（管理科学与工程专业论文）基于多因素扰动的供应链应急协调研究.pdf

基于多因素扰动的供应链应急协调研究 摘要 随着科学技术的快速发展，全球范围内的竞争日趋激烈，企业面 临着越来越严峻的生存和发展压力，传统的经营管理模式已经不能满 足不断变化的市场需求。人们已经逐渐认识到供应链管理是提升企业 竞争力的重要手段，是企业适应全球竞争的有效管理模式。而供应链 协调是供应链管理的一个重要内容，研究供应链协调对改善供应链系 统性能具有重要的实际意义。以往的研究大多是假定市场需求是确定 性的，即供应链系统能按原计划顺利地协调运行。然而，供应链所处 的外部环境充满了许多不确定的因素，其运行过程中经常会遇到各种 各样的突发情况，使得原定计划无法顺利平稳地得以执行。不确定性 已经成为许多经济和管理决策问题中普遍存在的现象，因此，供应链 应急协调管理问题引起了国内外学者广泛关注。 目前，关于供应链应急协调管理的文献主要针对系统中某单一因 素发生扰动进行研究，研究点多集中在对生产成本或市场需求规模发 生扰动建立模型。然而在实际中，突发事件一旦发生必然会导致系统 中多个因素同时发生扰动。本文基于两种类型的需求函数：需求依赖 于零售价格和需求依赖于零售商的促销努力水平，研究市场需求规 模、价格敏感系数、制造商生产成本、零售商购买成本、促销存货成 本以及促销投资敏感系数发生扰动的供应链应急协调管理问题。本文 的主要创新点如下： 1 基于需求为价格的负指数函数，分析了单制造商和单零售商 组成的供应链应对突发事件扰动的应急协调问题。当突发事件造成市 场需求规模和价格敏感系数同时扰动时，为使供应链利润最大，提出 了调整生产计划和零售价格的最优应急策略。进一步为实现供应链的 协调，提出了一种新的数量折扣机制，且该机制实现了供应链利润在 供应商和零售商间的任意分配。 本文还进一步分析了当市场规模和价格敏感系数同时发生扰动 时，采取应急策略和未采取应急策略对供应链、制造商和零售商利润 的影响。研究表明，当扰动发生时，采用本文提出的应急协调策略， 在保证供应链节点企业利润均大于零的前提下，实现整个供应链利润 最大化。 2 在需求为价格的线性减函数、制造商的生产成本是其生产数 量凸函数的前提下，对市场需求规模和零售商的购买成本同时发生扰 动的不同情形进行分析，提出了供应链系统中集中决策者面临市场需 求规模和零售商的购买成本同时扰动的应急协调策略；并提出了当制 造商为s t a c k e l b e r g 博弈主导者时，扰动发生后能使供应链整体最大利 润得以实现的协调机制。 3 分析了在单制造商和单零售商组成的供应链系统中，需求依 赖于零售商的促销投资，制造商生产成本和零售商促销存货成本同 时扰动对供应链造成的影响。分别从集中式供应链系统和分散式供应 链系统角度，提出了生产成本和促销存货成本同时扰动的最优应对策 略。并分析了扰动发生时，采用应急策略和保持原策略对供应链利润 的影响，说明了采用应急策略的必要性和有效性。 4 基于需求依赖于多个具有竞争关系的零售商的促销投资水平， 研究了制造商的生产成本和投资敏感系数同时扰动时的供应链应急 协调问题。首先建立了需求依赖于所有零售商的促销努力水平的静态 模型，并证明了制造商可以通过批发价格加促销补贴契约来协调该静 态模型；然后在此基础上，提出了生产成本和促销投资敏感系数同时 扰动时的最优应对策略和协调机制。并分析零售商数量对供应链系统 的影响，以及生产成本和促销投资敏感系数的扰动对批发价格和促销 补贴的影响。 弈论 关键词：供应链管理供应链协调干扰管理扰动契约博 r e s e a r c ho nd i s i u 口t i o n c o o r d i n a t i o no fs u p p l yc h a i nu n d e r n ，i t f a c t o r sd i s r u p t i o n s a b s t r a c t w i t ht h e r a p i dd 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 d i n c r e a s i n g l y f i e r c e g l o b a lc o m p e t i t i o n ，e n t e r p r i s e s a r e f a c i n g a n i n c r e a s i n g l ys e v e r ep r e s s u r eo nt h es u r v i v a la n dd e v e l o p m e n t t r a d i t i o n a l m a n a g e m e n tm o d e lh a sb e e nu n a b l et om e e tt h ee v e r - c h a n g i n gm a r k e t d e m a n d ，a n dp e o p l eh a v eg r a d u a l l yc o m et or e a l i z e s u p p l yc h a i n m a n a g e m e n ti sa ni m p o r t a n