（管理科学与工程专业论文）vmi集成的短期效果及博弈分析.pdf

中国科学技术大学硕士学位论文v m i 集成的短期效果与博弈分析 摘要 在传统供应链中，由于各成员的准自主性，他们只关心自身的成本一收益状 况，往往造成各自为政。同时由于信息不能有效共享，易于造成从下游到上游的 需求放大、信息扭曲等现象，即“牛鞭效应”。咎其原因，则是因为供应链各方 缺乏有效的协调。这会造成供应链运作的整体无效率。供应商管理库存( v m i ) 是 种全新的库存管理理念，同时更为重要的是，它能够提供一个供应链成员合作、 协调的集成环境，是解决上述问题的一种新的管理范式。 本文在回顾国内外已有的v m i 研究成果的基础上，重点回顾了d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 基于e o q 的单级v m i 成本一收益模型。以此为基础，对d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 的单级v m l 模型和分析方法进行扩展，说明了v m i 不仅在简单的两层( “s - b ” 型) 供应链上有效。在三层( “g 只足”型) 甚至i l 层供应链上同样有效。本文研究 将v m i 成本一收益分析理论向前推进了一步。 本文主要内容如下： ( 1 ) 在第3 章，d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 的单级v m i 模型被扩展到“供应商生产 商零售商”僻b 足) 型三层供应链( 两级v m i ) 上，对v m i 集成前后供应 链各方进行成本一收益分析，结果证实：v m i 一定会带来供应链整体收 益的上升；零售商一定会从v m i 中获利；而越处在上游的成员从v m i 获利的条件越强。若没有各方均能接受的收益分配指导方案，v m i 将受 到有关方面的抵制。作者用基于核心的联盟博弈分析方法展开讨论，证 明了s ；- f - r 型供应链v m i 联盟博弈核心的存在性，从而证实了以v m i 集成为基础供应链各方形成联盟是完全可行的。 ( 2 ) 第4 章将d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 的单级v m i 模型进一步般化，扩展到n 级 m t o 型供应链( 胆i 级v m i ) 上，对v m i 集成前后供应链各方进行成本一 收益分析，结果同样证实：v m i 一定会带来供应链整体收益的上升；零 售终端一定会从v m i 中获利i 而越处在上游的成员从v m i 获利的条件 越强。作者同样采用联盟博弈分析方法证实了联盟博弈核心的存在性， 中国科学技术大学硕士学位论文 v m i 集成的短期效果弓博奔分析 从而证实各方均可接受的收益分配方案是存在的。这就说明了n 层供应 链各方以v m l 集成为基础形成联盟是可行的。 本文主要的创新性工作如下： ( 1 1 研究方法上的创新：我们除了用严谨的形式化方法建立了分析模型以 外，还基于联盟博弈核心理论，证实了v m i 联盟是稳定的，并且存在 各方均可接受的利益分配方案： ( 2 ) 理论上的创新：本文将单级v m i 模型拓展到两级再到多级情况下，研 究两级以及多级v m i 的更为一般化的情形。另外还对v m i 促成的供应 链联盟的稳固性展开讨论，最后提出可行的收益分配指导框架。 关键词：供应商管理库存( v m d ，v m i 集成，联盟博弈，核心。 i l 中国科学技术大学硕士学位论文 v m i 集成的短期效果与博弈分析 a b s t r a c t i nac l a s s i cs u p p l yc h a i n , e a c hm e m b e ri si n d e p e n d e n ta n dq u a s i a u t o n o m o u s j u s tt h e i ro w nc o s t - e f f i c i e n c yi sc o n c e r n e d i nt h i sc a s e ，i n f o r m a t i o na te a c hs i d e c a r m o tb ea c c e s s e do rs h a r e db yo t h e rm e m b e r si nt h es u p p l yc h a i n t h e r e f o r e , d i s t o r t i o no fd e m a n di n f o r m a t i o n ( k n o w na sb u l l w h i pe f f e c t ) i st r a n s f e r r e df r o mt h e d o w n s t r e a mt ot h eu p s t r e a m t h i sp h e n o m e n o na r i s e sf o rl a c ko fe f f i c i e ma n d e f f e c t i v ec o o r d i n a t i o na m o n gm e m b e r si nt h e s u p p l yc h a i n v e n d o r - m