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为服务敏感型需求的VMI供应链设计的弹性契约：收益共享和供应商补贴
Jianhu Cai, Xiaoqing Hu, Pandu R. Tadikamalla, Jennifer Shang.
摘要
为了协调一条包含服务水平敏感型客户的VMI（供应商管理库存）供应链，我们将零售商的服务水平与客户需求联系起来。我们基于收益共享契约建立了动态博弈关系。一份纯粹基于收益共享比例的收益共享契约，通常会形成供应链成员之间的竞争关系，因为最佳分配比例由博弈的领导者决定，可能无法优化供应链的绩效。应用一个改进机制以避免次优是很有必要的。在这项研究中，我们提出了三个VMI供应链的弹性补贴契约：（i）补贴所有剩余产品；（ii）补贴超过目标水平和未售出的库存；（iii）补贴超出目标的库存，无论销售与否。这些契约可帮助供应链成员达到最优的价格，收益共享比例，库存目标，补贴率；并尽早提交库存。提出的此机制可以更好地确保供应链协作，并通过允许成员进行谈判，共享收益，补贴供应商的风险，以及从每个VMI设置下的替代合同中进行选择，使供应商获得帕累托改进。这些机制提高了服务水平，最大限度地提高了供应链绩效，并使得供应链成员可以公平共享供应链利润。通过提供的数值示例来验证我们的结果和管理的意义。
关键词：供应链管理；弹性契约；供应商补贴；收益共享；服务敏感型需求
- 绪论
技术的进步和经济的增长使得各品牌之间的质量和价格变得没有明显差异性，原因是类似的产品往往被视为可替代品。因此，客户满意度很大程度上取决于产品在适当的地点和时间的可获性。因此，高客户服务水平是并将继续成为企业竞争力的重要组成部分。当顾客发现他们偏好的产品缺货时，他们常会光顾另一个零售商；事实上，需求未被满足的不悦将会阻碍许多客户的回访。Corsten和Gruen（2004）发现，21-43％面临缺货的消费者实际上访问了竞争对手。结果，零售商可能会在目标客户遇到缺货的情况下损失近一半的销售额。那些被遗弃的商品会让一个典型的零售商蒙受重大损失。因此，客户的购买行为会受到产品可获性的显著影响，而产品可获性取决于供应链的库存是否充足。
这种现象在中国的4S汽车商店中经常出现，4S店是指将整车销售（Sale），零配件（Spare part），售后服务（Service）和信息反馈（Survey）整合到一个零售店中的“四位一体”企业。面对缺货时，4S店的顾客通常转向其他商店。平均来看，库存短缺导致企业损失14％的销售额，面对库存短缺后，68％的顾客在之后的购买中选择了其他品牌（Zhang 和Yao，2009）。这表明低服务水平会导致企业失去大量消费者。
供应商和零售商之间的密切合作对于提高供应链竞争力而言至关重要，这一点被Cachon和Lariviere（2005）提出的有效的收益共享契约所证实，他们使供应链的市场份额从24％提高到 40％。许多研究人员已经研究了收益共享契约以解决市场不确定性问题，但很少有人解决服务水平如何影响顾客的光顾以及供应链如何应对这种顾客行为的问题。
在这项研究中，我们考察了供应商管理库存（VMI）系统下库存承诺对服务水平敏感的（缩写为服务敏感型）客户的影响。VMI是一种被广泛采用的供应链模式，即由供应商来管理库存。我们在基于VMI模式运营下的分布式供应链中设计了收益共享和供应商补贴契约，其中，供应商负责管理库存，零售商则不用负此责任。这项研究是由食品生产行业推动的。为促进农产品贸易，中国建立了一个FSC（农场—超市连接）平台，将农民组建的ACO（农业合作组织）与超市连接起来。在FSC供应链中，零售商（超市）发挥主导作用，并渴望与供应商（ACO农民）合作来确定最佳产品和库存数量。超市在产品销售之前首先向农民支付低廉的批发价格，在产品销售后才会分享收益。由于农产品易腐烂且保质期短，超市在产品销售之前通常不会支付任何批发价格。这是一种纯粹的收益共享方案，农民将承担所有的库存风险。超市的目标是确保ACO农民提供充足的供应。在理想情况下，消费者总是可以在超市里找到自己想要的东西。但ACO农民往往受资本/技术的限制，以及人为和自然灾风险的影响，导致了供应的不确定性。服务敏感型消费者期望（偏好）超市拥有足够的库存。因此，从客户满意度的角度来看，一个有效的VMI供应链意味着其具有高服务水平。但是如果没有一个协调契约的支持，VMI就不会有效。引入一个有效的合作机制来加强ACO农民和超市之间的合作关系是至关重要的。
