突发事件下不对称信息供应链协调机制研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 突发事件下不对称信息供应链协调 机制研究 摘要：针对一个由供应商和一个 零售商构成的供应链，在零售商成本为 私有信息条件下，假设产品的市场需求 为零售价格的指数函数，研究如何协调 供应链应对突发事件。首先，给出了对 称信息下供应链协调模型；然后，研究 了不对称信息下集权式与分权式供应链 的协调机制；再次，在突发事件引起零 售商成本分布函数扰动情况下，通过引 入供应商由于可能需要调整生产计划而 产生的偏差成本，研究了供应链的最优 应对策略。研究表明，供应链的最优生 产计划、最优批发价格和最优零售价格 均具有一定的鲁棒性，当突发事件造成 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 零售商期望成本在一定范围内发生扰动 时，三者可以保持不变，当零售商期望 成本扰动超过一定范围内时，则需要对 之加以调整，才能有效应对突发事件。 最后，通过数值仿真验证了相关结论。 中国论文网 /3/view-12987509.htm 关键词：不对称信息；供应链； 应急管理；协调机制 中图分类号：F406.2 文章标识码：A 文章编号：1007-3221（2015） 01-0048-09 引言 当今突发事件频发的社会环境， 充满了许多不确定的因素，供应链运作 过程中经常会遇到各种各样的突发情况， 如 911 恐怖袭击、战争、 “非典” 、 “禽流 感”等重大公共卫生事件、5.12 汶川大 地震、3.11 日本大地震、4.20 芦山大地 震等重大自然灾害事件，使得供应链原 先制定的计划出现了偏离或者扰动，原 来协调的供应链不再协调，影响了供应 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 链上各节点企业的合作，从而影响了整 个供应链的竞争力，给企业和供应链管 理造成了巨大的影响。企业界和学术界 都意识到了突发事件下供应链协调机制 的重要性。因此，研究供应链应对突发 事件的协调应对策略具有重要的现实意 义。 目前，对于突发事件下供应链协 调问题的研究正处于起步阶段。Qi 等研 究了在单供应商和单零售商构成的简单 供应链系统中，在假设零售商面对的市 场需求是关于价格的线性函数的情形下， 当需求出现扰动时，如何利用全单位数 量折扣契约应对突发事件，以实现供应 链的协调；Xu 等运用数量折扣契约研 究了在零售商面临指数需求下突发事件 导致生产成本发生扰动的二级供应链； Huang 等针对指数需求函数情形进行需 求扰动的供应链应急协调研究；于辉等 假定需求为线性函数，在考虑需求敏感 系数变化下，给出了抗突发事件的数量 折扣契约；吴忠和等研究了二级供应链 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 中突发事件造成市场需求和零售商购买 成本同时发生扰动时，以及突发事件造 成随机市场需求分布函数和制造商生产 成本同时扰动时的供应链应急协调问题， 分别采用数量折扣契约和期权契约实现 了供应链的协调；此外，吴忠和等在 Xiao 等研究需求变化下一个供应商和两 个基于 Bertrand 博弈竞争零售商组成的 二级供应链对突发事件的协调应对的基 础上，进一步研究了生产成本、市场需 求和价格敏感系数同时扰动的协调机制， 运用线性数量折扣契约实现了多因素扰 动下的供应链协调；Chen 等运用数量 折扣契约研究了需求扰动时一个供应商 和一个零售商占主导地位及多个附加零 售商组成的供应链；盛方正等考虑了由 一个供应商和 n 个零售商组成的供应链 中，在存在突发事件的供应链中使用线 形转移支付合同协调供应链的问题，给 出了可以协调供应链的转移支付合同应 满足的条件。 在非对称信息供应链协调机制研 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 究方面，Yue 等利用 Bertrand 博弈理论 研究了市场预测信息为不对称信息时的 两个相互补充产品的供应链优化决策； 索寒生等研究了在私有信息下，供应商 运用委托一代理模型实施了最优回购策 略，但信息结构的非对称导致分布式系 统的决策偏离集权式系统下的决策，因 此在非对称信息情况下供应链无法达到 协调；徐晓燕等了生产成本信息不对称 条件下，当零售商处于主导地位时，供 应商的谎报行为以及谎报对供应链绩效 的影响。