هماهنگی زنجیره تامین-قیمت گذاری - بررسی مقاله اول

مقدمه:

کالاهای فسادپذیر با گذشت زمان فاسد می شوند، در نتیجه مطلوبیت یا مقدار آن ها نسبت به حالت اولیه و اصلی آن ها کاهش می یابد. به عنوان مثال محصولاتی مانند میوه، سبزیجات، خون، محصولات متاثر از مد، محصولات الکترونیکی و ... فسادپذیر هستند. پدیده زوال مانند تبخیر، خرابی، ضایعات، خشکی و ... مرتب در سیستم موجودی رخ می دهند و موجب خسارات زیادی به مدیران موجودی می شوند.

در زنجیره تامین دو سطحی، تولید کننده و خرده فروش موجودی های خود را با توجه به مکان های جغرافیایی مختلف به صورت جداگانه مدیریت می کنند. به منظور کاهش تلفات ناشی از کالاهای فسادپذیر، ممکن است آن ها به طور همکارانه در تکنولوژی حفاظت سرمایه گذاری کنند و در نتیجه نرخ فساد را کاهش دهند. سناریو متداول به صورت زیر است: خرده فروش در تکنولوژی حفاظت سرمایه گذاری می کند، تولیدکننده اطلاعات تکنولوژی حفاظت را از خرده فروش دریافت می کندو کمک مالی برای سرمایه گذاری خرده فروش فراهم می کند.

در دهه های گذشته قراردادهای مختلفی به منظور کاهش عوارض جانبی ارتقا کارایی زنجیره تامین طراحی شده اند، که در میان آن ها قرارداد تسهیم درآمد به طور گسترده ای در طرح بهبود عملکرد زنجیره تامین استفاده شده است. در این مقاله، به منظور دستیابی به هماهنگی زنجیره تامین، قراردادهای تسهیم درآمد و سرمایه گذاری همکارانه به کار برده شده است، که ترکیبی از رویکرد تقسیم درآمد و تقسیم هزینه می باشد.

 

نوآوری این مقاله نسبت به مقالات پیشین:

• یک زنجیره تامین دو سطحی با به کارگیری قراردادهای تسهیم درآمد و سرمایه گذاری همکارانه هماهنگ شده است.

• به طورهمزمان سرمایه گذاری در تکنولوژی حفاظت، سیاست قیمت گذاری و هماهنگی زنجیره تامین در نظر گرفته شده است.

• تقاضای خرده فروش تحت تاثیر قیمت خرده فروشی می باشد.

مفروضات مساله:

1. در این مقاله، یک زنجیره تامین دو سطحی شامل یک تولیدکننده و یک خرده فروش در نظر گرفته شده است، که در آن تولیدکننده، یک کالای فسادپذیر تولید می کند و آن را از طریق خرده فروش به مشتری نهایی عرضه می کند.  

2. خرده فروش به منظور کاهش نرخ فساد به مقدار u در تکنولوژی حفاظت سرمایه گذاری می کند. تولیدکننده اطلاعات تکنولوژی حفاظت را از خرده فروش بدست می آورد و به اندازه درصدی از سرمایه گذاری  خرده فروش برای او کمک مالی فراهم می کند. به علاوه هر دو عضو دارای هزینه واحد نگهداری یکسان h و هزینه واحد فساد یکسان cd می باشند.

3. تولید کننده از سیاست lot-for-lot برای تحویل محصول به خرده فروش پیروی می کند. در نتیجه، طول چرخه تولید برای تولیدکننده با دوره بازپرسازی خرده فروش برابر است.

4. نرخ بازپرسازی بی نهایت است و مدت زمان تحویل صفر است.

5. کمبود مجاز نیست.

6. نرخ تولید تولیدکننده بزرگتر از نرخ تقاضای خرده فروش است. تولیدکننده تولید را با یک تاخیر زمانی  tmدر هر چرخه تولید آغاز می کند.

7. نرخ تقاضا تابعی نزولی از قیمت خرده فروشی است. برای انعطاف پذیری فرض شده است D(p)=a-bp کهa  پتانسیل بازار، b حساسیت تقاضا نسبت به قیمت و p قیمت خرده فروشی را مشخص می کند.

8. فرض شده است که درصدی از نرخ فسادپذیری کاهش یافته، بر حسب سرمایه گذاری تکنولوژی حفاظت تابعی صعودی و مقعر می باشد.

