（管理科学与工程专业论文）基于博弈的供应链均衡模型研究.pdf

山东师范大学硕士学位论文 摘要 由于科技的不断进步和市场竞争的日趋激烈 个体企业之间的竞争己逐步转变 成供应链之间的竞争 随着供应链的概念被越来越多的企业管理者接受 有关供应 链管理的理论研究和实践应用 正处于不断深入和优化的过程中 博弈论成为研究 供应链均衡模型的主要方法 当系统成员的管理目标冲突时 采用博弈论的方法来 协调各方的利益不失为一种明智的选择 因此 供应链均衡模型的研究对于有效地 进行供应链管理有着十分重要的意义 也是供应链研究的热点之一 基于以上的分析论证选定了本课题作为研究目标 本文研究的主要内容是两级 供应链的均衡模型 具体研究内容如下 总结和回顾了供应链定价决策 供应链协调以及供应链不确定性问题的研究现 状 并简要介绍了博弈论以及博弈论在经济学中的主要应用 基本的报童模型 二 层规划等知识 通过对单一制造商一单一零售商二级模型的分析 得出更加符合现实实践需要 的定价策略模型 并在此模型的基础上利用博弈理论将供应链管理中系统定价策略 的制订 引导 到进行合作的方式下 从而在保证系统的效益基础上使得系统成员 的利润也达到最大 从而使得供应链的经济价值和社会价值达到最大 通过对单制造商 多零售商的两级供应链进行分析 并在一种下层多人有关联的 一主多层的供应链模型基础上进行改进 原模型针对一个单一制造商与多个零售商 构成的分布控制型供应链 制造商确定批发价 零售商确定零售价 市场需求由零 售价格决定的问题 原模型是一个下层多人无关联的模型 即没有考虑各个零售商 之间的竞争关系 与现实差别较大 因此新的模型考虑各个零售商存在的竞争关系 改进为下层多人有关联的模型 在制造商为主导的供应链中 分别讨论了在确定需求以及需求不确定的情况下 两层供应链的均衡问题 并比较了在非合作状态以及合作状态下的供应链各方的收 益问题 在零售价格与市场需求具有反比关系的前提下研究供应链协作策略 找出解决 问题的途径 在需求与价格具有相关性的前提下 建立供应链契约的数学模型 并 奎东努蔻丈学硕士学位论文 探讨价格因素对各种供应链契约的协作策略产生的影响 对一种零售商主导的两级供应链进行分析 分别讨论了在确定需求以及需求不 确定的情况下供应链成员如何制订最优策略 以及供疲链的均衡闻题 关键词 物流 供应链 媾弈论 定价决策 均衡 分类号 f 2 5 2 0 2 2 5 山东师范犬学硕士学位论文 s u p p l yc h a i ne q u i l i b 如mm o d e la i l di t sa i l a l y s i sb a s e d o ng a m e 弧e o 巧 a b s t r a c t b e c a u s em es i c i e n c ea n dt e c h n o l o g yp r o 黟e s s e su n c e a s i n 西y 觚dt h em a r k e t 擞p 畦主t i o n i s b e 僦l 毽i 粼黔a s i n 垂y 垂呈e f c e t h ec i n 垮铰越o n b e t w e e l l 姬d i 访d l 掇l e n t 吲啦s e sh a sb e e i l 拶a d u a l l y 仃姐s f 0 撇c di n t ot h ec o m p c t i t i o nb e t l e e l lt l l es l l p p l yc h a i n w 潍壤e 辩p p l yc h a 遮 n e c p tm o r e 嬲dm o r ea e p t e db y 也e 蹦 e 印r i s em 熊a g e f s 撖e s u p p l yc h a i nm a l l a g e m e n to ft h e o r c t i c a ls t l l d y a i l dp r a c t i c a l a p p l i c a t i o na r ci i l a 瞒n 独璐d 唧越娃ga 羽 o p 蛀趣i z i n gp c e 豁 弧eg a m e 也 拶b e c o m 霉s 饿em a 撖 m e t l l o dr e s e a r c h i n gs u p p l yc h a i nc 1 u i l i b r i u m m o d e l w h e nt l l es y s t e mm 锄b c r s 搬勰a g c m e 嫩 垮e c 毫主v 鹳 n f l i c 耄 璐主薹 喀g a m e 也 幻 o 砖i n 鼬e 饿ei 嫩e 辩逝 a 王l p a r t i e sm a yb eaw i s ec h o i c e t h e r e f o r e t h er e s e a r e ht ot i l cs u p p l yc h a i ne i i l i b r i u m 璎稚e l 主sv e 拶i 翔p r 玩嫩幻也e 瓣p p l y 穗a i nm a n a g 铋躔t 徽话i so n eo f 凌eh i t 蹭 耄s 傩 t h es l i p p l yc h a i n w es c l 瞅蔚懿s 幻p i ea