对于信息不对称的供应链协调 问题，与这些研究相比，本文的创新点 在于构建的是需求与价格之间为负指数 函数关系，考虑的是销售成本为零售商 的私有信息，通过机制设计实现了分权 式系统下的供应链协调。而索寒生等以 零售价格为非对称信息，供应商不知道 零售价格，只知道其分布，该研究的分 布式系统供应链无法实现协调；徐晓燕 等的研究以生产成本信息为不对称信息， 也无法实现分散式供应链的协调。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 目前，有关非对称信息下供应链 应急管理方面的研究还很少涉及。覃艳 华等考虑了二级供应链在随机市场需求 下突发事件导致市场需求发生变化且变 化后的需求信息是不对称信息时的供应 链协调问题；曹细玉等考虑了机市场需 求下的二级供应链，探讨了突发事件导 致市场需求和零售商边际成本同时变化 且变化后的零售商边际成本是不对称信 息时回购契约对供应链的协调作用。 与一般的对称信息或不对称信息 供应链协调问题相比，突发事件下的不 对称信息供应链协调问题的技术难点在 于，既要通过机制设计，设法消除信息 不对称的障碍，使信息共享，以使供应 链获得最大效率，又要设法克服突发事 件对供应链参数扰动的影响，寻求应对 突发事件引起供应链参数扰动的协调策 略。 本文针对一个由供应商和一个零 售商构成的二级供应链，假设产品的市 场需求为零售价格的指数函数，在零售 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 商成本为私有信息条件下，在面对突发 事件引起的零售商生产成本变化的情况 下，研究如何调整原来的生产计划来实 现供应链的协调。 1 对称信息下供应链最优决策 考虑由一个供应商和一个零售商 组成的供应链，假设产品的市场需求为 q（在本文中，也可以指供应商的生产 数量，零售的最优订购量）为零售价格 的指数函数，其中 a0，表示市场求规 模（市场的最大需求） ，k0 为价格敏 感系数。供应商的单位生产成本为 cs， 零售商的边际单位成本为 cr。零售商以 批发价格 w 订购 q 数量的产品，显然， 零售价格为。 首先考虑集权供应链的情况，在 集权式供应链中，由集中决策者来寻求 供应链整体的最大化。 供应链系统的利润为：由一阶最 优性条件可知，存在唯一最优订货点 q* 能最大化供应链的利润， 2 不对称信息下的供应链协调机 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 制 前面的分析是建立在完全信息的 情况下的，但实际中的供应链系统更为 常见的是存在不对称信息的情况。本文 考虑的是零售商的成本信息 cr 为非对称 信息，对于零售商而言，零售商的成本 是其完全信息，而供应商不知道零售商 的成本信息 c， ，只知道 cr 在区间的分 布，设，分布函数为 F（ cr） ，概率密度 函数为 f（cr）期望为 ，F（cr ）是可 微的和严格增加的且 F（ 0）=0，令 F（cr）=1- F（cr） 。其它参数对供应商 和零售商是共同的知识。 （1） 集权式控制情形 在集权式控制下，供应链系统由 一个决策者统一作出决策，集权式控制 下供应链期望利润模型为：结论 1 集权 式控制下供应链最优契约为： （2）分权式控制情形 在分权式控制下，供应链成员是 以追求自身利润最大化为目标的独立决 策者。根据委托一代理理论，供应商是 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 委托人，零售商是代理人。这是一个逆 向选择问题，在签订契约之前，供应商 不知道零售商的成本信息，根据机制设 计原理，供应商首先提出契约，零售商 决定是否接受，如果接受契约，则选择 订单数量和零售价来最大化其期望利润。 除了零售商成本信息外，其他参数都是 博弈参与人的共同知识。 对于供应商来说，其优化问题就 是最大化其期望利润，目标函数可表示 为： 供应商优化问题可表示为： 式（5）表示零售商的激励相容 lC 约束，零售商选择 q 最大化自己的利 润。