（工商管理专业论文）Stackelberg主从对策在供应链订货协调中的应用研究.pdf

y 1 3 1 8 9 3 5 分类号 u d c 密级 工商管理硕士学位论文 s t a c k e l b e r g 主从对策在供应链 订货协调中的应用研究 林宇 研究方向 垒些趁逾筐堡 指导教师奎童匿教援 论文答辩日期2 鲤8 生壹旦s 旦学位授予日期 答辩委员会主席庄普魁数握 论文评阅人遥巫剧麴握醴! 淫塑商级经接娅 s t a c k eib e r g 主从对策在供应链订货协调中的应用研究 摘要 科技和新经济的迅猛发展，促使全球化市场竞争和企业管理模式发生了根本性的变 化，这种变化的一个显著标志是，竞争由企业与企业之间的竞争转为供应链与供应链的 竞争。一些企业虽然具备了一定的供应链技术方法，但是在供应链企业与企业之间的合 作过程中，却仍然存在着许多问题，对于供应链管理的本质还没有真正理解。事实上， 供应链管理更强调企业间的合作与协调。如何通过供应链协调来实现降低供应链总成本 已成为企业管理者和学者共同关心的问题。 本文将从供应链协调中的订货行为的角度，分析供应商一生产商、分销商一顾客的成 本，引入s t a c k e l b e r g 主从对策模型进行优化求解，达到降低供应链总成本的目的。文 章首先总结当前国内外学者在供应链相关领域的研究现状，分析影响供应链协调的因 素，然后分析在供应链订货协调中供应商和生产商的博弈关系，引入s t a c k e l b e r g 主从 对策模型，进而分别构建相应的成本模型，并且利用遗传算法对这类问题进行求解。最 后，用一个汽车制造企业的案例予以验证。 关键词：供应链主从对策订货总成本 as t u d ya b o u ts t a c k eib e r gm o d ei a p p iyin gt o o r d e rin gb e h a vio rsins u p piyc h ain a b s tr a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g ya n dt h en e we c o n o m y , t h ec o m p e t i t i o n f o rg l o b a l i z a t i o nm a r k e ta n dt h em a n a g e m e n tm o d eo fe n t e r p r i s eh a v ec h a n g e d ，an o t a b l e s i g no fc h a n g ei s ，c o m p e t i t i o nh a sa l r e a d yt u r n e di n t os u p p l yc h a i nc o m p e t eb e t w e e ns u p p l y c h a i nf r o mt h ec o m p e t i t i o nb e t w e e ne n t e r p r i s ea n de n t e r p r i s e s o m ee n t e r p r i s eh a v eh a d c e r t a i ns u p p l yc h a i nt e c h n o l o g ym e t h o d ，b u ts t i l lh a v eal o to fp r o b l e m s ，t l l e yd i dn o t u n d e r s t a n dt h ec o n n o t a t i o no fs u p p l yc h a i n i nf a c t ，s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n tp r e f e rt ow o r k t o g e t h e ra n db ei nh a r m o n y m o r ea n dm o r ee n t e r p r i s em a n a g e r sa n ds c h o l a r sa r ef o c u s i n go n t h ep r o b l e mt h a th o wt or e d u c et h et o t a lc o s to fo r d e r i n ga c t i v i t i e sb ys u p p l yc h a i n h a r m o n i z c s t h es t u d yw i l lb e g i nf r o ms u p p l yc h a i nc o o r d i n a t e dt h eo r d e r i n gb e h a v i o r s ，1w i l l a n a l y z et h es u p p l i e r p r o d u c e r , t h ed i s t r i b u t o r c u s t o m e r sc o s t ，t h e ni n t r o d u c es t a c k e l b e r g m o d e l ，a c h i e v et ot h eg o a lo fr e d u c i n gt h es u p p l yc h a i n st o t a lo r d e r i n gc o s t t h ea r t i c l e s u m m a r i z e sd o m e s t i ca n df o r e i g ns c h o l a r s t h e o r i e sa b o u ts u p p l yc h a i nf i r s t l y , t h e na n a l y s i s t h ef a c t o r sw h i c hi n f l u e n c es u p p l yc h a i nc o o r d i n a t e d ，a n a l y s i si nt h es u p p l yc h a i no r d e r i n g c o o r d i n a t e ds u p p l i e ra n dp r o d u c e r sg a m b l i n gr e l a t i o n s ，i n t r o d u c e ss t a c k c l b e r gm o d e l ，t h e n c o n s t r u c t st h ec o r r e s p o n d i n gc o s tm o d e ls e p a r a t e l y , a n dc a r r i e so nt h es o l u t i o nu s i n gt h e g e n e t i ca l g o r i t h mt os o l u t et h e s eq u e s t i o n s a tl a s t ，c o n f i r m 谢t 1 1a na u t o m o b i l e m a n u f a c t u r i n gf i r m 。sc a s e k e y w o r d s ：s u p p l yc h a i ns t a c k e l b e r gm o d e l t o t a lc o s t i i o r d e r i n g b e h a v i o r s 广西大学学位论文原创性声明和学位论文使用授权说明 学位论文原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得的成果和相 关知识产权属广西大学所有。除已注明部分外，论文中不包含其他人已经发表过的研究 成果，也不包含本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮 助的个人和集体，均已在论文中明确说明并致谢。 论文作者签名： 彩谚年莎月，z ，日 学位论文使用授权说明 本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文的研究内容； 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本； 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 请选择 发布口解密后发布 ( 保密论文需注明，并在解密后遵守此规定) 一：哟剥签移叭瑚年饥乡r 广西大掌工商管理硕士学位论文 s t a c k e l b e r g 主弘- 对策在供应链订货协调中的矗己j 科研究 1 1 问题的提出与研究的意义 1 1 1 问题的提出 第一章绪论 科技和新经济的迅猛发展，促使全球化市场竞争趋势和企业管理模式发生了根本性 的变化。这种变化标志着世界范围内新一轮的市场竞争和企业重组己经进入白热化阶 段，并由此推动经济全球化向纵深方向发展。在当今世界市场日趋多变大趋势下，企业 环境发生了巨大的变化：产品生命周期短、更新换代快、品种增加、顾客对产品的交货 期、价格和质量的要求越来越高。现代企业的竞争焦点己从规模、成本转向以速度为核 心的竞争。先进的商业模式，领先的专利技术，如果不能快速地部署和实施，就会面临 过时或被竞争对手超越的风险。在这种形势下，如何全面整合企业的资源，迅速对市场 需求做出反应，以全面满足用户的个性化需求，就成为企业赢得客户满意，并在竞争中 胜出的关键因素。 传统上那种“大而全 ，“小而全”以及“纵向一体化”的管理模式已经凸现很多弊 端，如对市场变化反应不敏感、增加投资、企业战线太长等。从2 0 世纪8 0 年代后期， 越来越多的企业开始采用“横向一体化 的管理模式。这时企业开始放弃自己不擅长的 行业，同时注重和外部企业之间的合作，从而快速的响应市场的变化，提高自己的竞争 优势。“横向一体化”形成了一条从供应商到制造商再到分销商的贯穿所有企业的“链”。 因此，供应链管理( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n ts c m ) 在整个世界范围内日益成为趋势和 主流，成为全球化市场竞争环境下的一种最有效的管理模式，并己经深入到各个行业中。 虽然供应链管理提出的时间不长，但已经引起学者的广泛关注。 