（技术经济及管理专业论文）基于实物期权的供应链柔性研究.pdf

摘要 供应链中存在着大量的不确定性因素：供应不确定性，生产不确定性，需求 不确定性。供应链柔性可以有效地应对不确定性，但柔性的获得是需要付出代价 的，提高供应链柔性的同时也加大了供应链的运营成本。供应链柔性设计的关键 在于权衡柔性的价值和成本。本文利用实物期权方法对供应链柔性进行定性和定 量研究，从而计算出柔性的价值。实物期权给供应链创造柔性提供了决策工具， 使得定性的分析有了理论依据，定量的分析更加准确。 本文首先介绍了实物期权的概念、特性和主要类型，阐述了实物期权在不确 定投资决策中的应用框架。接下来分析了供应链中的不确定性因素，在此基础上 扩展了供应链柔性定义，对供应链柔性重新分类，给出了提高柔性的措施，对供 应链不确定性和柔性的关系进行了分析，得到一个两者之间的关系框架。最后利 用实物期权理论对供应链柔性进行了定性和定量研究。定性研究有：论证了实物 期权在供应链柔性设计中应用的可行性；分析了实物期权在供应链柔性设计中的 应用步骤；给出一个供应链柔性的实物期权识别框架，并做了简要的解释；最后 总结出实物期权思维给供应链管理带来的五点启示。定量研究有：用几何布朗运 动模拟需求变动，建立了基于实物期权的生产系统柔性“定价”模型，并对此模 型进行扩展，得到了冗余生产能力的柔性“定价”模型，通过一个算例计算出柔 性的价值，并对结果进行了敏感性分析：用泊松跳跃过程模拟供应中断概率，建 立了基于实物期权的多头供应商柔性“定价”模型，同样通过一个算例计算出柔 性的价值，对结果进行了敏感性分析。 关键词：供应链柔性；不确定性；实物期权 a b s t r a c t t h e r ea r em a n yu n c e r t a i nf a c t o r si nt h es u p p l yc h a i n ，i n c l u d i n gt h eu n c e r t a i n t yo f s u p p l y , m a n u f a c t u r e d e m a n d s u p p l yc h a i nf l e x i b i l i t yc a l lc o p ew i t hu n c e r t a i n t i e s v e r yw e l l h o w e v e r , w em u s tp a yc o s tt oo b t a i nf l e x i b i l i t y i no t h e rw o r d s ，w ew i l l i n c r e a s et h eo p e r a t i o nc o s to ft h es u p p l yc h a i nw h e nw ee n h a n c et h ef l e x i b i l i t y t h e k e yo ft h es u p p l yc h a i nf l e x i b i l i t yd e s i g ni st h eb a l a n c eb e t w e e nv a l u ea n dc o s to f f l e x i b i l i t y t h et h e s i sa n a l y z e st h es u p p l yc h a i nf l e x i b i l i t yb a s e do nt h er e a lo p t i o n t h e o r yq u a l i t a t i v e l yo rq u a n t i t a t i v e l y ，a n dc a l c u l a t e st h ev a l u eo ff l e x i b i l i t y r e a l o p t i o nt h e o r yp r o v i d e sad e c i s i o n - m a k i n gt o o lt ot h es u p p l yc h a i nf l e x i b i l i t yd e s i g n ，i t b r i n g st h e o r yb a s i so ft h eq u a l i t a t i v ea n a l y s i s ，a n dm a k e st h eq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s m o r ea c c u r a t e l y f i r s t ，t h et h e s i si n 仃o d u c e st h ec h a r a c t e ra n dm a i nt y p eo fr e a lo p t i o n ，a n d e l a b o r a t e si t sf r a m e w o r kf o ri n v e s t m e n td e c i s i o n t h e n ，t h et h e s i sa n a l y z e st h e u n c e r t a i nf a c t o r si n s u p p l yc h a i n b a s e do nt