式（4）表明供应商的期望利润取 决于零售商由式（5）激励相容约束条 件得到的订货量 q。 1）零售商的优化问题 零售商的期望利润函数可写成： 2）供应商的优化问题 此时，供应商的期望利润为：， 结论 2 分权式控制下，无突发事 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 件时在不对称信息下的供应链协调契约 为： 最优批发价格为： 最优零售价格为： 最优订货量为： 相应地，零售商的期望利润为： 供应商的期望利润为： 供应链系统的期望利润为： 3 突发事件下不对称信息供应链 协调机制 本部分考虑不对称信息下如何协 调供应链应对突发事件。假设突发事件 造成零售商的成本发生扰动，而其它参 数没有变化。销售季节来临前，供应商 则根据零售商的最优订货量安排了生产 计划。若突发事件的发生导致零售商的 成本分布函数发生了变化，由 F（cr 变 为 G（cr ） ，相应地密度函数 f（cr ）变 为 g（cr ） 。与 F（cr）相同，G（cr）是 可微的和严格增加的，且 G（O）=0， 令 G（cr ）=1-G（cr） ，其期望为 c。 当零售商成本发生变化后，供应 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 链系统对原来的生产计划的调整会引起 额外的费用。因此，供应链应急管理的 决策模型中应考虑这些偏差费用。设突 发事件下供应商优化问题可表示为： 目标函数：考虑改变生产计划引 起的偏差费，用则供应商的利润函数为： 假设突发事件发生后，零售商的 最优订货量为 qD，当新的订货量 qDqN 时，由于打破了原有生产计划， 对于增加的产品 qD-qN，需要增加新的 生产成本 1；而如果突发事件导致订货 量比原有生产计划量 qN 少，对于剩余 的产品 q-qD，将招致新的处理费用 2， （x）+=max（0，x） 。突发事件可 能会造成成本增加或者减少，当 引理 l 如果突发事件造成零售商 成本增加， 证明 假设突发事件造成零售商 成本增加，即 最优零售价格为： 相应最优订货量为： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 将式（18）代人式（15）中，由 一阶最优条件同理可证，如果突发事件 造成零售商成本减少，即下面考虑两种 情形时供应链的协调机制。 情形 1 当零售商成本减少时，供 应商的优化问题就可表示为：由一阶最 优条件 零售商的期望利润为： 供应商的期望利润为： 供应链系统的期望利润为： 情形 2 当零售商成本减少时，供 应商的优化问题就可表示为： 由一阶最优条件价格和最优订货 量分别为： 供应链系统的期望利润为： 总结上面的结果，可得到下面的 定理 1。 定理 1 突发事件下不对称信息供 应链协调机制为： 最优订货量为： 最优的零售价格为： 最优的批发价格为： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 零售商的期望利润为： 供应商的期望利润为： 供应链系统的期望利润为： 由定理 3，可以得出以下结论： 突发事件下的原生产计划具有很强的鲁 棒性。当突发事件造成零售商成本在- 1，+2范围内扰动时，供应链的原 有生产计划科保持不变，原有的协调机 制可以实现供应链的协调；当突发事件 造成零售商的成本扰动超出-1，+2范 围时，需要对原协调策略加以调整，才 能使供应链重新达到协调，实现最优利 润。 4 算例分析 本部分通过具体的算例分析来验 证文中建立的模型。 假设 a=8000，k=0.5，cs=5，1=0.3，2=0.2 ，零售商的成本分布函数 F（cr ）是均 匀分布且 =2，突发事件可能引起零售 商成本的增加或减少，假设突发事件造 成零售商成本的期望值扰动范围为 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 14 1，3。 4.1 不对称信息下突发事件时零 售商的成本扰动对供应链的影响 从上图可以看出，突发事件发生 后： （1）零售商成本扰动对最优生 产量的影响 当 G+2 时，最优生产量随着 G 非线