对供应链管理的早期研究可以追溯到二十世纪初，h a r r i s l 9 1 5 年研究了库存模型问 题【1 1 。人们就把供应链的重点放在管理库存上，作为平衡有限生产能力和适应需求变化 的缓冲手段。围绕最优库存控制的研究成为供应链管理主流的一个很重要的部分，因而 “库存协调 被认为是供应链效率的关键因素之一【2 j 。 据一项调查发现，我国一些企业虽然具备了一定的供应链技术方法，但是在企业与 企业之间的合作过程中，却仍然存在着许多问题，包括：在合作过程中缺乏与供应商及 用户的有效沟通；企业之间合作、集成和反馈信息流不通畅；企业之间很少存在一定的 广西大掌工商管理硕士学位论文 s t a c k e l b e r g 主以对策在供应链订货协调中的应u 书研究 激励和约束机制；各种拖欠货款、隐藏努力程度等道德问题普遍存在等等。从这些问题 可以看出，企业虽然具备了一定的先进技术，但是，对于供应链管理的本质还没有真正 理解，尤其对于供应链企业间的合作对策没有深入地研究和理解。事实上，供应链管理 更强调企业间的合作与协调。在加盟某个供应链时，企业都会从自身利益出发决策行动， 而这种独立决策常常不是系统的最优决策。因此，展开合作对策研究，形成一个最优的 协调机制是供应链管理理论和实践要求。 1 1 2 研究的意义 在供应链管理中，库存以各种各样的形式、各种各样的原因而存在于整个供应链。 维持这些库存每年大约耗费其价值的2 0 至u4 0 口1 。因而，用科学方式管理这些库存以维 持最低水平同时又提高服务水平具有重要的意义。在传统的管理模式下，每个企业分散 决策，订货商通常只从自身利益出发，追求使自身成本最低条件下的订货批量。这种订 货批量，对于供方来说通常不是最优的，致使供需双方总成本不能达到最低。一般而言， 增大订货批量能降低供方的生产成本，但是会相应增加需方的库存费用，因而供需双方 处于一种矛盾对立状态。供应链订货协调是一种集成的思想和方法，它把不同企业集成 起来，增加整个供应链的绩效。最早人们就把供应链的重点放在管理库存上，作为平衡 有限生产能力和适应需求变化的缓冲手段。 在供应链管理实践中，企业在试图发现一种最优化整个供应链而不是实现供应链的 每一层次优化的方法。在供应链管理中不能采取传统的、基于某个供应链环节绩效最优 的控制方式，因为这样往往会降低整个供应链的绩效，而应尽可能采取基于整个供应链 绩效最优的集成化的方式，这也是供应链管理的本质所在。只有综合平衡供应链各环节 利益而不是基于个别环节利益的控制策略，才能保证整个供应链的绩效。 传统上供应链企业之间是一种完全竞争的关系，他们通常是在各自最优的基础上做 出定价和订货策略h 1 。这种基于各自优化的基础上的决策方式必然造成供应链绩效的缺 失。和传统的基于自身最优的独立决策方法相比，通过运用s t a c k e l b e r g 主从对策，供 应链中某个或者某些占主导地位的企业，根据供应链合作程度采取一定的激励和协调方 式，如价格折扣、数量折扣、收益回帖等等来使得供需双方的库存协调尽可能的接近或 者达到双方最优，达到降低供应链总成本，提高供应链整体竞争力，改善企业运作，保 持持续生产经营。 广西大掌工商管理硕士学位论文 s t a c k e l b e r g 主从对策在供应链订货协调中的压己j 羽研究 1 2 国内外文献综述 目前，供应链管理己经成为管理科学与运营管理方面主要的研究热点。2 0 0 3 年以来 在这两个领域的最主要学术会议i f o r m s 上发表的论文中在供应链方面，特别是在供应 链协调方面的论文占到了6 0 - 7 0 左右。我国从2 0 0 0 年以来，物流管理和供应链管理在 政府、学术界和企业界得到了极大的重视。供应链管理，特别是供应链协调与合同管理， 已经成为一个很重要的管理问题，供应链系统协调的研究受到了多学科学者的关注，他 们从不同的角度进行了研究。 1 2 1 供应链协调研究现状 供应链协调研究始于1 9 6 0 年c l a r k 等对多级库存销售系统的研究，他们分析了一 个不考虑批量的n 级系统，并证明对于考虑贴现罚金和存储成本的n 级系统，其最优库 存控制政策是最大订货水平( o r d e r u p t ol e v e l ) 政策瞄1 。 随后的研究逐步丰富和深入。r o m a n o 研究了三种供应链网络结构中物流的协调机制 和集成机制1 。c h a n d r a 分别研究了有协调和无协调的生产调度销售计划管理方法，指 出有效的协调将给企业带来巨大的效益口1 。s e b a d t i a n 等详细研究了i n t e r n e t 在改善供 应链企业经营活动方面的影响。从市场、物流、供应链、经济和管理信息系统等角度， 设计了一个六维的供应链框架模型3 ，并研究了基于i n t e r n e t 的供应链协调机制：市场 机制和协调流。市场机制又可分为：拍卖、多维拍卖、封闭式拍卖、采购团、电子采购 帮助和电子代理。 l e e 等研究通过库存控制来改善买卖系统的合作与协调。文章考虑了两种库存模型： 非合作模型和合作模型豳1 。研究显示：合作时的系统利润大于非合作时的系统利润；合 作时生产商订单数量大于非合作时订单数量：批发价在合作时低于非合作时。