（管理科学与工程专业论文）供应链管理博弈分析.pdf

摘要 随着经济的不断发展和科学技术的迅速提高，市场竞争己经逐步演化为供应 链之间的竞争。库存是连接整个供应链上各个成员的纽带，库存管理的水平高低 直接影响到供应链的运作效率和经济效益，因此库存管理的研究对于有效地管理 供应链有着非常重要的意义。而对于供应链管理而言，它强调建立战略合作伙伴关 系的重要性。而能否在供应链合作企业之间公平、公正、合理地分配利益是供应 链能否形成稳定、长期的战略合作伙伴关系的关键。本文认为利益的重新分配主 要由在企业间流动的产品的价格来体现，于是把利益分配问题转化为供应链下产 品的定价问题来研究。 本文运用博弈论分析了单产品两级供应链库存系统的优化与控制以及经销商 之间在库存约束下的价格博弈。论文所做的主要工作是： 论文概述了供应链、与供应链管理的相关理论，并总结了国内外运用博弈 论方法分析供应链成员问合作关系的理论研究现状。 回顾了现代企业管理理论发展到供应链管理过程的三个阶段，总结了成员 之间合作关系的竞争性定位，并分析了用博弈论来分析供应链成员间合作关系的 可行性。 在分析了供应商与经销商之间的库存搏弈时，通过一个预订购合同使得供 应商与经销商在考虑自身利益的同时，又兼顾系统的利益，建立供应商与经销商 之间的库存合作报童博弈模型，实现了系统最优。 在建立经销商之间的单周期库存模型时，我们考虑了经销商之间存在转移 需求的实际情况。详细分析了在供应商的产能无限时，两经销商的单周期库存之 间的博弈一定存在纳什均衡点；在供应商的产能有限时( 在经销商的总订购量超过 供应商的产能时，两者之间的订购量分配规则预先给定) ，只有在满足定条件的 情况下才存在纳什均衡点。 在线性需求的假设下，由于经销商不同的库存水平会不同程度地满足市场 的需求，通过算例分析，我们可以得出四个不同情况下价格博弈纳什均衡点的决 定参数。 关键词：供应链管理：博弈；纳什均衡；预订购合同；转移需求；价格反应线 a b s t r a c t w i mt h e r a p i dd e v e l o p m c n t o f e c o n o m y ， s c i e n c e sa n d t e c h n o l o g y ， t h e c o m p e t i t i o n 鼬o n gt h ec n t e r p r i s e sj sf j e r c e rm a ne v e r c o m p e t i t i o na m o n ge n t e r p r j s e s h a sn o ws h i f t e dt os u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t aw e l lm a n a g e ds u p p l yc h a i ni sc n l d a l t ot h es u c c e s so fe n t e i p r i s e s 1 1 1 ei n v e n t o r y ，w h i c hc o n n e c t sa l lp a n so fas u p p l yc h a i n ， 野e a d yi n n u e n c e st h ee f f i c i e n c ya n de f f c c t i v e n e s so “h es u p p l yc h a i nm 锄a g e m e n t s o ， i ti ss i g n j f i c 蛆tt os t u d yi n v e n t o r ym a i l a g e m e n t a sf a ra ss c mi sc o n c e m e d ，i t e m p h a s i z e st 1 1 es i 鄹i f i c a n c eo fs t r a t e 百cp a n n e r s h i p 椭o n gt h ec o o p e r a t i v ee n t e p t j s e s t od i s t m u t et h eb e n e f i tr a t i o n a l l yi nt h es u p p l yc h a j n ( s c ) ，i ti st h ek c yf o rt h e e n t e r p r i s e st oe s t a b l i s has t a b l ea l l dl o n g t c 册s t r a t e g i cp a r t n e r s h i p t h i sp a p e rt h i n k s t h a th o wt od i s t r i b u t et h eb e n e f i ts h o u l db eh o wt op r i c ep r o d u c t si s c mb e c a u s et h e p r i c er e f l e c t st h er e d i s t r i b u t i o no ft l l eb e n e 6 t n i st h e s i