مدل سازی:

سطوح موجودی هر دو عضو با نرخ ثابتی در طول زمان در معرض فسادپذیری است و هر دو عضو به منظور کاهش نرخ فسادپذیری به طور همزمان در تکنولوژی حفاظت سرمایه گذاری می کنند. طبق مفروضات ذکر شده، سطوح موجودی از الگوی نمایش داده شده در نمودار 1پیروی می کنند. نمودار سمت راست سطح موجودی تولیدکننده در زمان t و نمودار سمت چپ سطح موجودی خرده فروش در زمان t را نشان می دهند. همچنین فرض شده است که T دوره بازپرسازی است. در زمان t=0 خریدار یک سفارش اولیه به مقدار Q صادر می کند. در طول دوره [0,T] سطح موجودی خرده فروش کاهش می یابد و با توجه به اثرات ترکیبی تقاضا و فسادپذیری، سطح موجودی در زمان t=T صفر می شود.

                         نمودار 1) سطوح موجودی تولیدکننده و خریدار

پس از دریافت سفارش خرده فروش، تولیدکننده از سیاست lot-for-lot برای برآوردن تقاضای خرده فروش استفاده می کند. تولیدکننده در هر دوره پس از گذشت بازه زمانی  tmشروع به تولید می کند. سطح موجودی تولیدکننده تحت تاثیر تولید و فساد پذیری است.

تابع سود کل خرده فروش در واحد زمان:

 

تابع سود کل تولیدکننده در واحد زمان:

تابع سود کل زنجیره تامین در واحد زمان :

تجزیه و تحلیل ساختار ها و هماهنگی زنجیره تامین:

در این بخش استراتژی های قیمت گذاری و سرمایه گذاری تکنولوژی حفاظت تحت دو ساختار متفاوت زنجیره تامین در نظر گرفته شده است. در مدل یکپارچه قیمت خرده فروشی و سرمایه گذاری تکنولوژی حفاظت به طور همزمان توسط دو عضو مشخص شده است. در مدل غیر متمرکز متغیرهای تصمیم تولیدکننده قیمت عمده فروشی و درصد یارانه و متغیرهای تصمیم خرده فروش قیمت خرده فروشی و سرمایه گذاری تکنولوژی حفاظت می باشد.

ساختار یکپارچه:

تولیدکننده و خرده فروش به صورت عمودی یکپارچه شده اند و با هم تصمیم گیری می کنند. هدف تعیین قیمت بهینه خرده فروش و سرمایه گذاری تکنولوژی حفاظت است به گونه ای که سود کل در واحد زمان افزایش یابد. بهینه سازی مسئله مربوط به هر دو عضو به صورت زیر مدل سازی می شود. همچنین ثابت شده است تابع سود کل زنجیره بر حسب (p,u) مقعر است.

ساختار غیرمتمرکز:

مدل غیر متمرکز به صورت یک بازی استکلبرگ مدل سازی شده است که رهبر بازی تولیدکننده می باشد. ابتدا تولیدکننده قیمت عمده فروشی (w) و درصد همکاری در سرمایه گذاری تکنولوژی حفاظت را مشخص می کند. سپس خرده فروش که نقش پیروی کننده در بازی دارد، قیمت خرده فروشی و مقدار سرمایه گذاری در تکنولوژی حفاظت را بر مبنای تصمیمات تولیدکننده مشخص می کند. با استفاده از روش استقرای بازگشتی ابتدا متغیرهای تصمیم گیری خرده فروش مشخص و سپس استراتژی های تعادل تولیدکننده استنتاج شده است. ثابت شده است که به ازای سرمایه گذاری تکنولوژی حفاظت ثابت، تابع سود خریدار نسبت به قیمت خرده فروش مقعر است و بالعکس. به ازای w و درصد همکاری معین، توابع واکنش قیمت خرده فروش و مقدار سرمایه گذاری باید برآورده شوند. در ادامه به منظور تایید بهینگی مقادیر قیمت خرده فروشی و مقدار سرمایه گذاری خرده فروش ماتریس هسین بدست آمده است. با توجه به محاسبه تابع واکنش خرده فروش، قیمت عمده فروشی تعادلی و درصد همکاری تولیدکننده بدست آمده است. با توجه به پیچیدگی تابع قیمت خرده فروشی، به طور تحلیلی نمی توان مقدار سرمایه گذاری را بدست آورد. در نتیجه استراتژی های تعادل مدل غیر متمرکز با الگوریتم جستجوی دوبعدی بدست آمده است.

به طور خاص زمانیکه درصد همکاری صفر باشد، نتایج مثال های عددی نشان می دهد که سود کل تامین کننده افزایش ولی سود کل خرده فروش و زنجیره تامین کاهش می یابد. بنابراین ضروری است که در زنجیره تامین هماهنگ هر دو عضو به طور همزمان در تکنولوژی حفاظت سرمایه گذاری کنند.

