公路交通科技  2019, Vol. 36 Issue (6): 135−143

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张广胜, 王艳玲
ZHANG Guang-sheng, WANG Yan-ling
考虑运作风险的物流服务供应链跨链协调机制研究
Study on Cross-chain Coordination Mechanism of Logistics Service Supply Chain Considering Operational Risk
公路交通科技, 2019, 36(6): 135-143
Journal of Highway and Transportation Research and Denelopment, 2019, 36(6): 135-143
10.3969/j.issn.1002-0268.2019.06.017

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收稿日期: 2018-08-03
考虑运作风险的物流服务供应链跨链协调机制研究
张广胜 , 王艳玲     
山东管理学院, 山东 济南 250357
摘要: 考虑物流服务供应链自身特质,在探讨跨链物流服务供应链单链内部企业间存在的合作关系和链际间集成商存在的跨链竞合协调机制基础上,将跨链网络内部运作失效分为物流服务集成商服务能力不足和集成能力缺失两种类型,构建以物流服务集成商跨链为基础的两级物流服务供应链能力应急互补合作模型。采用分散决策、集中决策及收益共享契约模型给出各状态最优收益策略,同时以增量分配收益共享契约求得集中决策时最优收益状态,进一步以数值仿真分析跨链物流服务供应链系统各决策模式收益结构,验证收益共享契约策略优越性。结果表明:跨链物流服务供应链系统的集中决策模式最优订购值与最优收益大于分散决策最优状态,集中决策使跨链系统达到整体最优;基于增量分配的收益共享契约机制能够有效协调跨链物流服务供应链系统的分散决策模式,达到集中决策状态的最优收益值;运作风险阶段较高的收益共享系数能够使物流服务集成商在跨链能力系统内获得更多收益,收益共享机制能将跨链系统整体收益提升至集中决策水平,说明跨链收益共享机制能够明显刺激系统内交易活跃程度。
关键词: 物流工程     运作风险     跨链协调     物流服务供应链     收益共享    
Study on Cross-chain Coordination Mechanism of Logistics Service Supply Chain Considering Operational Risk
ZHANG Guang-sheng, WANG Yan-ling    
Shandong Management University, Jinan Shandong 250357, China
Abstract: Considering the characteristics of logistics service supply chain, the cooperation relationship between single-chain enterprises of cross-chain logistics service supply chain and the cross-chain competition and coordination mechanism of inter-chain integrator are discussed. On this basis, the internal operational failure of cross-chain network is divided into 2 types:service capability shortage of logistics service integrator, and lack of integration capability, and a 2-stage logistics service supply chain capability emergency complementary cooperation model based on integrator's cross-chain is constructed. The decentralized decision-making, the centralized decision-making and the revenue-sharing contract models are adopted to derive each optimal return strategy. Meanwhile, the optimal return state when obtaining centralized decision-making is solved by shared contract of incremental allocating revenue. Then, numerical simulation is used to analyze the revenue structure of each decision-making model of cross-chain logistics service supply chain system, and the superiority of revenue sharing contract strategy is verified. The result shows that (1) the optimal ordering value and the optimal revenue of centralized decision-making mode of cross-chain logistics service supply chain system are greater than the optimal state of decentralized decision-making, and centralized decision-making can make cross-chain system achieve overall optimality; (2) the revenue sharing contract mechanism based on incremental allocation can effectively coordinate the decentralized decision-making mode of cross-chain logistics service supply chain system, and achieve optimal revenue value in centralized decision-making state; (3) the higher revenue sharing factor in operational risk stage can enable logistics service integrator to obtain more revenue in cross-chain capability system, and the revenue sharing mechanism can raise the overall revenue of cross-chain system to centralized decision-making level, indicating that cross-chain revenue sharing mechanism can significantly stimulate trading activity.
Key words: logistics engineering     operational risk     cross-chain coordination     logistics service supply chain (LSSC)     revenue sharing    
0 引言