a n a g e d i n v e n t o r y ( v m di sab r a n d - n e wi n v e n t o r yp l a n n i n ga n di n t e g r a t i n gt h o u g h t m o r e i m p o r t a n t l y , v m ic a l lp r o v i d ea ni n t e g r a t e dc i r c u m s t a n c ef o rs u p p l yc h a i nm e m b e r s t oc o l l a b o r a t ea n dc o o r d i n a t e t h e r e f o r e ，i t b r i n g sa n e w m a n a g e r i a lp a r a d i g mt os o l v e t h ea f o r e m e n t i o n e dp r o b l e mi nac l a s s i cs u p p l yc h a i n t h i sd i s s e r t a t i o nf o c u s e so nv m i - b a s e di n t e g r a t i o na n di t ss h o r t - t e r me f f e c t a f t e rs o m et y p i c a l e x i s t i n gv m i r e l m e dr e s e a r c h e sa r er e v i e w e d ，d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) ss i n g l e - e c h e l o nv m ! m o d e l ，w h i c hi s b a s e do ne o q ，i sp a r t i c u l a r l y i n t r o d u c e d ，b e c a u s ei t so n eo fm o s tc l a s s i ca n di m p o r t a n tc o s t - b e n e f i ta n a l y t i c a l ( c b a ) m o d e l s t h e n , t h i sm o d e la n da n a l y t i c a lm e t h o di sf u r t h e re x t e n d e d t h e r e s u l t ss h o wt h a tv m il e a d st oc o s ts a v i n gn o to n l yf o rt h e s i m p l et w o - l e v e l s u p p l i e r - b u y e rs u p p l yc h a i n , b u ta l s of o rt h r e e - l e v e ls u p p l i e r - f i r m - r e t a i l e ro rf u r t h e r m u l t i - l e v e ls u p p l yc h a i n t h i sp a p e ra d v a n c e sc b a - b a s e dv m ir e s e a r c h t h em a i nc o n t e n t so f t h i sp a p e ra r es u m m a r i z e da sf o l l o w s ( 1 ) i ns e c t i o n3 ，d u n g & x u ( 2 0 0 2 ) ss i n g l e - e c h e l o nv m im o d e li se x t e n d e dt o t h l e e - l e v e ls u p p l yc h a i n ( i e t w o e c h e l o nv m i ) l i k e “s u p p l i e r - f i r m - r e t a i l e r c o s t - b e n e f i ta n a l y s i si se m p l o y e dt oa n a l y z et h ec h a n g ei nc o s ta n dp r o f i to f e a c hm e m b e ri f t h e ya r ei n t e g r a t e di nav m is y s t e m t h er e s u l t ss h o wt h a t ： v m ii sc e r t a i nt oi n c r e a s et h ep r o f i to ft h ew h o l es u p p l yc h a i n t h er e t a i l e r b e n e f i mm o s tf r o mv m i i m p l e m e n t a t i o n f o rt h eo t h e ru p s t r e a mm e m b e r s , t