su s e sg 锄et h e o r yt oa n a l y z et h ei n v e n t o r yc o n t r o la n dt f yt od e s i 印a p e 疵c tc o o r d i n a t em e c h a n i s m 抽as i 舀ep r o d u c to ft h em o e c h e l o ns u p p l yc h a i n a n o t h c ri st h a tt i l ep 打o eg 锄es u b j e c tt 0t h ec 印a c i t ys t r a i b e h 肾e n 也et w or e t a i l e r s m a i nj o b st h et h e s i sh a v ed o n ea r ea sf o l l o w s ： r e v i e w so nt h er e s c a r c ho ns u p p l yc h a i na n dt h er c l e v a n tt l l e o r yi ns c m ，t h e n s u m m a f yo nt h er e s e a r c ha tt h er e l a t i 锄s h j pi nt h em e m b e f o ft h es u p p l yc h a 主nt 王l i d u 曲 g 锄et h e o r ya th o m ea n d a b m a d w er e v i e wt h e t h r e e s t a g e s w h i c ht h e s t u d yo f t h em o d e mb u s i n e s s a d m j n j s t r a t j o nt h e o r ys h i f tt os u p p l yc h a i nm 卸a g e m e n t ，a l l dt h ed e s c r i p t i o no ft l l e r e l a t i o n s h i pb e m e e nt h em e n l b e ro f t h es u p p l yc h a i n ，t h e nd e m o n s t r a t et h ef e a s i b i l i t y o f t h ea a l y s ei nt h ec 0 0 p e r a t i o n e l a t i o 璐h i pw i f hg a m e h e o r ya m o n gt h em e m b e ro f t h es u p p l yc h a i n a sf o rt i l eg a m ei nt | l ec 印a c i ty ，w eu s ear c s e a t j o nc o n t r a c tm e c h a n i s m b e t w c c nt l l es u p p l ya 王l dr e t a i l e r ，w h e r ee i t h e ro ft h e mw i l l t r y t om a x j m i z et h e p e f f b 珊a n c eo fn o to n l yh i m s e l f b u ta l s ot h es y s t e m s ，t h e nw ep r e s e n tt h em o d e lo f t h ec o o p e r a t i o ni nt i i ec a p a d t yg a i i i eb a s eo nt h en e w s v e d e rm o d e lt 0r e a c hc h a 衄e i o o o r d i n a t i o n w ec o n s i d e ras i n g i e p e r i o dd i s t r i b u t j o ns y s t e mw i t ho n es u p p l i e ra dm o r e t a i l e r s w h e nas t o c ko u to c c u r sa to n er e t a i l e r ，t h ec u s t o m e rm a yg ot ot h eo t h e r 2 r e t a i l e r 1 飞es u p p l i e rm a yh a v ei n f i n i t eo rf i n i t ec a p a d t y i l lm el a t t e rc a s e ，i ft h et o t a l q u a l l t i t yo r d e r e db yt h er e t a i l e r se x c e e d st h es u p p l i e r sc 印a c i t y ，a na l l o c a t j o np 0 1 j c yi s i n v o k e dt oa s s i g nt h ec