s 也ef e s e 浊曲j e 瞧i v eb a s 甜陇畦l ea 的v e 魏a l y s i s 西l e r 鹪e a r c ho b j e c t i v ei st i r oc l a s s s u p p l yc h a i ne q u i l i b r i u mm o d e l s p e c i 丘cs t l l d i c s 鹪 如l l o w s w es u m m 撕z c d 龇dr c v i e w e dm es u l p l yc h a i np r i c i n gd c c i s i o i l s u p p l i e dc h 抽 o 斑i 魏a 蠢 藏豁w e l l 鹪凌e 毪藏e 娥越n 啦遮s 珏p 9 l y 馥鑫主玛雒d 酶e 羹yi l l 睡 d 珏e e d kg 鼬e m c o 巧舔w e l la u si t sa p p l i c a t i o ni nt h ee c o n o m i c m eb 掘cn e w s b o ym o d e l b i l e v c l p 磬i 锄璎i 蕤gk l o w l 甜g e a r e ra n a l y z i n gm ee x i s t i i 培觚 一l e v e ls o l e m a n u f a c n m t o s o l e r e t a i l c rm o d e l w e 签垤氇e 攮l p 娥逯西e 趣gs 瓤蝴m o d 砖馥鑫 氆e 醚s 莰e 辩e 曩e 蠢曩e 耐 强e 鞋b a s e d 罐搬移 i m p r o v e dm o d e la n d 舒l m em e o r y c h a n g em ef o m m l a t i o no fp r i c i n gs n a t e g yi ns u p p l y 馥蠢嚣m 嬲鑫g 锄髓t 弦 i e e 埝鑫l o p 嚣旋潍艨蛾f o 越l 铺t 霹l ei 蚓p 硒v 甜掇o d 或e 被 m a x i m i z et h ei n t e r e s to fs i n 甜em e n l b e r sw r h i l em e e t i n gt h eb a s i cs y s t e i l le m c i e i l c y v 囊东簿藏大学硬童学位论文 d 锄a n d o m yi i l 瓶sw a y w ec a nm a 王 es u r et h em a i m u me c o n o m i ca n ds o c i a lv a l u e so f s l l p p l yc h a i n v 海i 懋p 珀v 甜鑫d e c 鼹娩l i z 甜s 醢弹l y 矗蠢致m o lb 幽矿e 铋as i n 蕊em 绷蠹e 溉 鞠d s o m e 撇a i l e r sw i 鼍量l o 啦a n y 谢贰i o n s h i as l l 辨l y 靠蕊建礅o d e lb 幽矿e 雌鳓e 魁麟u 兔c 锄汜 a l l dm o r er e t a i l e r s 砸t hc o m p e t i t i o nr e l a t i o n s h i p sw a sp r o p o s c d t l l em a n u f a c t l l r ei st h e 1 e a d e rw h os e t st h ew h o l e s a l ep r i c e a n dr e t a i l e r sa r et h ef o l l o w e r sw h od 鼬e n n i n em e i r r e t a i l 皿c ew h i c hm ed 锄a n dd e p e i l d so n 1 1 1 e 州西n a lm o d e ld i dn o tc o n s i d e ra n y c o m p c t i t i o na m o n gr e t a i l e f s i t sd i 筇 e n c ew i t ht h er e a l i s t i cs c e t h e r e f o r et h en e w m o d e 重e o 薹l s i d e 戚氇e m p t 主o n 潮a t i o n sa m o n g f 髓a i l e r s 弧a 鹾鞠疆 妇澄l e 甜甜s 嘲l y 馥斑 w e 戳爹醒国落op 妁 醯so f 氇e 哪p l y c h a 主nm e m b c f si n 饿es t a t eo f n o 玲c o o p e r a t i o 瓠a sw e l la s o p e r a t i o n 髓a l e w bs t u d yt h es u p p l yc h a i nc o o p e r a t i o ns 锄t e g yu n d e rt h ep r e m i s et h a tt h er e t a i lp r i c e a n dt l l em a r k e td c l