（管理科学与工程专业论文）供应链中信息共享与合约设计研究.pdf

东南大学博士学位论文 摘要 科学技术的快速发展和经济全球化进程的不断加快，使企业面临的生存与发展环境发生 着越来越深刻的变化。2 l 世纪的市场竞争已不再是单个企业之间的竞争，而是供应链与供 应链之间的竞争，提高供应链的竞争力是增强企业竞争力的有效途径，因此研究如何通过信 息共享与合约设计来提高供应链的竞争力有重要意义。本文综合运用库存理论、合约理论、 决策理论、博弈论、概率论和微分理论等，采用理论分析、仿真计算和实际案例分析相结合 的方法，从供应链系统整体摄优角度出发，比较系统、深入地研究了部分信息共享和完全信 息共享的价值、完荚共赢合约的存在性与设计方法、批发价合约对选择库存管理模式的影响 等问题。 论文首先比较系统地讨论了供应链与供应链管理的内涵，阐述了信息共享与合约设计研 究的意义，定义了完美共赢合约，分析了信息共享与合约设计的研究现状。 其次对供应链中的部分信息共享价值闯题。针对由一个皋4 造商和一个销售商组成的两层 供应链系统，分别构建了共享销售商的市场促销计划信息或制造商的供货水平信息的数学模 型，通过解析分析和数值仿真，研究了信息共享对供应链系统、翻造商或销售商降低平均库 存和运营成本的价值。 然后对供应链中的完全信息共享价值问题针对制造商采用提前履行订单策略，构建了 制造商与销售商进行完全合作与信息共享的数学模型，解析分析了完全合作与信息共享的价 值给出了求解订单履行时间和市场需求都是均匀分布的供应链系统晟优解的枚举搜索算 法，通过2 4 0 0 0 个仿真算例研究了各参数变化对供应链系统利润的影响。 接着讨论了产品回购合约、收入共享合约、数量柔性合约、销售返点合约和数量折扣合 约的内涵，研究了由一个制造商和一个销售商组成的两层供应链系统中这五种常见合约分别 为完美共赢合约的充要条件；分析了由一个制造商和n 个报互竞争的销售商构成的两层供 席链系统中，收入分配比例相同的收入共享合约为完美共赢合约的充要条件，并由此构造了 一个收入分配比例不同的完美共赢收入共享合约。 另外，论文讨论了目前供应链管理中四种新的库存管理模式的内涵，研究了由一个供应 商与一个销售商组成的两层供应链系统中，市场需求分布具有增加的失败率性质时，批发价 合约与供应链系统、供应商和销售商的利润之间的解析关系，分析了批发价合约对其选择库 存管理模式的影响。 在理论研究的基础上，论文以常州菜电器股份有限公司为例，研究了该公司与合作伙伴 进彳了信息共享的方法及其价值，分别从定性与定量的角度分析了该公司目前使用的二种主要 合约及其设计与选择的合理性，验证了论文理论研究的正确性。 东南人学博j 二学位论文 最后，论文概括了研究获碍的主要结论，展望了进一步的研究方向。 关键词：供应链管理：报童问题；牛鞭效应；信息共享；完美共赢合约；库存管理。 东南大学博士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h er a p i d l yd 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 df a s tg l o b a l i z a t i o n , t h e e n v i r o n m e n tf a c e db ye n t e r p r i s e sh a sb e e nt o t a l l yc h a n g e d s ot h ec o m p e t i t i o n sw i l lb eh a p p e n e d a m o n gs u p p l yc h a i n sr a t h e rt h a nj u s ta m o n gs o m ei n d e p e n d e n te n t e r p r i s e si n2 1 “c e n t u r y s t r e n g t h e nt h ec o m p e t i t i v ec a p a c i t yo ft h es u p p l yc h a i ni st h ek e ye l e m e n to ft h es u c c e s s f u l e n t e r p r i s e sm a n a g e m e n t t h e r e f o r e ，i ti sv e r yi m p o r t a n tt ob u i l du pt h ec o m p e t i t i v ec a p a c i t yo f t b e s u p p l yc h a i nt h r o u g ht w ob a s i cm e t h o d s ：i n f o r m a t i o ns h a r i n ga n dc o n t r a c t sd e s i g n c o m b i n e d w i t ht h ei n v e n t o r yt h e o r y , c o n t r a c tt h e o r y , d e c i s i o n - m a k i n gt h e o r