汽车售后市场也有类似的情况。除了4S汽车店之外，还有很多其他的汽车维护和修理服务，如Goodyear汽车服务和SURE-MOOV汽车维修技术有限公司（www.xiaomuzhi.com）。对于服务敏感型客户来说，重要的是他的汽车能够及时得到维修，这很大程度上取决于维修店内备件和配件库存的可获性。不同品牌的可替代性为消费者提供了许多选择，也增强了供应商的竞争。因此，服务提供商（零售商）可能在应用供应商库存（如电池，机油和窗膜）的博弈中发挥主导作用。在这种情况下，服务提供商将需要一种机制来鼓励供应商维持VMI下的高服务水平。
随着信息和物流技术的发展，VMI可以很容易实施并且被普遍应用。为确保VMI供应链能够维持高服务水平，需要开发有效的契约来将供应商与零售商之间的竞争关系转变为合作关系。与大多数关于VMI的研究不同（Kiesmuuml;ller＆Broekmeulen，2010；Mateen，Chatterjee，＆Mitra，2015；Yu，Chu，＆Chen，2009），我们考虑到服务敏感型客户的需求，并推荐最佳库存承诺机制。为有效协调供应链，我们设计了三个独特的补贴契约。当客户的购买行为受到服务水平的影响时，提出的契约可以有效地优化供应链的绩效。
我们发现在面对服务敏感型客户时，供应链成员之间的竞争更加明显，从而十分需要协作/协调。我们的研究表明，VMI和有效的供应链契约对于提高供应链绩效至关重要。最后，对于采用提到的机制并确保其成功实施来说，因为销售、生产和库存信息都是透明并实时更新的，所以拥有先进的信息技术至关重要。
本研究的其余部分安排如下。在第2节中，我们进行文献综述。2.6节研究了早期库存承诺的概念，并为我们的模型奠定了基准。在第3节中，我们研究了一个分布式供应链，并构造了供应商与零售商之间的动态博弈以确定均衡解。第4节提出三个补贴契约以激励VMI供应商提高供应链服务水平。第5节中的数值例子用于说明和验证我们的方法，并对其进行敏感度分析。总结，结论和未来的研究会在第6节中讨论。
- 文献综述
2.1 顾客的战略行为
消费者越来越注意到零售商的管理风格，并预测零售商的行为，例如，客户可能会期望未来的价格折扣，并延迟购买，直到降价。这些具有前瞻性的消费者被称为“战略客户”，其行为在很大程度上会影响零售利润率。或者，苏和张（2009）从服务水平的角度定义了客户的战略行为。他们强调高服务水平可以提高客户满意度和企业的盈利能力。这项研究中，我们也假设服务水平低的公司将会失去短期和长期的销售额，因为客户不会因缺货而光顾这些商店。服务敏感型客户的战略行为显著影响着零售商的利益。为了吸引顾客并提高竞争力，零售商必须储备足够的库存以维持高水平的服务。
Fitzsimons（2000）认为缺货现象的暴露改变了消费者的后续购物行为。在下次购物时不回到同一商店的概率超过50％，这表明了缺货的严重性。服务敏感型购物者通常会对商店的优缺点进行权衡，比较缺货的可能性以及他们在库存充足的商店可能面临的较高价格。服务敏型感户可能不会选择光顾低服务水平的商店，因为他的期望效用（盈余）太低或为负值，以至于不能保证他实现此行程的目的。因此，低库存商店的价格通常较低，导致利润较低。Kmart证明了这一点，他破产的部分原因就是供需不匹配造成的低服务水平（Turner，2003）。
Levin，McGill和Nediak（2009）发现零售商经常由于忽视消费者的战略行为而导致收入减少。缺货不仅会降低零售商的直接利益，还会损害其声誉。有时，零售商不得不为缺货问题而向客户补偿，以此来重新获得他们的信任。Sun，Ryan和Shin（2008）证明了网上零售商不得不提供价格折扣来减轻客户因缺货形成的不满。因此，零售商理解并适应客户的战略行为至关重要。此外，除了维持足够的服务水平之外，零售商还需要仔细平衡承担过量库存和缺货的成本。苏（2007）假设不同的客户有不同的产品估值和不同的等待耐心。他研究了零售商如何通过调整价格来最大限度地发挥他的价值。最后，Cachon和Swinney（2009）证实客户的战略行为会影响零售商的库存，价格和利润。表1（a）总结了有关客户战略行为的文献。
表1 文献综述
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（a）顾客战略行为总结 |
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文献 |
战略行为类型 |
顾客战略行为 |
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Su（2007） |
I |
消费者对产品有不同估价，以及不同程度的耐心（等待成本） |
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Sun等（2008） |