tm e a n st oe n h a n c et h ec o m p e t i t i v e n e s so f e n t e r p r i s e s ，a ne f f e c t i v em a n a g e m e n tm o d e lt oe n h a n c et h ee n t e r p r i s e s a d a p t a b i l i t yt og l o b a lc o m p e t i t i o n b e i n ga l li m p o r t a n tp a r to fs u p p l y c h a i nm a n a g e m e n t ，r e s e a r c ho fs u p p l yc h a i nc o o r d i n a t i o nh a sag r e a t p r a c t i c a ls i g n i f i c a n c es oa st oi m p r o v es u p p l yc h a i np e r f o r m a n c e m o s to f t h ep r e v i o u ss t u d i e so nt h es u p p l yc h a i nc o o r d i n a t i o na r eu n d e rt h e a s s u m p t i o nt h a tm a r k e td e m a n d i sc e r t a i n ，t h a ti s ，t h es u p p l yc h a i ns y s t e m c a no p e r a t ea ss m o o t h l ya sp l a n n e d h o w e v e r ，t h ee x t e m a le n v i r o n m e n t o fs u p p l yc h a i ni sf i l l e dw i t hm a n yu n c e r t a i nf a c t o r s ，o f t e ne n c o u n t e ra l l s o r t so fu n e x p e c t e ds i t u a t i o n s ，t h u s ，m a k i n gt h eo r i g i n a lf o r m u l a t i o no f t h es c h e m ec a nr a r e l yg os m o o t h l y u n c e r t a i n t yh a sb e c o m eac o m m o n p r o b l e md u r i n gt h ed e c i s i o n - m a k i n go fe c o n o m i ca n dm a n a g e m e n t ， t h e r e f o r e ，d i s r u p t i o nm a n a g e m e n to fs u p p l yc h a i nh a sd r a w nw i d e a t t e n t i o nf r o ms c h o l a r sa th o m ea n da b r o a d m o s to fp a p e r so fd i s r u p t i o nm a n a g e m e n to fs u p p l yc h a i nw e r e b a s e do nt h ea s s u m p t i o nt h a to n l yas i n g l ef a c t o rw a sd i s r u p t e d ，a n d m a i n l yf o c u s e do nt h ep r o d u c t i o nc o s to rm a r k e td e m a n ds c a l ed i s r u p t i o n b u ti np r a c t i c e ，t h eu n e x p e c t e de v e n tw i l li n e v i t a b l yl c a dt oan u m b e ro f f a c t o r sd i s r u p t i o n si nt h es u p p l yc h a i ns y s t e m c o n s i d e r i n gt h es c a l eo f m a r k e t d e m a n d ，p r i c e s e n s i t i v e c o e f f i c i e n t ，p r o d u c t i o n c o s to f m a n u f a c t u r e r s ，r e t a i l e r s p u r c h a s ec o s t s ，i n v e n t o r yc o s t s ，s a l e s i n v e s t m e n t - s e n s