]。Kazaz考虑农产品生产过程中的随机产出特征，研究随机产出条件下的农产品生产计划与定价决策问题[5]。Deo和Corbett以美国流感疫苗市场为背景研究了随机产出下古诺竞争问题[6]，研究发现产出的随机性会促进行业趋于集聚，减少行业产出，损害消费者福利。供应中断方面的研究大致可分两类，一类即将供应定义为“all-or-none”过程，即当供应商以一定的概率处于正常状态，并能完全满足零售商的订货，当发生供应中断时，采购商收不到任何订货，如Li等[7]。另一类假定供应商存在随机的中断期，中断期间供应商的供应为零，如Mohebbi和Hao[8]等。本文假定供应不稳定表现为供应商实际发货为零售商订货的随机比例，即具有随机产出特征。
企业应对不确定需求和不稳定供应的有效方法就是设置缓冲库存。Song和Zipkin、Parlar较早研究了供应存在随机干扰情况下的库存控制策略[9，10]。Antonio和Gregory[11]考虑了突发事件下生产供应随机性中断时的库存管理问题，并假设突发事件时间间隔和供应持续时间服从指数分布，需求为泊松分布的情况下，修正了传统的(S，S)库存策略。Mohebbi和Hao[12]研究了随机提前期和随机供应中断情况下的库存问题，通过建立模型分析了(S，Q)库存控制模型下的长期库存持有的单位时间平均成本。Tomlin[13]将供应商分成可靠和不可靠两种，基于零售商的角度研究了面临供应中断风险时的库存策略。Kampen等[14]研究了需求与供应都不确定性时安全库存在改善发货绩效方面的作用。上述文献都是研究企业通过设置库存以应对供应不稳定性，没有考虑供应商的定价行为对其库存设置的影响。
本文研究供应不稳定时一个供应商、一个零售商组成的两级供应链中零售商战略库存决策问题。考虑同时存在供应商随机发货和动态定价时，零售商通过战略库存决策以应对供应商价格调整和供应商的随机发货。并深入分析供应稳定性对零售商战略库存决策的影响，以及零售商的战略库存决策对供应商定价及供应链各方利润的影响，讨论了零售商设置战略库存应对供应商动态定价与不稳定供应的临界条件，为实践中企业战略库存决策提供参考依据。
1 模型描述与假设
本文针对一个供应商和一个零售商组成的两级供应链，考虑供应不稳定时供应商主导的Stackelberg动态博弈问题，假设供应商与零售商是信息对称的，供应商在每一阶段期初宣布批发价格，零售商根据供应商的定价确定其订货量和设置的库存数量。同时，本文假定第一阶段供应商能完全保证零售商的订货，而第二阶段供应商对零售商的发货是随机的(如供应商在销售期内产能准备不充分的季节性产品、供应商生产过程的随机性等)，实际发货是零售商订货量的随机比例。因此，零售商为了应对第二阶段可能面临的供应风险，需要在第一阶段持有一定的安全库存。具体决策顺序见图1：
2 模型分析与求解
模型为两阶段动态博弈问题，采取倒推法求解，从第二阶段开始，首先分析第二阶段零售商和供应商的决策；假定第一阶段零售商持有的库存I为已知。第二阶段供应商与零售商的利润分别为：
第二阶段零售商和供应商的期望利润分别为：
由(1)可以看出，由于零售商持有战略库存到第二阶段销售，一方面是为了应对第二阶段供应商的随机发货，同时抑制了第二阶段供应商的提价冲动。
倒推至第一阶段，可得两阶段零售商的期望利润之和为：
由(7)-(11)式可知，供应商定价决策、零售商订货与库存决策都受到第二阶段供应商发货随机性影响。
令δ=σ/u，δ为供应风险因子，即供应不稳定程度，δ越大则供应越不稳定。于是有以下定理：
由定理1可知，由于第二阶段供应商随机发货导致供应不稳定，供应商会降低两阶段的批发价格。如前所论，相对于第一阶段的降价，供应商在第二阶段降低批发价格的行为更容易被理解，因为零售商设置了更多的战略库存。供应商之所以在第一阶段也选择降低批发价格，是为了最大化两阶段总利润而做出的权衡结果。
定理2说明了零售商的战略库存对供应商定价有着重要影响。另外，无论是为了应对不稳定供应还是影响供应商定价，零售商都会增加第一阶段的订货量和战略库存数量。因此，对供应商而言，将第一阶段的批发价格定得高于第二阶段是有利的。
定理3说明了只有当单位库存持有成本满足一定条件，即单位库存持有成本低于某临界值时，零售商持有战略库存应对不稳定供应和抑制供应商定价才是有利的。同时，随着供应不稳定性程度的增加，该临界值亦随之增加，即零售商愿意以更高的成本持有战略库存。
3 数值算例
下面将用一个算例来进一步验证模型的结果。假设有关的参数为：a=5，b=1，h=1，u=0.8。由图2和图3可以看出，供应商在两阶段的批发价格既随着自身不稳定的增加而降低，也随着零售商持有的战略库存增加而降低。图2和图3进一步说明了供应商总会将第一阶段的批发价格定得高于第二阶段。
由图4可知，零售商设置战略库存除了为了应对第二阶段的供应不稳定外，另一重要作用就是影响供应商两阶段的定价；尽管第二阶段的供应是稳定的即δ=0时，零售商也会在第一阶段持有一定的战略库存，以进一步影响供应商两阶段的定价行为。另外，由图4还可以看出，零售商第一阶段持有的战略库存数量随着第二阶段供应不稳定程度的增加而增加。图5说明了零售商持有战略库存的意愿随着供应不稳定性程度增加而增强，即随着供应不稳定程度的提高，零售商愿意以更高的成本持有战略库存。
图4 供应稳定性对零售商战略库存的影响
图5 供应稳定性对库存持有成本临界值的影响
图6和图7显示，随着供应不稳定程度和零售商持有的战略库存数量的增加，供应商利润随之降低，而随着供应不稳定程度的增加，零售商利润随之增加，图7还说明了零售商持有战略库存亦能增加自身利润。
4 结语
为了应对供应不稳定性，零售商现实可行的选择是设置缓冲库存。而零售商通过设置库存来应对不稳定供应的做法，另一重要作用就是影响供应商的定价行为，这就给缓冲库存赋予了一定的战略意义。本文研究了存在供应商随机发货和供应商动态定价时的零售商战略库存决策问题，分析了供应商稳定性水平对供应商动态定价、零售商战略库存设置、供应链各方利润的影响。研究表明，零售商为应对不稳定供应所设置的缓冲库存，同时具有抑制供应商定价、提高自身利润的重要作用。最后讨论了零售商设置战略库存的临界条件，即当单位库存持有成本低于某临界值，零售商设置战略库存才是有利的，而且这个临界值随着供应不稳定性程度的增加而增加，即随着供应不稳定程度的提高，零售商愿意以更高的成本持有战略库存，这为实践中零售商的战略库存决策提供参考意义。
图6 供应稳定性对双方利润的影响
图7 战略库存对双方利润的影响
本文的研究虽具有一定的理论价值和决策参考价值，但也存在一定的局限性。例如本文假定线性需求而不是随机需求，因此，随机供应、随机需求的双随机环境下零售商战略库存决策问题将成为将来进一步研究的方向。