Title: 混合契约下应急物资政企三级联合储备模型研究
Key words: 应急物资；生产能力储备；期权契约；数量柔性契约；原材料储备
DOI:
Publication: 海南大学学报(人文社会科学版) 【CSSCI】
Cite: 郭柯廷, 巩玲君. 混合契约下应急物资政企三级联合储备模型研究[J/OL]. 中国管理科学.

摘要

新冠疫情等重大突发事件给政府的应急物资保障工作带来了严峻挑战。为确保应急物资能够及时供应，满足人民群众和社会各界的需求，政府与制造商签订了应急物资储备协议。然而，现有研究多集中于政府与制造商之间的合作，鲜有涉及原材料供应商在应急物资保障体系的角色。基于此，本文利用数量柔性契约和期权契约，构建了包含政府、制造商、供应商的三级联合储备模型。其中，政府与制造商建立应急物资柔性储备契约，制造商与供应商建立原材料储备期权契约，分析了制造商将加急生产的原材料交付供应商代储的情境下，政府、制造商和供应商的储备决策。并在此基础上，与政府–制造商联合储备模型进行对比和敏感性分析。研究结果显示，在特定条件下，政企三级联合储备模型不仅能够提高整体应急物资储备量，减轻制造商的储备负担，还有助于提高制造商和供应商的利润，降低政府的储备成本，显著增强了应急物资保障能力。本研究为政府、制造商和供应商之间开展有效的应急物资联合储备合作提供了理论指导。

引言

应急物资保障是国家应急管理体系和能力建设的重要内容。为加强应急物资保障体系建设，政府颁布了《“十四五”应急物资保障规划》，规划要推动形成中央和地区实物储备、能力储备、社会储备及军民融合储备相结合的多层次应急物资储备体系。近年来，各级地方政府也在持续探索与企业开展应急物资联合储备。众多学者也从供应链契约入手，针对应急物资联合储备的相关问题开展了丰富研究。

应急物资采购契约要能够适应灾后应急物资需求的不确定性[^1]，学者们一般采用数量柔性契约和期权契约等带有柔性机制的契约来研究政企应急物资联合储备的问题。在数量柔性契约方面，数量柔性契约指的是供应方允许采购方感知到未来市场需求发生变化后改变原始订购量的一种供应链契约形式，能够提高采购方的灵活性，更好地适应环境需求[^2]。Nikkhoo 等[^3]研究发现，在救灾供应链中纳入数量柔性契约，不仅能够降低救援过程中的成本损失，同时可以提高受灾民众的满意度，提升救援效率。Balcik 等[^4]也基于此契约研究了政府应急物资的供应商选择问题。Torabi 等[5]研究了数量柔性契约下应急物资储备及救援网络设计问题。扈衷权等[6]假设政府自身从市场采购一部分物资储备的同时，还给供应方提供一个数量柔性采购价格，期望其接受契约与政府共同储备应急物资，研究政府和企业的决策行为。刘阳等[7-8]通过考虑灾害事件状态转移对储备决策的影响，利用数量柔性契约，研究了基于突发事件状态转移的政企应急物资采购模型，并进一步将马尔可夫链纳入应急供应链协调，阐明了灾害状态转换期间政府与企业的契约实现条件和最优策略。柴亚光等[9]考虑物资储备周期的影响，基于数量柔性契约，研究了政府主导的应急物资采购模型，并验证了模型对不同类型物资的适用性。扈衷权等[10]根据损失产生原因对损失厌恶偏好进行分类，研究了数量柔性契约下企业应急物资定价以及储备问题，研究表明当政府损失厌恶程度较高时均衡策略仅受企业损失厌恶偏好的影响，损失厌恶程度较低时政企双方损失厌恶偏好将会共同影响均衡策略。Govindan 等[11]以不确定性理论为基础，以市场需求信息更新为背景，研究三级供应链的协调与优化问题。