文章同时 证明了数量折扣策略是达到系统协调的有效机制。v is w a n t h a n 研究了包含一个供应商和 多个生产商的供应链模型，通过共同补给期( c o m m o nr e p l e n i s h m e n te p o c h sc r e ) 协调 供应链库存n 叫。文章中，供应商通过提供价格折扣促使生产商接受共同补给期政策，也 就是在规定的时期订货，例如：每周一、每月的第一周等。研究显示供应商可以通过c r e 政策减少订单成本和运输成本。 b o y a c 等分析了确定价格敏感需求下，包含一个批发商和一个或多个地理上分散的 广西大掌工商管理硕士掌位论文 s t a c k e l b e r g 主从对策在供应链订贷协调中的应用研究 零售商的供应链中价格和库存补充决策的协调问题n 1 1 。文章考虑了两种价格和批量决 策，并证明当需求率足够大时，价格和批量决策接近优化水平。 h a q 等研究了一个多级生产库存分销系统，利用混合整数规划( m i x e d i n t e g e rp r o g r a mm i p ) 模型对生产和分销批量进行决策使系统成本最小化n 引。系统成 本包括：单位生产成本、准备成本、库存成本和运输成本。g a v i r n e n i 研究了当市场需 求是独立同分布( i n d e p e n d e n ta n di d e n t i c a l l yd i s t r i b u t e di i d ) 随机变量时，一个 供应商与多个零售商之间的协调，文章考虑了三种协调情况( 无协调、部分协调和完全 协调) 对供应链绩效的影响n 3 1 。 c h a n d r a 等研究了一个工厂和多个客户的多周期模型。文章对生产计划问题和运输 路线问题进行联合求解，研究了两种解决方案：不协调和协调。不协调方案下，生产计 划问题得到优化解，而每一周期的运输路线问题得到启发式解。协调方案下，解决了不 协调时产生的问题，当生产计划改变时，运输路线也相应改变n 耵。 g o y a l 等研究易腐产品在市场需求、生产率和腐坏率随时间变化条件下的生产 库存问题n 引。z i m 等分析了随机需求下的多级生产库存系统，给出了供应链成本函 数的结构，并对最优初始库存政策( b a s es t o c kp o l i c y ) 与m r p 系统做了成本有效性的 比较。研究结论表明，在随机提前期下的多级订制生产系统中设定安全提前期，则可得 到与多级库存系统类似的分解结构n 6 1 。 z h o u 研究了多仓库( 一个是自己的，其它是租用的) 的确定性库存补充模型。需求 是时间的连续函数并以一个递减的速率增加，租用仓库以连续模式对自己的仓库进行补 充库存。假设每个仓库的能力有限，不同的仓库其库存成本不同，研究了三种不同情况 下( 部分缺货、全部缺货和没有缺货) 的优化库存补充决策n 。 q u 等利用一种改进的周期回顾库存政策和旅行商模型，研究了一种集成库存运 输系统。这是一个随机条件下多级库存和运输同时决策的联合补充问题，文章提出一个 启发性的分解算法解决问题，最小化长期总平均成本( 主要的和次要的成本包括订单、 库存、缺货、中途停留和运输等成本) 。分解算法首先分别地考虑库存和运输路线决策， 然后对结果进行适当的协调，使库存决策和运输路线规划能同时接近优化水平口刚。 c h a n d r a 和f i s h e r 在1 9 9 3 年发表的名为“c o o r d i n a t i n go fp r o d u c t i o na n d d i s t r i b u t i o np l a n n i n g ”的文章中给出了一个单工厂多顾客多阶段的模型，试图将生 产计划问题和运输路线问题进行综合研究，并提出了非协作关系下和协作关系下的不同 求解方法。在非协作关系中，生产计划问题可以直接求得最优解，而运输路线问题的解 4 广西大掌工商管理硕士学位论文 s t a c k e l b e r g 主u - 对策在供应h 连订货协调中的应用研究 则可由启发式算法求出。考虑到库存、库存平衡和运输能力的限制，在每个时期通过结 合为某一个客户的运输和早些时候为它提供的运输来优化这个关系；而在协作关系中的 解则先由非协作关系的解导出，然后联系在生产计划中可能产生的变化进一步求得通过 假设的数据来验证这两个关系，其结果表明：生产和分配协作所占比重增加会使生产能 力所受到的限制减小、时间范围变宽，同时库存和安装费用降低n 9 l 。 1 2 2 信息共享研究现状 信息共享( i n f o r m a ti o ns h a r i n g ) 是实现供应链协调的基础。供应链的协调运行建 立在各个节点企业高质量的信息传递与共享的基础之上。供应链由供应商、制造商、分 销商、零售商直到最终消费者所组成。消费者是供应链的下游，当下游的需求发生变化 时，这种需求信号就会沿着供应链自下向上逐渐放大，引起信息扭曲，这种现象就称为 供应链中的牛鞭效应( b u l l w h i pe f f e c t ) 。 l e e 等研究了供应链中的牛鞭效应现象，牛鞭效应会误导下游企业的库存和生产决 策，因此会造成库存成本增加，服务水平下降，利润降低啪1 。