忠实契约下石油装备闭环供应链对需求突发事件协调能力的实证研究

徐畅+李九斤+王艳秋

[摘要] 石油石化行业是中国的能耗大户，行业范围内的突发事件发生频率近年呈上升趋势，闭环供应链管理是石油装备制造业实现节能减排的重要手段。需求突发事件会给石油装备闭环供应链带来一定程度的影响。当石油装备的产品需求变化不大时，忠实契约参数可以保持不变，此时供应链具备协调性；当市场需求变化较大时，修正忠实契约参数依然可以使石油装备闭环供应链保持协调性。无论需求变化大小，石油装备经销商的市场回收价格均无需改变。

[关键词] 忠实契约；石油装备闭环供应链；需求突发事件；回收品

[中图分类号]F27005[文献标识码]A[文章编号] 1673-5595（2014）04-0006-05

一、引言

在全球碳减排的巨大压力下，资源与环境的和谐发展成为人们共同关注的话题。伴随近几年持续的高油价刺激，石油装备制造业成为炙手可热的行业之一。如今，中国大部分石油装备整机寿命长且价格昂贵，若由于整机中某个部件损坏而导致整机报废将造成巨大的经济损失。[1]为帮助石油装备制造业实现节能减排目标，中国陆续成立了一些区域性的石油装备制造业技术创新战略联盟，主要对重要的石油装备如抽油机、抽油泵、螺杆泵、输油泵等开展再制造技术研究，并获得了一些研究成果。[23]除了依靠技术改进，管理节能也是实现石油装备制造业节能减排目标的必要手段，其对提高机采系统运行效率、降低油田生产能耗、加快促进石油装备的绿色低碳发展都具有重要意义。

闭环供应链是2003年提出的新物流概念，并在近些年愈加受到行业和学者重视。闭环供应链是指企业从原材料采购到销售完成的完整供应链循环，是涵括了产品回收与生命周期支持的逆向物流。基于闭环供应链视角的管理活动是把经济行为与环境构筑为一体，强调经济增长与生态环境的辩证关系。这一管理理念不仅有助于企业和行业的可持续发展，也有助于整个社会的可持续发展。因此，在构筑“强环境绩效”方面，闭环供应链表现出的优势远远超过了传统供应链，其节能、环保的生产理念也被越来越多的企业所接受。从全球范围看，近些年来，突发事件的爆发频率均有上升趋势，而由于石油工业生产的特殊性，该行业内爆发突发事件的后果通常更为严重，石油企业为此遭受的损失也往往难以想象。[4]因此，借鉴闭环供应链思想，在一定的契约条件下，对石油装备闭环供应链应对需求突发事件的协调能力进行研究成为亟待解决的问题。

从现有的研究成果看，基于供应链视角应对突发事件的研究还刚起步，比较典型的研究有：张宁等根据供应链风险发生的来源将突发事件风险分为供应中断、运营中断和需求突变，由此提出基于企业协作的供应链突发事件应急策略选择框架；[5]董菁等从供应链突发事件的冲击过程出发，提出了供应链突发事件的损失评价方法。[6]然而，由于闭环供应链兼容了正向供应链和逆向供应链的内容，有关研究自然更加复杂，针对闭环供应链协调能力的研究也就更为少见，可检索到的典型文献如王玉燕在考虑了供应链中的随机需求的基础上，分析了在收益共享契约以及回购契约条件下闭环供应链对突发事件的协调作用。[7]7883，[8]在闭环供应链的应急协调能力方面，这些成果为后续的研究提供了很好的借鉴。

上述研究均以“制造商—经销商”式的二级供应链为研究对象，针对更为复杂的三级供应链研究却是凤毛麟角。在石油装备市场环境中，被采用的多是忠实契约（Fidelity Discount Contract），即根据客户购买的某种石油装备或产品占其对该石油装备或产品总需求量的比例向该客户提供折扣。因此，在前人研究的基础上，本文以忠实契约下的石油装备闭环供应链为研究对象，分析当需求突发事件爆发后，石油装备闭环供应链的最优订货量和石油装备经销商的最优市场回收价格受到的影响，借此分析石油装备闭环供应链对需求突发事件的协调能力，由此得出一些有益结论。

