考虑第三方物流竞争的第四方物流运输与库存外包决策，本文主要内容关键词为：外包论文,第三方物流论文,库存论文,竞争论文,物流论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
文章编号：1003-207(2010)06-0071-11
1 引言
随着全球经济一体化进程的加快、信息技术在物流领域的应用和发展，对一体化多渠道市场需求的增长和物流服务供应商服务能力的扩充和完善，物流业务外包服务逐步被社会认识、了解、认可和进一步采用。3PL因缺乏优化整个供应链的专业技术和整合供应链运作的能力而日益凸显出其局限性，在这种情况下，第四方物流(Fourth-Party-Logistics，4PL)作为供应链物流服务的创新模式应运而生。4PL是一个调配、管理和组织自身以及具有互补性服务提供商的资源、能力与技术，来提供全面的供应链解决方案的供应链集成商[1-2]。也就是说4PL需要把物流业务外包给3PL，通过整合3PL的资源来提供服务。
第四方物流概念提出之后，得到了企业界和理论界的极大关注。Zhang等(2004)和Vaidyanathan(2005)研究了4PL对3PL的评价体系及方法[3，4]；李秀等(2004)设计了4PL的体系结构和运作模式[5]；Lau等(2002)提出了一个基于多代理人的智能系统来分析4PL在网络系统中的运作[6]；Li等(2003)研究了4PL的运作及实现，并用案例分析和证明了其研究成果[7]；Chen等(2003)设计了遗传算法来求解4PL的路径优化问题[8]；我们在文献[9，10]中研究了4PL的外包合同设计和对3PL的激励问题。Mukhopadhyay和Setaputra(2006)研究了4PL作为逆向物流集成商，在最优定价和退货策略中的角色[11]。Win(2008)介绍了4PL在组织内创造的价值，并制定适当的标准来衡量这种价值[12]。Büyüük
zkan，Feyzio
lu和Ersoy(2009)设计了基于二重模糊积分的4PL评价体系，用于对4PL的经营模式进行评价[13]。Liu和Jiang(2010)构建了4PL提供服务所需要的混合数据库[14]。但是已有4PL文献大多是研究对3PL的评价选择方法，4PL体系结构、运作模式、路径优化等。这些研究只强调协调，对3PL间的相互竞争没有给予太多的关注，没有研究3PL在承接4PL物流外包时的竞争关系和配送频率在3PL外包业务承接竞争中的作用，也没有研究系统结构和决策权分配对4PL、3PL和系统绩效的影响。
与本文相关的另一类文献是基于时间竞争的研究，这类文献研究了配送速度作为竞争优势来源对企业的影响。Stalk(1988)和Blackburn(1991)对这一问题进行了较全面的讨论[15,16]。Li(1992)研究了库存在基于服务时间竞争中的作用[17]。Kalai等(1992)，Li和Lee(1994)研究了处理速度对定价和公司绩效的影响，比如对市场份额和利润的影响[18,19]。Lederer和Li(1997)在消费者异质条件下把调度安排作为战略决策变量进行了研究[20]。So和Song(1998)研究了满足了配送时间约束条件下的竞争问题[21]。Hall和Porteus(2000)构建了动态模型，分析了消费者的动态行为变化[22]。Cachon和Harker(2002)研究了需求具有价格和时间敏感性时两个公司之间的竞争，并调查了业务外包对公司竞争的影响[23]。Ha，Li和Ng(2003)研究了供应商的价格和配送竞争[24]。经济学相关文献也研究了横向市场盘整的价格和能力竞争问题[25]。Ceglarek等(2004)研究了基于时间竞争在采用SO-VA方法的产品设计和制造中的角色[26]。Askenazy，Thesmar和Thoenig(2006)研究了基于时间竞争对组织选择行为和新技术关系的影响[27]。杨文胜和李莉(2005)根据供应链企业自身和市场对供应链企业实际响应能力评估差异的分析，构建了时间敏感需求下的供应链企业交货期相关定价模型[28]。马士华和王福寿(2006)对时间价格敏感型需求下的供应链决策模式进行了研究[29]。Thomas(2008)研究了供应链企业间基于时间竞争的相互影响关系[30]。Gu和Xie(2009)研究了在基于时间的竞争中，高层管理者的行为整合、决策速度和公司绩效[31]。但所有的这些文献都是研究当消费者承担延误成本时配送速度的作用。在本文中，我们研究了4PL物流业务外包配送频率(企业另一个基于时间的能力变量)的影响，与通常情况下由随机变量导致交货延迟或库存不一样，本文假定运输规模经济导致交货延迟或库存，且由4PL承担库存持有成本。本文与已有研究文献的另一个重要区别在于4PL拥有很大的影响3PL之间竞争的能力。