y , g a m et h e o r y , p r o b a b i l i t yt h e o r y , d i f f e r e n t i a lt h e o r ya n d o n t a k e nt h em e t h o d so f t h e o r ya n a l y s i s ，s i m u l a t i o n ，a n de m p i r i c a lc a s e s t u d i e s ，t h i st h e s i ss t u d i e st h e s ep r o b l e m ss y s t e m a t i c a l l y , s u c ha st h ev a l u eo fp a r t i a li n f o r m a t i o n s h a r i n g , f u l li n f o r m a t i o ns h a r i n g , t h ee x i s t e n c ea n dd e s i g no fp e r f e c ta n dw i n - w i nc o n t r a c t s ，t h e w h o l e s a l ep r i c ec o n t r a c t si n f l u e n c e su p o ni n v e n t o r ym a n a g e m e n tm o d e l s f i r s t ，w ed i s c u s st h em e a n i n go fs u p p l yc h a i na n ds u p p l yc h a i nm a n a g e m e n ts y s t e m a t i c a l l y , g i v et h ep u r p o s eo f t h i ss t u d yo ni n f o r m a t i o ns h a r i n ga n dc o n t r a c t sd e s i g n , d e f i n et h ep e r f e c ta n d w i n - w i nc o n t r a c t s ，r e v i e wt h ec u r r e n tl i t e r a t u r e so fi n f o r m a t i o ns h a r i n ga n dc o n t r a c td e s i g n r e s e a r c h s e c o n d ，i nr e g a r d o fat w o - e c h e l o ns u p p l yc h a i ns y s t e mw i t ho n er e t a i l e ra n do n e m a n u f a c t u r e ，w ec o n s t r u c tt h em a t h e m a t i c a lm o d e l sf o rs h a r i n gt h er e t a i l e r sp r o m o t i n gp l a n n i n g o rm a n u f a c t u r e ss u p p l yi n f o r m a t i o n ，a n a l y z et h er e d u c t i o no f r u n n i n gc o s ta n da v e r a g ei n v e n t o r y i nt h es u p p l yc h a i nt h r o u g ha n a l y t i c a la n a l y s i sa n ds i m u l a t i o n t h i r d ，u n d e rt h es t r a t e g yo ff u l f i l lt h eo r d e ra h e a d ，t h em a t h e m a t i c a lm o d e la n dt h ev a l u e so f c o o r d i n a t i o na n di n f o r m a t i o ns h a r i n gb e t w e e nam a n u f a c t u r ea n da r e t a i l e ri sb u i l tu pa n d a n a l y z e d , t h ee n u m e r a t i v ea l g o r i t l u ni sg i v e nt oc a l c u l a t et h eo p t i m a ls o l u t i o no f t h es u p p l yc h a i n w i t ho r d e rf u l f i l lt i m ea n dm a r k e td e m a n d sb e i n ge v e nd i s t r i b u t i o n s a tl a s tt h ei n f l u e n c e so