二、研究假设

一个基准的闭环供应链是“供应商—制造商—经销商”式的三级供应链，很多情况下，供应商与制造商之间、制造商与经销商之间均遵守忠实契约。

为使现有闭环供应链协调，需合理设置经销商对制造商/制造商对供应商的转移支付中的参数，使得在这样的契约约束下，该供应链利润最大的最优解同样也是各供应链成员的产量/订货量决策的纳什均衡点。在不损害其他主体利益以增加自己收益的前提下，各供应链成员在该最优决策点上均取得最大收益。由此，本文提出：

假设1：在忠实契约的约束下，闭环供应链各成员的利润函数均与闭环供应链总利润函数呈线性关系。

中国石油大学学报（社会科学版）2014年8月第30卷第4期徐畅，等：忠实契约下石油装备闭环供应链对需求突发事件协调能力的实证研究在上述基准闭环供应链中，假设信息不对称程度偏低，经销商已取得最优订货量q*，供应商也由此取得相应的原料需求量。如前所述，在石油市场环境中，不论人为或非人为因素，突发事件偶有发生，其典型特征是低概率高风险，产品需求往往因此而改变，在严重的情况下，行业内会发生供应链断裂，导致行业利润流失、利益结构失衡。例如2008年突然爆发全球金融危机，国际油价迅速下跌并低位波动，由此导致中国石油装备制造企业订单萎缩，大量上下游企业出现亏损。2013年，“11·22”青岛中石化输油管道突发泄漏爆炸特别重大事故，造成了多人死亡以及不可挽回的巨额财产损失。从供应链角度讲，突发事件分三种类型：供应中断、运营中断和需求突变。由于各种不确定性导致石油装备市场需求发生变化时，石油装备制造企业闭环供应链的最优订货量必然发生变化，而只有市场需求变化较大时，石油装备制造业闭环供应链的最优订货量才有必要改变。因此，无论需求变化程度如何，经销商的最优回收价格均无需调整。事实上，正是由于最优订货量的变化，原有的契约参数才需要调整以保证新的闭环供应链的协调性。由此，本文提出：

假设2：在闭环供应链的前提下，若需求突发事件造成市场需求增加/减少，石油装备制造企业新的最优订货量不小于/不大于原有最优订货量，供应链可以保持协调。

假设3：在闭环供应链的前提下，需求突发事件发生后，石油装备经销商的最优市场回收价格保持不变。

假设4：在闭环供应链的前提下，当需求突发事件导致市场需求变化较大时，石油装备闭环供应链的协调性被打破，此时需修正契约参数以保持协调性。

三、忠实契约下石油装备制造闭环供应链各成员利润函数的关系

在忠实契约的约束下，闭环供应链各成员的行为具体满足以下前提：石油装备制造企业在前期已有销售完成的产品，到期品或废弃品（统称回收品）的再制造由石油装备制造企业负责（即M型闭环供应链，见图1）；单周期下闭环供应链需要协调；只要满足质量要求，回收品中的原材料或零部件均可用于产品再制造，但再制造产品的质量与全新产品的质量应一致；闭环供应链中各成员完全理性、信息完全且风险中性，即闭环供应链各成员均知道彼此的收益函数和成本结构，均能成功预测市场需求；考虑市场大多数情况，即石油装备制造企业占供应链主导地位，石油装备制造企业制定忠实产品的折扣系数/批发价（出厂价），并将其作为契约参数；经销商接受该折扣系数；石油装备制造企业可以满足经销商的全部订货需求。

图1基准的M型石油装备闭环供应模型在上述前提下，经销商按市场价格进行回收，石油装备制造企业则以高于市场回收价的价格从经销商处再回收；经石油装备制造企业加工再制造的、与全新产品无异的新产品和全新产品一起用来满足经销商的下期订单。具体涉及到的要素及其含义见表1（常规情况下，各要素均为非负值）。表1基准的M型闭环供应链各要素及其含义