h ee x t e n d e dd e f i n i t i o no fs u p p l yc h a i n f l e x i b i l i t y , t h et h e s i sc l a s s i f i e st h es u p p l yc h a i nf l e x i b i l i t ya n e w , g i v e st h em e a s u r e s e n h a n c i n gt h ef l e x i b i l i t y t h et h e s i sa l s og e t saf r a m e w o r ko fr e l a t i o nb e t w e e nt h e s u p p l yc h a i nu n c e r t a i n t ya n df l e x i b i l i t y l a s t l y , t h et h e s i sc a r r i e so u tq u a l i t a t i v ea n d q u a n t i t a t i v ea n a l y s i so fs u p p l yc h a i nf l e x i b i l i t yb a s e do nr e a lo p t i o nt h e o r y t h e q u a l i t a t i v ea n a l y s i si n c l u d e ：d e m o n s t r a t et h ef e a s i b i l i t yo fr e a lo p t i o n sa p p l i c a t i o ni n t h es u p p l yc h a i nf l e x i b i l i t yd e s i g n ，a n a l y z et h ea p p l i c a t i o nf r a m e w o r ko fr e a lo p t i o n ； g i v ea ni d e n t i f i c a t i o nf r a m e w o r ko fr e a lo p t i o n si ns u p p l yc h a i nf l e x i b i l i t ya n dm a k e ab r i e fe x p l a n a t i o n ；s u m m a r i z ef i v ee n l i g h t e n m e n to ft h es u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t b a s e do nr e a lo p t i o nt h o u g h t t h eq u a n t i t a t i v ea n a l y s i si n c l u d e ：s i m u l a t i n gd e m a n d c h a n g e 晰t 1 1t h eg e o m e t r yb r o w n i a nm o v e m e n t ，t h et h e s i se s t a b l i s h e sap r i c i n gm o d e l o fm a n u f a c t u r i n gs y s t e mf l e x i b i l i t yb a s e do nr e a lo p t i o n ，a n do b t a i n sap r i c i n gm o d e l o fr e d u n d a n tc a p a c i t yf l e x i b i l i t yb ye x t e n d i n gt h em o d e l ，t h e nc a l c u l a t e st h ev a l u eo f f l e x i b i l i t yt h r o u g hac a s es t u d ya n dm a k es e n s i t i v i t ya n a l y s i s ；s i m u l a t i n gs u p p l y d i s r u p t i o np r o b a b i l i t yw i t hp o i s s o nj u m pp r o c e s s ，t h et h e s i se s t a b l i s h e sap r i c i n g m o d e lo fm u l t i p l es u p p l i e r sf l e x i b i l i t yb a s e do nr e a lo p t i o n ，t h e nc a l c u l a t e st h ev a l u e o ff l e x i b i l i t yt h r o u g hac a s es t u d ya n dm a k es e n s i t i v i t ya n a l y s i s k e yw o r d s ：s u p p l yc h m nf l e x i b i l i t y ；u n c e r t a i n t y ；r e a lo p t i o n 厦门大学学位论文原创性声明 兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立完成的研究成果。 