f p a r a m e t e r sv a r i a t i o nu p o nt h ep r o f i to f t h es u p p l yc h a i na r es t u d i e dt h r o u g h2 4 0 0 0s i m u l a t i o n c a s e s f 0 n 1 1 w ed i s c u s st h em e a n i n g so fb u yb a c kc o n t r a c t , r e v e n u e - s h a r i n gc o n t r a c t , q u a n t i t y f l e x i b i l i t yc o n t r a c t ，s a l er e b a t ec o n t r a c t , a n dq u a n t i t yd i s c o u n tc o n t r a c t , s t u d yt h en e c e s s a r ya n d s u f f i c i e n tc o n d i t i o n sf o rt h e s ef i v ec o n t r a c t sb e i n gp e r f e c ta n dw i n w i no n e si nat w o - e c h e l o n s u p p l yc h a i ns y s t e mw i t ho n er e t a i l e ra n do n em a n u f a c t u r et h a tf a c e sn e w s v e n d o rp r o b l e m t h e n w eg i v et h en e c e s s a r ya n ds u f f i c i e n tc o n d i t i o nf o rt h ep e r f e c ta n dw i n 。w i nr e v e n u e 。s h a r i n g c o n t r a c tw i t ht h es a m er e v e n u e - s h a r i n gr a t i o a n da tl a s tf i g u r eo u tas e to fp e r f e c ta n dw i n w i n 东南大学博士学位论文 r e v e n u e - s h a r i n gc o n t r a c t sw i t ht h ed i f f e r e n tr e v e n u e - s h a r i n gr a t i oi nt h et w o - e c h e l o ns u p p l yc h a i n w i t ho n em a n u f a c t u r ea n dnc o m p e t i t i v er e t a i l e r s f i f t h , t h et h e s i sd i s c u s s e st h em e a n i n g so ff o u rn e wi n v e n t o r ym a n a g e m e n tm o d e l s ，a n a l y z e s t h ew h o l e s a l ep r i c ec o n t r a c t si n f l u e n c eu p o nt h ep r o f i t so ft h es u p p l yc h a i n ，t h es u p p l i e ra n dt h e r e t a i l e r , a n dt h e i ri n v e n t o r ym a n a g e m e n tm o d e l ss e l e c t i o n sw h e nd e m a n dd i s t r i b u t i o nw i t h i n c r e a s e df a i l u r er a t e ( i f r ) i nt h et w o - e c h e l o ns u p p l yc h a i nw i t ho n es u p p l i e ra n do n er e t a i l e r s i x t h ，w ea n a l y z et h ec a s eo f c h a n g z h o uxh o m ea p p l i a n c ec o l t d ，s t u d yt h em e t h o d sa n d v a l u eo fi n f o r m a t i o ns h a r i n g , d i s c u s st h r e em a i nc o n t r a c t sc u r r e n t l ya d o p t e db yt h ec o m p a n y , a n a l y z et h er a t i o n a l i t yo f t h e s et h r e ec