要素名称含义要素名称含义 q经销商的订货量Q（prr）经销商回收的产品数量 D/F/f经销商面临的市场随机需求/D的分布函数/F的密度函数Cm/Cmr石油装备制造企业生产全新产品的边际生产成本/加工再制造回收品的边际生产成本 pm石油装备制造企业提供给经销商的出厂价Cr/Crr经销商的边际订货成本/市场回收的边际回收成本 p经销商的产品零售价格Cs供应商的单位生产成本 ps供应商提供给石油装备制造企业的产品生产所必需的原料价格gr/gm/gs经销商/石油装备制造企业/供应商因缺货导致的边际惩罚成本 prm石油装备制造企业于经销商处回收的边际回收价格Vrm期末回收品的单位再制造价值 prr经销商于市场回收的边际回收价格Vr经销商期末库存产品的单位残值

由上述假设可得经销商的期望销售量：S（q）=q-∫q0G（y）·dy，进一步可得，供应商的期末期望库存量I（q）=q-S（q），期末未满足市场需求的库存量L（q）=μ-S（q）。

设Tr为经销商对石油装备制造企业的转移支付，Tm为石油装备制造企业对供应商的转移支付，则有：

四、忠实契约下石油装备闭环供应链对需求突发事件的协调

（一）需求突发事件影响下石油装备闭环供应链各成员利润函数的变化

在需求突发事件的影响下，石油装备经销商面临的产品需求发生变化，其需求分布由原来的F变为G（密度函数为g）。同样，G可微且严格递增，G（0）=0，则经销商新的期望需求为μG=E（DG），经销商新的期望销售量为SG（q）=q-∫q0G（y）·dy，所以，期末新的期望库存量为IG（q）=q-SG（q），期末未满足市场需求的库存量为LG（q）=μ-SG（q）。

在这里，最优订货量q*存在两种可能变化：一种情况是，受突发事件影响，石油装备的产品需求增加，此时新的订货量q>q*，石油装备制造企业将为新增的订货量付出生产成本λ1；另一种情况是，受突发事件影响，石油装备的产品需求减少，如2012年初苏丹南北分裂，中石油与原苏丹的石油合作由原来的双边关系演化为地区性的三边关系，频繁的地区冲突不但影响勘探和生产活动，也导致相应装备及工具的需求锐减。此时新的订货量q

六、结论

需求突发事件具有偶然性，会给原本协调的石油装备闭环供应链带来严重影响，修正契约参数可以让闭环供应链保持较好的协调性，从而在一定程度上减弱上述影响，因此，石油装备闭环供应链在应对需求突发事件方面具有较好的协调能力。对中国石油装备制造企业来说，上述结论无疑为其未来发展提供了很好的思路和借鉴。当然，本文的研究立足制造商主导并回收再制造的石油装备闭环供应链模式，未来可能会有更多的石油装备经销商掌握供应链利润分配的主动权，由经销商主导的、制造商回收再制造的石油装备闭环供应链（即R型闭环供应链）在参数设置方面将与本文研究情况有较大不同，这将是下一步研究的主要方向。

[参考文献]

[1] 戴照明. 我国石油安全战略研究[J]. 科学社会主义，2013（1）：4044.

[2] 李浩光，田治礼，冯兴田. 钻井用柴油机节能控制系统的研究与开发[J]. 电气应用，2012（31）：4245.

[3] 陈柳钦. 我国石油石化装备制造业发展的路径选择[J]. 当代经济管理，2013（1）：5360.

[4] 郭杰，王广忠， 赵永峰. 中石油装备出口的发展战略探讨[J]. 中国石油大学学报：社会科学版，2011（8）：1115.

[5] 张宁，刘春林.应对供应链突发事件风险的企业协作应急策略[J].商业经济与管理，2011（3）：1722.

[6] 董菁，季建华，孙琦. 供应链突发事件的损失评价研究[J]. 统计与决策，2011（9）：173175.