هماهنگی با قرارداد تسهیم درآمد و سرمایه گذاری همکارانه:

در این بخش قرارداد تسهیم درآمد و سرمایه گذاری همکارانه در تکنولوژی حفاظت ترکیب شده اند. درصدی از درآمد خرده فروش که نصیب تولیدکننده می شود نرخ تسهیم درآمد نامیده شده است. توابع سود سالیانه تولیدکننده و خریدار در حالت هماهنگ بدست آمده است. فرمول قیمت عمده فروشی هماهنگ و درصد همکاری سرمایه گذاری هماهنگ بر مبنای نرخ تسهیم درآمد بدست آمده است. همچنین در قضیه 3 نشان داده شده است که هماهنگی زمانی برقرار می شود که هر دو عضو بتوانند نرخ تقسیم درآمد را به گونه ای تنظیم کنند که قیمت عمده فروشی بزرگتر مساوی صفر و نرخ تقسیم سود بین صفر و یک باشند. به منظور هماهنگی زنجیره تامین با توجه به نرخ تقسیم سود، مقدار قیمت عمده فروشی کاهش و درصد همکاری در سرمایه گذاری افزایش می یابد. هر دو عضو زنجیره در صورتیکه سودشان نسبت به حالت غیرمتمرکز افزایش یابد، مدل هماهنگ را می پذیرند. با توجه به این شرایط، حد بالا و پایین درصد تقسیم درآمد به منظور افزایش سود هر دو عضو بدست آمده است. برای تخصیص سودهای اضافی حاصل از زنجیره تامین هماهنگ می توان قرارداد انتقال یکجا (lump sum transfer contract) را به کار برد. در نتیجه ترکیبی از قراردادهای فوق منجر به برقراری حالت برد-برد می شود و سود یکسانی برای هر دو عضو حاصل می شود.

مثال های عددی:

مقایسه نتایج حاصل از دو ساختار متفاوت زنجیره تامین نشان می دهد که قیمت خرده فروشی در مدل یکپارچه کمتر از مقدار آن در مدل غیرمتمرکز می باشد. درصد سرمایه گذاری در تکنولوژی حفاظت، مقدار سفارش و همچنین سود کل در مدل یکپارچه بزرگتر از مدل غیرمتمرکز است. همچنین اگر درصد همکاری تولیدکننده صفر باشد، سود کل زنجیره تامین و خرده فروش بیشتر از حالت با همکاری می باشد در صورتیکه سود کل تولیدکننده کاهش می یابد. بنابراین استراتژی سرمایه گذاری همکارانه فقط به نفع تولیدکننده می باشد. دلیل آن این است که زمانیکه هر دو بازیگر سرمایه گذاری تکنولوژی حفاظت را می پذیرند، تولید کننده می تواند برای جبران سرمایه گذاری در تکنولوژی حفاظت، قیمت عمده فروشی را افزایش دهد و در نتیجه خرده فروش نیز قیمت خرده فروشی به مشتریان را افزایش می دهد که منجر به کاهش تقاضای بازار و کل سود زنجیره تامین می شود.  

تجزیه و تحلیل حساسیت نتایج استراتژی های تعادل:  

1. آنالیز حساسیت نرخ تولید q: در مدل غیرمتمرکز با افزایش q قیمت عمده فروشی w و خرده فروشی  pو مقدار سرمایه گذاری u کاهش می یابد. در صورتیکه مقدار سفارش Qو سود تولیدکننده و خرده فروش و کل زنجیره افزایش می یابد. همچنین افزایش q زمان تولید را کاهش می دهد که منجر به کاهش زمان نگه داری تولیدکننده و درصد سرمایه گذاری نسبی کمی می شود. در حالیکه خرده فروش برای کاهش هزینه ها u را کاهش می دهد. علاوه بر این کاهش p فروش را افزایش می دهد، در نتیجه سود کل اعضا و زنجیره تامین افزایش می یابد. افزایش q در مدل یکپارچه p و u را کاهش و Q و سود کل زنجیره را افزایش می دهد که هم راستای نتایج مدل غیرمتمرکز است. مقدار P در مدل یکپارچه کمتر از مقدار آن در مدل غیرمتمرکز و مقدار u نیز بیشتر از مقدار آن در مدل غیرمتمرکز است، که منجر به سود بیشتر برای کل زنجیره تامین می شود.

2. آنالیز حساسیت هزینه هر واحد تولید cp : در مدل غیر متمرکز با افزایش cp، درصد همکاری و مقادیر p و w افزایش می یابد، در حالیکه مقدار Q و سود کل اعضا و زنجیره تامین کاهش می یابد. از نظر اقتصادی با افزایش cp، تولیدکننده ترجیح می دهد که قیمت عمده فروشی را افزایش دهد تا به سود بهینه خود برسد؛ از طرفی خرده فروش هم قیمت خرده فروشی را افزایش می دهد که منجر به کاهش تقاضا می شود. در این حالت هزینه های تولید بالا، تولیدکننده را وادار می کند که سهم بیشتری در سرمایه گذاری تکنولوژی حفاظت داشته باشد که در نتیجه فساد پذیری کاهش یابد. در مدل یکپارچه با افزایش cp استراتژی های بهینه و تقسیم سود، روندی مشابه حالت غیر متمرکز دارند.

