基于港口鐵礦石混配的供應(yīng)鏈?zhǔn)找婀蚕砥跫s模型

王常戎 呂靖

【摘 要】 為使供應(yīng)鏈中各個(gè)成員獲得更高的收益，介紹港口鐵礦石混配優(yōu)勢，在考慮產(chǎn)品殘值、缺貨損失及生產(chǎn)成本的情況下，以國外礦企、國內(nèi)港口和國內(nèi)鋼企三方為目標(biāo)構(gòu)建三級(jí)供應(yīng)鏈?zhǔn)找婀蚕砥跫s模型，通過算例分析在集中模式和分散模式下契約協(xié)調(diào)策略中礦企、港口、鋼企三者期望收益變化。結(jié)果表明，所構(gòu)建的模型能夠?qū)崿F(xiàn)契約協(xié)調(diào)。

【關(guān)鍵詞】 供應(yīng)鏈;收益共享契約;鐵礦石混配;期望值

0 引 言

自從我國加入世界貿(mào)易組織（WTO）后，世界各國加強(qiáng)了與我國的貿(mào)易往來，我國港口進(jìn)入了高速發(fā)展階段。然而近些年來世界經(jīng)濟(jì)不景氣，我國港口貨物吞吐量出現(xiàn)增長乏力的趨勢。為應(yīng)對(duì)此態(tài)勢，我國沿海港口放緩大規(guī)模建設(shè)，將資金投入重心放在港口綠色發(fā)展和港口服務(wù)功能提升上，將發(fā)展目標(biāo)由追求數(shù)量轉(zhuǎn)變?yōu)樽非筚|(zhì)量和供應(yīng)鏈增值。[1] 在鋼鐵生產(chǎn)過程中，為了降低運(yùn)營成本、提高生產(chǎn)效率，鋼企需要通過鐵礦石混配得到成分均勻、粒度波動(dòng)小的鐵礦石原料。[2] 但是，許多鋼企生產(chǎn)規(guī)模小、生產(chǎn)場地緊張，無法滿足鐵礦石混配所需條件;許多鋼企原有鐵礦石混配基地?zé)o法符合我國新出臺(tái)的環(huán)境保護(hù)政策要求。近年來我國已成為世界最大的鐵礦石進(jìn)口國，港口開展了鐵礦石混配業(yè)務(wù)，國內(nèi)鐵礦石進(jìn)口貿(mào)易隨之出現(xiàn)新的變化。本文主要研究在國內(nèi)鐵礦石進(jìn)口貿(mào)易發(fā)生變化后如何使新供應(yīng)鏈中各個(gè)成員獲得更高收益。

1 理論基礎(chǔ)

1.1 港口鐵礦石混配優(yōu)勢

（1）解決港口因受經(jīng)濟(jì)不景氣影響而需謀求新發(fā)展動(dòng)力的問題。近年來，我國大規(guī)模投資建設(shè)散貨礦石碼頭，貨運(yùn)量卻受經(jīng)濟(jì)不景氣的影響并未大量增加，導(dǎo)致我國各大港口都出現(xiàn)運(yùn)力過剩的情況，各港口之間的競爭日益激烈;此外，國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，港口腹地鋼鐵企業(yè)不斷減產(chǎn)、限產(chǎn)甚至停產(chǎn)，給港口生產(chǎn)帶來非常大的影響。因此，港口運(yùn)輸功能的增加、服務(wù)模式的探索和創(chuàng)新以及產(chǎn)業(yè)鏈的不斷拓展是目前各大港口轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路。

（2）解決部分鋼企礦石混配水平無法滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保政策要求的問題。我國鋼鐵企業(yè)數(shù)量眾多、布局分散，各鋼企經(jīng)濟(jì)和技術(shù)實(shí)力相差較大，礦石混配技術(shù)水平也參差不齊，部分鋼企混勻料場未棚化、倉化，甚至未建混勻料場，不能為礦石混配提供基礎(chǔ)設(shè)施條件保障。我國產(chǎn)業(yè)政策要求鋼企加快完成封閉式環(huán)保原料場改造，日趨嚴(yán)格的環(huán)保政策和日趨激烈的市場競爭使得鋼企生產(chǎn)面臨環(huán)保與降本的雙重壓力。港口開展鐵礦石混配業(yè)務(wù)能有效解決這些問題。

（3）解決礦企因自身原因?qū)е碌幕炫涑杀靖叩膯栴}。以巴西淡水河谷公司為例，其在巴西北部能夠開采出高品位低硅礦，在南部能夠開采出低品位高硅礦，兩種鐵礦石單獨(dú)供應(yīng)時(shí)性價(jià)比較低，而且無法滿足鋼企需求，因此需要進(jìn)行南北礦石混合配比。但巴西南北兩大礦區(qū)相距 km，且鐵路線、裝貨港均距離遙遠(yuǎn)，若在巴西國內(nèi)進(jìn)行礦石混配，則需要高額運(yùn)輸成本，而將鐵礦石海運(yùn)至中國港口再進(jìn)行混配則是個(gè)優(yōu)選方案。