本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明 确方式标明。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。 c 蚴牛1 7 拯、 7 矽锣2 年乡j q o 日 厦门大学学位论文著作权使用声明 本人完全了解厦门大学有关保留、使用学位论文的规定。厦门大 学有权保留并向国家主管部门或其指定机构送交论文的纸质版和电 子版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学 校图书馆被查阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索， 有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适 用本规定。 本学位论文属于 1 、保密() ，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密( ) ( 请在以上相应括号内打“) 作者签名：牛中；臣、日期：口气降6 月昭 导师虢尹燃。1 日期：砌年易肌日 第一章绪论 1 1 研究背景和选题意义 1 1 1 研究背景 第一章绪论 不确定性急速增加，已经成为当代商业世界的基本特征。美国前财长鲁宾曾 说：“关于市场，唯一确定的就是不确定”【l 】。这句话反映了这样一个事实：在 当今世界上，节奏越来越快，情况越来越复杂，前景也越来越难以预料。 2 0 0 0 年，美国新墨西哥州飞利浦公司第2 2 号芯片厂的车间发生了一起火灾， 破坏了正在准备生产的数百万个芯片，飞利浦公司需要几星期才能使工厂恢复生 产。这家工厂是爱立信供应链中的一环，为爱立信公司提供多种重要的零件芯片。 9 0 年代中期，爱立信公司为了节省成本简化了它的供应链，基本上排除了后备 供应商。也就是说，有几种芯片只能由该工厂提供。危机很快显现，在市场需求 最旺盛的时候，由于飞利浦公司的供应跟不上，供应链中又没有其它的后备设备 供应商，没有其他公司生产可替代的芯片，爱立信失去了市场。这场火灾导致公 司损失了4 亿美元的销售额，市场份额也由之前的1 2 降至9 1 2 j 。 2 0 0 3 年，广州“非典 期间，在暂时还没有找到有效治疗药物的情况下， 传统意义上具有抵御病毒作用的药物，像板蓝根、抗病毒口服液之类便纷纷成了 人们抢购的对象。人们涌向药店、医院去购买这些药品，在短期的大量抢购下， 有限的药品很快就断货了。结果导致广州大部分的药店和医院出现了一个板蓝 根、抗病毒口服液的断档期，在这场意外降临的瘟疫中，消费者和商家同时遭遇 了久违的、只有在计划经济体制下常有的断货风波【3 j 。 从上面两个案例可以看出，供应链当中存在着很大的风险。在过去十年中出 现了许多被认为可能会增加风险水平的新的影响因素，这包括：注重效率而非效 力；供应链的全球化趋势；集中生产和分销；外包的趋势；供应商数量的缩减； 需求的波动；透明性和控制措施的缺乏。这些因素极大地增加了供应链的风险， 使供应链变的更加脆弱1 4 j 。 本文认为供应链风险在供应链中表现为各种不确定性，如上面第一个案例在 基于实物期权的供应链柔性研究 供应链中反映为供应不确定性，第二个案例则为需求不确定性。因此供应链风险 管理在一定程度上就是不确定性管理。不确定性是供应链的客观属性，无论企业 采用何种信息技术，预测有多么精确，不确定性都无法避免，也就是说不确定性 只能被降低，而不能被消除。 不确定性是供应链管理中最关键和最具挑战性的问题之一。供应链中不确定 性因素主要有供应不确定性、生产不确定性、需求不确定性，其中需求的不确定 性是最主要和最难控制的。在推行供应链管理的过程中，各种不确定性的把握良 好与否成为供应链管理推行成功与否的关键因素之一。在这个变动快速且竞争激 烈的时代，能够管理好不确定性就能降低风险，并获得或维持竞争优势【5 】。 1 1 2 选题意义 当我们认识到不确定性作为事物的本质而刁i 能被消除，作为当代商业世界的 特征而不能被忽略的时候，我们就只能直面不确定性，学会怎样来更好地应对不 确定性。不确定性是一把双刃剑，它不仅仅与损失相联系，同时还与获利相联系， 企业能否把握不确定性带来的“机遇”，建立自己的竞争优势，关键在于是否做 好了充分的“准备”。 柔性被认为是对不确定性有效的应对措施，它是供应链在不确定性环境下获 得成功的关键，也是供应链设计和管理的关键。柔性是指系统对不确定性环境做 出快速响应的能力，柔性设计则是供应链面对不确定性问题常用的策略，它能够 快速正确地对不确定性作出反应。不确定性的存在要求供应链具有足够的柔性， 柔性使企业能够将不确定因素转变为竞争优势，同时将风险限定在一定范围内 【6 】 0 柔性是管理者有意识的保留某种选择的自由性以应对未来的不确定性。例如 针对上述案例中的供应不确定性，可以采用多头供应商等柔性策略，在一家供应 商发生中断后，制造商可以迅速地将需求转移给其它供应商。