近年产品服务化和服务外包的不断增长以及相关服务业的迅速发展,为服务供应链的形成和发展奠定了基础。供应链管理方法的逐渐成熟和服务经济在国民经济中重要性增加,服务供应链已成为供应链管理研究的新方向。伴随产业融合性增强、市场竞争愈加激烈及专业分工逐渐细化促使出现不同物流组织形态,物流组织以客户物流需求为起点,经过互为供需关系的服务流程,形成完整物流服务供需过程进而构成物流服务供应链。物流服务供应链为产品供应链高效运作提供集成化物流服务,物流服务特殊属性使其相比传统产品供应链更脆弱,物流服务运作复杂性大大提升, 给物流服务集成商带来了更加严峻的风险挑战。物流服务集成商作为物流服务供应链核心成员,以物流服务需求为整合动力对链条所有成员服务流、信息流和资金流实施有效控制,综合集成服务能力、服务流程、服务绩效与顾客价值形成向客户提供集成化高质量服务的功能结构模型。在市场不确定时物流服务供应链的高效运作离不开集成商对物流服务的有效整合,实现分散系统内部风险与各成员间协作,提高物流服务供应链的整体收益。然而在企业实践环境中物流服务供应链执行服务运作过程存在着可能带来负面影响的突发风险,包括集成商在计划、组织、协调及控制中的能力缺陷及不可抗力等因素,这将引发产品供应、运输、存储、生产及销售等过程出现物流服务衔接失误,进而导致物流服务不畅而产生运作风险,使得运作绩效下降甚至是物流服务供应链发生崩溃。2003年计算机病毒“SQL Slammer”十分钟内破坏了世界上90%有漏洞的计算机,造成包括美国快递服务中心在内的许多公司信息系统完全瘫痪,不仅严重影响了快递服务中心企业内部信息流动,还导致上游功能商及顾客的信息中断,短期内直接带来数亿美元损失。2016年8月在完全没有预兆情况下韩国最大航运企业韩进海运向韩国首尔中央地方法院提交破产保护申请,给整个航运界和全球供应链带来了严重冲击,牵涉到包括船东、港口、货代、拖车公司等产业链上的各类功能供应商,由于韩进海运破产所带来的物流服务能力缺口很难在短时间内被填满,海上运输服务市场出现短期混乱现象。加之近年我国物流产业飞速发展、全国上下正处于物流热,许多物流公司盲目宣布向第四方物流集成商转型,但发展第四方物流需要高水平的流程管理、组织管理及关系管理等能力要素,转型企业并未就我国实际情况依托完整产品供应链管理体系进行科学论证,运作期间无法根据不同客户要求提供最优解决方案,这给物流服务供应链带来了爆发运作突发事件的潜在风险。因此,如何更好地实现物流服务集成商对物流资源的整合,建立相应的链际联盟机制保证客户需求得到有效满足,是目前值得研究的重要问题。