a p a d t yt ot l l er e t a i l e r s w es h o wt l l a tau n i q u en a s he q u i l i b r i u m e x i s t sw h e nt h es u p p l i e rh a si n f j n i t ec a p a c i t y w h j l e ，w h e nt h ec a p a c i t yi sf i n i t e ，a n a s he q u i l i b r i 岫e x j s t so n l yu n d e rc e n a i l lc o n d i t i o n s - b e c a u s er e t a i l e r sd i f i l c r e n tc a p a c j t yl e v e l sw i l lm e e tt h ed e m a n do ft h em a r k e ti i l v a r i o u sd e 掣e e ，w h e nt h ed e m a n da te a c hf i 珊i sal m o w nl i n e a rf l l n c t i o no fp r i c e ，w e g e tt h ep a r 唧e t e rt h r o u g he x 锄p l ew h i c hd e t e n n i n et h en a s he q u i l i b r j u mp o j n to ft h e p r i c eg 棚ea tf o u rd i f f b r e n ts i t u a t i o n k e yw o r d ：s c m g a m e n a s he q u i l i b r i u mr e s e r v a t i o nc o t r a c t 1 l a n s f e rd e m a n dt h eb e s tr e s p o n d1 i n ei np f i c e 3 独创性声明 y8 9 7 8 嘶 本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含 为获得江西财经大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料； 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示了谢意。 关于论文使用授权的说明 本人完全了解江西财经大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阋；学校可以 公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保 存论文。 ( 保密的论文在解密后遵守此规定) 签名：逊l 导师签名：斌盯亳日期：。n r 一朋 1 绪论 1 绪论 1 1问题的提出 随着信息技术的飞速发展和管理理念的不断更新，企业的管理水平得到了迅 速的提高。企业内部的管理日臻完善，继续提高其内部管理水平已经不能带来明 显预期的经济效益。越来越多的企业开始关注与上游供应商和下游销售商之间的 相互协调、配合，以共同提高企业的经济效益和竞争优势。 另一方面，随着社会生产力和生活水平的提高，市场早己由卖方市场转向买 方市场，顾客的选择范围不断扩大，对产品的期望值大为提高，消费习惯也发生 了很大变化。现在，顾客不再只满足于合理的价格和良好的质量，而是更趋向于 追求产品的个性化和产品服务的一流化。市场上大量的可替代产品使得任何一家 企业都无法完全垄断市场，市场竞争越来越激烈，产品寿命周期不断缩短，市场 变化迅速。因此，企业如果不能在其供应的产品上提供一流的服务，顾客就会很 容易转向其它企业，从而导致企业遭受损失。 面对这种情况，为了使自己在竞争中获得有利地位，各企业纷纷采取应对措 施。很多企业将自己的生产经营活动集中在核心业务上，而将其他活动交给别的 企业处理。研究表明，美国工业企业平均用于外购零部件的费用已占到总销售额 的5 4 。这种现象在所有工业化和后工业化国家均存在。在这种环境下，密切供应 链上各个成员的关系、加强彼此间的合作，将有可能极大地增强合作者的竞争优 势；相反，如果成员之间协调不好，则可能造成巨大的损失。数据表明由于供应 链上各成员之间的协调工作没有做好，美国的食品业估计每年浪费3 0 0 亿美元，其 数目之大引起了各个企业的高度重视。因此，现在的企业不仅关心其内部的生产 管理，同时也非常重视与供应商和销售商的相互协调、相互合作。从某种意义上 讲，现在的竞争已经由企业间的竞争转向供应链之间的竞争。因此，许多研究人 员在研究企业内部管理的同时，也考虑其上游供应商和下游销售商的情况，把供 应商、制造商和销售商作为一个系统来研究，即所谓的供应链。 1 2 供应链 现在人们认识到任何一个企业拆开后可能在所有的业务上均做得非常出色， 但只有优势互补才能共同增强竞争实力。因此，国际上一些企业抛弃了过去那种 从设计到生产再到销售都由自己负责的经营模式，转而在全球范围内与供应商和 销售商建立合作伙伴关系，与它们形成一种长期的战略联盟、结成利益共同体。 