o n t r a c t sq u a l i t a t i v e l ya n dq u a n t i t a t i v e l y , e v e n t u a l l yv a l i d a t e t h et h e o r ys t u d yo f t h i st h e s i s f i n a l l y , w es u m m a r yt h ec o n c l u s i o n sa n dg i v es o m ef u t u r er e s e a r c hp r o b l e m s k e yw o r d s ：s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ；n e w s v e n d o rp r o b l e m ；b u l l w h i pe f f e c t ；i n f o r m a t i o n s h a r i n g ；p e r f e c ta n dw i n - w i nc o n t r a c t s ；i n v e n t o r ym a n a g e m e n t 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位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 或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 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。 研究生签名：垒= 皇! 日期： 2 堕，! 兰：! 篁 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究生签名趋玺孥导师签名： 东南大学博士学位论文 第一章：绪论 科学技术的快速发展和经济全球化进程的不断加快，使企业面l 临的生存与发展环境发生 着越来越深刻的变化，如顾客的消费水平不断提高，企业间的竞争日益激烈，政治、经济与 丰十会环境的演变不断加速。面对这种变化迅速且无法准确预测的市场环境，为增强企业的核 心竞争力，近年来新的企业管理思想与方法不断涌现，其中供应链管理就是上世纪8 0 年代 初新出现的一种集成化的管理思想和方法【l l 。虽然供应链管理思想提出的时间不长，但它已 经引起了理论界和实践界的广泛关注。根据d e l o i t t e 咨询公司发布的一项研究报告，现在 已有9 1 的北美制造企业将供应链管理列为关键或重要的管理活动口l 。一些国际著名的企业 如w a l m a r t 公司、i b m 公司、h p 公司等也都在供应链管理实践中取得了巨人成功 3 1 。同时， 管理学界的许多学者也从不同的角度对供应链管理的内涵，结构、方法、评价指标等进行了 大量的分析研究与探讨卜j 。2 t 世纪的市场竞争己不再是单个企业之间的竞争，而是供应链 与供麻链之间的竞争，提高供虑链的竞争力是增强企业竞争力的有效途径。如何提高供应链 的竞争力，特别是如何通过供应链集成与协调的两个基础手段信息共享上，合约设计 以增强供应链的竞争力，是当前企业管理理论界和实践界关注的热点，也是本文所要研究的 问题。 1 1 选题的背景及意义 1 1 1 供应链管理的内涵 供麻链( s u p p l yc h a i n ，s o ) 就是围绕核心企业，通过对信息流、物流、资金流的控制，从 采购原材料开始，制成中间产品以及最终产品，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j 的企业结构模式，它包含所有加盟的节点企业，从原材料的供应商开始，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剑埘 户的物料链、信息链、资金链，而且也是一条增值链，物料在供应链上冈加 、包装、运输 笥过稃而增加其价值，给相关企业都带来收益p 1 ，如图1 1 所示。 目前学术界对供应链有比较一致的定义，但对供应链管理( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t , s c m ) 却有不同的定义川。如文d i 将供应链管理定义为一种集成的管理思想和方法，它执行 供应链中从供应商到最终用户的物流计划和控制等职能。这一定义强调了管理过程理论在供 戍链管理中的应用。美国学者w i l l i a n 将供府链管理定义为管理从物料供应者一宜到产品消费 者之间的物料和产品的流动技术i ”j 。这一定义强调了要将注意力放在从物料供麻一直剑产 晶交付的整个业务流群的流动和相互连接上。1 9 9 6 年成立的美国供应链协会( s u p p l yc h a i n c o u n c i l ) 将供应链管理定义为是为了生产和提供最终产品，包括从供应商的供应商，到顾客 的顾客的一切努力6 1 。这一定义强调了供应链管理的范围，表明供应链管理是一种跨企业、 l 东南大学博上学位论文 跨企业多种职能、多个部fj 的管理活动。