对传统物流服务供应链联盟机制进行创新,以物流服务供应链跨链合作增加系统柔性,进而实现物流服务供应链跨链系统风险共担与收益共享是解决运作风险的有效方法之一。目前,关于解决物流能力短板效应与能力互补的联盟机制研究非常丰富,研究供应链合作企业联盟也存在着较多成果,但在物流服务供应链方面的相关研究还处于初级阶段。Büyüközkan等[1]指出互联网不断增长改变了企业业务合作方式,传统物流服务商必须集成为物流联盟共同在物流价值链中发挥作用。Sheu等[2]利用不对称议价模型寻求逆向物流供应商联盟平衡协商解决方案。邹文杰[3]认为企业能力能够将在市场中获得的各种资源进行组合,在企业实践运作中突破自身能力进行经营活动,而企业联盟组织使其通过能力互补融合达成联盟实现规模经济效应。杨建华等[4]研究关系治理与正式控制在治理提供商之间机会主义行为时各自及其交互作用。赵广华[5]设计和选择恰当的共同配送运作模式是提高共同配送效率的关键。供应链联盟作为新资源配置方式和产业组织形式,是在供应链管理模式下由供应链成员企业组成的企业联盟。鄢飞[6]研究公平偏好对于物流服务供应链运作效率的影响,分析基于公平偏好的物流服务供应链协同运作模式。Amrouche[7]构建出零售商与制造商联盟中均能获益的决策模型,并使用博弈理论确定出最优定价与服务策略。Sambasivan等[8]实证研究供应链合作伙伴间相互依存关系与关系资本对战略联盟成果的影响程度。丁宁[9]研究流通商主导的供应链战略联盟克服价值链时空矛盾的机理途径,分析得出流通商主导的供应链联盟对价值链创新具有促进作用。易云鹏等[10]指出供应链联盟中间产品价格的形成基础是联盟长期合作关系。目前研究主要集中在物流企业与供应链联盟合作领域,现有成果证明参与者联盟策略对供应链企业决策具有重要作用。因此,本文为应对物流服务供应链核心成员物流集成商运作风险,将跨链策略机制引入物流服务供应链具有重要现实意义。

随着传统供应链联盟系统逐渐完善发展,各单链系统内部存在着传统成员合作行为,而单链链际间同时也存在着跨链企业协作行为[11],如图 1所示。由于市场竞争、精益生产及需求多样化使得传统供应链协调愈加注重多链间的跨链协调机制,供应链契约作为有效的协调方式能够实现多链间供应链协调优化。Tiacci等[12]研究预期发生缺货的多零售商库存协作问题,根据模型给出跨链库存决策算法。Kefah等[13]提出将基于情景协商的双赢方案用于竞争环境中分散式多站点多产品供应链优化协调。国内学者同样对跨链供应链协作进行了研究,提出针对性模型策略。Bai等[14]分析多因素依赖性需求情况时合同机制协调系统,并制定出分散模型与集中模型下的收益共享合同协调供应链。Hjaila等[15]阐述在竞争环境中多企业供应链系统优势,采用博弈模型对不确定环境中参与者建立协调合同,开发出能够兼顾各种约束的多企业供应链协作系统。朱海波等[16]考察一供应链零售商紧急库存补充渠道来自于另一供应链零售商的跨链间库存协作问题,构建出应急库存横向补货协调和常规补货经济订货纵向机制的组合决策模型,提出跨链协作重要性。刘春玲等[17]建立集群式供应链无契约跨链采购模型,给出基于有限超储契约集群式供应链跨链采购模型的相应算法。董千里等[18]针对不同物流集成体服务模式的优劣对提高物流运作效率进行了合理的分析。周兴建等[19]建立链间横向订单并行配置条件及基本模型,机动处理能力内与能力外的跨链订单。李宏宽等[20]采用收益共享契约研究多链式集群供应链系统跨链间同级库存协作机制问题。上述研究将跨链协调引入传统产品供应链多链间协作研究中,并证明跨链协作能够保障供应链高效运作,有效实现供应链多链间协调,但目前还未有文献成果将跨链机制引入物流服务供应链解决其内部运作失效问题。

图 1 物流服务供应链链际竞合框架 Fig. 1 Inter-chain competition and coordination framework of LSSC

综上所述,物流服务集成商运作风险可能造成物流服务供应链衔接失误甚至崩溃。当供应链内部运作受到风险冲击后跨链协调参与是实现供应链联盟的有效措施,但目前有关跨链协调联盟研究主要集中于传统产品供应链领域,相关成果在物流服务供应链中的应用不够完善。考虑到物流服务产品的特殊属性与产品供应链存在很大差异,现有优化决策模型及结论不能简单应用至物流服务供应链中,因此在物流服务供应链发生集成商运作突发风险时引入适宜物流服务供应链特性的跨链联盟应对策略具有现实意义。鉴于此,本文在传统研究基础之上将跨链联盟治理模式引入物流服务供应链中,研究物流服务供应链跨链协调机制的分散决策、集中决策及收益共享决策状态参数,探讨跨链协作时物流服务供应链系统的整体收益变化,以期为物流服务企业减少集成商运作风险损失、提高运作效率提供科学依据。