[7] 王玉燕.收益共享契约下闭环供应链应对突发事件的协调分析[J].中国管理科学，2009（12）：7883.

[8] 王玉燕.回购契约下闭环供应链对突发事件的协调应对[J].运筹与管理，2009（12）：4652.

[责任编辑：张岩林]

假设3：在闭环供应链的前提下，需求突发事件发生后，石油装备经销商的最优市场回收价格保持不变。

假设4：在闭环供应链的前提下，当需求突发事件导致市场需求变化较大时，石油装备闭环供应链的协调性被打破，此时需修正契约参数以保持协调性。

三、忠实契约下石油装备制造闭环供应链各成员利润函数的关系

在忠实契约的约束下，闭环供应链各成员的行为具体满足以下前提：石油装备制造企业在前期已有销售完成的产品，到期品或废弃品（统称回收品）的再制造由石油装备制造企业负责（即M型闭环供应链，见图1）；单周期下闭环供应链需要协调；只要满足质量要求，回收品中的原材料或零部件均可用于产品再制造，但再制造产品的质量与全新产品的质量应一致；闭环供应链中各成员完全理性、信息完全且风险中性，即闭环供应链各成员均知道彼此的收益函数和成本结构，均能成功预测市场需求；考虑市场大多数情况，即石油装备制造企业占供应链主导地位，石油装备制造企业制定忠实产品的折扣系数/批发价（出厂价），并将其作为契约参数；经销商接受该折扣系数；石油装备制造企业可以满足经销商的全部订货需求。

图1基准的M型石油装备闭环供应模型在上述前提下，经销商按市场价格进行回收，石油装备制造企业则以高于市场回收价的价格从经销商处再回收；经石油装备制造企业加工再制造的、与全新产品无异的新产品和全新产品一起用来满足经销商的下期订单。具体涉及到的要素及其含义见表1（常规情况下，各要素均为非负值）。表1基准的M型闭环供应链各要素及其含义

要素名称含义要素名称含义 q经销商的订货量Q（prr）经销商回收的产品数量 D/F/f经销商面临的市场随机需求/D的分布函数/F的密度函数Cm/Cmr石油装备制造企业生产全新产品的边际生产成本/加工再制造回收品的边际生产成本 pm石油装备制造企业提供给经销商的出厂价Cr/Crr经销商的边际订货成本/市场回收的边际回收成本 p经销商的产品零售价格Cs供应商的单位生产成本 ps供应商提供给石油装备制造企业的产品生产所必需的原料价格gr/gm/gs经销商/石油装备制造企业/供应商因缺货导致的边际惩罚成本 prm石油装备制造企业于经销商处回收的边际回收价格Vrm期末回收品的单位再制造价值 prr经销商于市场回收的边际回收价格Vr经销商期末库存产品的单位残值

由上述假设可得经销商的期望销售量：S（q）=q-∫q0G（y）·dy，进一步可得，供应商的期末期望库存量I（q）=q-S（q），期末未满足市场需求的库存量L（q）=μ-S（q）。

设Tr为经销商对石油装备制造企业的转移支付，Tm为石油装备制造企业对供应商的转移支付，则有：

四、忠实契约下石油装备闭环供应链对需求突发事件的协调

（一）需求突发事件影响下石油装备闭环供应链各成员利润函数的变化

在需求突发事件的影响下，石油装备经销商面临的产品需求发生变化，其需求分布由原来的F变为G（密度函数为g）。同样，G可微且严格递增，G（0）=0，则经销商新的期望需求为μG=E（DG），经销商新的期望销售量为SG（q）=q-∫q0G（y）·dy，所以，期末新的期望库存量为IG（q）=q-SG（q），期末未满足市场需求的库存量为LG（q）=μ-SG（q）。