n a i l dh a v ei n v e r s er e l a t i o ma n df i n ds o l u t i o n st ot h ep r o b l e m h lt h e p r 锄i s et h a td e m a n da n dt h ep 订c ea r er e l e v a n t w ee s t a b l i s m e n ts w p l yc h a i nc o n t r a c t s m 撕l 馓撕c a lm o d c l a n dd i s c u s s e st h ep r i c ef a c t o rh o wt oi n n u e n c em es u p p l yc h a i n 嫩f a 髓 s o p 锨蛭o ns 拄a t e 醪 w e 恐a l y s i s 鑫t w o 一髓a g 譬s u 弹l y h 鑫主魏曲封畦珏鑫懿lb y 涨越l e b 鼹莲最s e 毽s s 醯饿鑫耋h o w t h es 印p l yc h a 主nm 瞰l b e r sw o 呔o u to p t i m a lp o l i c y 张d 嚣c 瞰a i ns i 批越雅a 毂d 黼c 耐妇l s i t l l a t i o nr e s p e c t i v e l y a l s ot h ep r o b l e l l la b o u ts u p p l yc h a i l lc q u i l i b r i 嗽m o d e l k e yw o r d s l o 西s t i c s s u p p l yc h a i n p r i c cd e c i s i o n g 锄et h e o r y e q u i l i b r i u m c l a s s i 董童c a 畦o n f 2 5 2 0 2 2 5 独创声明 本人声臻所爨交的学搜论文是本人在导师指导下进行翁研究工箨及取褥的研 究成果 据我所知 除了文中特别加以标注和致谢的地方外 论文中不包含其他入 融经发表线撰写过的研究成暴 也不毽含为获褥 注 翔没有其他 黼要特别声鞠豹 本栏可空 或其健教育机构的学位或证书侵鬻过的材料 与我一 猕工作的同志对本研究所徽的任何贡献均已裰论文孛俸了萌确酌说骧并表示落意 糊姗签名茬事铮 粼字 h 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解堂撞有关保留 使用学饿论文的规定 有权保留并向 霹家鸯关部门或瓤擒送交论文翡复帮舞帮磁盘 允许论文被查潮巍稽阌 本大授投 整楚可以将学位论文的全都或部分内容编入有关数据麟进行检索 可馘袋用影印 缩印或揭播等复制手段保存 汇编学缀论文 保密鹩学位论文雀解密惹适用本授投 豢 撇一签名甍峙 导师搭参k 辑 签字迸麓 2 睁岁月 爨 签字翻裁 2 毋箩莠磊蛰嚣 山东师范大学硕士学位论文 选题意义 第一章绪论 随羞全球经济一体纯进程的加快以及信息技术豹高速发展 产品市场的竞争网 趋激烈 这给企业带来难得的机遇的同时也带来了严峻的挑战 企业面临着不断急 剧变佬的市场需求及缩短交货期 提高质量 降低成本和改进服务的压力 单一企 业要赢得竞争优势 一方面要加强自身企业的管理和技术水平 形成自身的核心竞 争力 另一个方面要与其他企业建立一种战略上的饮伴关系 实行优势互补 发挥 各企业的核心能力 并且在一种跨企业的管理模式下 使各个企业能够统一协调起 来 供应链管理的思想就是在这样的骛景下产生的 并逐渐成为学术界研究的一个 热点 供应链管理是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 把不同企业集成起来以增加整个供应链的效率 注重 企监之闻的合作 供应链管理主要涉及型图个主要领域 供应 s 疆p p 王y 生产计划 s c h e d u l ep l a n 物流 l o g i s t i c s 需求 d e m a n d 供应链管理的目标是以熙 完整莳产燕组合 满足不断增长的市场需求 面对市场需求多样他的趋势 不断缩 短供应链完成周期 对于市场需求不确定性 缩短供给与消费的市场距离 实现快 速 有效的反应 不断降低整个供应链的运营成本和总费用 建立一个和谐昀供应 链管理体系 在创新的管理体系中创造管理价值 供应链作为一个系统来研究 主 要的阀题是企监如何决策以保证系统备成员在实现自身利益最大化的同时又不损害 其他成员的利益 现实中的供应链往往是蠢具有独立决策权的不同企鼗组成的系统 这种供应链 构成一种分布控制型结构 各企业利益的不一致甚至相互冲突 此时供应链协调就 比较复杂 一般的研究以核心企业的利益作为强标函数近似代替系统利益 这时可 以通过单目标或多目标的数学规划的方法就可以取得系统的全局最优解或是 p a r e t o 最优解 但从理性人假设出发 供应链成员更多的是首先保证自身利益最大 化 之后才关注整体利益最大化 此时全局最优或是p a r e t o 最优只能是理想状态 山东爆藏大学硕士学位论文 这些闻题对供应链建模提出了挑战 本文的选题歪是基于 以上背景 研究的主要内容是在不同的消费需求模式下如 何建立并求解供应商与零售离之间的收益模型 