h ep r o f i t i n c r e a s i n go rc o s t - s a v i n gc o n d i t i o n sa r em o l ea n dm o r es t r o n g a s 1 1 1 中国科学技术大学硕士学位论文 v m i 集成的短期教果弓博奔分析 ar e s u l t ，ab e n e f i td i s t r i b u t i o ns c h e m et h a ta l lm e m b e r sc a na c c e p ti s n e c e s s a r y , o re l s e ，n o n - b e n e f i t e dm e m b e r sm u s tl o s ei n t e r e s t i nv m i c o a l i t i o ng a m ea n a l y s i si s e m p l o y e dt od e m o n s t r a t e t h a tt h ec o r eo f v m i - b a s e dc o a l i t i o ng a m ef o rs f rs u p p l yc h a i ni sc e r t a i nt oe x i s t ，w h i c h i m p l i e st h a ti t sf e a s i b l ef o rm e m b e r st oe s t a b l i s has t a b l ev m i - i n t e g r a t e d c o a l i t i o n ( 2 ) s e c t i o n4f u r t h e rg e n e r a l i z e sd o n g & x u ( 2 0 0 2 ) sm o d e l i t se x t e n d e dt o 嚣一l e v e lm t os u p p l ye h a i n ( i e n - 1e c h e l o nv m i ) c o s t - b e n e f i ta n a l y s i si s e m p l o y e dt oa n a l y z et h ec h a n g ei nc o s ta n dp r o f i to fe a c hm e m b e ri ft h e y a r ei n t e g r a t e di nav m is y s t e m n l er e s u l t ss h o wt h a t ：v m ii sc e r t a i nt o i n c r e a s et h ep r o f i to f t h ew h o l es u p p l yc h a i n t h er e t a i l e rb e n e f i t sm o s tf r o m v m i i m p l e m e n t a t i o n f o rt h eo t h e ru p s t r e a mm e m b e r s ，t h ep r o f i t - i n c r e a s i n g o rc o s t - s a v i n gc o n d i t i o n sa r em o r ea n dm o r es t r o n g b e s i d e s c o a l i t i o ng a m e t h e o r yi sa l s ou s e dt od e m o n s t r a t et h ee x i s t e n c eo f c o r e ” t h ei n n o v a t i v ew o r k so f t h i sd i s s e r t a t i o na r es u m m a r i z e da sf o l l o w s ( 1 ) o nr e s e a r c hm e t h o d ：t h ep r e c i s ef o r m u l a t i n gm e t h o di sa d o p t e dt oe s t a b l i s h a n a l y t i c a lm o d e l f u r t h e r m o r e ，c o a l i t i o ng a m et h e o r y i se m p l o y e dt o d e m o n s t r a t et h a tv m i b a s e dc o a l i t i o nc a nb es t a b l e ，a n dt h e r em u s te x i s ta w i d e l y a c c e p t e db e n e f i td i s t r i b u t i n gs c h e m e ； ( 2 ) o n t h e o r e t i c a lc o n t r i b u t i o n ：t h ep a p e re x t e n d ss i n g l e e c h e l o nv m tm o d e lt o t h ec a s e so fd o u