بررسی مقالات حوزه پایداری زنجیره تامین با درنظر گرفتن مکانیزم مدت اعتبار- بررسی مقاله پنجم

عنوان: مدیریت زنجیره تأمین سبز تحت محدودیت سرمایه

چکیده:

به‌منظور تعیین چگونگی اثرگذاری کاهش انتشار کربن در عملیات و تصمیمات مالی زنجیره تأمین، این مقاله یک زنجیره تأمین سبز شامل یک تولیدکننده (در نقش رهبر) و یک خرده‌فروش با سرمایه محدود با تأمین مالی از طریق بانک و مدت اعتبار را مورد بررسی قرار داده است. این مقاله، مقدار سفارش بهینه خرده‌فروش، قیمت بهینه عمده‌فروشی تولیدکننده، سطح بهینه انتشار کربن برای تأمین مالی بانک و تأمین مالی مدت اعتبار و هماهنگی زنجیره تأمین با قرارداد را بررسی کرده است. هنگامی‌که تولیدکننده در کاهش انتشار سرمایه‌گذاری می‌کند، به نتیجه برد- برد به لحاظ مقدار تولید و کاهش انتشار دست می‌یابد. همچنین زنجیره تأمین تحت قرارداد، در مقدار تولید و کاهش کربن بهتر عمل می‌کند و عملکردش بهتر نیز خواهد بود اگر از مکانیزم مدت اعتبار استفاده کند. 

 

مقدمه:

مدیریت زنجیره تأمین سبز، تولیدکنندگان و خرده‌فروشان را به در نظر گرفتن کاهش کربن در هنگام تصمیم‌گیری تشویق می‌کند. در این مقاله، زنجیره تأمین شامل یک تولیدکننده در نقش رهبر و یک خرده‌فروش با سرمایه محدود در نظر گرفته شده است. تولیدکننده در راستای کاهش انتشار کربن اقدام می‌کند درحالی‌که سرمایه خرده‌فروش محدود است و از طریق بانک یا تولیدکننده تأمین مالی می‌گردد. تأمین مالی به دو طریق (بانک و مدت اعتبار) برای تعیین قیمت عمده‌فروشی، مقدار سفارش و سطح کاهش کربن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داده است که چطور تأمین مالی خرده‌فروش و سرمایه می‌تواند مقدار سفارش و کاهش انتشار کربن را تحت تأثیر قرار دهد.

مرور ادبیات و شکاف تحقیقاتی:

مطالعات پیشین نشان داده‌اند که چطور خرده‌فروشان و تولیدکنندگان می‌توانند درباره کاهش منابع مختلف کربن، سیاست‌ها، هزینه انتشار کربن و مدل‌های زنجیره تأمین تصمیمات بهینه بگیرند. بااین‌حال بیشتر آن‌ها محدودیت سرمایه را در مفروضات خود نادیده گرفته‌اند. اگرچه خرده‌فروش از بانک یا از یک تولیدکننده تأمین مالی می‌شود اما اگر تقاضای بازارش خیلی کم باشد ورشکسته می‌گردد. بنابراین این مقاله یک زنجیره تأمین سبز تحت محدودیت سرمایه خرده‌فروش را مورد بررسی قرار می‌دهد.

تعریف مسئله:

زنجیره تأمین مورد بررسی شامل یک تولیدکننده و یک خرده‌فروش با سرمایه محدود است که از طریق بانک و گرفتن مدت اعتبار از تولیدکننده تأمین مالی می‌شود. بدون اتخاذ سیاست‌های کاهش کربن تقاضای بازار محصول، تصادفی و برابر با D است. تابع توزیع F(D) پیوسته و مشتق‌پذیر است. با فرض اینکه مشتریان محصولات سبز را ترجیح می‌دهند فرض شده است که کاهش انتشار کربن اندازه بازار را افزایش خواهد داد. هرچه کاهش انتشار کربن بیشتر باشد محصولات بیشتری توسط مشتریان خریداری می‌گردد. g(e) نشان‌دهنده میزان تقاضای افزایش‌یافته از طریق تلاش برای کاهش انتشار کربن است که اگر g(e)=b، b مقدار ثابت و e نشان‌دهنده سطح کاهش انتشار کربن است. پس از تلاش برای کاهش انتشار کربن تقاضای بازار برابر با D+g(e) خواهد شد. هزینه سرمایه‌­گذاری تولیدکننده برای کاهش انتشار کربن به صورت تابع زیر تعریف می­‌شود:

و هزینه سرمایه‌­گذاری خرده‌فروش برای کاهش انتشار کربن به صورت تابع زیر می‌­باشد:

در نظر گرفته شده است که پارامتر هزینه کاهش کربن (θ) یک مقدار ثابت است. زنجیره تأمین تک‌محصولی در نظر گرفته‌شده است و در هر دوره سفارش‌دهی، خرده‌فروش q واحد محصول با قیمت عمده‌فروشی w سفارش می‌دهد و محصول را با قیمت p به فروش می‌رساند. اگر هزینه تولید برابر c باشد، فرض شده است که c<w<p. سرمایه در گردش خرده‌فروش B است به‌طوری‌که B<wq، بنابراین خرده‌فروش با محدودیت سرمایه مواجه است و نیاز به تأمین مالی از بانک یا تولیدکننده دارد. در پایان دوره، خرده‌فروش به بانک یا به تولیدکننده مقدار (wq-B)(1+r) را با نرخ بهره r بازپرداخت می‌کند. محصول، ارزش اسقاط صفر دارد و عدم خوش‌حسابی که از طریق تقاضای برآورد نشده ایجاد می‌گردد، در این مدل در نظر گرفته نشده است. به‌علاوه تولیدکننده و خرده‌فروش نسبت به ریسک خنثی هستند و همه اطلاعات مانند سرمایه در گردشِ خرده‌فروش برای تولیدکننده، خرده‌فروش و بانک مشخص است.

تأمین مالی از طریق بانک

خرده‌فروش و تولیدکننده برای حداکثر سازی سودشان در یک ساختار غیرمتمرکز، تحت تأمین مالی بانک تصمیم‌گیری می‌کنند. در ابتدای دوره، خرده‌فروش q واحد محصول با قیمت w سفارش می‌دهد. به علت محدودیت سرمایه، خرده‌فروش نیاز دارد تا (wq-B) از بانک قرض بگیرد و wq به تولیدکننده برای محصول پرداخت کند. اگر تقاضای بازار در طی دوره بیش از مقدار سفارش q نباشد، خرده‌فروش می‌تواند فقط D+g(e) واحد محصول در طی دوره بفروشد. از سوی دیگر اگر تقاضای بازار D+g(e) از مقدار سفارش خرده‌فروش (q) بیشتر باشد، خرده‌فروش می‌تواند q واحد محصول به فروش برساند. بنابراین درآمد خرده‌فروش برابر است با pmin([D+g(e)],q). در انتهای دوره، خرده‌فروش (wq-B)(1+r) به بانک بازپرداخت می‌کند که r نرخ بهره بانکی است. هنگامی‌که تقاضا خیلی کم باشد درآمد خرده‌فروش از مقداری که از بانک قرض گرفته است کمتر خواهد بود. در این صورت، خرده‌فروش می‌تواند فقط p(D+g(e)) بازپرداخت کند و ورشکست می‌گردد. درنتیجه، بانک به مقدار [(wq-B)(1+r)- p(D+g(e))] متضرر می‌شود. حد تقاضای بازار که خرده‌فروش در آن ورشکسته می‌گردد برابر با مقدار زیر در نظر گرفته‌شده است:

 به‌منظور در نظر گرفتن ضرر احتمالی هنگامی‌که بانک به خرده‌فروش وام می‌دهد، سود مورد انتظار باید برابر با متوسط بازگشت سرمایه باشد. نرخ متوسط بازگشت سرمایه برابر با صفر است درنتیجه بانک از معادله زیر برای طراحی نرخ بهره استفاده می‌کند.