i t i v ec o e f f i c i e n td i s r u p t i o n si nt h ed i s r u p t i o nm a n a g e m e n t o fs u p p l yc h a i n ，t h i sp a p e ri sb a s e do nt w ot y p e so fd e m a n df u n c t i o n ： d e m a n dd e p e n d e n to nr e t a i lp r i c e sa n dd e m a n dd e p e n d e n to nt h er e t a i l e r s p r o m o t i o n a le f f o r t s t h em a i ns t u d i e so ft h i sp a p e ra r ea sf o l l o w s ： 1 t h ec o o r d i n a t i o np r o b l e mo fas u p p l yc h a i nw i t ho n em a n u f a c t u r e r a n do n er e t a i l e ri sa n a l y z e du n d e rd i s r u p t i o n sw i t he x p o n e n t i a ld e m a n d f u n c t i o n w h e nt h em a r k e td e m a n ds c a l ea n dp r i c e s e n s i t i v ec o e 瓶c i e n t a r ed i s r u p t e di nt h ep l a n n i n gh o r i z o n ，ac o o r d i n a t i o nm e c h a n i s ma b o u t a d j u s t i n gp r i c ea n dp r o d u c t i o nq u a n t i t yi sp r o p o s e dt om a x i m i z et h e p r o f i to f t h es u p p l yc h a i n af l e x i b l eq u a n t i t yd i s c o u n tm e c h a n i s mi sa l s o p r o p o s e dw h i c hc a na l l o c a t ea r b i t r a r i l yt h eo p t i m a ls u p p l yc h a i nb e t w e e n t h em a n u f a c t u r e ra n dt h er e t a i l e r t h ei n f l u e n c eo fq u o n d a ms t r a t e g ya n dd i s r u p t i o nc o o r d i n a t i o n s t r a t e g yo nt h ep r o f i to ft h em a n u f a c t u r e r ，t h er e t a i l e ra n dt h es u p p l y c h a i ni s a n a l y z e di n t h i sp a p e r t h ed i s r u p t i o nc o o r d i n a t i o ns t r a t e g y p r o p o s e di nt h i sp a p e rc a nm a x i m i z et h es u p p l yc h a i np r o f i tu n d e rt h e c o n d i t i o no fi n s u r i n gt h ep o s i t i v ep r o f i to fe v e r ye n t e r p r i s ei nt h es u p p l y c h a i n 2 w h e nd e m a n di sa1 i n e a rf u n c t i o no ft h ep r i c e t h em a n u f a c t u r e r s c o s to fp r o d u c t i o ni sac o n v e xf u n c t i o no ft h eo u t p u t ，t h es c a l eo fm a r k e t d e m a n da n dp u r c h a s ec o s to fr e t a i l e r sd e v i a t ea tt h es a m et i m e ，a d i s r u p t i o ns t r a t e g yi sp r o p o s e dt oo p t i m i z et h es u p p l yc h a i np r o f i t w h e n m a