1 物流服务供应链跨链网络模型

随着产业分工精细化日趋明显,物流产业作为国民经济重要组成部分,许多物流企业聚集组成不同的物流服务供应链。目前针对物流服务供应链主要以单链式作为研究对象,未能涉及物流服务供应链跨链领域研究。虽然部分学者对产品供应链跨链协作进行了探讨,但由于物流服务供应链实际是以能力合作为核心的链条,不同于产品供应链中产品可以生产储存的特性,因此现有产品供应链研究成果无法直接用于物流服务供应链。虽然部分研究提到了物流服务供应链网络,指出核心集成商企业集成上下游存在的多个企业后其结构两侧呈扇形网络状态,但其只是涉及含有单个核心企业的链条,上下游其他链接企业处于从属地位,对网络起主导作用的仍是单核心的物流服务集成商,可见这种物流服务供应链网络从本质上仍是单式链条。然而在产业集群环境中核心集成商企业同样存在多个竞争对手,即存在位于相同物流服务供应链环节的多家集成商企业竞争,如图 2所示。

图 2 物流服务供应链跨链网络系统结构 Fig. 2 Cross-chain network system structure of LSSC

在专业精细化发展背景下集成商为获得生存优势,已由单企业竞争发展成为以链条组织形式展开的竞争。这些由多个集成商形成的多条单链物流服务供应链间存在着不同程度的竞合关系,跨链物流服务供应链间不仅在其单链内部企业间存在合作关系,不同单链间的核心企业同样存在着跨链竞合协调机制,保证物流服务供应链企业能够有效解决内部运作风险,提高物流客户服务水平,这也是提出物流服务供应链跨链运作协调框架的实践基础。

物流服务供应链内部运作是指物流服务集成商基于顾客导向做出具体实现客户订单的有关决策,运作决策目的就是要减少不确定因素影响,在集成商配置与计划政策约束下取得最优性能。该阶段物流集成商受物流客户的服务需求驱动给上游各功能型物流服务提供商分派订单,提出任务完成要求和指定任务完成日期等活动,维持物流服务供应链供给、需求及各个资源约束间有效平衡。作为跨企业组织物流服务供应链主要以能力合作为核心,物流能力有效传递是保障供应链运作效率的关键因素。近年受到经济全球化趋势、商业模式更替、需求差异化以及物流产业环境不够成熟等不确定因素影响,物流服务供应链系统内外部风险常常引发企业间服务传递失效,给系统整体及个体成员都造成了严重损失。相对于能力供需网络而言,内部运作失效指的是物流服务供应链内部物流集成商自身运作失效,由于计划、组织、实施和控制等运作流程失效时物流服务集成商无法实现物流能力有效率地分配,这主要包括集成商服务能力不足(图 3)和集成能力缺失(图 4),此类风险将直接影响物流集成商企业自身,给集成商带来直接损害进而导致物流服务停滞。

图 3 运作风险导致物流服务集成商能力不足 Fig. 3 Operational risk leads to insufficient capacity of logistics service integrators

图 4 运作风险导致物流服务集成商能力缺失 Fig. 4 Operational risk leads to lack capacity of logistics service integrators

2 问题描述与基本假设 2.1 问题描述

为方便探讨以包含两条单链物流服务供应链跨链联盟系统为研究背景,其中LSSC1, LSSC2分别是由功能型物流服务提供商、物流服务集成商及物流客户组成。假设联盟系统内物流服务供应链各成员均为完全理性主体,且LSSC2单链中物流服务集成商具备LSSC1链所具有的物流整合能力。在正常运作期间LSSC1, LSSC2单链成员分别为下游客户履行各自职责,LSSC1只是在面临物流服务供应链内部失效导致物流集成商能力缺陷时,为有效化解风险LSSC2的物流服务集成商将会介入以实现能力应急协作。因此,确切来讲跨链间能力合作是突发风险阶段物流服务集成商间的能力互补,如图 5所示。此时,LSSC2的物流服务集成商可通过集成商跨链间能力协作机制转运相应物流能力至跨链系统内LSSC1中因能力缺失或失效而被迫中断的服务集成商,为LSSC1正常运作提供应急能力协作互补。