b l e e c h e l o na n df u r t h e rm u l t i - e c h e l o n t h e ya l em o r e g e n e r a l a d d i t i o n a l l y , t h es t a b i l i t yo fv m i b a s e dc o a l i t i o ni sd i s c u s s e da s w e l l a n dt h e r e f o r e ，af e a s i b l eb e n e f i td i s t r i b u t i n gf r a m e w o r ki ss u g g e s t e d f i n a l l y k e y w o r d s ：v e n d o r - m a n a g e d1 n v e u t o r yf v m i ) ；v m i b a s e di n t e g r a t i o n ；c o a l i t i o n g a m e ；c o r e 中国科学技术大学硕士学位论文 v 集成的短期效果与博奔分折 图序 图1 1 论文整体结构图7 图3 1 三级m t o 型供应链的v m i 集成1 3 图3 2 e o q 策略下供应链各方的库存变化1 6 图3 - - 3 两级v m i 联盟博弈核心约束的欧氏空间图2 5 图年1 n 层m t o 型供应链的v m l 集成2 8 图4 - 2 e o q 策略下m t o 型供应链连续三层成员间的库存变化关系3 3 中国科学技术大学硕士学位论文 v m i 集成的短期效果与博萄：分析 表序 表3 - 1 v m i 集成前后的意愿支付与利润水平变化( y = 9 0 8 1 p = 7 0 9 2 ) 表4 1 n = 2 时v m i 集成前后的意愿支付和利润水平 2 6 4 3 v i i 中国科学技术大学学位论文相关声明 本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工 作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包 含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对 本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。 本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即： 学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位 论文。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 作者签名：硅竭玉 川年o ( 月莎譬目 中国科学技术大学硕士学位论文v m i 集成的短期效果与博弈分析 第1 章绪论 供应链是上世纪8 0 年代提出的概念。广义的供应链就是“将原料转化成最终 产品并交付顾客的一个集成制造过程( b e a m o n , 1 9 9 8 ) ”。狭义的供应链则是众多成 员组织基于增值合作关系的某种集成，其最本质的特征在于成员的准自主性 ( n o h r i a s u m a n t r a , t 9 9 7 ) 。供应链是一种“紧密的市场关系”，即“横向一体化”， 它有别于传统集团式组织那神“松散的企业关系”，即“纵向体化”。供应链联 盟运作成败的关键就在于其集成一体化管理能力与协调供应链成员之间错综复 杂网络关系的能力( d r u c k e r , 1 9 9 8 ) 。 1 1 供应链管理库存( v m i ) 在供应链出现之前，库存管理就已经成为研究者和企业家们所关注的问题。 出于快速响应( q r ) 、敏捷制造、从容应对动态需求、提高客户满意度等方面的考 虑，企业有必要持有一定的库存( 包括原料配件库存、产成品库存等) 以满足生产 和经营的需要：但库存往往又伴随着以下不利因素：会占用大量流动资金，降低 资金周转率；占用大量场地资源：可能因长期积压而使物料发生变质，造成浪费。 另外与库存相关的成本不仅包括库存持有成本，还包括补货准备成本。库存水平 的上升会带来持有成本的长升；而降低库存水平势必会引起补货频率的增加，因 此会伴随着补货准备成本的上升。因此控制库存在一个合理的水平上被人们认为 是企业的“第三个利润源”。h a r r i s ( 1 9 1 5 ) 提出了库存管理中经典的e o q 模型， 他通过经济分析建立了计算经济订购批量的数学模型。以e o q 模型为开端，有 关存储论的研究日渐成熟。 在供应链管理环境下，库存控制和协调更为复杂。在传统供应链中，由于供 应链成员的准自主性，各成员往往各自为政，只单纯追求自身利益的最大化，由 于各自的库存控制策略不同，因此不可避免地产生了需求的扭曲现象，即所谓的 需求放大现象，引起了“牛鞭效应”( l e ee ta l ，1 9 9 7 a ；l e ee ta 1 ，1 9 9 7 b ； d e j o n c l d a e e r e ，2 0 0 3 ；m e t t e r s ，1 9 9 7 ) ，最终导致供应链总库存相关成本大为上升， 供应链总绩效水平下降。