日本经营学杂志在其供应链革命特集中，将供 戊链管理定义为跨越企业组织的边界，作为一个完整的流程共享经营资源和信息，以整体优 化为目标，彻底消除流稃中浪费的管理技术”。这一定义强调了供应链是由多个企业组成， 为了达到供应链整体优化的目标，多个企业必须共享资源并建立合作关系。而s t a d t l e r l 4 1 认为 供应链管理是通过集成供应链中的所有参与者并协调相关的物流、资金流和信息流以满足最 终顾客的需求，从而增强整个供应链系统竞争力的过程。综合上述各定义的特点，可对供虑 链管理作如下定义：所谓供应链管理就是将整条供应链看做一个集成组织，把供应链上的各 讧点企业都看做合作伙伴，对整条供应链进行集成管理的过程，其目的是通过提高最终客户 的满意度以提高整条供应链的核心竞争力和利润水平。 图 供应商的供应商 用户的用户 塑亟塾星箜逛 ， 。 堑垒亟 _ 垡星煎 ， 图1 - 1 ：供应链的网链结构模型( 摘自【3 】，p 4 2 ) 1 虱1 - 2 ：供应链管理的系统结构( 摘自q ) 圈 进一步从系统论的角度分析，供应链管理可看做是由= 大要素，即供麻链的网络结构、 供应链的业务流程和供应链的管理要素相互影响、相互作用构成的系统”，如图1 - 2 所示。 供应链的网络结构是指供应链系统由哪些节点企业构成及各节点企业之间的关系。由于供应 链是一个包含供应商到最终用户的具有整体功能的网链结构，因此要对供应链系统进行有效 管理，首先就要了解供应链的网络结构，而供应链的网络结构有下列三方面的内容：一是供 府链节点企业的性质，如判断一个企业是核心企业还是支持企业：二是供应链网络的维度， 如链的k 度、宽度及核心企业在网络中的位置：三是不同节点企业之间的笑系，如管理与控 制的大系、监控的关系、不需要管理的关系和知晓的关系等。供应链的业务流程是指为顾客 2 东南大学博士学位论文 生产有价值产品的过程。供应链中有多个流程，如文i l ”1 认为供应链中有下列关键流程：客 户关系管理流程、客户服务管理流程、需求管理流程、订单履行流程、物料流管理流稃、采 购管理流稃，产品开发与市场化流程、及逆向物流管理流程等。供府链的管理要素是指为将 贯穿供府链网络的各种流稃进行有效集成与运作的管理因素。文f l l 5 ”8 1 认为供应链的管理要 素有- 二个：一是物质与技术的管理要素，如计划与控制方法、活动流程结构、组织结构、信 息沟通的基础设施结构、物流的基础设施结构等；二是行为管理要素，如管理方式、权力分 配与领导结构、风险承担与奖励结构、文化与态度等。供应链管理的成功与否是上述三大要 素相互作用、相互影响的结果，而最关键的工作是如何通过对连续信息流的处理使跨越肖点 企业各部fj 和各竹点企业间的业务流程达到完美整合、无缝连接，从而提高整个供府链系统 的核心竞争力和利润水平。 综上所述，虽然供应链管理的定义多种多样，供应链管理系统也涉及到多个方面的因素， 但其本质可以归纳为下列二点：1 ) 供应链管理的目标是通过提高最终客户的满意度以提高 整个供应链系统的核心竞争力和利润水平：2 ) 供应链管理的关键是借助于迕续信息流对从 最初原材料供府商剑最终客户所涉及的所有竹点企业间的集成与协调。 1 1 2 信息共享和合约设计研究的必要性 由上面对供应链管理的内涵分析可知，供应链管理的关键是所有相关节点企业问的集成 与协调，其基础为供应链各节点企业间的信息共享和基于合约的合作伙伴关系p i 。 信息共事是实现低成本高效率供戍链管理的基础只有在各耵点企业间实现高质蟮的信 息传递与共享，供虑链才能成为真正意义上的客户需求驱动的供应链。根据s e i n 笥人的研 究| l ”，通过共享销售商处的p o s ( p o i n to f s a l e ) 数据、促销计划、市场需求预测数据、库 存水平等，上游企业可以有效地缩短生产周期，更好地满足销售商的订单需求，大量降低库 存水平，从而有效地提高供应链的客户服务水平。目前供应链管理中的快速反应( q u i c k r e s p o n s e ，q r ) 策略、共同计划预测补货( c o l l a b o r a t i v ep l a n n i n g , f o r e c a s t i n ga n d r e p l e n i s h m e n t , c p f r ) 策略、供应商库存管理( v e n d o rm a n a g e di n v e n t o r , v m i ) 策略都有一 个共同的特征：在各节点企业间及时共享市场需求信息。今天，随着信息技术的发展，信息 共享中的技术障碍正在逐步消失，越来越多的企业都在通过e d i 、i n t e m e t 笤信息技术手段与 它们的合作伙伴进行着广泛的信息共享。如w a l m a r t 公司与p & g 公司通过零售信息沟通 项目( r e t a i ll i f i j ( p r o g r a m ) ，将两公司的平均库存成本减少了7 0 ，同时把客户服务水平从 9 6 提高至9 9 吖”i 。如果没有信息共享，则供应链中的各节点企业只能依靠自身的现状和上 f 游企业的供货信息与订单信息来作使自身利润最人化的决策。