II |
消费者根据一单完成的价格和平均等待时间来选择公司进行购物。 |
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Cachon和Swinney（2009），Su和Zhang（2008） |
III |
消费者可以根据剩余库存在初始全价购买和稍后可能的降价之间进行选择。 |
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Levin等（2009） |
IV |
消费者期望价格是动态的，并可能相应地调整其购买时间。 |
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Su和Zhang（2009）；本文 |
V |
消费者预计缺货可能性并讨论是否访问卖家。 |
2.2 供应链契约
如果一个协调后的分布式供应链的利润等于一个整合供应链，则此协调是最佳的。大多数传统的供应链契约是基于纯批发价格契约（PWPC）建立的，该契约因其易于实施而受到欢迎。但由于双重边际效应，它可能无法有效协调供应链。PWPC可以通过添加更多参数来适应其他契约。合适的契约（如数量折扣，回扣契约和收益共享契约）在供应链协调中扮演着越来越重要的角色。其他新契约，如期权契约（Iman＆Ali，2014）和承诺契约（Durango-Cohen amp; Yano， 2006）也被引入以提高分布式供应链的绩效。
Cachon和Lariviere（2005）认为收益共享契约很受欢迎，因为它可以单独应用或与PWPC或回购契约结合使用。李，朱和黄（2009）认为收益共享契约对博弈领导者是非常重要的。最近，林，蔡和许（2010）表示保险契约可以达到与收益共享契约一样的利润。Giovanni和Roselli（2012）证实可以缓解在收益共享契约的消极影响下的情况。Giannoccaro和Pontrandolfo（2009）专注研究收益共享，并建立将供应链参与者的谈判过程与基于主体的模拟相结合的模型。Pan，Lai，Leung和Xiao（2010）比较了不同渠道能力下的批发价格契约与收益共享契约。Cetiner和 Kimms（2013），霍，曾和赵（2009），Krishnan 和Winter（2011），Palsule-Desai（2013），Wang，Lau和Hua（2012），张，傅，李和许（2012），还有Feng，Moon和Ryu（2014）也研究了收益共享契约。
2.3 VMI供应链
在VMI下，供应商将计划他的生产和分销，根据实际需求（Darwish＆Odah，2010；Yu，Huang，＆Liang，2009），采用先进的物流和信息技术（崔，2011）。Zanoni，Jaber和Zavanella（2012）研究了托运协议，并发现VMI在买卖双方的关系中有传导性。Guan和Zhao（2010）引入了收益共享契约，即零售商在存货出售之前不向供应商付款。或者，Lee和Cho（2014）提出一项VMI契约，在零售商出现缺货时向供应商收取指定比例的罚金。
最近，Huynh和Pan（2015）分析一个VMI契约，其中零售商只支付销售季节末的销售单元。Mateen等人（2015）研究一个单供应商—多零售商的VMI系统，预先设定了零售商的库存上限。另外，Chakraborty，Chatterjee和Mateen（2015）表明了带有罚金的VMI可以用作供应链协调机制。最后，Govindan（2015）认为VMI为供应商提供了稳固零售商的需求并降低运营成本的机会。
2.4 管理面向服务敏感型客户的供应链
杨（2012）发现面对服务敏感型客户时，分布式供应链可能会产生比集成式更高的利润。赵，谢，魏（2007）认为在需求不确定的情况下，供应链可能会从早期订单承诺中获得更大的节省。苏和张（2008，2009）引入一个承诺机制来改善供应链绩效。同样的，刘，Fry和Raturi（2009）指出对于具有价格依赖需求的供应链，事前承诺能实现帕累托改进。
2.5 研究的独特性
正如表1（a）所示，这项研究面向服务敏感型消费者，消费者预计缺货并讨论是否访问零售商。表1（b）进一步帮助本文定位并确定其贡献。我们将VMI供应商的库存决策与零售商的服务水平以及服务敏感型客户的需求相关联。我们在零售商和VMI供应商之间建立动态博弈，以确定收益共享契约的均衡解。零售商作为领导者首先基于收益共享契约提出三种不同的契约。我们的论文是第一个研究面向
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