n u f a c t u r ei st h es t a c k e l b e r gg a m el e a d e r t h ec o o r d i n a t i o nm e c h a n is m i sp r o p o s e dt oc o o r d i n a t et h es u p p l yc h a i ns oa st or e a l i z et h em a x i m a l p r o f i to fs u p p l yc h a i n 3 i nas u p p l yc h a i ns y s t e mw h i c hi sm a d e u po f as i n g l em a n u f a c t u r e r a n das i n g l er e t a i l e r , d e m a n dr e l i e so nt h es a l e sp r o m o t i o ne f f o r t so f r e t a i l e r , t h ec o m b i n e dd i s r u p t i o n so fm a n u f a c t u r e sp r o d u c t i o nc o s ta n d s a l e sp r o m o t i o nc o s to fr e t a i l e r si s i n v e s t i g a t e d f o rc e n t r a l i z e da n d d e c e n t r a l i z e ds u p p l yc h a i n s ，o p t i m a ld i s r u p t i o ns t r a t e g i e sr e s p o n d i n gt o c o m b i n e dd i s r u p t i o n so fp r o d u c t i o nc o s ta n ds a l e sp r o m o t i o nc o s ta r e p r o p o s e d ，r e s p e c t i v e l y c o n s i d e r i n gd i s r u p t i o n s ，t h e i n f l u e n c eo f q u o n d a ms t r a t e g ya n dd i s r u p t i o nc o o r d i n a t i o ns t r a t e g yo nt h ep r o f i to f s u p p l yc h a i ni sa n a l y z e d ，w h i c hd e n o t e st h en e c e s s a r ya n dv a li d i t yo ft h e d i s r u p t i o nc o o r d i n a t i o ns t r a t e g y i v 4 c o n s i d e r i n gt h ed e m a n dr e l i e so nt h es a l e sp r o m o t i o ne f f o r t so fa l l t h ec o m p e t i t i v er e t a i l e r s ，ad i s r u p t i o nc o o r d i n a t es t r a t e g yw h i c hc a nd e a l w i t ht h e d i s r u p t i o n so fm a n u f a c t u r e r s p r o d u c t i o n c o s ta n ds a l e s i n v e s t m e n t - s e n s i t i v ec o e f f i c i e n ti sp r o p o s e di nt h i sp a p e r f i r s t l y ，as t a t i c m o d e lo fd e m a n dr e l i e so nt h es a l e sp r o m o t i o ne f f o r t so fa l lt h e c o m p e t i t i v er e t a i l e r si sg i v e n i ti sp r o v e dt h a tt h em a n u f a c t u r ec a n c o o r d i n a t et h es t a t i cm o d e lb yw h o l e s a l ep r i c ea n ds a l e si n v e s t m e n t s u b s i d yc o n t r a c t t h e n ，ao p t i m a ls t r a t e g ya n dc o o r d i n a t em e c h a n i s ma r e p r o p o s e dt oc