由于各自的决策没有充分考 虑整个供应链的状况，因此其决策往往会导致供应链系统的整体效率低下，有时甚至会产生 严重的“牛鞭效应”，即销售商、批发商和制造商之间由于缺乏及时的信息共享，导致供应 链中的库存人量增加的现象 1 2 0 , 1 2 2 1 目前虽然许多研究表明信息共享可以减少信息失真。预防“牛鞭效应”提高整个供应 3 东南人学博l 学位论文 链的效益【9 ”娜l 。但是共享信息在供应链中的价值机理依然还不是很清楚，共享什么样的信 息能改善供应链的效率? 能在多大程度上提高供应链的效率? 对这些问题至今还没有明确、 一致的结论。 信息共享对供应链管理至笑重要。但目前对此问题的研究还比较少，因此继续对信息共 享在不同情况f 、不同供应链中的价值机理，即在什么样的条件下共享什么样的信息能有效 改善供应链的效率，共事信息能在多大程度上提高供应链的效率，如果共享信息有成本共享 信息的策略是什么等问题进行深入研究不但竹常必要，而且对供应链管理实践也有重要的指 导意义。 由于各节点企业之间的独立性和短期利益的矛盾性，供应链中的信息共享不可能白动实 现，需要企业之间形成合作伙伴关系，否则各节点企业只会依据各自不同的目标和所拥有的 局部信息作出使自身利润最大化的决策，不会充分考虑整个供应链的状况，所以这种分布式 的决策会使供应链效率大大小于最优的供应链效率。例如在电子工业领域，即便使用了先进 的需求计划与供应链管理软件系统，一些企业仍然不太愿意与其合作伙伴共享敏感的市场需 求信息；在有些情况下，虽然制造商掌握了市场需求的实时信息，但得到的订单依然可能是 抑曲的；而当市场需求波动较大时，销售商为争取更多的剩余库存而产生矛盾的事例也经常 发生【。2 ”。 如何解决各独立节点企业间的利益冲突，使供应链系统的各参与者之间形成合作伙伴关 系，是实现各耵点企业间高质量信息传递与共享的前提，也是使供应链系统达剑最优或接近 最优的必要条件。该问题一直是供应链管理的最大挑战之一，也是理论界和实践界研究的热 点之一。目前解决这个问题的土要方法就是合约设计 6 5 】，即设计一个能为所有参与者接受， 义能使供应链系统达到最优或接近最优的合约。为了f 文阐述的方便，先给出下列一些基本 的定义： 在一个供应链系统中，如果实施某一合约之后，在分散决策下的各参与者的决策方案是 一个n h 均衡，则这一合约为一个协调合约 6 5 1 。如果一个协调合约的决策效果与集中控制 的供应链系统的决策效果相同，则称此供应链达到了完美协调，定义这一合约为完美合约。 如果一个合约实施之后能使所有参与者的利润都比采j i j 传统的批发价协调合约时的利润有 所增加，或至少不降，定义这一合约为共赢合约在供应链系统中要使所有独立参与者都有 积极性采纳某种合约，基本前提条件是采纳该合约之后能使所有参与者的利润都有所增加， 或者至少不i - 降也就是能达到全体共赢的效果。如果一个合约既是完美合约，义是共赢合 约，本文将其定义为完美共赢合约。 由上述定义知一个完美共赢合约不但使供应链系统中所有参与者的利润人丁- 采州传统 批发价合约时的利润，而且也能使供应链系统达到整体晟优或接近整体最优，因此设计一个 完美共赢合约是促进供应链系统的各参与者之间形成合作伙伴关系的重要途径之一。在一个 供府链系统中，对是否存在完美共赢合约，在什么条件下存在完美共赢合约，当前常见的供 4 东南人学博l 学位论史 应链合约是否是完美共赢合约在什么条件f 是完美共赢合约等问题进行研究是1 f 常必要 的，而且对供应链管理实践也有重要的指导意义。 1 2 供应链管理中信息共享与合约设计研究综述 分析目前有天供应链信息共享和合约设计的研究文献发现，一般它们都有r 列二方面的 基本假设：一是供席链结构；二是市场需求分布；三是补货策略。对供应链结构当前有二种 典型的结构假设：一是由一个制造商和一个销售商组成的两层供应链系统：二是由一个制造 商和n 个销售商构成的两层供应链系统，其中n 个销售商可以是相互竞争的，也可是相互 独立的；三是由一个制造商、一个批发商、一个销售商等组成的三层或多层供应链系统。对 市场需求模式有四种假设：一是止态分布；二是曾阿松分布；二是a r ( p ，q ) 模式：四是任意 分布一对补货策略有三种假设：一是周期性补货策略，记为( s ) ，即每个周期都检奁库存水 平并将其补货至s 水平；二是修正的周期性补货策略，记为( s ，s ) ，即每个周期都检杏库存 水平当库存水平低于s 时，将其补货至s 水平；三是连续补货策略。记为( r o p , q ) ，即不 断检查库存水平，当库存水平低于预先设定的r o p 水平时，就补货q 个单位。下面综述的 研究文献的模型基本上都是基于上述三类假设。 1 2 1 信息共享研究综述 信息共享是实现低成本高效率供应链管理的基础。在一个供应链系统中，信息的流动是 般向的( 如图1 1 ) ，既有供应链f 游销售商处的订单信息、订货策略信息、库存水平信息、 市场实际需求信息、市场的未来需求信息、销售商的市场需求预测信息等；同样也有上游制 造商的补货策略信息、供货水平信息、库存水平信息、生产能力信息等。因此f 面分别对这 两类信息共享研究进彳了综述。 1 。牛鞭效应”问题研究 由于“牛鞭效廊”会绘供应链带来不好的结果，有时可能还非常严重，因此多年来这一 问题一直受到企业家和学者的关注。