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4.2 模型构建与求解

基于双渠道回收闭环供应链的运作框架,分别研究供应链集中和分散决策下的制造商定价决策。分散决策下供应链各主体以自身利润最大化为目标,集中决策下供应链各主体以供应链整体利润最大化为目标。下面分别对分散决策和集中决策进行建模和求解。

4.2.1 分散决策模型

分散决策下制造商、零售商和线上回收商各自追求自身利润最大化。制造商与零售商、线上回收商进行Stackelberg模型博弈,制造商是市场领导者,零售商和线上回收商是追随者。在决策顺序上,制造商首先决定批发价格w和回收价格p m ,零售商和线上回收商随后分别决定销售价格p,回收价格p t 和p r

对于制造商而言,制造商利润主要包括两部分:一部分是销售环节制造商销售产品获利,另一部分是废旧产品再制造和拆解再利用获利。因此,制造商的利润函数为:

π m =(w-c n )q+k(c n -c r )(q r +q t )+v(1-k)(q r +q t )-p m (q r +q t

(4.1)

对于零售商而言,零售商利润主要包括两部分:一部分是销售环节零售商销售产品的销售获利,另一部分是接受制造商委托回收废旧产品获利。因此,零售商的利润函数为:

π r =(p-w)q+(p m -p r )q r -s 1 q r

(4.2)

对于线上回收商而言,获取利润的唯一途径是接受制造商委托回收废旧产品获利。因此,线上回收商的利润函数为:

π t =(p m -p t )q t -s 2 q t

(4.3)

利用逆向归纳法对模型进行求解。首先分别求π r 关于p和p r 的一阶偏导,π t 关于p t 的一阶偏导,令其等于0,联立方程组可求得最优解为:p r = ,p t = 和p= 。将p r ,p t 和p代入(4.1),对π m 求关于p m 、w的一阶偏导并且令其等于0,求解得:w * = = 。将w * 代入p r ,p t 和p可得p * = = - = -

将上述最优解带入相应主体利润函数,可得分散决策下制造商、零售商和线上回收商的最优利润分别为

=

=

+

-

=

为简化显示,其中:

G=2c n k(2 -m 1 m 2 - )+2c r k(-2 +m 1 m 2 + )+4k v-2km 1 m 2 v-2k v+6 s 1 -2 s 2 -4 v+m 1 m 2 s 1 -3m 1 m 2 s 2 +2m 1 m 2 v-3 s 1 + s 2 +2 v

H=(-4k v+2km 1 m 2 v+2k v+2 s 1 -6 s 2 +4 v+3m 1 m 2 s 1 -m 1 m 2 s 2 -2m 1 m 2 v- s 1 +3 s 2 -2 v)

4.2.2 集中决策模型

集中决策下制造商、零售商和线上回收商统一决策,实现整个闭环供应链系统的利润最大化,此时,闭环供应链总利润等于制造商、零售商和线上回收商三个主体的利润和,即总利润模型为:

Maxπ=(p-c n )q+k(c n -c r )(q r +q t
+v(1-k)(q r +q t )-p r q r -p t q t -s 1 q r -s 2 q t

(4.4)

分别对π中决策变量p、p r 和p t 求一阶偏导,联立方程组求解可得:p ** = = = 。将p ** 代入π可以得到集中决策下闭环供应链系统的最大利润为:

π ** = - (m 1 -m 2 )。 sURbPGLz0jok3sWP4BQ87bgu3QbCcHdYeRd5MeSpgWqsSSSNi7DdR0cjbqDTbo0k

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