在期权契约方面，期权契约赋予了权利者在未来的一段时间内选择是否执行购买特定标的物的一种权力[12]，在应急储备方面，该标的物特指应急物资。Liang 等[13]基于应急物资需求概率不确定的情形，将期权契约引入供应链风险管理当中，研究供应链主体的最优决策。田军等[14]提出了基于实物期权契约的应急物资采购模型，旨在通过建立协调机制来提高决策质量，并为确定合理的期权价格策略提供决策依据。Shamsi 等[15]利用期权契约，构建了在控制传染病方面起重要作用的疫苗储备模型。John 等[16]利用期权契约机制，解决人道救援组织的应急物资储备风险及供应商的过度生产风险。针对供应商的风险规避特性，刘阳等[17]利用期权契约，构建了政企应急物资联合储备模型，并分析了供应商风险规避特性对政企最优决策的影响。针对现实中不止一家企业期望有政府合作，Liu 等人[18]研究了政府和多个代储企业组成的系统，分析了供应链协调及政府成本改善、企业利润提升的条件，随后刘阳等[19]又将研究拓展到政府和多个异质性企业。李健等[20]提出应急物资储备存在储备不足或过量问题，将双向期权契约引入政企采购中设计应急物资采购储备模型，分析最优储备决策和供应链协调参数,对比发现双向期权采购模式可降低缺货和保质期风险。
上述文献通过不同的契约方式针对政企应急物资实物储备展开了研究，也证明了制造商进行一定的实物储备对应急管理工作具有良好的促进作用。然而在现实中，制造商也会因应急事件的不确定性承担实物储备风险，通常的解决办法是企业将部分物资以生产能力的形式进行储备，待到需要物资的时刻，企业再将其生产能力储备转化为应急物资，从而在保障物资正常供应的同时降低了储备风险。因此，一些学者从企业实物与生产能力联合储备方面开展了研究。陈涛等[21]构建了实物储备与生产能力储备模型,通过对政府采购价格的研究分析得到一个均衡价格，结合政府最高收购价格与均衡价格，给出政府基于均衡价格的储备策略调整方法，以此调节协议企业实物储备与生产能力储备方式与物资数量。张琳等[22]构建了一个以政府主导的 Stackelberg 模型，提出企业既为政府储备应急物资又储备相应的生产能力，实现政企合作储备应急物资的供应链协调，以解决由于灾害事件的不确定性带来的爆发式应急物资需求。张琳等[23]基于数量柔性契约，研究了企业存在常规生产和加急生产时，政企应急物资联合储备问题。扈衷权等[24]研究了在政府利用批发价格契约与期权契约采购应急物资的基础上，供应方根据自身生产能力进行柔性生产时的生产与储备问题。扈衷权等[25]基于数量柔性契约构建了一个应急物资协议企业代储模型，考虑实物储备和生产能力储备两种模式，对企业储备决策及政府采购定价问题进行研究。张琳等[1]研究了企业可以使用商用原材料进行加急生产时，政企应急物资储备与原材料储备的最优决策问题，然后又将原材料使用场景拓展到从现货市场进行采购时，政企应急物资实物及生产能力储备决策模型[26]。

通过梳理以上研究可以发现：实物与生产能力储备相结合的储备模式可以降低制造商的储备风险，并进一步降低应急储备供应链成本，提高应急物资的储备效率。制造商将部分物资以生产能力的方式储备有助于降低其储备风险，但这也伴随着生产风险问题的出现。以新冠疫情时期口罩的生产原材料为例，熔喷布是口罩生产的重要原材料，在疫情爆发前，熔喷布价格为 1.8 万元/吨、口罩机价格为 18 万元，疫情爆发之后，熔喷布价格上升至为 2.9 万元/吨，价格增幅达到 61.11%，口罩机价格也增加到 30 万元，价格增幅达到 66.67%[27]。