第一个认识到“牛鞭效应”的是f o h s t e j ”，他通过 对一系列案例研究指出，对季节性商品，制造商觉察到的需求变化远远超过顾客的需求变化， 而且这种效戍住供应链的每一级都会放人。后来订多其它学者也都发现了“牛鞭效应”的实 际存在如 厂产品生产计划的变化大于销售量的变化，订货量随着向供应链上游的移动有 增人的趋势等i ”】。l e e 等人从运作管理的角度首次定量分析了“牛鞭效应”产生的四大原 冈：一是需求信息在传递过程中的放大( d e m a n ds i g n a lp r o c e s s i n g ) ；二是供廊链中的每个 参与者从自身利益出发作出的所谓“理性决策”( t h er a t i o n i n gg a m e ) ；二是一次性订货批 次的放人( o r d e rb a t c h i n g ) ；四是制造商的价格促销行为( p r i c ev a r i a t i o n s ) 。针对这四人原 因，l e e 提出了预防“牛鞭效应”的相应策略，其策略的本质就是制造商与销售商能有效地 东南大学博l 学位论文 进彳了信息共享p j 。 除了上述四大原因会产生“牛鞭效应”之外，预测方法的使用不当也会导致“牛鞭效应” 的产生。c h e n 等7 j 证明了传统的市场需求预测法( 移动平均数法和指数平滑法) 会导致预 测需求的波动，从而也会引起“牛鞭效应”。z h a n g 6 1 1 研究了不同的预测方法对“牛鞭效应” 的影响，并提出了一个简明规则以帮助销售商选择更好的未来市场需求预测法。由于预测方 法对实时数据的敏感性，z h a n 9 1 6 2 发现使用实时市场需求信息可能会增强“牛鞭效应”，而 使用延时的市场需求信息可能会减缓“牛鞭效应”。 还有一些研究认为，供应链结构会导致“牛鞭效应”的产生。李刚等【1 “研究了一个n 层的供应链系统市场需求为一般的a r i m a 模式，补货策略为订货至s 策略。该文让明了 需求与订单之间有a r i m a 框架下的数量关系，验证了“牛鞭效应”有高阶放大现象，也可 能有高阶衰减现象。傅烨【l 从委托代理理论出发考察了供应链“牛鞭效应”的成因，认为 供应链中“牛鞭效应”产生的根源在于供应链的结构，即供应链中任何一对买卖双方都具有 双向的委托代理芙系，而这种关系由于信息的不完备、灾约的不完善，包括缺乏有效的激励 与监督机制，导致委托和代理双方产生了目标与结果的重复次优选择问题。 2 共享供应链下游信息的价值研究 许多研究表明，共事一f 游销售商处的实时市场需求信息不但可以减小“牛鞭效应”，而 且对制造商在平均库存和运营成本方面也有较人价值。l e e 等田1 研究了由一个制造商和一个 销售商构成的两层供应链系统，市场需求为a 瞰1 ) 模式，制造商和销售商都采用订货至s 策 略。解析研究发现，只要单独共享销售商处的实时市场需求信息就可大幅度减少制造商的平 均库存和远营成本，降低“牛鞭效应”。仿真算例还表明，共享信息的价值与市场需求相关 系数、需求方筹和订货提前期都成正比。张钦等【2 5 1 研究了类似的供府链结构，假设市场需 求为稳定的a r i m a ( 0 ，l ，1 ) 模型，共享销售商处的实时市场需求信息同样可以减少制造商的 平均库存与运营成本，而且对预防“牛鞭效应”也有相当大的价值。g a u r 等p ”将市场需求 假设为更一般的a r m a ( p , q ) 模式，考虑了三种信息欠享的情况：一是制造商能从销售商的 订单中推导出市场需求信息；二是制造商不能从订单中推导出市场需求信息，但销售商与制 造商共享市场需求信息；三是制造商既不能从订单中推导出市场需求信息，也不与销售商共 享市场需求信息，但能从最近的生产计划中推导出相关信息。通过对一个市场需求为 a r m a ( 1 ，1 ) 的特例仿真得出共享市场需求信息或从订单中推导出市场需求信息都能有效地 减小制造商的安全库存达1 6 ，对第三情况，则会增加制造商的安全库存。 但是如果制造商有充分多的信息重构市场需求分布，单纯兆享销售商处的实时市场需求 信息的价值可能不人。r a g h y n a t h a n | 2 4 岍究了与l 等2 3 i 类似的供应链系统，解析分析表明： 如粟制造商知道市场需求模式为a r ( 1 ) i i 销售商的订货至s 策略，而且拥有充分多的销售商 过去的订单信息，则制造商可以重构销售商处的市场需求分布，从而使共享销售商处的市场 6 东南人学博1 学位论文 需求信息的价值几乎为零。但是文阱】也从定性的角度指出，如果市场需求是非稳定变化的， 则共享销售商处的实时市场需求信息的价值可能会很大。 如果将市场需求放松为一般形式，研究发现共享销售商处的市场需求信息也有较大价 值。x u 等p ”假设市场需求的随机分布未知：比较了制造商与销售商在无信息共享和有信息 共享怙况h ，双方订单的波动与安全序存的变化，解析分析和数值仿寅都说明信息共享是有 价值的。