文章利用随机数学模型分 析了牛鞭效应产生的四个主要原因： ( 1 ) 需求预测( d e m a n df o r e c a s t ) 供应链中每一成员总是以其直接下游的需求信息作为自己需求预侧的依据，并按此 制定生产或供应计划。因为存在一定时间的订货提前期( l e a dt i m e ) ，而在此期间为了 满足订货需求，上游的供应商通常需要有数周的安全库存，结果使预测订单数量的变化 往往大于实际需求数量的变化。 ( 2 ) 理性对策( r a t i o n i n gg a m e ) 当产品需求大于供给时，供应商通常按客户定货量的一定的比例实施定量配给，这 就会使客户故意夸大其需求以取得更多的货物。结果使供应商无法得到准确、真实的需 求信息。 ( 3 ) 批量定货( o r d e rb a t c h in g ) 由于处理订单的时间和成本是相当大的，以及运输的经济性等问题，供应链下游成 员的订货一般是周期性的( 如大多数的m r p 系统按月或更长时间订货) 。结果使供应链上 游成员的订货数量产生较大的波动。 ( 4 ) 价格波动( p r i c ev a r i a t i o n s ) 广西大掌工商管理硕士掌位论文 s t a c k e l b e r g 主以对策在供应链订货协调中的应用研究 供应商经常采用的诸如价格折扣等促销政策，使消费者的购买模式不能真实反映需 求情况，从而产生订单大的波动，并沿供应链向上游逐级放大。 c h e n 等考虑一类简单二级供应链，包括一个制造商和一个零售商，零售商利用简单 滑动平均( m o v i n ga v e r a g e ) 预测模型进行需求预测。文章量化研究了需求预测和订单 提前期对造成牛鞭效应的影响，并把结果扩大到多级供应链，证明共享集中需求信息 ( 供应链每个成员共享需求信息) 能够减少但不能完全消除牛鞭效应幢。 m e t t e r s 量化研究牛鞭效应对供应链的影响，研究表明消除牛鞭效应能提高产品收 益率1 0 3 0 。x u 等通过建立预测模型，零售商和制造商各自独立预测下一周期的需求， 并根据预测结果向其上游供应商提出订单申请。研究显示通过有效的信息交换和一致预 测能够达到供应链协调呦1 。 y u 等分析了包含一个制造商和一个零售商的供应链，在三种不同信息共享情况下的 库存优化政策：1 ) 分散控制情况，制造商只收到零售商订单信息；2 ) 协调情况，制造商 收到零售商订单信息和顾客需求信息；3 ) 集中控制情况，通过电子数据交换 ( e l e c t r o n i cd a t ai n t e r c h a n g ee d i ) 和供应商管理库存( v e n d o rm a n a g e di n v e r t t o r i e s i ) 系统，制造商和零售商同步地收到顾客需求信息，制造商可以直接根据 顾客需求而不是根据零售商的订单来制定库存政策。研究显示提高信息共享程度能降低 库存水平，减少成本，使整个供应链达到优化目标乜引。 1 2 3 供应链契约研究现状 供应链契约( s u p p l yc h a i nc o n t r a c t ) 是指通过提供合适的信息和激励措施，保证 买卖双方协调，优化销售渠道绩效的有关条款。只有当买卖双方之问产生正常的交易时， 才发生物流、信息流、资金流流动。表达这种流动的方式之一就是供应链契约。供应链 上的成员之间通过建立契约关系来协调生产商和供应商的利益关系。 t s a y 等把供应链契约研究作了一个综合性的回顾，供应链契约包含的条款有：决策 权确定( s p e c i f i c a t i o no fd e c i s i o nr i g h t ) 、价格( p r i c i n g ) ，最小购买承诺( m i n i m u m p u r c h a s er e q u i r e m e n t s ) 、数量柔性( q u a n t i t yf l e x i b i li t y ) 、退货政策( b u y b a c ko r r e t u r n sp o l i c i e s ) 、分配原则( a l l o c a t i o nr u l e s ) 、订货提前期( l e a dt i m e ) 、质 量( q u a l i t y ) 乜制。 6 广西大掌工商管理硕士学位论文 s t a c k e l b e r g 主以对策在供应链订货协调中的应用研究 1 2 4s t a c k e l b e r g 主从对策研究现状 国内外学者应用s t a c k e l b e r g 模型，在信息学、经济学、系统工程学等多个领域做 了研究，而在物流管理，特别是供应链物流管理方面的研究还比较少，主要有： 厉昌习等研究了主从对策下第三方物流策略。认为，如果物流需求企业和第三方物 流企业只进行一次合作( 只有一次主从对策) ，是难以取得有意义的平衡解，其最优的分 配取决于双方的协商结果；只有当双方进行较长阶段的合作( 多阶段主从对策) ，才能建 立有效的s t a c k e l b e r g 策略；特别地，在线型合约下，物流需求方和第三方物流企业共 同分配由第三方物流企业为物流需求方节约的物流成本时，双方能进行稳定的合作汹1 。 