在突发事件背景下，物资价格上涨的问题通常是由于物资需求市场的供需失衡所导致[28]。在以往的研究中，当制造商选择将部分应急物资以生产能力的方式进行储备时，在突发事件爆发以后，制造商则必须以高昂的价格采购，甚至无法及时采购到原材料，进而影响到制造商将生产能力储备转化为应急物资实物的过程。在这样的风险下，将对应急物资的及时交付以及政府的灾后救灾工作造成重大问题。因此，针对此类现实问题以及现有文献研究的空缺，亟须展开相关研究，以解决如何确保在应急事件发生后制造商的生产能力储备所需的相关原料能够正常供应的问题。

本研究在政府和制造商基于数量柔性契约进行应急物资实物储备的基础上，将制造商的原材料供应商引入应急物资储备供应链中，考虑制造商将其物资储备划分为实物储备与生产能力储备两部分，并且制造商通过期权契约与供应商展开契约合作，由供应商帮助其储备在紧急状态下生产能力转化为应急物资所需要的原材料物资，从而保证制造商在紧急状态下也能够以合理的价格及时采购到生产转化所需的原材料物资，由此构建了由政府与制造商展开数量柔性契约储备、制造商与供应商展开期权契约储备的政企三级应急物资联合储备模型，依次分析得到供应商原材料储备量、制造商应急物资实物储备量、政府应急物资实物储备量的最优决策。并在此基础上，与基准模型（政府–制造商联合储备）进行对比和敏感性分析。本文研究目标如下：（1）考虑应急物资政企三级联合储备能否实现比二级联合储备更好的应急物资保障效果？（2）供应商的加入对原有模式下的物资储备和经济利益有何影响？（3）应急物资政企联合储备链条越长是否意味着储备效益越高？本研究不仅可以从实践方面为制造商降低储备风险提供管理学启示，在理论方面，将原材料供应商纳入应急物资联合储备体系，拓展了应急物资联合储备体系的管理范围和决策边界，为激励供应链上更多企业参与国家应急物资储备体系提供理论支撑。

模型描述

问题描述

政府作为灾害事件发生时的第一承担人，期望在灾害事件发生时能立即响应，但其自身储备能力有限，一般无法独立应对重大突发事件后激增的应急物资需求。为保障应急物资需求，政府通常会与物资制造商签订数量柔性契约来共同储备应急物资。在灾害事件发生前，政府以常规市场价格向制造商购买一定数量的应急物资作为常规储备，并与制造商协定一个柔性采购价格，以希望与制造商建立数量柔性的契约合作机制来共同储备应急物资，从而提高应对重大突发事件的物资保障能力。一旦在储备周期内需要调用制造商的应急物资储备，政府便可以按照约定的柔性价格向制造商紧急采购所需的应急物资。
对于制造商而言，接受政府的契约为其储备物资，意味着可以带来额外的潜在收入，但同时可能会因灾害事件不确定性给自身带来的不可控风险。为降低这种风险，制造商会将约定储备数量分为应急物资储备和生产能力储备。其中应急物资储备是制造商储备的实物物资，用于应急事件发生后能以最快的速度响应政府的需求；生产能力储备则是制造商为政府预留的一定数量的生产能力，以便响应应急物资的生产转换；同时，为降低自身储备原材料的风险，制造商将生产能力储备部分所需要的原材料交给供应商储备。在应急事件发生前，制造商需要生产一定数量的物资，用于政府和自身储备，该部分原材料以常规状态下的采购价格向供应商购买。同时，制造商向供应商提供一笔权利金，激励其接受自身提供的期权契约，以便灾害发生后能够向其采购不超过期权契约约定的原材料数量。在储备期末，如果供应商、制造商或政府尚有未使用的原材料或应急物资，由各方自行按残值处理。