o p ew i t ht h ed u a l - d i s r u p t i o no fp r o d u c t i o nc o s ta n ds a l e s i n v e s t m e n t s e n s i t i v ec o e f f i c i e n t f i n a l l y t h ei n f l u e n c eo fr e t a i l e r sn u m b e r i nt h es u p p l yc h a i n ，a n dt h ei n f l u e n c eo fd i s r u p t i o no f p r o d u c t i o nc o s ta n d s a l e si n v e s t m e n t s e n s i t i v ec o e f f i c i e n to nw h o l e s a l ep r i c ea n ds a l e s i n v e s t m e n ts u b s i d ya r ea n a l y z e d r e s p e c t i v e l y k e y w o r d s ：s u p p l y c h a i nm a n a g e m e n t ，s u p p l yc h a i nc o o r d i n a t i o n ， d i s r u p t i o nm a n a g e m e n t ，d i s r u p t i o n ，c o n t r a c t ，g a m e v 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本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中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 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。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 堡垒车 日期： 弋碍国、c 、l x 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 日期： 日期： 矗嚼 旷 北京邮电大学博士学位论文第一章绪论 第一章绪论 本文的研究目的是想通过应急管理的方法解决供应链系统中多个因素扰 动的协调问题。旨在为供应链管理中的决策者提供决策依据。该选题紧跟当 前的研究前沿，具有很大的理论和实际意义。 本文主要针对两种类型的需求函数：需求依赖于零售价格和需求依赖于 零售商的货架展示量，研究市场需求规模、价格敏感系数、制造商生产成本、 零售商购买成本、促销存货成本以及促销投资敏感系数发生扰动的供应链应 急协调管理问题。 本章首先对供应链管理的产生、发展及供应链实时应急管理的兴起进行 简单回顾，指出供应链实时应急协调管理的研究价值；然后，对本文的研究 思路和研究方法进行阐述；最后，给出本文的主要研究内容和论文的逻辑结 构图。 1 1 研究背景 1 1 1 供应链管理的兴起 2 0 世纪9 0 年代，由于科技的不断进步和经济的不断发展，全球经济一体化 和知识经济的兴起，给企业带来了全新的挑战，其市场环境发生了根本性的变化， 主要表现在【l j ： ( 1 )技术革新速度加快。新技术的不断涌现，一方面使企业获得新的竞 争手段；但同时也使企业面临不断更新技术、产品的压力。 ( 2 )信息爆炸的压力。信息技术的飞速发展迫使企业能够准确高效地过 滤和利用各种信息，以更好的把握市场需求，提升企业的全球竞争力。 ( 3 ) 全球化的市场和劳务竞争。企业在建立全球化市场的同时也在全球 范围内造就了更多的竞争对手。尽管发达国家认为发展中国家需要订单和产品， 许多发展中国家却坚持它们更需要最新技术，希望也能成为国际市场上的供应 商。商品市场的国际化同时也创造了一个国际化的劳动力市场。教育的发展使得 原来相对专门的工作技能成为大众化的普通技能，从而使得工人的工资不得不从 他们原有的水准上降下来，以维持企业的竞争优势。 ( 4 )市场竞争更加激烈。全球化市场的形成使得企业间的竞争更加激烈。 技术进步和用户的多样化、个性化需求使得产品周期不断缩短，企业面临着缩短 交货期、提高产品质量、降低成本和改进服务的压力。 北京邮电大学博十学位论文第一章绪论 以追求最小生产成本为目标的传统“纵向一体化 管理模式已不能适应竞争 日益激烈、客户需求不断变化的市场环境。许多国际化大企业逐渐放弃了“纵 向一体化”的经营模式，随之而来的是“横向一体化 思想的兴起。即利用企 业外部资源快速响应市场需求，本企业只抓自己核心竞争力的业务，而将非核心 业务委托或外包给合作伙伴企业。 “横向一体化 形成了一条从供应商到制造商再到分销商、零售商的贯穿了 所有企业的“链”。由于相邻节点企业代表了一种需求与供应的关系，当把所有相 邻企业连接起来，便形成了供应链。