图 5 物流服务供应链跨链能力互补合作结构 Fig. 5 Cross-chain capability complementary cooperation structure of LSSC

合作基本模型是以物流服务供应链集成商跨链为基础的单级能力应急互补模型。一般情况下功能型物流服务提供商通过物流服务集成商协调为各自的客户提供服务,对于物流服务供应链跨链系统中的单链LSSC1, LSSC2来说,其功能型物流服务提供商、物流服务集成商及物流客户均采用定量订购方式,即通过控制订购点与订购量来实施物流能力管理。值得说明的是在物流服务供应链跨链间能力合作中只有当LSSC2的物流服务集成商具备LSSC1所缺失能力时才为LSSC1的同级集成商成员提供互补能力,并且单链应该优先满足本链内部客户的物流服务需求。由此可知,能力缺失链LSSC1获得能力介入后能够维护自身供需系统稳定,从而收获更高利润;能力供给链LSSC2通过以高于自身物流服务系统价格将额外能力提供给LSSC1,同时获得更高额外收益。但在跨链能力协作机制中应急能力介入会导致LSSC2中集成商支出额外成本,同时由于跨链系统内各主体成员均为完全理性,因此整个物流服务供应链跨链系统需要采取有效的协调运作策略方能达到最优状态。综上所述,本研究将采用收益共享契约模型探索实现物流服务供应链跨链能力互补合作系统协调优化途径。

2.2 基本假设

假设1:LSSC2可以向物流客户提供LSSC1所缺失物流服务。

假设2:风险阶段LSSC1与LSSC2中仅同级集成商进行应急合作,均为完全理性主体。

假设3:集成商间信息对称,联盟内部信息交流畅通。需要应急物流能力时,当LSSC2存在可满足LSSC1订单能力供给时链际LSSC2即可完成能力补救。

假设4:跨链能力联盟中应急能力介入当期成本由能力供给方LSSC2的集成商来承担。

相关符号约定如下:

D为LSSC1所面临的物流服务市场需求;F(x)为市场需求D服从[a, b]中的均匀分布,F(0)=0;f(x)为市场需求D的分布密度函数,f(x)=dF(x)/dxμ为市场需求D的期望值,μ=E(x)=∫0+∞xf(x)dxp1为LSSC1的集成商LSI1面向客户的单位能力出售价格;p2为LSSC2的集成商LSI2面向LSI1的单位能力出售价格;Q为分散决策时LSSC1的集成商LSI1向LSSC2发出的LSI2能力订购量;Q1为集中决策时LSSC1的集成商LSI1向LSSC2发出的LSI2能力订购量;Q2为收益共享契约时LSSC1集成商LSI1向LSSC2发出的LSI2能力订购量;Q3为收益共享契约协调时LSSC2的LSI2能力供给量;c1为LSSC1集成商LSI1的单位能力边际成本;c2为LSSC2集成商LSI2的单位能力边际成本;π为分散决策模式中跨链系统总利润;π0为分散决策模式中集成商LSI2的期望利润;π1为分散决策时集成商LSI1的利润;π2为集中决策时物流服务供应链跨链系统总利润;π3为跨链物流服务供应链系统收益共享契约集成商LSI1的利润;π4为跨链物流服务供应链系统收益共享契约集成商LSI2的利润;e为转运能力小于市场需求时的单位能力罚金。

