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不同策略下的再制造利润模型研究

作者 :刘 斌更新时间:2012-11-5

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逆向供应链在减少企业运营成本、增加利润、改善企业的现金流、提高客户服务质量、为企业赢得信用和提升品牌形象方面的影响日益显著,越来越多的企业涉足逆向供应链。V.Daniel R.Guide jr. 等认为“逆向供应链是指为了从客户手中回收使用过的产品所必需的一系列活动,其目的是对回收品进行处置,或者再利用”。本文主要研究消费者旧产品的回收再制造,与许多现有文献中假定再制造产品与新产品质量性能无差异不同,本文研究限定在与新产品质量、价格存在差异的再制造产品,这样的产品在实践中也广泛存在,比如:一些简易包装的激光打印机硒鼓、再制造的手机等。这些产品的性能与新产品差异不是很大,但在包装或者其他方面有所差异,而且价格明显低于原装产品。由于质量性能与原装产品差异不大,而价格非常优惠,有一定的市场占有率。研究这类产品带给生产厂商的利润是有意义的。用于再制造的旧产品可以由生产商回收,或者委托第三方逆向物流公司完成,不同的回收方式会对生产商的利润产生影响,当第三方回收时的规模效益充分体现时,生产商和第三方都可以从再制造中获益,而且生产商的利润有可能大于由其独立回收的情况。第三方逆向物流一般具备的职能是:回收产品的检测、拆解、仓储、分类、运输、货品跟踪与担保、结算、客户通知等,使得产品的回收能够安全准确地送达协议指定的地点。第三方逆向物流除了负责将旧产品回收后返还给生产商外,还可以承担部分检测、修理、拆解等流程,而核心业务主要由有制造、修理能力的生产商完成。
   R. Canan Savaskan (2004) 详细叙述了由生产商回收旧产品,委托零售商回购,以及委托第三方回收的再制造模型,提出利用第三方的方式时,供应链的利润相对要差一些,原因是向第三方购买回收物品对于整个供应链而言是一种支出。该模型建立在多个假设基础上,在实际操作中,直接由原生产商回收旧产品再制造和第三方独立再制造商的再制造单位回收成本是不相同的。再制造产品的销售具有不确定性。而第三方再制造商由于具备规模效益,可以对多家同类产品回收再制造,利用自身的技术和资源共享优势减少回收的不确定性,降低再制造成本。本文模型主要研究分别由生产商及第三方逆向物流公司负责回收时再生产产品利润最大时的产量和价格,并且分析在满足哪些条件时,由第三方逆向物流负责回收生产商的利润更优。
   2 第三方回收的优势分析
   旧产品回收再制造包括从供应商到生产商、零售商再到消费者的正向供应链,以及旧产品从消费者逆向回流的过程。其中旧产品可以通过生产商或者其零售商回收后再制造,也可以由委托第三方逆向物流公司回收。生产商通过投标等方式选择价格和服务最优的第三方逆向物流公司,与其签订契约,包括对旧产品回收、技术支持、质量保证、保险等都有一定的合同保证。由于第三方可能对同类或相似产品的多家厂商产品再制造负责,可能会产生一定数量的可循环利用的原材料供给供应商,其再制造产品可以通过电子商务网站直接销售给消费者,但这不属于本文研究的范畴。本文限定于生产商或者第三方负责回收旧产品,第三方可以部分或者全部地完成检测、拆解、储存和运输等流程,但核心再制造任务由生产商完成。
   委托第三方完成旧产品的回收有一定的优势。第一,第三方逆向物流公司可以在信誉、价格、服务质量等各方面竞争,也可以利用网络系统与其他厂家分享知识,积累产业经验。生产商可以因第三方企业竞争带来的改革和效率提升而受益。由于第三方的集中运作方式,更利于政府和公众的监督。第二,节约物流费用。由生产商负责回收时,需要建立回收检测点,这些进行初步检测的机构是为了减少无回收价值产品的逆向物流费用,但是对于单个的厂家而言,考虑到投资成本和回收数量,回收检测点的数量是很有限的。第三方回收商为多个生产厂家服务,可以负责特定区域的大量产品,配备更多的回收检测机构,相应的运输距离会减小。第三,第三方逆向物流的介入使得批量化的收集检测拆分以及同类可替代品的互换成为可能,从而减小供给生产商的回收配件的数量和时间的不确定性。由于在一个区域一些特定的商品类只需要到达一个特定的回收地点,所以更容易开发一个废旧产品回收检测信息系统。第四,原制造商的旧产品回收数量和再制造后的剩余物数量有限,而第三方由于为多厂商服务数量比较庞大,可以循环利用产生原材料。所以,委托第三方回收的模式从战略上讲是可行和有利的。
   3 问题
   问题1:再制造成本主要依赖于回收成本、检测成本、产品拆分成本、组装加工成本等。考虑到逆向物流的规模效益,由生产商直接回收的方式与由第三方负责回收可以在回收、检测、产品拆分成本等方面不同,尤其是有些生产商直接与非营利性的环保组织合作的情况,比如,NIKE与NRC(National Recycling Coalition)的合作时,回收、运输等成本要小的多。