符号说明及参数约束

结语

结论

本文以应急供应链中制造商的生产能力储备为基础，利用数量柔性契约和期权契约建立了政企三级联合储备模型，研究了应急物资储备的管理问题。在本研究中，供应商承担起为制造商提供柔性生产能力所需的原材料储备任务，有效地分散了制造商的储存风险并降低了其成本。同时，政府与制造商签订数量柔性契约、制造商与供应商签订期权契约，有效促进了三方之间常态化合作关系的建立。具体而言，本文研究主要得到以下结论和管理启示：（1）混合契约下应急物资政企三级联合储备模型可以增强国家的应急物资储备能力，为明确政府、制造商和供应商之间的契约参数、强化三方联合储备应急物资提供了理论指导。（2）作为数量柔性契约的领导者，政府需要重点把控柔性采购价格处于适当范围；同时，政府应发挥好突发事件处置的领导作用，适当使用行政手段规范社会企业的商业行为，规避部分企业利用市场短缺来获取高额利润，维护应急物资的正常市场秩序。（3）制造商作为期权契约的主导者，需要重点关注从供应商处采购原材料的期权执行价格保持在恰当的范围，在保障自身利益的同时，激励供应商参与应急物资原材料储备工作，优化应急物资储备结构，共同提升应急响应能力。

研究展望
本文研究了加入供应商之后的三级供应链应急物资储备的问题，研究基于数量柔性契约和期权契约合作，得出了政府、制造商和供应商在该模型下的最优储备量。然而，应急物资储备的供应链涉及到许多参与方，同一级供应链的参与方也存在竞争与合作的关系。本文仅研究了单个政府、制造商和供应商共同储备应急物资的情况，未考虑其他相关机构或参与方的影响以及同级供应链中的竞争因素。在未来的研究中，可以考虑引入其他供应链对象，并探讨不同参与方之间的动态关系，同时也应考虑同级供应链中的竞争动态，以更全面地理解和优化应急物资储备的供应链管理策略。同时，本文的研究是基于经济利益的角度，但我国应急保障体系是以人民群众的生命财产安全为导向，因此未来的研究也可以考虑如应急物资的交付时间、受灾群众的等待时间等因素。