同样的，针对需求 不确定性，可以采用安全库存，采用柔性生产线，冗余生产能力等柔性策略，使 得需求发生变化时，企业可以快速采取措施来应对。 通过提高供应链柔性，可以使企业获得以下竞争优势：把握好市场机会，对 需求变化的反应能力，对生产系统不良表现的反应能力，预防和减少重大灾难的 2 第一章绪论 损失，降低不确定条件下供应链的总成本等。 但是供应链柔性的获得是有代价的：供应链的运营成本的增加，多余的生产 能力投资，库存成本、在信息系统、客户关系管理上的投资等。构建和提升柔性 是一项有成本、冒风险的经济活动，并非越大越好。柔性应该建立在提高供应链 现在及未来的经济效益的基础上，不能带来经济效益的柔性，没有多大意义。 因此，管理者在进行供应链柔性设计时，需要协调和权衡柔性价值和其取得 成本，这便产生了本文要解决的问题： ( 1 ) 针对特定的不确定性，应该采取何种柔性化设计? ( 2 ) 柔性的价值究竟有多大? 柔性化设计在经济上是否合理? 柔性不同于成本、效率和质量等其它容易衡量的目标，它通常表现为系统的 一种潜在能力，即尚未表现出来的应付与处理环境变化的能力，而不是系统的一 种现实行为。它伴随着不确定性而存在，在没有表现出来时很难度量，现有的度 量方法很难正确地衡量供应链柔性价值。供应链柔性“定价”问题不能很好地解 决，是造成柔性的概念不能在供应链决策中受到重视的原因之一。 因此，如何评估供应链这种潜在能力的价值需要一种新的工具，它必须能够 根据未来不确定性的大小来衡量供应链柔性的价值。无独有偶，近年来兴起的实 物期权方法能够很好地解决不确定性环境下的投资决策问题，基于此，可以尝试 利用实物期权方法来衡量供应链柔性的价值。在供应链管理中，实物期权一般表 现为各种管理柔性，即管理者能够根据环境变化作出相应决策的灵活性。 实物期权是一种不确定性条件下的投资决策方法，其面临的关键问题是其定 价问题，因为实物期权的取得是要付出成本的，期权的内涵价值只有在大于其取 得成本的情况下，持有它才是合理的。而我们可以把供应链柔性看作是针对不确 定性的战略投资，这样就可以利用实物期权理论来评估供应链柔性的价值，并将 柔性价值与其获得成本进行对比，从而使供应链管理者可以合理地进行柔性化设 计。 本文将尝试利用实物期权方法对供应链柔性进行定性和定量研究，以期对供 应链柔性设计提供决策依据，提高管理者对柔性的重视程度，使供应链能够在不 确定性的环境下获得和维持竞争优势。因此，本文的研究既有较高的理论意义， 也有很强的应用价值。 基于实物期权的供应链柔性研究 1 2 文献综述和创新点 1 2 1 供应链柔性研究现状 目前对供应链柔性研究的文章还不多，而且大部分集中在供应链柔性的定 义、分类等定性研究方面。 1 、供应链柔性的定义 现有文献对供应链柔性的定义通常与需求不确定性相关联，尚未形成统一的 定义。 供应链柔性的概念可追溯到v o u d o u r i s ( 1 9 9 6 ) 7 1 ，他认为供应链柔性是指对顾 客需求作出反应的能力，可以用作业资源( o p e r a t i o n a lr e s o u r c e s ) 的富余程度来度 量。 b e a m o n ( 1 9 9 9 ) t 8 1 认为供应链柔性为供应链系统对不确定性环境做出反应的 能力。 马士华等a ( 2 0 0 0 ) 1 9 1 指出，供应链柔性指双方共同制定的一个合同要素，对 于需方而言，它代表着对未来变化的预期；而对供方而言，它是对自身所能承受 需求波动的估计。 d a m i e n 和a m e i k ( 2 0 0 1 ) 1 1 0 1 认为供应链应该具有对需求变化的动态响应能力，并 强调供应链伙伴之间的相互依赖性，任何供应链的柔性能力会受到整个系统能力 的内在限制。 g u n a s e k a r a n 等a ( 2 0 0 1 ) 1 1 1 指出柔性意味着企业产品或服务能够满足顾客个 性化的需求，将柔性作为供应链绩效评价指标，用于评价供应链系统的顾客服务 水平和满意度。 p r a t e r 等j l ( 2 0 0 1 ) t 1 2 1 认为供应链柔性是指供应链的敏捷性和能够调整供应链 的速度、目标和产量以响应顾客需求变化的能力。 美国供应链协会( s u p p l y c h a i nc o u n c i l ) 1 1 3 1 在其设计的供应链运作参考模型 ( s u p p l yc h a i no p e r a t i o n sr e f e r e n c e - m o d e l ，s c o r ) 中，将供应链柔性定义为：为 获取或保持竞争优势，供应链对市场变化作出反应的灵活性程度。 d a s 和a b d e l m a l e k ( 2 0 0 3 ) 1 1 4 1 将供应链柔性定义为在变化的供应条件下的卖 4 第一章绪论 方一买方关系的鲁棒性( r o b u n s i e s s ) ，并认为它是表述信息不对称供应链行为 特征的有效参数。 g a r a v e l l i ( 2 0 0 3 ) 1 5 1 定义了供应链有限柔性，他认为供应链有限柔性介于完全 柔性和无柔性之间，能够改进供应链绩效，而增加的成本不多。 柏顺等人( 2 0 0 4 ) 认为供应链柔性为整个供应链以尽可能低的成本和尽可 能高的服务水平，快速响应市场和顾客需求的变化。