这条链上的节点企业必须达到同步、协调运 行，才能使链上的所有企业受益，于是便产生了供应链管理这一新的经营与运作 模式。 供应链管理自提出以来，已引起众多理论研究者和企业界人士广泛关注，特 别是诸如d e l l 公司、i b m 公司和h p 公司等国际著名企业在供应链管理实践中取 得的巨大成就，更使人们坚信供应链管理是企业增强竞争力的一种有效途径。 1 1 2 应急管理研究的兴起 由于供应链具有多参与主体、跨地域、多环节的特性，因此极易受来自外部 环境突发变化和供应链上各参与主体不利因素的影响。现实商业活动中的一系列 典型案例引起了人们对供应链突发事件应急管理的重视，例如1 9 9 9 年我国台湾大 地震、2 0 0 1 年的9 1 1 事件、2 0 0 3 年发生的s a r s 、2 0 0 7 年的全球粮食和工业原材 料价格上涨、2 0 0 8 年的南方雪灾等，都是对全球供应链造成重大影响的意外事件。 以9 1 1 事件为例，恐怖主义袭击使消费者信心受到严重打击，导致市场萎缩， 全球商品流动速度放缓，商品库存积压时间变长。2 0 0 1 年9 月，美国耐用品订货 比8 月份下降8 5 ，商品零售额下降2 4 。并导致库存增加、库存商品滞留时间 变长，从而造成商品仓储保管费用增加【2 j 。 在通信行业里，2 0 0 0 年3 月美国新墨西哥州飞利浦公司第2 2 号芯片厂发生的 一起火灾使得该厂的生产停滞了几星期。当时n o k i a 和e r i c s s o n 都是依靠p h i l i p s 公 司为它们的移动电话提供芯片。面对突发事件的发生，n o k i a 采取了积极的应对 策略，及时寻求其他供应商且改变了手机设计；而e r i c s s o n 只是选择了等待供货 策略。两个通信设备制造公司不同的应对突发事件的方法导致了截然不同的结 果：在2 0 0 0 年n o k i a 公司的全球移动电话市场份额从2 7 上升为3 0 ，而e r i c s s o n 公司截止至u 2 0 0 1 年1 月其移动电话部门就亏损达1 6 8 亿美元【3 1 。这一事件从此改变 了世界移动电话市场格局，当然也使e r i c s s o n 和p h i l i p s 两个企业为主的供应链系 统遭到严重破坏。 2 0 0 8 年元月，我国南方地区遭遇了5 0 年来最严重的雪灾。突如其来的暴雪灾 2 北京邮电大学博士学位论文第一章绪论 害造成高速公路封道、车站旅客滞留、机场被迫关闭、通信线路不畅；贯穿南北 的电气化大动脉也因断电而瘫痪；雪灾给华中电网、华东电网和南方电网等也造 成重创，导致南方多省市电力告急；雪灾还给农业特别是南方地区蔬菜生产以及 畜牧业、林业等带来了严重影响；由于断电等因素影响，部分工矿企业无法正常 生产，也受到了严重影响。这次雪灾给我国经济造成了严重的损失，同时对相关 供应链节点企业的正常运营造成了巨大的冲击。 突发事件不仅给国家、社会造成重大损失，而且对相关节点企业管理与供应 链管理造成了巨大影响。因此，企业界与学术界都意识到了供应链突发事件应急 管理的重要性。 1 2 研究目的和意义 1 2 1 研究目的 在这个快速多变的信息时代，充满了许多不确定的因素，供应链运作过程中 经常会遇到各种各样的突发情况，使得原先制定的计划出现了偏离或扰动 ( d i s r u p t i o n ) 。供应链应急管理的目的就是提高扰动检测的准确性，根据不同扰动 因素采取相应的扰动及修复模型，及时地消除突发事件对供应链的影响，直至系 统恢复原有的运作能力，最终提高供应链的运行效率和安全性。通过对实践中出 现的新问题、新现象进行研究可以启发理论工作者建立更为接近现实的理论模 型，从而可以进一步指导实践。通过这种“理论指导实践，实践促进理论研究 的螺旋上升的原则，进一步推动供应链应急管理理论的研究和发展。这也是本文 的研究目的所在。 本文对突发事件造成供应链多种因素发生扰动情形进行应急协调研究，并通 过量化的模型为供应链管理者提升企业的应急能力、降低企业经营风险提供决策 依据。本文建立的双参数扰动的应急管理模型可以给决策者在复杂情况下的决策 提供有用的理论依据、判别标准和实施法则。 1 2 2 研究意义 对于供应链系统而言，影响计划执行的因素是多种多样的，可以是系统内部 的，也可以是系统外部的，并且不同的因素所造成的影响也不同。即使是同一因 素，扰动的轻重缓急( 如参数值的大小不同) 对系统造成的影响也不同。如何有效 地处理供应链管理中的不确定性已成为理论工作者和企业家们共同关注的课题。 实时应急管理就是为了迅速处理这类扰动问题，实时地对恢复原计划或修改原计 划的执行而制定的一种新的最优或近似最优的快速决策的过程。 3 北京邮电大学博士学位论文第一章绪论 供应链实时应急管理是供应链管理的一个重要方面，本文研究的基于多因素 扰动的供应链实时应急协调问题具有以下意义： 提供了一种应对供应链系统中多因素扰动的应急协调策略，可以为供应 链管理者提供应对突发事件的决策依据。 目前大多数供应链应急管理研究仅针对单因素扰动进行建模，而实践中 常常会发生两个或两个以上因素同时扰动的情况，本文从四个不同的角度对双因 素同时扰动的供应链应急协调进行建模分析，从而提高了多因素扰动情况下供应 链系统的可靠性和稳定性。 