m i t 啤酒游戏( k i m b r o u g ha t a l ，2 0 0 2 ；s t e r m a n t 9 s g ) 燃 中国科学技术大学硕士学位论文v m i 集成的短期效果与博弈分析 种现象的一大明证。上述情况是导致许多供应链运作失败的一大重要原因，它本 质上要归咎于供应链缺乏有效的协调控制机制。在由供应商、制造商、分销商、 零售商和客户依次连接的供应链中，沿着供应链环节向上游移动，随着需求不稳 定性的增加，预测的准确度也逐渐降低。其中补充订货的决策及相关信息管理由 库存的使用者掌握，而库存的供应者只是被动地接受信息，响应周期长、库存积 压风险大，导致制造商和零售商库存增加。 供应商管理库存( v m i ) 的提出为解决上述问题提供了一种新的管理范式 ( d i s n e y t o w i l l ，2 0 0 3 ) 。v m i 在许多文献( 如v a l e n f i n i z a v a n e l l a , 2 0 0 3 ；h u n ge t a 1 ，1 9 9 5 ) 中又被称为“寄售库存( c o n s i g n m e n t i n v e n t o r y ) ”，即：由供应商( 寄售方) 将其商品发送给其买家( 受寄方) ，这些商品可供受寄方使用或出售，只有在实际 使用或出售后，受寄方才会向寄售方支付货款( f a g e l ，1 9 9 6 ；d o n g & x u , 2 0 0 2 ) 。 在此过程中，供应链流通库存主要由供应商负责维护。 早在2 0 世纪8 0 年代末，w a l m a r t 和p & g 就开始实施v m i ，但当时并未引 起学术界和企业界的重视。随着产品寿命周期缩短，需求不确定性的加大，顾客 对服务水平要求的不断提高。库存与服务水平的矛盾更加突出。同时，随着信息 技术的发展，信息共享能力增强，信息成本下降，v m i 优越性也逐步显现。 目前v m i 主要应用于制造商与其分销商或代理商之间。制造商为了准确地掌 握实际需求信息，将分销商的库存纳入自己的管理范围，通过库存信息间接地了 解需求信息。在v m i 中，由制造商确定产品的销售价格，并根据库存信息决定 分销商的订货点及订货量，以此为主要依据，指导并安排自己的生产活动。 v m i 的核心思想在于零售商放弃商品库存控制权，而由供应商掌握供应链上 的商品库存动向，即由供应商依据零售商提供的每日商品销售资料和库存情况来 集中管理库存，替零售商下订单或连续补货，从而实现对顾客需求的快速反应。 y m i 不仅加快了整个供应链面对市场的反应时间，较早得知市场准确的销售 信息，而且可以最大化地降低整个供应链的物流运作成本，即降低供应商与零售 商因市场变化带来的不必要的库存，达到挖潜增效，开源节流的目的。对于制造 商来说，v m i 允许制造商以互联网为工具远距离管理他们的库存。完成补货循 环，将补货时间推迟到生产线所需要的最迟时刻。对于分销商和零售商来说， 2 中国科学技柬大学硕士学位论文v m i 集成的短期效果与博弈分析 v m i 可以让其拥有少量的库存，甚至逼近零库存。 而供应商通过获取分销商和零售商的销售资料和库存量，再根据市场需求预 测、补货方法和安全库存模式，可以有计划、快速的反映市场变化和零售商需求。 v v i i 系统主要可分成两个模块。一个是需求计划模块，可以产生准确的需求预 测；另外一个是配送计划模块，可以根据客户实际订单、运送方式，产生出顾客 满意度高及成本低的配送。通过几年的实施，v m i 被证明是比较先进的库存管 理办法。v m i 由上游企业拥有和管理库存，下游企业只需要帮助上游企业制定 计划，从而使下游企业实现零库存，上游企业库存大幅度减小。 但v m i 也表现出了一些局限性。首先表现在v m i 中供应商和零售商协作水 平有限；其次是v m i 对于企业间的信任要求较高；第三是v m i 中的框架协议虽 然是双方协定，但供应商处于主导地位，决策过程中缺乏足够的协商，难免造成 失误；最后是v m i 的实施减少了库存总费用，但在v m i 系统中，库存费用、运 输费用和意外损失不是由用户承担，而是由供应商承担。由此可见。v m i 实际 上是对传统库存控制策略进行“责任倒置”后的一种库存管理方法，这无疑加大 了供应商的风险。为了有效控制上述风险，v m i 在应用过程中要和其它先进的 库存控铝4 方法配合使用，比如联合库存管理、多级库存优化和控制等。联合管理 库存( j o i n t l ym a n a g e di n v e n t o r y ，j m i ) 类似于v m i ，供需双方在共享库存信息 的基础上，以零售商为中心，共同制定统一的生产计划与销售计划，将计划下达 到各制造单元和销售单元执行。在计划执行的过程中，加强相互间的信息交换与 协调。j m i 可以看作是v m i 的进一步发展与深化，通过共享库存信息联合制定 统一的计划，有利于改善供应链的运作效率，增强企业间的合作关系。 另外，上述的第二和第三点主要都是由人的因素造成的，建立良好的合作关 系，制定合理的框架协议，才能够有效的避免它们所产生的风险。 整体而言，v m i 和传统模式的关键区别在于。供应商由原来努力将商品推销 给分销商转交为努力地帮助分销商销售，供应商、零售商和分销商共同关注如何 更有效地将更多的商品卖给最终零售商。 