参数间关系如下:p1>c1p2,假定LSSC1集成商LSI1的单位能力出售价格大于向LSSC2集成商LSI2的能力应急需求价格,这用来保证二者有限利润;p2>c2,保障LSSC2集成商LSI2收益为正,这是参与跨链联盟协作的基本条件;e>0,激励集成商LSI1为避免惩罚而积极参与到跨链物流服务供应链系统。

3 模型构建及求解 3.1 分散决策

当跨链物流服务供应链系统内LSSC1下游集成商LSI1的本期能力无法满足物流市场需求时,需要进行跨链能力应急协作。跨链需求方会向系统内LSSC2集成商LSI2提交订购量为q的协作需求订单,即当LSSC2集成商LSI2通过跨链机制完成应急协作后本期期望额外销量为q单位能力。然而,只有当LSSC2集成商LSI2本期跨链系统内所面临客户需求小于等于Q*-D时,LSI2才有能力向需求方LSSC1的集成商LSI1进行协作转运。因此,跨链系统内LSI2能够进行协作转运的概率为:

(1)

在跨链物流服务供应链系统分散控制模式中单链集成商以自身收益最大化作为决策目标,不会考虑跨链系统的整体利益变化情况。此时LSSC1集成商LSI1企业为决策主导者,建立基于Stackelberg主从博弈模型的两阶段过程表示为:首先, LSSC1集成商LSI1按照客户物流需求确定能力订购量Q;其次, 物流服务集成商LSI2企业在观察物流服务具体订购情况后确定协议转运价格。下面分析跨链协作时物流服务供应链系统的分散决策机制。

分散决策模式中集成商LSI2期望利润函数π0表示为:

(2)

由于双方均为理性人,因此合作基础是保障双方收益为正,故p2>c2是LSSC2集成商LSI2参与跨链机制联盟的基本条件。

在分散决策模式中集成商LSI1期望利润函数π1表示为:

(3)

式(3)中右侧第1项与第2项为LSSC1集成商LSI1期望收益;第3项为LSSC1的集成商LSI1总成本;第4项为当客户需求大于协议转运能力Q时由于未满足需求所导致的惩罚成本。集成商LSI1最优决策参数可由式(4)计算:

(4)

此时求解Q*值可得出分散控制模式时LSI1最优决策。求解式ə2E(π1)/ə2Q < 0与əE(π1)/əQ=0得LSI1最优物流能力Q*表达式为:

(5)

跨链LSI1最优期望利润值为:

(6)

此时物流服务供应链跨链系统最优期望利润为:

(7)
3.2 集中决策

在集中决策模式中LSSC1集成商LSI1和LSSC2集成商LSI2企业两主体构成决策共同体,两决策者按照物流服务供应链跨链系统总收益最大化为目标确定所要转运的物流服务能力Q1,集中决策时LSSC1期望总利润为:

(8)

式中右侧第1项与第2项为物流服务供应链跨链系统集中决策总收益;第3项为LSSC1集成商LSI1与LSSC2集成商LSI2企业总成本;第4项为当客户需求大于协议转运能力Q1时由于未满足需求所进行的惩罚金额。此时集成商最优决策参数可由式(9)计算:

(9)

求解Q1*值即可得出跨链物流服务供应链系统集中控制模式时的最优决策参数。由式ə2E(π2)/ə2Q1 < 0求解əE(π2)/əQ1=0得F(Q1*)=1-(c1+c2)/(p1+e),即物流服务供应链跨链系统最优物流服务能力Q1*表达式为:

(10)

物流服务供应链跨链LSSC1系统最优期望利润最优值为:

(11)

由于F(x)为单调递增函数,且[1-(c1+c2)/(p1+e)]>[1-(c1+p2)/(p1+e)],得出F(Q1*)>F(Q*),可知Q1*>Q*,即集中决策模式时集成商LSI1最优物流服务订购量Q1*大于分散决策时最优能力订购量Q*。考虑ə2E(π)/ə2Q < 0,因此当Q=Q1*时,E(π)可取最大值,可见在跨链系统分散决策模式中物流服务供应链的能力订购值Q*未能使其达到系统最优运作状态。由此集中决策模式能够给跨链物流服务供应链系统带来更高期望收益,即E(π2)>E(π)。