以及如何使 导模型达到一种均衡状 态使得供应链各个成员都能自觉遵守 并对各个成员的收益状况进行分析 l 2 研究现状综述 供应链管理 s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t 的概念最早出现在2 0 世纪8 0 年代 如今s c m 以制造商为核心 由位于上游的供应商和下游流通渠道中的批发商 零售 商和顾客组成 其管理活动涉及贯穿供应商 制造商 批发商 零售商以及顾客的 物流 信息流和资金流的管理 s 铡领域的研究内容非常广泛 与之相应的s c 醋研 究成果也非常多 p y k e 等 5 认为s c 挞的研究已经确定了圭2 个与该主题相关的截然不 同的领域 这1 2 个领域是 选址 运输和物流 外包和物流联盟 获墩资源和供应 商管理 营销和渠道重构 库存和预测 服务和售后支持 产品设计和新产品开发 信息和电子媒介环境 指标和激励 反向物流和绿色问题以及全球问题 在这里 我们仪对与论文相关的一些研究状况进行综述 1 2 1 供应链定价模型的研究 关于供应链定价模型的研究 国内外已有很多研究成果 模型分析通常有集中 控制 分意控制两种模式 传统的供廒链分析方法一般以集中控制为主 这种理论 虽然可以 譬到最大化系统整体效用的控制策略 健实际上供瘟链是由翻益褶对独立 的自主实体构成 决策权和信息是分布的 近年来该阀题的研究方法溅经从集中控 制转向分布控制的研究框架 6 1 2 1 a p j e u l a n d 2 8 的研究是最早最有代表性的 它研究了一个一对一的两层供 应链的协调定价问题 l a n c i o n i 2 4 j 等将企业定价决策中遇到的问题进行了系统的分 析 指出了定价决策的困难之处 也分析了影响定价决策的许多方面 瓿a t t a c h a r j e e 器髫等提出了一个易腐的单一物品的多阶段库存定价模型 利用 动态规划的方法来实现利润的最大化 并且推广到易腐和不易腐两种情况 最后给 出了启发式算法 s h i r r i n gd e n g f 2 6 1 等研究了在需求对价格敏感的市场中 制造商生产能力有限 2 山东师范大学硕士学位论文 周期有限的情况下 如何确定单一物品的价格和生产数量的问题 还指出了决策者 如何使用这一方法来解决多物品的问题 v e r n o nn i n gh s u 2 7 等发展并分析了一个需求不确定 最终产品的定价和成本 取决于交货提前期的模型 通过该模型可以确定最优的库存量 提出了制造商必须 把所有的订货都如期交付才是最优决策 而后 又扩展为制造商可以只交付部分货 物而承担罚金的也可以得到最优解的模型 y a g i 2 1 1 首先研究了具有一个制造商和多零售商 制造商作为s t a c k e l b e r g 领导 者 零售商作为跟随者且彼此竞争的两层供应链结构 零售商进入与退出对于制造 商的影响 其研究结论表明 新进入零售商竞争者并不一定导致现有零售商的收益 降低 反而有可能增加 黄小原 1 7 1 等人研究了在不确定交货条件下的一种供应链协调机制一一 s t a c k e l b e r g 主从对策 供应链中的生产商作为主方 以成本最小为目标给出最佳 的订货量和惩罚成本策略 供应商作为从方 以使其效应最大化的最佳额外生产能 力作为响应策略 最后 以上海宝钢集团企业开发总公司的尾板卷深加工为实际背 景 采用遗传算法进行了仿真计算 结果表明主从对策的供应链协同机制的有效性 许明辉 1 8 等考虑在只包含一个供应商和一个零售商的供应链中 用提供给顾客 的服务来提升实际需求 以提高供应链的局部或整体效益 基于服务提供者的不同 分别研究了在s t a c k e l b e r g 和n a s h 博弈中供应商和零售商的决策 周永务 1 9 等针对由单一供应商和单一零售商组成的两层供应链系统 在随机市 场需求且供需双方拥有不对称需求信息情形下 研究了供应商如何利用批量折扣机 理来激励零售商合作从而改善供应链协调性的问题 提出了一个相应的批量折扣模 型 并用数字实验结果表明该折扣模型对于改善供应链运作协调是相当有效的 何勇 2 0 等在需求不确定的前提条件下就供应商对销售商的补偿策略进行了深 入研究 建立了包含风险偏好的补偿策略理论模型 在该理论模型的基础上 运用 数值分析的手段分析了风险偏好对供应链中参与者决策行为的影响 为供应链决策 者制定合理的决策提供了科学的依据 最后 结合我国国情 重点讨论如何在我国 正确实施补偿策略 晓斌 捌等针对由一个供应商和一个零售商组成的供应链 其成员间的市场需求 信息不对称问题 建立了非对称信息下批发价与订货量的s t a c k e l b e r g 博弈模型 给出了零售商和供应商分别拥有需求信息下的博弈模型 同时给出了信息不对称下 玉衮矮范大学疆圭学位论文 的供赢链协调机制 索寒生 冽等以一个两阶段的供需链系统为背景 分别论述了在供应商和零售商 起主导作用下的两类s 乞a c k e l b e r g 博弈 给出了博弈的n a s h 均衡解 并分摄了这两 种情况下供应商的批发价和零售商的订货量与零售价的变化 然后结合集中式控制 系统 分析了分布式系统低效的原因 w e n g 等 1 3 研究了在价格敏感需求条件下数量折扣策略的协调效果问题 他发 现 