他把供应链柔性表述为 f = p ( l c ) ，其中：p 代表客户服务水平，l 代表系统提前期，c 代表供应链成 本。 2 、供应链柔性的分类 v i s s w a n a d h a m 和s r i n i v a s a ( 19 9 7 ) t 1 。7 j 提出将供应链柔性分类为：产量柔性、品 种柔性、路径柔性、交付时间柔性、新产品柔性。 s h a w n e ev i c k e r y ( 1 9 9 9 ) 1 8 1 认为供应链柔性应当不仅包含直接影响客户的柔 性( 即为客户增加价值的柔性) ，还应包括供应链成员柔性( 如供应商，渠道成员) ， 从面向客户角度定义了5 种供应链柔性类型，包括：生产柔性，体现供应链定制 产品以满足客户特定需求的能力；产量柔性，体现供应链调整生产能力以满足客 户需求数量变化的能力；新产品柔性，体现供应链开发新产品的能力；分销柔性， 体现供应链分销产品范围；响应柔性，体现供应链对目标市场的响应能力。 b e a m o n ( 1 9 9 9 ) 8 】将柔性作为评价供应链绩效的重要标准，认为供应链柔性主 要有四种类型：( 1 ) 产量柔。l 生( v o l u m ef l e x i b i l i t y ) ，是指改变产品生产产出水平的 能力，由满足市场需求的比例来度量，适用于产品需求量易变情况下的供应链系 统；( 2 ) 交货柔。l 生( d e l i v e r yf l e x i b i l i t y ) ，是指改变计划交货日期的能力，由交货时 间的富余程度来度量，适用于交货日期有规律的变化并且成本受新交货日期影响 的供应链系统；( 3 ) 混合柔l 生( m i xf l e x i b i l i t y ) ，是指改变产品生产种类的能力，由 给定时间内生产出的不同类型产品的数量或由产品类型改变所耗费的时间来度 量，适用于多产品类型的静态需求的供应链系统；( 4 ) 新产品柔性( n e wp r o d u c t f l e x i b i l i t y ) ，是指开发和生产新产品的能力，由增加新产品到现有生产工序中所 消耗的时间或花费的成本来度量，适用于具有短生命周期产品的供应链系统。同 时，作者指出由于供应链系统经常面临不确定性的环境，所有四种类型的柔性中 w 鲁棒性：是指系统在一定( 结构，大小) 的参数摄动下，仍然维持某些性能的特性。 5 基于实物期权的供应链柔性研究 生产柔性的应用最为广泛。 g a r a v e l l i ( 2 0 0 3 ) ”1 将供应链柔性简单地分类成几个不同方面：功能方面，分 为动作柔性、市场柔性、物流柔性等；层次方面，分为商店柔性、车间柔性或企 业柔性；战略方面，强调柔性的战略相关性；时间范围方面，分为长期柔性和短 期柔性。 d u c l o s 等人( 2 0 0 3 ) t 1 9 1 提出了一个供应链柔性概念模型，认为供应链柔性系统 有六个组成要素( 见图1 1 ) ：运作系统柔性、市场柔性、物流柔性、供应柔性、 组织设计柔性和信息系统柔性，并对各组成要素进行了详细描述。 市场 - i供应商i 一 柔性供应物流 柔性柔性 r 信息系统柔性 组织柔性 1rr 运作系统柔性 l 供应物流 柔性柔性 r1r l 客户 1 1 图1 1 ：供应链柔性组成要素之间的关系 资料来源：d u c i o s ac o n c e p t u a lm o d e lo f s u p p l yc h a i nf l e x i b i l i t y j i n d u s t r i a lm a n a g e m e n ta n d d a t as y s t e m ，2 0 0 3 l u m m u s - 等) k ( 2 0 0 3 ) 2 0 】贝0 对前者的模型进行一定的修改，将供应链柔性模型 的组成要素精炼至五个，即：运作系统柔性、物流流程柔性、供应网络柔性、组 织设计柔性和信息系统柔性，并分析了各组成柔性相应的关键特性。 张守风等人( 2 0 0 3 ) 【2 1 1 认为供应链管理中的柔性涉及众多因素，包括：技术柔 6 第一章绪论 性、人力资源柔性、运营柔性、融资柔性、战略管理柔性，并对各种柔性的特征 进行了分析。 张云波等人( 2 0 0 4 ) 四运用系统分析方法，通过对供应链柔性的动态特性分 析，提出了供应链柔性系统集成模型结构由研发、资源、制造、物流、信息和决 策等六个柔性子系统模型组成，并对各子系统模型进行了简要描述。 3 、供应链柔性定量化研究 v o u d o u r i s ( 1 9 9 6 ) 1 7 1 将供应链柔性用作业资源的富余能力来反映，依据不同资 源的富余程度建立了面向柔性的决策模型。 s a b r i 和b e a m o n ( 1 9 9 9 ) t 8 】运用多目标决策分析方法，考虑制造商和分销中心 的生产柔性，以供应链总成本最小为目标函数，建立了具有一定柔性水平的战略 层和战术层供应链决策模型，并从成本、顾客服务水平和柔性等方面评价供应链 的运作绩效。其中生产柔性用生产能力的富余来度量，但该文所建立的模型适用 于需求相对确定的环境。 