3. آنالیز حساسیت هزینه واحد نگهداری h : در مدل غیرمتمرکز با افزایش h درصد همکاری و p افزایش می یابند، درحالیکه w، u، Q و سود تک تک اعضا و کل زنجیره تامین کاهش می یابند. تغییرات استراتژی بهینه و سود ها نسبت به تغییرات هزینه نگهداری در مدل یکپارچه، همانند تغییرات آن ها نسبت به تغییرات این پارامتر در مدل غیرمتمرکز تغییر می باشد. همچنین سود کل زنجیره تامین در مدل یکپارچه به طور قابل ملاحظه ای بیشتر از مقدار آن در مدل غیرمتمرکز می باشد.

4. آنالیز حساسیت نرخ فسادپذیری: با افزایش نرخ فسادپذیری در مدل غیر متمرکز، مقدار u و Q افزایش و مقادیر p، w و سود تک تک اعضا و کل زنجیره کاهش می یابند.

5. آنالیز حساسیت ضریب هزینه سرمایه گذاری g : با افزایش g در مدل غیرمتمرکز مقدار p و درصد همکاری و سود خرده فروش افزایش می یابد، در حالیکه مقدار w، u و سود کل زنجیره و سود تولیدکننده کاهش می یابد. مقدار Q به g حساس نیست و تغییری نمی کند.

تجزیه و تحلیل حساسیت نتایج هماهنگی:

1. آنالیز حساسیت نرخ تولید q: نرخ تولید بیشتر این امکان را به هر دو عضو می دهد که با توجه به نرخ تقسیم درآمد، مذاکره کنند و به موقعیت برد-برد برسند. با توجه به خطی بودن هزینه تولید، نرخ تولید بیشتر هزینه نگهداری کالاهای فسادپذیر را به طور موثر کاهش می دهد. بنابراین تولیدکننده به عنوان هماهنگ کننده انعطاف پذیری بیشتری برای هماهنگ کردن زنجیره تامین دارد. به طور خاص با افزایش q حد بالای درصد تقسیم درآمد از 0.7606 به 0.7646 افزایش و حد پایین آن بین 0.5159 و 0.5180 تغییر می یابد.

2.  آنالیز حساسیت هزینه هر واحد تولید cp : هزینه های تولید بیشتر توانایی تولیدکننده در هماهنگ کردن سود اعضا را کاهش می دهد.

3. آنالیز حساسیت هزینه واحد نگهداری h : اگرچه با افزایش هزینه واحد نگهداری، اعضا باید هزینه نگهداری بیشتری پرداخت کنند ولی می توانند به شرایط بهتری برای هماهنگی دست یابند.

4. آنالیز حساسیت نرخ فسادپذیری: نتایج نشان می دهد با افزایش نرخ فسادپذیری دست یابی به هماهنگی زنجیره تامین دشوار می شود. همچنین مقادیر حد بالا و پایین افزایش می یابند. نرخ فساد پذیری زیاد نیازمند سرمایه گذاری بیشتری در تکنولوژی حفاظت می باشد. بنابراین خرده فروش می خواهد نرخ تقسیم درآمد بزرگتری برای تولیدکننده فراهم کند و در مقابل درصد همکاری در سرمایه گذاری بیشتر می شود.

5. آنالیز حساسیت ضریب هزینه سرمایه گذاری g : با افزایش ضریب هزینه سرمایه گذاری دست یابی به هماهنگی زنجیره تامین دشوار می گردد.

نتیجه گیری:

نتایج اصلی به صورت زیر خلاصه می شود:

• استراتژی سرمایه گذاری همکارانه در تکنولوژی حفاظت در غیاب مکانیزم تسهیم درآمد فقط به نفع تامین کننده است، در حالیکه سود خرده فروش و کل زنجیره تامین را کاهش می دهد.

• قرارداد تسهیم درآمد در غیاب قرارداد سرمایه گذاری همکارانه(مکانیزم تسهیم هزینه)، به خوبی نمی تواند هماهنگی را در زنجیره تامین برقرار کند.

• با ترکیب دو قرارداد تسهیم درآمد و سرمایه گذاری همکارانه، هماهنگی زنجیره تامین را برقرار شده است.

• در صورتیکه نرخ تسهیم درآمد تقریبا بین 2/1 و 4/3 باشد، هماهنگی زنجیره تامین به خوبی برقرار می شود.

• در این مطالعه فقط استراتژی ایستا مورد بررسی قرار گرفته است. در صورتیکه در دهه های اخیر استراتژی پویا ابزاری قدرتمند در زمینه مدیریت درآمد می باشد. در آینده می توان استراتژی پویا را برای کالاهای فسادپذیر مورد استفاده قرار داد.