田厚平等研究了主从对策中一类主方激励从方合作的诱导方法，对一个分销系统进 行了仿真分析。在该激励机制下，会实现从方的自动合作嘶1 。 夏洪胜等研究了具有s t a c k e l b e r g 主从对策的下层多人无关联的两层决策的问题， 提出把两层决策化为单层优化的构想乜刀。 卢震等研究了不确定j i t 交货条件下供应链协调及主从对策问题，推导了 s t a c k e l b e r g 均衡解嘞1 。 1 3 研究的内容和目标 本文研究供应链订货中如何引入s t a c k e l b e r g 主从对策进行决策，实现供应链成本 最优，具体包括三个具体问题的研究： ( 1 ) 供应链订货中的博弈问题 分析在一般的供应链订货中，供应商与生产商在各自最优的基础上做出定价和订货 策略。由于这种决策是基于各自优化的基础上的决策方式，必然造成供应链绩效的缺失。 从而形成了在供应链订货中供应商与生产商的博弈：生产商成本与供应商利润，供应链 协调下的供应商额外供应能力，价格折扣条件下的分销商最i j , 牢f 充期策略。 ( 2 ) s t a c k e t b e r g 主从对策模型优化求解的问题 对于供应链订货中供应商与生产商的博弈问题，引入s t a c k e l b e r g 主从对策，确定 主从方以及建立相应的数学模型，运用遗传算法进行优化求解。 ( 3 ) 实证研究检验 通过对一家汽车制造企业的零部件采购的案例进行应用分析，检验s t a c k e l b e r g 主 7 广西大掌工商管理硕士掌位论文 s t a c k e l b e r g 主u 对策在供应链订货协调中的应乙用研究 从对策在供应链订货中应用的可操作性以及经济可行性。 本文将达到的目标是： ( 1 ) 确立供应链订货协调中的主从方，并建立相应的数学模型。 ( 2 ) 确定供应链协调下供应商的最佳额外生产策略。 ( 3 ) 确定在价格折扣条件下的分销商最小补充期。 1 4 研究的重点和难点 本文的研究旨在通过分析现象一引入模型一优化求解一实证检验的方式，寻求供应链 订货协调中的最优解。由于传统的供应链企业之间是一种完全竞争的关系，他们通常是 在各自最优的基础上做出定价和订货策略。这种基于各自优化的基础上的决策方式必然 造成供应链绩效的缺失。因此，如何改变传统的决策方式，实现一体化决策，是本文研 究的关键所在也是本文的研究重点，包含有两个问题：一是怎样定义供应链订货中的博 弈问题，二是引入怎样的模型以及如何优化求解。 本文的研究涉及管理经济学、物流管理、系统工程和博弈论相关知识，在研究分析 中，运用s t a c k e l b e r g 主从对策建立数学模型，本文研究的难点是模型的优化计算。 8 广西大学工商管理硕士掌位论文 s t a c k e l b e r g 主从对策在供应己 毫订货协调中的应用研究 第二章供应链及供应链协调 2 1 供应链和供应链管理 供应链概念的形成是一个发展的过程。到目前为止尚未有一致的说法和定义，但普 遍认为供应链注重围绕核心企业的网链关系，如核心企业与供应商、供应商的供应商以 及一切前向的关系，与用户、用户的用户以及一切后向的关系。 供应链是以核心企业为中心，用户需求为导向，通过控制前馈的物料流和反馈的信 息流及资金流，将供应商、制造商、分销商直到最终用户连成一个整体的功能网链结构 模式。它是一个范围更广的企业结构模式，它包含所有加盟的节点企业，从原材料的供 应开始，经过链中不同企业的制造加工、组装、分销等过程直到最终用户。它不仅是一 条联接供应商到用户的物料链、信息链、资金链，而且是一条增值链，物料在供应链上 因加工、包装、运输等过程而增加其价值，给所有的节点企业都带来效益。同时强调供 应链合作伙伴关系问题，并认为通过建立合作伙伴关系，可以与重要的供应商和用户更 有效地开展工作。 从供应链的结构看，供应链的基本实体主要有：供应商、制造商、配送中心、零售 商、最终用户等。其中配送中心、零售商、最终用户等可被看作是制造商的用户和用户 的用户。从供应链的内容来看，主要涉及参与供应链的相关实体之间的物流、信息流、 资金流的同步与协调问题。 供应链是一个非常复杂的系统，要想取得良好的应用效果，必须找到有效地协调管 理方法，供应链管理就是这样应运而生的。对于供应链管理，有许多不同的定义和称呼， 如供需链管理、有效用户反应( e f f i c i e n tc o n s u m e rr e s p o n s ee c r ) 、快速反应( q u i c k r e s p o n s eq r ) 。虚拟物流( v i r t u a ll o g i s t i c sv l ) 、或连续补充( c o n t i n u o u sr e p l e n - i s h m e n t ) 等等凹1 。这些称呼因考虑的层次、角度不同而不同，但都通过计划和控制实 现企业内部和外部之间的合作，实质上他们一定程度上都集成了供应链和增值链两个方 面的内容。 