中国科学技术大学硕士学位论文v m i 集成的短鹅效果与博弈分析 1 2 典型文献回顾分析 1 2 1 文献回顾 大多关于v m i 成本收益分析的文献都以“供应商零售商”这样的两层供 应链( 单级v m i ) 作为研究对象，如d o n g & x u ，2 0 0 2 ；y a oe ta 1 2 0 0 7 ；z h a n ge ta 1 ， 2 0 0 7 ；j a r u p h o n g s ae ta 1 ，2 0 0 4 ；w o o ，2 0 0 1 等。 d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 以e o q 模型为基础建立了两层供应链下的v m i 实施效果模 型( 单级v m i 模型) ，分析了v m i 对两层供应链渠道获利能力的短期和长期效果。 结果显示：v m i 一定能提高供应链的整体获利能力和零售商的利润水平，但供 应商却要承担一定的利润降低的风险。同时，他们还给出了供应商利润水平上升 的一般条件。通过分析参与各方的库存系统评估v m i 对供应链获利能力的短期 与长期影响。同时将v l v l i 的影响与完整渠道协调的影响加以比较。结果发现： 短期内，v m i 能实现完整渠道协调所要实现的事。d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 将零售商 供应商渠道结构形式化为恰当的数学模型，证明了v m i 策略对双方各种成本结 构的作用，然后分析了v m i 在供应链发起中的角色，尤其调查了集成v m i 程序 对总相关成本和利润的影响。 y a oe t a l ( 2 0 0 7 ) 贝j 讨论了另一个两层供应链下的v m l 分析模型，以阐明订货 成本以及运送费用这些重要的供应链参数，在v m i 模型中可以对节省库存成本， 以及节省供应商与零售商的库存成本产生影响。由分析模型以及相关案例的结果 显示，当供应商的订货成本对零售商的订货成本比例与供应商的运送费用对零售 商的运送费用的比例是“有利偏好的”，v m i 将会产生利润。尤其是当v m i ；l 入之前的供应商订货成本与v m i 结束之后零售商的订货成本很相关时，总体利 润会增大。同样的，当供应商在v m i 引入之前的订货成本与零售商在v m i 结束 之后的订货成本不太相关时，v m i 的总利润也会增大。由此可以推论出零售商 订货成本由于引入v m i 之后对总体利润的影响：零售商订货成本减少得越多， 总体利润也越高。 z h a n ge ta 1 ( 2 0 0 7 ) 致力于研究不同循环时间内v m i 的决策问题，并讨论了一 个两层供应链下的v m i 整合模型。他们假设零售商的循环时间并不相同，而供 4 中儡科学技术大学硕士学位论文 v m i 集成的短期效果与博弈分析 应商的生产循环是每个零售商补给循环的成倍整数，并为决定出最优获利与补给 决策得出一个解决方案。对于单个零售商或同类零售商，该模型修正了供应商产 品库存的描述。通过数学案例显示，通过减少在订货成本上的投资，供应商与所 有零售商可以共享成本节约。 这些文献以d o n g & x l l ( 2 0 0 2 ) 最为典型。目前，许多v m i 模型都是在d o v , g & x u ( 2 0 0 2 ) 以e o q 模型为基础建立的两层供应链下的v m i 实施效果模型的基础 之上进行讨论。本文第2 章将专辟章节回顾此经典模型。 1 2 2 文献总结分析 目前国内外对于供应商管理库存研究的不足之处有：没有研究多级v m i 的一 般化情形；没有对v m i 促成的供应链联盟的稳固性展开讨论；没有提出可行的 收益分配指导框架。为解决这些问题，本文将d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 的单级v m i 模 型和分析方法一般化，并扩展到b r 型三层供应链( 两级v m i ) 进而n 层m t o 型供应链( 玎一i 级v m 0 ，分析了短期内v m i 集成对供应链及其各成员的效果， 得到了各成员利润水平上升的一般化条件。在此基础上，我们还证明了多层供应 链v m i 联盟博弈核心的存在性，从而证实了以v m i 集成为基础供应链各方形成 联盟是可行且稳定的。在博弈分析过程中，我们得到了诸多颇有价值的结论。 1 3 论文结构 1 3 1 研究内容 第1 章先系统介绍供应链环境下v m i 被提出以及应用的背景，并对v m i 相 关研究进行了回顾分析，说明了目前国内外对于v m i 研究尚存在的一些问题。 涉及到d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 以e o q 模型为基础建立了两层供应链下的v m i 实施效 果模型( 单级v m i 模型) ；y a oe ta 1 ( 2 0 0 7 ) 的另一个两层供应链下的v m l 分析模 型，显示当供应商的订货成本对零售商的订货成本比例与供应商的运送费用对零 售商的运送费用的比例是“有利偏好的”，v m i 将会产生利润；z h a n g e t a l ( 2 0 0 7 ) 致力于研究不同循环时间内v m i 的决策问题，并讨论的一个两层供应链下的 5 中国科学技术大学硕：t 学位i 仑文v m i 集成的短期效果与博弈分析 v m i 整合模型等。 