在价格敏感需求条件下 通常供应商有更大空间提供价格折扣 因为供应商从 降低库存水平帮增加的需求中都会受益 同时九随着供应商的能力变的更加接近于 购买者需求 供应商从数量折扣中获褥的剩润变得越来越少 v 至s w a n a t h a n 等 1 4 研究和分析了通过使用共同补绘期来协调s c 库存的利益问 题 分析了一个供应商 多个购买商 单一产品的s c 在所提出的策略条件下供应 商指定共同补给期 并要求所有购买商只能在那些补给期补给货物 供应商提供一 种价格折扣以引诱购买商接受这种策略 由供应商提供的最佳共同补给期和价格折 扣被确定为s t a c l e l b e r g 博弈的一个解 在开发了求解该博奔问题的方法之后 通 过定量研究平评价了所提出协调策略的利益 l 熏a s t r i n 等 1 5 研究了分散多级库存 配送系统中一个供应商与多个零售商之 闽的订货协调问题 在这个系统中 供应商提供一种产品具有静态需求和标准库存 成本的多个零售商 特别地 他们提出和分析了一种新的策略 即当零售商对其订 货时机与制造商订货周期进行协调时 一个将生产外包给原始设备制造商的制造商 提供价格折扣给零售商 同时 展现了所提供出的策略在一定条件下能使s c 更有效 提出了在分散s c 中寻找制造商最优价格折扣的一种直接方法 通过数值试验 说明 了模型的管理意义以及何时制造商应该考虑这一策略 c h e e e ww o n m 从组织 经济及运作的角度研究了供应链的协调问题 放组织 理论来浼 协调就是管理供应链备行为活动间关联性的过程 从经济理论来说 协 调就是实现系统p a r e t o 最优的过程 从优化角度来说 协调就是实现系统全局最优 这是一篇较为详细的介绍供应链协调理论的综述文献 2 2 供应链不确定 陛的研究 4 通常供应链中的不确定性是影响供应链的计划制定以及新产品设计的主要因素 山东师范大学硕士学位论文 之一 特别是由于需求弓l 起的不确定性将影响整个供应链环节的设计 计划 协调 控制等活动 为此国内外许多学者进行了探讨总结并寻求一些解决办法 不确定性 产生的根源主要有3 个方面 工艺过程 制造过程 客户需求过程障 由于供应链 的每一级中都存在着不确定性 这些不确定性又是引起供应链管理困难的主要原因 之一 因此 如何设计合理的供应链的结构降低不确定性的影响是得到学术界和企 业界所广泛关注的 个研究领域 在供应链的运作过程中典型的不确定性表现为需求的不确定性和信息的曲解现 象 对于该问题的研究 最旱始于2 0 世纪6 0 年代初 f o r r e s t e r 基于系统动力学 模型 首先分析了需求波动沿着供应链向上游企业逐级放大的系统特性 牛鞭效 应 4 3 1 他认为这一现象是由予组织的行为随着时间变化而引起的 因此 可以通过 改变组织行为方式来加以克服 同时 他指出如果把系统看作成为一个整体并且对 其进行动态建模 可以使系统运行的结果得到提高 l e e l a u 等学者 明对供j 陂链上的牛鞭效应进行了深入的研究 认为牛鞭效应是 由于系统参与人人为响应需求变化 避免缺货 降低生产成本 在追求利润最大化 的条件下所做出的理性行为 将它产生的原因归结为需求预测修正 订货批量决策 价格波动 信息不完全下的博弈行为等4 个方颟 并指出共享销售数据 交换库存 信息等措施能够有效地减少牛鞭效应 国内方面 主要是从不嗣的方面对此问题进行了分类总结 马新安等 4 5 1 在给出 了 个供应链的多级库存控制系统模型的系统方框图及传递函数的基础上 分析了 使整个供应链稳定的临界条件 指出牛鞭效应产生的原因是由予在系统时滞及系统 增益的共同作用下使得供应链中各个子系统产生衰减振荡或发散振荡的结果 万杰 等 4 7 等以1 个供应商和n 个零售商组成的供应链为研究对象 对在零售囊的订货量 超过供应商的生产能力的情况下 分析了供应商所选择的分配机制造成的牛鞭效应 闽题 马士华等 4 9 研究了基于随机提前期的 q r 库存控制模型 其中分别考虑了 需求是常量和需求是随机变量嚣种情况下豹库存模型 还有很多学者利用 i s s o n 分布来描述市场需求 分析单个制造商 多个处于相同地位的分销商 一个中心仓 库的库存系统优化阀题 5 0 1 涯云峰等矧分析了供应链上的不确定性因素与库存的关 系 针对每一类库存产生的原因进行了研究 徐鑫f 4 7 1 等从定量和定性的角度分析了 供应链系统的不确定性 指蹬供应链不确定性的本质和不确定性产生的因素 并把 5 出东师燕丈学琰士学霞论文 熵理论运用到供应链不确定性的研究中 为供应链管理和控制提供了有效的方法 并通过实例分析验证了熵理论的运震不但能够对供应链不确定性做出精确的评语 丽且能有效地控制整个供应链的运营 徐家旺 4 s 等提蹬了南一个制造商和一个供应 商构成的多产品 多阶段供应链在原材料市场的供应和消费市场的需求均不确定条 件下的多目标鲁棒运作模型 采用已知概率的离散情景描述消费市场需求和原材料 市场供应的不确定性 徐家旺 5 2 等基于多参数线性规划理论 将不确定型二层线性 规划闯题转化为多个关于不确定参数的线性规划问题 利用不确定型决策方法中的 悲观准燹 j 跌最不利的结果中选择最有利的结果 从丽得到不确定型 层线性规划 的最优解 并焉数值实铡仿真验证了所提高的悲观决策方法对解决诸如不确定供应 