在这里，最优订货量q*存在两种可能变化：一种情况是，受突发事件影响，石油装备的产品需求增加，此时新的订货量q>q*，石油装备制造企业将为新增的订货量付出生产成本λ1；另一种情况是，受突发事件影响，石油装备的产品需求减少，如2012年初苏丹南北分裂，中石油与原苏丹的石油合作由原来的双边关系演化为地区性的三边关系，频繁的地区冲突不但影响勘探和生产活动，也导致相应装备及工具的需求锐减。此时新的订货量q

六、结论

需求突发事件具有偶然性，会给原本协调的石油装备闭环供应链带来严重影响，修正契约参数可以让闭环供应链保持较好的协调性，从而在一定程度上减弱上述影响，因此，石油装备闭环供应链在应对需求突发事件方面具有较好的协调能力。对中国石油装备制造企业来说，上述结论无疑为其未来发展提供了很好的思路和借鉴。当然，本文的研究立足制造商主导并回收再制造的石油装备闭环供应链模式，未来可能会有更多的石油装备经销商掌握供应链利润分配的主动权，由经销商主导的、制造商回收再制造的石油装备闭环供应链（即R型闭环供应链）在参数设置方面将与本文研究情况有较大不同，这将是下一步研究的主要方向。

[参考文献]

[1] 戴照明. 我国石油安全战略研究[J]. 科学社会主义，2013（1）：4044.

[2] 李浩光，田治礼，冯兴田. 钻井用柴油机节能控制系统的研究与开发[J]. 电气应用，2012（31）：4245.

[3] 陈柳钦. 我国石油石化装备制造业发展的路径选择[J]. 当代经济管理，2013（1）：5360.

[4] 郭杰，王广忠， 赵永峰. 中石油装备出口的发展战略探讨[J]. 中国石油大学学报：社会科学版，2011（8）：1115.

[5] 张宁，刘春林.应对供应链突发事件风险的企业协作应急策略[J].商业经济与管理，2011（3）：1722.

[6] 董菁，季建华，孙琦. 供应链突发事件的损失评价研究[J]. 统计与决策，2011（9）：173175.

[7] 王玉燕.收益共享契约下闭环供应链应对突发事件的协调分析[J].中国管理科学，2009（12）：7883.

[8] 王玉燕.回购契约下闭环供应链对突发事件的协调应对[J].运筹与管理，2009（12）：4652.

[责任编辑：张岩林]

假设3：在闭环供应链的前提下，需求突发事件发生后，石油装备经销商的最优市场回收价格保持不变。

假设4：在闭环供应链的前提下，当需求突发事件导致市场需求变化较大时，石油装备闭环供应链的协调性被打破，此时需修正契约参数以保持协调性。

三、忠实契约下石油装备制造闭环供应链各成员利润函数的关系

在忠实契约的约束下，闭环供应链各成员的行为具体满足以下前提：石油装备制造企业在前期已有销售完成的产品，到期品或废弃品（统称回收品）的再制造由石油装备制造企业负责（即M型闭环供应链，见图1）；单周期下闭环供应链需要协调；只要满足质量要求，回收品中的原材料或零部件均可用于产品再制造，但再制造产品的质量与全新产品的质量应一致；闭环供应链中各成员完全理性、信息完全且风险中性，即闭环供应链各成员均知道彼此的收益函数和成本结构，均能成功预测市场需求；考虑市场大多数情况，即石油装备制造企业占供应链主导地位，石油装备制造企业制定忠实产品的折扣系数/批发价（出厂价），并将其作为契约参数；经销商接受该折扣系数；石油装备制造企业可以满足经销商的全部订货需求。

图1基准的M型石油装备闭环供应模型在上述前提下，经销商按市场价格进行回收，石油装备制造企业则以高于市场回收价的价格从经销商处再回收；经石油装备制造企业加工再制造的、与全新产品无异的新产品和全新产品一起用来满足经销商的下期订单。具体涉及到的要素及其含义见表1（常规情况下，各要素均为非负值）。表1基准的M型闭环供应链各要素及其含义