e v e n s 认为：“供应链管理是通过前馈的信息流和反馈的物料流及信息流，将供应 商、制造商、分销商、零售商，直到最终用户连成一个整体的管理模式 3 0 op h i l i p 贝l j 认为供应链管理不是供应商管理的别称，而是一种新的管理策略，他把不同企业集成起 9 广西，醴羹工商管理硕士掌位论文 s t a c k e l b e r g 主狄对策在供应“连订货协调中的应用研究 来以增加整个供应链的效率，注重企业之间的合作口。大卫辛奇一利维等则将供应链 管理定义为：供应链管理是在满足服务水平需要的同时，为了使得系统成本最小而采用 的把供应商、制造商、仓库和商店有效地结合成一体来生产商品，并把正确数量的商品 在正确的时间配送到正确地点的一套方法口2 l 。 基于以上理解，本文对供应链管理的定义如下：对供应链中物流、信息流、资金流 进行合理有效的计划、协调、调度与控制，实现在正确的时间( r i g h tt i m e ) ，正确的地 点( r i g h tp l a c e ) 、将正确的需求项目( r i g h tp r o j e c t ) ，按照正确的数量和质量( r i g h t q u a n t i t y q u a li t y ) 交给正确的交易对象( r i g h tc u s t o m e r ) 。从而实现整个供应链系 统的成本最小化的目标。 2 2 供应链协调的定义 供应链管理是基于这样的假设：单个公司不能有效地完成从产品原材料到产成品的 整个生产过程。相应地，供应链参与者间产生的相互依赖关系要求协调行为保证供应链 成员间信息流、物流和资金流的畅通。基于此，m a l o n 和c r o w s t o n 就为供应链协调给出 一个恰当的定义：“协调是管理各种行为间的相互依赖关系( c o o r d i n a t i o ni sm a n a g i n g d e p e n dr e l a t i o nb e t w e e na c t i v i t i e s ) ”3 l 。这个协调定义包含的内容较广，将合作 ( c o o p e r a t i o n ) 和协作( c o l l a b o r a t i o n ) 等努力行为都包括了，这些词在管理行为间的 依赖关系上有各自的内涵，定义进一步提出，如果不存在相互依赖关系，则没有什么需 要协调的；另一方面，依赖性越强则越需要协调。h o p p e 在m a l o n e 定义的基础上提出一 个协调的多维模型，可实现信息流、物流、资金流的运行协调。协调的第一维是外部的 信息集成，以协调公司之间的信息的交换；协调的第二维是供应链成员的协作，同时协 调信息流和物流。协调的每一维范围都很广，较高一维包含较低维的元素和信息。但这 二者不能有效协调信息流、物流、资金流之间的相互依赖关系，所以需要一个第三维协 调因素，也是最高维的一一通过供应链最大化供应链网络中各成员的价值，最有效的管 理信息流、物流、资金流的努力m 1 。 g a n s e t h ia n dy a n 提出一个风险厌恶型代理的供应链协调定义，定义概括了在风险 中性情况下的协调标准。他们指出协调这样一个供应链需要通过选择渠道合适的外部联 合行动和渠道内部的收益分配方案，找出一个可以被每个代理所接受的p a r n e r 最优解 3 5 o 他们用几个特例考察了包含一个风险厌恶供应商和一个风险厌恶零售商的供应链协 1 0 广西大掌工商管理硕士学位论文 s t a c k e l b e r g 主从对策在供应链订货协调中的应用研究 调合约如果满足如下三个条件，则供应链是协调的： 1 、零售商和供应商获得的支付不低于他们各自的保留支付( r e s e r v a t i o np a y o f f s ) ； 2 、满足零售商的下跌风险约束( d o w n s i d er i s kc o n s t r a i n t ) ； 3 、供应链的期望利润最大化。 我们对如上几个供应链协调定义作以分析和总结。第一个定义强调的是供应链成员 的行为间的相互影响及这种影响对供应链协调的作用。这让我们联想到了博弈论( g a m e t h e o r y ) 的研究内容。博弈论是研究决策主体的行为发生直接相互作用时候的决策以及 这种决策的均衡问题。第二个定义在第一个基础上提出协调的三维因素，随着维数的增 高，协调的复杂性、各成员承担的风险和利润分配难度越高，协调的层次逐级升高。强 调这些因素在供应链成员战略上的重要性通过供应链最大化供应链网络中各成员的价 值，尽最大努力实现协调但如果各成员在最大化自己利益时与实现整体协调相矛盾，则 在完全竞争市场条件下需要有解决个人理性与集体理性之间冲突的方法。这种方法不能 否认个人理性，而是设计一种机制，在满足个人理性的前提下达到集体理性。第三个定 义用风险的概念体现了供应链管理中不确定因素的存在，并指出协调应该包括某种收益 分配方案，兼顾各成员的利益。所以从系统整体出发，条件1 和2 以约束的形式存在，条 件3 为目标函数。而b e r n s t e i n 和f e d e r g r u e n 定义了“完美协调( p e r f e c tc o o r d i n a t i on ) ， 认为分散控制系统下的费用和报酬结构导致整体供应链利润与集中控制系统下的整体 供应链利润相等时，供应链获得的协调称为完美协调啪1 。