链的规划与运作簿问题不失为一种有效的决策支持工具 1 2 3 供应链协调的研究 供应链的协调主要是围绕供应者与需求者之间的物流和资金流进行信息共享和 经营协调 从而实现稳定 高效 柔性的供需关系 我们主要介绍如何用契约来协 调供应链的研究状况 由于市场需求的不确定性 并且生产产品需要一定的提前期 因此 生产商需 要根据销售商的订单来组织生产 为了防止生产过度带来的浪费和生产不足带来的 机会损失 需要销售商和供应商逯力合作 以达到最优的生产量和较高的顾客满意 度 使得供应链的整体收益达到最优 由于供应商和销售商麴各盘譬的不同 为了 维持这种协作关系 就需要双方签订合同 通过契约关系来实现协作 p a s l e 趣a c k 6 2 最早提出供应链契约理论 如今供应链契约的研究在很多方向上得到了迅速的发展 在设计供应链契约时 通常是由供应商与销售商确定批发价格 销售商根据市场需 求和市场价格确定订购量 供应商根据销售商的订购量决定生产量 目前 较为常 用的供应链契约有批发价格契约 w h o l e s a l c p r i c ec o n t r a c t 退货政策 r e t u m s p l i c y 弹性数量契约 独赫t i 哆f l e x 奄i l i t yc o n 缸嗽 利益共享契约 r e v e n u e s h 撕n g c o 赡鑫c 1 回馈与惩弱契约 r 曲采e 舔巷p 鼹鑫l 移c o 毅妇c 1 等契约模式 我们根据本文 的研究内容 仅对本文主要研究的几种供应链契约模式进行分析和总结 批发价格契约也称价格契约 蹦c e o i l l yc o n t r a c t 是指供应商和销售商相互签 订批发价格契约 销售商根据市场需求和批发价格决定订购量 供应商根据销售商 6 山东师范大学硕士学位论文 的订购量组织生产 销售商承担产品未卖出去的一切损失 可见批发价格契约中 供应商的利润是确定的 不用承担市场风险 而销售商则承担全部市场需求风险 批发价格契约可以说是最为常用的一种契约模式 也是最为简单的一种契约模式 其签约成本也相对较低 在大多数供应链管理模型中 批发价格都被认为是固定的 并且是不可协商的 例如 l 猫v i e r e 6 3 通过简化建立了最为简单的批发价格契约模 型 该模型只包含产品的生产成本 批发价格和零售价格以及市场需求等变量 并 且假设批发价格是固定的 他们认为批发价格契约本身不能实现供应链协作 因此 单纯的批发价格契约无法实现供应链整体期望利润最大化 由于他们假设供应商的 批发价格是固定的 因此 属于推动效应的契约模式 无法真正拉动销售商的订购 热情 为了拉动销售商的订购量 数量折扣契约 q l l a i l t i 妒d i s c o u n tc o i 她c t 正日益 受到人们的重视 数量折扣契约也是批发价格契约的一种 是指供应商可根据销售 商订购量的大小对批发价格进行打折 从而刺激销售商增加订购量 m o n a l l 吼 删从 供应商的角度来考虑对销售商提供数量折扣的经济内涵 文章假设供应商选择批量 对批量 l 脱f o rl o t 策略 并证明一个合理的打折方案能促进销售商的订购量并能增 加 利益共享契约 r e v e n u e s h 撕n gc o n t r a c t 是供应商给销售商以一个较低的批发 价格 并且从销售商那罩获得他的一部分收入的协议 利益共享契约在录像带出租 行业得到了成功的运用 m o n i m 一6 5 提供了一个详尽的经济学解释关于利益共享契 约对录像带出租行业的影响 他发现采用利益共享契约可以提高供应链利润7 然 而 c a c h o n 和l a r i 啊e r e 删认为有两个可能的因素会导致利益共享契约失效 一个是 他们认为实施利益共享契约的管理成本过高 二是实施利益共享契约可能降低销售 商的营销积极性 同时 他们也证实了在需求为随机且与价格具有相关性的前提下 利益共享契约依然可以实现供应链协作 p a s t e m a c k 6 7 则研究了销售商一部分用利益 共享契约订购产品 而其余部分产品采用批发价格契约来订购的策略 但在他的模 型中没有考虑供应链协作的问题 j 锄e s d a n a 和s p i 0 6 8 贝i j 分析了利益共享契约在 两种情况下的运用 1 需求是随机的 下游企业在知道实际需求之前确定价格和库 存 2 需求可预知并且随时间的推移而下降 价格是可变的 并用录像带行业作为 例子进行了分析 g e r c h a l 和w a n 9 6 9 贝0 讨论了两个较为对立的契约模型 利益共享 契约和批发价格契约 同时 他们提出了 利益共享加多余补助 7 出东翔藏大学硕士学燕论文 r e v 锄u e p l u s s 岬1 1 l s s u b s i d ye o n 锄瞄 的新型契约模型 通过实施这一契约 可 以很容易实现供应链协作 并增麓供应链中各成员翁利益 g i 纛n n o e c a r 0 和 p o 昀獭d o l 勤 硎分析了三级供应链f 生产商 分销商 零售商 中采用利益共享契约的供 应链协作策略 他们认为通过调整供应链契约参数 可以提高供应链效率 增加供 应链各个成员的利益 7 1 在他的博士论文中 提出了利润共享契约 p r o f i t s h 撕n