d a s 和a b d e l m a l e k ( 2 0 0 3 ) t h 】将供应链柔性看作订单数量和供应提前期的函 数，建立了一个决策模型，用于买方评估潜在供应链伙伴的柔性，从而帮助其对 订单数量和提前期作出正确选择。 g a r a v e l l i ( 2 0 0 3 ) 1 5 】提出了一个供应链柔性分析框架，并建立了用于评价不同 程度柔性对供应链绩效影响效果的仿真模型。文中作者采用的柔性为传统的制造 系统分类，包括作业柔。l 生( p r o c e s sf l e x i b i l i t y ) 和物流柔。i 生( l o g i s t i e sf l e x i b i l i t y ) 。 m i l n e r 和k o u v e l i s ( 2 0 0 5 ) t 2 3 1 研究了不同产品需求特征对不同类型的供应链柔 性准确响应市场的价值的影响，作者主要考虑了两种具有互补性的柔性：生产数 量柔性和排程计划的时间柔性，研究表明：数量柔性对于功能性产品具有适中的 价值，对于时尚性产品则具有较高的价值；而时间柔性对于功能性产品具有较高 的价值，对于时尚性产品则具有较低的价值。 张翠华和黄小原( 2 0 0 2 ) 【2 4 1 研究了柔性供应链优化问题，以供应链总成本最小 化为目标函数，考虑供应链生产和分销的各种约束条件，建立了柔性供应链优化 模型。该模型采用生产能力柔性和分销能力柔性指标反映了生产和分销的不确定 性。 李院生等) k ( 2 0 0 5 ) 2 5 】以柔性供应链各节点的成本和客户服务水平为优化参 基于实物期权的供应链柔性研究 数，建立多目标函数优化模型，并利用遗传算法对模型进行了求解。 1 2 2 目前研究中存在的问题 从上述文献的研究情况可以看出，供应链柔性方面研究还处于起步阶段，虽 然取得了一定的成果，但也存在某些不足之处，主要表现在： ( 1 ) 大量集中在供应链柔性的定性描述方面，一些定量的研究也主要围绕生 产柔性展开。 ( 2 ) 大多数柔性研究集中在供应链应对市场需求不确定性的能力，而需求的 不确定性仅仅是供应链柔性存在的原因之一。 ( 3 ) 大多供应链柔性模型的建立还是基于确定的、静态的环境，而在实践中 则往往是一个随机的、动态的决策过程。 实践中企业在提高供应链柔性时碰到的最大问题是：柔性的价值究竟有多 大? 怎样才能说服企业高层同意对供应链柔性进行必要的投资? 因此，如何对供 应链柔性进行“定价”? 这是柔性能否引起企业重视的关键因素。 1 2 3 本文创新点 针对供应链柔性研究的现状和存在的问题，本文可能的创新点如下： ( 1 ) 目前的大部分研究把不确定性看作是供应链运作的不利因素，因此柔性 研究主要是如何防止不确定性带来的负面影响。而基于实物期权的思维，本文认 为不确定性同时是一种机会，可以提高供应链的价值。如果供应链有足够的柔性， 不但可以降低损失，更重要的是可以充分利用小确定性带来的机会，建立起自己 的竞争优势。实物期权是一种全新的管理思想，用实物期权思维对当前的供应链 管理重新加以思考，得到一些新的启示。 ( 2 ) 目前供应链柔性的研究主要针对需求的不确定性，范围比较窄。本文提 出了一个更加全面的供应链柔性定义，并按照流程对供应链柔性进行了新的分 类，并给出了相应的柔性提高措施。对供应链不确定性和柔性的关系进行了简要 分析，总结出一个关系框架。 ( 3 ) 用实物期权理论对供应链柔性进行定性分析。论证了实物期权在供应链 柔性设计中应用的可行性，概括出实物期权在供应链柔性设计中的应用步骤以及 8 第一章绪论 供应链柔性的实物期权识别框架。 ( 4 ) 用实物期权理论对供应链柔性进行定量分析。利用实物期权比较定价法 对三种常见的柔性( 产品组合柔性、冗余生产能力柔性和多头供应商柔性) 进行 “定价”研究，通过算例求出柔性的价值，并对结果做敏感性分析，获得柔性决 策的临界值以及其他一些信息。 1 3 本文结构和研究方法 1 3 1 本文结构 图1 - 2 ：本文的结构图 本文主要章节如下：第一章为研究背景和意义，对目前供应链柔性方面的研 究进行了文献综述，总结出当前研究的成果、不足，提出本文的创新点。第二章 简要介绍了实物期权的定义、特性、主要类型以及实物期权在不确定投资决策中 的应用框架。第三章分析供应链的不确定性因素，对供应链柔性进行重新的定义 和分类，并列出了提高供应链柔性的措施，对供应链不确定性和柔性的关系进行 了简要的分析。第四章论证了实物期权在供应链柔性设计中应用的可行性，阐述 了实物期权在供应链柔性中的应用步骤，然后给出了供应链柔性的实物期权识别 框架，最后总结了实物期权思维给供应链管理带来的五点启示。第五章和第六章 为并列的两章，第五章用几何布朗运动模拟需求变动，建立了基于实物期权的生 9 基于实物期权的供应链柔性研究 产系统的柔性“定价”模型，并对此模型进行扩展，得到了冗余生产能力的柔性 “定价”模型，通过一个算例计算出柔性的价值，并对结果做敏感性分析。第六 章用泊松跳跃过程模拟供应中断概率，建立了基于实物期权的多头供应商柔性 “定价”模型，同样通过一个算例计算出柔性的价值，对结果做敏感性分析。第 七章是本文的总结，研究上的不足以及进一步研究的方向。 1 3 2 研究方法 本文主要利用实物期权的比较定价法对供应链柔性进行“定价”。 