参考文献

单击展开参考文献

[^1]: 张琳, 田军. 协议企业应急物资生产与原材料预储决策研究[J]. 中国管理科学, 2023, 31(2): 108-117.
[^2]: 熊安静,李小燕,孙继华.用足用好加工增值货物内销免关税政策 促进海南自由贸易港制造业高质量发展[N].中国经济时报,2021-12-16(003).
[^3]: 刘家诚,杨瑞金,林涛.中国特色自贸港建设背景下琼州海峡一体化发展对策研究[J].海南大学学报(人文社会科学版),2018,36(05):36-44.
[^4]: 王然,王崇敏.自由贸易港知识产权维权援助机制：构建路径与核心架构[J].海南大学学报(人文社会科学版),2019,37(06):30-38.
[^5]: 许生,张霞.销售税与海南自由贸易港财税改革[J].国际税收,2020(11):9-15.
[^6]: 张方波.金融开放助力海南自由贸易港建设：当前进展、面临挑战与纵深推进[J].海南大学学报(人文社会科学版),2022,40(04):56-64.
[^7]: 傅国华,马恺阳,张德生.构建现代产业体系背景下海南自贸港产业结构优化研究[J].海南大学学报(人文社会科学版),2022,40(02):92-100.
[^8]: 曾昭睿,陈经伟.海南自由贸易港建设能否跨越工业化发展阶段？[J].海南大学学报(人文社会科学版),2022,40(05):98-106.
[^9]: COHEN M A, MALLIK S. Global supply chains: research and applications[J]. Production and operations management,1997,6(03):193-210.
[^10]: SHUNKO M, DEBO L, GAVIRNENI S. Transfer pricing and sourcing strategies for multinational firms[J]. Production and operations management, 2014,23(12):2043-2057.
[^11]: 余淼杰,袁东.贸易自由化、加工贸易与成本加成——来自我国制造业企业的证据[J].管理世界,2016,32(09):33-43+54.
[^12]: 刘名武,刘亚琼,付巧灵.关税、权力结构与消费者偏好下的绿色供应链决策研究[J].中国管理科学,2022,30(03):131-141.
[^13]: 徐博,杨来科,常冉.中间品关税减让对企业全球价值链生产长度的影响[J].世界经济研究,2021(04):12-27+134.
[^14]: 刘名武,付巧灵,刘亚琼.加征关税下的跨国供应链决策及补贴策略研究[J].中国管理科学,2023,31(01):92-103.
[^15]: DÍEZ F J. The asymmetric effects of tariffs on intra-firm trade and offshoring decisions[J]. Journal of international economics, 2014,93(1):76-91.
[^16]: NIU B, MU Z, CHEN K. Quality spillover, tariff, and multinational firms’ local sourcing strategies[J]. International transactions in operational research, 2019,26(6):2508-2530.
[^17]: CHEN K, WANG X, NIU B, et al. The impact of tariffs and price premiums of locally manufactured products on global manufacturers’ sourcing strategies[J]. Production and operations management, 2022,31(9):3474-3490.
[^18]: KOPEL M, LÖFFLER C. Tax differences and international location strategies[J]. International journal of production economics, 2023,256:108749.
[^19]: HU X, FU K, CHEN Z, et al. Decision-making of transnational supply chain considering tariff and third-party logistics service[J]. Mathematics, 2022,10(5):770.
[^20]: 梁喜,梁伦海.关税与成本变动下零售商主导的跨境双渠道供应链定价决策[J].中国管理科学,2021,29(11):99-110.
[^21]: DAI D, WU X, SI F, et al. The impact of tariff policies on vaccine supply chains: short-term and evolutionary game behaviors based on uncertain utility[J]. Applied mathematical modelling, 2023,115:754-777.
[^22]: NIU B, CHEN L, WANG J. Ad valorem tariff vs. specific tariff: Quality-differentiated e-tailers’ profitability and social welfare in cross-border e-commerce[J]. Omega-international journal of management science, 2022,108:102584.
[^23]: NIU B, XU J, LEE C K M, et al. Order timing and tax planning when selling to a rival in a low-tax emerging market[J]. Transportation research part e: logistics and transportation review, 2019,123:165-179.
[^24]: HSU V N, XIAO W, XU J. The impact of tax and transfer pricing on a multinational firm’s strategic decision of selling to a rival[J]. Production and operations management, 2019,28(9):2279-2290.
[^25]: DENG S, XU J, HAN Y. A proprietary component manufacturer’s global supply chain design: The impacts of tax and organizational structure[J]. Omega-international journal of management science, 2023,115:102777.
[^26]: LAI G, LIU Y, XIAO W. International taxation and production outsourcing[J]. Production and operations management, 2021,30(2):402-418.
[^27]: HSU V N, ZHU K. Tax-effective supply Chain decisions under China’s export-oriented tax policies[J]. Manufacturing and service operations management, 2011,13(2):163-179.
[^28]: XU J, HSU V N, NIU B. The impacts of markets and tax on a multinational firm’s procurement strategy in China[J]. Production and operations management, 2018,27(2):251-264.
[^29]: NIU B, LI Q, LIU Y. Conflict management in a multinational firm’s production shifting decisions[J]. International journal of production economics, 2020,230:107880.
[^30]: YANG H, OU J, CHEN X. Impact of tariffs and production cost on a multinational firm’s incentive for backshoring under competition[J]. Omega-international journal of management science, 2021,105:102500.
[^31]: SHUNKO M, DO H T, TSAY A A. Supply Chain strategies and international tax arbitrage[J]. Production and operations management, 2017,26(2):231-251.
[^32]: NIU B, ZHANG N, XU H, et al. Inviting MNFs’ green offshoring: Is it an effective way to coordinate economic and environmental sustainability?[J]. International journal of production economics, 2022,254:108605.
[^33]: 丁军飞,陈伟达.生产商规模不经济下公平关切对闭环供应链的影响研究[J].系统工程学报,2022,37(01):117-129.
[^34]: 聂佳佳,石纯来.规模不经济对制造商开通直销渠道的影响[J].运筹与管理,2017,26(02):68-75.
[^35]: 洪银兴.论经济增长方式转变的基本内涵[J].管理世界,1999(04):15-22.
[^36]: MOLLICK A V. Production smoothing in the Japanese vehicle industry[J]. International journal of production economics, 2004, 91(1): 63-74.
[^37]: BISCHI G I, LAMANTIA F, SBRAGIA L. Competition and cooperation in natural resources exploitation: An evolutionary game approach[M]//CARLO CARRARO, VITO FRAGNELLI. Game practice and the environment. Cheltenham: Edward Elgar Publishing,2004:3344
[^38]: 王先甲,周亚平,钱桂生.生产商规模不经济的双渠道供应链协调策略选择[J].管理科学学报,2017,20(01):17-31.
[^39]: 万骁乐,王茜,孟庆春,等.生产规模不经济性条件下考虑消费者偏好的智慧供应链扶贫模型研究[J].中国管理科学,2020,28(02):153-165.
[^40]: HA A Y, TONG S, ZHANG H. Sharing demand information in competing supply chains with production diseconomies[J]. Management science, 2011,57(3):566-581.
[^41]: 吉清凯,张凤麟,方刚,等.零售供应链中的区块链参与决策与产品定价博弈模型[J].中国管理科学,2023,31(03):102-112.