مسئله خرده‌فروش

پیش از به پایان رسیدن دوره، خرده‌فروش با سرمایه محدود به تولیدکننده مبلغ wq پرداخت می‌کند که شامل سرمایه در گردش خرد‌ه‌فروش و تأمین مالی بانک (wq-B) است. در پایان دوره، درآمد خرده‌فروش برابر است با pmin[D+g(e),q]، و خرده‌فروش به بانک مبلغ min[pmin[D+g(e),q], (wq-B)(1+r)] را پرداخت می‌کند. بنابراین خرده‌فروش باید مقدار بهینه سفارش را برای حداکثر سازی سودش انتخاب کند. سود مورد انتظار خرده‌فروش برابر است با:

در ساختار غیرمتمرکز که خرده‌فروش با محدودیت سرمایه مواجه است و از بانک تأمین مالی می‌شود (برای قیمت عمده‌فروشی w و سطح کاهش کربن e)، مقدار سفارش بهینه خرده‌فروش از برابر با صفر قرار دادن مشتق تابع سود خرده­فروش (رابطه بالا) نسبت به q به دست خواهد آمد.

مسئله تولیدکننده

در زمان صفر دوره فروش، تولیدکننده q واحد محصول به خرده‌فروش با قیمت w می‌فروشد. ازآنجاکه سود تولیدکننده تابعی از قیمت عمده‌فروشی، مقدار سفارش و سطح کاهش کربن است و مقدار سفارش تابعی از قیمت عمده‌فروشی است، تولیدکننده باید قیمت عمده‌فروشی بهینه و سطح بهینه کاهش کربن را برای حداکثر سازی سودش تعیین کند. ازاین‌رو، وقتی خرده‌فروش از بانک تأمین مالی انجام می­دهد، تابع سود تولیدکننده برابر خواهد بود با:

در ساختار غیرمتمرکز وقتی خرده‌فروش با محدودیت سرمایه، از بانک تأمین مالی دریافت می‌کند مقدار بهینه قیمت عمده‌فروشی و سطح بهینه کاهش کربن با مشتق‌گیری از تابع سود تولیدکننده (رابطه بالا) تعیین می‌شوند.

تأمین مالی از طریق مدت اعتبار

در تصمیم‌گیری به شکل غیرمتمرکز، ازآنجاکه B<wq است، تولیدکننده موافق است که در زمان صفر، خرده‌فروش فقط مقدار B را پرداخت نماید. بااین‌حال، تولیدکننده انتظار دارد که خرده‌فروش باقیمانده پرداخت ناشی از خرید خود را با بهره در انتهای همان دوره بازپرداخت کند. چون تولیدکننده می‌تواند بهره را با تعیین قیمت عمده‌فروشی بالاتر به دست آورد، فرض شده است که نرخ بهره صفر است. درواقع خرده‌فروش باید مقدار wq-B را در انتهای دوره پرداخت کند. مشابه با تأمین مالی از طریق بانک، هنگامی‌که خرده‌فروش ورشکسته می‌شود مقدار تقاضای بازار برابر با مقدار زیر خواهد بود.

مسئله خرده‌فروش

در زمان صفر دوره‌فروش، خرده‌فروش با سرمایه محدود، مبلغ B به تولیدکننده پرداخت می‌کند. در انتهای دوره، درآمد خرده‌فروش برابر است با pmin[D+g(e),q]، که باید مقدار min[pmin[D+g(e),q],(wq-B)] به تولیدکننده پرداخت نماید. بنابراین، خرده‌فروش باید مقدار بهینه سفارش را برای حداکثر سازی سودش تعیین کند. سود مورد انتظار خرده‌فروش برابر است با:

با برابر صفر قرار دادن مشتق مرتبه اول تابع سود خرده­فروش (عبارت بالا) نسبت به مقدار سفارش، مقدار سفارش بهینه به دست می‌آید.