gc o n n a c t 概念 他 对利润共享契约进行了如下规定 1 批发价格彩为 国 露 p g 一0 q 这里0 9 国 1 其中 p 为市场价格 c 为生产成本 g 为零售成本 2 对于没有销售出去的产品 供应商同意付给销售商的退货价格6 劬 根 据以上两个假设 证明销售商的利润h 宠 1 一露 岱 供应商的利润 n 嚣 1 一是 n 舀 其中n 程为供应链的总利润 因此 被视作分享供应链剩润的分 配因予 在国内 柳键和马士华 7 2 对供应链协作进行了搏弈分析 并碍到如下主要结论 幻 在信息共享的条件下 利益共享契约优于普通契约 b 在两种契约下 供应链绩效与 企业合作伙伴数量有关 普通契约下 合作伙伴越多 供应链绩效越佳 共享契约下 合作伙伴数量增加 供应链绩效下降 c 共享契约分配因子的选择自由度随合作伙伴 数的增加丽减小 并且分配嚣子取值可通过渠道效用最大化来确定 c h 锄g 和j i 勰喾嘲 讨论了电子商务市场上供应链的利益共享枫潮 他们设计了一套利益共享契约来实 现电子供应链协作 从而防止电子商务市场上供应链失效情况的发生 1 3 论文结构 本文共分为五部分 各章主要内容及结构简述如下 第一章为绪论 第一节介绍选题意义 叙述本论文的研究背景 第二节主要介 绍了关于供应链建模的国内外的研究现状 第二章主要介绍本文用到的 些基本概念和知识 包括博弈论的概念 分类以 及在经济学中的主要应用 帕累托最优 报奄问题模型等等 8 山东师范大学硕士学位论文 第三章主要介绍制造商主导的两级供应链定价决策均衡模型 第一节主要是介 绍了单制造商单零售商构成的两级供应链的非合作与合作博弈模型 分析总结了供 应链的协调机制 第二节主要介绍了一种确定需求下单制造商多零售商构成的两级 供应链的博弈模型 其中制造商占主导地位 各零售商之间存在竞争关系 其中制 造商作为主导者确定批发价 零售商确定各自的零售价 市场需求量由零售商价格 决定的问题 即需求量是销售价格的减函数 多个零售商面对不同的需求市场因存 在地域等方面的影响 其零售价格和需求量有所不同 第三节主要介绍了一种随机 需求下两级供应链的定价决策均衡模型 其中制造商作为主导确定批发价价格 零 售商确定零售价 市场需求是随机的 一方面受销售价格的影响 是销售价格的敏感 函数 另一方面又受随机因素的影响 需求表示为q p d 2 且d l p o d 2 0 d l p 和职分别解释为确定性需求部分和随机需求部分 第四节我们针对一种确定 需求下单制造商多零售商构成的两级供应链的模型 我们分别利用批发价格契约 收入共享契约 价格折扣契约进行了协调 第四章主要研究了零售商作为主导的供应链的均衡模型问题 对一种零售商主 导的两级供应链进行分析 分别讨论了在确定需求以及需求不确定的情况下供应链 成员如何制订最优策略 以及供应链的均衡问题 第五章总结本文的研究内容 并提出本文中存在的不足和以后的研究方向 9 山东师范大学硕士学位论文 2 1 博弈论 第二章基础理论 2 1 1 博弈论的概念及构成要素 博弈论 g 锄et l l e o r y 也称 对策论 是研究决策主体的行为发生直接相互 作用时所进行的决策以及这种决策的均衡问题的 3 1 1 或者 它是研究应用于互斗局 势的抽象模型 也称博弈模型 的数学理论和方法 即 当成果无法由个体完全掌 握 而结局须视群体共同决策而定时 个人为了取胜 应该采取何种策略 的数学 理论和方法 3 2 1 以冯诺依曼 v o n n e 啪a i l l l 和摩根斯坦恩 m o 玛铋s t c n l 合作的 博弈 论和经济行为 t l et h e o 叫o f g a n l e sa n de c o n o m i cb e h a v i o r 在1 9 4 4 年出版 为其 创立标志 博弈论最先研究的竞争场合是象棋 扑克 桥牌等娱乐性斗争局势 现在已经 成为一个博大精深的科学理论体系 纳什 n a s h 夏普里 s h a p l e y 泽尔腾 s e l t e l l 海萨尼 h a r s a l l y i 等博弈巨人的出现为博弈论的发展做出了巨大贡献 博弈论广泛 应用于经济学 政治学 军事决策 计算机科学 生物演化等研究 与经济学的关 系尤为密切 其影响广及市场理论 契约与合同 政府行为等诸多方面 为研究各 种经济现象开辟了广阔的视野 严格地说 博弈论并不是经济学的一个分支 而是 一种普遍适应于经济 政治 军事 外交 法律等广泛领域的数学方法 一个博弈一般由以下几个要素组成 包括 参与人 行动 信息 策略 收益 结果 均衡等 1 参与人指的是博弈中选择行动以最大化自己效用的决策主体 可以是个人 也可以是团体 2 行动是指参与人在博弈进程中轮到自己选择时所作的某个具体决策 3 策略是指参与人选择行动的规则 即在博弈进程中 什么情况下选择什么行 动的预先安排 4 信息指的是参与人在博弈中所知道的关于自己以及其他参与人的行动 策略 出东瘁藏大学硬圭学位论文 及其得益函数等知识 5 收益是参与人在博弈结束后从博弈中获得的效用 一般是所有参与入的策略 绒行动的函数 这是每个参与人最关 良的东西 6 均德是所有参与人的最优策略或行动的组合 均衡结果是指搏弈结束蜃博弈 分析者感兴趣的一些要素的集合 如在各参与人的均衡策略作用下 备参与人最终 的行动或效用集合 