因此，r d q ) o x ( q ，) 一 x t a )l + g ，( a c + a d ) 厂( 口) d a + g ( q d ) ，厂( 口) d a l w ，g y()一x(q，) x ( q 。) l + p ，( 口c + ) o ) d a + p q ，( 口) 如 0 x ( q ，) - kr 。且【g 一( 口c + ) 】厂( 口) d a( 3 ) 这里y ( ) = ( d a ) c ，x ( q ，a ) = ( q a ) c ，且i d ，g 是如下定义的指示函 数 1 d g ) ： 攘q ) 在上面所描述的成本函数式( 3 ) 中e ( c 9 ) 表示生产商成本c 9 的期望值，右侧第一二项 代表预期的外部客户惩罚成本，其中第一项为供应商供应能力小于生产商订货量即qc + a d 情况下的客户惩罚成本，第二项为供应商供应能力大于或等于生产商订货量即q c + a q 情况下的客户惩罚成本；第三四项代表预期库存成本，其中第三项为供应商供 应能力小于生产商订货量即qc + a q 情况下的预期库存成本，其中第四项为供应商供 应能力大于或等于生产商订货量即qc + a q 情况下的预期库存成本。第五六项代表预 期采购成本。最后一项表示供应商预期的惩罚成本。约束x ( q ，a ) 和y ( ) 由生产能力 约束( 1 ) 和成本函数( 2 ) 的具体情况导出。 3 2 2 供应链协调下的供应商利润模型 在本问题中，所考虑的供应商效益包括供应商向生产商提供产品的销售利润与各项 成本之差。供应商成本主要包括为满足生产商订货量而建立的额外生产能力的成本， 单位额外生产能力的成本为w ；若生产能力过剩，供应商对没卖出产品的每单位持有成 1 9 广西大掌工商管理硕士学位论文 s t a c k e l b e r g 主u 对策在供应链订货协调中的应用研究 本为h ；若生产能力不足，供应商向生产商交付惩罚成本，单位惩罚成本k 。现就生产 商一个给定的订货量q ，由等式( 1 ) 可得供应商的收益，即 q ，t = p m i n a c + a ，g 卜h a c + a ，g 】+ 一w a + k d d 】+ ( 4 ) 其中：。为供应商收益；p 表示零部件价格；c 表示有效供应能力；q 表示有效供 应能力的随机比例，为额外供应能力，q 表示订货量。供应商的预期收益模型是 x ( q ，) 11 e ( c 8 ) = p ，( a c + a f t ( 口) 妇+ p q ，厂( 口) d a 。h ，( a c + a - q ) f ( 口) d a - w - k r 细a g 一( 口c + ) 】厂( 口) d a ( 5 ) 式( 5 ) 右侧第一二项是预期收入；第三项为预期持有成本；第四五项分别为建立额 外供应能力的实际成本和预期的惩罚成本。在决定额外供应能力的数量时，由于随机变 量q 的密度函数可知，则当订货量q 和惩罚成本k 给定时，供应商会选择可以使其所获 期望收益最大的额外供应能力，即 o p t = a r gm a x e ( c s ( ) ) ( 6 ) a e o ，g 对于供应链中具有两个节点( 生产商、供应商) 问题的描述而言，两个节点或全部采 用成本函数描述或全部采用利润函数描述，但也可一个用利润函数另一个用成本函数描 述。本文主要考虑的是生产商与供应商之间的协调问题，生产商和供应商若全部采用利 润函数描述，则对生产商模型考虑市场的影响加大，使问题复杂化；若全部采用成本函 数描述，则对供应商模型简化，双方的协作关系体现不足。若供应商采用成本函数描述， 而生产商采用利润函数描述，则使问题复杂且双方协作关系体现不足。因此，本文生产 商采用成本函数供应商采用利润函数描述，即式( 2 ) 和式( 4 ) 及其数学期望描述式( 3 ) 和 式( 5 ) 。 3 2 3 供应链协调下的供应商额外供应能力 对于上述问题，考虑了供应链中成员合作的最差和最好( 即完全无协作和联合最优) 两种情况。但在实际供应链环境中，各成员间是一种相对稳定的长期合作联盟关系，各 成员的决策制定是不断交互、相互协调的结果。而且，供应链大都是由多个决策上相互 独立的公司组成，一般很难找到一个统一的决策者，使之凌驾于所有成员的决策之上对 2 0 广。四r 大掌工商管理硕士掌位论文 s t a c k e l b e r g 三o k 对策在供应链订货协调中的应乙帛研究 供应链进行统一决策。因此，在实际供应链中成员合作的情况往往是介于最好和最差两 种情况之间的一种情况，即各供应链成员在独立制定各自决策的同时，也要在一定程度 上兼顾其它成员的利益。供应链中存在领导者、主、弱、次弱参与者、非参与者五种类 型的参与公司。针对供应链的实际生产活动，将问题归为一个s t a c k e l b e r g 主从对策问 题。主从对策，是在对策过程中，对策双方中的一方具有较高的决策权，即主方，另一 方处于被动从属地位，即从方。在主从对策中，主方首先根据自己利益最优制定主方最 优策略，然后再根据从方的反应修正自己的最优策略，如此往复直至达到双方满意的最 优策略解，此最优策略应当是各决策者均可接受的满意决策，即s t a c k e l b e r g