مسئله تولیدکننده

با توجه به اینکه اطلاعات بازار تحت اطلاعات کامل است، بنابراین، وقتی تولیدکننده قیمت عمده‌فروشی را تعیین می‌کند، مقدار سفارش خرده‌فروش را می‌داند. ازاین‌رو، تولیدکننده سود مورد انتظارش را با انتخاب قیمت عمده‌فروشی بهینه حداکثر می‌کند. تحت این شرط، تابع سود مورد انتظار تولیدکننده برابر است با:

که در این حالت مقادیر بهینه قیمت عمده‌فروشی و سطح کاهش کربن با بهینه‌سازی تابع سود تولیدکننده (رابطه بالا) به‌دست‌آمده است.

قرارداد زنجیره تأمین

برای ایجاد هماهنگی بین خرده‌فروش و تولیدکننده یک قرارداد طراحی‌شده است که مطابق با آن، ابتدای دوره ‌فروش، تولیدکننده و خرده‌فروش درباره پارامترهای قرارداد- قیمت عمده‌فروشی (w)، سهم درآمد خرده‌فروش (α)، و هزینه کاهش کربن تولیدکننده (θ) و مقدار ثابتی که تولیدکننده حاضر است به خرده‌فروش در انتهای دوره فروش پرداخت کند (T) - چانه‌زنی می‌کنند.

قرارداد زنجیره تأمین تحت تأمین مالی از طریق بانک

پس از طراحی قرارداد، خرده‌فروش q واحد محصول را با قیمت w سفارش می‌دهد. به علت محدودیت سرمایه خرده‌فروش، او باید مبلغ (wq-B) از بانک قرض بگیرد و  مبلغ wq به تولیدکننده برای خرید محصول پرداخت کند. اگر تقاضای بازار در طی دوره بیش از مقدار سفارش q نباشد، خرده‌فروش می‌تواند فقط D+g(e) واحد محصول در طی دوره بفروشد. از سوی دیگر اگر تقاضای بازار D+g(e) از مقدار سفارش خرده‌فروش q بیشتر باشد، خرده‌فروش می‌تواند q واحد محصول به فروش برساند. در انتهای دوره، خرده‌فروش بخشی از درآمدش را به تولیدکننده می‌دهد و تولیدکننده مقدار T واحد پول به خرده‌فروش برمی‌گرداند. بنابراین، درآمد خرده‌فروش برابر خواهد شد با:

 

بااین‌حال خرده‌فروش هنوز باید مقدار (wq-B)(1+r) به بانک بازپرداخت کند. هنگامی‌که تقاضا در بازار خیلی کم باشد درآمد خرده‌فروش از مقداری که از بانک قرض گرفته است کمتر خواهد بود. در این صورت، خرده‌فروش می‌تواند فقط p(D+g(e))+T بازپرداخت کند و خرده‌فروش ورشکسته می‌شود. درنتیجه، بانک به مقدار [(wq-B)(1+r)- p(D+g(e))-T] متضرر می‌گردد. آستانه تقاضای بازار که خرده‌فروش در آن ورشکسته می‌گردد برابر با مقدار زیر در نظر گرفته‌شده است:

به‌منظور در نظر گرفتن ضرر احتمالی هنگامی‌که بانک به خرده‌فروش وام می‌دهد سود مورد انتظار باید برابر با متوسط بازگشت سرمایه باشد. نرخ متوسط بازگشت سرمایه در یک بازار کاملا رقابتی بانکی برابر با صفر است درنتیجه بانک از معادله زیر برای تعیین نرخ بهره استفاده می‌کند.