上述要素中 参与人 行动 结果统称为博弈规则 博弈分析的豳的就是使用 博弈规则来决定均衡 2 1 2 博弈论的分类 根据博弈的 信息 特征 博弈可划分为完全信息博弈和不完全信息博弈 完 全信息博弈是指 每一个博弈人对所有其他搏弈入的特征策略空闻及支付函数都有 准确的知识 否则就是不完全信息搏弈 根据博弈的 时序 特征 博弈可划分为静态搏弈和动态搏弈 静态搏弈是指 博弈入在博弈中同时选择行动或虽非同时但后行动者并不知道先行动者采取了什么 行动 动态博弈是指 博弈人的行动有先后顺序 后行动者能够观察到先行动者所 选择的行动 将这两个角度的划分结合起来 就得到四种不同类型的博弈 完全信 患静态博弈 完全信怠动态博弈 不完全信息静态博弈 不完全信息动态博弈 将上述两个焦度的划分结合起来 我们就得到疆种不同类型的博弈 完全信息 静态博弈 完全信息动态博弈 不完全信息静态博弈 不完全信息动态博弈 与上 述四类博弈相对应的是四个均衡概念分别是 纳什均衡 子博弈精炼纳什均衡 贝 叶斯纳什均衡 精炼贝叶斯纳什均衡 如表2 1 所示 1 2 山东师范大学硕士学位论文 表2 1 博弈的分类及对应的均衡概念 静态 动态 蓐每 完全信息静态博弈完全信息动态博弈 完全信息纳什均衡子博弈精练纳什均衡 纳什泽尔腾 不完全信息静态博弈不完全信息动态博弈 不完全信息贝叶斯纳什均衡精炼贝叶斯纳什均衡 海萨尼泽尔腾等 根据局中人是否合作 博弈可分为合作博弈 c o o p e r a t i v eg 锄e 和非合作博弈 n o n c 0 0 p e r a t i v eg a m e 纳什 泽尔腾和海萨尼的贡献主要是在非合作博弈方面 合作博弈与非合作博弈之间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 能够达成协议 就是合作博弈 否则 就是非合作博弈 合作博弈强调的是团体理性 非合作博弈强调的是个人理性 个人最优决策 其结 果可能是有效率的 也可能是无效率的 根据可供局中人选择的策略是否有限 博弈可分为有限博弈和无限博弈 在一 局博弈中 如果各局中人的策略集合是有限集合 则称为有限博弈 如果是无限集 合 则称为无限博弈 根据全体局中人的支付总和是否为零 博弈可分为零和博弈与非零和博弈 如 果博弈中的任一局势 全体局中人的支付总和为零 则称该博弈为零和博弈 否则 称为非零和博弈 2 1 3 博弈论在经济学中的经典模型 c o u r n o t 库诺特 古诺 寡头竞争模型 是纳什均衡的最早版本 法国经济学 家库诺特1 8 3 8 年引入的一个简单的双寡头模型 假定两个厂商生产同样的产品并都 知道市场需求 各厂商必须决定生产多少 并且它们同时做出决策 库诺特模型的 实质是各厂商将它的竞争者产量看作固定的 然后决定自己生产多少 在这个模型 当中 有两个参与人 分别是企业1 和企业2 每个企业的战略是选择产量 支付 1 3 出寒雾雾燕大学矮 学链论文 燕利润 闻题描述 虢 0 代表第f 个企业的产量 q 吼 代表成本函数 p p 吼 吼 口一 吼 g 代表逆需求函数 p 是价格 q p 是原需 求函数 第f 个企业的利润函数为 曩 缀 锡 舔烈锈 统 一c f 够 i l 2 2 1 找出均衡的方法是对每个企业的利润丞数求一阶偏导数并令荚等予零 假定每 个企业具有相同的不变单位成本 即毫魄 绣 通过求解 要至 以吼 g 铂 编 吼 一q 吼 o 叫l 罢娑l p g 9 2 9 2 p 口l 9 2 一q 鼋 o 缀到两个反应函数 譬 墨 譬 要颤一譬 一c g 避 吼 吾 g i c 反应函数意味着每个企业的最优战略产量是另一个企业产量的函数 两个反应 函数的交叉点就是纳什均衡 解两个反应函数 得到纳什均衡为 g g 一c 2 3 g l2 9 22 穰一c i z 3 每个企业的纳什均衡的利润分别为 万航g 吼 g 譬 吾 口叫2 2 4 为了与垄断情况作比较 我们计算一下垄断企业的最优产量和均衡利润 垄断 企业的问题是 磊磊筘防 g 露一g 一g c 2 5 垄断企业的最优产量 l 碡 山东师范大学硕士学位论文 g 三 口一力 吾 口一c 2 2 7 寡头竞争的总产量大于垄断产量的原因在于每个企业在选择自己的最优产量 时 只考虑对本企业利润的影响 而忽视对另一个企业的外部负面效应 这是典型 的囚徒困境问题 4 s t a c k e l b e r g 主从博弈 1 e a d e r f 0 1 l o w e r 正如c o u r n o t 模型可以看作纳什均衡的最早版本一样 s t a c k e l b e r g 均衡可以 看作是泽尔腾的子博弈精炼纳什均衡的最早版本 是一种完全信息动态博弈 l e a d e r 首先宣布它的决策 这一决策将影响f 0 1 1 0 w e r 决策问题的约束集与目标函 数 进一步 l e a d e r 可以再调整它的决策变量 直到它的目标函数达到最优为止 跟c o u r n o t 模型一样 在s t a c k e l b e r g 模型中 企业的行动也是选择产量 不 同的是 在s t a c k e l b e r g 模型中 企业l 1 e a d e r 首先选择产量q l 企业2 f 0 1 1 0 w e r 观测到q 1 然后选择自己的产量q 2