第2 章专辟章节重点回顾了d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 经典模型，即基于e o q 模型 的两层供应链下单级v m i 实施效果模型的架构与短期效果。 第3 章是将d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 的单级v m i 模型和分析方法加以改进并扩展到 “供应商一生产商零售商”( 简称s - f - r ) 三层供应链( 两级v m i ) 上，并分析了短 期内v m i 集成对供应链及其各成员的效果。以此为基础展开联盟博弈分析，证 明了三层供应链v m i 联盟博弈核心的存在性，从而证实了以v m i 集成为基础供 应链各方形成联盟是完全可行的。 第4 章则是将d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 的单级v m i 模型和分析方法进一步一般化， 扩展到, 层m t o 型供应链( h 一1 级v m i ) ，分析了短期内v m i 集成对供应链及其 各成员的效果，得到了各成员利润水平上升的一般化条件，并在此基础上，证明 了多层供应链v m i 联盟博弈核心的存在性，从而证实了以v m i 集成为基础供应 链各方形成联盟是可行且稳定的。这一章附录部分对文中部分重要公式与引理进 行了详细证明。 最后一章对全文进行了总结，并对后续研究加以展望。 6 中国科学技术大学硕士学位论文v m i 集成的短期效果与博弈分析 1 3 2 论文结构图 本文的整体结构与逻辑关系如图1 - 1 所示。 第1 章绪论 研究毳景；文献综述：论文结构说聩 上上 第2 章d o n g & x u 经典模型回顾 ”一“一f ! “2 迥岁。i ? 一 第3 章两级v v i i 集成的短期效果与博弈分析 单级y 专两级y h 丑扩展 成本一收益分析联盟博弈分析 一1 “上上 第4 章多级v m i 集成的短期效果与博弈分析 两级v 阮专多级y m l 扩展 成本收益分析联盟博弈分析 之上 第6 章全文总结与研究展望 图1 1 论文整体结构固 7 中固科掌技术大学硕士学位论文 v m i 集成的短期效果弓博弈分析 第2 章d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 单级v m i 经典模型回顾 在d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 之前，v m i 相关研究大多基于形如“供应商一订货商” ( s u p p l i e r - b u y e r 或简写为s b ) 的两层供应链( 单级v m i ) 上的。而且，没人专门 讨论过v m i 系统下的最优订货与定价问题，也没有研究评价过v m i 对双方成本 一收益的影晌( d o n g & x u , 2 0 0 2 ) 。d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 通过分析两层供应链的两个 成员的库存系统来评价v m i 对供应链获利能力的影响。他们建立了合适的数学 模型对两层供应链的渠道结构进行形式化。 2 1 基本假设与参数符号 d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 的单级v m i 经典模型是建立在以下常见于库存一渠道协调 相关研究中的基本假设之上的( k o h l i & p a r k , 1 9 9 4 ；w e n g ，1 9 9 5 ) ，即：订货商方的 库存管理是基于确定需求率、无缺货、确定提前期的e o q 策略的。此假设被广 泛采用是由于e o q 策略具有较强的鲁棒性( l o w e & s c h w a r z , 1 9 8 3 ；a x s i i t e r , 1 9 9 6 ； a x s i t e r & j u n t t i ，1 9 9 6 ) 。 所涉及的主要参数符号如下： y ： 市场对最终产品的需求率； ，( 力：最终产品的市场售价函数( 即需求函数的反函数) ，是个减函数； w 由订货方确定的订货价格( 或称为订货方意愿支付) ； h 8 ，s 。： 分别表示订货方单位库存持有成本和固定订货准备成本： ，s s ：分别表示供应商单位库存持有成本和固定订货执行准备成本 幺： 订货方的订货批量； j ! k ，州：分别表示供货方和订贷方库存相关成本，包括库存持有成本和准 中国科学技术大学硕士学位论文v m i 集成的短期效果与博弈分析 备成本； c ( y ) ：供应商方除库存持有成本与订货执行准备成本以外的成本，如生产、 配送等： 乃，石：分别表示供应商、订货商和整个供应链的利润水平。石= 承+ ； 另外，若有在上述某些符号上增加c 作为上标或下标的，则表示在实施v m i 后的对应参数。 2 - 2 传统s - b 型供应链分析 在传统的s - b 型两层供应链中，供货方和订货方各自为政。订货方从供货方 那里购买最终产品，于是供货商的最终产品的销售量等同于零售商对最终产品的 订购量或者与之成正比。