（4）提高國內(nèi)鋼企客戶的滿意度。礦商為追求自身利益最大化，通常供應(yīng)的是混配礦石，并沒有結(jié)合各鋼企高爐設(shè)計(jì)及生產(chǎn)習(xí)慣推出個(gè)性化的訂制產(chǎn)品;因此，部分混配礦石可能由于性價(jià)比不高，燒結(jié)性能和物理性能不穩(wěn)定，客戶評(píng)價(jià)不高。港口開展鐵礦石混配業(yè)務(wù)可以進(jìn)行針對(duì)性混配，提升客戶滿意度。

1.2 供應(yīng)鏈契約

供應(yīng)鏈契約使得供應(yīng)鏈上各個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間的關(guān)系更加緊密，同時(shí)也約束著各個(gè)企業(yè)。合理有效的供應(yīng)鏈契約有兩個(gè)主要作用：（1）能夠降低供應(yīng)鏈的總成本、增強(qiáng)信息共享水平、降低庫存成本、改善各個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)之間的溝通和交流、獲得更多的競爭優(yōu)勢以實(shí)現(xiàn)整個(gè)供應(yīng)鏈效益最優(yōu)化;（2）能使雙方共同承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。在供應(yīng)鏈中存在許多包括銷售價(jià)格、產(chǎn)品質(zhì)量、市場需求、提前期、生產(chǎn)核心零部件的能力和研發(fā)投入等不確定性因素，制定供應(yīng)鏈契約可以使這些不確定性因素帶來的風(fēng)險(xiǎn)由各個(gè)節(jié)點(diǎn)的企業(yè)共同承擔(dān)。

目前主要有批發(fā)價(jià)格契約、回購契約、收益共享契約和數(shù)量彈性契約等4種基礎(chǔ)供應(yīng)鏈契約。4種供應(yīng)鏈契約特點(diǎn)分析見表1。

由表1可以看出，在港口開展鐵礦石混配業(yè)務(wù)時(shí)鐵礦石貿(mào)易供應(yīng)鏈契約最適合使用收益共享契約。

三級(jí)供應(yīng)鏈契約（見圖1）關(guān)系包含了供應(yīng)商、分銷商和零售商三方，其中供應(yīng)商與分銷商之間存在一個(gè)供應(yīng)鏈契約，分銷商與零售商之間也存在一個(gè)供應(yīng)鏈契約。[3]

本文研究兩個(gè)交易過程皆為收益共享契約的三級(jí)供應(yīng)鏈契約模型，國外礦企（以下簡稱礦企）作為供給方，負(fù)責(zé)鐵礦石的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為上游企業(yè);設(shè)置國內(nèi)港口（以下簡稱港口）作為分銷商，負(fù)責(zé)鐵礦石混配環(huán)節(jié)，為中游企業(yè);設(shè)置國內(nèi)鋼企（以下簡稱鋼企）作為零售商，負(fù)責(zé)鋼鐵的銷售，為下游企業(yè)。

2 模型的建立

2.1 符號(hào)說明

模型中使用的符號(hào)說明：

p為鐵礦石市場價(jià)格;

wSD為礦企賣給港口鐵礦石的批發(fā)價(jià)格;

wDR為港口賣給鋼企鐵礦石的批發(fā)價(jià)格;

CS為礦企鐵礦石單位生產(chǎn)成本;

CD為港口鐵礦石混配單位生產(chǎn)成本;

gS為礦企缺貨信譽(yù)損失;

gD為港口缺貨信譽(yù)損失;

gR為鋼企缺貨信譽(yù)損失;

kSD為礦企與港口之間的利益分配系數(shù);

kDR為港口與鋼企之間的利益分配系數(shù);

Q為鐵礦石訂購數(shù)量;

SQ為鋼企的期望銷售量;

IQ為鋼企未出售的產(chǎn)品剩余量期望值;

LQ為鋼企缺貨的產(chǎn)品量期望值;

v為單位產(chǎn)品殘值;

x為鐵礦石隨機(jī)市場需求;

為隨機(jī)需求x的均值。

2.2 構(gòu)建模型

2.2.1 集中模式下的契約協(xié)調(diào)策略

在集中模式下的契約協(xié)調(diào)策略中，側(cè)重考慮供應(yīng)鏈的整體利益，在這種模式下作出的契約協(xié)調(diào)策略，可以使整個(gè)供應(yīng)鏈利益達(dá)到最優(yōu);在契約中，鋼企以wDR的批發(fā)價(jià)格獲得產(chǎn)品，再以1 kDR比例的收益回報(bào)給港口;港口以wSD的批發(fā)價(jià)格獲得產(chǎn)品，再以1 kSD比例的收益回報(bào)給礦企。