l 供应链管理博弈分析 在运行模式上，构成了一条从供应商、制造商、分销商到最终用户的物流和信息 网络。由于这一庞大网络的相邻企、节点都是一种供应与需求的关系，因此称之 为供应链。 到目前为此，供应链还没有一个统一的定义，许多学者从不同的角度出发给 出了许多不同的定义。 早期的观点认为供应链是制造企业中的一个内部过程，它是指把企业从外部 采购的原材料和零部件，通过生产转换和销售等活动，再传递到零售商和用户的 一个过程。传统的供应链概念局限于企业的内部操作层上，注重企业自身的资源 科用。有些学者把供应链的概念和采购、供应管理相关联，用来表示与供应商之 间的关系，这种观点得到了研究合作关系、j i t 关系、精细供应、供应商行为评估 和用户满意度等问题的学者的重视。但这种关系也仅仅局限在企业与供应商之间， 供应链中的各企业独立运作，忽略了与外部供应链成员企业之间的联系，从而造 成企业问的目标冲突。 后来供应链的概念重视了与其它企业的联系，注意了供应链的外部环境，认 为它应是通过链中不同企业的制造、组装、分销、零售等过程将原材料转换成产 品，再到最终用户的转换过程。例如，美国的s t e v e n s 认为：通过增值过程和分销 渠道控制才从供应商的供应商到用户的用户的供应链内部代理问题研究就是供应 链，它开始于供应的源点，结束于消费的终点。s t 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模式。这些定义都注意了供应链的完整性，考虑了供 应链中所有成员操作的一致性( 如链中成员的关系) 。 最近，供应链的概念更加注重围绕核心企业的网链关系，如核心企业与供应 商、供应商的供应商乃至与一切前向的关系，与用户、用户的用户及一切后向的 关系。此时对供应链的认识形成了一个网链的概念，象丰田、耐克、麦当劳和苹 果等公司的供应链管理都从网链的角度来实施。h a r r i s o n 进而将供应链定义为： 供应链是执行采购原材料、将它们转换为中间产品和成品、并且将成品销售到用 户的功能网链。这些概念同时强调供应链的战略伙伴关系问题。p h i l l i p 和w e n d e l l 认为供应链中战略伙伴关系是很重要的，通过建立战略伙伴关系，可以与重要的 供应商和用户更有效地开展工作。 在研究分析的基础上，我们给出供应链的定义：供应链是围绕核心企业，通 过对信息流、物流、资金流的控制，从采购原材料开始，再到中间品以及最终产 品，最后由销售网络把产品送到消费者手中的将供应商、制造商、分销商、零售 2 1 绪论 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。它不仅是一条连接供应商到用户 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，给链中的相关企业都带来收益。 1 2 1 一个典型供应链 考虑简单、典型的供应链系统( 见图1 1 ) 。系统由两个企业构成一个串联的 结构。上游企业( 例如，制造商) 生产一种产品供应给下游企业( 例如经销商) ，经 销商再将产品销售至市场中的最终用户。这种供应链系统在实际中普遍存在，并 且在研究更复杂的供应链系统时，可以将它作为一个基本的模块。 在图l 一1 所示的供应链中，制造商以单位成本c 。生产一种产品，并以转移支 付( 批发价) w ( q ) 提供给经销商，经销商的订货批量为q 。w ( q ) 可以是外部的( 即市 场均衡价格) 或为制造商的决策变量，q 可以是经销商的决策变量。经销商以零售 价q 将产品在市场上销售。q 可以是市场均衡价格或经销商的决策变量。实际中的 市场需求d 可能是随机的或确定性的或价格敏感的。 c 。：生产成本； o ：经销商的订货量 q ：经销价 w ( q ) ：批发价 d ：需求 图1 1 资金流 物资流 信息流 | 一 卜 一一 1 2 2 供应链企业间的关系 供应链管理是一种系统化和集成化的管理模式，小到一个企业内部的管理， 大到整个产供销一条龙的管理都是从整体的位置出发，它追求整体效率和竞争优 势的提高、减少内耗和浪费、追求最优的合作和优势互补作用，因此供应链企业 间的关系是一种优势互补的战略伙伴关系。作为供应链中的企业，既要追求本企 业的利益，又要考虑供应链的整体利益，因此供应链企业间必须要处理好以下几 个方面的关系： ( 1 ) 供应链企业间的物流均衡化关系； ( 2 ) 供应链企业间的价值分配与利益冲突关系： 供应链管理博弈分析 ( 3 ) 供应链企业间的信息组织与沟通性关系； ( 4 ) 供应链企业问的风险分担、利益共享关系； ( 5 ) 供应链企业间的技术扩散与服务协作关系。 1 2 3 供应链管理 传统的企业管理理论注重于企业的内部活动，目标为优化企业内部的资源配 置。而供应链管理是优化整个供应链上企业的资源配置以满足顾客需求为标志的 商业需求的增长。 相对于传统的企业管理理论，供应链管理有以下特点： ( 1 ) 以顾客为中心 在供应链管理中，顾客服务目标的设定优先于其它目标，它以顾客满意为最 高目标。供应链管理本质上是满足顾客需求，它通过降低供应链成本的战略，实 现对顾客的快速反应，以此提高顾客满意度，获取竞争优势。 ( 2 ) 跨企业的贸易伙伴之间密切合作、共享利益和共担风险 在供应链管理中，企业超越了组织机构的界限，改变了传统的经营意识，建 立起新型的客户关系，使企业意识到不能仅仅依靠自己的资源来参与市场竞争， 提高经营效率，而且要通过与供应链参与各方进行跨部门、跨职能和跨企业的合 作，建立共同利益的合作伙伴关系，追求共同的利益，发展企业之间稳定的、良 好的、共存共荣的互助合作关系，建立一种双赢关系。 ( 3 ) 供应链管理是对物流的一体化管理 供应链管理把从供应商开始到最终消费者的物流活动作为一个整体进行统一 管理，始终从整体和全局上把握物流的各项活动，使整个供应链的库存水平最低， 实现供应链整体物流最优化。在供应链管理模式下，库存变成了一种平衡机制， 供应链管理强调零库存。供应链管理使供应链成员之间结成了战略同盟，它们之 间进行信息交换与共享，使得供应链的库存总量大幅降低，减少了资金占用和库 存维持成本，还避免了缺货现象的发生。 1 2 4 供应链管理的研究现状 目前供应链管理的研究现状参见图l 一2 。目前供应链管理的研究主要从三个 不同维度展开： 从研究方法角度可以分为理论研究和实证研究； 从供应链的管理内容角度主要包括供应链设计优化、供应链管理策略、库存 问题、供应链信息支持技术、伙伴选择问题等： 4 1 绪论 从供应链运行模式角度可以分为：敏捷供应链、集成供应链、虚拟供应链、 基于产品的供应链、基于电子商务供应链、绿色供应链。 维度三 图1 2供应链管理研究现状。 随着经济全球化程度的不断提高，可供企业选择的供应商和销售商的范围不 断扩大，而企业本身在地理位置上的分布也越来越广，跨国大企业在越来越多的 国家和地区建立子公司，因此，管理也更加困难。为了解决这个困难，许多跨国 大企业都建立了自己的供应链模式，加强企业订货、生产和销售等各个环节的密 切联系，获得了可观的经济效益。 1 3 文献综述 1 3 1 国内研究介绍 不同的国内研究人员从不同角度做了部分的分析，这里简单的介绍他们思想 及工作。 胡继灵、何新( 武汉理工大学管理学院) “，分析了供应链环境下，现有的几种 合作的挑选方法，并在此基础上提出了博弈分析法这种新的方式，是博弈论这种 工具在管理中的具体应用。另外，他们还系统地分析了博弈分析法与其它各种方 法相比的优缺点，以及这种方法在现实操作中的可行性和具体的操作步骤，并结 摘自董安邦、磨志英的供应链管理的研究综述工业工程v o l 5 ( 5 ) ：1 6 2 0 5 供应链管理博弈分析 合实例，定量地研究了不同情况。卜的对供应商选择中的最佳策略。 陈金亮、徐渝、贾涛( 西安交通大学管理学院) “针对传统预测与订货模式对 不确定的需求缺乏反应的问题，建立了具有需求预测更新的订货模式模型，比较了 两种订货模式在集中决策供应链中的收益和最优订货水平。而后针对分散决策供 应链中具有需求预测更新的批发价合同弓l 起的双重边际化问题，利用收入分配合 同进行分析并得到解决方案及一些有用的结论。 华中生、孙毅彪、李四杰( 中国科学技术大学管理科学系) ”合作是提高供应 链竞争力的途径，也是增强供应链企业抵御经营风险的重要手段。研究了由一个生 产商和一个零售商组成的两层供应链，用变异系数( 需求的均方差与其均值之比) 描述单周期产品市场需求的不确定性。研究发现在一定的市场需求不确定性条件 下，生产商与零售商才存在合作博弈均衡：通过市场需求不确定性的变化对合作均 衡与合作效果影响的数值分析，及其与非合作情形的对比，结果说明在给定的零售 价格水平下，合作具有改善供应链企业应对市场需求不确定性交化和规避经营风 险的能力。 黄祖庆、达庆利( 东南大学经济管理学院) “利用博弈论和信息经济学理论和 方法，深入研究了一类两级供应链在产品价格固定、需求是随机的情况下激励机制 的设立，以及该激励机制对供应商和零售商收益产生的影响。研究结果表明，本文 设计的激励机制对提高供应链整体运作效益的有效性，并用实际算例加以验证。 邵晓峰、季建华、黄培清( 上海交通大学管理学院) “研究了制造商与其供应商 的供应链最优库存策略和在非合作情况下的库存策略，比较分析了两种情况下的 库存策略，并设计了库存合约；分析表明，制造商通过设计有效的转移支付合约，可 以实现供应链库存的最优化。 陈彦如、蒋阳升、蒲云( 西南交通大学经济管理学院) ”提出了一类供应链加盟 博弈模型。供应链是一种厂商间的新型关系模式，供应链管理实质上是对这种关 系的管理。只有加强对供应链关系模式的深入研究，才能从根本解决供应链管理 发展过程中出现的问题。利用博弈论的相关知识，首次建立了一类供应链加盟的 博弈模型，通过对模型的求解和验证，证明了模型的正确和适用性，科学地解释 了供应链管理中的许多根本问题和特征。该研究为供应链及供应链管理的研究提 供了一条新的思路。 施华飞( 哈尔滨商业大学) ”，从不对称信息理论的博弈分析入手，针对供应链 管理中存在的牛鞭效应和顾客价值问题，在对不对称信息博弈中的显示原理和信 号博弈等理论给出针对性分析之后，将其运用于供应链管理中的牛鞭效应和顾客 6 1 绪论 价值问题的分析中。从博弈论的角度对牛鞭效应和顾客价值的产生机理和规避方 法进行了阐述，并对顾客价值影响供应链中均衡的道德风险问题给出了理论上的 解决方法。 