本文进行的研究能提高供应链对双因素扰动的应对能力，降低扰动对供 应链系统的影响。 1 3 研究思路与方法 本文在现有文献研究的基础上，对突发事件造成供应链上多个因素同时扰动 进行实时应急协调研究。主要采取理论分析与数值仿真计算相结合的方式，重点 运用管理学、应急管理、最优化理论、博弈论、微观经济学等理论与方法进行研 究。研究中采取的主要研究思路是首先建立确定性的协调供应链模型，即无扰动 的基准的协调供应链模型；然后分析不同因素的扰动对该确定性的协调的供应链 造成的影响，建立含有偏差费用的新的供应链扰动模型。在此基础上，根据扰动 的不同程度，建立供应链的最优应急协调策略，以降低扰动对供应链系统的影响， 提高供应链系统应对突发事件引起的外部环境变化的能力。研究的主要技术路线 如图卜1 所示： 4 北京邮电大学博士学位论文第一章绪论 建立确定性的供应链模型与协调机制 ( 无扰动发生的基准模型) 建立不同因素扰动下的供应链模型 ( 在确定性模型的基础上，根据不同扰动因素建立包 含偏差费用的新的供应链模型) 建立集中决策型供应链的最优应急策略模型 ( 以集中型供应链为基础，假设存在统一决策者，得出各种扰动下 的供应链最优应对策略以及供应链的最优状况，以此为依据作为下 一步供应链协调的决策目标) j 建立分散式供应链系统的最优应急协调策略 ( 通过情形分析法利用数量折扣契约、批发价格加促销补贴契约针 对不同扰动程度分别建立协调策略) 数值仿真与分析 ( 运用仿真工具m a t l a b 7 2 验证本文提出的不同因素扰 动下的应急策略，进一步说明应急管理的必要性) 1 4 研究内容与结构 图1 - 1 论文研究技术路线图 论文的结构如图1 2 所示，从图1 2 可以看出本论文的核心内容分为两大部 分，四小部分，依次对应论文的第三章到第六章。 5 北京邮电大学博士学位论文第一章绪论 基于多因素扰动的供应链应急协调研究 土 第一章绪论 上 第一章供应链应急协调研究概述 l s i c 上 上 需求依赖于价格的情形 需求依赖于零售商促销投资的情形 1r 1r r 弟一草 第四章第五章 第六章 非线性价格需线性价格需求需求依赖于单需求依赖于多 求关系( 制造商 关系( 制造商生 个零售商的促个具有竞争性 生产成本为常产成本为需求 销投资 的零售商的促 数)量的凸函数) 销投资 市场需求规模市场需求规模 生产成本和投生产成本和投 和价格敏感系和零售商购买资存货成本同资敏感系数同 数同时扰动的成本同时扰动时扰动的应急时扰动的应急 应急协调管理的应急协调管 协调管理 协调管理 理 1 l 第七章总结与展望 北京邮电大学博士学位论文 第一章绪论 思想，分析了供应链管理目前研究的热点；供应链协调部分介绍了协调的定义、 研究进展，并对供应链契约的几种常见形式进行综述；供应链实时应急协调管理 部分介绍了实时应急管理的含义，给出了实时应急管理的研究框架，并对供应链 实时应急协调管理的国内外研究现状进行综述。 第三章：研究了需求价格关系为负指数函数，市场需求规模和价格敏感系数 同时扰动的供应链应急协调问题。首先，从集权式供应链系统出发，建立了市场 需求规模和价格敏感系数同时扰动时的协调模型，提出了市场需求规模和价格敏 感系数同时扰动的最优应对策略；然后，对分散式供应链系统的协调问题进行研 究，提出了分散式供应链系统应对市场需求规模和价格敏感系数同时扰动的协调 策略；最后，通过数值仿真对理论模型进行验证。 第四章：分析了市场需求规模和零售商购买成本的扰动对生产计划和零售商 零售价格的影响，提出了供应链应对该双因素扰动的最优应急策略；当制造商为 s t a c k e l b e r g 博弈主导者时，针对市场规模和零售商购买成本扰动的不同程度， 提出了制造商面临扰动时应采取的最优应急协调机制。 第五章：分析了需求依赖于单个零售商的促销努力水平，制造商生产成本 和零售商促销存货成本同时扰动对供应链造成的影响。分别从集中式供应链系 统和分散式供应链系统角度，提出了生产成本和促销存货成本同时扰动的最优应 对策略和协调机制。并分析了扰动发生时，采用应急策略和保持原策略对供应链 利润的影响，说明了采用应急策略的必要性和有效性。 第六章：研究了由单个制造商和多个具有竞争性的零售商组成的供应链系统 中，生产成本和投资敏感系数同时扰动的供应链应急协调问题。首先建立需求依 赖于所有零售商的促销努力水平的静态模型，分析零售商的个数对制造商、零售 商和供应链系统利润的影响，并推导证明在由单个制造商和多个具有竞争性零售 商的供应链系统中，制造商可以通过批发价格加促销补贴合同来协调该静态模 型。然后分析了生产成本和促销投资敏感系数的扰动对供应链的影响，为使扰动 后的供应链整体利润达到最大，提出供应链应对扰动的最优策略和协调机制。最 后通过数值仿真验证了上述理论分析结论。 第七章：对全文的研究工作进行总结，给出主要的研究成果，并指出研究的 不足以及未来的研究方向。 7 北京邮电人学博士学位论文第二章供应链应急协调研究概述 第二章供应链应急协调研究概述 本章分别对供应链应急协调相关研究内容：供应链管理、供应链协调、供应 链契约以及供应链实时应急协调管理进行概述。 