Research on the model of government and enterprise three-level joint reserve of emergency supplies under hybrid contract

Abstract: In recent years, various emergencies and natural disasters have occurred frequently, posing a great threat to people’s lives and property. In China, the government is the first responder to disasters and bears the heavy responsibility of quickly dispatching supplies to the affected areas, which requires the government to reserve sufficient emergency supplies before a disaster occurs in order to be prepared for emergencies. . However, the government’s own stockpiling capacity is limited, and it is difficult for the government to independently meet the surge in demand for emergency supplies triggered by a disaster. In addition, if no emergency occurs during the stockpiling period, the government’s stockpile may be disposed of at salvage value, which undoubtedly increases the government’s financial burden. In order to reduce the risk and cost of stockpiling by the government alone, existing studies have proposed a joint stockpiling model between the government and manufacturers, which reduces the risk of government stockpiling while utilizing the advantages of social enterprises in materials management. At the same time, in order to reduce the risk and cost of stockpiling, manufacturers can also adopt a combination of physical stockpiling and capacity stockpiling, whereby some emergency supplies are stockpiled in the form of reserved capacity, and then emergency production is carried out when the emergency supplies are really needed, which reduces the stockpiling risk and cost of the manufacturer and does not have too much impact on the delivery of emergency supplies after the disaster. However, taking the COVID-19 epidemic as an example, the price of meltblown nonwoven fabric, the primary raw material for masks, surged from 18,000 yuan per ton to 29,000 yuan per ton, marking a significant increase of 61.11%, which undeniably raised the conversion costs for mask manufacturers. To solve this problem faced by manufacturers, this paper proposes an innovative three-level joint reserve model that takes into account suppliers’ raw material reserves to optimize the problem of raw material shortage and price increase faced by manufacturers after a disaster. In this study, a two-tier joint stockpiling model between government and manufacturer based on the quantity flexibility contract is constructed as a baseline model, and then suppliers considering raw material stockpiling are added into the model to constitute the main research model of this paper, and the optimal stockpiling quantity and the respective profit and cost of each decision maker are solved by the inverse solver method. The study results indicate that (1) the probability of a disaster event is the most critical factor in determining whether the government initiates emergency stockpiling; (2) for materials whose prices may fluctuate significantly after a disaster, the government should increase the stockpile quantity before the disaster; (3) there is an optimization interval from an economic perspective that can improve the profit of manufacturers and suppliers and reduce the cost of the government in the three-tier emergency stockpile supply chain; (4) the three-tier stockpiling strategy may not always be the optimal choice in terms of material stockpiling, the government should flexibly adjust the strategy according to the option price between manufacturers and suppliers, and adopt the new three-tier stockpiling strategy if the option price is higher, otherwise, maintain the original two-tier stockpiling strategy. This study offers theoretical guidance for establishing a three-tier joint stockpiling cooperative relationship between government and enterprises.
Key words: emergency supplies; production capacity reserve; quantity flexibility contract; option contracts; storage of raw materials