要素名称含义要素名称含义 q经销商的订货量Q（prr）经销商回收的产品数量 D/F/f经销商面临的市场随机需求/D的分布函数/F的密度函数Cm/Cmr石油装备制造企业生产全新产品的边际生产成本/加工再制造回收品的边际生产成本 pm石油装备制造企业提供给经销商的出厂价Cr/Crr经销商的边际订货成本/市场回收的边际回收成本 p经销商的产品零售价格Cs供应商的单位生产成本 ps供应商提供给石油装备制造企业的产品生产所必需的原料价格gr/gm/gs经销商/石油装备制造企业/供应商因缺货导致的边际惩罚成本 prm石油装备制造企业于经销商处回收的边际回收价格Vrm期末回收品的单位再制造价值 prr经销商于市场回收的边际回收价格Vr经销商期末库存产品的单位残值

由上述假设可得经销商的期望销售量：S（q）=q-∫q0G（y）·dy，进一步可得，供应商的期末期望库存量I（q）=q-S（q），期末未满足市场需求的库存量L（q）=μ-S（q）。

设Tr为经销商对石油装备制造企业的转移支付，Tm为石油装备制造企业对供应商的转移支付，则有：

四、忠实契约下石油装备闭环供应链对需求突发事件的协调

（一）需求突发事件影响下石油装备闭环供应链各成员利润函数的变化

在需求突发事件的影响下，石油装备经销商面临的产品需求发生变化，其需求分布由原来的F变为G（密度函数为g）。同样，G可微且严格递增，G（0）=0，则经销商新的期望需求为μG=E（DG），经销商新的期望销售量为SG（q）=q-∫q0G（y）·dy，所以，期末新的期望库存量为IG（q）=q-SG（q），期末未满足市场需求的库存量为LG（q）=μ-SG（q）。

在这里，最优订货量q*存在两种可能变化：一种情况是，受突发事件影响，石油装备的产品需求增加，此时新的订货量q>q*，石油装备制造企业将为新增的订货量付出生产成本λ1；另一种情况是，受突发事件影响，石油装备的产品需求减少，如2012年初苏丹南北分裂，中石油与原苏丹的石油合作由原来的双边关系演化为地区性的三边关系，频繁的地区冲突不但影响勘探和生产活动，也导致相应装备及工具的需求锐减。此时新的订货量q

六、结论

需求突发事件具有偶然性，会给原本协调的石油装备闭环供应链带来严重影响，修正契约参数可以让闭环供应链保持较好的协调性，从而在一定程度上减弱上述影响，因此，石油装备闭环供应链在应对需求突发事件方面具有较好的协调能力。对中国石油装备制造企业来说，上述结论无疑为其未来发展提供了很好的思路和借鉴。当然，本文的研究立足制造商主导并回收再制造的石油装备闭环供应链模式，未来可能会有更多的石油装备经销商掌握供应链利润分配的主动权，由经销商主导的、制造商回收再制造的石油装备闭环供应链（即R型闭环供应链）在参数设置方面将与本文研究情况有较大不同，这将是下一步研究的主要方向。

[参考文献]

[1] 戴照明. 我国石油安全战略研究[J]. 科学社会主义，2013（1）：4044.

[2] 李浩光，田治礼，冯兴田. 钻井用柴油机节能控制系统的研究与开发[J]. 电气应用，2012（31）：4245.

[3] 陈柳钦. 我国石油石化装备制造业发展的路径选择[J]. 当代经济管理，2013（1）：5360.

[4] 郭杰，王广忠， 赵永峰. 中石油装备出口的发展战略探讨[J]. 中国石油大学学报：社会科学版，2011（8）：1115.

[5] 张宁，刘春林.应对供应链突发事件风险的企业协作应急策略[J].商业经济与管理，2011（3）：1722.

[6] 董菁，季建华，孙琦. 供应链突发事件的损失评价研究[J]. 统计与决策，2011（9）：173175.

[7] 王玉燕.收益共享契约下闭环供应链应对突发事件的协调分析[J].中国管理科学，2009（12）：7883.

[8] 王玉燕.回购契约下闭环供应链对突发事件的协调应对[J].运筹与管理，2009（12）：4652.

[责任编辑：张岩林]