3.3 收益共享契约模型

在跨链物流服务供应链系统分散决策模式中,若LSSC2集成商LSI2企业以物流服务供应链总收益最大为决策目标可达到集中决策时的收益,但此时集成商LSI2企业收益要比分散模式收益有所降低,因此为达到分散决策时利润最大化与分摊物流需求市场不确定性风险,集成商LSI1企业作为主导方将选择收益共享契约来分享跨链系统总体收益。此时博弈模型两阶段过程为:首先, LSSC1集成商LSI1与LSSC2集成商LSI2双方企业共同商定跨链增量收益分配比例,并同时签订收益契约;然后,集成商LSI2企业以最大化利润为目标确定转运价格,由于分散决策时各主体收益已确定,LSI2决策目标实质是实现总收益最大化;最后,双方按收益共享契约分配增量收益。其中,增量收益是集中决策与分散决策模式的跨链物流服务供应链期望收益最大值差量,即Δπ=E(π2*)-E(π*)。

在理性约束条件下跨链物流服务供应链系统收益共享契约所得期望收益大于分散决策模式时期望收益值,这也是该契约能够实施的必要条件,即E(π3*)≥E(π1*),E(π4*)≥E(π0*)。具体表达式为:

(12)
(13)

式中0≤λ≤1。与式(8)同理可得ə2E(π3)/ə2Q2 < 0与ə2E(π4)/ə2Q2 < 0,可知收益共享契约中当əE(π3)/əQ2=0,əE(π4)/əQ2=0时集成商LSI1、LSI2企业分别能够得到最优决策值。若使跨链系统收益共享契约达到集中决策模式的最优状态,需要设置其参数等式。基于增量收益利润共享契约集成商LSI2为达到跨链物流服务供应链利润最大化将选择使集成商LSI1最优的物流客户服务价格,即p2*=p1。此时最优收益共享契约表达式为:

(14)
(15)

由此可知,基于增量分配的收益共享契约机制可有效协调跨链物流服务供应链系统的分散决策模式,以达到物流服务供应链集中决策状态的最优收益值。

4 算例分析

采用数值仿真进一步验证研究所得结论的适用性。假设在由一个物流服务集成商主导的物流服务供应链中,该集成商存在着运作协调能力风险隐患,因此与一个具有能力互补性的物流服务集成商结成跨链合作联盟。其中物流市场需求D在区间[0, 100]上服从均匀分布,即D~U(0, 100)。考虑参数间存在关系约束,其他参数分别为:p1=30,p2=25,c1=16,c2=14,e=20。分别比较集中决策、分散决策及收益共享契约等3种物流服务供应链联盟决策模式,分析各决策模式收益结构以验证收益共享契约策略的优越性。对设定参数值采用Matlab软件仿真试验。

表 1中的算例结果显示,跨链物流服务供应链系统的集中决策模式最优订购值Q1*与最优收益E(π2*)大于其分散决策最优状态Q*E(π*),这验证了前文模型所得结论。与此同时,由表 1看出在跨链能力介入机制中整个系统在集中决策状态时期望利润明显高于分散状态时收益水平,可见分散决策跨链系统未实现最优协调。此时在未引入收益共享契约的跨链分散决策系统中LSSC1集成商LSI1期望收益和LSSC2集成商LSI2期望转运收益均实现了帕累托改进。另外,物流服务供应链跨链系统集中决策能够达到整体最优状态,LSSC1集成商LSI1期望收益远高于分散状态时收益水平。因此,为了增加风险阶段期望收益,跨链物流服务供应链系统需要选择其他物流服务供应链建立联盟系统实现集成能力互补协作。将收益共享契约引入跨链系统能够激励能力集成商LSI1将转运量提高至集中决策转运水平,从而使整个跨链物流服务供应链达到利益最优化。