w e n g d 4 1 和w e n g 等】两篇文章研究了短生产周期产品供应链中制造商与销售商进 行合作的一般“报童问题”( n e w s v e n d o r p r o b l e m ) ，其市场需求假设为任意的随机变量，补 货策略依然是订货至s 策略，另外还假设订货提前期也是一个随机变量，比较了双方不合 作与合作情况下供应链系统的总利润变化，解析分析和数值仿真都证明：制造商与销售商之 间进行合作与信息共享有显著价值。 还有一些研究讨论了在供货能力有限制的情况下，共享信息的价值。g a v i m e n i 等1 2 6 i 假 设市场需求在每个时间周期是独立正态同分布，销售商采用( s ，s ) 订货策略，但制造商的生产 能力有限，补货方式为制造商的决策变量。该文提出了三种信息共享模式：一是只共享销售 商的订单信息，即没有信息共享；二是除了共享销售商的订单信息外。还共享销售商处的市 场需求分布模式和销售商的订货策略( s ，s ) 的参数；三是除了第二种情况f 的信息还有市场 的实时需求信息。研究发现，在二种信息共享情况下，制造商采用修上e 的订货至s 策略最 优。所谓修正的订货至s 策略就是当制造商的库存水平加在途库存( 或正在生产的产品) 减去缺货量小于s 时，制造商就以最大的生产能力进行产品生产，以使其库存水平达到s ， 否则就不生产任何产品。仿真研究表明，从第一种信息共享到第二种信息共享，制造商的运 营成本可以下降1 0 至9 0 ，当从第二种信息共享转变为第三种信息共享时，制造商的运 营成本可以p 降1 至3 5 。进一步的分析还表明，当市场需求的方差较高，且( s - s ) 较小 或较人时，信息共享的价值较小：当市场需求的方差中等、且( s - s ) 也中等时，信息共享 的价值较大。g a v i m e n i i ”1 在另一篇文章中也研究了类似的供应链系统，但研究土题是如何 更有效地利用共享信息。该文研究了两种利用共享信息方法的价值：一种是销售商正常地与 制造商共享订单和库存水平信息；二是销售商依然正常地与制造商共亨库存水平信息，但只 有在上次订单发出后市场需求大于一个预先设定的万值时，销售商才发出订单，因此第一二种 方法更糯确地利h j 了共享信息。通过详细的仿真比较发现，采用第一种方法进行信息共享的 供应链返营成本要比采用第一种方法进行信息共享的供应链平均下降1 0 4 。 上述这些研究都是针对由一个制造商和一个销售商构成的两层供应链系统，对由一个制 造商和n 个销售商构成的两层供应链系统中的信息共享价值问题，目前也有许多研究。 c a c h o n 等“”假设各周期的市场需求是独立正态同分布，销售商的订货策略是( r o p , q ) ，制造 商的生产能力有限，并采h j 了订货龌优先策略( b a t c hp r i o r i t y ) 来履行各销售商的订单，即 当n 个销佳商的订货总餐大于制造商的库存时，订货量最人的订单优先得剑履行。该文比 较了二种信息共享策略下信息共享的价值：一是制造商只有销售商的订单信息；二是除了订 7 东南大学博士学位论文 单信息，销售商还将自己的库存水平信息与制造商共享；三是，即使销售商不f 订单也将其 库存信息反馈给制造商，这信息不但可让制造商较好地管理自己的库存，而且还能让其有 效地任各销售商之间分配库存。通过仿真算例发现，第三种信息共享策略比第一种信息共享 策略使运营成本平均下降2 2 ，展高不会超过1 2 1 。进一步研究还发现，通过减少订货 提前期和一次性订货批量，比单纯的信息共享更有价值。m o i n z a d e h 2 s 研究了类似的供麻链 系统，但假设n 个销售商处的市场需求为独立同酱阿松分布，且制造商可以知道每个销售 商处的实时市场需求信息和库存水平信息，讨论了制造商利用共享信息和不利_ e j 姓享信息情 况f 补货决策的变化，通过仿真研究发现，信息共享对制造商也有相当大的价值。 a v i v 与f e d e r g r u e n z g l 假设销售商的补货策略是修正的订货至s 策略，即每间隔m 个周 期，销售商就补货至s 水平。他们比较了在信息共享时，分散决策情况下的供应链系统与 采用v m i 进行库存管理情况下的供应链系统运营成本的差异。该文考虑了三种信息共事模 式：一是只共享销售商订单信息的分散决策模式；二是除了订单信息，还有各销售商处的实 时市场需求信息的分散决策模式；三是共享各销售商处的实时市场需求信息情况下的v m i 库存管理模式。通过仿真计算发现：只单纯共享信息可以降低供应链系统的运营成本在o 至5 之间，在共享信息的同时还采用v m i 库存管理模式可降低供应链系统的运营成本在 0 4 至9 5 之间，平均降低为4 9 。同时他们还得到结论：信息共享对制造商的价值是可 观的，对销售商米说几乎没有什么价值。 c h e u n g 驯假设制造商与销售商之间的距离较近，分析了如何通过信息共享达剑档车返 输和在n 个销售商之间调整库存的价值。研究发现，通过信息共享实施的整车运输和库存 调整对供应链系统都有一定的价值，且这种价值随销售商数量的增加而增加，也随订货提前 期的增加而增加。 c h e n 与z h e n g d o l 研究了分层库存( i n s t a l l a t i o ns t o c k ) 策略与结构库存( e c h e l o ns t o c k ) 策略怙况f ，供应链系统返营成本