以上文章也只是比较分散的基于博弈论分析了供应链，尽管如此博弈论在供 应链中的应用却因他们的努力和探索得到了普遍的重视。系统的文献至今未显现， 这也为我们的工作提供了广阔的空间。 1 3 2 国外研究介绍 当然国外的研究大相径庭，经典的n e w s v e n d o r 报童问题进行博弈分析是国外 学者比较普遍应用的例子。最早分析见于p a r l a r ( 1 9 8 8 ) “的一篇文章，也是在博弈 论系统理论下的标准管理建模，即二个零售商在产品竞争的博弈问题。 合作利益分配 d u c a 和v a n h 0 0 s e ( 1 9 9 8 ) 2 5 提出有关市场竞争与利益共享的理论模型。通过对 多个企业的研究表明，越来越激烈的市场竞争导致了通过企业间优化的合约来增 加收益。模型显示了随着市场竞争程度的加剧，美国企业利益共享的范围在不断 扩大。 p 叫l ( 2 0 0 0 ) “等人研究了利益分配中员工参与企业决策中的一些形式。 b u r r o w s ( 1 9 9 8 ) 2 7 等对澳洲六家大型会计公司的合作关系及其利益共享的组 织结构进行了探索性的调查研究。对有关利益分享的方法采用模糊理论进行了描 述，还研究了公司内部运作和伙伴激励系统。 c o l e m a ng e o r g ew ( 1 9 8 9 ) ”从代理人的角度研究了风险承担主体问题，并认 为必须在考虑代理双方预期收益和对工程本身期望的基础上确定风险分担和利益 分配方案。 合作的策略问题 八十年代许多学者用两级确定性库存模型进行研究企业间的合作，提出了数 量折扣等策略。g o y a l ，g u p t a ( 1 9 8 9 ) ”将学术界开发的模型分成四种：联合决定经济 批量策略模型：买方卖方同时决定订货量模型：订货量非同时决定的整体模型：考 虑市场营销决策的买方与卖方协调模型。进入九十年代更多的采用随机多层库存 模型并提出了时间折扣策略等其它协调手段9 。 价格竞争 p a d m a n a b h a n 与p n g ( 1 9 9 7 ) ”研究了在单周期下，单个供应商和两个经销商构成 的两级供应链下，当两个经销商进行价格竞争时，供应商是否采用回购合同取决 7 供应链管理博弈分析 于供应商产品生产成本的高低和市场需求不确定性程度。 i y e r ( 1 9 9 8 ) 3 8 研究了在单个供应商和两个经销商构成的分销渠道中，经销商之 间的价格竞争和非价格竞争对供应商策略选择的影响。 b e r s t e i n 与f e d e r g r u e n ( 2 0 0 1 ) ”指出非线性价格折扣合同能够实现供应链协 调。 批量合作 h l i n gl a u 等( 2 0 0 2 ) ”研究了在需求不确定性下，制造商与零售商的合作减小 不确定性带来的影响。 h a r i g a ( 1 9 9 9 ) ”对在供应商供货能力不确定情况下的批量问题进行了研究。 这类问题主要是通过各种调节手段确定最优供应链批量。 库存阀题 n e t e s s i n e ( 2 0 0 2 ) “等人也利用随机博弈分析了将每个阶段未知销售量为报童 博弈变量的水平轴，库存转移到下一个阶段的问题。随机博奔的其它应用文章有 c a c h o n 和z i p k i n ( 1 9 9 9 ) ”对批发商和零售商库存决策的两级( t w o e c h e l o n ) 博弈分 析，n e t e s s i n e 和r u d i “的零售商最大销售量和批发商最大库存量博弈，v a nm i e 曲e m 和d a d a ( 1 9 9 9 ) “对第一阶段生产量选择和在第二阶段生产量约束条件的决策分析。 无论是在理论上还是在实践中，国外的学者们已经取得了较丰硕的成果，如 在静态博弈、动态博弈、在完全信息条件下的博弈、不完全信息条件下的博弈， 以及合作博弈、非合作博弈等，足见涉猎的内容之广泛，几乎涵盖了博弈的各个 部分。其理论研究为我们在供应链上应用博弈理论提供了有利的理论依据。 1 4 论文的研究思路和内容框架 本文在供应链管理的合作关系中，分别就产品的库存与价格竞争两方面进行 了博弈分析。库存博弈模型中，没有考虑产品的批发价因素，因为我们假定供应 商提供给经销商的批发价一旦协商已定，就不会频繁更改。在分析供应商与经销 商之间的库存博弈时，我们就如何解决供应链中经典的双重边际问题进行了探索， 文中提出的预订购机制不仅很好地解决了这个问题，还实现了供应链系统的利润 在两者之间的任意分配。在两经销商的单周期库存博弈中，我们考虑了顾客光顾 的一家经销商缺货时，会以一定的概率光顾另一家经销商。在价格博弈模型中， 在线性需求的假设及库存约束的条件下，分析了两经销商的价格博弈均衡情况。 本文的内容框架： 8 1 。绪论 9 供应链管理博弈分析 2 供应链管理与博弈论 随着经济发展和科学技术的不断提高，市场竞争日趋激烈，已经由过去单个 企业的竞争转变为供应链之间的竞争。因此，供应链管理的研究引起了众多研究 人员和企业界的重视。供应链涉及的问题很多，研究人员从不同的角度对供应链 进行了研究。在过去二十年中，在供应链研究领域中的成果非常丰富。 