در زمان صفر از دوره بازار، خرده‌فروش با سرمایه محدود به تولیدکننده B پرداخت می‌کند. در پایان دوره، درآمد خرده‌فروش برابر است با pmin[D+g(e),q]+Tα، و باید از بین این مقدار و (wq-B)، مقدار کمتر را به تولیدکننده پرداخت کند. بنابراین خرده‌فروش باید مقدار بهینه سفارش را برای حداکثر سازی سودش تعیین کند. سود مورد انتظار خرده‌فروش برابر است با:

اگر زنجیره تأمین به‌عنوان یک سیستم متمرکز عمل کند، تولیدکننده و خرده‌فروش باید برای هماهنگی زنجیره تأمین با یکدیگر همکاری کنند. در این حالت سود کل زنجیره تأمین برابر است با رابطه زیر که مجموع سود خرده‌فروش و تولیدکننده است:

اگر مدل هماهنگ در ساختار غیرمتمرکز پیاده­‌سازی گردد مقادیر بهینه متغیرهای تصمیم زنجیره، باید تابع سود کل زنجیره (رابطه بالا) را حداکثر کند. بنابراین مقادیر بهینه پارامترهای هماهنگی (α, θ, w, T) از روابط زیر به دست خواهند آمد:

همچنین مقدار بهینه مقدار سفارش و سطح بهینه کاهش کربن از روابط زیر حاصل می‌گردد:

مقایسه این مقادیر با مقادیر غیرمتمرکز تحت تأمین مالی از طریق مدت اعتبار، نشان می‌دهد که زنجیره تأمین تحت قرارداد، عملکرد بهتری در مقدار تولید و کاهش کربن نسبت به زنجیره تأمین تحت عدم استفاده از قرارداد دارد. همچنین در مدل هماهنگ استفاده از مدت اعتبار سود بیشتری  برای اعضای زنجیره ایچاد می­کند.

نتیجه‌گیری

این مقاله یک زنجیره تأمین سبز را شامل یک تولیدکننده در نقش رهبر و یک‌ خرده‌فروش با سرمایه محدود مورد بررسی قرار داده است که در آن تأمین مالی از طریق بانک و مدت اعتبار صورت می‌گیرد. با در نظر گرفتن اینکه مشتریان محصولات سبز را ترجیح می‌دهند فرض شده است که کاهش انتشار کربن اندازه بازار را بیشتر خواهد کرد. در این مطالعه بررسی‌شده است که خرده‌فروش و تولیدکننده تصمیمات مالی و عملیاتی‌شان را تحت تأمین مالی بانک و تأمین مالی مدت اعتبار اتخاذ می‌کنند. نتایج مدل­های مورد بررسی نشان داده است که وقتی تولیدکننده در کاهش انتشار سرمایه‌گذاری می‌کند، خرده‌فروش محصول بیشتری سفارش می‌دهد. همچنین، هنگامی‌که تولیدکننده در کاهش انتشار سرمایه‌گذاری کند، زنجیره تأمین به یک نتیجه برد-برد برای مقدار تولید و کاهش انتشار کربن می‌رسد. در مقایسه با تأمین مالی بانک، وقتی تأمین مالی مدت اعتبار مورداستفاده قرار می‌گیرد این نتیجه قابل‌توجه‌تر است. قرارداد ترکیبی برای هماهنگی زنجیره تأمین پیشنهادشده است که نتایج نشان داد یک زنجیره تأمین تحت قرارداد پیشنهادی عملکرد بهتری به لحاظ مقدار تولید و کاهش کربن در مقایسه بایک زنجیره تأمین بدون استفاده از قرارداد دارد و هنگامی‌که خرده‌فروش از طریق تولیدکننده تأمین مالی می‌گردد (مکانیزم مدت اعتبار) این عملکرد بهتر خواهد بود. بنابراین عملکرد اقتصادی و زیست‌محیطی این زنجیره تأمین می‌تواند تحت مکانیزم مدت اعتبار و قرارداد بهبود یابد.