   问题2:生产商与第三方的投资回收率不同。第三方用于逆向物流的投资可以让多个厂家的产品共享,单位产品回收成本相应地就要比由生产商投资回收时的低。如果仍然假定厂商和第三方是同一投资回收率的话,体现不出规模效益。
   4 模型假设和符号
   本文中的符号依次为: Cr:核心再制造流程的单位生产成本(不包括回收等逆向物流成本);q:再制造产品数量; Q:生产商的最大再制造能力;Ii:用于回收的固定投资成本;A1:生产商直接回收旧产品的单位费用;A2:第三方回收旧产品的单位费用;b:支付给第三方逆向物流的可再制造产品单位价格;p:再制造产品的单位零售价格; P:市场销售量为零时的可能的最大再制造产品单位零售价格;R1:生产商负责回收时生产商的利润;R2:委托第三方回收时的生产商利润;R3:委托第三方回收时第三方的利润;r1:生产商的回收率;r2:第三方的回收率;d:未售出产品的单位处理费用。
   假设1:再制造产品与新产品性能和价格有差异,新产品与再生产产品的市场需求独立。
   假设2:市场需求具有一定的随机性,再制造后销售不出去的产品需要被处理,存在最终的废物处理费用。
   假设3:认为产品的整个回收再制造成本主要有两大块组成:即产品逆向物流成本(包括旧产品回收、检测和拆解、运输等)和核心再制造成本(主要是指必须由生产商完成的核心再加工过程)。其中逆向物流部分可以由生产商独立完成也可以委托第三方逆向物流公司完成,两种方式的成本是不同的,就可变成本而言,考虑到规模效益,第三方单位逆向物流成本小于生产商回收时的单位逆向物流成本,即:,本文中为了叙述简便,用“回收”一词来代表再制造流程的前半部分,即回收、检测和拆解、运输等可以由第三方独立完成的逆向物流部分的总和。
   假设4:旧产品回收率ri=,Ci为比例参数,Ii为回收固定成本投入。由于第三方逆向物流可同时为多个生产厂家服务,所以逆向物流网络的利用率比较高,相等的固定成本投资回收率要高于由生产商回收的情形。因此,由第三方回收时该公式的比例参数要小于由生产商回收时的比例参数,即:C2<C1,Ii=ri2Ci ,i=1表示生厂商,i=2表示第三方。
   5 建立模型
   5.1生产商负责回收和再制造的模型
   该模型中,再制造产品的销售概率由决定。其中,P为产品销售概率为零时再制造产品的最高可能价格,K为敏感变量。销售概率与P减去p的差额,以及最大再生产能力减去当前的产成品数量之间的差额都成正比。该公式在Subrate Mitra 2005 [2]中应用。相应地,市场销售量为,生产商的利润函数为:
(1)
对p求二阶偏导数,得:;由于;且(1)式中销售概率大于零时有实际意义,所以,从而。
对q求二阶偏导数,得:;由于;且(1)式中销售概率大于零时有实际意义,所以,从而。
所以,R1在q*,p*处有极大值。
分别对q,p求一阶偏导,可以得到最优的利润时的再制造产品产量q*,零售价格p*:
;令 ;;则:
将q*、p*分别带入(1)得到采用该策略时,可以得到生产商的最大利润。
   5.2 第三方回收时生产商再制造利润模型
在该模型中,生产商为从第三方得到可再制造的核心配件,支付单位回购价格b,此时,逆向物流的固定成本和可变成本均由第三方支付。
   委托第三方回收时生产商的利润模型为:
   (2)
分别对p,q求二阶偏导数,得:和,所以,R2在q*,p*处有极大值。
分别对q,p求一阶偏导,可以得到最优的利润时的再制造产品产量q*,零售价格p*:
;令 ;;则:
将q*、p*分别带入(2)得到采用该策略时生产商再制造的最大利润。
   此时,第三方的利润为: (3)
将带入(3)可以得到第三方的最大利润。
   6 结论
从(1)、(2)比较可以看出,模型中不同的是旧产品回收的逆向物流费用,如果,则由第三方回收时生产商有利可图,对于第三方而言,
根据前文中的分析,由于规模经济,同样的回收数量,第三方的固定成本和可变成本投入要比生产商回收时低,即: (4)
   所以,只要条件成立,生产商和第三方都可以从回收再生产中获利。
   本文通过对与新产品有差异的再制造产品的最优利润、产量和价格的分析,可以指导生产商确定合理的回收数量、处理数量和销售价格。分析将回收等逆向物流流程外包给第三方逆向物流公司时,如何确定生产商和第三方逆向物流公司均受益的外包价格。进一步的研究可以考虑有价格差异的再制造产品与新产品竞争市场份额的情况,另外,可以考虑包括打磨等的更多层次的再加工产品层次,回收和销售在时间和数量上的不确定性可以进一步扩展。 职称论文发表网http://www.issncn.com 职称论文发表网http://www.issncn.com

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