2 1 供应链管理模式的产生 现代企业管理模式主要经历了三个发展阶段：企业独立经营管理模式、纵向 体化管理模式和供应链管理模式。企业实体之间的关系表现为“分立联合 再分立”的过程，而不断变化的市场环境是推动组织管理模式演变的原动力。 2 1 i 独立经营管理模式 2 0 世纪上半叶，是企业独立经营的时代。迈克波特著名的“五力”模型描 绘了这一时期的竞争格局，制造企业和它的供应商、各种竞争者以及顾客之间的 关系都表现为一种对立和竞争力。 在那个时代，代表先进生产方式与发展方向的是单一品种大批量生产，与之 相适应的先进企业组织形式是巨型食业，典型代表是福特汽车公司、美孚石油公 司这样的企业。从总体上看，生产力低下、物资匮乏、产品品种单一是那个时代 的特征，企业面临的经济环境是卖方市场，需求环境稳定，因为，消费者没有其 它的选择余地。这种环境f ，企业的主要任务是如何通过扩大生产规模来降低成 本，以此进一步拉动需求，摄取更大的利润。为实现这一目标，横向兼并成为企 业必要的发展战略。 2 1 2 纵向一体化管理模式 为了在竞争中赢得主动，核心企q k 开始加强对原材料供应、产品制造、分销 和销售全过程的控制，这便出现了纵向一体化管理模式。纵向一体化通过控制所 有权来消除供应商和销售商的对立，增强抗风险能力，对于严重依赖供给或销售 的企业来讲这是纵向一体化受到青睐的重要原因。这种模式下的核心企业和上下 游配套企业的关系是所有权的联合，但联合体与外界竞争者以及顾客之间的关系 仍然是竞争和剥立。在市场环境相对稳定、以生产产品为中心的前提下，纵向一 体化模式非常有效。 体化模式非常有效。 2 。供应链管理与博弈论 2 。1 。3 供应链管理模式 8 0 年代以来市场环境发生了巨大变化，顾客需求趋于多样化、个性化，不确 定性增加，企业面临的是一个变化迅速且难以预测的买方市场。经济全球化趋势 日益明显，以i n t e r n e t 为代表的现代通信和网络技术的迅猛发展，这给企业不仅 带来了市场机遇，更增加了竞争强度，使纵向一体化暴露出很多缺点，如资源分 散、核心竞争力下降等。为此出现了许多先进的单项制造技术和管理方法，如m r p 、 m r p i i 、j i t 、l p 、a m 、c e 、e r p 、c i m s 等。虽然这些技术和方法取得了一定成效， 但没有从根本上解决问题，必须对管理模式加以创新。人们开始将目光从企业内 部生产过程转向整个生命周期不同过程的结合部分，以挖掘新的利润增长点和成 本削减空间。企业开始关注核心能力，摒弃那种从设计、制造直到销售都自己负 责的经营模式，把有限资源放在最擅长的业务上，在全球范围内与供应商和销售 商建立合作伙伴关系，实现优势互补，这就出现了供应链管理模式。供应链管理 以快速反应市场需求、全局性战略管理、高度柔性等为目标，较纵向一体化更能 符合当前复杂多变的竞争环境，所以逐渐由一种管理技术上升为新的管理模式。 供应链管理模式下各企业实体之间所有权相互独立，本质上却又相互联合，形成 一个整体和其它供应链进行竞争。 2 2 供应链成员之间合作关系的竞争性定位 由供应链的组成结构，企业间的竞争力战略关系，根据迈克尔波特的竞争 理论，如果以制造商为核心的供应链中，主要存在着四种竞争博弈： 供应商之间的博弈。在同一层次的供应商( 为制造商提供同样的产品) 之间， 存在着争夺同一制造商的博弈，它们间的竞争主要是通过降低价格、提高质量和 保证信誉来完成的。 供应商同制造商间的博弈。主要是通过对产品价格的讨价还价、产品交货 期限、运输费用、产品保险等之间的博弈来完成。 经销商之间的博弈。主要是通过对产品的销售与售后服务能力的博弈来实 现的。 经销商同制造商之间的竞争。类似于供应商同制造商之间的博弈，也主要 通过对产品价格的讨价还价、产品交货期限、产品质量和保证信誉来完成的。实 际上在经销商同制造商的博弈关系中，制造商( 对经销商面言) ，也可以看作是上 供应链管理博弈分析 一层次的供应商。所以它们之间的博弈，可看成是另一个层次的供应商与制造商 问的博弈。 2 3 博弈论概述 博弈论( g a i i l et h e o r y ) 可以被定义为是对智能的理性决策者之间冲突与合作的 数学模型的研究。博弈论为分析涉及两个或更多个参与者且其决策会影响相互间 的利益的局势提供了一种的数学方法，为社会科学各分支的学者和实际的决策者 提供了非常重要的视角。国外有学者认为，“冲突分析”或“相互影响的决策理 论”应该是描述博弈论更为准确的术语。 在国内，有的学者将它称作“对策论”。这是因为在博弈论的研究中，每个 参与入的决策既受到其他人的影响，反过来又会影响其他入。其实，用对策和对 策论称呼博弈和博弈论并不准确。因为“对策”在实际中常用来表示具体的应对 方案，而我们研究的问题却常常是一个过程。在这种过程中可能包含多个面对特 定情形的对策选择，而问题的解则往往是由一组对策构成的一个完整的行动方案。 所以也可以这样来理解：对策是搏弈的一个组成部分或一种特例，而博弈是对策 的延伸与拓展。因此，用较能表达一个完整过程意思的“搏弈”来称呼我们所研 究的决策问题更为合适。 在一个具体问题的研究中，规定或定义一个博弈至少需要设定以下五个方面 的内容： 博弈的参与人或博弈方。