本文假定两个3PL在取得4PL物流业务外包时存在竞争，并且物流决策不是一步就能够完成，是一个分阶段的动态非合作决策过程。首先建立一个基于双方物流服务价格、配送频率和需求分配比例的三阶段非合作动态决策模型，然后使用逆向归纳法来求解该模型的纳什均衡，并对均衡结果进行了分析。在建立了三阶段非合作决策模型之后，我们构建了业务外包的ITIO最优模型。接着对两个模型的个体和系统绩效进行比较。然后通过算例分析验证本文的模型结果，比较两个模型优劣，发现模型规律，得出文章结论。本文剩余部分组织如下：第2部分建立4PL和3PL的成本收益函数；第3部分建立并求解物流业务外包的三阶段非合作动态决策模型；第4部分设计了ITIO最优模型；第5部分对两个模型进行了比较；第6部分通过算例比较分析两个模型的性质；第7部分得出本文的结论。
2 第四方物流企业与第三方物流企业的成本收益函数
2.1 问题描述
在物流外包合作中，4PL帮客户保管产品，并负责物流系统的设计、整合和优化，3PL负责产品的配送。为了简化模型，假设物流系统由一家4PL和两家3PL组成，这和丰田汽车零配件供应链的管理策略是一致的。这样做一方面可以让两家3PL互相竞争，有利于提高4PL向客户服务的效率、质量和服务水平，也有利于和3PL建立长期稳定的合作关系，维持服务稳定性。
命题1：配送频率是3PL的竞争优势的来源，它可以使得3PL获得更多的物流业务量。
4 库存运输联合优化模型
假定存在一个总公司，由其承接客户的物流业务，负责整个系统的运作，使整个物流系统实现库存运输最优化。总公司决定配送频率和物流需求分配比例后，由3PL负责配送。因为此时4PL与3PL都归总公司管理，所以不需要决定4PL支付给3PL的物流服务价格。
总公司的经营目标是最小化供应链配送系统中的总运输和库存成本。即求解下列这样一个最优化问题。
5 3PL同质条件下两个模型比较
当3PL不是同质的时候，我们不能够分析三阶段非合作动态决策模型在第一阶段的解。在3PL非同质条件下，通过广泛的数理分析，我们发现绝大多数3PL同质时的研究结论，在3PL非同质时仍然成立，除了成本较低的3PL成本优势(固定成本和可变成本)特别大之外。
6 算例分析
因为三阶段非合作决策纳斯均衡解中的最优价格无法用代数表达式计算出来，因而我们只能采用算例来分析模型的特征和性质。为了更好地分析和比较三阶段非合作动态决策模型和物流系统ITIO最优模型，对模型的相关参数赋值如表2。
先分析三阶段非合作动态决策模型。采用了Microsoft office Excel 2003版中数学规划求解的程序包来求解，可得出了这个三阶段的非合作动态博弈的子博弈精炼纳什均衡为(0.60，3.59，2.81，76.84，79.23)。即4PL支付给第三方物流企业1，2的单位物流服务价格分别为76.84元和79.23元，第三方物流企业1，2的年物流配送频率分别为3.59次和2.81次，4PL分配给第三方物流企业1，2的物流需求比例分别为0.60和0.40。由均衡解，可以算出4PL均衡时的物流总成本为876541.19元，其中库存成本为78603.00元，整合成本为20000元，4PL支付给第三方物流企业1，2的物流服务费用分别为460315.93元和317622.25元。第三方物流企业1，2的年收益分别为22991.77元和15341.69元，其年运输量总量分别为6000和4000吨，每次运输量分别为1667.88吨和1428.87吨。由系统总成本公式，可以算出采用三阶段非合作动态决策模型时整个物流系统的总成本为919696。