表 1 两种决策模式最优决策订购量及收益结果 Tab. 1 Optimal decision-making order quantities and revenues of 2 decision-making modes
决策模式Q*Q1*E(π0*)E(π1*)E(π*)E(π2*)
集中决策402 000
分散决策18198550748

由物流服务供应链跨链能力应急协调模型可知,在跨链系统共享系数λ是LSSC1集成商LSI1与LSSC2集成商LSI2收益共享契约协调效果的重要调节因素。根据增量利润收益共享契约机制分析跨链物流服务供应链系统中收益共享系数λ与分散决策、集中决策时的集成商LSI1和集成商LSI2的期望收益变化程度。基于设定参数分别计算不同系数λ时收益共享机制对跨链系统的协调效果,如表 2所示。

表 2 不同共享系数的协调结果 Tab. 2 Coordination results of different sharing factors
1-λλE(π3*)E(π4*)E(π*)E(π2*)
015501 4502 0002 000
0.10.9675.21324.82 0002 000
0.20.8800.41 199.62 0002 000
0.30.7925.61 074.42 0002 000
0.40.61 050.8949.22 0002 000
0.50.51 1768242 0002 000
0.60.41 301.2698.82 0002 000
0.70.31 426.4573.62 0002 000
0.80.21 551.6448.42 0002 000
0.90.11 676.8323.22 0002 000
101 8021982 0002 000

对比分析物流服务供应链跨链系统收益共享系数λ变化时的协调结果,利润关系如图 6所示。

图 6 不同共享系数时的结果对比 Fig. 6 Comparison of results obtained by different sharing factors

表 2图 6看出,LSSC1的集成商LSI1期望收益随着收益共享系数λ增加而不断降低,最终取值逐渐趋近于550。这说明伴随利润共享程度增加转运能力供给集成商LSI2在跨链能力系统中能够获得更多收益。当LSSC1集成商LSI1发生运作能力缺陷时,为保障自身收益、增加系统稳定性及提升集成商LSI2参与跨链联盟积极性,跨链物流服务供应链系统集成商LSI1倾向于设定较高的收益共享分配系数λ,从而可分享给能力供给集成商LSI2更多利益。另外,收益共享系统中能力转运最优订购值等于集中决策状态订购量,这说明跨链收益共享机制能够明显刺激系统内交易活跃程度。同时跨链系统转运期望收益大幅增加, 表明物流服务供应链在跨链协作机制中引入收益共享契约能够有效提升整体收益,实施链际协作有着很强的必要性。

综上所述,为增加物流服务供应链系统稳定性,有效应对物流服务供应链运作风险,可采用跨链联盟机制实现物流服务供应链运作能力互补协作,实现跨链系统利益共同体集中决策优化。若风险阶段无法达到跨链集中决策最优化,可以通过构建基于增量收益的链际跨链共享契约,同时通过提升共享系数手段增加能力供给集成商的参与积极性。由此可见,上述研究结果为能力运作风险阶段物流服务供应链跨链系统集成商参与者进行有效决策提供了科学依据与管理启示。

5 结论

针对物流服务供应链系统中集成商运作风险,对跨链能力协作多链式物流服务供应链系统协调问题进行研究。引入跨链协调理论研究由两条物流服务供应链组成的链际能力协作系统,其中LSSC1集成商LSI1发生运作风险时LSSC2集成商LSI2能够及时介入。研究构建出物流服务供应链集成商跨链能力机制的分散决策、集中决策及收益共享契约模型,得出各决策状态最优收益参数。结果表明,在物流服务供应链跨链系统引入收益共享契约能够调动集成商参与积极性,有效增加系统成员收益,能够实现跨链系统整体优化协调。本研究有力补充了物流服务供应链风险管理理论,对物流服务供应链系统跨链协作管理具有重要意义。

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