即在所定义的博弈中，独立决策、独立承担结果 的个人或组织； 博弈的信息。指参与人对其他参与人关于成本、需求、决策方式等方面的 了解。据此可将博弈分为完全信息博弈、不完全信息博弈两大类： 参与人可选择的全部行为或策略的集合； 博弈的时序( t i m e o r d e r ) 。指对参与人同时决策或按先后次序决策的规定； 博弈方的收益或支付( p a y o f f ) 。对应于各博弈方的每一组可能的决策选择， 博弈都有一个结果表示各方在该策略组合下的所得和所失，如利润、成本。 以上五个方面是定义一个博弈时必须首先设定的，确定了上述五个方面即确 定了一个博弈。博弈论就是系统研究用上述方法定义的各种各样的博弈问题，寻 求各博弈方合理选择策略的情况下博弈的解，并对这些解进行分析、讨论的理论。 博弈论可以分为合作博弈( c o o p e r t i v eg a m e ) 和非合作博弈( n o n c o o d e r a t i v e 2 供应链管理与博弈论 g a m e ) 。现在人们谈到的博弈一般指非合作博弈。合作博弈与非合作博弈的区别主 要在于人们的行为相互作用时，当事人能否达成一个具有约束力的协议。如果有， 就是合作博弈；反之，则是非合作博弈。例如，在本文所研究的买方一卖方供应 链中，若双方达成一个协议，并且各自按这个协议确定产量与价格，得到联合最 大化垄断利润，就是合作博弈。它们面临的问题就是如何分配合作带来的剩余。 但如果这两个企业问的协议不具有约束力，就是说，没有哪一方能强制另一方遵 守一个协议，每个企业都只选择自己的最优产量( 或价格) ，则是非合作博弈。应 该指出的是，合作博弈强调的是集体理性( c o l l e c t i v er a t i o n a l i t y ) ，强调的是 效率。非合作博弈强调的是个人理性( i n d i v i d u a lr a t i o n a l i t y ) 、个人最优决策， 其结果可能是有效率的，也可能是无效率的。 2 4 博弈论应用于供应链的可行性分析 2 4 1 供应链组成适用博弈分析 从供应链构成分析，其由原料供应商、制造商、分销商、物流商等上、下游 企业构成了网络结构。供应链有多家企业参与，是博弈参与人主体：然而每个参 与人的目的却各有不同，因此想法也不同，构成了博弈的策略空间；而且各自在 供应链中所获得的收益不同，进而构成了各自的收益函数。符合了博弈论研究的 基本要求。 例如：供应商计划加入以制造商为主体的供应链，这样就构成了一个简单的双 人博弈，即该博弈发生在供应商与制造商之间。参与人供应商有两个选择( 参加， 不参加) ，同样制造商也有两个选择( 接受，不接受) ，当然对于不同的策略组合， 也就有不同的收益。 2 4 2 供应链双赢与博弈双赢 在供应链管理中需要解决的关键问题之一就是供应链运作策略管理，主要是 合作供应商的选择、供应链组织战略、合作协同运作、供应链绩效激励机制、形 成联盟后成员之间的关系。他们之间是利益关系、依存关系、互相作用关系，他 们之间既有个人理性，也有集体理性，但都是在寻找利益的均衡。均衡是他们唯 一需要的。而博弈双赢就是博弈双方在追求个人理性的同时，不放弃对集体理性 的追求，我们不得不感谢博弈，它为我们提供了分析供应链成员竞争合作关系的 一个有效工具。 成功的供应链不仅要选择并确定合适的供应链伙伴，而且还要确保伙伴之问 1 3 供应链管理博弈分析 有明确一致的战略目标，合作伙伴各方必须清楚供应链的价值何在，通过合作可 以获得什么。在合作过程中可能存在两种情况：一是合作目标存在冲突，但在合 作建立初期被某种东西所掩盖；二是目标开始一致，但随着时间的推移逐渐产生 冲突，形成对立。目标冲突问题之所以在合作过程中经常出现，主要是因为供应 商既希望从合作中得到好处，同时又想各自保持着自主权。各自的自主权必然会 导致目标的潜在冲突，合作者对此不可掉以轻心。应经常进行接触和协商，寻求 弥补目标距离与差距的途径，保证合作过程的平稳运行。目标不一致并不意味着 每个合作伙伴的目的都必须完全相同，而是强调不冲突。 2 4 3 供应链的两个经典问题 供应链典型的信息问题牛鞭效应，所谓牛鞭效应( b u l l w h i p ) ，简单说是 指需求信息随着往供应链上游前进而逐渐呈现变动程度增大的现象。其原因主要 在于在供应链中，处于下游的厂商在传播顾客需求信息时，经意或不经意的保存 部分信息从而导致信息的不完全，影响上游厂商的库存管理，从而导致牛鞭效应 的产生。当然这里并不想主要解决牛鞭效应问题。斯彭斯揭示了人们应如何利用 所掌握的更多信息来谋取更大的利益，斯蒂格利茨为掌握信息较少的企业如何进 行市场调节提供了有关理论。问题是供应链的参与者们在信息上是如何处理的， 他们会从自己的利益出发来发布关于自己的信息。这就需要博弈来解决。 供应链管理另一个问题是解决双重边际问题，“双重边际”指供应链上下游企 业均按自身的“边际效益一边际成本”确定其最优的订货量，而不是按整个供应 链的“边际效益一边际成本”确定最优的订货量。而要实现供应链系统的最优， 成员除了要考虑自身的效率，还要考虑系统的效率，这同样需要用博弈这一理想 工具。 3 基于库存竞争的博弈分析 基于库存竞争的博弈分析 为了维持正常的生产、经营或军事活动，人们