由于金融期权定价主要采用无套利定价法，这种方法对市场的效率和完全性 要求很高，而在实物市场中难于满足这种要求，直接用金融期权定价方法对实物 期权定价在大多数情况下是有问题的。 实物期权的优势之一是将投资项目或战略计划蕴涵的“柔性”进行概念化和 模型化，使决策者在评价投资机会和风险时能够基于可靠的事实，而不是仅凭直 觉。 实物期权评价方法在投资评价中的应用并不能完全替代传统的净现值n p v 方法，而只是n p v 方法的扩展。经过实物期权扩展后的n p v 规则称为扩展的 n p v 规n ( e n p v ) ，它与传统的n p v 规则的关系为： 扩展的n p v = 静态n p v + 期权价值( 柔性价值) 在很多情况下，无法将项目的静态n p v 与期权价值直接分离【2 7 1 ，但却可以 计算出嵌有柔性的项目在管理者的有效管理下的价值，即扩展后的n p v ，此时 就可以通过比较静态n p v 和扩展的n p v 之间的差异从而间接获得期权( 柔性) 的 价值： 期权价值( 柔性价值) = 扩展的n p v 一静态n p v 这种先计算嵌有柔性的项目在最优决策下的产出价值或投入成本，然后与没 有柔性的项目相比较，最终间接确定项目的“柔性”价值的方法，称之为实物期 权的比较定价法。 实物期权的比较定价法并不是一种新的定价法，而是动态规划、决策树等方 法的扩展，本文就是主要利用随机动态规划的方法，将具有柔性的供应链在最优 。折现现金流量j = ) 2 ( d c f ) g l 净现值法m p v ) 见文献【3 2 】第1 3 3 1 3 6 页。 圆见参考文献【2 6 】第1 1 7 1 1 8 贞。 1 0 第章绪论 化决策下产生的净现值与无柔性供应链产生的净现值进行比较，从而间接解决供 应链柔性的“定价”问题。 基于实物期权的供应链柔性研究 第二章实物期权概述 2 1 实物期权的内涵和特性 2 1 1 实物期权的概念 实物期权一词最初由m y e r s ( 1 9 7 7 ) 2 8 1 提出。实物期权是金融期权理论对实物 资产期权的延伸，因此我们可以将标的资产为非金融资产的期权称为实物期权。 金融期权是一种合约，它赋予其持有者在一定时期内可以按事先约定的价格购买 或出售特定数量的金融产品的权利。期权合约产生的权利和义务是不对称的，期 权持有者有权利但没有义务履行该合约。当然，期权持有者必须支付一笔期权费， 这笔费用就为期权的价值。 实物期权是金融期权在实物领域的扩展，其标的物一般是投资项目的价值。 实物期权赋予的权利是某项投资或管理的选择权。拥有实物期权，其持有者就可 以在一定期限内根据基本资产的价值变动，灵活选择投资方案并进行管理活动， 这种管理柔性可以增加投资项目的价值。因此，m y e r s 2 8 】强调“实物期权是分析 未来决策能如何增加项目价值的一种方法，或研究在将来可以相机而动这种灵活 性有多大价值的一种方法”。 d i x i t 和p i n d y c k ( 1 9 9 4 ) 合著的不确定条件下的投资一书中指出：获得实 际资产的机会经常被称作实物期权【2 9 1 。因此在他们的书中不确定条件下的投资这 个概念也就是投资中的实物期权。实物期权是金融期权理论在实物资产期权上的 扩展，尽管金融期权能够在合约中得到详细说明，但战略投资中的实物期权则必 须加以辨别和进行特别的说明，从金融期权向实物期权转化需要一种思维方式， 这就是要把金融市场的规则引入企业战略投资决策中来。 实物期权是能够处理管理柔性【3 0 l 的方法，人们正是通过管理柔性来应对不确 定性对于投资决策的影响的，管理柔性包括以下事项：延迟、放弃、关闭与重新 启动、扩张、收缩、转换输入输出等。实物期权的主要价值和优势在于对整个管 理柔性进行价值评估，从而帮助管理层做出最佳决策。 狭义地看，实物期权法是一种将金融期权定价理论扩展到实物资产( 非金融 资产) 上的一种方法。广义地看，实物期权的方法是一种思维方式，它帮助管理 第二章实物期权概述 层正确地做出战略决策，也就是由今天的投资所创造的未来的机会【3 1 1 。 2 1 2 实物期权与不确定性 不确定性源于企业外部和内部的各种因素，这些因素通常包括以下几种：市 场的动态变化、政府管制或政治的不确定性、组织能力、知识以及竞争环境的变 迁等。每一个组织处理或应对内部或外部不确定性的能力都可以用实物期权的方 法加以评估，这正如衍生品能够在金融市场上获得评估一样。 实物期权某种程度上是一种思维方式的转变，它给不确定性的世界提供了一 个关于价值创造问题的重要观点。其思维方式包括三个组成部分1 2 6 】： ( 1 ) 期权是一种或有决策。期权就是你可以在看到事情是如何发展之后，再 制定决策的机会。在决策时刻，假如情况向好的方向发展，就做出一种决策，但 如果向不好的方向发展，就作出另一种决策。这就意味着期权的损益是非线性的， 它将随着你的决策变化而变化。固定的决策具有线性的损益，因为不管什么事情 发生，你都将做出同一个决策。 ( 2 ) 期权是有价值的。投资项目中蕴含的投资机会、管理柔性等实物期权可 以利用金融市场的信息作为输入量来为其定价，其结果使管理期权、金融市场的 选择权、内部投资机会等具有等值基础上的可比性。然而实物期权的价值必须依 靠管理者的有效决策才能实现，管理者在最恰当的时刻作出最恰当的决策是实物 期权价值实现的保证。 ( 3 ) 期权思维方式能够用来设计和管理战略投资。非线性损益也可以作为一 种设计工具，面对不确定性和未来巨大潜在利益的战略投资，决策者面对的关键 问题是如何降低不确定性暴露，如何能够在出现有利的结果的情况下增加收益， 为此决策者首先要辨别和估价战略投资中的期权，其次是为了更好地使用期权而 重新设计投资，最后则是运用产生的期权来管理投资。 不确定性给投资带来了机会，在实物期权的思维下，管理者在重新思考战略 投资时可以根据资源、趋势和不确定性的演变过程，仔细观察市场，确定投资暴 露程度( 即如何把外部情况转变为收益或损失) ，从而对投资项目的不确定性进行 有效的管理并在企业经营战略中做相应的安排，则不确定性将会大大提高项目价 m 不确定性暴露：现金流和价值对不确定性因素的灵敏度( s e n s i t i v i t y ) ，见文献 3 1 1 第1 0 - 1 1 页。 1 3 基于实物期权的供应链柔性研究 值( 见图2 1 ) 。 实物期权方法是直接处理不确定性的。图2 1 展示了由实物期权方法获得的 而且是非常重要的思想转变：不确定性带来了机会，管理者应当欢迎不是惧怕不 确定性。传统观点认为，不确定性越高，资产价值越低，实物期权方法则认为假 如管理者能够辩明和使用对应于发展中事件的柔性期权，那么增加的不确定性能 够带来更高的价值。 价 值 不确定性 图2 1 ：不确定性提高了项目的价值 资料来源：马莎阿姆拉姆，纳林库拉蒂拉卡著，张维等译实物期权：不确定性环 境下的战略投资管理【m 】北京：机械工业出版社，2 0 0 1 2 1 3 实物期权与传统投资决策方法 企业在考虑投资决策时所采用的资本预算方式一般为传统的折现现金流量 法( d c f ) ，而其中最常用的方法是净现值法( n p v ) 。当净现值法在评估较稳定 的现金流量时，问题并不难，但在评估企业的成长机会或无形资产时，特别是技 术创新的价值时，因几乎都是期权价值，采用净现值法来评估投资项目中运营或 策略性期权时，有其先天的限制而无法适用【3 2 1 。n p v 是事先对现金流量做估计 并假设其为不变或静态的状况，无法适当衡量未来不确定因素存在时，相机采取 决策应对所带来的管理柔性，所以用n p v 评估不确定环境下的投资项目可能会 1 4 第二章实物期权概述 得到一个有偏差的结果。 与传统投资决策分析方法相比，实物期权理论非常重视柔性决策的价值，把 管理柔性作为评估投资决策时的一个重要因素。管理者在面临市场情况不确定性 下，有权利而且有能力根据不同的状况，随时修正投资项目，根据情况的发展改 变当初既定的营运策略，以追求投资项目的最大利润。实物期权不是集中于单一 现金流预测，而是把分析集中在项目所具有的不确定性的问题上，即现金流的所 有可能变化范围，用概率的语言来描述，就是项目未来现金流的概率分布状况。 当使用关于现金流的概率分布和未来预期的市场信息时，实物期权分析方法把金 融市场与投资项目的决策联系起来，对未来现金流没有人为主观的预测。 在多变的市场环境中，不确定性与竞争者的反应往往使实际收入与预期有所 出入。当有新的信息或是不确定性逐渐明朗化时，企业往往发现不同的投资项目 拥有不同的管理柔性能力来修正原先设定的策略。例如：可以递延投资、扩张、 紧缩甚至放弃这项投资项目。这些可以依照环境变化而对未来行动作出调整的管 理柔性，使原n p v 的概率分布函数发生不对称性与偏态，不对称性与偏态来自 于增加了可能的向上价值和限制向下的可能损失吲( 见图2 2 ) 。当缺乏管理柔性 时，传统净现值的概率分布是对称的，当管理柔性效果显著时，即可以提供对未 来加以调整或改变原先设定的策略，带来向上的潜在获利且限制向下的损失。这 种不对称的概率分布，使真正的期望值超越静态的n p v 期望值，超过的部分就 是期权的溢价，也反映了管理柔性的价值。 管理柔性导致期望值分配的不对称概率分布，使净现值扩展为包含传统的被 动的净现值，以及主动适应环境的策略期权价值。这种考虑管理柔性投资项目的 价值，有别于传统的n p v ，我们称之为扩展性或策略性净现值( e n p v ) ，其价值 主要由传统的n p v 再加上管理柔性的价值，即： 扩展性( 策略性) n p v = 标准( 静态、被动) n p v + 期权的溢价( 因主动管理产 生的运营与策略期权的价值) 以期权方式评价资本决策的动机和扩展性n p v 构架的提出，是想把管理柔 性观念化与数量化。当考虑决策者的管理柔性时，传统的净现值是重要因素，并 不能放弃传统的折现现金流法，而是透过期权评价的方式来量化管理柔性，使得 投资项目的价值不会被低估。基本上当未来不确定性越大、投资有效期间越长， 基于实物期权的供应链柔性研究 期权价值就越高。 看跌期权可以限制 净现值 看涨期权可以把握向 向f 的损失上的机会 图2 2 ：期权的使用引起的净现值不对称概率分布 资料来源： 周娟娟基于实物期权的风险决策研究【d 】合肥工业大学硕士学位论文，2 0 0 6 总而言之，资本投资的期权理论与传统投资决策理论，二者最大的差异在于 前者考虑了投资项目所隐含的柔性价值。决策者要正确评估投资项目的真正价 值，就必须考虑这一柔性。因此，在面临高度不确定的投资及机会效益评估时， 实物期权的评价方法可提供较现金流量折现法更加可靠的决策方案分析结果，使 之更能符合投资项目的特征，并做出正确的项目