订货方是该供应链关系的核心，它根据自身成本情况来 确定订单批量以及合约价格( 意愿支付) ；从另一方面来说，供应商只能接受该 价格，并在此价格下提供自身所愿意提供的产品数量。 订货商的利润水平为： 万占= p ( 力y 一 少一i n v b( 1 1 ) 根据e o q 模型可知订货商订单批量为： q = e o q s = 压石瓦 ( 1 2 ) 订货商的库存相关成本为： n - p r b = 并+ 鲁绕= 厨 m 。， 将式( 1 3 ) 代入到式( 1 1 ) 中，可知零售商利润函数为： = p ( y ) y w y 一厨 ( 1 4 ) 供货商的利润水平为： 9 中国科学技术大学硕士学位论文v m i 集成的短期效果与博弈分析 万s = w y c ( 岁) 一i n 圪 ( 1 5 ) 供货商从订货商获得的订货批量为幺，若供货丽在单位意愿支付wf 愿葸 如数供应，那么其库存相关成本就为 孵西s s y + 等绕= 厚( 嚣+ 韵 q s ， 将式( 1 6 ) 代入到( l 5 ) e o 可知：此种情况下 一咖卜浮巴+ 刳 n 乃 对于任意由订货商确定的订货价格w ，供应商所能决定是在此价格下供应一 定的批量以最大化其利润。式( 1 7 ) 的一阶条件就反映了供货商在单位意愿支付w 下愿意如数供应的前提( 我们简称这种关系为w 吵关系) ，即 w 纠+ 丢廖 嚣+ 百h s s ， 在了解到这种关系后，订货商会通过确定一定的市场价格进而影响需求率y 以使其利润最大。将式( 1 8 ) 代入到式( 1 4 ) 中可得 刀e = p ( y ) y - c ( y ) y - 三厚b 惫 一厨刈 式( 1 9 ) 的一阶条件如下 m 础一 ( y ) y - c ”；厚睁针主户乒= 。 柳 从而最优市场售价对应的最佳需求率j ，得以确定。 2 3 v m i 系统下s b 型供应链分析 在v m i 系统中，供应商除了要维护己方库存外，还须肩负起维护订货商库 1 0 中国科学技术大学硕士学位论文 v m i 集成的短期效果与博弈分析 存的责任。也就是说，供应商将维护一个组合库存，其准备成本为( 黾+ s d ，持 有成本为( k + ) 。因此，在v m i 系统下，供应商的利润水平就为 菇= 峨一c ( 儿) 一扭i i 蕊丽j( 1 1 1 ) 荷在v m i 下，订货商不再维护库存，因此，其利润水平变成 万；= p ( 儿) 咒一心儿。( 1 1 2 ) 在这种情况下，式( 1 儿) 的一阶条件反映了供应商的w - y 关系。 一w 刊1 2 ( h 8 + h s ) ( s s + s s ) m 将式( 1 1 3 ) 代入到式( 1 1 2 ) 中整理可得： = p ( 咒) 见一c i 儿) 虬一委、压西- 习罚石 忑j 万 ( 1 1 4 ) 式( 1 ，1 4 ) 的一阶条件为 p c 儿，咒+ p c 儿，一c t 儿) - c ( y o ) y 。- 丢重五乎= 。c z s ， 从而在v m i 环境下，最优市场售价对应的最佳需求率虻得以确定。 2 4 。实施v m i 的短期动机 d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 研究了v m i 实施的直接( 短期) 的效果。他们认为，在 v m i 实施的较早阶段，由于市场约束以及其它合约性或公共的协议，销售量和 订购量会相对较为稳定。从而，d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 定义了“短期”的内涵为：器 求率在短期内不发生变化，即雎= y 。在这种情况下，若实施v m i 能立刻带来 成本一收益状况的改善，就会促成v m i 系统的形成。这种短期效果可被视为供 应链双方采用v m i 的原始动机。通过比较v m i 实施前后的成本和利润水平， d o n g & x u 得出了如下重要结论： 中国科学技术大学硕士学位论文 v m i 集成的短期效果与博奔分析 ( 1 ) 短期内，v m i 能有效降低整个系统( 包括订货商和供货商) 的总库存相 ( 2 ) 短期内，在通常情况下，v m i 会提高供应商的库存相关成本，当且仅当 2 一 ( ，+ 薏) “2 一( + 惫) ”2 2 。 c t s ， ( 3 ) 短期内，v m i 在条件( 1 1 5 ) 下会提高合约订购价格( 意愿支付) ，反之则 ( 4 ) 短期内，v m i 系统中的订货商利润水平总会提高，而供货商利润水平通 常不升反降( 在上述条件( 1 1 5 ) 所反映的通常情况下) ，即使订货商提高 意愿支付以弥补v m i 所带来的成本上升。 可见，订货方将享受v m i 带来的利润上升，会非常乐意去推动v m i ：而供 货方则在通常情况下不太愿意促成v m i 。因此制定收益分配方案是必要的。 中国科学技术大学硕士学位论文 v m i 集成的短期效果与博穿分析 第3 章两级v m i 集成的短期效果与博弈分析 本章内容是将d o n g & x u ( 2 0 0 2 ) 的单级v m i 模型和分析方法加以改进并扩 展到“供应商- 生产商零售商”( 以下简称s - f - r ) 三j 昙供应链( 即两级v m i ) k ， 并分析了短期内v m i 集成对供应链及其各成员的效果。在此