2 1 供应链管理概述 随着全球经济一体化和信息技术的高速发展、顾客个性化需求的不断增加， 企业之间的竞争日益加剧，以及政治、经济、社会和环境等方面的巨大变化，整 个市场需求的不确定性大大增加。面对一个变化迅速且无法预测的买方市场，仅 靠单个企业的资源已无法快速响应用户需求。为了适应多变的市场需求以及共同 的市场利益，企业之间自发结成战略联盟，形成一条从供应商到制造商再到分销 商的贯穿所有企业的供应链，通过优势互补获得集体竞争优势，达到双赢的效果。 于是便产生了供应链管理这一新的经营与运作模式，并日益成为理论界和实业界 的关注热点。 2 1 1 供应链与供应链管理的概念 供应链的概念起源于迈克尔伯特教授在竞争优势一书中提出的“价值 链，【4 1 ，随后，供应链的概念、基本思想也迅速发展起来。但迄今为止，关于供 应链还未形成一个统一的定义，国内外学者从不同的角度对供应链进行诠释，下 面是几个典型的定义： c h o p r a 等【5 】对供应链的定义：供应链是由为了完成顾客需求的直接或非直接 的所有阶段所组成。供应链不仅包含制造商、供应商、运输商、批发商、零售商 和顾客，同时还包含企业内部为了完成顾客需求的全部功能，即新产品开发、市 场、运作、分销、资金和顾客服务。供应链的目标是满足顾客需求，并最大化系 统效益。 s t e v e n s 6 1 从供应链的完整性角度，将供应链定义为：供应链是通过增值过程 和分销渠道控制，从供应商到用户的流就是供应链，它开始于供应的源点，结束 于消费的终点。 g a n e s h a n 和h a r r i s 0 n 【7 】更加注重供应链的网链关系将其定义为：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。 国内学者马士华【i j 对供应链做了较为完整的定义：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，制成中间产品以及最 北京邮电大学博士学位论文第二章供应链应急协调研究概述 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络结构模式。 还有一些研究机构和学者也对供应链做出自己的定义，虽然定义的内容不尽 相同，但其核心思想是一致的，大都集中于供应链的网链结构和合作流程。通过 对现有供应链定义的分析和综合，如图2 - 1 所示，可以认为供应链实际上就是由 产品在生产和流通过程中所涉及的原材料供应商、制造商、分销商、零售商、客 户等成员组成的一个供需网络系统。即从原材料的供应开始，经过链中不同企业 的制造、加工、组装、分销等直到最终用户的一系列过程。它不仅是一条连接供 应商到用户的物流链、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，从而给相关企业带来收益。 资金流 供应商制造商分销商 零售商客户 图2 - 1 供应链概念模型图【l j 供应链建立以后，需要对其运作进行有效的管理。供应链管理意味着包括供 应商、制造商、分销商和零售商等不同企业组织在内的整个链的计划和运作的协 调，意味着跨越各企业的边界，在整个链上应用系统观念进行管理。目前，业界 对供应链管理这一概念尚无统一的界定，具有代表性的描述如下： c h a s e t 8 】：供应链管理是应用系统的方法来管理从原材料供应商通过工厂和 仓库直到最终顾客的整个信息流、物流和服务流的过程。 d e v i ds i m d v i l e v i 等【9 】定义供应链管理为：供应链管理是在满足服务水平需 9 北京邮电大学博士学位论文第二章供戍链应急协调研究概述 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，并把正确的商品在正确的时间配送到正确的地点的一 套方法。 j o h n s o n 和p y k e 1 0 】定义供应链管理是通过贯穿整个供应链的从供应商、部 件生产商、装配商、分销商( 批发商和零售商) 直到最终客户的把物流、信息流和 资金流连成一个整体的管理模式。事实上，流程中还包括售后服务、退货管理和 循环利用。与协调不同地点的多级库存管理相比，供应链管理最主要的内容是协 调多个不同企业之间的信息流和物流。 l a m b e r t 掣1 1 】认为供应链管理是从原材料供应商一直到最终用户的为顾客和 其他股东提供增值的产品、服务和信息等关键业务的集成。 由此，供应链管理的概念可以表述为：供应链管理是指人们在认识和掌握供 应链各环节内在规律和相互联系的基础上，运用系统管理技术、运筹学、管理科 学、决策支持系统、信息技术等科学管理方法对供应链中的信息流、物流、资金 流、价值流进行计划、协调和控制，通过在供应链成员之间建立战略性合作伙伴 关系从而在供应链全局范围内达到信息共享，减少原材料、零部件、成品的库存， 以期达到最佳组合，发挥最大效率，实现以最小成本和为客户提供最大价值的目 标。 2 1 2 供应链管理的核心思想 虽然供应链管理的定义表述各不相同，但基本上都体现了以下三个核心思想 【l 】【1 2 】【1 3 】 2 1 2 1 合作思想 研究表明增加供应链节点企业间的联系合作，提高信息的共享度，可以使整 个