2.2.2 分散模式下的契約協(xié)調(diào)策略

在分散模式下的契約協(xié)調(diào)策略中，只考慮各方以自身利益最大化為前提作出的策略，不能使整個(gè)供應(yīng)鏈利益達(dá)到最優(yōu)。在分散的三級(jí)供應(yīng)鏈中，當(dāng)上游企業(yè)給定批發(fā)價(jià)格時(shí)，下游企業(yè)以自身利益最大化為標(biāo)準(zhǔn)制定訂貨量，此時(shí)由于僅考慮自身利益最大化，基本不會(huì)出現(xiàn)缺貨情況，因而不考慮缺貨損失。在供應(yīng)鏈相互信息公開的情況下，上游企業(yè)在確定批發(fā)價(jià)格時(shí)也需要考慮下游企業(yè)對(duì)自己決策的應(yīng)對(duì)。

令式（14）等于0，便可以求得最優(yōu)批發(fā)價(jià)格。同理將和式（13）代入式（12）關(guān)于求偏導(dǎo)，令其等于0便能得到最優(yōu)批發(fā)價(jià)格。

3 算例分析

為了能夠較為直觀地展示出供應(yīng)鏈?zhǔn)找婀蚕砥跫s的協(xié)調(diào)作用，以及證明構(gòu)建的三級(jí)供應(yīng)鏈?zhǔn)找婀蚕砥跫s能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)，設(shè)計(jì)一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值分析。

假設(shè)隨機(jī)變量x服從均勻分布x：U（a，b），其中a=10，b=110，則此均勻分布的分布函數(shù)為

假設(shè)鐵礦石市場價(jià)格p=11，礦企鐵礦石單位生產(chǎn)成本CS=1，港口鐵礦石混配單位生產(chǎn)成本CD=0.5，礦企缺貨信譽(yù)損失gS、港口缺貨信譽(yù)損失gD、鋼企缺貨損失gR及他們的和g均為0，單位產(chǎn)品殘值v=1。

集中模式下契約協(xié)調(diào)策略中，利用控制變量法，當(dāng)?shù)V企與港口之間的利益分配系數(shù)kSD和港口與鋼企之間的利益分配系數(shù)kDR的取值發(fā)生變化時(shí)，礦企、港口和鋼企的期望收益情況見表2。

分散模式下契約協(xié)調(diào)策略中，礦企、港口和鋼企的期望收益情況見表3。

當(dāng)kDR固定時(shí)，改變kSD，礦企、港口和鋼企的期望收益變化分別見圖2、圖3、圖4。

當(dāng)kSD固定時(shí)，改變kDR，礦企、港口和鋼企的期望收益變化分別見圖5、圖6、圖7。

由圖2～圖7可以得出以下結(jié)論：

（1）在所構(gòu)建的三級(jí)供應(yīng)鏈?zhǔn)找婀蚕砥跫s模型中，應(yīng)用算例所提供的數(shù)據(jù)，集中模式下的契約協(xié)調(diào)策略中鋼企、港口和礦企的期望收益情況都優(yōu)于分散模式下鋼企、港口和礦企的期望收益情況，證明建立的三級(jí)供應(yīng)鏈?zhǔn)找婀蚕砥跫s是可以達(dá)成供應(yīng)鏈契約協(xié)調(diào)的。

（2）在港口與鋼企之間利益分配系數(shù)固定的情況下，改變礦企與港口之間的利益分配系數(shù)并不會(huì)影響鋼企的期望收益情況;但在礦企與港口之間利益分配系數(shù)固定的情況下，改變港口與鋼企之間的利益分配系數(shù)會(huì)對(duì)礦企的期望收益情況造成一定程度的影響。

（3）在集中模式下的契約協(xié)調(diào)策略中，供應(yīng)鏈總體期望收益不會(huì)隨著任何一方利益分配系數(shù)的改變而改變，只要利益分配系數(shù)在合理范圍內(nèi)能夠被各方接受，改變利益分配系數(shù)就相當(dāng)于是對(duì)總體期望收益的重新分配。

4 結(jié) 語

在考慮產(chǎn)品殘值、缺貨損失以及生產(chǎn)成本的情況下，以國外礦企、國內(nèi)港口和國內(nèi)鋼企三方為目標(biāo)構(gòu)建三級(jí)供應(yīng)鏈?zhǔn)找婀蚕砥跫s模型，通過制定合理的利益分配系數(shù)，使得供應(yīng)鏈契約達(dá)成協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)供應(yīng)鏈期望收益最大化。通過算例分析，證明所構(gòu)建的模型能夠?qū)崿F(xiàn)契約協(xié)調(diào)，并能運(yùn)用控制變量法分析單一利益分配系數(shù)的改變對(duì)供應(yīng)鏈上各方的期望收益影響情況。該模型可為港口開展鐵礦石混配業(yè)務(wù)使得國內(nèi)鐵礦石進(jìn)口貿(mào)易結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化后的新供應(yīng)鏈中各個(gè)成員如何獲得更高收益的問題提供一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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