为了比较两个模型的成本，把三阶段模型算出的纳斯均衡解的配送频率和已知参数赋值代入物流系统ITIO最优模型。可以计算出由第三方物流企业1负责所有物流业务的成本为847844，由第三方物流企业2负责所有物流业务的成本为922152。因为第三方物流企业1的成本较小，所以4PL会把所有的物流业务都分配给第三方物流企业1。第三方物流企业1向4PL收取的服务费用为第三方物流企业2负责所有物流业务时的总成本922152，单位价格为922152/D=92.22，第三方物流企业1的利润为74308，市场份额比例为1，配送频率为3.59。第三方物流企业2的利润为0。
对比ITIO模型和三阶段非合作动态决策模型总成本，有847844＜919696，即三阶段非合作动态决策模型总成本大于ITIO模型的总成本。因此，把3PL和4PL整合成一家公司，是有利的，可以节约成本。这是因为把参与决策的各方成本内部化后，可以避免3PL和4PL追求个体最优目标，有利于实现整体最优。由上面的数例分析，可以知道三阶段非合作动态决策模型并非帕累托最优的，存在进一步改进的空间。
根据算例分析，我们可以得出各个自变量对三阶段非合作动态决策模型和物流系统ITIO最优模型最优配送频率的影响，如图2-5。
从上面算例分析可知：
1)在三阶段非合作动态决策模型中，当客户年物流需求总量D不断增大时，两家3PL的配送频率迅速增大，但增长速率小于物流需求量的增长速率，其比值
也在缓慢增加，这说明D增大时，两家3PL的相对竞争优势没有发生太大的变化；两家3PL收取的价格在不断减少，这说明需求总量不断增大时，产生的规模效应大大降低了3PL的物流服务成本，因而能以较低价格提供服务。
而在ITIO模型中，由于第三方物流企业1的成本较低，因此其市场份额为1。当客户需求总量从10000增加到50000时，第三方物流企业1的配送频率只是极为缓慢的增加。这可能有两个方面的原因：第一是为了取得配送时候的规模效应；第二是缺少了第三方物流企业2的竞争，第三方物流企业1可以不必提高配送频率来增加竞争优势。
7 结语
本文对3PL在承接4PL物流外包时基于配送频率的竞争关系和配送频率在3PL外包业务承接竞争中的作用进行了研究，并分析了竞争和决策权分配对4PL、3PL和系统绩效的影响。在4PL主导的物流业务外包中，由于服务价格由4PL决定，因此3PL进行配送频率竞争(属于基于时间的竞争)，更高的配送频率能够给3PL带来竞争优势。文章假定运输规模经济导致交货延迟或库存，这与一般文献假设由随机变量导致交货延迟或库存不一样。文章还假定4PL能够影响3PL之间的竞争，具有决定价格和3PL业务份额的能力。通过构建三阶段非合作动态决策模型和ITIO模型，比较了3PL竞争对个体和整体绩效的影响。我们着重分析了配送频率，因为配送频率是比较优势的来源之一。并在3PL同质且需求分配比例为0.5条件下，比较了两个模型的绩效，结果表明三阶段非合作动态决策模型的配送频率比物流系统ITIO最优值小29％；库存持有成本比ITIO最优值高41％；物流配送成本比ITIO最优值小21％；总成本比ITIO最优值大9％。
我们在分析不同决策模式下的个体绩效和系统绩效时假定3PL成本结构是一样的。当3PL成本结构不一样时，研究的定性结论仍然成立，但是定量结论的性质需要考虑成本的异质性。三阶段非合作动态决策模型虽然成本略高，但是它可以促进3PL之间的竞争，这有利于3PL业务能力和服务水平的提高。ITIO最优模型虽然具有一定的成本优势，但是其过分强调协调不利于3PL之间的竞争和提高。因此实际采用哪一种决策模式要视具体情况而定。采用ITIO决策模式还需要克服各方“效益背反”现象，使其采用与ITIO最优一致的策略。因此在ITIO决策模式下，需要设计合理的激励机制，使3PL最优策略与ITIO最优策略保持一致，最优机制设计也是一个值得研究的方向。
本文仅仅考虑了4PL决定价格时3PL之间的配送频率竞争，而有一定市场势力的3PL可能同时进行配送频率和价格竞争，这超出了本文的研究范围，可作为文章的未来研究方向。为方便分析模型的性质，我们仅关注于3PL之间基于配送频率的横向竞争，把调度、需求不确定性、信息不对称和行为学习这样一些因素考虑进来会使研究更富现实意义。
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